Схемы компоновки автомобилей

 

Содержание.

 

1. Введение.
2. Классическая компоновка.
3. Компоновка с задним расположением двигателя.
4. Компоновка с передним расположением двигателя.
5. Заключение.
6. Список используемой литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Первые автомобили отличались от конных экипажей главным образом отсутствием лошади. Ведь об оптимальном расположении агрегатов тогда никто не думал. Проблема обеспечения хорошей устойчивости и управляемости перед конструкторами в то время просто не стояла. Но скорости росли, требования к машинам тоже и постепенно автопроизводители разработали несколько различных компоновок, каждая из которых обладает своими особенностями.

От компоновки автомобиля в существенной степени зависят эксплуатационные свойства. Компоновка определяет габаритные параметры автомобиля, распределение его массы по осям, степень использования габарита в плане под грузовую платформу, в некоторой степени схему ходовой части и трансмиссии, рабочее место, удобство работы водителя, технического обслуживания и ремонта и, как следствие, устойчивость, проходимость, управляемость, грузовместимость и другие показатели, характеризующие эффективность использования автомобиля. Поэтому при проектировании компоновке уделяется особое внимание. 
Различают общую компоновку автомобиля, под которой понимают главным образом расположение двигателя, кабины и платформы (обычно оценивают только расположение двигателя и кабины, так как размещение платформы получается произвольным) и компоновку ходовой части и трансмиссии. В наибольшей степени техническое совершенство автомобиля и его приспособленность к выполнению тех или иных эксплуатационных задач зависит от общей компоновки. Компоновка ходовой части и трансмиссии влияют лишь на некоторые эксплуатационные свойства.

Известны три основные компоновочные схемы автомобиля: классическая (силовой агрегат расположен спереди, ведущие колеса задние); с задним расположением двигателя; с силовым агрегатом, расположенным спереди, ведущие колеса передние (переднеприводная).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классическая компоновка.

В этом случае двигатель и коробка  передач размещаются в передней части автомобиля, а крутящий момент передается на задние колеса. Причем поначалу для этого использовались цепи (такую  схему в конце 19 века предложил  знаменитый конструктор Эмиль Левассор), а позднее, по предложению не менее известного инженера Луи Рено, их заменили привычным карданным валом. 

У машины с классической компоновкой развесовка (распределение  массы по осям), как правило, близка к оптимальным 50/50. В результате автомобиль хорошо слушается руля, а его шины изнашиваются более равномерно. Кроме того, такие модели зачастую отличаются достаточно большим багажником, поскольку его объем ограничивается лишь элементами подвески и привода колес. 
   Тем не менее, классическая схема расположения агрегатов обладает существенными недостатками. Прежде всего, такие автомобили отличаются неважной устойчивостью. Попробуем провести простой эксперимент – быстро толкать пальцем, лежащий на столе карандаш. Он все время будет стремиться куда-нибудь повернуть. То же самое происходит и с машиной. Причем возникающий занос в данном случае прогрессирующий – сила инерции стремится еще больше развернуть автомобиль. Многим водителям столь азартный характер даже нравится, но для большинства обычных потребителей это может быть опасным. Поэтому автопроизводители вынуждены большое внимание уделять настройкам электронных систем безопасности моделей с классической компоновкой, тем самым удорожая их. 
    Кроме того, большой центральный тоннель, необходимый для размещения карданного вала, занимает много места в салоне. Зачастую это даже не позволяет разместить на заднем ряду сидений среднего пассажира. Расположенный продольно двигатель также заставляет растягивать в длину кузов, чтобы не сокращать пространство салона. Да и в целом классическая схема достаточно громоздка и потому не лучшим образом сказывается на весе машины. 
    Поэтому сегодня лишь немногие автопроизводители сохранили верность традициям. И классическую компоновку теперь можно встретить в основном лишь на некоторых моделях премиальных марок – BMW, Mercedes-Benz, Lexus, Jaguar...

 

Компоновка с задним расположением  двигателя.

Эта компоновка предполагает заднее размещение двигателя и ведущих  колес. В результате, корма автомобиля получается перегруженной, что придает ему весьма интересные особенности. Например, подобную схему можно встретить на спортивных моделях (вроде Porsche 911), поскольку в этом случае при разгоне ведущие колеса загружаются сильнее и позволяют полностью реализовать потенциал мотора. В то же время благодаря хорошей загрузке ведущей оси такие машины зачастую обладают очень хорошей проходимостью (вспомните наш отечественный «Запорожец»). Не стоит забывать и о том, что заднемоторная компоновка, равно как и переднеприводная, компактна и обладает небольшой массой.

При переднем свесе обычной длины  автомобиль с задним расположением  двигателя короче автомобиля, сконструированного по классической схеме компоновки, на 10 %. Стоимость его меньше, пассажиры  располагаются в зоне комфорта.

К преимуществам заднеприводной схемы  компоновки с задним расположением  двигателя можно также отнести: простоту конструкции передней подвески, возможность разгона на мокрой дороге, при гололеде и на подъеме, а также отсутствие туннеля в основании кузова.

Недостатки этой схемы вытекают из ее достоинств. При смещении массы машины назад разгружаются ее управляемые колеса, поэтому такой автомобиль подчас неустойчив на дороге и чем больше скорость, тем больше водителю приходится подруливать. Также характерны плохая управляемость при гололеде в связи с малой нагрузкой передних колес, повышенная чувствительность автомобиля к действию бокового ветра и др. Отчасти решить эту проблему помогают лишь современные электронные системы безопасности. 
   А еще заднемоторные модели, как правило, очень непрактичны. Ведь вся задняя часть кузова у них занята силовым агрегатом и багажник приходится размещать спереди. Но в этом случае его объем ограничен элементами подвески, рулевого управления и даже ногами водителя и переднего пассажира. Так что на просторный грузовой отсек рассчитывать не приходится. 

 

Компоновка с передним расположением двигателя.

Большинство автомобилей, выпускаемых  в настоящее время, выполнены  по переднеприводной схеме с передним расположением двигателя. Такие  автомобили выпускаются во всех класах — от особо малого до высшего. Объясняется это прежде всего возможностью значительного улучшения устойчивости автомобиля. Автомобилям с передним приводом свойственна «недостаточная» поворачиваемость, так как на передние колеса приходится значительно большая нагрузка, чем на задние и, кроме того, передние, а не задние колеса работают в ведущем режиме. Автомобиль этого типа, двигаясь с высокими скоростями по прямой траектории, не требует частого воздействия водителя на рулевое колесо для сохранения прямолинейного движения.

При приводе на передние колеса автомобиль менее склонен к заносу на поворотах  и на скользком дорожном покрытии и, кроме того, занос легко предотвращается  увеличением тягового усилия, т. е. за счет увеличения скорости движения; автомобиль, сконструированный по переднеприводной схеме, по сравнению с автомобилем с задним приводом примерно в два раза менее чувствителен к воздействию бокового ветра.

Проходимость автомобиля с передним приводом при движении по мягким грунтам выше, чем автомобиля с задним приводом (передние колеса, накатываясь в ведущем режиме на препятствие, легко преодолевают его, в то время как в ведомом режиме они или деформируют грунт, если он мягкий, или просто упираются в него, сжимая шину). Задние колеса, двигаясь в ведомом режиме, идут по уплотненной колее передних.

В производстве переднеприводная схема  компоновки автомобиля дает возможность  снижать его массу или материалоемкость на 6...10 % (максимальное уменьшение массы  обеспечивается при поперечном расположении двигателя). Этому способствует сокращение общей длины автомобиля, исключение из его конструкции карданного вала, использование менее металлоемкого заднего моста, объединение в один блок главной передачи и коробки передач. Номенклатура деталей переднеприводного автомобиля также сокращается. Кроме того, при поперечном расположении двигателя конические шестерни главной передачи заменяют цилиндрическими, благодаря чему снижается трудоемкость их изготовления, устраняется необходимость в регулировке при сборке на заводе и в эксплуатации. Более того, при поперечном расположении двигателя и отказе от конических шестерен можно использовать общую смазочную систему для коробки передач и главной передачи.

Наиболее современными в компоновочном  отношении являются автомобили «Audi 50», «Ford Fista», «Fiat 127» и «Volkswagen Polo» с поперечным расположением двигателя. Распределение нагрузки осевых нагрузок этих автомобилей составляет 61 и 39 %. По такой же схеме выполнены и автомобили ВАЗ-2108 и ЗАЗ-1102.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Если принять, что кузов и  багажное отделение должны оставаться одинаковыми для всех трех схем компоновок, оказывается, что наибольшую длину  будет иметь автомобиль классической компоновочной схемы и наименьшую – переднеприводной с поперечным расположением двигателя, хотя известно, что при установке двигателя поперек сзади также можно получить компактную конструкцию автомобиля. При сравнении автомобилей с разными компоновочными схемами оказывается, что переднеприводный автомобиль имеет преимущество: при почти равном рабочем объеме цилиндров двигателя, сравнимых размерах кузова, багажника и одинаковых прочностных показателях масса его примерно на 7–9% меньше, чем у автомобиля классической компоновки. Если же сравнить их стоимости изготовления, то менее дорогостоящим является заднеприводной автомобиль с задним расположением двигателя, а наиболее дорогостоящим переднеприводный. Согласно последним исследованиям наибольшей безопасностью при движении с большой скоростью и по обледенелым дорогам обладают переднеприводные автомобили.