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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。

  1. 发动机150/300kg区间
  2. 变速箱80/120kg
  3. 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。

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