Jūs tiksliai žinote, ko norite savo naujame automobilyje. Pasirinkote galingą V8 variklį, energingą keturių cilindrų, ekonomišką hibridą ar pažangiausią elektromobilį, bet dar reikia apsvarstyti dar vieną svarbų klausimą: prie kokios pavaros sistemos tas variklis turi būti prijungtas? Galinių ratų pavara? Priekinių ratų pavara? Visais ratais varoma? 4x4? Nesvarbu, ar jūsų automobilis varomas priekiniais ratais, galiniais ratais, visais keturiais ratais ar kažkas tarp jų, kiekviena sistema turi privalumų ir trūkumų.
Pirma, kai kurie pagrindai: „varomoji pavara“ yra variklio arba, jei tai elektrinė transporto priemonė („EV“), „variklio“, kuris varo automobilį, ir užkrato pernešimas, kuris naudoja variklio galią ratams pasukti ir automobiliui pajudėti. Variklis ir transmisija iš tikrųjų yra dvi atskiros ir labai skirtingos mechaninės sistemos, kurios yra glaudžiai susijusios. Kartu jie sudaro jūsų automobilį pavara, kai kurie žmonės taip pat vadinami „jėgos pavara“.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
Šis straipsnis skirtas suteikti jums bendrą supratimą apie tai, ko tikėtis su kiekviena galima pavaros konfigūracija. Atminkite, kad atskiri automobiliai gali veikti labai skirtingai, priklausomai nuo to, kaip jie įrengti ir sureguliuoti. „Corvette“ ir „Lincoln Town Car“ yra varomi galiniais ratais, tačiau akivaizdu, kad jie neveikia taip pat. Štai kodėl.
Galia, apibrėžta
Kiekviena pavaros konfigūracija, kurią aptarsime čia, skirtingai siunčia variklio galią ratams, tačiau kaip tiksliai išmatuoti automobilio galią? Kalbant apie automobilius, galia paprastai matuojama dviem būdais: arklio galiomis (matuojama arklio galių vienetais) ir sukimo momentu (matuojama svarais pėdomis).
Ir taip, arklio jėgos yra arklinės kilmės. Iš tikrųjų tai yra savavališkas skaičius, kad garo variklio išradėjas, XVIII amžiaus škotų inžinierius Jamesas Wattas, sukurtas, kai norėjo palyginti savo mašinos našumą su traukiamųjų arklių našumu. Tai atitinka 746 vatus (matavimo vienetas, pavadintas to paties vaikino vardu) elektros energijos.
Arklio jėgos yra energijos forma. Tai yra tai, kas stumia automobilį į kelią ir kas juos daro galimas didvyriškas didžiausias greitis. Tačiau tai ne tai, kas iš tikrųjų priverčia ratus pasukti. Tam jums reikia kažko, vadinamo „sukimo momentu“.
Sukimo momentas yra sukimo jėga; tai ta pati jėga, kurią naudojate atidarydami marinuotų agurkų stiklainį arba atlaisvindami varžtą. Tai taip pat priverčia automobilį pajudėti iš vietos. Štai kodėl dažnai girdėsite pavarų antgalius besigiriančius savo automobilių „žemos klasės sukimo momentu“ ir štai kodėl pikapai turi tiek daug: norint greitai įsibėgėti arba pajudinti sunkų krovinį, reikia sukimo momento reikia.
Taigi automobilio gebėjimas judėti priklauso nuo arklio galių ir sukimo momento, bet ką daryti su juo, kai jį gausite? Štai kur atsiranda pavara.
Galinių ratų pavara: originalus kelias į priekį
„Ford Model T“ variklis buvo priekyje, o pavara suko ratus gale. Tuo metu dauguma automobilių, kurie buvo po to, padarė tą patį, be priežasties. „Galinių ratų pavara“ yra paprasčiausias būdas supakuoti automobilio pavarą, nes komponentai, kuriuos sudaro sistema, perduodanti variklio galią ratams, gali būti paskirstyta per visą automobilio ilgį apačioje. Tai taip pat geriausias pagrindas puikiam valdymui. Nors tai skamba kaip gana geras sandoris, tos pačios dorybės taip pat gali būti trūkumai.
Pradėkime nuo teigiamų aspektų: galinių ratų maitinimas palieka priekiniams ratams valdyti vairavimą ir didžiąją stabdymo dalį. Prašyti priekinių ratų taip pat pajudinti automobilį – atlikti visus tris – gali būti labai sudėtinga, ypač galinguose automobiliuose. Taigi, galinių ratų pavara dažniausiai yra mėgstamiausia sportinių automobilių ir jų vairuotojų sistema.
Toks darbo pasidalijimas tarp priekinių ir galinių ratų daro vairavimą smagiau. Labai galinguose automobiliuose su galiniais ratais, profesionalus vairuotojas iš tikrųjų gali naudoti dujų pedalą, kad padėtų vairuoti posūkį, šiek tiek pasukdamas galinius ratus! Tai žinoma kaip „vairavimas su galine automobilio dalimi“. Kruopštus galios moduliavimas naudojant dujų pedalą paveikia galinių ratų sukibimą, todėl automobilis posūkyje gali šiek tiek pasisukti. Tai vadinama „perdėtu pasukimu“, ir tai yra „driftingo“ ir viso dūminio slydimo Holivudo automobilių gaudymosi magija. Bet nebandykite to namuose.
Galimybė sumažinti ratų sukibimą gali būti šiek tiek problema, jei nesate kaskadininkas Holivudo filme. Kadangi automobilio galinės ašies svoris paprastai yra mažesnis, galiniais ratais varomi automobiliai iš prigimties turi mažesnę sukibimą nei kiti (taigi, jie turi galimybę sukti ratus). Tai reiškia, kad kai keliai tampa slidūs, galinės pavaros sistemos ratai gali lengviau suktis ir automobilis gali slysti nevaldomas. Šiuolaikinės saugos sistemos, tokios kaip traukos kontrolė, padeda išvengti šios problemos, tačiau jei norite išmokti šios pažangios vairavimo technikos, eikite į profesionalaus vairavimo klasę. Jei tai padarysite neteisingai, tai gali sukelti avariją, susidūrimą ar dar blogiau.
Žinoma, gali atrodyti, kad variklio uždėjimas atgal, virš galinės ašies, galėtų išspręsti šią traukos problemą. „Porsche“ tai padarė nuo pat pradžių, o 911 yra plačiai vertinamas kaip geriausias pasaulyje universalus sportinis automobilis. Tai taip pat vienintelis šiuo metu gaminamas automobilis su galinio variklio varikliu, nes toks išdėstymas sukuria savo valdymo problemų. Prisimenate septintojo dešimtmečio „Chevrolet Corvair“? Neįprasta valdymo dinamika, kurią sukūrė gale sumontuotas variklis, be kita ko, įkvėpė Ralpho Naderio, kuris parašė knygą, pyktį. Nesaugus bet kokiu greičiu ir pasmerkė Korvairą. Tačiau daugelis žmonių, įskaitant daug įgudusių vairuotojų, manė, kad Nadaras suklydo ir šiandien Corvair yra geidžiamas klasikinis automobilis. Kas buvo teisus? Jie abu tam tikru mastu buvo. Neteisingai elgiamasi su galiniu varikliu. Kaip įrodė „Porsche“ ir „Volkswagen“, elgiantis teisingai, automobilis gali būti smagus ir saugus vairuoti.
Galinių ratų pavara taip pat turi tam tikrų pakavimo problemų. Kad kardaniniam velenui ir galiniam diferencialui (pavarų mechanizmui, kuris perduoda galią iš kardaninio veleno į ratus) būtų pakankamai prošvaisa, reikalingas aukštas transmisijos tunelis, einantis per automobilio vidurį, ir jis suryja dalį salono ir bagažinės erdvė. Štai iš kur ta kupra gale varomo automobilio salono viduryje.
Iš esmės galinių ratų pavara yra smagiausias, bet mažiausiai praktiškas būdas. Sukibimo trūkumas gali apsunkinti vairavimą, jei gyvenate vietovėje, kurioje daug lietaus, sniego ar ledo, tačiau dauguma geriausių vairuotojų automobilių yra varomi iš galo. Sunku ginčytis su greičio demonais, tokiais kaip Ferrari 458 Italia ir BMW M5, kurie abu yra varomi galiniais ratais.
Priekiniai ratai: pagrindinis pasirinkimas
Galinių ratų pavaros ribos paskatino automobilių gamintojus ieškoti alternatyvos, ir jie sugalvojo populiariausią konfigūraciją šiandien rinkoje – priekinių ratų pavarą. „Honda Civic“ ir „Toyota Camry“ mėgstama sąranka yra priešinga galinių ratų pavarai, ir ne tik akivaizdžiai. Nors važiavimas gale suteikia vairavimo malonumą daugeliui našių automobilių praktiškumo sąskaita, priekinėje pavaroje praktiškumas yra pirmoje vietoje, o smagumas – antroje vietoje.
Akivaizdus priekinių ratų pavaros pranašumas yra geresnis sukibimas: kadangi variklis sėdi virš varomųjų ratų, didesnis svoris stumia juos ant kelio. Dėl to priekyje varomus automobilius lengviau vairuoti žiemą ar slidžiomis sąlygomis.
Priekinių ratų pavara taip pat yra atlaidesnė. Jam būdingas valdymo bruožas yra nepakankamas pasukimas, pojūtis, kad priekiniai ratai nesisuka automobiliui važiuojant į posūkį. Kai dauguma žmonių jaučia, kad praranda savo automobilio kontrolę, jie instinktyviai išleidžia dujas ir vairuoja. Ši kelių trūkčiojimo reakcija geriausiai veikia su priekiniais ratais varomais ratais, tačiau tai gali sukelti per daug vairuojant galiniais ratais varomo automobilio sukimąsi.
Varyti priekinius ratus gali būti saugiau, bet ir mažiau malonus. Prašyti priekinių ratų, kad vairuotų, stabdytų ir vairuotų, yra didelis užsakymas; žmonės nelabai moka atlikti kelių užduočių, automobiliai taip pat. Galingi priekinės pavaros automobiliai turi „sukimo momento valdymą“, kai variklio galia automobiliui įsibėgėjant ratus iš tikrųjų traukia įvairiomis kryptimis. Tai tikrai nėra smagu, todėl dauguma sportiškų priekiniais ratais varomų automobilių yra nedideli, vidutiniškai galingi hečbekai, tokie kaip Ford Focus ST, Mazdaspeed3 ir Volkswagen GTI.
Galų gale, priekinių ratų pavara labiau priklauso nuo pakuotės, o ne dėl našumo. Dauguma priekiniais ratais varomų automobilių turi „greičių dėžę“, kuri sujungia transmisiją ir priekinę ašį į vieną gabalą (taigi ir pavadinimas), tačiau veikia taip pat, kaip ir įprasta galinių ratų pavaros sistema. Be to, kad transmisija yra kompaktiškesnė nei atskira transmisija ir ašis, transmisija taip pat leidžia priekyje varomiems automobiliams variklius montuoti į šoną. Tai leidžia naudoti mažesnę variklio skyrių, paliekant daugiau vietos keleivių salonui. Transmisijos tunelio ir galinio diferencialo nebuvimas taip pat padidina vidaus ir bagažinės erdvę – automobilio salono viduryje nėra kupros.
Visų ratų pavara: geriausias iš abiejų pasaulių?
Varomas tik du ratai, tiek priekyje, tiek gale, turi neabejotinai apribojimų ir privalumų. Taigi, kaip maitinti visus keturis?
Yra daugiau nei vienas būdas tai padaryti. Automobilių gamintojai paprastai vadina „keturių ratų pavarą“ ir „visų ratų pavarą“ kaip skirtingus dalykus, o iš tikrųjų yra dvi skirtingos sistemos. Pirmoji ir originali sistema, keturių ratų pavara, plačiai žinoma kaip „4X4“, apima galios nukreipimą iš transmisijos į galinius ir priekinius ratus. naudojant mechaninį įrenginį, vadinamą „perdavimo dėklu“. Ši sistema yra tinkamiausia visureigių transporto priemonėms, pvz., džipams, kurių tipas paprastai būna su „4×4“ lipdukai. Apie tai žmonės dažniausiai kalba, kai vartoja frazę „keturių ratų pavara“.
Iš vairuotojo sėdynės keturiais ratais varomos transporto priemonės jaučiasi kaip senosios mokyklos. Daugumoje 4X4 transporto priemonių vairuotojams reikia perjungti keturių ratų pavarą rankiniu būdu su svirtimi, sumontuota šalia pavarų perjungiklio, o prabangiuose visureigiuose – specialus mygtukas, kurį reikia paspausti. Didžiąją laiko dalį transporto priemonės su 4x4 sistema naudoja tik dviejų ratų pavarą, kad galėtų važiuoti, kol eismas tampa sunkus. Kadangi jie pirmiausia skirti važiuoti bekele, 4 × 4 transporto priemonės taip pat priklauso nuo mažos pavaros, kad pagerintų ir valdytų sukibimą. Jei kada nors važiavote kalnų dviračiu įvairiu reljefu, žinote, kad galimybė perjungti pavaras tikrai gali palengvinti darbą. Tas pats pasakytina apie 4x4: jų žema pavara gali apriboti įsibėgėjimą ir nuobodu valdymą, tačiau jie taip pat gali įveikti kliūtis, kurios sukeltų transporto priemones be 4x4 sistemos.
Išvažiavus į nelygų reljefą, dauguma 4x4 transporto priemonių gali vėl varyti dviem ratais ir važiuoti įprastai. Štai keletas 4x4 veiksmo su Jeep ir Range Rover:
Antrasis ir populiaresnis variantas yra keturių ratų pavara, valdoma elektronikos, paprastai vadinama „visų ratų pavara“ arba AWD. Vėlgi, transmisija varo priekinius ratus su antruoju išėjimo velenu, siunčiančiu galią į galinius ratus. Kadangi jai nereikia žemai kabančio priekinio diferencialo, tai yra tinkamiausia sąranka keliuose važiuojantiems automobiliams ir krosoveriams, tokiems kaip „Subaru Forester“.
Kompiuteriu valdomos visų varančiųjų ratų sistemos naujuose automobiliuose ir visureigiuose leidžia juos vairuoti kaip bet kurį kitą automobilį: tiesiog įsėdate ir važiuojate. Paprastai nėra nei mygtukų, kuriuos būtų galima spausti, nei svirties traukti, AWD sistema yra „įjungta“ visą laiką. Kompiuteriai stebi ratų greitį ir gali perduoti galią ratams, kurių sukibimas yra didžiausias. Vadinasi, visais ratais varomi automobiliai ir visureigiai kelyje labiau elgiasi kaip su dviem ratais varomi automobiliai. Inžinieriai gali keisti galios padalijimą priekyje ir gale, suteikdami skirtingas charakteristikas skirtingoms vairavimo situacijoms. Važiuojant atviru keliu priekiniams ratams gali būti suteikta daugiau galios, kad būtų lengviau važiuoti ir geriau nuvažiuoti benzinu važiuojant sniege, visi ratai dirbs, kad išlaikytų sukibimą, ir visa tai neatliks jokių pakeitimų vairuotojas. Skirtingi automobiliai skirtingai naudoja AWD sistemas. Šeimos krosoveris visureigis gali puikiai susidoroti, didžiąją savo galios dalį nukreipdamas į priekinius ratus, bet už superautomobiliams, tokiems kaip Audi R8 ar Lamborghini Gallardo, daugiau galios galiniams ratams užtikrina geresnį pagreitis. Tai lankstus sistemos tipas.
Ar yra kokių nors visų ratų pavaros trūkumų? Visų ratų pavaros sistemos padidina automobilio svorį ir sudėtingumą, o variklis turi dirbti daugiau, kad prireikus pasuktų visus keturis ratus. Tai reiškia, kad degalų taupymas patiria smūgį, o AWD versijų automobilių, kurie turi tokią galimybę, bazinės kainos yra didesnės nei jų dviem varomaisiais ratais. Pirkėjai taip pat turi ieškoti tinkamos rūšies automobilių: išskyrus visureigius, kai kuriuos prabangius sedanus ir daugumą „Subaru“, pasirinkimas taip pat yra ribotas, bet galite nustebti pamatę. kokie automobiliai tu gali dabar naudokite AWD.
Bet palaukite, yra daugiau.
Elektros varikliai ir supaprastintas požiūris
Hibridai ir elektra varomi automobiliai (EV) pateikia rinkai naujo tipo visų varančiųjų ratų pavarą: jie gali naudoti elektros variklius tiesiogiai varyti atskirus ratus. pačiame vaire, nereikia kardaninių velenų, perdavimo dėžių ar sudėtingų transmisijų.
The Mercedes-Benz SLS AMG elektrinė pavara yra baterijomis maitinama geriausio „Mercedes“ sportinio automobilio versija. Jis pakeičia benzininės versijos vieną V8 variklį ir įprastą pavarą keturiais elektros varikliais. Jie ne tik suteikia šiam elektrifikuotam sportiniam automobiliui visų ratų pavaros pusiausvyrą ir sukibimą su keturiais ratais. varikliai taip pat gali būti naudojami atskiriems ratams stabdyti posūkiuose, traukiant automobilį į tinkamą posūkį linija. Štai vaizdo įrašas apie SLS AMG EV veikimą parodyta, kas įmanoma su elektros varikliais kiekviename rate.
Kelių variklių metodas taip pat puikiai tinka hibridiniam automobiliui. The Porsche 918 Spyder yra neabejotinai pats baisiausias kada nors pagamintas iš elektros tinklo įkraunamas hibridas, kuriame naudojami du elektros varikliai; vienas skirtas varyti priekinius ratus, o kitas pritvirtintas prie 4,6 litro V8 variklio automobilio gale. Elektros varikliai yra valdomi kompiuteriu, taip pat leidžia automobiliui važiuoti tik elektra, o tai suteikia 918 nuostabių degalų ridą tokiam didelio našumo automobiliui. Artėjantis Acura NSX (toliau) naudoja tris variklius: po vieną kiekvienam priekiniam ratui ir vieną, sujungiantį galinius ratus su 3,5 litro V6 dujiniu varikliu. Ateitis atvira, kai kalbama apie tai, kiek būdų elektros varikliai gali būti panaudoti automobiliuose.
Populiariuose Tesla Model S elektromobilis, vienas arbūzo dydžio elektros variklis yra tarp galinių ratų. Kadangi elektros varikliai gamina galią daug didesniu diapazonu nei dujiniai, dauguma elektromobilių neturi transmisijos įprasta prasme. Tai reiškia, kad nereikia keisti pavarų, nes elektros variklis beveik tiesiogiai prijungtas prie varomųjų ratų, galbūt tarp variklio ir rato yra paprasta reduktorius. Norint važiuoti greitai, elektros variklis paprasčiausiai sukasi greičiau, nereikia papildomos pavaros. Galimybė gaminti automobilius be sudėtingos transmisijos sumažina svorį, kainą ir sudėtingumą automobilių gamintojų, o tai taip pat lemia labai tylų ir sklandų važiavimą, ką žino dauguma elektromobilių dėl. Daugumos elektromobilių pavara yra labai paprasta, palyginti su dujomis varomų automobilių, todėl gali padidėti patikimumas ir sumažėti remonto išlaidos savininkams.
Tai kelia klausimą: kai vienoje transporto priemonėje yra tiek daug variklių ir variklių, kaip išsiaiškinti hibridinio ar elektromobilio arklio galias? Lengviausias būdas yra pridėti variklio ir kiekvieno elektros variklio galią; automobilių gamintojai tai vadina „bendra sistemos galia“. Paimkite aukščiau minėtą „Porsche 918 Spyder“: tai benzinas variklis išvysto 608 AG, priekinis elektros variklis – 127 AG, o galinis – 154 AG. Dėl to bendra galia pasiekia nuostabius 887 AG!
Žinoma, elektros variklių galia dažniausiai matuojama kilovatais (kW), o ne arklio galiomis. Kaip konvertuoti kilovatus į arklio galias? Tiesiog padauginkite kilovatų skaičių iš 1,341 (t. y.: 100 kW x 1,341 = 134 arklio galių).
Taip pat reikėtų pažymėti, kad hibridiniuose varikliuose elektros varikliai gali tiekti energiją tik tada, kai jų akumuliatoriai yra įkrauti, todėl visa ši galia gali būti ne visada prieinama. Hibridai dažnai turi skirtingus važiavimo režimus, kuriuose pirmenybė teikiama tik elektriniam vairavimui, degalų taupymui arba našumui, keičiant benzino ir elektros energijos, tiekiamos į ratus, derinį. Šios sistemos skiriasi priklausomai nuo modelio.
Jei turite klausimų apie pavarų dėžes, praneškite mums komentaruose.
