在探讨汽车的四驱(Four-Wheel Drive, 4WD)系统时,我们通常会关注它是分时四驱、全时四驱还是适时四驱,以及其扭矩分配策略。然而,除了这些系统本身的类型外,车辆的整体布局,特别是发动机的位置,也会对四驱系统的设计、车辆性能、重量分布乃至制造成本产生显著影响。本文将深入探讨两种基于发动机位置划分的四驱布局:前置四驱(发动机在前)和后置四驱(发动机在后),分析它们之间的核心区别及由此带来的各方面差异。
前置四驱 (Front-Engine 4WD)
前置四驱是最为常见的四驱布局形式,尤其在现代SUV、皮卡、多数轿车和跨界车中广泛应用。在这种布局下,发动机位于车辆前部,通常纵置或横置。
布局特点:
- 发动机位置: 在车辆前轴前方或上方。
-
传动路径: 动力从前置发动机输出,经过变速箱,然后到达分动箱(或称中央差速器/耦合器)。分动箱将动力分别传输给前桥和后桥。
- 传输至前桥的动力相对直接。
- 传输至后桥的动力需要通过一根较长的传动轴沿着车身底板向后传递。
- 兼容性: 这种布局可以轻松适配前置后驱(FR)、前置前驱(FF)以及前置四驱(F4)等多种驱动形式。很多前置前驱或前置后驱的车型平台可以直接在此基础上开发出四驱版本。
优点:
- 空间布局优势: 发动机和变速箱集中在前部,便于布置乘员舱和后备箱空间,尤其对于FF平台衍生的F4车型,能最大化车内空间。
- 制造成本相对较低: 由于是主流布局,产业链成熟,部件成本和研发投入相对分摊。
- 碰撞安全性: 大尺寸的前置发动机和变速箱可以作为碰撞吸能结构的一部分,提高正面碰撞安全性。
- 传动效率(部分情况): 传递到前轮的动力路径较短,损耗相对小。
缺点:
- 重量分布: 通常会带来前重后轻的重量分布,尤其是在非承载式车身的皮卡和硬派SUV上更为明显。这可能影响车辆的操控平衡性,容易出现转向不足(Understeer)。
- 传动轴长度: 传递到后桥的传动轴较长,可能会增加传动损耗、重量,并对底盘布局有一定要求。
- 前轴负载: 前轴需要同时承担转向、驱动(一部分)和制动(大部分)的任务,负荷较大。
典型车型: 绝大多数配备四驱系统的SUV(如丰田RAV4、汉兰达、本田CR-V、福特探险者等)、皮卡(如福特F-150、丰田坦途等)、部分轿车和跨界车(如奥迪A4 quattro、斯巴鲁傲虎、沃尔沃XC系列等)。
后置四驱 (Rear-Engine 4WD)
后置四驱系统在量产车中极为罕见,最著名的例子是保时捷911 Carrera 4及其衍生型号。在这种布局下,发动机和变速箱位于车辆后部。
布局特点:
- 发动机位置: 在车辆后轴后方或上方。
-
传动路径: 这是后置四驱布局最特殊的地方。
- 动力从后置发动机输出,经过变速箱。
- 四驱系统需要一个分动机构(通常集成在变速箱内或紧邻变速箱),将一部分动力传输至后桥(这是后置后驱的基础),并将另一部分动力通过一根长长的传动轴沿着车身底板向前传递,驱动前桥。
- 这意味着有一根传动轴需要从车辆后部一直延伸到前部。
- 独特性: 这种布局与后置后驱(RR)布局紧密相关,是基于RR平台开发的四驱形式。
优点:
- 重量分布优势(基础): RR布局本身就拥有优秀的后部重量偏置,为后轮提供了绝佳的牵引力基础。增加四驱系统需要向前桥传输动力和重量,但整体重量分布仍倾向于后部。这种独特的重量分布对车辆的加速和高速稳定性有益。
- 独特操控特性: 结合后置发动机的特性和四驱系统的作用,能产生非常独特的驾驶感受和操控极限。
- 前部空间(潜在): 由于发动机不在前部,理论上可以获得更大的前备箱空间(当然,传递到前轴的差速器和驱动机构会占用一部分空间)。
缺点:
- 布局复杂性极高: 从后部将动力传递到前部需要一根非常长的传动轴,且需要巧妙设计以不侵占乘员空间和保持底盘平整。这大大增加了工程设计的难度和复杂性。
- 制造成本昂贵: 非主流布局,定制化部件多,研发成本高,导致车辆售价昂贵。
- 前轴负载: 虽然发动机不在前部,但前轴需要承担转向、部分驱动和制动的功能,同时还要容纳传递动力的差速器和传动轴。
- 空间利用率(相对): 虽然有前备箱,但整体空间布局不如FF或FR灵活,尤其是对于后排乘客和后备箱空间(发动机占用了大量后部空间)。
典型车型: 保时捷911 Carrera 4 / 4S / Turbo / Turbo S等四驱型号。
核心区别与影响对比
虽然前置四驱和后置四驱都是将动力传递到四个车轮,但发动机位置的不同带来了根本性的布局差异,进而影响车辆的诸多方面。
1. 传动路径与复杂度:
前置四驱: 动力主要向前传递,少量通过长传动轴向后传递。
后置四驱: 动力主要向后传递,大量通过长传动轴向前传递。后置四驱的传动布局,特别是将动力长距离向前传递的需求,远比前置四驱复杂且需要更高精度的工程设计。
2. 重量分布:
前置四驱: 容易导致前重后轻的重量分布。
后置四驱: 拥有天然的后部重量优势,整体重量分布偏向后方。重量分布是影响车辆操控、牵引力和制动性能的关键因素。后置布局在加速时对后轮的附着力更有利。
3. 操控特性:
前置四驱: 倾向于中性或转向不足的操控特性(尤其在非全时或适时四驱的FF基础上)。
后置四驱: 结合后置发动机和四驱系统,能提供独特的、通常更富驾驶乐趣和挑战性的操控感受,极限更高。四驱系统与重量分布、悬挂调校共同决定了车辆的动态表现。
4. 空间利用:
前置四驱: 便于布置宽敞的乘员舱和后备箱(尤其是基于FF平台)。
后置四驱: 发动机占据后部空间,影响后备箱和后排空间;前部可能有额外储物空间。前置布局在实用性方面通常更胜一筹。
5. 成本与普及性:
前置四驱: 是主流布局,技术成熟,成本相对较低,应用广泛。
后置四驱: 是小众布局,技术复杂,成本高昂,仅在少数高端跑车上应用。后置四驱的高昂成本和复杂性限制了其应用范围。
结论
总而言之,前置四驱和后置四驱的根本区别在于发动机的位置,而这一定位差异带来了完全不同的传动布局、重量分布、空间利用效率和制造成本。
前置四驱是出于实用性、成本控制和空间最大化考量的普适性解决方案,适用于绝大多数需要四驱功能的车型,如SUV、皮卡和日常用车。
后置四驱则是为追求极致性能和独特驾驶体验而生的极端化解决方案,通常仅在牺牲一定实用性、不计成本的高性能跑车上才能见到。
因此,它们并非简单地“哪个更好”的问题,而是针对不同车型定位、设计理念和市场需求而采取的不同技术路线。理解这一点,有助于我们更深入地认识不同汽车布局的工程哲学。