汽车为什么不造后置后驱?
「后置·后驱」之所以无法成为主流-原因车型特殊性&前置对车辆安全的提升
- 内容概述:三类驱动系统结构特点解析,后置后驱无法成为主流的原因分解。
家用代步汽车主要采用两类驱动平台,主流类型为「FF·前置前驱」,或者以前置为基础的横置四驱。这种结构的特点简而言之为制造成本低,而且具备轻量化节油的优势;相比「FR·前置后驱」的结构精简很多,只是操控极限要明显逊色一些。
原因在于车辆重心主要集中于前轮,前后车轮的垂直压力会很大差异,结果造成以稍高的车速转弯时,车尾就会容易出现侧滑的情况。那么为什么不能在模仿跑车使用后置后驱呢?
操控安全【FF·前驱平台】的三大总成都集中于车头,质量标准大致如下。
- 发动机150/300kg区间
- 变速箱80/120kg
- 转向与冷却系统约200kg
这就是前驱汽车重心非常靠前的原因,笨重的总成需要更多的钢材结构去加固,结果就造成了车头重车尾轻的缺点。在单人驾车时后轮抓地力会因压力小而减弱,转弯时的速度就必须严格控制。
然而在满载时总是要好一些,毕竟普通的五座汽车后排乘坐三人,总质量也会在平均200公斤左右;这时候前后轮的抓地力反而会均衡一些,安全的稳定性是不是会提升呢?
【RR·后置后驱】等于前驱汽车掉了个“个”,似乎只需要改变车辆的设计特点,指需要把转向系统保留在前桥即可。然而这种布局真的不是那么简单的,即使以普通代步汽车标准的发动机进行后置布局,车辆尾部是不是也会比前部多出数百公斤?
这些重量在单人通勤时,仅依靠驾驶员的重量是无法有效均衡的;五座布局满载时更是会大大提升后轮的抓地力,同时让前轮变得非常弱。此时如果在雨雪天气或其他湿滑道路驾车,后轮则会因较大的抓地力造成所谓的「推头现象」出现;说白了就是前轮抓地力太小,后轮正常输出的转矩会大于前轮与地面的滑动摩擦系数,车轮失去导向能力而直接走直线,很显然这是相当不安全的。
碰撞安全不论前驱还是前置后驱,将发动机布局在前端,结果都在碰撞是导致机器的严重损坏。于是很多人都在想,像大巴车或跑车一样,把发动机布局在末端是不是能减少膨胀损失呢?
答案显然是可以的,但是这也是得不偿失。因为汽车的防撞保护结构中是含有「发动机」的,或者说发动机是碰撞缓冲溃缩区的重要环节。为什么这么说呢?参考下图所示的汽车撞击力的传导流程吧。
重点:撞击力首先会由防撞横梁承受,之后才会传递到纵梁、A柱与车身框架缓冲。但是横梁只能保证中低车速区间的完整性与传导能力,在中高速碰撞时,横梁是必须折断的!原因在驾驶人员与惯性质量承受极限的比例,用质量乘以时速得出惯性作用力,假设乘坐人员的体重是50公斤。
时速100km/h×50=5吨,也就是说如果车辆在高速行驶中撞击,且撞击瞬间车身结构完整,撞击力悉数传递到车架。结果则会是驾乘人员承受巨大的惯性作用力,或者说出现身体与安全带的、巨大的相互作用力,会怎样应当是不用赘述了。
综上所述,撞击力是必须要进行一定程度缓冲(抵消)的,方式只能是让横梁弯折,之后通过其他物体的碰撞进行相互作用。最好还能够将撞击力传导到其他方向,似乎最佳选项就是发动机了吧。
【发动机下沉保护】是非常不错的方式,一旦撞击力超过阈值,机器承受撞击后会通过轨道下降;机体实际会钻入汽车底盘而不是挤压防火墙;此时驾乘人员承受的作用力则为多个方向,而且每个方向的作用力都会减弱,安全性则必然大幅提升。
这就是防撞梁材料屈服强度只会是普通高强度钢标准的原因,与屈服强度1500Mpa左右的热成型钢,或马氏体钢差距很大,目的就是为了在正确的速度中冲击发动机,用前置后驱系统真的合理吗?至于跑车则会利用特殊结构加强,这些车辆的制造成本投入决定了会非常前面。
但是某些微型车可能就会很差了,比如采用后置后驱的SMART,其被动安全防护水平可以说了微型车中的最低水平,这种个性小车还是不碰为好;别真的把所有RR车型都当成保时捷918了,指导价决定车辆品质。
成本投入重点:后悬架类型与结构加强!前置前驱可以通过车架的重量,适当比例的均衡前后车重,所以尾部的横向作用力不会太夸张;这就是后悬架可以用普通≤3连杆,或者直接用刚性结合的扭力梁的原因,扭力梁的制造成本多低啊。
但是用后置后驱系统自然不可以用扭力梁悬架,而前悬架当然也是不可以的,那么前后独立悬架是不是成本更高呢?然而这还不是重中之重。
三大总成的重量集中在尾部,在转弯时的横向作用力显然会更大;这就需要后悬架得具备非常强的横向支撑性,类型怕是连五连杆都难以做到极高的水平,用双A臂或双横臂可能会更理想一些吧。
然而这些类型的悬架结构成本也会更高,对于要比的材料强度当然也有高要求;这些成本的提升都要体现于车辆价格,所以后置后驱肯定是不适合普通家用汽车的,不论从安全、成本或者操控的角度分析都不例外,这种结构除了适合跑车以外,只适合大型客车。
编辑:天和Auto
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汽车为什么不造后置后驱?
汽车当然有后置后驱的,就好比另一位兄台说的保时捷911。
911的发动机是水平对置6缸机,它的高度比一般直列或者v形排列的机子都要矮很多,所以你看911它即使后置发动机,也还能保持着流线形的小屁股。
另外一些老式的欧洲小小车,就比如说菲亚特126P,它的发动机排量只有0.6L,体积也非常小,所以放到最后面也不会占用很多空间,这是当时很多小小车的惯用做法。
水平对置发动机成本高,磨损大,受到侧面撞击容易导致发动机直接报废,这都是和一般家用车的理念相违背的东西,所以很少数厂家还在给家用车用水平对置发动机。另外小尺寸小排量的发动机动力很小,放在现在一吨多的车上根本跑不过狗,也不适用。
现在发动机的高度都比较高,加上一大堆附加的东西比如说变速器,涡轮,排气,散热水箱,发电机,压缩机什么的会用掉一大部分空间。所以家用车想把发动机后置,要么屁股巨大,蠢的跟啥一样,要么占用座舱空间,后排只能坐狗。所以家用车厂家都不这么玩。
其实对于家用车来讲,前置前驱的布局是有优势的,不只有结构简单成本低这点,我们从重心和操控的角度出发分析一下。
在车辆拐弯的时候,容易出现两种失控状态,一个是转向不足,一个是转向过度。转向不足就是前轮失去抓地力,车头向外搓出去。
转向过度就是后轮失去抓地力,车屁股向外搓出去【是的,玩儿好了就是漂移】。对于一般驾驶员来说,转向不足比转向过度更容易把车救回来。
失去抓地力意味着超过了轮胎能承受的最大摩擦力,性能车最理想的状态是前后轮均摊压力,这样保证弯道速度,所以能看见很多性能车的前后重量比是50:50。
家用车就不太适合这种了,因为一旦失控,就有很大的可能性是四轮同时失去抓地力,对于没有经验的驾驶员来说简直就是噩梦。
为了避免这种最糟糕的情况出现,厂商一般把家用车的重心往前调一点,这样让车头搓出去的极限会比让车屁股搓出去的极限更提前出现一些,所以在失控发生时,很大几率发生的都是容易挽救的转向不足。
汽车为什么不造后置后驱?
其实,道路上不是没有后置后驱的汽车,只不过很少而已,保时捷911就是一个例子。市面上极少后置后驱的汽车,是因为它的缺点比较多:(1)直线行驶性能一般(主销后倾角的出厂值达8°);
(2)侧风敏感性大;
(3)由于前轮负荷小,在冰面上行驶时转向困难;
(4)转弯行驶时呈现明显的过度转向;
(5)发动机悬置需承受的力矩为发动机转矩乘以总传动比;
(6)由于管路短,排气装置设计难度大;
(7)发动机消声问题难以解决;
(8)复杂的换挡机构;
(9)当散热前置时,需要很长的水管;
(10)由于用强制冷却,散热器所需功率大,电动风扇仅在散热器前置时才能使用;
(11)暖风装置的暖水管或暖风管较长;
(12)燃油箱难以布置在安全区域;
(13)行李箱空间受到很大限制。
如果是发动机布置在后桥上方或后方的短轴距高重心车辆,在车辆沿着陡坡向后溜车时,如果作用在后桥上的驻车制动器突然施加驻车制动,则会有翻车的危险。
后置引擎的配置不利于引擎散热,而空冷发动机的散热本来就不如水冷发动机。在硕果仅存的后置空冷发动机中,保时捷911是最成功的一个。更为难能可贵的是它还是运动型跑车。不过空冷引擎的911,到了993已是最后一个世代了,空冷引擎毕竟不适合在全世界各地销售,尤其是亚热带及热带等气温较高的地区。
(部分内容转载至维基百科以及百度百科,侵删)汽车为什么不造后置后驱?
即便是现在依然有后置后驱车型如保时捷的911,只不过现如今绝大多数的乘用车品牌都放弃了后置后驱这种驱动布局形式。原因很简单,后置后驱几乎是最糟糕的驱动布局形式,除了能把情怀值拉满,其余再难找到任何优势。后置后驱并非高大尚的代名词,上世纪30-50年代后置后驱是廉价、经济车型的代名词,如下图所示1957件的经济车型菲亚特500。
正所谓物以稀为贵,70多年前烂大街的廉价后置后驱车型逐渐演变成如今保时捷的独树一帜。所以后置后驱是那样的与众不同,再拥有保时捷品牌的加持,后置后驱就成了高端的代名词。要知道世界第一台前置前驱车同样价格不菲,世界上第一个铝制的水杯甚至比等质量的金杯还昂贵。工业化生产与普及改变了很多产品本身的价值,也对消费者们的认知造成了影响。
所以现如今并不是不造后置后驱,而是早在几十年前全球几大车企都在造后置后驱,而在二战期间后置后驱是专门为平民所打造的经济车型。直到后期前置前驱的产生,才导致后置后驱形式的渐渐离场。FF与RR具备同样的集成度高、成本低等优势,先天层面的操控又比后置后驱好太多,关键可以更好的兼容L型、V型发动机。
后置后驱的劣势后置后驱几乎是最古老的驱动形式,如上图所示1886年的奔驰专利1号车就采用了后置后驱的形式,可以理解为是现代汽车的一个雏形。但随着发动机越做越大、动力越来越强、发热量越来越大,再加上车身覆盖件越来越多,就导致后置后驱在散热、操控等问题上难以解决。所以前置后驱开始流行,发动机摆车头通过撞风来散热,那个时期没有强制循环水冷系统。
现如今保时捷的911车系是刷榜利器,几乎在各个赛道都能刷出完美的成绩,所以很多朋友认为这是后置后驱的功劳?曾几何时保时捷的911车系可是被称作大名鼎鼎的“寡妇制造机”的,而原因皆由后置后驱所导致。最离谱时的前后配重曾达到前32%、后68%左右,普通人极难驾驭。所以在非特殊条件下这种驱动布局形式很难成为主流。
而如今保时捷911车系操控性很好,原因在于有针对性的调整、设计,以及一堆电子设备的加持才将后置后驱彻底束缚住,让后置后驱变得听话。但问题是保时捷能不遗余力的花费大量成本完善后置后驱,其它乘用车品牌也能如此么?比如一款10万元的家用轿车设计成后置后驱需要增加成本几十万来优化它的行驶平稳度,那么这款10万元的轿车该卖多少钱?
所以保时捷造后置后驱,是因为它的产品能卖上高价,所以它舍得投入成本去改良后置后驱。但那些普通品牌呢?它们的产品利润低,靠得就是走量。打造后置后驱要么大幅度降低行驶稳定性,要么改善后置后驱的行驶稳定性大幅度提高车子价格,似乎哪种方式都不太理想。因为不能放弃车辆的行驶安全性,更不能忽视受众群体的购买能力,所以普通车型自然缺乏打造成后置后驱的源动力了。
保时捷为何不放弃后置后驱其实保时捷很想放弃后置后驱,现在想甚至早在几十年前就想,只是后置后驱早已成了保时捷的品牌象征、图腾,成了保时捷最正统的基因传承,已经深深的被市场所完成裹挟,想放弃并不容易。实际上现如今保时捷旗下的很多车型是前置后驱、中置后驱,这些车型的总销量远比后置后驱的911销量高得多。但后置后驱就好比小品卖猫中的那个瓷碗,碗在猫就好卖。
如上图所示1969年上市的保时捷914,这是费利执掌保时捷时的作品。中置后驱的布局形式,其目的就是为了取代911,但其销量却是惨不忍睹。后来保时捷又推出了造型极为GT化的前置后驱车型924,销量依然非常惨淡。而彼时的保时捷依然不遗余力的为打造出取代911的新车型而努力,之后陆续打造了928、944、968等车型,但销量均无任何起色。
如上图的924以及下图中的968,不看车标谁又能看出这是保时捷呢?这保时捷的968是不是很像高桥凉介那辆马自达RX7 FC?所以在那个时期保时捷想放弃后置后驱根本是不可能的。对于这类高性能跑车的受众群体而言,后置后驱唯有保时捷能拿得出手,长头前置、中置引擎的GT型车所面对的竞争太大了。捷豹、阿斯顿马丁、法拉利等等,哪个品牌的跑车造不出长车头?
所以在一堆中置、前置引擎车型的捣乱之下保时捷在上世纪80年代末期出现了严重的财务危机差点破产,当时保时捷旗下仅剩的三款车就是911、928以及968,而唯一还具备活力的车型就是911。所以在那时保时捷痛定思痛保留下了911车型,也不再打造968那类奇葩的GT车型,因为后置后驱才是别的品牌没有或不深耕的技术。也正是从那时起保时捷才彻底把后置后驱定义成了品牌图腾、象征。
后置后驱的兴与衰?后置后驱可以说是个典型的战争成就出的驱动布局形式。如果这个世界没有二战,后置后驱真可能是轻轻的来、轻轻的走,不带走一片云彩。前文已经提到后置后驱虽然诞生很早,但随着汽车、汽车产业不断的发展已被边缘化,彼时前置后驱是绝对的主流。但二战消耗大量资源,钢铁价格飞涨,前置后驱由于集成度低、消耗原料多等劣势已不再是那个时期的最优解。
结构紧凑、集成度高、成本低廉的后置后驱就变成了最优解,后置后驱的本质与前置前驱是一样的,均可以把发动机与变速器做成一个整体模块(如上图所示FF驱动布局形式的发动机与变速器可以做到一起,早期的后置后驱也是看中这个优势),大幅度降低了装配成本,还节省了一根前置后驱车上的传动轴。比FF难处理的则是进气、冷却,毕竟发动机在车尾难以实现撞风。
不过当时捷克太拖拉很好的解决了进气、散热的问题,太拖拉T77可以看作是大众甲壳虫的原型车。在小胡子拿下捷克苏台德地区后,大众顺理成章的拿走了太拖拉的风冷专利技术从而打造出经济型平民车甲壳虫并大获成功。如下图所示太拖拉T77,是不是很像一台拉长的甲壳虫呢?之后保时捷以大众甲壳虫为原型打造了经典的356,从此产生了第一辆以保时捷命名的汽车。
而在二战结束后,由于大众甲壳虫的热卖导致欧洲一系列车企纷纷效仿,推出了很多经典的后置后驱平民车型,如菲亚特500、雷诺4CV、simca1000(西班牙品牌)等,一时间遍地是后置后驱车型。所以说后置后驱并不少见,只是咱们这个时代后置后驱变成了珍品(物以稀为贵)。后来欧洲完成了战后重建、经济得到复苏,成本更低的后置后驱又逐渐边缘化,前置后驱又变成了主流的驱动布局形式。
再后来随着前置前驱布局形式的出现,后置后驱彻底淡出了世界舞台,而依然深耕后置后驱的也仅仅剩下了保时捷。所以后置后驱并不是厂家不造,也不是不能造,只是曾经大量制造在有更完美解决方案(FR、FF)后被放弃罢了。对于追求便宜、实用、安全的乘用车而言,廉价操控难的RR远不如廉价操控容易的FF更有意义,毕竟并不是每个车企都能像保时捷那般不遗余力、不计成本的深耕后置后驱。
汽车为什么不造后置后驱?
电动汽车多是后置后驱
汽车为什么不造后置后驱?
有后置后驱的,那都是跑车。
后驱车在雨雪天气,驾驶有困难,油耗也高。
制造成本也大。
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