Переднемоторная, переднеприводная компоновка

Переднемоторная, переднеприводная компоновка (англ. front-engine, front-wheel-drive (FWD) layout), сокращённо ПП (англ. FF) — разновидность компоновки автомобиля, при которой двигатель внутреннего сгорания располагается в передней части автомобиля[de], а ведущими являются передние колёса[1]. ПП-компоновка является наиболее традиционной для современных машин, начиная с 1970-х годов[2].

Схема автомобиля с переднемоторной, переднеприводной компоновкой (ПП): поперечное расположение двигателя[en]
Схема автомобиля с переднемоторной, переднеприводной компоновкой (ПП): продольное расположение двигателя[en]

Общая характеристикаПравить

При ПП-компоновке двигатель располагается в районе передней оси (за ней, перед ней или на ней), перед пассажирскими местами, тем самым высвобождая больше места сзади для багажа. Двигатель может размещаться как продольно, так и поперечно: автомобиль разгоняется даже лучше. Главным недостатком подобной компоновки является распределение веса[en] с перегрузкой передней оси: наиболее тяжёлые компоненты находятся в передней части автомобиля[3]. Одним из вариантов ПП-компоновки является так называемая передняя среднемоторная, переднеприводная компоновка[en] (ПСП), в которой двигатель находится перед пассажирским отделением, но за передней осью автомобиля. Большая часть автомобилей межвоенных лет с переднемоторной компоновкой классифицировалась как машины с передней среднемоторной компоновкой или машины с двигателем на передней оси. Управляемость автомобиля[en] при ПП-компоновке не является идеальной, но достаточно предсказуема.

При поперечном размещении двигателя и коробки передач отпадает необходимость в дорогой конической передаче, а ведущий мост сводится к двум приводным валам с надёжными шарнирами, находящимся в моторном отсеке. Размещение в передней части двигателя высвобождает место сзади, позволяя разместить большой багажник сзади. Недостатком подобной схемы является тот факт, что большой двигатель с коробкой поперёк не размещается (наиболее крупным является рядный 6-цилиндровый двигатель). Также при разгоне автомобиль как бы «приседает» на заднюю ось, поскольку туда переносится вес: при мощном двигателе передние колёса высвобождаются, но начинают буксовать. Вследствие этого в высокопроизводительных автомобилях[en] редко используется ПП-компоновка: электронная система управления сцеплением может помочь избежать подобных проблем, но при этом сводит на нет все преимущества мощного двигателя[4]. Примерами автомобилей с поперечным размещением двигателя являются ВАЗ-2108, Kia Rio, Toyota Camry, Volvo S80 и многие другие автомобили. При размещении мотора продольно перед передней осью коробка передач оказывается под панелью приборов, а коническая главная передача — внутри коробки передач, но ближе к двигателю. Теоретически здесь может размещаться мощный двигатель без каких-либо ограничений, однако передний свес оказывается слишком длинным у мощных машин, а передняя ось перегружается: автомобиль поворачивает и тормозит хуже, а разгруженные задние колёса попросту бесполезны. Примерами подобных автомобилей с продольным размещением двигателя являются Москвич-2141 или модели Audi без полного привода[3] (для решения возникающих проблем в автомобили Jensen FF[en] и линейку Audi позже была внедрена система полного привода, известная в Audi под названием quattro).

По сравнению с переднемоторной, заднеприводной компоновкой[en]* при ПП-компоновке отпадает необходимость в центральном туннеле в полу кузова или в более высоком клиренсе, что обычно требуется для размещения приводного вала[en], передающего энергию задним колёсам. Как в машинах с ЗЗ- и ЗСЗ-компоновкой, двигатель размещается над осью ведущих колёс, улучшая сцепление с дорогой. Поскольку ведущими колёсами являются как раз передние колёса, то машины с ПП-компоновкой имеют преимущество перед машинами с ЗЗ-компоновкой при движении по поверхности со слабым сцеплением (снег, грязь, гравий, мокрая дорога и т.д.). При движении в гору и слабом сцеплении ЗЗ-компоновка считается наиболее подходящей благодаря распределению веса с уклоном в заднюю часть автомобиля[5]. Однако поскольку к ведущим колёсам предъявляются дополнительные требования в плане поворота, при резком подъёме вверх снижаются возможности для маневрирования, и проявляется недостаточная поворачиваемость[6].

История развитияПравить

Первыми автомобилями с ПП-компоновкой становились такие машины, как Cord L-29 (1929 год), DKW F1 (1931 год), Citroën 2CV (1948 год), Saab 92 (1949 год), Trabant P50[en] (1957 год) и Mini (1959 год). В 1980-е годы благодаря преимуществам в виде большого багажника и хорошего сцепления многие автомобильные производители начали выпускать машины и для американского рынка. Большая часть европейских и японских автомобильных компаний переключились на выпуск переднеприводных автомобилей в 1960-е и 1970-е годы: последними были Volkswagen, европейские филиалы Ford и General Motors (в Великобритании — Vauxhall, в Германии — Opel). В Японии последней таковой стала Toyota в 1980-е годы. BMW, выпускавший автомобили класса люкс, продолжал выпускать автомобили с задним приводом[7], хотя под маркой MINI из концерна BMW выпускаются именно переднеприводные автомобили.

СП-компоновка (среднемоторная, переднеприводная)Править

Технически первым вариантом ПП-компоновки была среднемоторная переднеприводная компоновка (СП-компоновка или MF) с продольным расположением двигателя, который устанавливался за передней осью, коробка передач — перед двигателем, а дифференциал — непосредственно в передней части машины в самом её носу. В связи с расположением двигателя распределение веса в автомобилях типа Cord L-29 не было идеальным: на ведомые колёса не переносилось достаточно веса для обеспечения хорошего сцепления и управляемости. Citroën Traction Avant 1934 года выпуска разрешил проблему распределения веса путём перемещения трансмиссии в переднюю часть машины так, что дифференциал оказался между трансмиссией и двигателем. С учётом кузова-монокока это обеспечило превосходное для автомобилей той эпохи управление: в дальнейшем этот принцип применялся и при производстве автомобилей Renault 4 и Renault 5.

ПП-компоновка (продольно расположенный двигатель)Править

У автомобиля Panhard Dyna X[en], разработанного Жаном-Альбером Грегуаром[en] в 1946 году, двигатель был расположен продольно перед передней осью, трансмиссия находилась за двигателем, дифференциал — в задней части автомобиля. Подобная компоновка использовалась компанией Panhard до 1967 года: потенциально при таком расположении элементов двигателя могла присутствовать та же проблема распределения веса, как и у Cord L-29. Однако двойной оппозитный двигатель воздушного охлаждения[en]* был достаточно лёгким, устанавливался достаточно низко и обладал низким центром тяжести, компенсируя возникающие при распределении веса эффекты. Аналогично размещался двигатель и у Citroën 2CV, перед передней осью: трансмиссия находилась за осью, а дифференциал — между трансмиссией и двигателем. Подобная схема, как у Citroën 2CV, стала популярной среди многих автомобилей, в том числе у немецкого Ford Taunus 12M, у Lancia Flavia и Lancia Fulvia; в настоящее время это стандартная конфигурация переднеприводных автомобилей от Audi и Subaru. В 1979 году компанией Toyota был выпущен первый переднеприводной автомобиль Tercel, у которого, в отличие от многих машин с ПП-компоновкой, двигатель располагался продольно. У автомобилей второго поколения двигатель также располагался продольно, а в 1987 году вышел автомобиль третьего поколения с поперечно расположенным двигателем. Поперечный двигатель устанавливался на автомобили Toyota Camry и Toyota Corolla, начиная с первого поколения.

В автомобилях Oldsmobile Toronado и Cadillac Eldorado, выпущенных в 1966 году, двигатель и трансмиссия располагались рядом: энергия распределялась между ними с помощью сверхмощной цепи и промежуточного приводного вала[en], который проходил под фильтром-отстойником двигателя. Объём двигателя у подобных автомобилей достигал 8,2 л, чего не было ни у одного из автомобилей с ПП-компоновкой. Похожее расположение элементов двигателя было у автомобилей Saab 99 и Saab 900 («классического»), а также у седана Eagle Premier, Renault 21 и Renault 25 — в последнем случае расположение элементов послужило основой для выпуска седанов типа Chrysler LH, выходивших до 2004 года. В настоящее время ПП-компоновка с параллельным расположением двигателя и трансмиссии характерна чаще всего для автомобилей марки Audi, выпускаемых с 1950-х годов: компания следует примеру своих предшественников, DKW и Auto Union; также эта же компания выпускает более крупные автомобили A4 с подобной компоновкой. На платформе Volkswagen Group MLB проблема распределения веса при ПП-компоновке решается путём установки дифференциала перед сцеплением так, чтобы ось находилась чуть-чуть впереди задней стороны блока двигателя.

ПП-компоновка (поперечно расположенный двигатель)Править

 
Поперечно расположенный двигатель автомобиля Mini

Первым популярным автомобилем с ПП-компоновкой и поперечно расположенным двигателем стал DKW Front (1931 год), обладавший двухцилиндровым[en] двухтактным двигателем. Компания Saab использовала дизайн этой машины для создания в 1949 году своей первой модели, Saab 92. В 1957 году восточногерманская компания Trabant выпустила аналогичный автомобиль с поперечно расположенным двигателем, что стало новинкой среди автомобилей стран соцблока.

На автомобиль Mini 1959 года, разработанный Алеком Иссигонисом, и автомобили типа Austin Maxi[en], Austin 1100/1300[en] и Austin Allegro[en] устанавливался рядный четырёхцилиндровый двигатель водяного охлаждения, расположенный поперечно. Трансмиссия располагалась в отстойнике под коленчатым валом, энергия передавалась с помощью раздаточной коробки (объём варьировался в зависимости от передаточных чисел). Среди других машин, использовавших подобную схему, выделяются Nissan Cherry[en] (Datsun 100A) и автомобили с двигателем PSA-Renault X[en] наподобие Peugeot 104 и Renault 14[en]. У автомобиля 1955 года Suzuki Suzulight[en] также в передней части устанавливался двигатель: двухтактный двухцилиндровый двигатель по технологиям DKW, характерный для автомобилей A-класса или кей-каров (на базе немецкой модели Lloyd LP400[en]). В таких автомобилях, как Autobianchi Primula 1964 года (разработчик Данте Джакоза[en]), Fiat 128 и Fiat 127, трансмиссия располагалась по одну сторону от поперечно расположенного двигателя, вследствие чего дифференциал оказывался аккурат за трансмиссией, но смещённый в сторону: отсюда приводные валы к колёсам оказывались длиннее по одну из сторон. Вес тем самым смещался чуть-чуть в сторону колёс.

В ПП-автомобилях зачастую возникает так называемое «силовое подруливание[en]» при сильном ускорении[8]. Обычно причиной тому являются разные длины приводных валов, что влияет на углы падения[en] в шарнирах приводных валов. Чем дальше сочленяются подобные шарниры, тем меньшее влияние они оказывают на передачу крутящего момента колёсам.

ГалереяПравить

ПримечанияПравить

  1. ÁGUEDA CASADO, EDUARDO, GARCÍA JIMÉNEZ, JOSÉ LUIS, GÓMEZ MORALES, TOMÁS, JOAQUÍN GONZÁLO GRACIA, MARTÍN NAVARRO, JOSÉ. Mecánica del vehículo. — Ediciones Paraninfo, S.A., 2014. — С. 122—256. — ISBN 9788428335850.
  2. Откуда ноги растут // КоммерсантЪ Автопилот. — 2014. — 2 апреля (№ 4). — С. 32.
  3. 1 2 Валерий Арутин. #читайдома: гид по современным компоновкам легковых автомобилей. auto.ru (17 апреля 2020). Дата обращения: 2 сентября 2021.
  4. Road Test: Rear Drive vs. Front Drive vs. All-Wheel Drive (англ.). motortrend.com.
  5. Victor Hillier, Peter Coombes. Fundamentals of motor vehicle technology. — Nelson Thornes, 2004. — С. 9. — ISBN 978-0-7487-8082-2.
  6. Engine & Driveline Layouts (англ.). Drivingfast.net. Архивировано 27 сентября 2016 года.
  7. BMW Technology Guide: Rear wheel drive. Дата обращения: 1 сентября 2016.
  8. What the heck is torque steer?.

ЛитератураПравить

  • Sedgwick, Michael. Cars of the 50s and 60s. — Gothenburg, Sweden: A B Nordbok, 1983.