Что такое заднее расположение двигателя

Что такое заднее расположение двигателя

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. [7]

Остальные преимущества и недостатки в исключительно большой степени зависят от конкретной компоновки автомобиля, варианты которой описаны ниже.

Компоновки автомобиля с задним приводом

С передним расположением двигателя

Переднемоторная, заднеприводная компоновка

Известна под названием «классическая компоновка» [8] . Двигатель у таких автомобилей находится в передней части автомобиля, с центром масс перед или над передней осью, и передаёт крутящий момент на задние колёса.

Для расположения коробки передач здесь есть два варианта:

  • КПП вместе со сцеплением сблокирована с двигателем и связана с задним мостом при помощи карданного вала — это наиболее распространённая на массовых моделях схема;
  • КПП, часто вместе со сцеплением, расположена отдельно от двигателя у заднего моста и сблокирована с главной передачей (это конструктивное решение называется «трэнсэксл»), а карданный вал, либо заменяющий его вал без шарниров внутри трансмиссионной трубы, вращается всегда со скоростью коленчатого вала двигателя. Часто при такой схеме двигатель связан с коробкой передач, сблокированной с редуктором заднего моста, полой трансмиссионной трубой, внутри которой расположен тонкий вал без шарниров, заменяющий карданный вал; часто эта трансмиссионная труба по совместительству является и силовой основой кузова автомобиля, то есть, рамой — в данном случае, разновидностью хребтовой рамы. Так как картер редуктора заднего моста при такой схеме неподвижен, требуется независимая подвеска задних колёс. Преимущество этой компоновки — лучшая развесовка по осям, особенно при размещении спереди тяжёлого двигателя, поэтому её применяют в основном на спортивных автомобилях, например, Chevrolet Corvette последних выпусков.

Задний привод в сочетании с передним расположением двигателя часто называют «классической компоновкой», потому что эта компоновка автомобиля была наиболее распространена с начала XX века и до конца семидесятых годов.

  1. Примерно равное распределение веса автомобиля по осям; как следствие — лучше управляемость на сухом покрытии и равномерный износ шин; [4]
  2. Нейтральная или небольшая недостаточная поворачиваемость, что обеспечивает стабильную курсовую устойчивость; [4]
  3. Двигатель расположен перед водителем; это облегчает контроль за ним и управление, обеспечивет простую реализацию отопления салона; [4]
  4. Благодаря установке силового агрегата на мягких демпфирующих опорах, значительно уменьшается уровень вибрации в салоне по сравнению с передним приводом, особенно на моделях высоких классов [3] ;
  5. По сравнению с переднеприводными схемами и заднемоторными автомобилями, компоновка силового агрегата и трансмиссии намного менее плотная, что облегчает проектирование, изготовление и обслуживание автомобиля, позволяет использовать очень различные силовые агрегаты на одной и той же модели;
  6. Продольное расположение двигателя, как следствие, — возможность размещение двигаталей, непригодных для поперечного расположения из-за своей длины — например, рядных шестицилиндровых; более простая конструкция передней подвески;
  7. Как правило, при сравнимом технологическом уровне автомобиль такой компоновки долговечнее; это относиться в первую очередь к автомобилям с жёсткой балкой заднего моста; но и на автомобилях с независимой задней подвеской шарниры полуосей как правило имеют больший ресурс по сранвнению с установленными на передних полуосях перднеприводного автомобиля, так как задние колёса как правило не поворачиваются, и условия работы шарниров более щадящие;

Главный минус компоновки — наличие карданного вала [8] ; из этого следует:

  • Увеличение массы и себестоимости автомобиля; [8]
  • Необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля, уменьшающего объём пассажирского салона [8] ;
  • Повышение уровня шумности и вибираций; [8]
  • Некоторое затруднение при создании грузопассажирских модификаций из-за отсутствия ровного пола; [4]

Заднеприводный, переднемоторный автомобиль получается одним из наиболее длинных по сравнению с другими компоновочными схемами, как следствие — наибольшая масса и, обычно, себестоимость; [4] особенно эти недостатки чувствительны для микролитражного автомобиля, поэтому именно на них «классическая» компоновка вышла из упортебления ещё в пятидесятые, и была заменена сначала на заднемоторную, а впоследствии — на переднеприводную. В настоящее время, по «классической» компоновке строят преимущественно относительно большие автомобили высоких классов.

Передняя среднемоторная, заднеприводная компоновка

Как правило, в самостоятельный тип её не выделяют, рассматривая совместно с «классической» компоновкой.

То же, что и предыдущий вариант, но с двигателем, расположенным в пределах колёсной базы автомобиля. Такая схема применялась преимущественно до конца тридцатых годов, до распространения независимых передних подвесок; впоследствии использовалась достаточно редко.

Плюсы и минусы в этом случае те же, но перемещение двигателя назад смещает и пассажирский салон, поэтому размещение пассажиров и грузов при такой компоновке не рационально, в частности, заднее сидение как правило располагалось над кожухами задних колёс, а отдельный багажник отсутствовал.

Иногда на современных двухместных спортивных автомобилях с тяжёлыми расположенными спереди двигателями их также сдвигают назад для лучшей развесовки, пример — Mazda RX-7.

С расположением двигателя у задней оси

Задняя среднемоторная, заднеприводная компоновка

Также называется «компоновкой с центральным расположением двигателя». Из легковых автомобилей, применяется исключительно на спортивных моделях. Характерный пример такой компоновки — Porsche Boxster с шестицилиндровым оппозитным двигателем.

Расположение силового агрегата примерно в центре масс автомобиля даёт оптимальную развесовку при любой массе двигателя и уникальную управляемость. Однако, такое его размещение сильно затрудняет компоновку пассажирского салона (как правило, такие автомобили делают двухместными), а также доступ к силовому агрегату и его охлаждение, что делает эту компоновку непригодной для легковых автомобилей общего назначения.

Читайте также:  Как поменять топливный фильтр на дизельном двигателе

На автобусах среднемоторная компоновка широко распространена, хорошо известный пример — автобусы

Кроме того, среднемоторная компоновка использовалась на многих ранних автомобилях конца XIX — начала XX века, в частности, первых автомобилях Бенца и Даймлера. Двигатель располагался у них под высоким сидением водителя и приводил задние колёса через при помощи цепи.

Заднемоторная, заднеприводная компоновка

В автомобилях, спроектированных по заднемоторной, заднеприводной компоновке, двигатель, трансмиссия и ведущий мост находятся в задней части автомобиля. В отличие от среднемоторной компоновки центр масс двигателя находится за задней осью (не путать с общим центром масс всего автомобиля — если бы он располагался позади задней оси, было бы возможно удержать на земле передние колёса).

При такой компоновке силовой агрегат может располагаться как продольно, так и поперечно. Тем не менее, на абсолютном большинстве заднемоторных легковых автомобилей силовой агрегат расположен продольно, а поперечное его расположение втречается в основном на автобусах.

Такая компоновка массово применялась на европейских малолитражках тридцатых — шестидесятых годов — Volkswagen Type 1 («Жук»), Škoda 1000MB, «Запорожцах», Renault Caravelle, BMW 700 и других), а также — на спортивных автомобилях (DeLorean DMC-12, Porsche 911, и иногих других. В редчайших случаях её применяли на автомобилях среднего класса (Chevrolet Corvair) и представительских или большого класса (заднеприводные «Татры» от Т77 до Т613 и Tucker Torpedo).

В настоящее время, легковые автомобили этой схемы практически не строятся, так как считается, что при современных скоростях движения она не удовлетворяет требованиям безопасности, устойчивости и управляемости. Это в целом верно для водителя, привыкшего к переднемоторным автомобилям, так как их управляемость коренным образом отличается от таковой при заднем расположении двигателя.

Сохранилась эта компоновка только на малогабаритных городских автомобилях с невысокой максимальной скоростью типа Tata Nano или Porsche 911 [4] , на которых для улучшения управляемости до приемлемого уровня используются сложные электронные устройства.

Кроме того, она широко используется на автобусах, так как их скорости движения существенно ниже, чем у легковых автомобилей, требования к управляемости не столь жёстки, а расположение двигателя сзади весьма удобно с точки зрения удоства организации пассажирского салона, в частности, позволяет опустить пол, что необходимо городским автобусам [4] . Однако, эта схема пригодна только для больших автобусов, с длиной не менее 8,5 метров. [4]

  1. На ведущую ось приходится до 60 % (и даже более) массы автомобиля, плюс динамическая загрузка при разгоне; это предопределяет хорошую динамику разгона, что сделало логичным выбор такой схемы для спортивных автомобилей, а так же, в сочетании с гладким днищем, — очень хорошую для монопривода проходимость; [4]
  2. За счёт отсутствия карданного вала и объединения силового агрегата и трансмиссии в компактный блок, при том же размере салона масса заднемоторного автомобиля на 5…10 % меньше, а себестоимость — на 7…12 % ниже, чем при «классической» компоновке (и ниже, чем при переднеприводной, благодаря более просто конструкции, в частности, отсутствию шарниров равных угловых скоростей). Это предопределяло выбор такой схемы для недорогих микро- и малолитражных автомобилей; [4]
  3. Из предыдущих пунктов следует возможность за счёт хорошего сцепления колёс с дорогой и общего облегчения конструкции установить двигатель меньшей мощности по сравнению с другими компоновками (особенно переднеприводной) без ухудшения потребительских качеств, что опять же особенно ценно для недорогих моделей;
  4. При сравнимых внешних габаритах, салон заднемоторного автомобиля будет просторнее по сравнению с автомобилем «классической» компоновки за счёт отсутствия туннеля в днище для карданного вала и трансмиссии [9] , а по сравнению с переднеприводным — как правило, больше пространство для ног водителя и переднего пассажира;
  5. Силовой агрегат — трэнсэксл, состоящий из двигателя, сцепления, коробки передач, редуктора заднего моста и полуосей, получается одним из наиболее компактных и достаточно дёшев в производстве; [4]
  6. Хороший доступ к двигателю относительно среднемоторной схемы; [4]
  7. Меньшая шумность в салоне по сравнению с передним расположением двигателя благодаря удалённости от пассажиров и хорошей изоляции моторного отсека [9](повышенная шумность «Запорожцев» и других заднемоторных автомобилей с двигателями воздушного охлаждения связана с конструктивными особенностями их двигателей, а не компоновкой);
  1. Худшая управляемость по сравнению с другими схемами [9] ; на ведущую ось приходится до 60 % массы автомобиля, что приводит к «избыточной поворачиваемости», а также — плохой курсовой устойчивости и недостаточной эффективности рулевого управления из-за недостаточного сцепного усилия на передних колёсах, особенно на высоких скоростях и на дорогах с плохим коэффициентом сцепления [4] ; частично компенсировать этот недостаток помогают такие меры, как: применение более короткого V-образного или оппозитного двигателя, поперечное расположение силового агрегата, смещение пассажирского салона вперёд, правильный выбор кинематики задней подвески, а также — повышение давления в шинах задних колёс с одновременным увеличением угла наклона шкворней передних колёс в продольной плоскости;
  2. Затруднённое охлаждение двигателя, усложнённое отопление салона [4] ;
  3. Большая длина приводов от рабочего места водителя к двигателю и трансмиссии; [4][9]
  4. Длинный задний свес, особенно при продольном расположении двигателя; [4]
  5. Объём багажного отделения обычно меньше, чем при «классической» компоновке из-за больших ниш передних (поворотных) колёс и деталей рулевого управления [4] ;
  6. Крайне затруднено создание грузопассажирских модификаций [4] ;
  7. По сравнению с переднеприводным, при том же объёме салона длина кузова заднемоторного автомобиля расходуется нерационально из-за расположения багажного отсека спереди;

Три последних недостатка частично устраняются применением плоских оппозитных двигателей, что позволяет добавить второй багажник сзади над двигателем (Chevrolet Corvair), и даже строить модификации с кузовом «универсал» (Chevrolet Corvair, VW 411 E Variant) и «фургон» (Volkswagen Type 2), причём в этом случае автомобили имеют два багажных отделения с большим общим объёмом — спереди и сзади;

Читайте также:  Причина сгорания конденсатора двигателя

Источник

Что такое заднее расположение двигателя

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. [7]

Остальные преимущества и недостатки в исключительно большой степени зависят от конкретной компоновки автомобиля, варианты которой описаны ниже.

Компоновки автомобиля с задним приводом

С передним расположением двигателя

Переднемоторная, заднеприводная компоновка

Известна под названием «классическая компоновка» [8] . Двигатель у таких автомобилей находится в передней части автомобиля, с центром масс перед или над передней осью, и передаёт крутящий момент на задние колёса.

Для расположения коробки передач здесь есть два варианта:

  • КПП вместе со сцеплением сблокирована с двигателем и связана с задним мостом при помощи карданного вала — это наиболее распространённая на массовых моделях схема;
  • КПП, часто вместе со сцеплением, расположена отдельно от двигателя у заднего моста и сблокирована с главной передачей (это конструктивное решение называется «трэнсэксл»), а карданный вал, либо заменяющий его вал без шарниров внутри трансмиссионной трубы, вращается всегда со скоростью коленчатого вала двигателя. Часто при такой схеме двигатель связан с коробкой передач, сблокированной с редуктором заднего моста, полой трансмиссионной трубой, внутри которой расположен тонкий вал без шарниров, заменяющий карданный вал; часто эта трансмиссионная труба по совместительству является и силовой основой кузова автомобиля, то есть, рамой — в данном случае, разновидностью хребтовой рамы. Так как картер редуктора заднего моста при такой схеме неподвижен, требуется независимая подвеска задних колёс. Преимущество этой компоновки — лучшая развесовка по осям, особенно при размещении спереди тяжёлого двигателя, поэтому её применяют в основном на спортивных автомобилях, например, Chevrolet Corvette последних выпусков.

Задний привод в сочетании с передним расположением двигателя часто называют «классической компоновкой», потому что эта компоновка автомобиля была наиболее распространена с начала XX века и до конца семидесятых годов.

  1. Примерно равное распределение веса автомобиля по осям; как следствие — лучше управляемость на сухом покрытии и равномерный износ шин; [4]
  2. Нейтральная или небольшая недостаточная поворачиваемость, что обеспечивает стабильную курсовую устойчивость; [4]
  3. Двигатель расположен перед водителем; это облегчает контроль за ним и управление, обеспечивет простую реализацию отопления салона; [4]
  4. Благодаря установке силового агрегата на мягких демпфирующих опорах, значительно уменьшается уровень вибрации в салоне по сравнению с передним приводом, особенно на моделях высоких классов [3] ;
  5. По сравнению с переднеприводными схемами и заднемоторными автомобилями, компоновка силового агрегата и трансмиссии намного менее плотная, что облегчает проектирование, изготовление и обслуживание автомобиля, позволяет использовать очень различные силовые агрегаты на одной и той же модели;
  6. Продольное расположение двигателя, как следствие, — возможность размещение двигаталей, непригодных для поперечного расположения из-за своей длины — например, рядных шестицилиндровых; более простая конструкция передней подвески;
  7. Как правило, при сравнимом технологическом уровне автомобиль такой компоновки долговечнее; это относиться в первую очередь к автомобилям с жёсткой балкой заднего моста; но и на автомобилях с независимой задней подвеской шарниры полуосей как правило имеют больший ресурс по сранвнению с установленными на передних полуосях перднеприводного автомобиля, так как задние колёса как правило не поворачиваются, и условия работы шарниров более щадящие;

Главный минус компоновки — наличие карданного вала [8] ; из этого следует:

  • Увеличение массы и себестоимости автомобиля; [8]
  • Необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля, уменьшающего объём пассажирского салона [8] ;
  • Повышение уровня шумности и вибираций; [8]
  • Некоторое затруднение при создании грузопассажирских модификаций из-за отсутствия ровного пола; [4]

Заднеприводный, переднемоторный автомобиль получается одним из наиболее длинных по сравнению с другими компоновочными схемами, как следствие — наибольшая масса и, обычно, себестоимость; [4] особенно эти недостатки чувствительны для микролитражного автомобиля, поэтому именно на них «классическая» компоновка вышла из упортебления ещё в пятидесятые, и была заменена сначала на заднемоторную, а впоследствии — на переднеприводную. В настоящее время, по «классической» компоновке строят преимущественно относительно большие автомобили высоких классов.

Передняя среднемоторная, заднеприводная компоновка

Как правило, в самостоятельный тип её не выделяют, рассматривая совместно с «классической» компоновкой.

То же, что и предыдущий вариант, но с двигателем, расположенным в пределах колёсной базы автомобиля. Такая схема применялась преимущественно до конца тридцатых годов, до распространения независимых передних подвесок; впоследствии использовалась достаточно редко.

Плюсы и минусы в этом случае те же, но перемещение двигателя назад смещает и пассажирский салон, поэтому размещение пассажиров и грузов при такой компоновке не рационально, в частности, заднее сидение как правило располагалось над кожухами задних колёс, а отдельный багажник отсутствовал.

Иногда на современных двухместных спортивных автомобилях с тяжёлыми расположенными спереди двигателями их также сдвигают назад для лучшей развесовки, пример — Mazda RX-7.

С расположением двигателя у задней оси

Задняя среднемоторная, заднеприводная компоновка

Также называется «компоновкой с центральным расположением двигателя». Из легковых автомобилей, применяется исключительно на спортивных моделях. Характерный пример такой компоновки — Porsche Boxster с шестицилиндровым оппозитным двигателем.

Расположение силового агрегата примерно в центре масс автомобиля даёт оптимальную развесовку при любой массе двигателя и уникальную управляемость. Однако, такое его размещение сильно затрудняет компоновку пассажирского салона (как правило, такие автомобили делают двухместными), а также доступ к силовому агрегату и его охлаждение, что делает эту компоновку непригодной для легковых автомобилей общего назначения.

На автобусах среднемоторная компоновка широко распространена, хорошо известный пример — автобусы

Читайте также:  Как работает двигатель рено кенго

Кроме того, среднемоторная компоновка использовалась на многих ранних автомобилях конца XIX — начала XX века, в частности, первых автомобилях Бенца и Даймлера. Двигатель располагался у них под высоким сидением водителя и приводил задние колёса через при помощи цепи.

Заднемоторная, заднеприводная компоновка

В автомобилях, спроектированных по заднемоторной, заднеприводной компоновке, двигатель, трансмиссия и ведущий мост находятся в задней части автомобиля. В отличие от среднемоторной компоновки центр масс двигателя находится за задней осью (не путать с общим центром масс всего автомобиля — если бы он располагался позади задней оси, было бы возможно удержать на земле передние колёса).

При такой компоновке силовой агрегат может располагаться как продольно, так и поперечно. Тем не менее, на абсолютном большинстве заднемоторных легковых автомобилей силовой агрегат расположен продольно, а поперечное его расположение втречается в основном на автобусах.

Такая компоновка массово применялась на европейских малолитражках тридцатых — шестидесятых годов — Volkswagen Type 1 («Жук»), Škoda 1000MB, «Запорожцах», Renault Caravelle, BMW 700 и других), а также — на спортивных автомобилях (DeLorean DMC-12, Porsche 911, и иногих других. В редчайших случаях её применяли на автомобилях среднего класса (Chevrolet Corvair) и представительских или большого класса (заднеприводные «Татры» от Т77 до Т613 и Tucker Torpedo).

В настоящее время, легковые автомобили этой схемы практически не строятся, так как считается, что при современных скоростях движения она не удовлетворяет требованиям безопасности, устойчивости и управляемости. Это в целом верно для водителя, привыкшего к переднемоторным автомобилям, так как их управляемость коренным образом отличается от таковой при заднем расположении двигателя.

Сохранилась эта компоновка только на малогабаритных городских автомобилях с невысокой максимальной скоростью типа Tata Nano или Porsche 911 [4] , на которых для улучшения управляемости до приемлемого уровня используются сложные электронные устройства.

Кроме того, она широко используется на автобусах, так как их скорости движения существенно ниже, чем у легковых автомобилей, требования к управляемости не столь жёстки, а расположение двигателя сзади весьма удобно с точки зрения удоства организации пассажирского салона, в частности, позволяет опустить пол, что необходимо городским автобусам [4] . Однако, эта схема пригодна только для больших автобусов, с длиной не менее 8,5 метров. [4]

  1. На ведущую ось приходится до 60 % (и даже более) массы автомобиля, плюс динамическая загрузка при разгоне; это предопределяет хорошую динамику разгона, что сделало логичным выбор такой схемы для спортивных автомобилей, а так же, в сочетании с гладким днищем, — очень хорошую для монопривода проходимость; [4]
  2. За счёт отсутствия карданного вала и объединения силового агрегата и трансмиссии в компактный блок, при том же размере салона масса заднемоторного автомобиля на 5…10 % меньше, а себестоимость — на 7…12 % ниже, чем при «классической» компоновке (и ниже, чем при переднеприводной, благодаря более просто конструкции, в частности, отсутствию шарниров равных угловых скоростей). Это предопределяло выбор такой схемы для недорогих микро- и малолитражных автомобилей; [4]
  3. Из предыдущих пунктов следует возможность за счёт хорошего сцепления колёс с дорогой и общего облегчения конструкции установить двигатель меньшей мощности по сравнению с другими компоновками (особенно переднеприводной) без ухудшения потребительских качеств, что опять же особенно ценно для недорогих моделей;
  4. При сравнимых внешних габаритах, салон заднемоторного автомобиля будет просторнее по сравнению с автомобилем «классической» компоновки за счёт отсутствия туннеля в днище для карданного вала и трансмиссии [9] , а по сравнению с переднеприводным — как правило, больше пространство для ног водителя и переднего пассажира;
  5. Силовой агрегат — трэнсэксл, состоящий из двигателя, сцепления, коробки передач, редуктора заднего моста и полуосей, получается одним из наиболее компактных и достаточно дёшев в производстве; [4]
  6. Хороший доступ к двигателю относительно среднемоторной схемы; [4]
  7. Меньшая шумность в салоне по сравнению с передним расположением двигателя благодаря удалённости от пассажиров и хорошей изоляции моторного отсека [9](повышенная шумность «Запорожцев» и других заднемоторных автомобилей с двигателями воздушного охлаждения связана с конструктивными особенностями их двигателей, а не компоновкой);
  1. Худшая управляемость по сравнению с другими схемами [9] ; на ведущую ось приходится до 60 % массы автомобиля, что приводит к «избыточной поворачиваемости», а также — плохой курсовой устойчивости и недостаточной эффективности рулевого управления из-за недостаточного сцепного усилия на передних колёсах, особенно на высоких скоростях и на дорогах с плохим коэффициентом сцепления [4] ; частично компенсировать этот недостаток помогают такие меры, как: применение более короткого V-образного или оппозитного двигателя, поперечное расположение силового агрегата, смещение пассажирского салона вперёд, правильный выбор кинематики задней подвески, а также — повышение давления в шинах задних колёс с одновременным увеличением угла наклона шкворней передних колёс в продольной плоскости;
  2. Затруднённое охлаждение двигателя, усложнённое отопление салона [4] ;
  3. Большая длина приводов от рабочего места водителя к двигателю и трансмиссии; [4][9]
  4. Длинный задний свес, особенно при продольном расположении двигателя; [4]
  5. Объём багажного отделения обычно меньше, чем при «классической» компоновке из-за больших ниш передних (поворотных) колёс и деталей рулевого управления [4] ;
  6. Крайне затруднено создание грузопассажирских модификаций [4] ;
  7. По сравнению с переднеприводным, при том же объёме салона длина кузова заднемоторного автомобиля расходуется нерационально из-за расположения багажного отсека спереди;

Три последних недостатка частично устраняются применением плоских оппозитных двигателей, что позволяет добавить второй багажник сзади над двигателем (Chevrolet Corvair), и даже строить модификации с кузовом «универсал» (Chevrolet Corvair, VW 411 E Variant) и «фургон» (Volkswagen Type 2), причём в этом случае автомобили имеют два багажных отделения с большим общим объёмом — спереди и сзади;

Источник