Заднеприводные автомобили: достоинства и недостатки заднего привода

Если объяснять принцип заднего привода на пальцах, то получается так: задние колеса соединены с двигателем, который их раскручивает, и они толкают машину. Передняя ось движется накатом.

Споры о том, какой привод лучше начались на заре автомобилестроения. Раньше было больше заднеприводных автомобилей, теперь с передним приводом, а вопрос о том, что лучше до сих пор без ответа.

Что лучше: задний привод или передний?

Преимущества заднеприводных автомобилей — это недостатки переднеприводных. Главное достоинство заднего привода — в его умении «держать» машину на дороге. Ускорение нагружает заднюю ось, крепко цепляя автомобиль за дорогу. Передние ведущие колеса чаще начинают буксовать, потому что на них недостаточный вес. Мощность мотора с ведущей задней осью раскрывается полностью. Тут есть и обратная сторона — слишком большой вес может сорвать задние колеса в юз — автомобиль приходится ловить, дозируя газ. Чтобы управляемость не страдала, инженеры бьются над задачей идеальной развесовки, стараясь повесить на каждую ось ровно половину веса машины. Некоторым удается.

Спорный плюс ради которого многие выбирают именно заднеприводные автомобили — возможность получить максимум от машины на дороге, но при условии, что водитель опытный и чувствует связь между мотором, колесами и рулем. Задний привод + мощный мотор = резвый разгон. Неслучайно на большинстве суперкаров задние колеса первыми начинают движение. У заднего привода под капотом и на оси меньше деталей, поэтому колеса могут поворачиваться на бо́льший угол. Машина становится маневренее — ей нужно меньше места для разворота.

У машин с задним приводом колеса изнашиваются равномернее: у переднего привода задняя ось почти без нагрузки только «катится», а передние покрышки принимают на себя еще и повороты.

Недостаток заднего привода начинается там, где многие видят его достоинство: это управляемость. Объективно для заснеженных дорог и после дождя задний привод опаснее. Такую машину сложнее держать в заданной траектории движения, она проще срывается в занос и требует от водителя хороших водительских навыков. Нужно «чувствовать» машину и уметь прогнозировать ее поведение в любой дорожной ситуации. Еще у заднего привода не все хорошо с проходимостью — такие машины быстрее начинают буксовать и зарывать себя в грязную кашу из-за веса на задней оси, который вдавливает в землю. Зная такие особенности, водители в нашей стране чаще выбирают передний или полный привод.

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.