Какие бывают компоновки автомобилей?

Преимущества и недостатки различных схем

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.

Классическая

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. Проведите простой эксперимент – попробуйте 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...

Переднеприводная

Такая компоновка отличается тем, что силовой агрегат и ведущие колеса в этом случае располагаются в передней части автомобиля. Подобную схему еще в 1902 году предложил немецкий инженер Роберт Швенке, но в силу ряда причин (например, сложности производства специальных шарниров привода) она стала широко применяться лишь в последние 20-25 лет. И сегодня переднеприводная компоновка – самая популярная среди современных автомобилей.

Такое размещение агрегатов обладает рядом достоинств: компактностью, небольшой массой, низким уровнем шумов и вибраций (благодаря отсутствию карданного вала). Кроме того, переднеприводный автомобиль, как правило, отличается просторным салоном и большим багажником. Наконец, переднеприводная машина устойчивее заднеприводной. Повторите опыт с карандашом, только возьмите его за острие и тяните. Он будет послушно следовать за вашей рукой. Если возникает снос, сила инерции не дает автомобилю развернуться.

Недостатков у переднеприводной схемы тоже хватает. Например, при интенсивном разгоне ведущие колеса сильно разгружаются и не могут реализовать большой крутящий момент, что особенно заметно на моделях со спортивным уклоном. Кроме того, передняя ось получается перегруженной, вследствие чего шины на ней изнашиваются быстрее. Зачастую страдает маневренность автомобиля, поскольку угол поворота колес ограничивается плотной компоновкой моторного отсека и конструкцией ШРУСов – шарниров равных угловых скоростей, необходимых для передачи тяги на колеса.

Заднемоторная

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.

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. 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.

Среднемоторная

Подобная компоновка - характерная примета суперкаров. Силовой агрегат на таких машинах размещается в пределах колесной базы, прямо за спиной водителя. В этом есть свой резон – такая схема позволяет сосредоточить наиболее тяжелые элементы автомобиля возле его вертикальной оси, тем самым уменьшив момент инерции и распределив массу по осям в оптимальном соотношении. Как результат – отличная управляемость.

Но для обычных гражданских моделей среднемоторная компоновка неприемлема – салон получается тесным, багажник маленьким, а обслуживание дорогим, поскольку к двигателю и коробке передач подобраться в таком случае очень непросто.

Впрочем, в перспективе инженеры могут разместить силовой агрегат под полом кузова и тогда среднемоторные машины возможно проявят себя и в новой, практичной, роли.

Отдельной разновидностью среднемоторной компоновки можно назвать так называемую схему transaxle, приверженцем которой остается, например, Maserati. В этом случае мотор стоит спереди, но он смещен максимально назад, в пределы колесной базы, а тяга передается на задние колеса через карданный вал и коробку передач, сблокированную с задним мостом.

Полноприводная

В последнее время все набирает популярность. При такой компоновке двигатель обычно ставят спереди, а тягу распределяют по всем колесам системой валов и редукторов. Конструкция сложная, тяжелая и достаточно дорогая, но ее недостатки окупаются рядом неоспоримых достоинств, таких как отличная устойчивость на скользком покрытии, наиболее полная реализация потенциала двигателя, повышенная проходимость.