Что надо знать о компоновочных решениях автомобилей

Крутящий момент, развиваемый двигателем ав­томобиля, должен передаваться через коробку передач и дифференциал на ведущие колеса, для чего в автомобилях используются приводные валы. При движении автомобиля колеса посто­янно перемещаются вверх-вниз, а управляемые передние колеса еще и поворачиваются впра­во-влево, что не позволяет применять жесткое соединение приводных валов с другими агрега­тами автомобиля.

Передний привод. История.

Первые переднеприводные автомобили появились в начале прошлого века. Передний привод подразумевает конструкцию трансмиссии, в которой крутящий момент направлен на передние колеса. Первым автомобилем похожей конструкции стал Cord L29, созданный американской компанией Auburn Automobile в 1929 году. Эти модели были известны благодаря использованию инноваций и элегантному дизайну. Широкую популярность данная компоновка обрела в Штатах лишь в 80-х годах прошлого века.

Источник: http://favorit-motors.ru/articles/vybor-avtomobilya/peredneprivodnye-avtomobili/

Привод передних колес.

Начнем с устройства трансмиссии переднеприводной машины и истории ее появления. При переднеприводной конструкции крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Такой тип привода автомобиля или, в английской транскрипции, FWD (Front Wheel Drive) стал применяться массово в машинах несколько позднее заднего. В 1929 году его стал использовать в серийном производстве автомобиля Карл Ван Ранст «Cord L29». В 70-е и 80-е годы наблюдается резкий рост производства переднеприводных машин. Сегодня их количество значительно превышает выпуск заднеприводных моделей. Это, в основном, массовые и не дорогие модели автомобилей. В зависимости от типа установки двигателя, различают следующие компоновки автомобилей с передним приводом: продольная установка двигателя перед осью, продольная установка двигателя за осью, продольная установка двигателя над осью, поперечная установка двигателя перед осью, поперечная установка двигателя за осью, поперечная установка двигателя над осью.

Источник: http://calc.ru/Peredniy-Privod.html

На какие параметры влияют различные типы приводов автомобиля

Какой из всех типов приводов автомобилей самый лучший? Приступая к поиску ответа, следует изучить основные термины.

Устойчивость — показатель, определяющий, насколько хорошо способна машина сохранять требуемое положение на дороге (не опрокидывается, отсутствует боковое скольжение колес) при условии, что водитель не участвует в управлении: не вращает руль, не давит на газ/тормоз.

Поворачиваемость — способность машины менять траекторию движения, находясь под воздействием боковых сил: ветер и тому подобное в условиях, когда руль неподвижен.

Когда вы не поворачиваете руль, но:

Транспортное средство с низкой поворачиваемостью будет устойчивее на дороге. Дело в том, что под воздействием боковых сил машина будет передвигаться по кривой с наибольшим радиусом. Одновременно снизится центробежная сила, а автомобиль начнет двигаться в изначальном направлении.

Управляемость — показатель, определяющий сможет ли машина менять траекторию движения, учитывая ваше управление. Управляемость и устойчивость взаимозависимы. К примеру, когда автомобиль уходит в занос, то есть происходит боковое скольжение четырех колес, он может перестать реагировать на любые ваши действия.

Склонность к заносу выше у ведущих колес. То есть, если вы начнете резко трогаться с места, в букс уйдут именно эти колеса.

Чтобы занос был невозможен, необходимо, чтобы сила сцепления колеса и асфальта стала больше, чем все силы, воздействующие на него. На ведущие колеса действует тяговое усилие, а также сила торможения. Это значит, что если появятся боковое воздействие, именно эти колеса (а не ведомые) потеряют сцепление с дорожным полотном. Но, если ваша машина с передним приводом, и вы едите на ней один (машина пустая), то в занос будет уходить задняя ось. Объясняется это тем, что она весит меньше, чем передняя, поэтому и сцепление с дорожным полотном будет хуже.

Источник: http://autocitroen.ru/company/news/tipy-privodov-avtomobiley/

История создания приводных валов

Всерьез о трансмиссии задумались создатели первых автомобилей. Сначала общепринятым был привод на задние колеса, так как решить про­блемы переднего привода не удавалось. В случае передних ведущих колес крутящий момент дол­жен равномерно передаваться не только при ли­нейном смещении колеса вверх-вниз, но и при повороте колеса из стороны в сторону.

Для заднего привода передача крутящего момента от двигателя к заднему мосту была реализована с помощью продольного вала с кар­данными шарнирами. Такой подход к решению проблемы был более простым, ведь углы откло­нения таких шарниров небольшие и не влияют на ходовые качества автомобиля.

Изобретение карданного шарнира восходит к XVI столетию; авторами считаются итальянец Джероламо Кардано и англичанин Роберт Гук.

В середине XVI века Кардано создал кольцевой шарнир, в котором корабельный компас оставал­ся в горизонтальном положении, несмотря на морскую качку.

В 1664 году Роберт Гук подтвердил патентом, что его кольцевой шарнир способен соединить концы двух несоосных валов, расположенных под углом друг к другу (рис. 2 «Универсальный шарнир Роберта Гука«).

Термины «карданный шарнир» или «шарнир Гука» и сегодня напоминают об этих двух авторах давнего изобретения.

С появлением переднего привода карданные шарниры использовались и там, но в связи с повышением требований к управляемости и ди­намике автомобиля поиск более оптимальной передачи крутящего момента привел к появлению шарниров равных угловых скоростей (ШРУС).

На современных легковых автомобилях кар­данный шарнир применяется только на продоль­ном карданном валу привода задних ведущих ко­лес, хотя и здесь постепенно сдает свои позиции. Различия между карданным шарниром и ШРУ­Сом объясняются в следующих главах.

На грузовых автомобилях карданный шар­нир по-прежнему используется на продольном карданном валу привода задних колес, а также в виде сдвоенного карданного шарнира — на по­перечных приводных валах.

В декабре 1926 года французские инженеры Пьер Фенай и Жан-Альбер Грегуар получили па­тент на изобретенный ими шарнир Tracta. Этот шарнир состоял из четырех деталей, соединен­ных скользящими направляющими. Чтобы не распадаться, он должен был постоянно находить­ся внутри полусферы.

Шарнир изготавливался на обычных универ­сальных станках и мог использоваться для пере­дачи большого крутящего момента, поэтому во время Второй мировой войны им оснащались многие французские, английские и американские полноприводные автомобили.

Для шарнира Tracta (рис. 3 «Деталировочный чертеж шарнира Tracta») впервые было использовано определение «гомокинети­ческий», которое и по сей день используется для обозначения шарниров равных угловых скоростей. Сам шарнир сегодня уже не приме­няется.

Как и в Европе, в Америке тоже пытались ре­шить проблему синхронного    вращения, и 4 мая 1923 года Карл Вайсс запатентовал разработан­ный им вариант такого шарнира (рис. 4 «Чертеж к патенту шарнира Вайсса«).

Этот шарнир изготавливался с 1934 года, но его массовый серийный выпуск начался только после Второй мировой войны. До середины 80-х годов прошлого века он применялся на автомо­билях Mercedes-Benz.

В то время, как шарнир Вайсса допускал отклонение не более чем на 20° и применялся на автомобилях с задним приводом, шарнир Tracta мог работать уже под углом до 50°.

В современном автомобилестроении шарнир Вайсса, не в последнюю очередь из-за своей большой удельной массы, практически не при­меняется.

Самый распространенный в настоящее время ШРУС основан на патенте, который получил ин­женер Ford Альфред Ганс Рцеппа в июне 1933 года (рис. 5 «Чертеж к патенту шарнира Рцеппа«).

Для достижения современного технического уровня потребовалось много исследовательской работы. Главную роль в этом сыграли английская фирма Hardy Spicer и основанная в 1948 году немецкая компания по производству шарниров Lohr&Bulmkamp.

На базе шарнира Рцеппа, который не допускал осевого смещения, эти две фирмы разработали универсальный ШРУС с возможностью продоль­ного перемещения деталей.

Источник: http://press.ocenin.ru/privodnye-valy/

Как работает

Система 4WD выполняет задачу распределения мощности двигателя на все четыре колеса, что способствует его большей проходимости. При таком режиме езды все колеса приводятся в действия, в отличие от переднего, где задние движутся за счет движения передних.

На Хендай Грета устанавливается система AWD, которую часто путают с 4WD. Между этими двумя вариантами есть различия, описания которых могут легко потянуть на отдельный материал. Мы же рассмотрим принцип работы полного привода корейского внедорожника. В данном случаи возможны два режима:

1.  Автоматическое управление. В таком случаи включение происходит только когда это нужно действительно в данный момент. Такой ситуацией может быть повышенная нагрузка на двигатель, пробуксовки колес, что характерно при проезде сложных участков дороги или бездорожья. Рекомендуется постоянно использовать такой тип управления.
2. Режим постоянной блокировки системы 4WD.  В данном режиме автомобиль всегда находится с отключенной системой и ее активация возможна только при скорости движения менее 30 км. за час. Активировать такой вариант управления стоит на спусках, подъемах под гору, на плохой дороге или бездорожье.

Источник: http://Henday-Creta.info/xarakteristiki/polnuj-privod.html

Как работает дифференциал

4x4action.ru

На языке специалистов устройство занимается распределением крутящего момента, из карданного вала на ведущие колеса. Передние или задние — это зависит от типа привода. Для чего нужен дифференциал? — Он предотвращает пробуксовку какого-либо колеса, позволяя движение колес с разной скоростью, чтобы проделывать необходимый им путь на повороте.

Можно сформулировать принцип работы этого механизма:

1. Обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя на колеса.
2. Вслед за коробкой передач уменьшает число оборотов на пути к колесам, благодаря чему растет крутящий момент.
3. При передаче энергетического движения на колеса механизм за счет сложного шестереночного сцепления создает свою скорость на каждом из них.

Источник: http://samseberul.ru/chto-takoe-differentsial

Первый переднеприводный автомобиль и современные представители

В таком авто крутящий момент, который создается движком, передается на передние колеса, другими словами, они являются ведущими.

На сегодняшний день практически каждый производитель имеет в своем списке авто с таким устройством: это Mercedes, Audi, Renault, Skoda, Citroen, Volkswagen, Peugeot, Toyota, в общем, этот перечень можно продолжать очень долго. И все эти автомобили нам хорошо знакомы и ежедневно встречаются на улицах города.

Первый переднеприводный автомобиль был создан еще в 1897 году братьями Грэф. Данный эффект достигался за счет самых обыкновенных карданных шарниров, которые располагались на каждой оси. Это был первый пробный вариант, далее свое развитие такой тип привода обрел уже в 1920 году в США при сборке гоночных автомобилей.

Сегодня самым мощным переднеприводным автомобилем, имеющим серийное производство, смело можно назвать Ford Focus. Его мощность достигает 305 л.с., а крутящий момент целых 440 Нм.

Источник: http://SpecTorg.su/transmissiya/ustrojstvo-peredneprivodnogo-avtomobilya.html

Главный недостаток дифференциала

Прекрасный узел имеет свои недостатки, которые являются продолжением его достоинств — способность передавать до 100% мощности на одно колесо.

Когда авто съезжает с ровной дороги на ледяную поверхность или пересеченную местность, начинаются пробуксовки. Одно ведущее колесо дрифтует на месте, а второе крутится с большой скоростью. Машину лишает возможности передвижения тот же самый дифференциал.

Источник: http://samseberul.ru/chto-takoe-differentsial

Что лучше, задний или передний привод?

С давних пор не прекращается спор автолюбителей о том, какой же привод лучше. Как правило, почитателей переднего привода оказывается больше. Тем не менее серьезным аргументом в пользу заднего привода является то, что он используется в транспортных средствах известных брендов, таких как Mercedes, BMW, Porsche и даже Rolls Royce. Как привод влияет на характеристики автомобиля в эксплуатации? И какой привод лучше выбрать? Сейчас мы попробуем дать ответ на эти вопросы! В чем же разница?

Источник: http://favorit-motors.ru/articles/vybor-avtomobilya/peredneprivodnye-avtomobili/

Недостатки переднего привода

Понятно, что передний привод имеет и свои недостатки, как с точки зрения производителя, так и потребителя.

• Более дорогой ремонт трансмиссии
• Наличие таких дорогих узлов, как ШРУС (4 шт.)
• Наличие таких уязвимых деталей, как пыльники ШРУСов
• Потребность в эластичных элементах выхлопной системы – “гофрах”, которые довольно часто выходят из строя.

В то время, как автовладелец из-за переднего привода имеет дополнительные хлопоты, есть и дополнительные сложности технического плана, которые не позволяют существенно снизить цену переднеприводной машины по сравнению с заднеприводной. Так, с технической точки зрения, переднеприводный автомобиль требует такого дорогого и сложного узла, как шарнир равных угловых скоростей (ШРУС). Есть определенные ограничения по габаритам двигателя, требует тщательности работа по распределению масс по длине автомобиля.

Распространению переднего привода способствовало массовое производство ШРУСов – шарниров, которые передают крутящий момент на управляемые колеса без рывков. Но они дорогие и требуют внимания в эксплуатации

Источник: http://auto.24tv.ua/ru/kak_rabotaet_perednij_privod_preimushhestva_i_nedostatki_n22353

Правила использования

• Запрещается самовольно вмешиваться в работу системы привода. Не проводите никаких физических и программных вмешательств.
• Колеса должны быть оборудованы покрышками соответствующего размера и погодным условиям.
• При движении по обычным городским дорогам или трассам используйте режим «AUTO».
• При спусках, подъемах, преодолении грунтовых, глинистых, песочных дорог включайте режим блокировки.
• Следите за исправностью электроники автомобиля и регулярно проводите стандартные технические осмотры машины специалистами сервисного центра.

Источник: http://Henday-Creta.info/xarakteristiki/polnuj-privod.html

Устройство переднего привода автомобиля.

Выделяют три типа компоновки силового агрегата при переднем приводе:

• Последовательная компоновка, при которой двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси;
• При параллельной компоновка двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте;
• Последний тип – «этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.

Современные технологии позволяют практически уравнять передне- и заднеприводные автомобили с точки зрения потребительских качеств, безопасности и управляемости, но мы все-таки разберем преимущества и недостатки переднеприводных автомобилей. Итак, о преимуществах:

• переднеприводные автомобили, как правило, более компактны, их сборка менее затратная, следовательно, они более экономичны и дешевы;
• в связи с тем, что передние ведущие колеса нагружены достаточно сильно за счет двигателя, проходимость у переднеприводного автомобиля в большинстве случаев значительно лучше, чем у машины с задним приводом;
• при недостаточном опыте вождения, переднеприводный автомобиль легче освоить, особенно при парковке в зимнее время, так как его ведущие колеса направляют автомобиль более точно к месту стоянки;
• вырабатываемая двигателем энергия используется при повороте с большим КПД, так как передние приводящие колеса поворачиваются, а не движутся по касательной;
• в салоне нет необходимости размещать карданный тоннель, из-за отсутствия в конструкции кардана, в связи с чем увеличивается объем кабины.

Однако, не смотря на большое количество положительных моментов, автомобили с передним приводом обладают и достаточным количеством недостатков, а именно:

• у них плохая, в сравнении с задним приводом, маневренность в поворотах из-за ограниченности угла шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС);
• по причине одновременного выполнения передними колесами двух функций – тяги и поворота, задние колеса просто «тащатся» за ними, что приводит к недостаточно «острой» управляемости;
• двигатель жестко закреплен с кузовом автомобиля, а это приводит к передаче вибраций от силового агрегата на кузов;
• при разгоне машины на ее рулевое колесо передается реактивное усилие;
• из-за перераспределения при старте нагрузки назад, передние колеса разгружаются, что приводит к пробуксовке автомобиля;
• для переднеприводного автомобиля действует ограничение по мощности. При установке двигателя мощнее 200 л.с. значительно увеличивается нагрузка на узлы ходовой части, что приводит к плохой управляемости машины.

Все сказанное выше говорит о том, что прежде чем начать управлять переднеприводным автомобилем, нужно досконально изучить теорию, по возможности с опытным инструктором. Особо внимательным нужно быть при вождении по скользкой дороге и помнить, что выход из заноса на заднеприводных и переднеприводных машинах отличаются кардинальным образом.

Источник: http://calc.ru/Peredniy-Privod.html

Принцип работы

Давайте подробнее рассмотрим, как устроена трансмиссия и какой у неё принцип действия. Каким образом энергия, появившаяся в двигателе, передаётся на колёса и благодаря этому автомобиль может двигаться?

Пошаговый принцип работы:

Видео: Трансмиссия автомобиля. Общее устройство, принцип работы и строение трансмиссии в 3D

Рассмотрим подробнее, как классифицируют трансмиссии по методам передачи энергии.

Рассмотрим каждый вид в этой классификации трансмиссий более подробно.

Механическая

Это самый популярный вид трансмиссии, который применяется на большинстве легковых автомобилей. Устройство работает только при помощи механических деталей (фрикционы и шестерни).

Минусы – это не совсем плавное переключение передач, что в свою очередь приводит к нерациональному использованию мощности мотора. А также начинающим водителям будет сложновато привыкнуть к управлению автомобилей с механической коробкой передач при помощи рычага (это не касается спортивных авто, где переключение происходит автоматически).

Интересно! Механическая трансмиссия применялась во времена СССР при проектировании танков Т-55, Т-62, Т-64, Т-72, Т-80.

Какая трансмиссия называется бортовой и где она применяется? На тракторах, комбайнах, дорожной технике и некотором скоростном гусеничном автотранспорте устанавливается бортовая трансмиссия (с бортовой или колёсной передачей). Эти агрегаты ставятся перед ведущими колёсами или в них самих. Это сделано для того, чтобы передавать максимальный крутящий момент на ведущие колёса.

Гидромеханическая

Это набирающая популярность трансмиссию, которая применяется в автомобилях с автоматической коробкой передач. Здесь применяется как гидравлические, так и механические детали. Механическая энергия «превращается» в движение масла в гидротрансформаторе (аналог сцепления). Крутящий момент передаётся без рывков и искажений, ступенчато, без участия в этом процессе водителя.

Автомобиль движется плавно, увеличивается срок службы мотора и других элементов трансмиссии. Применение гидромеханической трансмиссии помогает эффективнее проходить тяжёлые участки пути (снег, песок) благодаря постоянной тяге и малой скорости вращения ведущих колёс.

Из минусов можно отметить – повышенный вес конструкции, сложный ремонт, высокая цена автомобиля. Также снижается коэффициент полезного действия двигателя.

Также такой вид трансмиссии применяется в ж/д технике, тракторах, танках (Леопард-2, М1 Абрамс).

Гидравлическая

Синонимы этого типа трансмиссии – гидростатическая, гидрообъёмная, а также маслогидравлическая силовая. В этом типе трансмиссии энергия двигателя передаётся при помощи аксиально-плунжерных механизмов – гидравлических машин. При передаче крутящего момента происходит сжатие жидкости. При этом есть возможность располагать детали трансмиссии на большом расстоянии друг от друга с высоким количеством степеней свободы и крутящим моментом. Здесь необходим строгий контроль за качеством используемой жидкости и установка гидромуфты для каждой передачи.

Как правило, «гибкая» трансмиссия применяется в теплоходах, строительных катках, станках, железнодорожной и авиационной технике.

Электромеханическая

Это самый современный тип трансмиссии, который стал популярен после массового производства электрокаров. Самый главный элемент здесь это тяговый электромотор (один или несколько), а также дополнительные детали — генератор электрического тока, электрическая система контроля, а также провода, которые соединяют части трансмиссии. Питает эту систему тяговый аккумулятор.

Преимущество электромеханической трансмиссии в мгновенной реакции на изменение параметра крутящего момента, расположение элементов на большом расстоянии друг от друга, что позволяет создавать удобные конструкции. Минусы – высокая цена, невысокий КПД двигателя, большой вес и размер.

Некоторые спрашивают, «Какие виды трансмиссий применяются в карьерном автотранспорте»? Чаще всего в карьерных самосвалах применяют именно электромеханическую трансмиссию.

Электромеханическую трансмиссию дополнительно применяют в тракторах, военной технике, тепловозах, автобусах и морских судах. Некоторые виды транспорта «включают» двигатель только после достижения определённой скорости, а до этого времени колёса движутся при помощи электрического тока.

Теперь перейдём к описанию типов приводов и особенностей используемых в них трансмиссий.

Источник: http://SpecTorg.su/transmissiya/ustrojstvo-peredneprivodnogo-avtomobilya.html

Плюсы и минусы переднеприводных автомобилей

Плюсы:

• Лучшее сцепление с дорогой за счет двигателя, который располагается в передней части автомобиля.
• Компактность, что является неоспоримым преимуществом в городских условиях.
• При повороте ведущие колеса смотрят четко в сторону поворота. Это является значительным плюсом при парковке.
• В связи с отсутствием карданного вала увеличивается внутреннее пространство.
• Относительная дешевизна авто и его обслуживания.

Минусы:

• При разгоне снижается эффективность управления и увеличивается вероятность пробуксовки. Это связано с тем, что передняя часть авто приподнимается.
• Возможен снос передней оси, который не контролируется. Эту неприятность сложно устранить (в особенности новичку).
• В салоне весьма ощутимы вибрации двигателя.
• Большой радиус разворота.

Приведенная информация поможет Вам определиться с выбором будущего автомобиля, который будет отвечать Вашим требованиям. А если Вы все еще испытываете трудности – напишите нашим специалистам. Консультанты ГК FAVORIT MOTORS имеют большой опыт в сфере автопродаж и подберут Вам машину Вашей мечты.

Источник: http://favorit-motors.ru/articles/vybor-avtomobilya/peredneprivodnye-avtomobili/