Мерседес-Бенц клуб s-класса. Форум
ГЛАВНАЯ
О КОМПАНИИ
АРЕНДА АВТО
ПРОДАЖА АВТО
УСЛУГИ
СОБЫТИЯ
ИСТОРИЯ АВТО
  Выставки
  Дизайн автомобиля
  История создания
  Компоновка авто
  Модели 1:18
  Оценка авто
  Типы кузова
  Энциклопедия
  Это интересно
КОНТАКТЫ
 
 
 

«Компоновка легкового автомобиля»

Компоновка легкового автомобиля это общая схема расположения главных агрегатов. Легковой автомобиль является преимущественно товаром потребительским. В оценке потребителем качества автомобиля роль внешнего вида, привлекательности формы подчас преувеличена. Это вызвано повышенным общественным интересом к автомобилю, его «престижностью».

Классическая компоновка:

Panhard et Levassor «Systeme Panhard» — первый автомобиль, имевший классическую компоновку.

    Автомобиль быстро развивался, двигатель занял довольно неудобное для размещения пассажиров место — между большими кожухами передних управляемых колёс; радиатор разместился впереди — для охлаждения его встречным потоком воздуха; ведущие колёса — задние, что выгодно для улучшения тяговых качеств автомобиля. С конструктивной точки зрения такая компоновочная схема оказалась вполне рациональной: совершенствуясь, она сохранилась до наших дней и получила название «классическая компоновка».  Двигатель, трансмиссия, ходовая часть крепились к раме. Всё это в целом называлось «шасси». Шасси могло двигаться и существовать без кузова. Кузов же устанавливался на шасси как отдельный и независимый для исполнения агрегат. С кузовом получался уже автомобиль, предназначенный для выполнения определённой функции. Это позволяло создавать на базе одного и того же шасси самые различные автомобили, включая грузовые модификации, а также — отдавать заказы на кузова сторонним кузовщикам, что широко практиковалось

в те годы: фирма-производитель делала только шасси и предлагала покупателям либо заказать у неё один из стандартных кузовов (для чего при ней имелась своя, фирменная, кузовная мастерская), либо обратиться в стороннее кузовное ателье с заказом на кузов индивидуальной работы, что обходилось намного дороже. Так часто поступали производители автомобилей категории «люкс» до конца тридцатых годов.

Число и расположение колёс:

Подавляющее большинство легковых автомобилей имеют 4 одинаковых колеса, расположенных по углам прямоугольника. Некоторые имели и большее число колёс — 6 или 8. Существовали также экспериментальные модели с ромбовидным расположением колёс — 1 спереди по центру, 1 сзади по центру, 2 по бокам в средней части автомобиля. Все эти экзотические варианты оказались малопригодными для массовых легковушек.

Далее речь будет идти только об обычном расположении колёс (4 по углам прямоугольника).

 

Варианты расположения колес и расположение двигателя.

Расположение управляемых колёс:

    Управляемые колёса делают либо передние, либо все. Автомобиль с одними задними управляемым колёсами был бы чрезвычайно склонен к заносу, поэтому такую схему используют только на тихоходных машинах (например, автопогрузчиках).

      При всех управляемых колёсах используют специальные алгоритмы. Казалось бы, логично было бы поворачивать задние колёса на тот же угол, что и передние, но в противоположную сторону. Однако такой автомобиль опять-таки был бы очень склонен к заносу, поэтому эта система применима только на тихоходных машинах (например, на вездеходах, где движение задних колёс по той же колее, что и передние, значительно уменьшает сопротивление на мягком грунте). На обычных автомобилях задние управляемые колёса на большой скорости поворачиваются в ту же сторону, что и передние (но на меньший угол) — это улучшает противозаносные свойства автомобиля, а на малой скорости они поворачиваются в противоположную сторону, чтобы улучшить маневренность.

    Иногда задние управляемые колёса поворачиваются в ту же сторону, что и передние, при малом угле поворота передних колёс, и в противоположную сторону при большом угле поворота передних колёс — при этом исходят из того, что водитель поворачивает руль на большой угол только при малой скорости автомобиля.

Варианты компоновки автомобиля: (Капотная и вагонная).

Капотная компоновка   — МЕРСЕДЕС-БЕНЦ S-600 W 100.

 

Вагонная компоновка — советская машина "белка».

Полукапотная компоновка — ЕрАЗ-3730.

    На подавляющем большинстве легковых автомобилей передняя часть кузова имеет малую высоту — там размещается двигатель или (при заднем расположении двигателя) багажник. Водитель размещается позади этого объёма малой высоты и смотрит поверх него. Это и образует капотную компоновку.

    Неоднократно предпринимались попытки передвинуть пассажирское отделение автомобиля в крайнее переднее положение (что и составляют сущность вагонной компоновки). По мысли конструкторов, это должно было обеспечить более рациональное использование внутреннего пространства, а также лучший обзор с места водителя. В СССР были созданы экспериментальные автомобили вагонной компоновки НАМИ-013 и «Белка». Однако вагонная компоновка с размещением водителя и переднего пассажира в районе передних колёс затрудняет им вход и выход; кроме того, создаются проблемы с обеспечением пассивной безопасности. На автобусах же эти проблемы не так существенны, и для них вагонная компоновка стала стандартной.

    Существует также полукапотная компоновка — капот и ветровое стекло сильно наклонены так, что сливаются в одну поверхность, что и обеспечивает «однообъёмность» кузова, хотя передняя часть кузова по-прежнему занята двигателем, как и при обычной капотной компоновке

                                               Расположение и компоновка ведущих колёс:

Задний привод — конструкция трансмиссии автомобиля, когда крутящий момент, создаваемый двигателем, передается на задние колеса. Реализовано это может быть при самом различном взаимном расположении двигателя и агрегатов трансмиссии (смотрите иллюстрации).

Основные компоновки с приводом на задние  колёса: переднемоторная…

   Для российских и многих американских заднеприводных автомобилей характерной является жёсткая балка заднего моста. На европейских и японских моделях начиная с конца семидесятых годов как правило используются либо облегчённая зависимая задняя подвеска типа «Де-Дион», либо независимая — с качающимися полуосями на более старых конструкциях, на продольных (или диагональных) рычагах и различные варианты многорычажных, что вынуждает использовать в ней полуоси с шарнирами, — в настоящее время как правило используются шарниры равных угловых скоростей, аналогичные используемым на переднеприводных автомобилях.

среднемоторная

    Для водителя средней квалификации и неэкстремальных условий эксплуатации, передне- и заднеприводный автомобили одного технологического уровня примерно эквивалентны с точки зрения управляемости и безопасности; преимущество переднего привода проявляется обычно лишь на скользких покрытиях — в частности, зимой. И передний, и задний привод уступают в этом отношении легковому полному приводу.

    В некоторых дисциплинах автоспорта (например, в шоссейно-кольцевых гонках) задний привод имеет преимущество перед передним, вытекающее из преимуществ заднего привода перед полным и передним на покрытиях с высоким коэффициентом сцепления (сухой асфальт). В то же время в Ралли с присущими этому виду автоспорта  скользкими грунтовыми, ледяными и заснеженными трассами с низким коэффициентом сцепления

и заднемоторная.

преимущество уже у полного и переднего привода. На заднем приводе при заносе достаточно сбросить газ, чтобы вернуть автомобиль на траекторию.

 

   Задний привод используется почти повсеместно на мотоциклах.

Плюсы заднего привода.

1. Динамическая загрузка задней (ведущей) оси: при нажатии на газ, вес машины переносится на заднюю часть, тем самым нагружая задние колеса и разгружая передние, в итоге, вся машина имеет лучшее сцепление с дорожным покрытием, за счёт этого ведущие колёса меньше буксуют. Как результат — хорошая проходимость (за исключением заснеженных дорог, где лучше себя показывает передний привод) и динамика разгона (точнее, более эффективное использование мощности двигателя при разгоне), хорошая способность уверенно преодолевать подъёмы.                                                                                                  2. Занос на заднеприводном автомобиле более предсказуем и легко устраняется сбрасыванием газа и поворотом руля в сторону заноса. Водитель средней квалификации склонен в таких ситуациях инстинктивно именно бросать газ, а не нажимать. При переднем же приводе, напротив, для выхода из заноса приходится прибавить усилие на педали газа, а сбрасывание приведет к ещё большей потери управляемости. 

3. На руль не передается реактивных моментов при разгоне.

4. Меньший радиус разворота, так как углы поворота передних колёс не ограничены шарнирами равных угловых скоростей.

5. Технологически, задний привод зачастую проще по сравнению с передним; в частности, не требует обязательного использования относительно сложных и дорогостоящих шарниров равных угловых скоростей, даже в случае независимой задней подвески; однако, себестоимость очень сильно зависит от конкретной компоновки, что рассмотрено ниже, и конкретной реализации.

Минусы заднего привода.

1.    На заднеприводном автомобиле повёрнутые передние колеса создают эффект торможения, а толкающие задние — избыточную толкающую силу, поэтому заднеприводные автомобили тяготеют к заносу (скольжению задней оси в повороте), что называется избыточной поворачиваемостью.

2.    Недостаточно хорошая управляемость на скользких покрытиях (лёд, грунт).                                                                                                                       Этот недостаток отчасти помогают решить современные системы контроля над сцеплением и стабилизации автомобиля. Также, хорошо помогают справляться с этой проблемой и последние разработки в области автомобильной резины.

Передний привод — конструкция трансмиссии автомобиля, при которой крутящий момент, создаваемый двигателем, передается на передние колёса.  

   Впервые серийно был применен в 1929 году в США на автомобиле Cord L 29. Массовое распространение получил в шестидесятые и семидесятые годы. В настоящее время является наиболее распространённым, особенно на относительно небольших автомобилях.

Общий случай компоновки легкового  автомобиля с приводом на передние колёса.

Ранние разработки — идея переднего привода появилась вместе с идеей автомобиля и была логична, ибо лошадь запрягают именно впереди повозки. Ещё паровая телега Кюньо (fardier à vapeur de Cugnot) имела привод на единственное переднее колесо. Однако, судя по всему, управляемость её была неважной, что и послужило причиной первой в мире автомобильной аварии: на испытаниях изобретатель не справился с управлением, и чудо техники XVIII века снесло стену Арсенала. Правда, некоторые авторы ставят факт аварии под сомнение. Однако первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания имели расположенный посередине колёсной базы двигатель, в таком случае более логичным оказался привод на заднюю ось цепью. Позднее двигатель стали размещать спереди, но привод всё равно был задним, хотя цепь заменил карданный вал. К тому же, инженеры быстро поняли, что на четырёхколёсном автомобиле для привода передних ведущих колёс потребуются шарниры особой конструкции, которые в те годы ещё не были изобретены.

1920 годы гоночные переднеприводные — Следующий всплеск интереса к переднеприводной компоновке пришёлся на 1920-е годы. К этому времени традиционная схема заднеприводного автомобиля была уже хорошо отработана, США по уровню автомобилизации прибилизились к современной России, а в Европе в большом количестве появились фирмы и фирмочки по выпуску автомобилей по индивидуальным заказам. Главное — к этому времени очень большую популярность приобрели автомобильные гонки, зрелищный и опасный вид спорта, в котором быстро находили применение любые технические новинки автомобилестроения.           Именно конструкторы гоночных автомобилей и обратили внимание на передний привод.

Cord L29 — первый серийный переднеприводный автомобиль.

1930 — 1960 годы массовые переднеприводные — в Европе, в те годы передний привод привлекал больше не создателей автомобилей высшего класса, а, наоборот, фирмы, стремящиеся создать массовую, «народную» модель. Тем не менее, вплоть до середины шестидесятых годов речь шла лишь об отдельных случаях применения переднего привода, большинство же моделей оставались в эту эпоху с приводом на заднюю ось и либо «классической», либо заднемоторной компоновкой. Здесь существенна оказалась не хорошая управляемость, а компоновочные преимущества: отсутствие карданного вала позволяло опустить пол кузова, убрать его тоннель, а значит — увеличить пространство салона без увеличения общих размеров автомобиля и удешевить производство, и, кроме того, благодаря снижению массы применить мотор меньшей мощности. Одной из первых фирм, выпустивших в Европе массовую переднеприводную модель, стал Citroën. В 1934 году эта фирма выпустила модель Citroën Type C, или 7CV, сегодня более известную как Citroën TA — «Traction Avant», что и означает «Передний Привод». Конструктором машины был Анри Лефевбр.

 

 

Citroën TA-  переднеприводный автомобиль.

История переднего привода в России — в нашей стране передний привод длительное время оценивался в целом отрицательно. Это было связано с плачевным состоянием дорожного хозяйства страны, так как одним из существенных недостатков переднего привода вполне справедливо считалась плохая проходимость. Для дорожных условий СССР полагались наиболее подходящими автомобили «классической» компоновки, а в классе микролитражных автомобилей — заднемоторной. Именно эти соображения сыграли свою роль при выборе прототипа для первого отечественного автомобиля особо малого класса, «Запорожца» которым стал итальянский Fiat 600 с задним расположением силового агрегата. Для тех лет это решение следует признать верным, так как проходимость «Запорожца» действительно вошла в легенды, а переднеприводные автомобили в те годы во всём мире были редкостью. Тем не менее, переднеприводные схемы изучались, строились прототипы. Первым образцом переднеприводного автомобиля, изготовленного в СССР, была микролитражка самодеятельного конструктора, инженера Л. И. Лиса. У неё был открытый кузов упрощённой формы без дверей, привод от мотоциклетного двигателя ИЖ-49 на не поворачивающиеся передние колёса, и единственное управляющее заднее колесо. Этот автомобиль был построен в единственном экземпляре в 1957 году.

Полный привод (4x4, 4WD, AWD) — конструкция трансмиссии автомобиля, когда крутящий момент, создаваемый двигателем, передаётся на все колеса.

Наиболее распространённая (но не единственная) схема трансмиссии полноприводного автомобиля.

 

До восьмидесятых годов, полный привод ассоциировался исключительно с внедорожной техникой, а полноприводные автомобили имели увеличенные дорожный просвет и другие атрибуты повышенной проходимости. Однако, после появления системы quattro на чисто-легковых автомобилях Audi и ряда аналогичных систем у других компаний, привод на все колёса стал рассматриваться и как средство повышения ходовых качеств обычных автомобилей без задачи повышения проходимости. В этом случае обеспечивается наиболее эффективное использование мощности двигателя при любом режиме движения, улучшается управляемость, особенно на скользких покрытиях.Именно с этими целями полный привод используется на спортивных автомобилях, например, Lamborghini Murciélago и некоторых моделях Porsche, а также на представительских автомобилях для повышения уровня активной безопасности — примеры такого использования включают системы 4Matic (на автомобилях

Mercedes Benz), XWD (Saab), xDrive (BMW), а из отечественных разработок — трансмиссию малосерийной представительской «Волги» ГАЗ-3105. Можно выделить три основных схемы полного привода: подключаемый полный привод (part-time), постоянный полный привод (full-time) и постоянный по требованию полный привод (on-demand full-time).

Подключаемый полный привод - самая простая и в то же время самая надежная схема полного привода: при нормальной эксплуатации момент передаётся только на одну ось, а при необходимости подключается вторая ось — с помощью раздаточной коробки. При подключении оси жестко связываются между собой и вращаются с одинаковой скоростью, что создаёт некоторые ограничения: полный привод можно использовать только на покрытиях, допускающих проскальзывание колес (грязь, песок, снег, лед и т. п.).  При жесткой связи ведущих мостов в трансмиссии может возникнуть циркуляция мощности. При движении по хорошей горизонтальной дороге циркулирующая мощность (ЦМ) может быть значительной. ЦМ не используется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, дополнительно нагружает механизмы трансмиссии и шины, вызывая их повышенное изнашивание. Кроме того, из-за увеличения суммарной мощности, передаваемой через механизмы трансмиссии, возрастают потери мощности в трансмиссии на буксовании колес, увеличивая расход топлива и изнашивание деталей двигателя. Поэтому ЦМ является вредной, и ее часто называют паразитной мощностью. Чтобы уменьшить дополнительное изнашивание механизмов трансмиссии, шин и расход топлива, вызванных ЦМ и перераспределением крутящего момента, при раздаточной коробке с блокированным приводом необходимо включать передний ведущий мост только для повышения проходимости и устойчивости автомобиля. При движении по хорошим дорогам необходимо принудительное отключение переднего ведущего моста для устранения циркуляции мощности или перераспределения крутящего момента.

Постоянный полный привода - постоянный полный привод подразумевает постоянное подключение всех колёс к двигателю, для чего он подключается к осям через дифференциал. Некоторые модели автомобилей имеют принудительную блокировку межосевого дифференциала, что позволяет им становиться аналогичными автомобилям с подключаемым полным приводом (в общем случае это повышает проходимость автомобиля). Некоторые современные автомобили имеют электронное управление межосевым дифференциалом, позволяющее динамически менять соотношение передаваемого момента между осями. В основном это используется для уверенного движения по дорогам, например, в системах динамической стабилизации.  Некоторые внедорожники имеют раздаточную коробку, поддерживающую как режим постоянного полного привода, так и режим подключаемого полного привода, то есть имеют дифференциал, блокировку дифференциала и возможность полного отключения одной оси. Такая схема считается наиболее предпочтительной для многоцелевого внедорожника.

 

Постоянный по требованию полный привода - эту схему можно считать разновидностью постоянного полного привода. В ней одна ось подключена жестко, а вторая (передняя или задняя, чаще — задняя) подключается при проскальзывании первой через разнообразные муфты (вискомуфта (Гольф-3), Халдекс (Гольф-4), многодисковое сцепление (Subaru с АКПП)…). Управление муфтой осуществляется электроникой или механико-гидравлическим образом, за исключением вискомуфты. Недостатком такой схемы можно считать непредсказуемость поведения автомобиля в переходных состояниях — оно может за доли секунды меняться от выраженно переднеприводного до выраженно заднеприводного.

 

Галлерея