วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

การออกแบบเครื่องยนต์วางกลางลำตัว

ใน วิศวกรรมยานยนต์ การจัดวางเครื่องยนต์แบบวางกลางลำ ตัวหมายถึงการวาง เครื่องยนต์ ของรถยนต์ ไว้ด้านหน้า เพลา ล้อหลัง แต่ด้านหลังเพลาล้อหน้า

การออกแบบเครื่องยนต์วางกลางลำตัว

( เรียนรู้วิธีและเวลาในการลบข้อความนี้ )
รถแข่งฟอร์มูล่าวันใช้การออกแบบเครื่องยนต์วางกลางด้านหลังและขับเคลื่อนล้อหลัง

ในวิศวกรรมยานยนต์การจัดวางเครื่องยนต์แบบวางกลางลำตัวหมายถึงการวางเครื่องยนต์ของรถยนต์ ไว้ด้านหน้าเพลา ล้อหลัง แต่ด้านหลังเพลาล้อหน้า

ประวัติศาสตร์

รูปแบบเครื่องยนต์วางกลางและขับเคลื่อนล้อหลังถือได้ว่าเป็นรูปแบบดั้งเดิมของรถยนต์ รถยนต์Autocar ปี 1901 เป็นรถยนต์ที่ใช้พลังงานเบนซินคันแรกที่ใช้เพลาขับและวางเครื่องยนต์ไว้ใต้เบาะนั่ง ยานพาหนะบุกเบิกคันนี้ปัจจุบันอยู่ในคอลเลกชันของสถาบันสมิธโซเนียน[ 1 ]

ประโยชน์

รถยนต์Lotus Europa S1 นั้นมีพื้นฐานมาจากรถต้นแบบที่สร้างขึ้นเพื่อแข่งขันชิงสัญญาของเฮนรี ฟอร์ดที่ 2 ในการสร้างรถแข่งเลอม็องในช่วงต้นทศวรรษ 1960

การติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางแทนที่จะเป็นด้านหน้าของรถ จะทำให้มีน้ำหนักกดลงบนล้อหลังมากขึ้น ส่งผลให้ล้อหลังมีแรงยึดเกาะมากขึ้นและช่วยเสริมการเบรกของล้อหน้า ลดโอกาสที่ล้อหลังจะล็อก และลดโอกาสที่รถจะลื่นไถลหรือหมุนคว้างหากรถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางเป็นระบบขับเคลื่อนล้อหลัง น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นบนล้อหลังยังช่วยเพิ่มอัตราเร่งบนพื้นผิวที่ลื่น ทำให้ได้ประโยชน์คล้ายกับระบบขับเคลื่อนสี่ล้อโดยไม่ต้องเพิ่มน้ำหนักและค่าใช้จ่ายของชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ การวางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางทำให้ระบบเบรก ABS และระบบควบคุมการยึดเกาะทำงานได้ดีขึ้น เนื่องจากมีแรงยึดเกาะมากขึ้นในการควบคุม การวางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางอาจทำให้รถปลอดภัยมากขึ้น เนื่องจากอุบัติเหตุอาจเกิดขึ้นได้หากรถไม่สามารถอยู่ในเลนของตัวเองขณะเข้าโค้ง หรือไม่สามารถหยุดได้อย่างรวดเร็วพอ การออกแบบเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางยังเป็นวิธีหนึ่งในการเพิ่มพื้นที่ว่างด้านหน้าของรถระหว่างกันชนและกระจกบังลม ซึ่งสามารถออกแบบให้ดูดซับแรงกระแทกได้มากขึ้นในกรณีที่เกิดการชนด้านหน้า เพื่อลดการทะลุเข้าไปในห้องโดยสารของรถ

ในรถยนต์ส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถสปอร์ตการควบคุมรถ ที่ดีเยี่ยม นั้นต้องการแรงฉุดที่สมดุลระหว่างล้อหน้าและล้อหลังขณะเข้าโค้ง เพื่อให้สามารถทำความเร็วสูงสุดขณะเข้าโค้งได้โดยไม่ลื่นไถล ความสมดุลนี้ทำได้ยากขึ้นเมื่อน้ำหนักของเครื่องยนต์อยู่ด้านหน้าหรือด้านหลังของรถมากเกินไป การออกแบบรถยนต์บางแบบจึงพยายามสร้างความสมดุลในการกระจายน้ำหนักด้านหน้าและด้านหลังด้วยวิธีการอื่น เช่น การวางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้า และวางเกียร์และแบตเตอรี่ไว้ด้านหลังของรถ

ข้อดีอีกประการหนึ่งคือ เมื่อเครื่องยนต์ที่มีน้ำหนักมากอยู่ใกล้กับด้านหลังของเบาะนั่ง ระบบกันสะเทือนจะสามารถดูดซับแรงกระแทกได้ง่ายขึ้น ทำให้ผู้โดยสารรู้สึกถึงการขับขี่ที่นุ่มนวลขึ้น แต่ในรถสปอร์ต ตำแหน่งของเครื่องยนต์มักถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ และการขับขี่ที่นุ่มนวลขึ้นนั้นมักถูกหักล้างด้วยโช้คอัพ ที่แข็ง ขึ้น

การจัดวางแบบนี้ยังช่วยให้สามารถยึดมอเตอร์ เกียร์ และเฟืองท้ายเข้าด้วยกันเป็นหน่วยเดียวได้ เมื่อรวมกับระบบกันสะเทือนอิสระที่ล้อขับเคลื่อนแล้ว จะช่วยลดความจำเป็นที่แชสซีจะต้องถ่ายทอดแรงบิดจากเครื่องยนต์

ข้อเสีย

เครื่องยนต์วางกลางใต้พื้นรถ ในแชสซีรถบรรทุกHanomag รุ่นประวัติศาสตร์

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของรถยนต์วางเครื่องยนต์กลางลำตัวคือพื้นที่สำหรับผู้โดยสารด้านหลังหรือด้านหน้า (ในกรณีที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้าตรงกลาง) มีจำกัด ดังนั้น รถยนต์วางเครื่องยนต์กลางลำตัวส่วนใหญ่จึงเป็นรถยนต์สองที่นั่ง โดยเครื่องยนต์จะดันที่นั่งผู้โดยสารด้านหลังไปข้างหน้าเข้าหาเพลา หน้า (หากเครื่องยนต์อยู่ด้านหลังคนขับ) ข้อยกเว้นมักเกิดขึ้นกับรถยนต์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวหรือความสูงผิดปกติ ซึ่งผู้โดยสารสามารถใช้พื้นที่ร่วมกันระหว่างเพลากับเครื่องยนต์ได้ โดยเครื่องยนต์อาจอยู่ระหว่างผู้โดยสารหรืออยู่ใต้ผู้โดยสาร เช่น ในรถตู้ รถบรรทุกขนาดใหญ่ และรถโดยสารบางรุ่น การวางเครื่องยนต์กลางลำตัว (โดยใช้เครื่องยนต์แนวนอน) เป็นเรื่องปกติในรถโดยสารชั้นเดียวในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 เช่นAEC Reliance ปัจจุบัน Ferrari Mondial เป็นตัวอย่างเดียวที่ประสบความสำเร็จของรถเปิดประทุนวางเครื่องยนต์กลางลำตัวอย่างแท้จริงที่มีที่นั่งสำหรับ 4 คนและสมรรถนะแบบรถสปอร์ต/ซูเปอร์คาร์ คาดว่าจะมีการผลิต Lotus Evoraเวอร์ชันที่มีแผงหลังคาถอดได้ แต่ยังไม่มีกำหนดวันที่แน่นอน

เช่นเดียวกับรูปแบบการวางเครื่องยนต์แบบใดก็ตามที่ไม่ได้ติดตั้งไว้ด้านหน้าและหันหน้าเข้าหาลม รูปแบบการวางเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม "อยู่ด้านหลังผู้โดยสาร" ทำให้การระบายความร้อนของเครื่องยนต์ทำได้ยากขึ้น นี่เป็นปัญหาในรถยนต์บางรุ่น แต่ดูเหมือนว่าปัญหานี้ได้รับการแก้ไขไปมากแล้วในดีไซน์ใหม่ๆ ตัวอย่างเช่นSaleen S7ใช้ช่องระบายอากาศขนาดใหญ่ที่ด้านข้างและด้านหลังของตัวถังรถเพื่อช่วยระบายความร้อนจากเครื่องยนต์ที่มีกำลังสูงมาก

รถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางนั้นอันตรายกว่ารถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้า หากผู้ขับขี่สูญเสียการควบคุม – แม้ว่าในตอนแรกอาจจะยากกว่าที่จะทำให้เกิดเหตุการณ์เช่นนั้นเนื่องจากความสมดุลที่ดีกว่า – และรถเริ่มหมุน โมเมนต์ความเฉื่อยรอบจุดศูนย์ถ่วงนั้นต่ำเนื่องจากมวลกระจุกตัวอยู่ระหว่างเพลา (คล้ายกับการยืนอยู่ตรงกลางวงเวียนในสนามเด็กเล่น มากกว่ายืนอยู่ที่ขอบ) และการหมุนจะเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน รถจะหมุนเร็วขึ้น และจะควบคุมได้ยากกว่า ในทางกลับกัน รถยนต์ที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้ามีแนวโน้มที่จะเสียการควบคุมอย่างค่อยเป็นค่อยไปและควบคุมได้ง่ายกว่าเมื่อยางสูญเสียการยึดเกาะ

การเปลี่ยนแปลง

รถซูเปอร์คาร์ รถสปอร์ต และรถแข่ง มักจะมีเครื่องยนต์วางกลางลำตัว เนื่องจากลักษณะ การควบคุมรถมีความสำคัญมากกว่าข้อกำหนดอื่นๆ เช่น พื้นที่ใช้สอย ในรถสปอร์ตโดยเฉพาะ มักจะมี การกระจายน้ำหนักประมาณ 50% ระหว่างด้านหน้าและด้านหลัง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการขับขี่ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะทำได้ก็ต่อเมื่อวางเครื่องยนต์ไว้ระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังเท่านั้น โดยปกติแล้ว คำว่า "เครื่องยนต์วางกลางลำตัว" มักใช้กับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์อยู่ระหว่างคนขับและ เพลาขับ หลังการจัดวางแบบนี้เรียกว่าเครื่องยนต์วางกลางลำตัวด้านหลัง ขับเคลื่อนล้อหลัง (หรือ RMR) การจัดวางและโครงสร้างทางกลของรถยนต์ RMR นั้นแตกต่างอย่างมากจากรถยนต์เครื่องยนต์วางหน้าหรือเครื่องยนต์วางหลัง

เมื่อเครื่องยนต์อยู่ด้านหน้าคนขับ แต่เลยแนวเพลาหน้าไป จนสุด การจัดวางแบบนี้บางครั้งเรียกว่า เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า ขับเคลื่อนล้อหลัง หรือ FMRแทนที่จะใช้คำว่า เครื่องยนต์วางหน้า ซึ่งมีความหมายไม่เฉพาะเจาะจงนัก และอาจถือได้ว่าเป็นส่วนย่อยของแบบหลัง ในทางกายภาพแล้ว การจัดวางแบบ FMR นั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับ FR แต่การควบคุมรถจะแตกต่างกันเนื่องจากการกระจายน้ำหนักที่แตกต่างกัน

รถยนต์บางคันอาจถูกจัดประเภทเป็น FR หรือ FMR ขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์ที่ติดตั้งมาจากโรงงาน (I4 หรือ I6) ในอดีต รถยนต์ FR คลาสสิกส่วนใหญ่ เช่น Ford Model T และ A จะถูกจัดอยู่ในประเภทรถยนต์เครื่องยนต์ FMR นอกจากนี้ ความแตกต่างระหว่าง FR และ FMR ยังไม่ชัดเจนนัก ขึ้นอยู่กับระดับการยื่นของเครื่องยนต์ไปด้านหน้าของแนวเพลาหน้า เนื่องจากผู้ผลิตติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ด้านหลังของแชสซีให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ไม่ใช่ผู้ผลิตทุกรายที่ใช้การกำหนด Front-Mid นี้

ตัวอย่าง

รูปแบบ FMR – เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนล้อหลัง

เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนล้อหลัง
เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนล้อหลัง

รถยนต์เหล่านี้เป็นรถขับเคลื่อนล้อหลัง โดยมีเครื่องยนต์วางอยู่ระหว่างคนขับและเพลาหน้า

  • รถยนต์ส่วนใหญ่ก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง เป็นรถยนต์เครื่องยนต์วางหน้า ขับเคลื่อนล้อหลัง

รูปแบบตัวถัง FM4 – เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนสี่ล้อ

เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ

การจัดวางแบบนี้ คล้ายกับการจัดวางแบบ FMR ข้างต้น โดยมีเครื่องยนต์อยู่ระหว่างคนขับและเพลาหน้า ทำให้เพิ่มระบบขับเคลื่อนล้อหน้าเข้าไป กลายเป็นระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ ความท้าทายทางวิศวกรรมของการจัดวางแบบนี้คือการส่งกำลังไปยังล้อหน้าผ่านเครื่องยนต์ ซึ่งโดยปกติแล้วจะต้องยกเครื่องยนต์ให้สูงขึ้นเพื่อให้เพลาขับผ่านใต้เครื่องยนต์ หรือในกรณีของFerrari FFจะต้องรับกำลังจากทั้งสองด้านของเพลาข้อเหวี่ยงด้วยเกียร์สองชุดแยกกัน

รูปแบบ RMR – เครื่องยนต์วางกลางด้านหลัง / ขับเคลื่อนล้อหลัง

เครื่องยนต์วางกลางด้านหลัง / ขับเคลื่อนล้อหลัง

รถยนต์เหล่านี้ใช้การจัดวางเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม โดยอยู่ระหว่างคนขับและเพลาขับหลัง โดยทั่วไปแล้วจะเรียกง่ายๆ ว่า MR ซึ่งย่อมาจากmid-rear (engined) หรือ mid-engine, rear-wheel-drive layout cars (รถยนต์ที่มี เครื่องยนต์อยู่ตรงกลางและขับเคลื่อนล้อหลัง )

โครงสร้างตัวถัง M4 – เครื่องยนต์วางกลางด้านหลัง / ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ

รถยนต์เหล่านี้ใช้ ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบวางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางลำตัวโดยมีเครื่องยนต์อยู่ระหว่างเพลาล้อ

รูปแบบเครื่องยนต์ FMF – วางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนล้อหน้า

เครื่องยนต์วางกลางด้านหน้า / ขับเคลื่อนล้อหน้า

รถยนต์เหล่านี้เป็นรถยนต์ "วางเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางตัวรถ" แต่ใช้ระบบขับเคลื่อนล้อหน้าโดยเครื่องยนต์อยู่ด้านหน้าคนขับ อย่างไรก็ตาม ยังคงจัดอยู่ในประเภทระบบขับเคลื่อนล้อหน้า (FF) เนื่องจากตำแหน่งของเครื่องยนต์ยังคงอยู่ด้านหน้าของรถ ซึ่งขัดกับความเชื่อที่แพร่หลายว่าเครื่องยนต์ควรอยู่ด้านหน้าเพลาล้อหลังและส่งกำลังไปยังล้อหน้า (ระบบขับเคลื่อนล้อหลังกลาง) ในตัวอย่างส่วนใหญ่ เครื่องยนต์จะติดตั้งตามแนวยาวมากกว่าตามแนวขวางอย่างที่พบได้ทั่วไปในรถยนต์ FF

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mid-engine_design&oldid=1334655291 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การออกแบบเครื่องยนต์วางกลางลำตัว

ใน วิศวกรรมยานยนต์ การจัดวางเครื่องยนต์แบบวางกลางลำ ตัวหมายถึงการวาง เครื่องยนต์ ของรถยนต์ ไว้ด้านหน้า เพลา ล้อหลัง แต่ด้านหลังเพลาล้อหน้า

ประวัติศาสตร์

รูปแบบเครื่องยนต์วางกลางและขับเคลื่อนล้อหลังถือได้ว่าเป็นรูปแบบดั้งเดิมของรถยนต์ รถยนต์ Autocar ปี 1901 เป็นรถยนต์ที่ใช้พลังงานเบนซินคันแรกที่ใช้ เพลาขับ และวางเครื่องยนต์ไว้ใต้เบาะนั่ง ยานพาหนะบุกเบิกคันนี้ปัจจุบันอยู่ในคอลเลกชันของ สถาบันสมิธโซ เนียน [ 1 ]

ประโยชน์

การติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ตรงกลางแทนที่จะเป็นด้านหน้าของรถ จะทำให้มีน้ำหนักกดลงบนล้อหลังมากขึ้น ส่งผลให้ล้อหลังมีแรงยึดเกาะมากขึ้นและช่วยเสริมการเบรกของล้อหน้า ลดโอกาสที่ล้อหลังจะล็อก และลดโอกาสที่รถจะลื่นไถลหรือ หมุนคว้าง...

ข้อเสีย

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของรถยนต์วางเครื่องยนต์กลางลำตัวคือพื้นที่สำหรับผู้โดยสารด้านหลังหรือด้านหน้า (ในกรณีที่วางเครื่องยนต์ไว้ด้านหน้าตรงกลาง) มีจำกัด ดังนั้น รถยนต์วางเครื่องยนต์กลางลำตัวส่วนใหญ่จึงเป็นรถยนต์สองที่นั่ง...