Переднемоторная, переднеприводная компоновка

В автомобильной конструкции компоновка с передним расположением двигателя, передним приводом (FWD) или компоновка FF размещает как двигатель внутреннего сгорания , так и ведомые опорные колеса в передней части автомобиля .

Последствия использования

Исторически это обозначение использовалось независимо от того, находился ли весь двигатель за линией передней оси. В последнее время производители некоторых автомобилей добавили к обозначению термин « front-mid» , обозначающий автомобиль, в котором двигатель расположен перед салоном, но за передней осью. Расположение двигателя большинства до Второй мировой войны автомобилей — переднее-среднее или на передней оси .

Эта планировка является наиболее традиционной формой и остается популярным и практичным дизайном. Двигатель, занимающий много места, расположен в таком месте, которое обычно не используется пассажирами и багажом. Главный недостаток — развесовка — самый тяжелый компонент находится на одном конце автомобиля. Управляемость автомобиля не идеальна, но обычно предсказуема.

В отличие от переднемоторной и заднеприводной компоновки (RWD), переднеприводная компоновка устраняет необходимость в центральном туннеле или более высоком клиренсе шасси для размещения карданного вала, передающего мощность на задние колеса. Как и в компоновке с задним расположением двигателя и задним приводом (RR) и в компоновке со средним расположением двигателя и задним приводом (RMR), в ней двигатель размещается над ведущими колесами, улучшая тягу во многих приложениях. Поскольку управляемые колеса одновременно являются ведущими, автомобили с передним приводом обычно считаются лучше автомобилей с задним приводом в условиях низкой тяги , например, на снегу, грязи, гравии или мокром асфальте. При подъеме в гору в условиях низкой тяги RR считается лучшей полноприводной компоновкой, в первую очередь из-за переноса веса на задние колеса при подъеме. Прохождение поворотов у автомобиля с передним приводом, как правило, лучше, поскольку двигатель расположен над управляемыми колесами. ^[1] Однако, поскольку ведущие колеса предъявляют дополнительные требования к рулевому управлению, если автомобиль быстро ускоряется, при прохождении поворотов становится меньше сцепления с дорогой, что может привести к недостаточной поворачиваемости . ^[2] В высокопроизводительных автомобилях редко используется переднеприводная компоновка, поскольку при ускорении вес переносится на задние колеса, при этом разгружая передние колеса и резко уменьшая их сцепление с дорогой, эффективно ограничивая количество мощности, которое можно было бы реально использовать; Кроме того, высокая мощность высокопроизводительных автомобилей может привести к крутящему моменту рулевого управления . Электронный контроль тяги позволяет избежать пробуксовки колес, но в значительной степени сводит на нет преимущества дополнительной мощности. ^[3] Это послужило причиной внедрения полноприводной системы quattro в высокопроизводительные дорожные автомобили Jensen FF и Audi Quattro .

Исторические договоренности

К ранним автомобилям, использующим переднеприводную компоновку, относятся Alvis 1925 года, Cord L-29 1929 года, DKW F1 1931 года, Citroën 2CV 1948 года, Saab 92 1957 года 1949 года, Trabant P50 и Mini 1959 года . В 1980-х годах преимущества этой компоновки в плане тяги и упаковки побудили многих производителей компактных и средних автомобилей принять ее на вооружение в США. Большинство европейских и японских производителей перешли на передний привод для большинства своих автомобилей в 1960-х и 1970-х годах, последними, кто перешел на передний привод, были VW, Ford of Europe и General Motors (Vauxhall - Великобритания и Opel - Германия). Toyota была последней японской компанией, перешедшей на эту систему в начале 1980-х годов. BMW , ориентированная на автомобили класса люкс, тем не менее, сохранила заднеприводную компоновку даже в своих небольших автомобилях. ^[4] хотя их марка MINI — переднеприводная.

Существует четыре различных варианта этой базовой компоновки, в зависимости от расположения двигателя, который является самым тяжелым компонентом трансмиссии.

Среднемоторный / Передний привод

Первые переднеприводные автомобили имели среднемоторную переднеприводную компоновку (MF). Двигатель располагался продольно (вперед-назад или с севера на юг) за колесами, трансмиссия располагалась впереди двигателя, а дифференциал - в самой передней части автомобиля. Учитывая тот факт, что двигатель появился еще раньше, развесовка таких автомобилей, как Cord L-29, не была идеальной; ведущие колеса не несли достаточно большую долю веса для хорошего сцепления с дорогой и управляемости. 1934 года Citroën Traction Avant решил проблему распределения веса, разместив трансмиссию в передней части автомобиля с дифференциалом между ней и двигателем. автомобиля В сочетании с низкой посадкой цельного кузова это привело к примечательной для того времени управляемости. Renault является последним пользователем этого формата — он использовал его на Renault 4 первого поколения и Renault 5 , но с тех пор он вышел из моды, поскольку вторгается во внутреннее пространство.

Продольно расположенный передний двигатель и передний привод.

1946 года Panhard Dyna X , спроектированный Жаном-Альбером Грегуаром , имел двигатель продольно перед передними колесами, трансмиссию позади двигателя и дифференциал в задней части узла. Эта конструкция, использовавшаяся Panhard до 1967 года, потенциально имела проблему с распределением веса, аналогичную проблеме с упомянутым выше Cord L29. Однако плоский сдвоенный двигатель Panhard с воздушным охлаждением был очень легким и устанавливался низко, с низким центром тяжести, что снижало этот эффект. Плоский двухцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением Citroën 2CV также был установлен очень низко, перед передними колесами, с трансмиссией за осью и дифференциалом между ними. Это стало довольно популярным; Среди автомобилей, использующих эту компоновку, были немецкий Ford Taunus 12M и Lancia Flavia и Fulvia . Это стандартная комплектация переднеприводных автомобилей Audi и Subaru. В 1979 году Toyota представила и выпустила свой первый переднеприводный автомобиль Tercel , двигатель которого был установлен продольно, в отличие от большинства других переднеприводных автомобилей, представленных на рынке в то время. Такая компоновка продолжалась и на Tercel второго поколения, пока в 1987 году третье поколение не получило новый двигатель, расположенный поперечно. Другие переднеприводные модели Toyota, такие как Camry и Corolla с самого начала имели поперечно расположенные двигатели.

В Oldsmobile Toronado 1966 года (вместе со своей родственной моделью Cadillac Eldorado ) использовалась новая конструкция, в которой двигатель и трансмиссия располагались «бок о бок», при этом мощность передавалась между ними через прочную цепь, а специально разработанный промежуточный карданный вал, проходивший под поддоном двигателя. Это семейство отличается тем, что является переднеприводным автомобилем с самым большим объемом двигателя (8,2 л), когда-либо созданным. В Saab 99 и «классическом» Saab 900 также использовалась похожая компоновка. В Eagle Premier использовалась аналогичная схема трансмиссии, которая использовалась в Renault 21 и 25, которая позже стала основой для седанов Chrysler LH, выпускавшихся до 2004 модельного года.

Сегодня Audi является наиболее известным пользователем этой механической схемы, используя ее с 1950-х годов в своих предшественниках, компаниях DKW и Auto Union , и ее можно встретить в более крупных моделях, начиная с A4 . Последняя эволюция формата платформы Audi MLB направлена на устранение давнего недостатка неравномерного распределения веса. Это достигается путем размещения дифференциала перед сцеплением, что позволяет выдвинуть линию оси дальше вперед по отношению к задней поверхности блока цилиндров.

Передний двигатель, поперечное расположение / Передний привод

Первыми популярными переднеприводными автомобилями с поперечным расположением двигателя был DKW Front, выпущенный в 1931 году и имевший двухцилиндровый двухтактный двигатель. Компания Saab скопировала этот дизайн на своем первом автомобиле Saab 92 1949 года . Trabant 1957 года также был одним из немногих автомобилей с поперечно расположенным двигателем, являясь своего рода преемником DKW. Это была новинка, особенно для автомобиля, производившегося в коммунистической стране.

Иссигониса 1959 года Mini и родственные ему автомобили, такие как Maxi , Austin 1100/1300 и Allegro, имели четырехцилиндровый рядный двигатель с водяным охлаждением, установленный поперечно. Трансмиссия располагалась в поддоне под коленчатым валом, мощность передавалась раздаточными шестернями. Другие модели, в которых использовалась компоновка «трансмиссия в поддоне», включали Datsun 100A (Cherry) и различные варианты применения двигателя PSA-Renault X-Type, такие как Peugeot 104 и Renault 14 . 1955 года Suzuki Suzulight также представила передний двигатель с поперечно установленным двухтактным двухцилиндровым двигателем (с использованием технологии DKW) в городском / кей -каре на базе немецкого Lloyd LP400 .

Данте Джакозы В Autobianchi Primula 1964 года, Fiat 128 и Fiat 127 , трансмиссия была расположена на одной стороне поперечно установленного двигателя, а трансмиссия была удвоена назад, чтобы поместить дифференциал сразу за трансмиссией, но смещенным в одну сторону. Следовательно, приводные валы колес с одной стороны длиннее, чем с другой. В результате вес располагался немного перед колесами. Именно эта система доминирует в настоящее время во всем мире.

Автомобили с передним приводом, как правило, страдают от крутящего момента при резком ускорении. ^[5] Это вызвано разной длиной приводного вала, что, в свою очередь, приводит к разным углам падения соединений карданного вала. Чем дальше шарниры сочленены, тем менее эффективно они передают крутящий момент на колеса.

Конструктивные характеристики переднего привода

Среднемоторная переднеприводная компоновка ( компоновка MF ): Renault 4 среднемоторная переднеприводная компоновка обеспечивает большее расстояние между передними дверями и колесными нишами, а также короткий передний свес .
Продольно-передний двигатель, передний привод (продольная компоновка FF): Продольная компоновка Auto Union 1000 (сегодня Audi) пришла на смену передним поперечным двигателям DKW F89 в 1950-х годах.
Поперечное расположение двигателя, передний привод (поперечная компоновка FF): Fiat 128 пошел по стопам Autobianchi Primula .

Передние приводные валы

В переднеприводных автомобилях приводные валы передают привод непосредственно от дифференциала на передние колеса. Короткий внутренний поворотный вал соединен со шлицами с боковой шестерней дифференциала, а внешний поворотный вал соединен со шлицами со ступицей переднего колеса. Каждый короткий вал имеет обойму или корпус для размещения универсального шарнира на каждом конце соединительного промежуточного вала.

Универсальные шарниры позволяют валу продолжать вращаться, в то же время допуская изменения в зависимости от движения подвески, такие как длина вала и горизонтальный угол, а также угол вала при повороте рулевого управления. Универсальные шарниры постоянной скорости обычно используются для плавной передачи мощности между компонентами. Внутреннее универсальное соединение может быть погружным или штативным. Штатив соединен со шлицами с промежуточным валом и удерживается стопорным кольцом. Шарик, опирающийся на игольчатые роликоподшипники, установлен на каждой стойке штатива, и они скользят по цапфе внутри вилки. Это учитывает изменения длины вала и горизонтального угла. Привод передается через цапфу и шарики на вращение вала.

Внешний универсальный шарнир допускает большие угловые изменения, но не позволяет изменять длину вала. Обычно это шарико-сепараторный тип с внутренним кольцом, соединенным со шлицем на промежуточном валу. В ярме формируется внешняя обойма. Сепаратор удерживает шарики в канавках обеих дорожек.Шарики передают привод от вала к ступице и позволяют изменять горизонтальный угол и достигать широкого угла поворота. Гибкий резиновый чехол, установленный на каждом шарнире, удерживает смазку и защищает от грязи и влаги.

Если дифференциал не расположен по центральной линии автомобиля, можно установить промежуточный вал, чтобы обеспечить одинаковую длину приводных валов с каждой стороны. Это сохраняет углы приводного вала одинаковыми с обеих сторон и помогает предотвратить неравномерность рулевого управления и вибрацию.Внешний конец промежуточного вала поддерживается подшипником, прикрепленным к картеру коробки передач, а универсальный шарнир способствует выравниванию.В некоторых случаях с одной стороны используется более длинный приводной вал. динамический резиновый Для поглощения вибраций может быть установлен демпфер.

См. также

Передний привод

Ссылки

^ Хиллер, Виктор; Питер Кумбс (2004). Основы автомобильной техники . Нельсон Торнс. п. 9. ISBN 978-0-7487-8082-2 .
^ «Схемы двигателя и трансмиссии» . Drivingfast.net. Архивировано из оригинала 27 сентября 2016 года . Проверено 6 января 2010 г.
^ www.motortrend.com. Архивировано 18 июля 2011 г. на дорожных испытаниях Wayback Machine : задний привод, передний привод и полный привод.
^ «Руководство по технологиям BMW: Задний привод» . Проверено 1 сентября 2016 г.
^ «Что, черт возьми, такое крутящий момент?» .

Дальнейшее чтение

Седжвик, Майкл Автомобили 50-х и 60-х годов . Гетеборг, Швеция: AB Nordbok, 1983 г. (Включает изображения компоновки двигателей Traction Avant и других конструкций.)

[enginebook-1] Хиллер, Виктор; Питер Кумбс (2004). Основы автомобильной техники . Нельсон Торнс. п. 9. ISBN 978-0-7487-8082-2 .

[enginelayouts-2] «Схемы двигателя и трансмиссии» . Drivingfast.net. Архивировано из оригинала 27 сентября 2016 года . Проверено 6 января 2010 г.

[3] www.motortrend.com. Архивировано 18 июля 2011 г. на дорожных испытаниях Wayback Machine : задний привод, передний привод и полный привод.

[4] «Руководство по технологиям BMW: Задний привод» . Проверено 1 сентября 2016 г.

[5] «Что, черт возьми, такое крутящий момент?» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]