2018年5月31日 星期四

乘用車的引擎配置與傳動方式

  現今最常見的乘用車傳動配置,有前置引擎前輪驅動 (Front-engine Front-wheel-drive, FF),與前置引擎後輪驅動 (Front-engine Rear-wheel-drive, FR) 兩種。跑車則另有中置引擎後輪驅動 (Mid-engine Rear-wheel-drive, MR) 以及後置引擎後輪驅動 (Rear-engine Rear-wheel-drive, RR) 兩類,其中 RR 配置目前僅 Porsche 911 採用。然而,若是考慮變速箱位置、引擎與傳動軸的相對位置、引擎方向 (Longitudinal縱置、Transverse橫置) 等因素,加上日漸流行的全時四輪傳動系統 (All Wheel Drive, AWD),傳動配置很難單以 FF、FR 簡單區分。以下將介紹目前常見的幾種配置,以及著名的特殊配置案例。

1. 前置橫置引擎,引擎在前軸前方
這是目前最普遍的配置,通常為前輪驅動,亦可以作四驅。橫置引擎代表曲軸與前軸是平行的,變速箱則必須配置在引擎的左側或右側。目前絕大多數車款都是引擎在右、變速箱在左。這樣的配置可以縮短引擎室長度以及軸距,加上前驅車款無須將動力後傳,可減少車室後方機械空間。四驅車款雖然需要通往後軸的傳動軸,但是相較於後驅導向的車款,所需機械空間仍然較少。
  這種配置的缺點是難以放入大引擎,多為 I4 與 V6 引擎,歷史上雖曾出現 I6 與 V8 的橫置引擎,但也都已淘汰。由於變速箱不在車身中央,通往左右輪的傳動軸勢必不等長,造成動力傳輸的落差。另外,變速箱與引擎的重量都落在前軸前方,會使得車輛重心偏向前,不利激烈操控。
  採用此種配置的多為平價車款,講求經濟性與空間,但不強調操控。然而隨著底盤技術的進步,部分高級車也改採此種配置,並保有優異的操控性,如 Volvo 全車系、部分 Lexus 和 Infiniti 車款。Mercedes-Benz 與 BMW 為了搶攻平價車市場,近年來也陸續推出此種配置的入門車款。

2.前置縱置引擎,引擎在前軸上方或後方
這是傳統高級車的的配置,多為後驅,亦可作四驅,傳統高級車廠如 Mercedes-Benz 與 BMW 即是採用此配置。這種配置的引擎至於車身中央軸線上,變速箱則緊鄰在後,可搭載大排氣量多缸數引擎,但也需要較長的引擎室與軸距。通往後軸的傳動軸也是置中的,因此通往左右後輪的傳動軸等長,前輪僅需負責轉向,因此有較大的轉向角度,操控也較為精準。至於四驅的前輪傳動軸,則是從變速箱向前延伸,但通常前輪的左右傳動軸就不等長了 (四傳動軸皆等長的配置目前僅有 SUBARU 的車款有搭載,詳見 3. ) 。
  這種配置的缺點就是需要龐大的機械空間,尤其是引擎室與後輪懸吊,因此通常僅有中大型車款採用此種配置。近代著名的後驅小轎車僅有 BMW 1 Series,但受限於機械空間,其後座空間難以和前驅車款相比。
  採取此種配置的轎車,引擎是擺放在前軸上方。而跑車為求配重與操控性能,引擎是完全擺放在前軸後方,亦稱為前中置 (Front-mid engine),這也是為何許多跑車具有極長的引擎室比例。然而,近年來許多轎車車款為求操控性能,也將引擎後移,雖然不一定完全落在前軸後方,但引擎重心也大幅向後移動了,如 BMW G30 5 Series 即是一例,這也說明了為何某些高級車款的軸距大幅的增加。

3.前置縱置引擎,引擎在前軸前方
這是比較少見的配置,目前僅有 AUDI (A4以上,A3以下為橫置引擎) 與 SUBARU 採用。採用此種配置的目的,是配合前輪傳動的設計,因為當引擎落在前軸前方,由變速箱通往前軸的傳動軸,可以設計得比引擎落在後方短。然而採用此種配置的 AUDI 與 SUBARU,皆不是以前輪驅動作為主打,而是四輪驅動,SUBARU 甚至將全車系都標配四輪驅動,僅 AUDI 有提供此種配置的前輪驅動車款。
  這樣的配置可以縮短軸距,但引擎室長度的要求仍比橫置引擎長。雖然理論上這樣的配置可以放進大引擎,但引擎過長會導致重心前移,因此目前 AUDI 配置的引擎,為 I4、V6、V8、W12,而 SUBARU 則為 B4、B6,兩者皆未曾搭載過長度較長的 I6、V12 引擎。
  有趣的是,VAG 集團內的高級車如 Porsche、Bentley等品牌,也採用了與 AUDI 相同的引擎配置,但並非前驅,而是後驅與四驅。

4.中置縱置引擎
這種引擎配置目前僅出現在跑車車款上,可搭配後驅以及四驅,如 Ferrari 488 GTB、AUDI R8、Porsche 718 車系。此配置有理論最佳配重,引擎重心剛好在車身重心上。然而這樣的配置有兩大缺點:散熱不易、無後座空間。第一個問題的解決方式,是搭配良好的散熱設計,並避免長時間低速行駛。第二個問題,對於跑車買家來說,通常並不是個問題。

5.後置縱置引擎
目前僅存的後置引擎車款為 Porsche 911,同樣也有後驅以及四驅的配置。著名的老金龜車也是後置引擎。

以下介紹幾款特殊的傳動設計:

Nissan GTR (R35)
最新一代的戰神在水野和敏的主導開發下,有著極為特殊的傳動配置。其引擎為縱置,落在前軸後方,但變速箱則是後移到後軸前方,以平衡配重。GTR 採用四輪驅動,動力首先由傳動軸傳遞到後方的變速箱,再由變速箱分別往前方與後方傳送,因此變速箱有很長的的輸入軸與前輸出軸。

Lamborghini Miura
Miura採用中置 V12 引擎後輪驅動,且為罕見的橫置,其變速箱結構非常的小。

Ferrari FF
FF 為前置縱置引擎,引擎落在前軸後方,並採用四驅。FF 的變速箱也後移到後軸上方,但是前軸的動力並非來自後軸的變速箱,而是引擎的前方另有一組類似變速箱與差速器結合的機構,負責將動力傳輸到前軸。這套系統原廠稱之為 4RM,FF 的後繼車款 GTC4Lusso 亦採用了強化版的 4RM Evo。

Smart Fortwo
Fortwo 從第一代開始便採用後置橫置引擎,後軸後方的空間已足以放進其小巧的三汽缸引擎。第二代的 Forfour 亦採用同樣的配置。

2018年5月19日 星期六

Mercedes-Benz 命名規則 (二)

  M-Benz 有許多跳脫標準命名規則的案例。W201 的 190E 即是一例,當中有190E 2.3 代表搭載 2.3 公升的引擎、190E 2.5-16 代表搭載 2.5 公升 16 汽門的引擎。W116 的 S-Klasse 有 450SEL 6.9,代表搭載 6.9 公升的 V8 引擎。前一篇文章已經提過,這些現象在更換命名方法後已有所改善。
  然而,M-Benz 並未就此停止跳脫規則的命名,柴油車款的命名就是顯著的例子。以 140 世代的 S-Klasse 為例,柴油車款的命名為 S350 Turbodiesel,後來搭載新引擎的則為 S300 Turbodiesel,分別代表不同排氣量的柴油渦輪引擎。後一個 220 世代則有 S320 CDI,代表搭載共軌噴射 (Common-rail Direct Injection) 的新式柴油引擎。再下一代的 221 世代,則先有 S320 CDI (這個世代已從 3.2 公升改為 3.0 公升的 V6 柴油引擎),接著是效能升級的 S320 CDI BlueEFFICIENCY,而相同的規格稍後又改稱 S350 CDI BlueEFFICIENCY,最後,當這款 3.0 V6 的柴油車搭載了尿素排汙淨化裝置後,改名為 S350 BlueTEC。
  汽油引擎也發生過類似的情況。大約在 2010 年前後,汽油車款也被冠上BlueEFFICIENCY,部分車款也在某些市場冠以 CGI (Charged Gasoline Injection),代表搭載高壓缸內直噴。從以上案例可以看出,跳脫規則的命名往往是行銷的需求,透過額外的字樣來強調新的技術和增強的效能,而數字與排氣量的落差,則是當較小排氣量可以達到相同的輸出,則原有的數字不會再隨之下調,造成數字越來越大,實際排氣量越來越小。
  M-Benz 前陣子終於調整了這一連串惱人的命名。以 S-Klasse 為例,222 世代開始,凡是搭載汽油引擎的車款,後方不加字母,如 S400,柴油引擎則以 d 表示,如 S350d,油電車以 h 表示,如 S300h,至於插電式油電混和則以 e 表示,如 S500e。也是這個世代開始,由於渦輪的普及,數字皆不再反映實際排氣量。這個規則也套用到其他車系之上。
  

Mercedes-Benz 命名規則 (一)

  M-Benz 目前的命名法則為車型名稱加上動力等級,如 C200 代表 C-Class 搭載相當於 2.0 公升自然進氣動力水準的引擎, E250 代表 E-Class 搭載相當於 2.5 公升自然進氣動力水準的引擎。以前的 200、250 字樣是確實代表引擎排氣量的,但是進入渦輪時代後,往往 2.0 升渦輪引擎已經有 2.5 升自然進氣引擎的輸出,因此現在的數字只能反映動力水準差異。   
  數字的涵義或許尚稱明顯,那麼前方英文字母的涵義呢?簡單來說,前方的英文字母,有些有意義,有些沒特別意義,還有的意義是經過轉變的。要了解這些故事,必須先了解古早時代的 M-Benz 有哪些車款。   
  1980 年代,賓士只有四大車系:S-Klasss、E-Klasse 的前身、跑車 SL、越野車 G。E-Klasse的前身為中型房車,是賓士的當家主力,但是賓士並沒有給予這款車級距定義,只有簡單的以 200、200E、260E等的命名,其中數字代表的是引擎排氣量,而部分車款後方的E,代表 ” Einspritzung ”,即德文噴射引擎 (injection) 的意思。而雙門跑車系列命名則為 200CE、300CE,旅行車為 200TE、300TE。
  S-Klasse 為大型房車,也是賓士最早給予 ” Klasse ” 定義的車款,早在 1972 年賓士就把自家的大型房車定義為 S-Klasse (Sonderklasse) , 德文的意思為特殊級距 (special class)。事實上,賓士在 1972 年以前已經有大型房車,並且在車名就給予標註,如 220S,280S,但更早之前的 S 只代表 Sondermodell , 德文特殊款式的意思 (special model),並未以級距來定義。後來 S-Klasse 也有了噴射引擎,並且有長軸版本、跑車版本,因此就有了 300SEL,560SEC 等車名出現 。
  SL 跑車為鷗翼跑車 300SL 的後代,其車款命名如 380SL、560SL。SL 原始意義代表德文 Super Leicht (極度輕量),但是後來的SL逐漸轉型成豪華敞篷跑車,不再強調 300SL 輕量化競技的特質。至於經典的 G 系列越野車,代表的是 Geländewagen,即德文的越野車輛 (Off-road)。   
  一切轉變始於 1982 年的新車: 190E。這款被稱為 Baby Benz 的小型房車是現在 C 系列的前身,而當時中型房車最入門的車款為 200E,因此稱作 190E 以作區別。但是 190E 的引擎要如何標示呢? 1.8 升的就叫 190E 1.8,2.3 升叫 190E 2.3。所以到了 1993 年要改款時,賓士終於決定要把這台車叫做 C-Klasse,並且採用現在所此用的命名方式,如 C180、C280 等。   
  跟隨著新的命名方式,中型房車就順勢改稱作 E-Klasse,大型車繼續叫做 S-Klasse, SL-Klasse、G-Klasse 亦同。此外,S-Klasse 的跑車改叫 CL-Klasse,代表 Coupe-Luxus,E-Klasse 的跑車改叫 CLK, 代表 Coupe-Luxus-Kompact, 稍後的 SLK小敞篷車則是代表小台的 SL。 後來出現的 A-Klasse、B-Klasse 都是依照這個規則,但字母未必是某個單字的縮寫。
  至於新興的 SUV 車系,M-Klasse 沒有特別的涵義,但是後來的 GL-Klasse、GLK-Klasse 則是仿照 CL/CLK 的模式。如今 SUV 車系也重新命名為 GLS、GLE、GLC、GLA,就是用 GL 代表 SUV 車系,用SECA代表車型大小。

2018年5月18日 星期五

關於CLA 200

  前陣子因緣際會,駕駛了幾次 Mercedes-Benz CLA 200。它採用了 M-Benz 入門的橫置引擎前驅底盤,引擎是1.6渦輪增壓高輸出版,變速箱則是 M-Benz 的 7G-DCT 雙離合器自手排變速箱。這台車上市以來評價兩極,而根據我對它的短暫了解,我對它的總結是:這是一台費心打造的實驗性車款。
  消費者對於 M-Benz 的印象,可能多還停留在高級豪華轎車的階段,然而 CLA 卻是一台主打入門客層的車款,先天便無法與 C-Class 以上的高階車款相比。人們批評它路感模糊、換檔鈍挫、底盤太硬、空間太小,因為比較的標準可能是 C-Class,甚至 S-Class。
  事實上,橫置引擎前驅的底盤與縱置引擎後驅的底盤有著天壤之別,就像是前驅 TOYOTA 不該與後驅 LEXUS 比較一樣。而 7G-DCT 屬於自手排,與自排的 7G-Tronic、9G-Tronic 有完全不同的構造,自然也無法相比。至於空間與底盤,CLA 本來就是小車,還是流線型的四門小跑車,這些設計本來就無法與高級轎車相比。
  CLA 最好的比較對象反而該是A3 Sedan 或是 Golf才對。撇除價格問題, 我認為 M-Benz 把 CLA 這台小車做得很精緻、很扎實。當然,以它的價位,要人們甘願把 CLA 當成與 Golf 一樣的車,是沒什麼說服力的。
  而既然提到Golf,CLA 的7G-DCT 與 Golf 的 DSG 也有細微的差異。雖然我只看過 Golf 的試駕影片而沒有親自駕駛過,但是我可以肯定 DSG  二檔起步、拉轉速才降一檔的設計並沒有在 7G-DCT 出現。7G-DCT 在 Comfort 模式下是一檔起步,但是升檔速度很快,40km/h的車速甚至可以換到四檔。這個過程頓挫感相當輕微,不留意還真以為是自排變速箱。但是在 Sport 模式下,7G-DCT 就會展現出類似傳統手排變速箱的特性,延後換檔並帶著轉速拉升,差異非常顯著。
  M-Benz 想要以 CLA 來通吃跑車與轎車市場的計畫並不完善,從今年的新 A-Class 推出傳統房車版便可得知。但是把時間拉回十年以前,當時能以一套底盤同時開發出 A、B、CLA、GLA等車款,M-Benz 的決策眼光還是令人佩服。下一代的 CLA 若能擺脫轎車包袱,純粹是一款四門跑車的話,或許就不會這麼評價兩極了。