Readdoma: Sprievodca Moderným Usporiadaním Osobných Automobilov

2023 Autor: Natalie MacDonald | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-08-25 03:56

Čím sa líši osobný automobil od exotickejších dopravných prostriedkov? Zdá sa, že odpoveď je jednoduchá. Štyri kolesá, motor, ktorý ich točí všetky alebo iba ich polovica, kabína pre cestujúcich. Prípadne - strecha nad hlavou a aspoň nejaký druh kufra. Existuje však veľa spôsobov, ako to dať dohromady. Vedecky povedané - skladať. Hovorme o najbežnejších na moderných automobiloch. A tie, ktoré sa nepresadili, prenecháme automobilovým historikom

Zhromažďujeme všetky materiály z tohto cyklu pod značkou čítať domy

Prečo sú niektoré možnosti umiestnenia pohonnej jednotky, priestoru pre cestujúcich a kufra populárne, zatiaľ čo iné nie? Pretože na usporiadanie auta je veľa požiadaviek. Je nevyhnutné, aby bola kabína priestranná, kvôli pohodliu cestujúcich a aby bola chránená pri nehodách. Motor, kufor a nápravy by mali byť umiestnené tak, aby bola hmotnosť automobilu rozložená čo najrovnomernejšie na kolesá automobilu - záleží na tom, ako dobre bude akcelerovať, brzdiť a zatáčať. Existujú aj požiadavky na aerodynamiku, viditeľnosť, priechodnosť - konečne pre dizajn. A áno, interiér a všetky jednotky sa musia zmestiť do daných rozmerov. Každý ďalší centimeter dĺžky napokon neznamená iba ťažkosti s parkovaním, ale aj dodatočnú hmotnosť automobilu a v konečnom dôsledku aj vyššiu cenu.

Je zrejmé, že ideálne usporiadanie, ktoré rovnako dobre spĺňa všetky kritériá, neexistuje - inžinieri musia robiť kompromisy v závislosti od úlohy, ktorá im bola pridelená. Teraz, vyzbrojení týmito poznatkami, sa pozrime na možnosti, ktoré si zvyčajne vyberú.

Predny nahon

Motor a prevodovka - spredu priečne

Myšlienka pohonu predných kolies sa zrodila až oveľa neskôr ako samotné auto, ale bolo ťažké ju realizovať. Aby sa hnacie koleso mohlo otáčať a otáčať, boli potrebné spoľahlivé kĺby. Keď sa konečne objavili, toto usporiadanie sa rýchlo stalo najpopulárnejším.

Ak totiž dáte motor a skriňu cez stroj, potom už nie je potrebný drahý kužeľový prevod a hnacou nápravou sú iba dva hnacie hriadele s rovnakými pántmi. A všetky sú umiestnené v motorovom priestore. Vďaka tomu je auto priestranné a s veľkým kufrom (ak je to potrebné). Takto fungujú naše G8, KiRio, ToyotCamry a milióny ďalších hatchbackov, sedanov a crossoverov s pohonom predných kolies. Vyzerá to ako sen, nie rozloženie!

Jeho nevýhodou je, že veľký motor, ktorý má cez seba skriňu, sa jednoducho nezmestí. Maximum, ktoré sa dá tak uviaznuť v motorovom priestore, je radová „šestka“na Volve S80. A výkonný motor nemá zmysel: počas akcelerácie auto „škrípe“na zadnej náprave, predné kolesá sú nezaťažené a so silným motorom jednoducho dostávajú šmyk, čo núti inžinierov vyriešiť nový problém.

Motor a prevodovka - pozdĺžne vpredu

Ďalším variantom usporiadania pohonu predných kolies je motor uložený pozdĺžne pred prednou nápravou. Prevodovka je potom niekde pod palubnou doskou a skosený konečný pohon je medzi motorom a prevodovkou (presnejšie vo vnútri prevodovky, ale bližšie k motoru). V ruskej histórii existuje taký dizajn - to je Moskvich-2141. A na svete sú najznámejšie autá Audi - verzie, ktoré sú bez pohonu všetkých kolies.

Teoreticky neexistujú nijaké obmedzenia týkajúce sa veľkosti motora, v praxi však majú autá s veľkým motorom príliš dlhý predný previs. A hlavne je preťažená predná náprava. Áno, také auto lepšie akceleruje. Ale zle zatáča a horšie spomaľuje, pretože nezaťažené zadné kolesá môžu pomôcť len málo.

Zadný pohon

Motor a prevodovka - pozdĺžne vpredu

Motor pozdĺžne stojaci pod kapotou, prevodovka zasahujúca do salónu, kardan a zadná náprava s kónickým koncovým náhonom - podobné usporiadanie dominovalo automobilovému svetu až do 80. rokov 20. storočia. Boli to naše víťazstvá, Volga a Zhiguli. Rovnaká schéma sa používa na výrobu vozidiel BMW, Mercedes-Benz triedy S, MazdMX-5, Chevrolet Camaro a mnohých výkonných sedanov a športových vozidiel. Skrátka skutočná „klasika“!

Klasika, ktorá je dobrá, pretože pod dlhú kapotu môžete nainštalovať oh-oh-veľmi veľký a výkonný motor. A zlá je večná chýbajúca „priľnavosť“k hnaným zadným kolesám, ktoré majú zvyčajne menšiu váhu. V snahe zaťažiť zadnú nápravu inžinieri posunú motor dozadu … a získajú ďalší nedostatok „klasických“automobilov - nie najpriestrannejší, ak nie dokonca dvojmiestny sedan.

Trend presunu motora na rázvor podľa očakávania priniesli Japonci absurdne. V roku 1990 predstavili auto s motorom umiestnené … pod sedadlom vodiča! A nešlo o športové auto, ale o minivan - ToyotPrevi (na domácom trhu - ToyotEstima). Vyrábal sa desať rokov, mal aj verziu s pohonom všetkých kolies, avšak v budúcej generácii sa podľa očakávania „presunul“na lacnejšiu platformu s predným náhonom od Camry.

Motor - predný pozdĺžne, skriňový - zadný

Niektorí výrobcovia používajú inú metódu vyrovnávania rozloženia hmotnosti, pričom posúvajú iba prevodovku dozadu. Toto usporiadanie sa nazýva Transaxle. Na jeho základe sa okrem toho v rôznych rokoch vyrábali nielen športové vozidlá (napríklad Chevrolet Corvette C7 a Maserati z minulých rokov), ale aj celkom triviálne vozidlá - napríklad séria Volvo 300. Je pravda, že táto schéma sa stále považuje za málo praktickú, a preto sa nedostala distribúcia mimo triedy športových kupé.

Motor a prevodovka - pozdĺžne vzadu

V skutočnosti je ľahké naložiť zadné pohonné jednotky - stačí ich preniesť do kufra … motora. Veľmi veľká sa tam nezmestí, ale ani vy, ani kardan, ani stredový tunel, ktorý ju zakrýva. Jednoduchosť a kompaktnosť tohto dizajnu svojho času prilákala tvorcov malých „ľudových“automobilov, či už to bol VW Beetle, Fiat 500 alebo naše „Zaporozhets“.

Riadenie takýchto automobilov sa však ukázalo ako ťažké. Silné krmivo sa pri najmenšej zámienke dostalo do šmyku, nedostatočne zaťažené predné kolesá nie vždy smerovali auto tam, kam chcel vodič. A nákladový priestor vpredu sa vďaka bacuľatým podbehom kolies a riadeniu neukazuje ako príliš veľký.

Preto sa teraz vyrába iba Porsche 911 so zadným motorom, ktorého majitelia sa o objem kufra príliš nestarajú. Ale s výrazne zaťaženou zadnou nápravou športové auto akceleruje a brzdí perfektne. No, alebo nastaviť bokom, ak vodič nemá dostatok skúseností.

Motor a prevodovka - vzadu priečne

Okrem Porsche nesie motor vzadu aj krátky Smart. Jeho motor je tak kompaktný, že sa hodí na všetky zadné kolesá! A nad ním je ešte trochu miesta pre batožinu - pred priestorom pre cestujúcich však auto nemá nič iné ako svetlomety a chladič.

Motor a prevodovka - v strede priečne

Ako rovnomerne rozdeliť hmotnosť motora medzi nápravy? Zrejmou odpoveďou je vycentrovať to. Tam, kde má väčšina automobilov salón. S pohodlím a priestorom pri takomto usporiadaní nemožno rátať, existujú však autá, ktoré ich nepotrebujú. Hovoríme o športových automobiloch určených pre dvoch cestujúcich.

V skutočnosti nie sú motory umiestnené úplne v strede, napriek tomu bližšie k zadnej časti vozidla - hneď za dvojicou sedadiel. Menšie sa zmestia naprieč a motorový priestor vyjde kompaktnejšie. Malý Lotus Elise, Alpine A110, ToyotMR2 …

Motor a prevodovka - pozdĺžne v strede

No, ak v rámci základne potrebujete namontovať obrovský motor V8 alebo V12 - vo Ferrari, McLarene a iných veľkých superáutách - potom musíte umiestniť motor, ktorý ešte viac tlačí priestor pre cestujúcich. Ale taký motor sa často zmení na atraktívny dizajnový prvok, otvorený pre oči pod skleneným krytom.

Vďaka vynikajúcemu rozloženiu hmotnosti sú automobily so strednými motormi chladne ovládané, nemajú problémy ani s brzdením, ani s akceleráciou. Tieto výhody viac ako kompenzujú nedostatok miesta pre vašu milovanú svokru. Avšak už dlho bolo vynájdené, ako dosiahnuť dobrý akceleračný výkon na akomkoľvek povrchu bez toho, aby sa motor tlačil do kabíny. Aby ste to dosiahli, musia byť všetky kolesá vedené.

Pohon všetkých kolies

Motor a prevodovka - pozdĺžne vpredu

Spočiatku bol pre terénne vozidlá potrebný pohon všetkých kolies, aby nezasekli v blate alebo snehu. „Klasické“usporiadanie predného motora sa bralo ako základ, až potom, čo bola do prevodovky namontovaná ďalšia prevodovka - prevodovka. Prostredníctvom neho môže motor súčasne krútiť predné aj zadné kolesá a dokonca aj na veľmi klzkom povrchu bude jedno z nich ťahať auto dopredu.

Ďalšou výhodou rozloženia rozdávania je relatívna jednoduchosť dizajnu. A obrovskou nevýhodou je, že prednú a zadnú nápravu je možné pevne spojiť iba na klzkom povrchu. Pri návrate na asfalt musí byť vypnutá predná náprava (inak je auto menej ovládané) - a jeho hlavný prevodový stupeň, prevodovka a hriadeľ, ktorý ich spája, sa stanú mŕtvou váhou. Napriek tomu sa takýto zásuvný pohon všetkých kolies stále používa v mnohých skutočných džípoch a dodávkach, vrátane nášho UAZ.

V moderných silných automobiloch, ktoré pri akcelerácii na asfalte potrebujú pomoc predných kolies, je v prevodovej skrini zabudovaný diferenciál, ktorým môže byť pohon všetkých kolies trvalý. Alebo namiesto nich namontujú spojku, ktorá v prípade potreby automaticky spojí prednú nápravu. Takto fungujú verzie „klasických“sedanov alebo kupé s pohonom všetkých kolies. A zároveň crossovery vytvorené na ich platforme. Vďaka modernému vývoju elektroniky môže rozdiel medzi týmito schémami na cestách pocítiť iba veľmi skúsený vodič.

Ak bol blank pre auto so všetkými poprednými pôvodne pohon predných kolies, nevadí to. Automobily s pozdĺžne stojacim motorom sa dajú ešte ľahšie prestaviť na 4WD. Stredový diferenciál je integrovaný do prevodovky, je tu pridaný kĺbový hriadeľ a zadný pohon, ako je to v automobiloch s pohonom zadných kolies - a teraz je pripravený model Audi s typovým štítkom quattro. Alebo Subaru s povestným symetrickým pohonom všetkých kolies.

Motor a prevodovka - spredu priečne

Ešte populárnejšie sú dnes crossovery a sedany s pohonom všetkých kolies s priečnym motorom a základným pohonom predných kolies. Moment na zadné kolesá prenáša prídavná kužeľová prevodovka v skrinke, kardanový hriadeľ a lamelová spojka. Na asfalte sú takýmito autami v skutočnosti pohon predných kolies, ale keď začnú predné kolesá prekĺzavať, spojka sa zablokuje (bývala mechanicky blokovaná, ale teraz - na príkaz elektroniky) a zadná na pomoc prichádza náprava. Crossover sa však občas dokáže zaseknúť ešte rýchlejšie. Navyše, spojky majú tendenciu sa v teréne prehrievať - a auto sa dočasne zmení na jedno s pohonom predných kolies. Na výlety po zasneženej ceste k dači však takýto dizajn úplne vyhovuje - pretože je lacný a praktický.

Motor a prevodovka - pozdĺžne vzadu

Na Porsche 911 s motorom vzadu sú hnacie kolesá vždy perfektne zaťažené. Ale ani široké valčeky na zadnej náprave nestačia na to, aby sa využil plný výkon jej motora. Preto inžinieri vyrobili športové vozidlo s pohonom všetkých kolies. Aj keď fanúšikovia značky stále považujú za skutočné Porsche iba auto s pohonom všetkých kolies.

V usporiadaní deväťsto jedenásteho pohonu všetkých kolies bol ku kanonickému dizajnu pridaný kardan od prevodovky po prednú nápravu a podľa toho aj druhý kužeľový hlavný prevod (prvý je skrytý v skrinke). Výsledkom je, že auto vyzerá ako dozadu obrátené Audi quattro. Iba v Porsche nie je stredový diferenciál - druhá náprava je spojená spojkou. Pretože sa od predných kolies neočakávajú superveľmoci - ich zaťaženie je stále slabé a musia tiež otočiť auto …

Motor a prevodovka - pozdĺžne v strede

Je zrejmé, že pohon všetkých štyroch kolies nebude superautám prekážať. Väčšina z týchto výkonných a dokonca super výkonných strojov sa však zaobíde aj bez nej. Koniec koncov, je ťažšie pripútať pohon všetkých kolies na auto so stredným motorom - hnané nápravy sú na oboch stranách motora.

Lamborghini je ochotnejšie toto usporiadanie použiť ako ostatní - väčšina automobilov, ktoré teraz vyrába, má pohon všetkých kolies. Pri tomto usporiadaní prechádza hnací hriadeľ z prevodovky do prednej nápravy na bok motora a niekedy aj cez ňu. Špeciálnu zmienku si zaslúži Bugatti Veyron, v ktorej je prevodovka namontovaná pred motorom a hriadeľ prechádzajúci okolo motora prenáša rotáciu na zadné kolesá.

Bonus

Je nemožné nespomenúť ešte jedno usporiadanie, keď je pohon plný a sú tu … dva motory! Táto schéma sa používa pre hybridné verzie ich modelov, napríklad značiek Peugeot a Lexus. Vo svojich automobiloch poháňa predný pohon spaľovací motor a zadný elektromotor. A je jasné, že nie vždy ide o pohon všetkých kolies, ale až keď elektronika vydá príkaz na pripojenie zadnej nápravy. Elektromotory vzadu majú navyše zvyčajne nízku spotrebu a sú potrebné iba na to, aby pomohli automobilu pohybovať sa na klzkom povrchu.

A usporiadanie dvoch motorov s ľahkou rukou Elona Muska prijali výrobcovia elektrických vozidiel. A možno po tucte rokov to bude ona, ktorej sa už bude hovoriť „klasická“…