• Передний привод

    Cord L29 — первый серийный переднеприводный автомобиль

    Впервые серийно был применен в 1929 году в США на автомобиле Cord L29 [1]. Массовое распространение получил в шестидесятые и семидесятые годы. В настоящее время является наиболее распространённым, особенно на сравнительно небольших и недорогих автомобилях.

    Плюсы и минусы

    В первую очередь стоит отметить, что главными преимуществами переднего привода, обусловившими его широкое распространение в современном автомобилестроении, являются дешевизна массового производства. Остальной набор плюсов и минусов либо всецело относится к области конструирования и производства, либо проявляется только в более или менее экстремальных условиях, характерных для спорта или очень активного стиля вождения, но не в каждодневной эксплуатации. Современные технологии, включая управляющую электронику, позволяют практически уравнять передне - и заднеприводные автомобили с точки зрения потребительских качеств, безопасности и управляемости, так что выбор между тем и другим оказывается всё больше обусловлен такими находящимися далеко за пределами круга чисто технических проблем соображениями, как — имидж и позиционирование автомобиля и его производителя, целевые рынок и аудитория, и так далее.

    Плюсы
    • нет карданного вала и, соответственно, отпадает необходимость в туннеле, что увеличивает полезную площадь салона (однако на практике тоннель всё же делают для обеспечения жёсткости кузова и размещения различных механизмов управления, а на современных автомобилях данное преимущество вообще потеряло актуальность благодаря моде на напольный рычаг коробки передач и развитые центральные консоли);
    • ниже себестоимость производства по сравнению с «классической» компоновкой (но выше, чем у заднемоторных автомобилей); ниже металлоёмкость, силовой агрегат устанавливается при сборке за один приём, часто вместе со смонтированной на том же подрамнике передней подвеской;
    • меньшее количество узлов привода положительно сказывается на его надёжности и уменьшает потери энергии при передаче от двигателя к колесам (тем не менее, в большинстве трансмиссий переднеприводных автомобилей технически не может быть реализована «прямая» передача, при которой шестерни не задействованы в передаче крутящего момента, что является режимом наименьших потерь энергии в трансмиссии);
    • лучшая проходимость (при прочих равных условиях с заднеприводным автомобилем) ввиду постоянной загрузки ведущих колес. Кроме того, выбраться из колеи или преодолеть препятствие на переднем приводе легче, поскольку передние колеса не упираются в преграду, а стараются зацепиться за ее края
    • перераспределение массы автомобиля при торможении на передние колеса вкупе с хорошей загрузкой передней оси повышает эффективность торможения.
    Минусы
    • при добавлении газа в определённых условиях на руль передаются реактивные усилия. Из рук он, конечно, не вырывается, но может дергаться достаточно сильно;
    • при резком разгоне вперёд из-за разгрузки ведущей оси возможна пробуксовка передних колес. Тяга двигателя при этом реализуется значительно менее эффективно, чем у автомобиля с задним или полным приводом;
    • углы поворота передних колёс ограничены шарнирами равных угловых скоростей;
    • сочетание рулевых колёс и ведущих неизбежно ведёт к усложнению конструкции, что затрудняет её ремонт и, как правило, уменьшает надёжность.
    • поведение переднего привода в ряде ситуации, особено в гололёд или в мокрый снег, очень непредсказуемо, поскольку независима задняя часть автомобиля (так же на практике учитывается и то, что многие водители пересаживаясь с заднего привода на передний учитывают чаще всего поведение первого)
    Особенности переднего привода
    • При добавлении газа в повороте может возникнуть снос передней (ведущей) оси. Для восстановления сцепления с дорогой необходимо отпустить педаль газа, чтобы перераспределить вес автомобиля с подгрузкой передней оси, или попытаться уменьшить угол поворота передних колёс. Нужно отметить, что бороться со сносом очень сложно. Старайтесь входить в поворот на разумной скорости и аккуратнее работать газом, особенно на мощных переднеприводных автомобилях.
    • В случае возникновения заноса задней оси на переднеприводном автомобиле следует повернуть руль в сторону заноса и добавить газ.

    История

    Ранние разработки

    Однако уже первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания имели двигатель, расположенный посередине колёсной базы, а в таком случае более логичным оказался привод на заднюю ось цепью. Позднее двигатель стали размещать спереди, но привод всё равно был задним, хотя цепь заменил карданный вал .

    К тому же, инженеры быстро поняли, что на четырёхколёсном автомобиле для привода передних ведущих колёс потребуются шарниры особой конструкции, которые в те годы ещё не были изобретены.

    Дело в том, что если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, обычному наружному карданному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. Но при углах больших, чем 10—12°, в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же, вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Таким образом, требовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишённый таких недостатков.

    Фактически, история переднего привода — это и есть история изобретения и развития шарниров равных угловых скоростей.

    Правда, некоторые автомобили обходились без них.

    Автомобиль братьев Грэф (Graf & Stift, Австро-Венгрия. 1897 год ) имел привод на передние колёса при помощи обычных карданных шарниров, по одному на каждую полуось. Это были шарниры неравных угловых скоростей, однако, скорость движения, ход подвески и углы поворота передних колёс «Грэфа» были невелики, поэтому неравномерность вращения передних колёс практически не проявлялась. К тому же, пробег автомобиля был слишком невелик чтобы выяснить низкую долговечность карданных шарниров в таких условиях работы.

    Электромобиль фирмы «Лёнер » (Австро-Венгрия, 1900 год ) конструкции Порше. будущего создателя автомобиля «Фольксваген Жук », САУ Фердинанд. танка Maus и автомобилестроительной фирмы своего имени, имел по одному электродвигателю в каждом переднем колесе (а одна модель даже имела полный привод) и ни в какой трансмиссии вовсе не нуждался. Было налажено производство малой серией вручную. Эта схема получила название «мотор-колесо» и впоследствии широко использовалась, в частности, на «Луноходе ».

    Немецкий «Феномобиль» (Phanomobil), выпуск которого начался в 1907 году, имел компоновку, повторяющую телегу Кьюньо: лёгкий двухтактный двигатель располагался над единственным передним колесом и поворачивался вместе с ним. Впоследствии на основе этой схемы был создан целый ряд мотоколясок, например, Tempo (Германия ), Bond (Великобритания ). Однако, для серьёзных конструкций эта схема не годилась (что не помешало «Феномобилю» выпускаться серийно до 1927 года ).

    1920-е: гоночные переднеприводные