Авто Энциклопедия

AutoXS.ru — Авто Энциклопедия

• Тюнинг и доработки
• Ремонт и обслуживание
• История
• Разное про автомобили
• Масштабные модели

Автомобиль с продольным или поперечным расположением двигателя: плюсы и минусы

Существует множество конструкций автомобилей. Из-за этого между автолюбителями постоянно возникают споры о преимуществах и недостатках того или иного варианта. Например, какое лучше расположение двигателя: продольное или поперечное.

Для ответа на этот вопрос и вообще для того, чтобы выяснить, корректен ли он, необходимо рассмотреть преимущества и недостатки обоих вариантов расположения силовой установки.

Вообще, расположение мотора, как и других узлов, влияет на развесовку и рациональное использование объема кузова и подкапотного пространства. В свою очередь, это отражается на управляемости, удобстве обслуживания и ремонта ДВС, помогает максимально раскрыть потенциал транспортного средства в плане ходовых качеств и т. д.

Продольное расположение двигателя

Схема, при которой силовой агрегат в автомобиле устанавливается продольно, то есть, вдоль оси всей конструкции, считается классической. Ранее, как и сейчас, такая компоновка используется для автомобилей, оснащенных задним приводом, а также нередко и на полноприводных машинах. Также продольная установка мотора используется для мощных спорткаров (с задним приводом, разумеется). При этом нередко моторный отсек расположен в задней или средней части кузова.

Когда двигатель расположен продольно, тяга от коленчатого вала к коробке передач передается по самому прямому пути, а значит, с минимальными потерями. Однако закономерно возникают трудности с тем, как реализовать всю эффективность тяги.

Ведь энергию вращения, передаваемую при помощи карданного вала на задние колеса, приходится перенаправлять под углом в 90 градусов, что и делается посредством дифференциала. То есть, в конструкцию вводятся дополнительные элементы, что сказывается как на себестоимости машины, так и на ее весе. Вес в свою очередь влияет на расход топлива.

Еще одним минусом, во всяком случае, для современных городов с интенсивным движением и загруженными улицами, является увеличение габаритов кузова за счет моторного отсека. Если же внешние габариты не увеличивать, то придется сокращать пространство в салоне, тем самым уменьшая комфорт для пассажиров и водителя.

Поперечное расположение двигателя

В этом случае силовой агрегат установлен под капотом перпендикулярно оси кузова машины. В настоящее время поперечное расположение двигателя используется в большинстве случаев. Даже среди спорткаров и суперкаров встречаются, хоть и довольно редко, конструкции именно с такой компоновкой.

Считается, что идея такой установки ДВС поперечно принадлежит англичанам. Британским инженерам необходимо было разместить достаточно мощный двигатель в относительно небольшом подкапотном пространстве одной из первых моделей Mini.

Таким образом, данное конструкторское решение применяется для экономии места при небольших размерах современных машин. Добавляет оно и комфорта в салоне за счет отсутствия выпуклого тоннеля карданного вала — пол получается плоским. Кроме того, актуальным оно оказалось для автомобилей с передним приводом, так как тяга на передние колеса передается почти без потерь.

Еще одним плюсом того, что мотор располагается поперечно, считается лучшая управляемость машиной на скользкой дороге за счет того, что основная масса всей конструкции приходится на переднюю ось и колеса.

Однако такие типы расположения двигателей автомобиля имеют и свои недостатки, о которых нельзя умалчивать. Прежде всего, значительно увеличить мощность «поперечного» двигателя физически (путем наращивания количества цилиндров) практически невозможно. В большинстве своем они имеют относительно небольшой рабочий объем и всего четыре цилиндра.

Во-вторых, исключается возможность перемещения таких двигателей в моторном отсеке (что важно при свапе и тюнинге), так как они нередко занимают все свободное пространство.

Еще отметим, что инженерам пришлось также решать возникшую проблему с необходимостью подруливания во время езды. Она возникала из-за того, что тяги имеют разные размеры (при продольном расположении длина одинаковая) и нет идеального баланса крутящего момента. При этом устранение дополнительных инженерных недостатков, как правило, вызывает некоторое удорожание конструкции.

Подведем итоги

Итак, исходя из всего сказанного выше, можно сделать следующие выводы:

1. Спор касательно того, двигатель расположен вдоль или поперек, что лучше и какую машину выбрать, не имеет большого смысла. Ведь оба типа расположения силовой установки имеют свои преимущества и недостатки, которых примерно равное количество.

2. Как продольное, так и поперечное расположение двигателя имеет право на существование. Каждое решение применяется при решении различных инженерных задач, а также с учетом тех или иных требований к автомобилю.

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

3.2 Схемы расположения агрегатов автомобиля

Изначально схем взаимного расположения агрегатов было немного. Если вспомнить самые первые самодвижущиеся повозки Даймлера и Бенца, то следует отметить, что в них двигатель был расположен сзади, над задней осью. Однако с развитием автомобильной индустрии, конструкторы и инженеры начали решать проблемы, связанные с более рациональным использованием пространства кузова.

Развесовка автомобиля

То, в каком месте расположены двигатель, коробка передач и главная передача влияет на так называемую развесовку автомобиля, а от нее, в свою очередь, напрямую зависит управляемость автомобиля.

Развесовка автомобиля – распределение веса автомобиля на переднюю и заднюю оси, выраженное в процентах. Проще говоря, когда автомобиль стоит на поверхности, он давит на нее с определенной силой, соответствующей его весу. Распределение веса по осям зависит от конструкции транспортного средства.

Примечание
Развесовка указывается в процентах, причем первое число отображает вес, приходящийся на переднюю ось, а второе — вес, приходящийся на заднюю. Например: «60% на 40%» или «50% на 50%».

Компоновочные схемы автомобилей

Расположение основных агрегатов — двигателя, коробки передач и главной передачи — друг относительно друга, в пределах кузова, естественно, называют компоновочной схемой автомобиля.

1. Первая и одна из самых распространенных до недавнего времени схем – классическая .

Под классической компоновкой подразумевается установка двигателя спереди продольно (т. е. вдоль оси автомобиля) над передней осью с приводом на задние колеса (схема изображена на рисунке 3.5) .

Рисунок 3.5 Классическая компоновочная схема автомобиля.

При этом коробка передач может быть присоединена к двигателю, а может быть расположена рядом с главной передачей, а в отдельных случаях даже иметь общий с главной передачей корпус (тогда говорят, что «коробка передач в блоке с главной передачей»). В плане взаимного расположения элементов шасси и двигателя — все предельно просто, но есть недостаток: тоннель в днище кузова, внутри которого проходит карданный вал, передающий вращение от двигателя к колесам, он «съедает» пространство для ног пассажиров заднего сиденья.

2. Продольно расположенный двигатель с приводом на передние колеса (показан на рисунке 3.6) . Такая компоновка характерна для автомобилей марки Audi. Данной схемой расположения основных агрегатов конструкторы практически избавились от центрального тоннеля в днище кузова, по крайней мере, в задней части салона.

Рисунок 3.6 Продольное расположение двигателя с приводом на передние колеса.

3. Поперечно расположенный двигатель с приводом на передние колеса (показан на рисунке 3.7) . Коробка передач подсоединена к двигателю и имеет общий с главной передачей корпус. Положительным аспектом сего конструктивного решения является компактность всего силового агрегата и возможность рационального и полного использования всего пространства внутри салона автомобиля (отсутствует центральный тоннель и тоннель под коробку передач).

Рисунок 3.7 Поперечное расположение двигателя с приводом на передние колеса.

4. Продольное расположение двигателя за задней осью с приводом на задние колеса (еще называют с «задним расположением двигателя») (показано на рис 3.8) . Такая компоновка нынче редкость и применяется, в основном, фирмой Porsche.

Рисунок 3.8 Продольное расположение двигателя за задней осью с приводом на задние колеса.

5. Продольное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса (показано на рис. 3.9) . Коробка передач при этом находится за двигателем.

Рисунок 3.9 Продольное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса.

О таком расположении иногда говорят: «двигатель в базе», подразумевая, что геометрически двигатель находится в пределах колесной базы автомобиля (смотрите «Основные технические характеристики автомобиля»).

Примечание
К слову сказать, есть варианты, когда для получения лучшей развесовки по осям, двигатель, расположенный спереди продольно, смещают далеко за переднюю ось, помещая его в пределах колесной базы (такая компоновка показана на рис. 3.10).

Рисунок 3.10 Продольное расположение двигателя за передней осью с приводом на задние колеса.

6. Поперечное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса (рисунок 3.11) .

Рисунок 3.11 Поперечное расположение двигателя перед задней осью с приводом на задние колеса.

Стоит отметить, что практически при любом расположении двигателя возможен привод на все колеса (подробнее об этом — в главе «Трансмиссия»).

Различают два основных варианта полного привода:

• Постоянный полный привод
  Это когда все четыре колеса воспринимают вращение от двигателя постоянно.
• Подключаемый полный привод (большая часть всех современных легковых автомобилей оборудованы именно по такой схеме).
  В этом случае передние или задние колеса подключаются (в дополнение к основным ведущим колесам) к тяге двигателя через специальный механизм (муфту), только когда электроника сочтет это нужным, например, если ведущие колеса начнут буксовать.

Шиворот навыворот: машины с моторами в неправильном месте

Машин с заднемоторной компоновкой не так уж и много за всю историю автомобилестроения. Многие из этих «экспериментов» не увенчались успехом, а мода на такие авто осталась в 20-м веке.

Volkswagen Beetle

Разработка модели началась в 1933 году. Главной идеей инженеров было создание «народного автомобиля». Производству помешало начало Второй мировой войны. Полноценная работа завода возобновилась только в 50-х годах, и уже в 1955-м был выпущен юбилейный миллионный автомобиль.

Постепенно авто модернизировалось, но его основные технические характеристики не менялись. Оппозитный двигатель, установленный в задней части машины, был оснащён функцией воздушного охлаждения. Объем мотора со временем менялся от 1,2 л. до 1,6 л.

Renault 5 Turbo

Дебют Renault 5 состоялся в 1972 году на Женевском автосалоне, а через несколько лет было принято решение создать Renault 5 Turbo для участия в автогонках. Технические характеристики требовали доработки. За усовершенствование авто принялись инженеры компании Alpine.

Решили поставить турбомотор типа «С» на 1.4 л. Мощность агрегата составляла 190-260 л.с. Конструкция двигателя, выбранная разработчиками, была не новой, но отличалась прочностью, так как основной блок отливался из чугуна. С целью улучшения балансировки, двигатель установили продольно в задней части, под средними полками.

Volkswagen Golf Turbo Sbarro

Модель была создана в 1980 году. Автомобиль, с виду ничем не отличающийся от классического Гольфа, имел необычную особенность: 6-ти цилиндровый двигатель располагался прямо на подрамнике, вместо задних сидений, а кузов буквально приподнимался над мотором.

Для того чтобы осуществить такой манёвр, Франко Сбарро установил пару гидроцилиндров, позволяющих провернуть подрамник, упрощая таким образом доступ к мотору. Максимальная скорость разгона составила 250 км/ч.

Peugeot 205 Turbo 16

Внешний вид мало чем отличался от серийной модели 205, а вот технические характеристики были разными. Как и у Golf Turbo Sbarro, двигатель расположен вместо заднего пассажирского ряда.

Чтобы избежать износа и перегрева, был выбран 4-хцилиндровый мотор с турбонаддувом. Объём двигателя составил 1.8 л. Задняя часть кузова была съёмной, упрощая доступ к двигателю, что особенно важно во время соревнований.

Chevrolet Corvair

Американский автомобиль изначально задумывался как компактное и дешёвое средство передвижения. После нескольких коммерческих неудач машину переделали под спорткар.

Шестицилиндровый оппозитный двигатель располагался в задней части авто. Мотор с независимой подвеской и системой воздушного охлаждения. Благодаря плоской форме, двигатель не создавал выпуклости, что позволяло использовать его для пикапов и даже фургонов.

MG Metro 6R4

Первый полноценный экземпляр гоночного автомобиля был изготовлен в 1985 году. В основу лёг хэтчбек Austin Metro.

По техническим характеристикам автомобиль не уступал Peugeot 205 Turbo 16. Кроме того, для этой гоночной машины был выбран специальный 6-тицилиндровый двигатель, который инженеры разработали с нуля.

В задней части приваривался широкий подрамник, куда устанавливался мотор и крепилась подвеска. Крыша выполнена из алюминия, а панели кузова из пластика, что делало автомобиль лёгким и манёвренным.

К сожалению, история Metro 6R4 продлилась только 1 сезон. В 1986 году комитет запретил участвовать в гонках автомобилям «Группы Б».

Lada Eva

Автомобиль разработали на Вильнюсском автозаводе. Lada Eva была похожа на ВАЗ 2108, но имела более широкий каркас, куда крепились откидной капот и багажник.

Двигатель ВАЗ-2106 располагался перед задним мостом, но это ещё не всё. Его мощность составляла 300 л.с.! Для сравнения, пиковая мощность Porsche 911 — 231 л.с. Чтобы добиться такого результата, инженеры оставили основной блок от ВАЗ 2106, добавили турбонаддув, поршни, камеры сгорания нестандартной формы и четыре клапана на цилиндр.

ЗАЗ-965/966/968

Легендарный «Запорожец» начали разрабатывать ещё в 1956 году, а конвейерная сборка стартовала в 1961-м.

Для широкого производства был подобран двигатель МеМЗ-965 с 4-мя цилиндрами, расположенными V-образно, и воздушным охлаждением. В сумме это давало мощность 23 л.с. Устанавливать мотор спереди было нецелесообразно, поэтому его просто вынесли назад, расположив прямо у задних ведущих колёс.

Двигатель для модели 966, так называемой «сороковки», был усовершенствован путём увеличения хода поршня и диаметра цилиндров.

Также была улучшена система охлаждения, позволяющая проходить воздуху через «уши», ведущие напрямую к вентилятору. Располагался агрегат в том же месте, что и у ЗАЗ-965.

Как и у предшественников, двигатель в этой модели находился в задней части машины, но получил ряд модификаций. Например, цилиндры были ребристыми и изготавливались из чугуна, а головки цилиндров — из алюминия. Максимальная скорость — 100 кч.

Porsche 911

Выпуск спорткара начался ещё в 1963 году. Чтобы сохранить пространство в салоне, решено было создавать модель с заднемоторной компоновкой. Шестицилиндровый двигатель развивал мощность до 130 л.с., а скорость до 100 км/ч развивал за 8.5 секунд.

Несмотря на множественные последующие модификации и смену поколений, у данной модели по сей день остаётся заднемоторная компоновка.

Tata Nano

Своему появлению авто обязано индийской компании Tata Motors. Изначально модель задумывалась как авто для малоимущего населения. Доступ к мотору, расположенному в задней части авто, можно получить, откинув или демонтировав спинки задних кресел.

Технические характеристики оставляют желать лучшего: мощность двухцилиндрового двигателя — только 38 л.с.

Вопреки ожиданиям производителей, Nano продавался плохо. Покупатели предпочли дешёвому авто лёгкие мопеды и мотоциклы.

Тянуть, нельзя толкать: почему передний привод оказался лучше заднего

Фото: blogs.elpais.com

Заранее стоит сказать, что мы избегаем однозначных формулировок, и у каждого компоновочного решения есть свои плюсы и минусы. И все-таки передний привод, можно сказать, победил. Хотя и не до конца. Почему же? Для понимания этого тренда нужно слегка углубиться в историю.

Как все начиналось…

Изначально все машины имели мотор в центре и оснащались задним приводом, ведь привод колес был в основном цепным — почти как у велосипеда. Передние колеса, служащие для поворота, приводить в движение таким способом было проблематично.

Потом произошла миграция мотора в переднюю часть кузова. Двигатель был большим и тяжелым, обслуживать его нужно было часто, а охлаждать хорошо, потому его стремились разместить спереди, чтобы обдувать набегающим воздухом. Так к двадцатым годам ХХ века сформировалась «классическая» компоновка: двигатель спереди и привод на заднюю ось через карданный вал. Особой конкуренции передний привод ей не мог представлять вплоть до 60-х годов.

Конструкция с мотором спереди и длинным карданным валом для привода колес была относительно тяжелой и объемной. Для того чтобы «тянуть» момент на противоположную ось, нужен был отдельный корпус главной передачи и отдельный неразрезной мост на задней оси… Собирать такую машину было сложнее, она получалась крупной, тяжелой и, следовательно, дорогой. Меж тем послевоенный бум спроса в обедневшей Европе потребовал появления гораздо более дешевых и простых машин.

Многие производители в поисках дешевой компоновочной схемы выбирали вариант с задним расположением мотора: в частности, заднемоторными были дешевые бестселлеры Volkswagen Kaeffer, Fiat 500 и Renault 4CV. Они были хороши всем для своего времени, но зимой и в дождь доставляли владельцам немало проблем.

Во-первых, у них сложная управляемость, склонность одновременно к заносам и сносам передней оси в разных условиях. Во-вторых, были проблемы с отоплением салона. Точнее, отопление было из рук вон плохим, потому как тянуть воздуховоды из заднего отсека было проблемой, а моторы на дешевых машинах старались ставить тоже дешевые — с воздушным охлаждением. Соответственно, на помощь горячего антифриза, греющего печку, рассчитывать не приходилось.

Борьба и компромиссы

Альтернативную религию исповедовали в несуществующей ныне фирме DKW и французы из Citroen. В частности, суперпопулярный Citroen 2CV был переднеприводным и переднемоторным. В управляемости он выигрывал, имел вполне эффективный подогрев салона и ветрового стекла, да и про лучшее охлаждение мотора набегающим воздухом в летнее время тоже забывать не стоит.

Но оставались две проблемы. Двойные короткие карданчики для передачи момента вперед, которые вместо нормальных ШРУСов поначалу использовали французы, были дороги и часто ломались. Мощность двухцилиндрового оппозитного мотора составляла всего 12 л.с. Название модели 2CV — «де шво» — переводится как «две лошадиные силы» (речь шла о так называемых «налоговых» силах). DKW использовала двухтактные моторы с двумя или тремя цилиндрами на массовых моделях, которые располагались поперечно в ряд с коробкой передач, почти как у современных машин. Но кузова их машин, сделанные из стальных труб и фанеры, были старомодными и тяжелыми. В общем, дешевые машины без карданного вала оставались уделом тех, кто готов был передвигаться, несмотря на трудности.