前驱还是后驱?在很多人心中,后驱是豪华高性能的代表。有些车定位不低,却往往因为前驱而被人嗤之以鼻。真的是这样的吗?是因为后驱的技术含量更高吗,那为何早期的汽车都是采用后轮驱动的?作为车辆的驱动方式,前驱和后驱各有利弊,后驱相对于前驱存在以下弊端:
后驱车的传动效率比前驱车要低。
所有的前驱车在设计的时候,不管发动机横置还是纵置,它的重心都偏于前轴,也就是在车头侧,与驱动轮的位置很近,传动距离短。其中又以前横置发动机效率最高,这也是大多数前驱车所采用的布置方式。由于发动机的输出轴与汽车前轴平行,变速箱与驱动桥是做成一体的固定在发动机旁,动力可以直接通过斜齿轮传递到差速器上,再经变速箱、驱动桥,减速增扭后传递给两根半轴最后驱动车的前轮旋转,显然这种距离最短,且没有经过任何转换的传动效率是最高的。
大多数民用的后驱车,采用的是前置或者前中置发动机后轮驱动的布置方式,那么动力从发动机经过变速箱出来以后,必须通过一根长长的传动轴,经万向节传递到后差速器,然后才能从后差速器再分出两根半轴分别驱动两个后轮。这种过长的传动距离是会损失动力的。我们知道,传动轴都是由金属制成的,虽然它的刚度非常大,但仍然存在扭曲的弹性,只不过这种扭曲用肉眼看不出来罢了。当车辆在急加速的时候,发动机的扭力非常大,巨大的扭力通过传动轴传递到后轴的时候,传动轴会发生扭曲形变,这种形变实际上是一种能量的损耗,它转换成热能浪费掉了。因此后驱车的这种结构会导致功率损失增加,燃油消耗也会增加。
另外对于传动系统来说,作为运动部件的重量是会影响响应性的,过重的传动部件会导致轮端扭力响应的速度下降。后驱车这种长长的传动轴必须要求传动轴和万向节有很强的韧性和刚性,来克服高速旋转时产生的巨大扭力,那么传动轴等机构的重量就不得不增加,这个重量与前驱车相比,是要大很多的。因此后驱车会影响轮端扭矩的响应性,很多赛车采用昂贵的碳纤维制造传动轴,就是为了降低传动轴的重量提高响应性,可见这一部件的重要性了。
那么这样就非常好理解为何国内外的大部分车辆都采用前置前驱设计了,普通的民用车,特别是中小排量的家用车型,发动机的功率本来就有限,如果在传动系统中再损失一些一部分动力,那么它的实际加速性会明显降低,这显然是厂家和用户都不希望看到的。
车内空间拓展方面,后驱车不如前驱车
从实车的角度,大家可以去观察一下,可以说所有的后驱车的车内空间,都要比同级别的前驱车小,这种小不仅仅是后排多了一个突起的传动轴,而是前后排都是如此。其实这是由于后驱车的特性决定的,而最核心的原因,就在于二者驱动方式不同导致的操纵性差别,使得后驱车必须保证合理的前后配重。
对于车辆来说,重心的分配比是很重要,车辆的重心一般以50:50为最佳配重比,但是这种追求更多的是体现在后驱车上,这并不是因为后驱车讲求运动,而是因为后驱车如果不这样设计,会带来很大的问题。我们在这里拿棒球棒来打个比喻,我们都知道,棒球棒是头部比较大,质量比较重,而手握的尾端则比较细,质量也相对轻了很多,那现在我们就把头部作为重心集中的部位,来看前驱车与后驱车的区别。我们把棒球棒比较粗的一段看作是车头,前驱车是前轮驱动,也就是在棒球棒粗的那一端驱动。此时相当于拉动这个棒球棒,我们可以想象,棒球棒将很顺利的按照既定路线运动,不会发生偏转。而且此时就算车轮打滑,前轮失去附着力,只要不是在弯道(比如在上坡的时候打滑),车辆并不会失控,只不过失去前进的动力而已,因此所造成的安全隐患不大。如果换成后驱车,相当于我们用力推棒球棒的较细的一端使得棒球棒向前走,这个时候,前部重量太大,后部重量过小,车就无法按照即定的轨迹行驶,会出现偏离轨道或者尾部摆动的现象。因此绝大部分后驱车的前后配重都是接近50:50的,如何实现这一点呢?
那就是后驱车身上的一切部件都要尽可能的往后布置,以满足后部的驱动要求。那么,发动机的位置就不能太靠前了,只能一再往后延伸。后驱车没有采用前横置布置的,这与传动方式有关,这样一来变速箱就是在纵置发动机的后部,往后延伸以后,会使得变速箱延伸至驾驶舱内。这样一来,前排的空间就会被动力总成的一部分占据。特别是庞大的变速箱,直径非常粗大,需要占用很大的横向空间。这样中控台的宽度,以及前排中央地台的宽度和高度都会增加,而这占用的正好是前排的腿部空间,特别是横向腿部空间。再者,由于是前纵置后轮驱动,车身底部还需要一跟传动轴贯穿始终,一直从动力总成延伸至后轮的半轴。后排“鼓包”让人很是头疼。
那么前驱车呢?前驱车由于其车身是被前轮拖着走的,车头重一些并不会影响到行驶稳定性,那么设计师可以相对自由的拓展乘员舱的空间。这样一来,前驱车在发动机布置的时候就可以将发动机尽量靠前,动力总成不至于像后驱车一样退避三舍,所以前驱车的动力总成,包括变速箱都是不会占用乘员舱空间的,这样空间拓展就比较理想。 这样一来我们就不奇怪为何绝大部分中小型轿车都采用前轮驱动方式了,因为在这些车型上本来车身尺寸就非常有限,如果再用后驱技术,乘员空间就非常狭小。当然了,这里所指的小型车只是针对市面上比较多见的量产体积小的经济型家用轿车,而不包括高性能大功率的跑车。
车辆的操纵稳定性,后驱没有前驱好
我们试想一下,车辆正常行驶保持车轮足够附着力的时候,这都没有问题,而一旦车轮因为驱动力过大而打滑,则横向的附着力将失去。此时前驱车没有问题,除了前进的加速度减低以外,并不会出现失控的状态。而后驱车则不同,由于车辆是被推着走的,后轮一旦打滑,没有足够的横向附着力,车辆就会发生甩尾。尤其是雨雪天气驾驶时这种感觉更为明显,对于大多数民用车,特别是中小排量的家用轿车而言,易于操纵是非常重要的,毕竟这种定位的车不能对于驾驶员提出过高的要求,因此这个级别的车基本上会采用前驱。而高级别的车,则通过增加电子辅助设备,缓解这一问题。而对于那种追求性能的超级跑车,本身就是一匹烈马,它要求车主有较高的驾驶技术,因此采用后驱在操纵性方面也不会出现问题。这个可以设想一下从前面拉车和从后面推车感受到的操作难易对比。
后驱车的优势
后驱车能够提供更大的有效牵引力。注意这里的有效牵引力不是前面说到的传动效率,而是是指发动机输出的动力中,真正用于牵引汽车运动的那部分力。我们知道汽车的牵引力是发动机提供的,在车轮没有打滑的情况下,这种力量反应在对于车辆的加速上,是与驱动轮与地面产生的静摩擦力相等的。如果不好理解的话,我们可以举一个冰面起步的例子。车辆在冰面上起步加速产生的加速度肯定要比在干燥路面上的小得多,而此时发动机的动力是没有改变的。而之所以产生如此大的区别,是因为轮胎与冰面的静摩擦力要远远小于轮胎与干燥路面的静摩擦力。
后驱车有更好的加速性。当汽车在加速时,重心后移,此时前轮承担的重量将减小,而后轮承担的重量将加大,也就是说车身前部的正压力就会减小,而车身后部的正压力会增大。根据前面所说的正压力与摩擦力的关系,前轮与地面的摩擦力减小,而后轮与地面的摩擦力增大了。显然如果此时后轮是驱动轮的话,打滑的几率会小得多,有效牵引力自然就更大些。所以,如果要求汽车有好的加速性能,理论上就应该采用后驱设计,而不是前驱。
后驱车有更好的过弯性能。在重心分配方面,前驱车显然不如后驱车,这会令车辆在过弯时的性能有很大的差别。车辆在过弯时,是要克服车辆直行的惯性。而如果重心分配做到50:50的话,过弯的时候车辆突破极限的可能将会更低,此时重心在车辆的轴心部位,前轮和后轮都没有过大的负担(不考虑后轮在提供驱动力的情况下,实际上后驱车的后轮仍然是更容易突破极限的,特别弯道加速时,这个后面会分析),可以保持较高的抓地力。在前面关于空间拓展的部分已经说到,由于前驱车操纵性较好,不需要过分强调前后配重,那么设计师会从为了更好的空间拓展的角度,往往将重心分配都很靠前。因此前驱车几乎没有做到前后配重50:50的,这样一来它在弯道的时候就容易出现转向不足,也就是我们常说的推头现象。而后驱车由于其操纵性方面的问题,不得不将重心分配按照接近50:50来设计,虽然损失了车内空间,但是对于弯道性能方面,就合理多了。
综上,前驱后驱无所谓谁有什么弊端,关键是各自适合自己对应的车型。因此根据车型的定位采用合适的布置方式,才是最重要的。