Teate täpselt, mida oma uuelt autolt soovite. Olete valinud võimsa V8 mootori, särtsaka neljasilindrilise, ökonoomse hübriidi või tipptasemel elektriauto, kuid On veel üks oluline küsimus, mida kaaluda: millise ajamiga peaks see mootor olema kinnitatud? Tagavedu? Esirattavedu? Kõik rattad sõidavad? 4x4? Olenemata sellest, kas teie autot juhivad esi-, tagarattad, kõik neli ratast või midagi vahepealset, on igal süsteemil oma eelised ja puudused.
Esiteks mõned põhitõed: „ajam” on mootori või elektrisõiduki (EV) puhul „mootori”, mis annab autot jõuallika, ja edasikandumine, mis kasutab rataste pööramiseks ja auto liikuma panemiseks mootori jõudu. Mootor ja käigukast on tegelikult kaks eraldi ja väga erinevat mehaanilist süsteemi, mis on omavahel tihedalt seotud. Üheskoos moodustavad nad teie auto jõuülekanne, mida mõned inimesed nimetavad ka jõuülekandeks.
Soovitatavad videod
Selle artikli eesmärk on anda teile üldine ettekujutus sellest, mida iga võimaliku jõuülekande konfiguratsiooni puhul oodata. Pidage meeles, et üksikud autod võivad olenevalt nende varustusest ja häälestusest toimida väga erinevalt. Corvette ja Lincoln Town Car on mõlemad tagaveolised, kuid ilmselgelt ei tööta need samamoodi. Siin on põhjus.
Võimsus, määratletud
Iga siin käsitletav jõuülekande konfiguratsioon saadab mootori võimsuse ratastele erineval viisil, kuid kuidas täpselt auto võimsust mõõta? Kui rääkida autodest, siis võimsust mõõdetakse üldiselt kahel viisil: hobujõud (mõõdetakse hobujõuühikutes) ja pöördemoment (mõõdetakse naela-jalgades).
Ja jah, hobujõud on hobuste päritolu. See on tegelikult suvaline arv, et aurumasina leiutaja, 18. sajandi Šoti insener James Watt, mis töötati välja siis, kui ta tahtis võrrelda oma masina võimsust veohobuste omaga. See võrdub 746 vatti (sama mehe järgi nimetatud mõõtühik) elektrienergiaga.
Hobujõud on energia vorm. See on see, mis juhib autot mööda teed ja mis teeb need võimalikud kangelaslikud tippkiirused. See pole aga see, mis rattad tegelikult käima paneb. Selleks vajate midagi, mida nimetatakse "pöördemomendiks".
Pöördemoment on keerduv jõud; see on sama jõud, mida kasutate hapukurgipurgi avamiseks või kruvi lahti keeramiseks. See paneb ka auto paigalt liikuma. Sellepärast kuulete sageli käigupeasid oma autode "madala pöördemomendi" üle uhkustamas ja see on põhjus pikapitel on seda nii palju: kiireks kiirendamiseks või raske koorma liikuma panemiseks on pöördemoment see, mida te vaja.
Nii et auto liikumisvõime põhineb nii hobujõududel kui ka pöördemomendil, kuid mida te sellega peale hakkate, kui olete selle kätte saanud? Siin tulebki jõuülekanne sisse.
Tagavedu: esialgne tee edasi
Ford Model T mootor oli ees, ajam aga keeras rattaid taga. Sel ajal tegi enamik järgnenud autosid mõjuval põhjusel sama. "Tagavedu" on lihtsaim viis auto jõuülekande pakendamiseks, kuna komponendid, mis sisaldavad süsteemi, mis edastab mootori jõu ratastele, saab hajutada kogu auto pikkuses alumine pool. See on ka parim alus suurepäraseks käsitsemiseks. Kuigi see kõlab päris hea tehinguna, võivad samad voorused olla ka puudused.
Alustame positiivsetest külgedest: tagarataste jõuallikaks jäetakse esirattad roolimise ja suurema osa pidurdamisest. Esiratastel paluda ka autot liigutada – teha kõik kolm – võib olla väga keeruline, eriti võimsate autode puhul. Seega kipub tagavedu olema sportautode ja nende juhtide lemmiksüsteem.
Selline tööjaotus esi- ja tagarataste vahel muudab sõitmise lõbusamaks. Väga võimsate tagaveoga autode puhul saab elukutseline juht tegelikult kasutada gaasipedaali, et aidata kurvis roolida, keerates tagarattaid natukene! Seda tuntakse kui auto tagaosaga roolimist. Võimsuse hoolikas moduleerimine gaasipedaali abil mõjutab tagarataste veojõudu, võimaldades autol kurvis veidi pöörata. Seda nimetatakse "ülejuhitavaks" ja see on "triivimise" ja kogu Hollywoodi autode tagaajamistes ringi libisemise võlu. Kuid ärge proovige seda kodus.
Võimalus vähendada rataste haardumist võib olla veidi probleem, kui te pole Hollywoodi filmis trikijuht. Kuna auto tagatelje raskus on harvem tavaliselt väiksem, on tagaveolistel autodel oma olemuselt väiksem veojõud kui teistel (seega rataste pöörlemise võimalus). See tähendab, et kui teed muutuvad libedaks, võivad tagaveosüsteemi rattad kergemini tiirleda ja auto võib kontrolli alt välja libiseda. Kaasaegsed turvasüsteemid, nagu veojõukontroll, aitavad seda probleemi vältida, kuid kui soovite seda täiustatud sõidutehnikat õppida, minge professionaalsesse sõidutundi. Kui teete seda valesti, võib see põhjustada avarii, kokkupõrke või hullematki.
Muidugi võib tunduda, et veojõuprobleemi lahendab mootori taha panemine, üle tagatelje. Porsche on seda teinud algusest peale ja 911 peetakse laialdaselt maailma parimaks universaalseks sportautoks. See on ka ainus praegu tootmises olev tavamootoriga auto, kuna see paigutus tekitab oma käsitsemisprobleeme. Kas mäletate 1960ndate Chevrolet Corvairi? Ebatavaline juhitavuse dünaamika, mille on loonud selle taha paigaldatud mootor, inspireeris muu hulgas raamatu kirjutanud Ralph Naderi viha. Ebaturvaline igal kiirusel ja määras Corvairi hukule. Kuid paljud inimesed – sealhulgas paljud osavad juhid – leidsid, et Nadar eksis ja tänapäeval on Corvair ihaldatud klassikaline auto. Kellel oli õigus? Mingil määral olid nad mõlemad. Valesti tehes võib tagamootoriga autoga sõita käputäis. Nagu Porsche ja Volkswagen on tõestanud, võib õigesti tehtud auto tulemuseks olla lõbus ja ohutu sõita.
Tagaveoga kaasnevad ka mõned pakendiprobleemid. Et anda veovõllile ja tagumisele diferentsiaalile (käigumehhanism, mis kannab jõu veovõllilt ratastele) piisavalt kliirens, auto keskelt alla kulgev kõrge ülekandetunnel on vajalik ja see sööb osa sisemust ja pakiruumi ruumi. Sealt pärineb see küür tagaveolise auto salongi keskel.
Sisuliselt on tagavedu kõige lõbusam, kuid kõige vähem praktilisem viis. Veojõu puudumine võib muuta sõitmise keeruliseks, kui elate piirkonnas, kus on palju vihma, lund või jääd, kuid enamik parimate juhi autodest on tagaveolised. Raske on vaielda kiirusdeemonitega nagu Ferrari 458 Italia ja BMW M5, mis mõlemad on tagaveolised.
Esivedu: tavapärane valik
Tagaveo piirid panid autotootjad otsima alternatiivi ja nad tulid välja tänapäeval turul kõige populaarsema konfiguratsiooniga: esiveoga. Honda Civicu ja Toyota Camry eelistatud seadistus on tagaveo vastand ja mitte ainult ilmselgelt. Kui tagavedu pakub paljudele jõudlusautodele praktilisuse arvelt sõidunaudingut, siis esivedu seab praktilisuse esikohale ja lõbu teisele kohale.
Esiveo ilmselgeks eeliseks on parem haarduvus: kuna mootor istub veorataste kohal, surub need teele alla rohkem raskust. See muudab esiveoliste autode juhtimise talvel või libedatel oludel lihtsamaks.
Ka esivedu on andestavam. Selle iseloomulik juhitavus on alajuhitavus, tunne, et esirattad ei pöörle, kui auto kurvi sõidab. Kui enamik inimesi tunneb, et on kaotamas kontrolli oma auto üle, lasevad nad instinktiivselt gaasi välja ja juhivad. See põlvetõmbesaak toimib kõige paremini esiveoga, kuid see võib põhjustada ülejuhitava tagaveolise auto pöörlemist.
Esirataste vedamine võib olla ohutum, kuid ka vähem nauditav. Esirataste palumine sõita, pidurdada ja juhtida on pikk käsk; inimesed ei ole multitegumtöös kuigi osavad, ega ka autod. Võimsatel esiveolistel autodel on pöördemomendi juhtimine, mille puhul rattaid tõmbab mootori võimsus auto kiirendades erinevatesse suundadesse. See pole kindlasti lõbus ja seepärast on enamik sportlikke esiveolisi autosid väikesed, mõõdukalt võimsad luukpärad nagu Ford Focus ST, Mazdaspeed3 ja Volkswagen GTI.
Esivedu on lõppude lõpuks pigem pakend kui jõudlus. Enamikul esiveolistest autodest on käigukast, mis ühendab käigukasti ja esitelje üheks tükiks (sellest ka nimi), kuid toimib samamoodi nagu tavaline tagaveosüsteem. Lisaks sellele, et käigukast on kompaktsem kui eraldi käigukast ja sild, võimaldab käigukast ka esiveoliste autode mootorit külgsuunas paigaldada. See võimaldab väiksemat mootoriruumi, jättes reisijatesalongi rohkem ruumi. Käigukastitunneli ja tagumise diferentsiaali puudumine suurendab ka sise- ja pagasiruumi – auto sisemuse keskel pole kühmu.
Nelikvedu: mõlema maailma parim?
Vaid kahe ratta jõul, olgu ees või taga, on selgelt piirangud ja nende eelised. Kuidas on siis kõigi nelja toitega?
Selleks on rohkem kui üks viis. Autotootjad nimetavad üldiselt "nelivedu" ja "nelikvedu" erinevateks asjadeks ning tegelikult on olemas kaks erinevat süsteemi. Esimene ja algne süsteem, nelikvedu, laialt tuntud kui "4X4", hõlmab jõu suunamist käigukastilt nii taga- kui ka esiratastele. mehaanilise seadme kaudu, mida nimetatakse ülekandekastiks. See on eelistatud süsteem maastikusõidukitele, nagu džiibid, mis tavaliselt tulevad 4×4-ga. kleebised. See on see, millest inimesed tavaliselt räägivad, kui nad kasutavad väljendit "nelivedu".
Nelikveolised sõidukid tunnevad juhiistmelt kindlalt vana kooli moodi. Enamik 4X4 toega sõidukeid nõuavad, et juhid vahetaksid nelikveo sisse käsitsi, kasutades käigukangi kõrval olevat hooba, või luksuslike maastikusõidukite puhul on vajutamiseks spetsiaalne nupp. Enamasti kasutavad 4X4-süsteemiga sõidukid liikumiseks ainult kaherattavedu, kuni olukord muutub raskeks. Kuna need on mõeldud peamiselt maastikusõiduks, sõltuvad 4 × 4 sõidukid veojõu parandamiseks ja haldamiseks ka madalast käigust. Kui olete kunagi maastikurattaga erineval maastikul sõitnud, siis teate, et käigu vahetamine võib asja tõesti lihtsamaks teha. Sama asi on 4x4-ga: nende madal käik võib piirata kiirendust ja nüri juhitavust, kuid nad suudavad ületada ka takistusi, mis segaksid 4x4-süsteemita sõidukeid.
Pärast ebatasast maastikust väljumist saab enamik 4x4 sõidukeid lülituda tagasi kaherattaveole ja sõita tavapäraselt. Siin on mõned 4x4 tegevused Jeepis ja Range Roveris:
Teine ja populaarsem variant on nelikveo variatsioon, mida juhib elektroonika, mida tavaliselt nimetatakse "nelikveoks" või AWD-ks. Jällegi, käigukast toidab esirattaid teise väljundvõlliga, mis saadab jõu tagaratastele. Kuna see ei nõua madalalt rippuvat esidiferentsiaali, on see eelistatud seadistus maanteesõidukite ja crossoverite jaoks, nagu Subaru Forester.
Uute autode ja maasturite arvutiga juhitavad nelikveosüsteemid võimaldavad nendega juhtida nagu iga teist autot: lihtsalt istute ja lähete. Tavaliselt pole nuppe, mida vajutada, ega hooba tõmbamiseks, AWD-süsteem on kogu aeg sees. Arvutid jälgivad rataste kiirust ja võivad suunata jõudu ratastele, millel on käigu pealt kõige rohkem haarduvust. Sellest tulenevalt kipuvad nelikveolised autod ja maasturid teedel rohkem hakkama saama nagu nende kaherattaveolised kolleegid. Insenerid saavad esi-taga võimsuse jaotust varieerida, pakkudes eri sõiduolukordades erinevaid omadusi. Avatud maanteel sõitmine võib eelistada esiratastele rohkem jõudu, et hõlbustada sõitmist ja paremat läbisõitu bensiiniga lumes sõites töötavad kõik rattad veojõu säilitamiseks ja seda kõike ilma muudatusi tegemata autojuht. Erinevad autod kasutavad AWD-süsteeme erineval viisil. Perekonna crossover-maastur võib suurepäraselt hakkama saada, kui saadab suurema osa oma jõust esiratastele, kuid selleks superautodel nagu Audi R8 või Lamborghini Gallardo, tagarataste suurem võimsus annab parema tulemuse kiirendus. See on paindlik süsteemitüüp.
Kas nelikveol on puudusi? Nelikveosüsteemid lisavad autole küll kaalu ja keerukust ning mootor peab rohkem pingutama, et kõiki nelja ratast vastavalt vajadusele pöörata. See tähendab, et kütusesäästlikkus saab löögi ja autode AWD-versioonide baashinnad, millel on see lisavarustusena, on kõrgemad kui nende kaherattaveoga versioonid. Ostjad peavad otsima ka õiget tüüpi autot: peale linnamaasturite, mõnede luksussedaanide ja enamiku Subaru on valikuvõimalused samuti piiratud, kuid võite olla üllatunud, kui näete missugused autod sa saad nüüd võta AWD.
Aga oota, seal on veel.
Elektrimootorid ja lihtsam lähenemine
Hübriidid ja elektrisõidukid (EV) toovad turule uut tüüpi nelikveo: nad saavad kasutada elektrimootoreid üksikute rataste otseseks jõuallikaks. ratta sees, pole vaja veovõlleid, ülekandekaste ega keerulisi jõuülekandeid.
The Mercedes-Benz SLS AMG elektriajam on akutoitega versioon Mercedese tippsportautost. See asendab bensiiniversiooni ühe V8 mootori ja tavapärase jõuülekande nelja elektrimootoriga. Lisaks sellele ei anna nad sellele elektrifitseeritud sportautole nelikveo tasakaalu ja haarduvust, vaid ka neljarattaveo. mootoreid saab kasutada ka üksikute rataste pidurdamiseks kurvides, vedades auto õigesse kurvi rida. Siin on video SLS AMG EV-st töös näitab, mis on võimalik iga ratta elektrimootoritega.
Mitme mootoriga lähenemine võib hästi toimida ka hübriidautoga. The Porsche 918 Spyder on kindlasti kõige jõhkraim pistikhübriid, mis eales tehtud ja kasutab kahte elektrimootorit; üks juhib esirattaid ja teine on kinnitatud selle 4,6-liitrise V8 mootori külge auto tagaosas. Elektrimootorid on arvutiga juhitavad ja võimaldavad autot juhtida ka puhtalt elektri jõul, andes nii suure jõudlusega auto kohta 918 hämmastavat gaasi läbisõitu. Tulevane Acura NSX (allpool) kasutab kolme mootorit: ühte iga esiratta jaoks ja ühte tagumiste rataste ühendamist 3,5-liitrise V6 gaasimootoriga. Tulevik on avatud, kui rääkida sellest, kui mitmel viisil saab elektrimootoreid autodes kasutada.
Populaarses Tesla Model S elektriauto, üks arbuusisuurune elektrimootor on paigutatud tagarataste vahele. Kuna elektrimootorid toodavad võimsust palju suuremas vahemikus kui gaasimootorid, pole enamikul elektriautodel käigukasti selle tavapärases tähenduses. See tähendab, et käike ei ole vaja vahetada, kuna elektrimootor on peaaegu otse ühendatud veoratastega, võib-olla mootori ja ratta vahel on lihtne reduktor. Kiireks liikumiseks pöörleb elektrimootor lihtsalt kiiremini, lisaülekannet pole vaja. Võimalus toota autosid ilma keerulise käigukastita vähendab kaalu, kulusid ja keerukust autotootjatele ning tulemuseks on ka väga vaikne ja sujuv sõit, mida enamik elektriautosid teavad jaoks. Enamiku elektriautode jõuülekanne on gaasimootoriga autodega võrreldes tõesti väga lihtne ning võib suurendada töökindlust ja vähendada omanike remondikulusid.
See tõstatab küsimuse: kui ühes sõidukis on nii palju mootoreid ja mootoreid, kuidas arvutada välja hübriid- või elektriauto hobujõud? Lihtsaim viis on lisada mootori ja iga elektrimootori võimsus; autotootjad nimetavad seda "süsteemi koguväljundiks". Võtkem ülalmainitud Porsche 918 Spyder: see on bensiin mootor toodab 608 hj, selle eesmine elektrimootor 127 hj ja tagumine mootor 154 hj. See teeb koguvõimsuseks hämmastavad 887 hj!
Loomulikult mõõdetakse elektrimootorite väljundvõimsust tavaliselt kilovattides (kW), mitte hobujõududes. Kuidas teisendada kilovatte hobujõududeks? Lihtsalt korrutage kilovattide arv 1,341-ga (st 100 kW x 1,341 = 134 hobujõudu).
Samuti tuleb märkida, et hübriidides saavad elektrimootorid voolu anda ainult siis, kui nende akud on laetud, nii et kogu see võimsus ei pruugi kogu aeg saadaval olla. Hübriididel on sageli erinevad sõidurežiimid, mis seavad esikohale täiselektrisõidu, kütusesäästu või jõudluse, muutes ratastele toidetava bensiini ja elektrienergia kombinatsiooni. Need süsteemid on mudeliti erinevad.
Kui teil on ajamite kohta küsimusi, andke meile kommentaarides teada.
