Автомобили

Конструкции и схемы легковых автомобилей

Компоновочной схемой автомобиля называют взаимное расположение его основных узлов и агрегатов, от которого зависит конструкция узлов и агрегатов. Компоновочная схема оказывает большое влияние на эксплуатационные свойства автомобиля. Важнейшими характеристиками компоновочной схемы являются число и расположение ведущих колес. Для оценки этих особенностей конструкции используются два понятия: «колесная формула» и «тип привода».

Колесная формула характеризует количество ведущих и ведомых колес автомобиля (сдвоенные колеса считают как одно). Колесная формула имеет вид m×n, где m — общее число колес, а n — число ведущих колес.

Например, транспортное средство с колесной формулой 6×4 имеет шесть колес, четыре из которых ведущие. если количество ведущих и ведомых колес автомобиля одинаковое, автомобиль называют полноприводным.

В некоторых полноприводных автомобилях предусматривается возможность отключения части ведущих колес, при этом отключенные от привода колеса становятся ведомыми. Колесная формула автомобиля в этом случае не изменяется, так как в общем случае она обеспечивает максимальные, с точки зрения создания тяговых сил, возможности автомобиля.

Колесная формула

Привод ведущих колес — это совокупность деталей и узлов, обеспечивающих подвод крутящего момента непосредственно к ведущим колесам автомобиля. Автомобили с одинаковой колесной формулой могут иметь разные типы приводов.

Заднеприводным называют автомобиль с колесной формулой 4×2, у которого ведущими являются задние колеса.

Переднеприводным называют автомобиль той же колесной формулы, у которого ведущими являются передние колеса. Для автомобилей с числом колес больше четырех эти термины не подходят, и для оценки типа привода приходится прибегать к более детальному описанию конструкции.

Основные компоновочные схемы легковых автомобилей показаны на рис. 1.

Компоновочные схемы легковых автомобилей

Рис. 1. Компоновочные схемы легковых автомобилей: а — классическая; б, в — заднемоторная; г, д — переднепривоная; е, :ж, з — полноприводная

Классическая компоновочная схема (рис. 1, а). Двигатель 1 расположен в передней части автомобиля, а ведущие колеса — задние. Крутящий момент от двигателя к ведущим задним колесам последовательно передается через сцепление 2, коробку передач 3, карданную передачу 4 (5 — подвесная опора карданной передачи), главную передачу 6 и привод 7 ведущих колес. При такой компоновочной схеме масса автомобиля распределяется по осям равномерно, что положительно влияет на устойчивость, управляемость, проходимость автомобиля и долговечность шин. Такая компоновка широко используется для всех типов легковых автомобилей.

Заднемоторная компоновочная схема (рис. 1, б, в). Двигатель расположен в задней части автомобиля, ведущие колеса — задние. Масса автомобиля в большинстве случаев распределена неравномерно, и задние колеса оказываются более нагруженными. Усложняются конструктивные схемы отопления салона, вентиляции и обдува ветрового стекла, уменьшается объём багажного отделения. При такой компоновочной схеме двигатель вместе со сцеплением, коробкой передач и главной передачей образует силовой агрегат, который может быть расположен как вдоль оси автомобиля, так и поперек.

Заднемоторная схема не оказывает существенного влияния на эксплуатационные свойства автомобиля, но позволяет уменьшить его длину. Последовательность передачи крутящего момента через механизмы трансмиссии не зависит от компоновочной схемы, однако устройство трансмиссии в целом, её узлов и агрегатов зависит от неё. Так, например, на схеме (рис. 1, 6) главная передача 6 находится между сцеплением 2 и коробкой передач 3, карданная передача отсутствует.

Крутящий момент от двигателя последовательно проходит через сцепление, коробку передач, главную передачу и привод 7 ведущих колес. При такой компоновочной схеме конструкция главной передачи усложняется. Усложняется и конструктивная схема коробки передач, так как её входной и выходной валы должны проходить через отверстия одной стороны картера (корпуса).

Для достижения желаемых показателей распределения масс автомобиля и величины момента инерции относительно вертикальной оси, двигатель смещают назад, и он может располагаться за задней осью, над ней или перед ней. В последнем случае компоновочную схему называют «центральномоторная».

Переднеприводная компоновочная схема (рис. 1, г, д). Двигатель расположен в передней части. При такой компоновочной схеме двигатель вместе со сцеплением, коробкой передач и главной передачей образует силовой агрегат, который может быть расположен как вдоль оси автомобиля, так и перпендикулярно оси (поперек автомобиля), ведущие колеса — передние.

Масса автомобиля может быть распределена по осям равномерно за счет изменения положения двигателя относительно передней оси, но во многих случаях это приводит к значительному увеличению переднего свеса и длины автомобиля. Крутящий момент от двигателя 1 последовательно проходит через сцепление 2, коробку передач 3, главную передачу 6 и привод 7 ведущих колес.

При продольном расположении двигателя (рис. 1, д) снимаются ограничения на длину двигателя, удается унифицировать валы привода ведущих колес и упрощается создание полноприводной версии конструкции. Конструкция главной передачи сложна так же, как и в случае заднемоторной компоновки.

При поперечном расположении двигателя на переднеприводном автомобиле (рис. 1, г), в отличие от рассмотренных компоновочных схем, не требуется изменять направление передачи потока мощности в трансмиссии, поэтому в главной передаче используется редуктор с цилиндрическими, а не коническими шестернями, который может иметь картер, общий с коробкой передач.

Переднемоторная схема, при определенных дорожных условиях, позволяет несколько улучшить управляемость и устойчивость автомобиля, и увеличить объем багажного отделения. В настоящее время существует устойчивая тенденция к расширению применения переднеприводной компоновочной схемы на легковых автомобилях.

Полноприводная компоновочная схема (рис. 1, е, ж, з) позволяет реализовывать на колесах силу тяги, максимально возможную по условиям движения (равную сцепному весу автомобиля), что особенно важно при плохих условиях сцепления колес с дорогой. Двигатель располагается в передней части автомобиля. Силовой агрегат при продольном расположении двигателя (рис. 1, е, ж) состоит из двигателя 1, сцепления 2 и коробки передач 3. При поперечном расположении двигателя (рис. 1, з) силовой агрегат состоит из двигателя 1, сцепления 2, коробки передач 3, главной передачи 6 и коробки отбора мощности 9. Структурная схема трансмиссии зависит от способа распределения крутящего момента (типа привода или способа подключения привода колес отключаемой оси).

Схема с раздаточной коробкой (рис. 1, е) применяется на автомобилях повышенной проходимости. Обеспечивает лучшие, по сравнению с другими вариантами полноприводных схем, показатели проходимости автомобиля. Крутящий момент от коробки передач 3 с помощью промежуточной карданной передачи подводится к раздаточной коробке 8 и распределяется (или увеличивается и распределяется) с помощью карданных передач 4 между главными передачами 6 передних и задних осей автомобиля, далее с помощью приводов 7 между колесами осей.

Схема с распределением крутящего момента с помощью муфты (рис. 1, ж, з) применяется с целью наиболее полной реализации мощности двигателя за счет увеличения суммарной силы тяги при использовании всех колес, как ведущих. В основном такая схема используется для переднеприводных автомобилей с отключаемым приводом задней оси. Двигатель может располагаться вдоль или поперек оси (рис.1, ж, з), а распределение крутящего момента происходит без раздаточной коробки, с помощью муфты свободного хода или с помощью вязкостной муфты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *