反置式引擎

1.
引擎橫放是指曲軸的走向和車體運動方向垂直，最早考慮
橫放引擎主要是為了節省引擎室的空間以增加乘坐空間。
當引擎橫放，最自然的方式就是讓曲軸旋轉方向和車輪前
進時的旋轉方向一致，那就是正面橫放。
進氣和排氣的相對位置，那是在引擎橫放開始之前就有的
習慣規格，然後早期車體散熱技術不是很好，正面橫放剛
好把排氣端，也就是溫度比較高的一端放在離駕駛遠一點
的地方，這也符合散熱需求，所以前置的橫置引擎就一直
這麼放.....................
在開始反置橫放引擎的考慮時，主要是著眼節省材料和減
輕重量，然後再分析優劣時才考慮到噪音問題，這些都容
翼解決。然後節省材料的理由不是很好聽，所以就找出增加
引擎效率的說法...............
其實，正放或反放，以現在的造車水準來說，優缺點差異
都不是很大..................

2.
先從溫度來說：
排氣系統在前、進氣系統在後，排氣是由引擎側面經過底部
傳到車後，暖車的時候排氣管的溫度有助於縮短暖車時間，
這對街車來說是個優點。當到達正常溫度後，引擎溫度由冷
卻水控制，所以也沒什麼壞處.........
反置引擎比較容易保持排氣歧管、頭段和觸媒轉化器的高溫，
排氣歧管的高溫有利維持排氣的低密度及高流速，可以提昇
排氣效率，減少排氣系統反向氣流的形成，可以提昇引擎高轉
速的馬力輸出。觸媒轉化器則必須在高溫下才能有效運作，這是
反置引擎在溫度控制上的優點............
=>排氣的流向,是燃燒室-> 排氣歧管->頭段->觸媒轉化器->中段->尾段(消音器)
=>排氣在前時,因為排氣歧管離觸媒轉化器的距離要比排氣在後的距離還遠,因此溫度無法馬上起來,也不易維持

3.
就氣流路徑來說：
正、反置引擎總進氣長度和排氣管長度的影響並不明顯。
但是傳統排氣在前、進氣在後的結構，氣流油前端吸入，
必須經過至少360度的旋轉才由排氣尾段排出，這個路徑
沒有任何優點，而且有可能稍稍阻礙器流的順暢度。但是
現在的材料科技可以把這部分的能量損耗降低，實質影響
不明顯，只有多出來的材料成本和重量都是負面的價值.....
反置引擎可以省掉一些材料、減少一些重量，增加一點點
氣流的順暢度，增加一些些性能...............
其他許多進排氣的設計考慮，和引擎的擺法比較沒有直接
關聯。引擎室空間的考慮，只要車體在設計時有全盤考慮，
反置引擎的額外空間需求不大，並不會很難處理，而刻意的
改車就另當別論.............

4.
>以排氣歧管總長度來說.反置式引擎又比一般橫置式引擎來的短!
==============
排氣的第一段，直接接在汽缸排氣口外的是排氣歧管，
排氣歧管匯流到一個比較粗大的管子，叫做集氣管，或
排氣主管，或頭段。
這裡的頭段和改奘上說的獨立導管，用以取代排氣歧管
的頭段是不一樣的東西，英文都稱header，有點混亂。
通常比長短，只比到集氣管，接下去的部分，一大段只是
遷就汽車的車場而加的延伸管。延伸管有時稱中段，後面
接消音器.............

5.
反置引擎對重心的影響有限，因為引擎都要塞在引擎室中，
要調整重心，正置或反置所面對的問題很類似............
排氣歧管的長短和正、反置的關係也不大，只要在整體設計時
考慮清楚就一樣，原來正置要改反置時，或許在空間使用上會有
限制，這是改裝的問題，不是引擎正、反置的問題，所以我傾向
於把這兩問題分開看............所以我也不傾向區分何者適於高轉
速設定...................

6.
Q:,既然反置式引擎可以減輕重量和節省材料,車廠又何樂而不為呢？可是為何反置式引擎仍然不是主流???
A:因為在引擎上省掉一點材料跟成本，但卻需要花更多的成本增加火牆的隔熱與隔音，根本是本末倒置.......

7.
直四引擎的重心不在其幾何結購的中心，所以的確可以
立用垂直傾角來調整種重心的位置................
不過，一個直四引擎佔有的空間，那一部分最難改變呢？
答案是由曲軸室底部到氣缸頂的這個尺度最難改變，也就
是引擎的高度...................
再想一想，要增加車體的穩定度，和減小受風面積，這是
跑車車格的重要特徵，車體是不是要扁一點？
當車體設計朝向扁平的方向石時，引擎室的空間必須在垂直
向壓縮，偏偏引擎本體卻是最難在這個維度壓所縮，剩下可
以考慮的自由度就是........斜著放..................
這是另一種引擎斜放的解釋，是我比較常「讀到」的說法.....

8.
>在進氣效率或重心的改變上,
>則有更有效的方法來達成,
======================
這讓我又想起一個實驗報告：
有人在一個清潔的環境，理論上不需要任何空氣慮清器。
然後它們把節氣閥前面的所有管子拆掉，試驗「最通暢」
的進氣.................
結果，當然所有數據都顯示引擎效率明顯衰減。原因很簡單，
因為空氣有慣性，節氣閥外部直接接觸自由大氣，空氣無限
供應，結果空氣進入節氣閥之前的初始速度幾乎是零，所以
進氣效率反而不及加了空氣慮清器的情況.............
這是說，進氣效率不是單純的看空氣導管有多少彎，而且事實上，
現在許多新車都還故意在空氣慮清器所在的集氣箱的前面，再加
一大段有點不太直接的空氣導管，所以
「並不需要這麼大費周章」是有道理....................

9.
重心部分，也沒錯，除了引擎之外，還有傳動系統，
就是變速箱可以有不同的放置方式，彈性是存在的..............
至於觸媒轉化器......有點難凹.............
兩段式的觸媒轉化器對任何引擎都適用，未來說不定會
越來越普遍................
兩段式考慮的是引擎暖機期間的排氣污染問題。暖車過程
油氣混合比通常有特殊設定，而此時低溫的觸媒轉化器幾乎
無法工作。一種辦法是在觸媒轉化器中增設加熱器，縮短
熱機時間....................
另外一種考慮是在主要轉化器之前加個「小型」的前置轉化器，
小型可以熱的快，然後作用之後產生的熱可以協助主要轉化器
增溫。如果此前置轉化器只針對燃燒不完全的油氣，那麼成本
不會特別高，而且只在暖機過程最有效率也最能產生熱能，等
到引擎到達正常溫度，前置轉化器就可以稍稍休息，這種設計
蠻不錯的.........

10.
SE說的沒錯,使用俗稱反置引擎的時候,
引擎室的散熱空間與車體的隔熱與管路是比較難設計的.
雖然不是這麼難,但總要多花點工夫跟成本,
主要使用反置引擎的原因是為了要縮短排氣道到觸媒的距離,
而且只使用一個觸媒,
如果是前方排氣的引擎,為了要面對新的排污法規,
一般都必須使用前後兩個觸媒.
而觸媒很貴.
為了省下這些貴金屬,
才會有這樣的設計.
在進氣效率或重心的改變上,
則有更有效的方法來達成,
並不需要這麼大費周章.
well.......
關於兩個觸媒的問題,
汽車是極端注重cost down的產品,
PC產業所謂的微利時代,在汽車產業早就是個常態.
所以工程師們是千方百計的要降低成本.
更何況是含有貴金屬的觸媒轉化器.
(必需耐高溫的前觸媒,成本是更貴的.)
為了要對應嚴格的排污法規,
前方排氣引擎因為排氣道距主觸媒遠,
被迫得加上個前觸媒,使用兩個觸媒是沒有辦法的事.
因此能有效降低排氣系統熱慣量的後方排氣引擎乃越來越受車廠的歡迎.
我們不妨作個觀察,是不是多數的新型後方排氣引擎都只有一個觸媒?
觀察的結果,也許可以為這個問題提供解答.

11.
如何將引擎重心後移，根據我試車的心得，這絕對是車廠努力的重點之一，其他還包括節省成本、減輕車重、環保、油耗...。之前TOYOTA的車型為前排後 進氣，引擎擺位「極度後移」並且後傾，前方排氣管前端真的是斜向朝天，彎角奇大，我有拍下照片但要花時間去搜尋。目前「前進氣後排氣」引擎個人認為重心後 移的威力非常大，其一：排氣管都是金屬做的，原廠排氣管頭段又是鑄鐵，非常重，觸媒就不用說真的是很重，尤其是快熱式觸媒直接擺在四合一出口，就是位於引 擎與風扇之間，重心非常向前。個人因為接觸改裝報導，實際拆過頭段、比較過不銹鋼頭段和原廠部品的重量，真的差2～3倍以上。若採用反置設計，這些重量後 移產生的重心配置將非常利於操控。其二：排氣管與進氣岐管的位置比較起來當然是排氣管位低處、且重量重許多，反置設計並向後傾能讓排氣管低伸、引擎重心更 低，相對的進氣岐管位置將更高。以FORD DURATEC直四引擎來說，車廠克服進氣岐管重量問題因此採用塑膠材質及螺旋式可變進氣岐管機制，重量輕、位置低，且氣流通路是由下往上送（其實不利高 轉速），和其他車廠如HONDA B16系列引擎的高配置、高進氣角、長直芭蕉狀金屬進氣岐管就有非常大的差異，但此引擎高轉速調校非常容易。相對的螺旋狀可變進氣岐管高轉速真的不好改， 所以TTCC AA車隊那部改裝Tierra硬是拼不過CV3。不過FORD引擎工程師相當滿意Duratec引擎的重心後移功效，實際駕馭過如MAZDA 6、FORD Metrostar相近的引擎設計之後，其重心配置上操控實力真的很強，高轉速威力也不弱（但那種不弱是指爬坡4000rpm仍有拉轉速的餘地，起其齒比 並不密，在平地上4000rpm以上拉轉速其實不是很快、很猛）。不只我這樣認為，之前SE、DC等人也玩過且半夜去殺陽明山，人人都說讚。

12.
引擎的熱控制是機油循環配合冷卻水循環加上一個變溫開關，
冷車時水流不經過散熱器，所以有效熱導低，溫度高過一定程
度，水循還通過散熱器提高散熱效率，溫度再高，還可以啟動
風扇進一步快速散熱.............
這種散熱系統蠻佔空間也消耗能量，所以不適宜用來控制觸媒
轉化器和排氣系統的溫度，這兩者現在幾乎都是靠其本身金屬
材質的熱導和空氣流動的散熱作用來控制高溫，這種系統散熱
效率幾乎直接正比於機件和環境的溫度差，低溫時無保溫作用，
高溫時也只是線性增加散熱速率，控制溫度的能力相當有限。