Вы точно знаете, чего хотите от своей новой машины. Вы выбрали мощный двигатель V8, бодрый четырехцилиндровый двигатель, экономичный гибрид или ультрасовременный электромобиль, но Остаётся ещё один важный вопрос: к какой системе привода следует присоединить этот двигатель? Задний привод? Передний привод? Полный привод? 4х4? Независимо от того, приводится ли ваш автомобиль в движение передними колесами, задними колесами, всеми четырьмя колесами или чем-то средним, у каждой системы есть свои преимущества и недостатки.
Во-первых, некоторые основы: «трансмиссия» — это комбинация двигателя или, в случае электромобиля («EV»), «мотора», приводящего в движение автомобиль, и передача инфекции, который использует мощность двигателя для поворота колес и приведения автомобиля в движение. Двигатель и трансмиссия на самом деле представляют собой две отдельные и очень разные механические системы, тесно связанные друг с другом. Вместе они составляют ваш автомобиль. трансмиссия, также называемый некоторыми людьми «трансмиссией».
Рекомендуемые видео
Цель этой статьи — дать вам общее представление о том, чего ожидать от каждой возможной конфигурации трансмиссии. Имейте в виду, что отдельные автомобили могут работать по-разному в зависимости от того, как они оснащены и настроены. И Corvette, и Lincoln Town Car заднеприводные, но они явно не одинаково ведут себя. Вот почему.
Мощность, определенная
Каждая конфигурация трансмиссии, которую мы здесь обсудим, передает мощность двигателя на колеса по-разному, но как именно измерить мощность автомобиля? Когда дело доходит до автомобилей, мощность обычно измеряется двумя способами: лошадиными силами (измеряется в лошадиных силах) и крутящим моментом (измеряется в фунт-футах).
И да, лошадиные силы действительно имеют лошадиное происхождение. На самом деле это условная цифра, что изобретатель паровой машины, Шотландский инженер XVIII века Джеймс Ватт., разработанный, когда он хотел сравнить производительность своей машины с производительностью тяжеловозов. Это эквивалент 746 Вт (единица измерения, названная в честь того же парня) электрической энергии.
Лошадиная сила – это форма энергии. Это то, что движет машину по дороге и что заставляет ее возможны героические максимальные скорости. Однако на самом деле не это заставляет колеса вращаться. Для этого вам нужно что-то под названием «крутящий момент».
Крутящий момент — это скручивающая сила; это та же самая сила, которую вы используете, чтобы открыть банку с маринованными огурцами или ослабить винт. Это также то, что заставляет автомобиль двигаться с места. Вот почему вы часто слышите, как редукторы хвастаются «низким крутящим моментом» своих автомобилей, и именно поэтому В пикапах его так много: чтобы быстро разогнаться или сдвинуть с места тяжелый груз, вам нужен крутящий момент. нуждаться.
Итак, способность автомобиля двигаться зависит как от мощности, так и от крутящего момента, но что с ним делать, когда он у вас есть? Вот тут-то и приходит на помощь трансмиссия.
Задний привод: оригинальный путь вперед
У Ford Model T двигатель располагался спереди, а трансмиссия поворачивала колеса назад. В то время большинство последующих автомобилей сделали то же самое, и на то были веские причины. «Задний привод» — это самый простой способ комплектации трансмиссии автомобиля, поскольку компоненты, входящие в его состав, Система, передающая мощность двигателя на колеса, может быть распределена по всей длине автомобиля. нижняя сторона. Это также лучшая основа для отличной управляемости. Хотя это звучит как неплохая сделка, те же достоинства могут быть и недостатками.
Начнем с плюсов: при включении задних колес передние колеса отвечают за рулевое управление и большую часть торможения. Попросить передние колеса также переместить автомобиль – сделать все три – может быть очень сложно, особенно в мощных автомобилях. Таким образом, задний привод становится любимой системой спортивных автомобилей и их водителей.
Такое разделение труда между передними и задними колесами делает вождение более увлекательным. В очень мощных автомобилях с задним приводом профессиональный водитель может использовать педаль газа, чтобы помочь пройти поворот, немного прокручивая задние колеса! Это известно как «руление задней частью» автомобиля. Тщательное регулирование мощности с помощью педали газа влияет на сцепление задних колес, позволяя автомобилю слегка поворачиваться в повороте. Это называется «избыточная поворачиваемость», и в этом заключается волшебство «дрифта» и дымного скольжения в голливудских автомобильных погонях. Но не пытайтесь повторить это дома.
Возможность уменьшить сцепление колес с дорогой может стать проблемой, если вы не каскадер в голливудском фильме. Поскольку на заднюю ось автомобиля обычно меньше веса, заднеприводные автомобили по своей природе имеют меньшее сцепление с дорогой, чем другие (следовательно, и способность вращать колеса). Это означает, что когда дорога становится скользкой, колеса в системе заднего привода могут легче вращаться, и автомобиль может выйти из-под контроля. Современные системы безопасности, такие как контроль тяги, помогают избежать этой проблемы, но если вы хотите изучить эту продвинутую технику вождения, посетите профессиональные курсы вождения. Неправильные действия могут привести к аварии, столкновению или чему-то еще худшему.
Конечно, может показаться, что размещение двигателя сзади, над задней осью, могло бы решить проблему с тягой. Компания Porsche сделала это с самого начала, и 911-й по праву считается лучшим универсальным спортивным автомобилем в мире. Это также единственный серийный автомобиль с задним расположением двигателя, который в настоящее время производится, поскольку такая компоновка создает свои проблемы с управляемостью. Помните Chevrolet Corvair 1960-х годов? Необычная динамика управления, создаваемая задним расположением двигателя, среди прочего, вызвала гнев Ральфа Нейдера, написавшего книгу. Небезопасно на любой скорости и обрек Корвайр. Но многие люди, в том числе многие опытные водители, считали, что Надар ошибся, и сегодня Corvair является желанным классическим автомобилем. Кто был прав? Они оба были, в некоторой степени. Если все сделано неправильно, на автомобиле с задним расположением двигателя будет сложно управлять. Если все сделано правильно, как доказали Porsche и Volkswagen, можно получить автомобиль, которым будет приятно и безопасно управлять.
Задний привод также имеет некоторые проблемы с комплектацией. Для придания карданному валу и заднему дифференциалу (зубчатому механизму, передающему мощность от карданного вала к колесам) достаточно клиренс, необходим высокий трансмиссионный туннель, идущий посередине автомобиля, а он съедает часть салона и багажника космос. Вот откуда взялся этот горб посередине салона заднеприводного автомобиля.
По сути, задний привод — самый интересный, но наименее практичный способ передвижения. Отсутствие тяги может затруднить вождение, если вы живете в районе, где много дождя, снега или льда, но большинство лучших автомобилей для водителей имеют задний привод. Трудно спорить с такими демонами скорости, как Ferrari 458 Italia и BMW M5, оба из которых заднеприводные.
Передний привод: основной выбор
Ограничения заднего привода заставили автопроизводителей искать альтернативу, и они предложили самую популярную конфигурацию на рынке сегодня: передний привод. Схема, которую предпочитают Honda Civic и Toyota Camry, является противоположностью заднего привода, и не только в очевидном смысле. В то время как для многих высокопроизводительных автомобилей задний привод обеспечивает удовольствие от вождения в ущерб практичности, передний привод ставит практичность на первое место, а удовольствие — на второе.
Очевидным преимуществом переднего привода является лучшее сцепление с дорогой: поскольку двигатель расположен над ведущими колесами, больший вес прижимает их к дороге. Это облегчает управление автомобилем с передним приводом зимой или на скользкой дороге.
Передний привод также более щадящий. Характерной чертой управляемости является недостаточная поворачиваемость, ощущение, что передние колеса не поворачиваются, когда машина поворачивает за поворот. Когда большинство людей чувствуют, что теряют контроль над автомобилем, они инстинктивно сбрасывают газ и поворачивают. Эта рефлекторная реакция лучше всего работает с передним приводом, но она может вызвать пробуксовку заднеприводного автомобиля с избыточной поворачиваемостью.
Управление передними колесами, возможно, и безопаснее, но и менее приятное. Поручить передним колесам управлять движением, торможением и рулевым управлением — непростая задача; люди не очень хорошо справляются с многозадачностью, и автомобили тоже. Мощные автомобили с передним приводом имеют «крутящее рулевое управление», при котором колеса фактически тянутся в разные стороны под действием мощности двигателя по мере ускорения автомобиля. Это определенно не весело, и именно поэтому большинство спортивных переднеприводных автомобилей — это небольшие, умеренно мощные хэтчбеки, такие как Ford Focus ST, Mazdaspeed3 и Volkswagen GTI.
В конце концов, передний привод — это больше вопрос упаковки, чем производительности. Большинство переднеприводных автомобилей имеют «трансмиссию», которая объединяет трансмиссию и переднюю ось в одно целое (отсюда и название), но функционирует так же, как и обычная система заднего привода. Помимо того, что трансмиссия более компактна, чем отдельная трансмиссия и мост, она также позволяет автомобилям с передним приводом устанавливать двигатели сбоку. Это позволило уменьшить моторный отсек, оставив больше места для пассажирского салона. Отсутствие трансмиссионного тоннеля и заднего дифференциала также увеличивает пространство салона и багажника – в середине салона автомобиля нет горба.
Полный привод: лучшее из обоих миров?
Использование только двух колес, передних или задних, явно имеет ограничения наряду со своими преимуществами. А как насчет питания всех четырех?
Существует несколько способов сделать это. Автопроизводители обычно называют «полный привод» и «полный привод» разными вещами, и на самом деле это две разные системы. Первая и оригинальная система полного привода, широко известная как «4X4», предполагает перенаправление мощности от трансмиссии как на задние, так и на передние колеса. через механическое устройство, называемое «раздаточной коробкой». Это предпочтительная система для внедорожников, таких как джипы, типа «4×4». наклейки. Именно об этом обычно говорят люди, когда используют словосочетание «полный привод».
С места водителя полноприводные автомобили кажутся явно олдскульными. Большинство автомобилей с приводом 4X4 требуют, чтобы водители переключались на полный привод вручную с помощью рычага, установленного рядом с рычагом переключения передач, а на роскошных внедорожниках необходимо нажать специальную кнопку. Большую часть времени автомобили с системой 4X4 используют только привод на два колеса, пока ситуация не станет жесткой. Поскольку они предназначены в первую очередь для езды по бездорожью, автомобили 4×4 также используют пониженную передачу для улучшения тяги и управления ею. Если вы когда-нибудь ездили на горном велосипеде по пересеченной местности, вы знаете, что возможность переключать передачи действительно может облегчить задачу. То же самое и с полноприводными автомобилями: их низкая передача может ограничивать ускорение и тусклую управляемость, но они также способны преодолевать препятствия, которые могут застрять в затруднительном положении автомобиля без системы полного привода.
Выехав из пересеченной местности, большинство транспортных средств с возможностью полного привода 4X4 могут снова переключиться на полный привод и двигаться в обычном режиме. Вот некоторые действия 4X4 на Jeep и Range Rover:
Второй, более популярный вариант — это вариант полного привода, управляемый электроникой, обычно называемый «полным приводом» или AWD. Опять же, коробка передач приводит в движение передние колеса, а второй выходной вал передает мощность на задние колеса. Поскольку для него не требуется низко висящий передний дифференциал, это предпочтительная установка для дорожных автомобилей и кроссоверов, таких как Subaru Forester.
Системы полного привода с компьютерным управлением на новых автомобилях и внедорожниках позволяют им управляться, как любым другим автомобилем: вы просто садитесь в машину и едете. Обычно здесь нет кнопок, которые нужно нажимать, или рычагов, которые можно тянуть, система полного привода постоянно включена. Компьютеры отслеживают скорость колес и могут передавать мощность на те колеса, которые обладают наибольшим сцеплением на ходу. Следовательно, полноприводные автомобили и внедорожники, как правило, ведут себя на дороге так же, как их полноприводные аналоги. Инженеры могут варьировать распределение мощности между передней и задней частью, обеспечивая разные характеристики для разных ситуаций вождения. Вождение по открытой дороге может способствовать увеличению мощности на передние колеса для облегчения движения и увеличения расхода бензина, в то время как при движении по снегу все колеса будут работать, чтобы сохранить сцепление с дорогой, и все это без каких-либо изменений со стороны Водитель. В разных автомобилях системы полного привода используются по-разному. Семейный кроссовер-внедорожник мог бы прекрасно передать большую часть своей мощности на передние колеса, но В суперкарах, таких как Audi R8 или Lamborghini Gallardo, большая мощность на задние колеса приводит к лучшему результату. ускорение. Это гибкий тип системы.
Есть ли недостатки у полного привода? Системы полного привода увеличивают вес и сложность автомобиля, а двигателю приходится работать усерднее, чтобы поворачивать все четыре колеса по мере необходимости. Это означает, что экономия топлива страдает, а базовые цены на версии автомобилей с полным приводом, у которых он есть в качестве опции, выше, чем на их полноприводные версии. Покупатели также должны быть на рынке в поисках подходящего автомобиля: за исключением внедорожников, некоторых роскошных седанов и почти всех Subaru, выбор также ограничен, но вы можете быть удивлены, увидев какие машины ты можешь теперь получи полный привод.
Но подождите, это еще не все.
Электродвигатели и более упрощенный подход
Гибриды и электромобили (EV) выводят на рынок новый тип полного привода: они могут использовать электродвигатели для прямого привода отдельных колес. внутри самого колеса, не требуются карданные валы, раздаточные коробки или сложные трансмиссии.
Mercedes-Benz SLS AMG с электроприводом — это аккумуляторная версия лучшего спортивного автомобиля Mercedes. Он заменяет одиночный двигатель V8 бензиновой версии и обычную трансмиссию четырьмя электродвигателями. Они не только придают этому электрифицированному спортивному автомобилю баланс и сцепление с дорогой, как у полноприводного автомобиля. двигатели также можно использовать для торможения отдельных колес в поворотах, направляя автомобиль на правильный поворот. линия. Вот видео SLS AMG EV в действии. показывая возможности электродвигателей в каждом колесе.
Многомоторный подход также может хорошо работать с гибридным автомобилем. Порше 918 Спайдер это определенно самый возмутительный подключаемый гибрид из когда-либо созданных, в нем используются два электродвигателя; один приводил в движение передние колеса, а другой был прикреплен к 4,6-литровому двигателю V8 в задней части автомобиля. Электродвигатели управляются компьютером и позволяют автомобилю двигаться исключительно на электричестве, что дает 918 удивительному расходу бензина для такого высокопроизводительного автомобиля. Предстоящие Акура НСХ (ниже) использует три двигателя: по одному на каждое переднее колесо и один, объединяющий задние колеса с 3,5-литровым бензиновым двигателем V6. Будущее широко открыто, когда дело доходит до того, как электродвигатели могут быть использованы в автомобилях.
В популярном Электромобиль Тесла Модель SМежду задними колесами расположен один электродвигатель размером с арбуз. Поскольку электродвигатели производят мощность в гораздо большем диапазоне, чем бензиновые двигатели, большинство электромобилей не имеют трансмиссии в обычном понимании. То есть нет необходимости переключать передачи, поскольку электродвигатель соединен с ведущими колесами почти напрямую, возможно, с простым редуктором между двигателем и колесом. Чтобы двигаться быстро, электродвигатель просто вращается быстрее, дополнительная передача не требуется. Возможность производить автомобили без сложной трансмиссии снижает вес, стоимость и сложность конструкции. автопроизводителей, а также обеспечивает очень тихую и плавную езду, что известно большинству электромобилей. для. Трансмиссия большинства электромобилей действительно очень проста по сравнению с автомобилями, работающими на бензине, и может привести к повышению надежности и снижению затрат на ремонт для владельцев.
Возникает вопрос: как определить мощность гибридного или электромобиля с таким количеством моторов и двигателей, втиснутых в один автомобиль? Самый простой способ — сложить мощность двигателя и каждого из электродвигателей; автопроизводители называют это «общей производительностью системы». Возьмите упомянутый выше Porsche 918 Spyder: он бензиновый. Мощность двигателя составляет 608 л.с., передний электродвигатель — 127 л.с., задний — 154 л.с. В результате общая мощность достигает потрясающих 887 л.с.!
Конечно, выходная мощность электродвигателей обычно измеряется в киловаттах (кВт), а не в лошадиных силах. Как перевести киловатты в лошадиные силы? Просто умножьте количество киловатт на 1,341 (т. е.: 100 кВт x 1,341 = 134 лошадиных силы).
Следует также отметить, что в гибридах электродвигатели могут обеспечивать мощность только тогда, когда их батареи заряжены, поэтому вся эта мощность может быть доступна не всегда. Гибриды часто имеют разные режимы движения, в которых приоритет отдается полностью электрическому вождению, экономии топлива или производительности за счет изменения комбинации бензина и электроэнергии, подаваемых на колеса. Эти системы различаются от модели к модели.
Если у вас есть вопросы о трансмиссиях, дайте нам знать в комментариях.
