Классическая компоновка

Компоно́вка легково́го автомоби́ля — общая схема расположения главных агрегатов.

Содержание

Число и расположение колёс

Подавляющее большинство легковых автомобилей имеют 4 одинаковых колеса, расположенных по углам прямоугольника. Некоторые имели и бо́льшее 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).

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.

Строение автомобиля

Схемы автомобилей

Компоновочная схема автомобиля определяет и предусматривает расположение силового агрегата, число ведущих мостов и их расположение, тип кузова, число дверей, расположение багажника.

Существует несколько характерных компоновочных схем автомобиля среди которых:

1. Классическая схема (заднеприводная) — силовой агрегат автомобиля выполнен в продольном расположении, установлен задний ведущий мост, а привод осуществляется по средствам передачи крутящего момента карданными валами на главную передачу с дифференциалом, багажник установлен в задней части кузова. Характерными представителями классической компоновки являются все легковые автомобили отечественного производства: ГАЗ серии «Волга», ОАО «АвтоВАЗ» первого поколения, ОАО «АЗЛК» модели Москвич-2140.
2. Переднеприводная компоновочная схема — силовой агрегат устанавливается в переднем продольном или поперечном расположении, ведущий мост передний, привод осуществляется валами от главной передачи с дифференциалами, багажник в задней части кузова.
Характерными представителями передней приводной схемы компоновки являются легковые автомобили: ОАО «АвтоВАЗ» серий «Спутник», «Самара», «Ока», ОАО «АЗЛК» модель АЗЛК-2141, ОАО «ЗАЗ» модель Таврия.
3. Заднемоторная компоновочная схема — силовой агрегат заднего продольного или по¬перечного расположения, ведущий мост задний, привод осуществляется валами от главной передачи с дифференциалом, багажник в передней части кузова.
Характерными представителями заднемоторной схемы компоновки являются легковые автомобили: ОАО «ЗАЗ» серии «Запорожец».

Тип кузова легкового автомобиля определяется числом объемов функциональных отсеков и конструктивным исполнением.

По числу объемов кузова подразделяются:

— на трехобъемные (рис. 1) — моторный отсек; салон; багажник, что характерно для лимузинов, седанов, купе и кабриолетов;
— на двухобъемные (см. рис. 2,3) — моторный отсек; салон, когда объемы багажника и салона объединены, что характерно для универсалов и хэтчбеков;
— на однообъемные (см. рис. 4) — моторный отсек, салон и багажник объединены в одно целое, что характерно для минивэнов с центральным расположением силового агрегата.

По числу мест легковые автомобили подразделяются на двухместные, -спортивного типа; четырех-, пяти-, семиместные — семейные и представительские и автомобили особо малого класса с числом мест по формуле «2+2», когда два передних сиденья — полноценные, а два задних места — для детей.
Анализ развития компоновочных схем модельного ряда легковых автомобилей 2000 года, включающего в себя 1387 моделей, показал, что лидирующее положение занимает переднеприводная компоновка (59,7%) и классическая компоновка (32,6%). Перспективным направлением можно считать распространение полноприводных легковых автомобилей. Заднемоторная компоновка практически не имеет перспектив дальнейшего развития.
Однажды было время, когда в процессе перехода с заднеприводных автомобилей на переднеприводные водители не могли привыкнуть к вождению автомобиля, что приводило к увеличению количества аварийных ситуаций на дорогах. В связи с этим руководство ГАИ приняло меры о оповещении водителей транспортных средств о правилах управления автомобилей с заднем и передним приводом.

Специально для пользователей сайта мы собрали информацию, которую полезно читать устройство автомобиля.

Компоновки легковых автомобилей

Компоновки легковых автомобилей:
а — классическая;
б — переднеприводная;
в — заднемоторная;
г — полноприводная с двигателем на базе классической;
д — среднемоторная

— классическая (а) — двигатель продольно расположен спереди, ведущие колеса задние, трансмиссия занимает пространство под полом кузова между двигателем и задней осью (компоновка позволяет использовать в качестве несущей системы раму);
— переднеприводная (б) — двигатель размещен спереди продольно или поперечно, ведущие колеса передние, трансмиссия объединена с двигателем;
— заднемоторная (в) — двигатель расположен сзади, ведущие колеса задние, трансмиссия объединена с двигателем;
— среднемоторная (д) — двигатель расположен между передней и задней осями, ведущие колеса задние, трансмиссия объединена с двигателем.
Преимущества и недостатки различных компоновок приведены в таблице
Каждая из представленных компоновок может иметь полноприводной вариант, при котором ведущими являются все колеса. Это делается с целью повышения проходимости, а также и управляемости автомобиля, но связано с усложнением конструкции трансмиссии.

Преимущества и недостатки различных компоновок легковых автомобилей

Переднеприводная	Классическая	Среднемоторная	Заднемоторная
Тяговые свойства — порожний автомобиль	+	—	+	+
Тяговые свойства — груженый автомобиль	—	+	+	+
Развесовка (распределение веса автомобиля по осям)	+	•	—	—
Объем салона	+	+	—	•
Объем багажника	+	+	•	—
Возможность модификации задней части кузова	+	+	—	—
Габаритная длина	+	•	•	•
Свойства кузова при столкновениях	+	+	—	—
Тепловая нагруженность салона	—	—	•	+
Возможность создания полноприводной модификации	+	+	•	+
Шум в салоне	+	—	—	+
Масса	+	•	+	+
Длина приводов управления силовым агрегатом	+	+	—	—

«+» — позитивное влияние; «–» — негативное влияние; «•» — ухудшает параметр незначительно

Компоновка легковых автомобилей

Доброго времени суток, дорогой читатель!

Целью данного Дзен-канала является повышение уровня автомобильной культуры. Мы работаем специально для вас, переходя от простых и общих тем к более детальному обзору конкретных механизмов.

Сегодня с вами мы рассмотрим виды компоновок легкового автомобиля, преимущества и недостатки каждого из них.

Компоновка — это взаимное расположение агрегатов автомобиля.

Начнем с так называемой «классической» компоновки. Визуальным примером нам послужит ГАЗ-24.

Конечно, это не единственный автомобиль такой компоновки — ВАЗ 2101 -07, ИЖ «Ода», все серийные «Москвичи» до модели 2141 являются автомобилями классической компоновки. Это роднит их с новыми BMW и Mercedes, которые одни из немногих, кто до сих пор верен такому решению.

Возвращаясь к сути, классическая компоновка — мотор спереди, ведущие колеса (те, к которым от двигателя приходит крутящий момент) задние.

+простая конструкция передней подвески

+возможность установки более габаритного двигателя

+эффективное охлаждение ДВС и системы отопления салона

+простота привода переключения передач в КПП

+при загрузке автомобиля вес приходится на ведущие колеса, улучшая сцепление с дорогой

-утяжеление кузова из-за наличия тоннеля карданного вала

-исходя из пункта выше — в салоне этот тоннель съедает полезное пространство

— склонность к заносу, который при отсутствии опыта вождения легко становится неуправляемым

-из-за расположения трансмиссии под полов в салоне становится шумнее

Данная компоновка на данный момент наиболее распространена на автомобилях. Для производителей она дешевле (в большинстве своем нет карданных валов, главная передача и дифференциал стоят не отдельно в мосту, как на классической компоновке, а в кпп), для потребителей — проще в обслуживании, безопаснее и более акустически комфортна. По сути, переднеприводная компоновка — двигатель и ведущие колеса спереди автомобиля.

+автомобиль менее склонен к заносу (однако склонен к недостаточной поворачиваемости)

+тише в салоне из-за отсутствия под ним элементов трансмиссии

+эффективное охлаждение ДВС и системы отопления салона

-загруженный автомобиль несколько теряет сцепление с дорогой ввиду разгрузки ведущих колёс

-может иметь больший салон, чем аналогичный кузов автомобиля, рассчитанный под классическую компоновку

Тут, конечно, хорошим примером будет герой многих анекдотов — «горабтый» 965ый ЗаЗ.

Конечно, из известных можно было бы добавить и большую часть автомобилей Porsche, однако уж если по распространенным компоновкам стали приводить в пример отечественные авто, то тогда уж и продолжим.

Ну и как следует из названия, заднемоторная компоновка — это расположение двигателя и ведущих колес в задней части автомобиля

+отличные тяговые свойства вне зависимости от загруженности

+меньшая масса авто

+не самый шумный салон

-проблемно сделать хорошее охлаждение

-маленькое багажное отделение

-увеличение длинны приводов управления трансмиссией и системами двигателя

-невозможно сделать много видов кузовов

Среднемоторная (центральномоторная) компоновка

Одна из наиболее сбалансированных по развесовке компоновка. Именно она используется в спорт-карах, как в гражданских, так и в Формуле 1.

Среднемоторная компоновка — двигатель находится внутри колесной базы (колесная база — расстояние между центрами передней и задней оси колёс).

Данная компоновка крайне не удобна для большинства автомобилей, используемых каждый день — в них достаточно шумно в салоне, мало посадочных мест, и не очень удобное обслуживание

+ и — аналогичны заднемоторному варианту, кроме шума в салоне — среднемоторная несколько громче.

Итак, сегодня мы узнали основные типы компоновки легковых автомобилей, разобрали их типичные положительные и отрицательные стороны. В дальнейшем мы разберём, какие типы кузовов бывают, и многие другие вещи, не пропусти, дорогой читатель!

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

понедельник, 20 апреля 2020 г.

Задний (классический) привод автомобиля

В течении очень многих лет эта система оставалась практически единственной в мировом автомобилестроении, за что и получила название «классической».
Это связано с тем, что переднеприводные малолитражки середины XX века с мощностью двигателя в 20—40 л. с. и полным салоном пассажиров на крутой подъём могли и не забраться, особенно в дождь, гололёд или при движении по грунтовой дороге с невысоким коэффициентом сцепления.
Так, по данным конца сороковых годов, при заснеженной или скользкой дороге автомобиль с передним приводом может преодолеть подъём, в 1,5−2 раза меньший, чем заднеприводный.
Также переднеприводный автомобиль имеет более низкую проходимость по сравнению с заднеприводными, в особенности — заднемоторной компоновки, обеспечивающей постоянную высокую нагрузку на ведущую ось с дополнительной динамической догрузкой при разгоне и движении на подъём. При нагружении переднеприводного автомобиля пассажирами и грузом его проходимость будет ухудшаться из-за перераспределения массы в пользу неведущей задней оси, в то время, как заднеприводного — напротив, улучшаться за счёт повышения нагрузки на ведущую ось.

Двигатель размещен строго вдоль оси автомобиля, коробка передач привинчена к нему намертво и передает вращение через карданный вал к дифференциалу заднего моста. Дифференциал разворачивает ось вращения на 90 градусов и передает вращение задним колесам. Карданный вал снабжен с обоих концов двумя шарнирами Кардана плюс продольно скользящим шлицевым соединением, что позволяет беспроблемно смещать двигатель и подвеску во всех направлениях друг относительно друга.

Компоновки автомобиля с задним приводом

Компоновки автомобиля с задним приводом с передним расположением двигателя

Переднемоторная, заднеприводная компоновка

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.
Двигатель у таких автомобилей находится в передней части автомобиля, с центром масс перед или над передней осью, и передаёт крутящий момент на задние колёса.

Заднеприводный, переднемоторный автомобиль получается одним из наиболее длинных по сравнению с другими компоновочными схемами, как следствие — наибольшая масса и, обычно, себестоимость; особенно эти недостатки чувствительны для микролитражного автомобиля, поэтому именно на них «классическая» компоновка вышла из употребления 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.

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, 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.

Плюсы

• Примерно равное распределение веса автомобиля по осям; как следствие — лучше управляемость на сухом покрытии и равномерный износ шин.
• Нейтральная или небольшая недостаточная поворачиваемость, что обеспечивает стабильную курсовую устойчивость.
• Двигатель расположен перед водителем; это облегчает контроль за ним и управление, обеспечивет простую реализацию отопления салона.
• Благодаря установке силового агрегата на мягких демпфирующих опорах, значительно уменьшается уровень вибрации в салоне по сравнению с передним приводом, особенно на моделях высоких классов.
• 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.
• Продольное расположение двигателя, как следствие, — возможность размещение двигателей, непригодных для поперечного расположения из-за своей длины — например, рядных шестицилиндровых; более простая конструкция передней подвески.
• Как правило, при сравнимом технологическом уровне автомобиль такой компоновки долговечнее; это относится 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 сравнению с установленными на передних полуосях перднеприводного автомобиля, так как задние колёса как правило не поворачиваются, и условия работы шарниров более щадящие.

Минусы

• Главный минус компоновки — наличие карданного вала; из этого следует:
  — увеличение массы и себестоимости автомобиля
  — необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля, уменьшающего объём пассажирского салона
  — повышение уровня шумности и вибраций
  — некоторое затруднение при создании грузопассажирских модификаций из-за отсутствия ровного пола
  — сравнительно большие трансмиссионные потери (потеря мощности) из-за наличия растянутой трансмиссии с карданным валом

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 исключительно на спортивных автомобилях с тяжёлыми двигателями с целью избежать излишней перегрузки передней оси. При этом перемещение двигателя назад смещает и пассажирский салон, поэтому размещение пассажиров и грузов при такой компоновке нерационально; в частности, заднее сиденье, как правило, располагалось над кожухами задних колёс, а отдельный багажник отсутствовал.

Компоновки автомобиля с задним приводом с расположением двигателя у задней оси

Задняя среднемоторная заднеприводная компоновка (компоновкой с центральным расположением двигателя)

Из легковых автомобилей — применяется почти исключительно на спортивных моделях, изредка — на автомобилях вагонной компоновки.
Среднемоторная компоновка широко использовалась на ранних автомобилях конца XIX — начала XX века, в частности, первых автомобилях Бенца и Даймлера. Двигатель располагался у них под высоким сиденьем водителя и приводил задние колёса при помощи цепи.

Расположение силового агрегата примерно в центре масс автомобиля даёт оптимальную развесовку при любой массе двигателя и хорошую динамическую загрузку ведущих колёс, что существенно улучшает их сцепление с асфальтом, особенно на скользком покрытии (хотя и в меньшей степени, чем в случае заднемоторной компоновки, о ней см. ниже).

Однако такое его размещение сильно затрудняет компоновку пассажирского салона (почти всегда такие автомобили делают двухместными; впрочем, существует и несколько моделей с посадочной формулой 2+2, то есть с двумя обычными местами и двумя ограниченной комфортабельности, «детскими»), а также доступ к силовому агрегату и его охлаждение, что делает эту компоновку непригодной для легковых автомобилей общего назначения.

Управляемость среднемоторных автомобилей лучше, чем заднемоторных, и для них характерны весьма высокие предельные скорости вхождения в поворот; при этом очень малое плечо момента инерции вокруг вертикальной оси из-за концентрации массы автомобиля в пределах колёсной базы приводит к плохой курсовой устойчивости (иными словами, такие автомобили очень легко сбить с траектории прямолинейного движения, так как момент инерции, противодействующий этому, у них весьма мал), а также очень резкому поведению в поворотах, что требует большого мастерства от водителя.

На автобусах среднемоторная компоновка была широко распространена до появления низкопольных моделей.

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 силового агрегата при этом находится за задней осью (не путать с общим центром масс всего автомобиля — если бы он располагался позади задней оси, было бы невозможно 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 встречается, в основном, на автобусах.

Заднемоторная компоновка наиболее пригодна для сравнительно малоскоростных автомобилей, построенных по вагонной компоновке, при которой передний ряд сидений расположен над или перед нишами передних колёс, что позволяет получить близкую к оптимальной развесовку с лишь немного переутяжелённым задним свесом.

В настоящее время заднемоторные легковые автомобили общего назначения практически не строятся, т.к. считается, что при современных скоростях движения заднемоторная компоновка не удовлетворяет требованиям безопасности, устойчивости и управляемости.

Эта схема широко используется на больших автобусах, для которых расположение двигателя сзади весьма удобно с точки зрения организации пассажирского салона; в частности, позволяет опустить пол, что необходимо городским автобусам.
В отличие от легкового автомобиля, при равномерно заполненном пассажирами салоне развесовка автобуса с задним расположением силового агрегата оказывается более благоприятной. Кроме того, скорости движения автобусов существенно ниже, чем у легковых автомобилей, а требования к управляемости не столь жёстки.
Однако из-за использования на автобусах исключительно неразрезных задних мостов с приводом карданным валом эта схема конструктивно пригодна лишь для больших автобусов с длиной не менее 8,5 метров

Плюсы и минусы автомобиля с задним приводом

Ниже перечислены достоинства и недостатки, характерные для всех автомобилей с задним приводом.