Переднемоторная, переднеприводная компоновка

Общий случай компоновки легкового автомобиля с приводом на передние колёса.

Cord L29 - первый серийный переднеприводный автомобиль.

См. также категорию: Передний привод

Передний привод — конструкция трансмиссии автомобиля, при которой крутящий момент, создаваемый двигателем, передается на передние колёса.

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 относительно небольших автомобилях.

История

Ранние разработки

Телега Кьюньо (Cugnot). Франция, 1771 год.

Идея переднего привода появилась вместе с идеей автомобиля и была логична, ибо лошадь запрягают именно впереди повозки. Еще паровая телега Кьюньо (fardier à vapeur de Cugnot) имела привод на единственное переднее колесо. Однако, судя по всему, управляемость её была неважной, что и послужило причиной первой в мире автомобильной аварии: на испытаниях изобретатель не справился с управлением, и чудо техники XVIII века снесло стену Арсенала. Правда, некоторые авторы ^[2] ставят факт аварии под сомнение.

Однако, первые автомобили с двигателями внутреннего сгорания имели расположенный посередине колёсной базы двигатель, 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 — лишенный 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 (Gräf & 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».

Phänomobil 1914 года.

Немецкий «Феномобиль» (Phänomobil), 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

Следующий всплеск интереса к переднеприводной компоновке пришелся на 1920-е годы. К этому времени традиционная схема заднеприводного автомобиля была уже хорошо отработана, США по уровню автомобилизации прибилизились к современной России, а в Европе в большом количестве появились фирмы и фирмочки по выпуску автомобилей по индивидуальным заказам. Главное — к этому времени очень большую популярность приобрели автомобильные гонки, зрелищный и опасный вид спорта, в котором быстро находили применение любые технические новинки автомобилестроения.

Именно конструкторы гоночных автомобилей и обратили внимание на передний привод.

Tracta A, 1929 год.

В 1925 году французский конструктор Ж. Грегуар совместно с П. Фенеем построил и представил публике переднеприводный автомобиль «Тракта», передние колёс которого приводились в движение ранее запатентованными им шарнирами равных угловых скоростей, так же называвшимися «Тракта». Они представляли собой так называемые сухариковые шарниры, в которых крутящий момент передавался черз контактирующие друг с другом плоские поверхности. Сегодня подобные шарниры применяются в передних мостах грузовиков и «тяжёлых» внедорожников — например, КрАЗ и «Урал», УАЗ.

Помимо переднего привода, автомобиль имел независимую «свечную» подвеску передних колёс (предшественник подвески типа «Мак-Ферсон»), зависимую задних, и 1093-кубовый двигатель «Скап» высокой, по тем временам, мощности в 55 л.с. при 5000 оборотов в минуту, что достигалось благодаря приводному нагнетателю марки «Козетт». Двигатель располагался маховиком вперёд, перед ним располагалась четырёхступенчатая механическая коробка передач, а впереди крепился редуктор переднего моста. Таким образом, компоновка «Тракты» представляла собой «зеркальное» отражение классической заднеприводной.

Tracta E — «гражданская» модификация.

Подвеска.

Отсутствие карданного вала позволило снизить массу автомобиля, кроме того, максимально понизить раму относительно мостов, благодаря этому «Тракта» имела очень низкий для того времени центр тяжести и могла проходить повороты на большой скорости. Кроме того, приземистый силуэт автомобиля позволил ощутимо снизить аэродинамическое сопротивление.

В 1928 году «Тракта» заняла второе место на гонках «24 часа Ле-Мана» в классе 1100 см³, а в 1929 и 1930 приходила первой. Был налажен малосерийный выпуск — сборка автомобилей первой модели велась с 1926 по 1928 год, а вообще фирма Грегуара просуществовала до 1934. Так как кузова в те годы изготовляли отдельные фирмы-ателье, на шасси «Тракты» ставили зачастую совсем не подходящие для этого динамичного автомобиля угловатые «каретные» кузова на тяжелом деревянном каркасе. Между тем, оригинальная гоночная версия была весьма лёгкой и весила всего 902 кг (почти как «Запорожец», хотя по размерам «Тракта» была близка к ВАЗ-2101).

Alvis FD (1928).

Двигатель и компоновка подкапотного пространства.

Подвеска и полуось.

В те же годы в Англии был создан также гоночный автомобиль некогда знаменитой фирмы Alvis с приводом на переднюю ось. В его разработке участвовали инженеры фирмы — Т. Джон, Д. де Фревилль и Д. Смит-Кларк.

«Олвисы» серии F (модели обозначались — FA, FB, и т. д.) представляли собой важный шаг вперёд в области компоновки: в отличие от «Тракты», у «Олвиса» главная передача располагалась между двигателем и коробкой передач, двигатель при этом был так же смонтирован маховиком вперёд. Таким образом, силовой агрегат на «Олвисе» образовывал трэнсэксл. Впоследствии эта компоновка применялась на Citroёn TA, Citroёn DS и вообще целом ряде французских моделей, а так же различных Запорожца», но у него двигатель был расположен сзади и привод был на заднюю ось.

Однако, ввиду того, что известные к тому времени шарниры равных угловых скоростей — сухариковые типа «Тракта» и шариковые типа «Рцеппа» — были защищены патентами, фирма Alvis решила использовать обычные карданные шарниры. Чтобы побороть их несинхронность, внешний шарнир полуоси представлял собой скользящий шарнир типа «колокол» (как внутренний шарнир полуоси ЗАЗ-965), геометрический центр которого совпадал с осью вращения шкворня.

Автомобиль имел необычную для тех лет полностью независимую подвеску на четверть-эллиптических рессорах (восьми поперечных спереди и двух продольных сзади) и отменную, по тем временам, управляемость.

В 1928 году Alvis FA победил в «24 часах Ле-Мана» в классе 1,5 литра. Однако, интерес публики к модели был невелик, и в 1926-28 годах было выпущено лишь 145 «Олвисов» серии F.

Между тем, по другую сторону Атлантики, в США, передний привод так же обратил на себя внимание конструкторов гоночных автомобилей.

Пионером здесь был Джон Уолтер Кристи, более известный как создатель прототипа отечественного танка БТ-2, основателя линии, впоследствии преведшей к занменитому Т-34.

В 1904 году, до увлечения бронетехникой, он построил целый ряд переднеприводных гоночных автомобилей с поперечным расположением двигателя.

В 1923 году знаменитый гонщик Джимми Мерфи и его механик Рилэй Бретт, развивая идеи Кристи, заказали мастерской Гарри Миллера переднеприводный гоночный автомобиль. Первый образец, получивший название Miller 91, был готов в 1925 году.

По компоновке этот автомобиль повторял «Тракту» — тот же двигатель маховиком вперёд, вынесенный вперёд картер главной передачи и размещённая между ним и двигателем МКПП (трёхступентчатая). Правда, двигатель использовался рядный восьмицилиндровый.

Как и создатели «Олвиса», конструкторы «Миллера» были ограничены в выборе конструкции ШРУС’ов патентным правом. Поэтому они использовали полуоси уникальной конструкции — с тремя карданными шарнирами на каждой. Внутренние шарниры были одинарные, а внешние — двойные, спаренные. При такой конструкции, шарниры взаимно компенсировали неравномерность вращения и в целом передача усилия получалась синхронной.

Передняя подвеска «Миллера» была независимой, на четверть-эллиптических рессорах, а тормозные барабаны располагались у главной передачи, чтобы освободить место для массивного внешнего шарнира полуоси. Двигатель с нагнетателем развивал огромные, по тем временам, 154 л.с.

В 1926 году на гонках в Индианаполисе девять из десяти гонщиков, пришедших к финишу первыми, использовали переднеприводные «Миллеры». Слудующую половину десятилетия равных им не было. Всего было построено около полусотни машин этой марки в 1925—1933 годах.

Слава гоночных «Миллеров» побудила целый ряд фирм, занимавшихся производством автомобилей высшего класса (недостатка в коих Америка в те годы не испытывала) вывести на рынок собственные переднеприводные модели. Среди них были «Auburn» (1929), «Ruxtone» (через несколько месяцев после «Обурна») и «Gardner» (1930).

1929 Cord L29.

Самым первым, наиболее известным и единственным более-менее курпносерийным из них был автомобиль фирмы Auburn, получивший в честь её владельца Эррета Лоббана Корда (Errett Lobban Cord) название Cord L29.

Cord 812 Sedan.

Корд в 1927 году выкупил у Миллера патент на его конструкцию переднеприводного автомобиля. В результате разработанная Карлом ван Растом модель L29 в плане конструкции практически дословно цитировала «Миллеры», за вычетом рядного восьмицилиндрового двигателя фирмы «Continental», бесшумных гипоидных шестерён главной передачи, рычага переключения передач на панели приборов и гидравлических тормозов. Дизайн был разработан Альфредом Лийми и имел отдельные черты гоночного «Миллера».

Однако, использованная компоновка быстро проявила свои недостатки при использовании на серийном автомобиле. На передние колёса приходилось лишь 40 % массы автомобиля, а при разгоне и движении в гору — ещё меньше, что ухудшало динамику и сцепление колёс с дорогой. Кроме того, автомобиль оказался непомерно длинен и имел огромный радиус разворота (6,4 метра) из-за небольших углов поворота передних колёс, которые были ограничены выбранной схемой привода. Сами привода передних колёс имели небольшой ресурс. Наконец, автомобиль появился в самый неподходящий для этого момент — начало «Великой Депрессии», причём стоил ощутимо дороже, скажем, «Паккарда» ($3200).

Тем не менее, было выпущено 4429 автомобилей модели L29, преимущественно лимузинов. До конца 1930-х годов производились модернизированные «Корды» моделей 810 и 812, которые имели крайне неординарный дизайн. Один из них — модели 810 — имеется в Москве, в частной коллекции.

После прекращения выпуска переднеприводных «Кордов», в автопроме США надолго утвердилась монополия «классического» (заднего) привода. Следующий переднепрвиодный автомобиль — точнее, сразу две одноплатформенные модели, Oldsmobile Toronado и Cadillac Eldorado — пошли в серию лишь в 1966-67 годах, и также отличались весьма экстравагантным устройством. Вообще же, передний привод получил широкое распространение в Северной Америке только в 1980-е годы.

1930-е — 1960-е: массовые переднеприводные

В Европе, в те годы передний привод привлекал больше не создателей автомобилей высшего класса, а, наоборот, фирмы, стремящиеся создать массовую, «народную» модель. Тем не менее, вплоть до середины шестидесятых годов речь шла лишь об отдельных случаях применения переднего привода, большинство же моделей оставались в эту эпоху с приводом на заднюю ось и либо «классической», либо заднемоторной компоновкой.

Здесь существенна оказалась не хорошая управляемость, а компоновочные преимущества: отсутствие карданного вала позволяло опустить пол кузова, убрать его тоннель, а значит — увеличить пространство салона без увеличения общих размеров автомобиля и удешевить производство, и, кроме того, благодаря снижению массы применить мотор меньшей мощности.

Вместе с тем, массовое распрстранение переднего привода началось лишь с того времени, как мощность двигателей на серийных малолитражных автомобилях достигла определённого уровня, позволяющего относительно безболезненно перейти к нему, так как при недостаточном запасе мощности переднеприводный автомобиль имеет ощутимо худшую динамику по сравнению с заднеприводным, испытывает трудности с преодолением подъёмов. В Европе это произошло к шестидесятым годам. Но главной проблемой была всё же технология изготовления достаточно долговечных ШРУС-ов, - этот вопрос был решён приблизительно к тому же времени.

Вместе, эти два фактора и подготовили массовый переход на переднеприводные конструкции, начавшийся в Западной Европе во второй половине шестидесятых.

Франция

Citroën TA.

Одной из первых фирм, выпустивших в Европе массовую переднеприводную модель, стал Citroën.

В 1934 году эта фирма выпустила модель Citroën Type C, или 7CV, сегодня более известную как Citroën TA — «Traction Avant», что и означает «Передний Привод». Конструктором машины был Анри Лефевбр.

Правда, модель едва не оказалась в истории фирмы последней — сразу после её выпуска «Ситроен» разорился, не выдержав огромных трат на разработку этой модели, и в том же 1934 году компанию прикупил её главный кредитор — шинный гигант Citroën DS с гидропневматической подвеской, или Citroën SM. Большинство других фирм, не имевших «за спиной» такого мощного союзника, как «Мишлен», не смогли бы позволить себе рисковать, разрабатывая и ставя на конвейер столь необычные машины без гарантии того, что они себя окупят.

«Траксьон Аван» имел очень много революционных нововведений для машины середины тридцатых годов. Помимо переднего привода, это были несущий кузов, двигатель с «мокрыми» гильзами, гидравлические тормоза, торсионная независимая подвеска. Благодаря очень приземистому кузову с низким центром тяжести и независимой подвеске всех колёс, он имел по тем временам феноменальную для неспортивного автомобиля управляемость.

Между тем, 1,3-литровый двигатель развивал всего 32 л.с. Компоновочно автомобиль в целом повторял более ранний английский «Олвис»: дифференциал находился между коробкой передач и расположенным маховиком вперёд двигателем. Использовались ШРУС’ы типа «Тракта». Коробка передач была очень компактной, тем не менее, выбранная компоновка всё равно сделала передок несколько громоздким.

Эта модель выпускалась с перерывом в военное время до 1957 года. Позднее, добавились 1,9 и 2,6 — литровые двигатели, а так же фургончик на шасси модели ТА. В наши дни модель ТА — признанная классика французской автомобильной промышленности и один из символов ретродвижения в Европе. Впоследствии на его базе была создана особо популярная модель Citroën DS (1956).

Citroën 2CV.

На основе конструктивных решений очень успешной модели 7CV в конце тридцатых годов на фирме «Ситроен» был создан более компактный и дешевый перднеприводный автомобиль, ставший впоследствии хитом продаж — Citroën 2CV.

Этот автомобиль был задуман как фермерский, с упрощённым кузовом и шумным двухцилиндровым оппозитным двигателем воздушного охлаждения; тем не менее, он производился до 1990 года, и сыграл во Франции и некоторых других странах Европы ту же роль, которую в Германии сыграл «Фольксваген Жук».

Компоновка автомобиля повторяла старшую модель 7CV, но в отличие от неё силовой агрегат был развёрнут на 180 градусов — двигатель размещался за пределами колёсной базы маховиком назад. Первые прототипы были готовы к 1939 году, выпуск начался после Второй мировой Войны в 1949 году. Автомобиль быстро стал хитом продаж и производство его было прекращено исключительно из-за неспособности вписаться решительно ни в какие стандарты экологичности и безопасности. На его базе в шестидесятые были созданы Citroën Ami с более современным дизайном и «люксовый» Citroën Diana.

Renault 4, 1961—1993 г.г.

Panhard Dyna Z — внешний вид…

…и компоновка силового агрегата.

Вообще, в пятидесятые и шестидесятые годы, основными энтузиастами переднего привода были именно французы.

В эти годы многие модели хетчбэки Renault 16 и Renault 6 с той же компоновочной схемой, а в начале семидесятых — Renault 5, также с похожим устройством силового агрегата.

Фирма

Много переднеприводных моделей имела в производственной программе французская фирма Panhard, с определённого момента времени принадлежавшая Citroёn’у. «Панары» были достаточно крупными автомобилями c весьма своеобразным дизайном, а с точки зрения конструкции отличались двигателями воздушного охлаждения, консольно вывешенными за пределами колёсной базы, и использованием двойных карданных шарниров в качестве ШРУС’ов.

Германия

DKW F1.

DKW F8.

Более сложной была судьба немецкого «народного переднего привода».

Фирма

Скромный двухместный автомобильчик имел небольшой двухцилиндровый двухтактный двигатель и передний привод с сухариковыми шарнирами «Тракта». Коробка передач располагалась перед продольно расположенным (вперёд маховиком) двигателем, главная передача находилась между ними. Благодаря переднему приводу, машина была непривычно приземистой для своего времени, и имела достаточно просторный салон.

Этот автомобиль с рядом существенных модернизаций выпускался в течении долгого времени, довоенная серия включала в себя модели от F1 до F8 (1931—1942 годы). DKW находились в ряду наиболее популярных малолитражек тех лет. Другой отличительной особенностью DKW был в основном деревянный кузов с преимущественно фанерной обшивкой, простой, дешёвый и очень ремонтнопригодный.

Однако, после войны судьба самого предприятия оказалась трагичной.

DKW F93, на таком же кузове базировалась и IFA F9.

Значительная часть заводов DKW оказалась в зоне советской оккупации, позднее на её месте была образована ГДР. Заводы были национализированы, переименованы в IFA и на них был возобновлён выпуск автомобилей, довоенных под маркой IFA F8 и модернизированных — под маркой IFA F9.

IFA F9 базировался на довоенном прототипе DKW F9, и имел трёхцилиндровый двигатель, также двухтактный.

Впоследствии эта линия автомобилей привела к знаменитому ГДР-овскому «Трабанту». Так же, в пятидесятые годы на аналогичной технической базе был налажен выпуск автомобилей «Вартбург» («ПНР — малолитражки «Сирена». Производство всех этих раритетов велось до девяностых годов.

Предприятия, оставшиеся в зоне оккупации союзников, вполедствии оказались в составе ФРГ. На них также был начат выпуск модернизированных довоенных моделей, точнее, того же DKW F9, только в ином варианте оформления — после войны, в принципе, и эти машины пользовались неплохим спросом.

DKW Junior (1959-64).

Однако, основной проблемой фирмы стала хроническая нехватка денег на обновление модельного ряда. В результате, хотя в конце пятидесятых — шестидесятые годы автомобили DKW были весьма стильными и современными внешне (в конце пятидесятых компанией руководил американец Уильям Уэрнер (William Werner), активно продвигавший американскую стилистику для автомобилей DKW), они использовали всё те же довоенной разработки двухтактные двигатели.

В конце шестидесятых фирму приобрёл Audi 80 и Audi 100 (до войны марка «Ауди» входила вместе с DKW в концерн «AutoUnion», эмблемой которого как раз были четыре кольца, символизирующие четыре компании-участника), а так же Volkswagen Passat и Volkswagen Golf. Таким образом, два страдающих кризисом западно-германских производителей буквально «спасли друг друга». «Ауди» и «Фольксвагены» некоторое время выпускались на единых платформах, хотя со временем всё больше расходились друг от друга.

Taunus P4 12M.

Также в 1962 году переднеприводный автомобиль выпустил немецкий филиал фирмы Ford — модель Ford Taunus 12M и 15М поколений P4 и P6 (1962—1970). Изначально машина планировалась для североамериканского рынка, но руководство фирмы решило, что выводить на него автомобиль такого рода было бы преждевременно.

Двигатель был редкой компоновочной схемы — V4 (как у «Запорожцев», но с водяным охлажением), рабочий объём — 1183 см³, мощнсоть — 40 л.с.; с 1963 года на части выпуска появился модернизированный двигатель — 1498 см³ и 55 л.с.; двигатели агрегировались с МКПП-4. Внутренние шарниры полуосей были обычные карданные, а внешние — шариковые, типа «Рцеппа». Передняя подвеска была выполнена на поперечной рессоре и двух рычагах, а зависимая задняя представляла собой подвешенную на двух продольных рессорах штампованную балку. По габаритам автомобиль приблизительно соответствовал советскому «Москвичу-412», но был ниже и легче.

Опыт, однако, оказался не слишком позитивным, и последующие «Таунусы» были только «классиками».

Lloyd Arabella.

Несколько переднеприводных имела в своей производственной программе и малоизвестна ныне немецкая фирма «Borgward-Lloyd». Например, выпускавшаяся с 1959 по 1963 год оригинальная модель «Arabella» размером с ЗАЗ-968. Мотор был полностью вынесен за пределы колёсной базы, как на Citroёn 2CV, подвеска всех колёс также была независимой. Двигатель, однако, был двухтактным, как на DKW, 897-кубовым, и развивал всего 38 л.с. Переднеприводными были и менее крупные модели этой фирмы. К сожалению, она разорилась в 1963 году.

Рассказ о ранних переднеприводных автомобилях в Германии был бы неполон без упоминания о выпускавшихся в довоенные годы недорогих моделях фирмы Adler Trumpf и Trumpf-Junior, а также роскошных переднеприводных Audi Front тридцатых годов.

Швеция

SAAB 92

В конце сороковых годов народную малолитражку с передним приводом разработала и поставила в производство шведская фирма

Модель SAAB 92 была ударными темпами спроектирована ранее выпускавшим только военные самолёты шведским предприятием сразу после войны, и пошла в серию в 1949 году. Несмотря на крайне специфичный внешний вид, спартанскую простоту и шумный двухтактный двигатель, машинка пользовалась популярностью и выпускалась с модернизациями до 1980 года.

Италия

Lancia Flavia.

В Италии Фирма

Кроме того, автомобиль имел очень необычные для тех лет дисковые тормоза всех колёс, полнопроточный маслофильтр, электробензонасос, и другие черты, в сочетании с крайне современным дизайном выводящие его на передний край тогдашего автомобилестроения. Однако, передняя подвеска был выполнена на поперечной рессоре, задняя подвеска была зависимой, а сам автомобиль оказался чрезмерно тяжелым и очень нетехнологичным, что и предопределило коротку конвейерную жизнь модели.

Autobianchi Primula

Позднее, по схеме с поперечным расположением двигателя в Италии дочерним предприятием FIAT'a был создан достаточно удачный компактный хетчбэк Autobianchi Primula (1964—1970), конструктор Данте Джакоза. Несмотря на ряд анахронизмов вроде рессорной подвески всех колёс, эта машина была уже вполне близка к последующим представителям этого класса, и вызвала многочисленные подражания. К слову, именно этот автомобиль в конце шестидесятых — начале семидесятых годов внимательно исследовали создатели первых советских переднеприводных автомобилей, в НАМИ на основе его изучения был построен ряд прототипов, ни один из которых, тем не менее, не пошёл в серию.

Великобритания

Austin 7

В 1959 году создали свою переднеприводную малолитражку и англичане. Этот автомобиль конструкции ранее работавшего над гоночными «Олвисами» (см. выше) Алека Иссигониса выпускался по разными обозначениями, но изначально это был «Остин Севэн» («Austin 7»), а наибольшую известность он получил прсто как «MINI».

Благодаря переднему приводу с поперечным расположением силового агрегата 80 % длины автомобиля с двухметровой колёсной базой (меньше, чем у «Оки») оказалось высвобождено для пассажиров и груза. Образ машины дополняли подвеска на резиновых блоках и более чем спартанский интерьер на четверых. Тем не менее, автомобильчик окаался популярен и выпускался до 2000 года.

США

Oldsmobile Toronado 1966 года — один из самых экзотичных «передних приводов».

Отдельных слов заслуживают появившиеся в те годы американские переднеприводные автомобили нового поколения, хотя, разумеется, к малолитражным они никак не относились.

В течении всех 1960-х и большей части 1970-х единственным семейством переднеприводных автомобилей в США были «personal luxury cars» от Cadillac Eldorado. Это были автомобили выдающегося, по современным меркам, размера, оснащавшиеся исключительно двигателями V8 большого рабочего объема. Система переднего привода нужна была в первую очередь для того, чтобы устранить карданный вал, максимально опустить раму и сделать кузов автомобиля экстремально низким и придать ему исключительно красивые, вытянутые пропорции.

Управляемость же была. по современным меркам. посредственной благодаря типично-американской сверхмягкой подвеске и другим особенностям шасси. Справедливости ради следует заметить, что по меркам полноразмерных автомобилей США шестидесятых годов эти автомобили управлялись довольно неплохо.

Конструкция переднего привода на этих моделях была очень специфичной, что было вызвано применением огромных двигателей мощностью от 385 заявленных л.с. и более: V8 приводил в движение отдельно смонтированный гидротрансформатор АКПП, он передавал вращение на планетарную часть коробки при помощи мощной металлической цепи, а планетарная часть находилась в едином картере с главной передачей и гипоидной шестернёй приводила в движение редуктор переднего моста.

1970-е — 1980-е: всеобщее признание

К 1970-м годам конструкция переднего привода легкового автомобиля была великолепно отработана. Существовали массовые автомобили как с продольным, так и с поперечным расположением силового агрегата. ШРУСы достигли надёжности и ресурса, делавших возможным их массовое применение на автомобилях практически любого класса.

Это подготовило почву для массового распространения привода на переднюю ось — сначала в Европе, затем в Японии и Америке. Практически все малолитражки в эти годы перешли на передний привод. Из производителей автомобилей более высоких классов, перешли на него «Ауди», «Фольксваген», французские компании, практически все японские производители. Верными «классике» остались BMW, 1980-е годы.

К середине 1980-х годов, основная масса автомобилей имеет передний привод, выпускаются как малолитражные модели, так и модели бизнес-класса, и даже категории «люкс» (например, Cadillac Deville с VII поколения). Совершенствуются технологии, увеличивается ресурс ШРУС’ов.

История переднего привода в России

В нашей стране передний привод длительное время оценивался в целом отрицательно. Это было связано с плачевным состоянием дорожного хозяйства страны, так как одним из существенных недостатков переднего привода вполне справедливо считалась плохая проходимость. Для дорожных условий СССР полагались наиболее подходящими автомобили «классической» компоновки, а в классе микролитражных автомобилей — заднемоторной.

Именно эти соображения сыграли свою роль при выборе прототипа для первого отечественного автомобиля особо малого класса, «Запорожца» которым стал итальянский Fiat 600 с задним расположением силового агрегата. Для тех лет это решение следует признать верным, так как проходимость «Запорожца» действительно вошла в легенды, а переднеприводные автомобили в те годы во всём мире были редкостью.

Тем не менее, переднеприводные схемы изучались, строились прототипы^[3].

Первым образцом переднеприводного автомобиля, изготовленного в СССР, была микролитражка самодеятельного конструктора, инженера Л. И. Лиса. У неё был открытый кузов упрощённой формы без дверей, привод от мотоциклетного двигателя ИЖ-49 на не поворачивающиеся передние колёса, и единственное управляющее заднее колесо. Этот автомобиль был построен в единственном экземпляре в 1957 году.

Интерес к переднему приводу на уровне массового автостроения возник лишь в начале шестидесятых годов. Основную исследовательскую работу в этом направлении осуществлял НАМИ. Так как отставание отечественной школы в этой области было совершенно очевидно, пришлось обратиться к изучению зарубежных прототипов.

Большое впечатление на конструкторов произвёл своей предельно рациональной компоновкой английский автомобиль Austin Seven («MINI»). Однако, пробеги показали, что его конструкция, как и ожидалось, излишне хрупка для отечественных дорог. Особенно плохо показали себя подвески на резиновых блоках.

В 1966 году был построен прототип НАМИ-0107 «Василёк», на конструкцию и дизайн которого оказала огромное влияние итальянская модель Autobianchi Primula. Автомобиль имел 1,1-литровый, 52-сильный двигатель собственной разработки НАМИ.

Между тем, в стране существовал хороший «задел» для создания собственных конструкций переднеприводных микролитражек: относительно удачный двигатель «Запорожца», объединённый в единый блок с трансмиссией, при некоторой переделке пригодной для организации привода на передние колёса, причем, вполне приспособленный к установке впереди автомобиля (для него такая установка была в целом даже более предпочтительна ввиду лучшего охлаждения потоком набегающего воздуха).

НАМИ-0132 (1967) как раз и представлял собой кузов «Запорожца» ЗАЗ-966, адаптированный к установке переднеприводного силового агрегата на основе штатного и оригинальной передней подвески на поперечных рычагах. Чтобы устранить недостатки двигателя МеМЗ, на ЗОК (Завод Опытных Конструкций) при НАМИ разрабатывалась версия с водяным охлаждением.

Позднее, на основе силового агрегата «Запорожца» в Луцке был налажен массовый выпуск автомобиля ЛуАЗ (изначально ЛуМЗ), первые выпуски которого имели передний привод (1967). Именно ЛуАЗ-969В был первым советским серийным переднеприводным автомобилем. Позднее, он стал полноприводным внедорожником.

По аналогичной НАМИ-0132 схеме в конце шестидесятых был выполнен автомобиль-прототип, использовавший кузов Fiat 124 и ряд узлов трансмиссии от Peugeot 204.

Во второй половине шестидесятых годов передним приводом в Европе стали снабжать не только малолитражные автомобили, но и модели среднего класса, например Audi 100. Для проверки такого решения, был построен прототип НАМИ-0173: кузов был позаимствован у «Волги» ГАЗ-24, расположенный продольно мотор — у «Москвича-412», трансмиссия была оригинальной разработки, но максимально унифицирована с «волговской». Наиболее существенной проблемой для автомобиля такого класса с передним приводом оказались шарниры привода передних колёс: даже технологии опытного производства при НАМИ пока не позволяли создать ШРУС’ы нужной прочности и долговечности.

В семидесятые годы интерес к переднему приводу в СССР, как и во всём мире, резко вырос. Был построен целый ряд прототипов на крупных автозаводах. В частности, на ВАЗ-е это были ВАЗ-Э1101 «Чебурашка» (1972) и ВАЗ-3Э1101 «Ладога», последний позднее стал отправной точкой работ по «Таврии». Но до этого на ЗАЗ-е вели и собственные работы над передним приводом, взяв за основу НАМИ-0132.

В Ижевске разработали и построили свой оригинальный прототип — хетчбэк ИЖ-13 «Старт», максимально унифицированный с выпускавшимся там «Москвичом-412»; в качестве ШРУС’ов применили архаичные, но простые в изготовлении сдвоенные карданные шарниры. Но в серию эта машина не пошла.

В НАМИ в это время работали над переднеприводным микроавтомобилем. В качестве «мула» (носителя агрегатов) сначала взяли кузов польской версии Fiat 126 — Polski Fiat 126P «Maluch», это был заднемоторный автомобиль с рядным двухцилиндровым двигателем. Силовой агрегат перенесли вперёд, переделав под передний привод.

На следующем этапе к работе над моделью подключились ВАЗ и Серпуховский завод, для автомобиля был спроектирован совершенно новый кузов, а силовой агрегат полностью переконструировали под поперечное расположение двигателя — от польского «Фиата» теперь оставался только сам двигатель, так как рядного двухцилиндрового агрегата в СССР до этого не выпускали.

Прототип НАМИ-СМЗ-1101 был готов в 1984 году. Впоследствии, двигатель от «Фиата» заменили «половинкой» от двигателя ВАЗ-2108. В результате появилась модель ВАЗ-1111 «Ока».

На ВАЗ-е к 1978 году разработали и построили совместно с западногерманской фирмой Porsche прототип переднеприводного хетчбэка ВАЗ-2108, а серийное производство началось с 1984 года. Это был типичный европейский компактный хетчбэк «гольф-класса» начала восьмидесятых годов.

Завод АЗЛК с начала семидесятых годов работал над заднеприводными автомобилями, промежуточными по классу между ВАЗ-ами и «Волгой» (см. статьи Москвичи серии 3-5 и Москвичи серии С), работы были доведены до предсерийных образцов. Однако, в 1976 году в отраслевом Министерстве решили, что АЗЛК должен разработать и наладить выпуск переднеприводных автомобилей того же класса, как более современных.

В качестве прототипа, заводу была навязана франко-американская модель SIMCA 1307/1308, Автомобиль 1976 года в Европе. Передняя часть «Симки» не подходила для установки имевшихся в производстве в СССР двигателей, кроме того, торсионная передняя подвеска, выполненная по образцу американский моделей фирмы Chrysler, была слишком непривычным решением. Поэтому за основу взяли только заднюю часть кузова французской модели, которая в целом сохранила свои очертания, передок же был спроектирован полностью заново, причём компоновка силового агрегата очень напоминала западногерманские «Ауди» и «Фольксвагены».

Прототип был готов в 1979 году. В 1988 году окончились доводочные работы, и автомобиль встал на конвейер как «Москвич-2141».

В настоящее время большая часть отечественных легковых автомобилей являются переднеприводными. Сохранял до последнего времени исключительно заднеприводную «ориентацию» только Горьковский автомобильный завод, хотя с выпуском новейшей модели GAZ Siber с этим, кажется, покончено.

Последние тенденции

Сегодня наблюдается постепенное снижение популярности переднего привода в пользу возврата к заднему. Эта тенденция идёт из США, уже подхвачена ориентирующимися на северо-американский рынок японскими и отчасти, корейскими, производителями. В первую очередь, это касается больших седанов, которые в США в 1990-е практически все перешли на передний привод, а в наши дни часто становятся снова заднеприводными. Так, Chevrolet Impala с 2000 года стал переднеприводным, однако, на 2009 год запланирован запуск нового поколения на заднеприводной Zeta Platform ^[4][5]. То же касается и Chrysler 300, с той разницей, что заднеприводное поколение уже довольно давно сходит с конвейера.

На большом автомобиле передний привод не даёт таких существенных компоновочных преимуществ, как на малолитражке, а главное — такой автомобиль становится трудноуправляемым при повороте на высоких скоростях благодаря склонности переднеприводного автомобиля к недостаточной поворачиваемости a priori, усугубляемой высоким весом самого автомобиля. Главное же — возврат к заднему приводу идет на фоне растущих в США ностальгических тенденций — не случайно многие сегодняшние новинки северо-американского рынка являются «реинкаранциями» популярных моделей 1930-х — 1960-х годов.

С другой стороны, популяризация легкового полного привода в Европе и Азии также ведет в конечном итоге к снижению популярности привода на переднюю ось.

Однако, на малолитражках передний привод не собирается сдавать свои позиции, так как в этом классе сложно найти ему адекватную замену.

Варианты компоновки автомобиля с передним приводом

По ориентации силового агрегата

Пример компоновки.

Комопновка с продольным расположением силового агрегата

В настоящее время относительно редко встречается, но является основной скажем для автомобилей

Такая компоновка обычно применяется, когда необходимо разместить в моторном отсеке относительно длинный двигатель — например, именно этими соображениями руководствовались проектировщики автомобиля «Москвич-2141» с такой компоновкой. Кроме того, её преимущества — равная длина полуосей передних колёс благодаря симметричному расположению главной передачи и, при расположении двигателя перед ведущей осью, меньшая длина тяг к коробке передач, что позволяет сделать переключение более чётким.

Компоновка с поперечным расположением силового агрегата

Пример компоновки.

В настоящее время, наиболее распространена. Исторически, сложилась в шестидесятые годы, один из первых представителей —

Главный плюс — компактность, отсюда же вытекает и минус — в небольшом объёме находится большое количество агрегатов, что затрудняет проектирование, производство и ремонт автомобиля. Кроме того, в такой компоновке невозможно размещение длинных двигателей (например, I6), а полуоси передних колёс получаются неравной длины, что приводит к появлению дополнительных торионных (действующих на скручивание) сил в одной из них и, как следствие, неравномерному их износу.

Двигатель в блоке с трансмиссией расположен поперечно.

По расположению двигателя относительно ведущей оси

С расположением двигателя перед ведущей осью

Центр масс силового агрегата располагается перед ведущей осью, за пределами колёсной базы. В настоящее время это решение наиболее распространено.

Такая компоновка позвляет дополнительно нагрузить передние (ведущие) колёса, то есть, частично избавиться от существенного недостатка переднего привода — малого сцепного усилия на ведущих колёсах, как следствие — худшей разгонной динамики, проходимости и способности преодолевать подъёмы по сравнению с задним. Кроме того, расположенный перед ведущим мостом двигатель лучше охлаждается и не отнимает пространство салона.

Недостатки компоновки являются прямым следствием её преимуществ. Увеличение загрузки передней оси может навредить развесовке автомобиля в целом, что отрицательно скажется на управляемости. Особенно чувствителен этот эффект при продольном размещении двигателя. Помимо этого, длина переднего свеса получается наибольшей по сравнению с другими схемами, опять же — особенно это проявляется при продольно расположенном двигателе. Длинный передний свес ухудшает геометрическую проходимость, усложняет маневрирование при парковке.

На практике, конструкторы обычно в каждом конкретном случае стараются найти оптимальный компромисс между хорошей динамической нагрузкой на ведущую ось и соображениями общей балансировки. Например, у отечественного «Москвича» модели −2141 на переднюю ось приходилось 62 % массы автомобиля, а на заднюю — 38 %, что считается приемлимым результатом для переднего привода^[6].

С расположением двигателя за ведущей осью

В этой схеме центр масс силового агрегата расположен за ведущей осью, внутри колёсной базы.

Такая схема была распространена на раннем этапе становления переднеприводной компоновки. Так, её использовали первые серийные переднеприводные автомобили — такие, как Cord L29, Citroen TA,

Однако, минусы этой компоновки столь значительны, что в настоящее время она не используется. В первую очередь, она не обеспечивает достаточной загрузки передних (ведущих) колёс, оосбенно при разгоне и движении в гору, когда она особенно нужна; например, вышеупомянутые «Корды» имели некоторые затруднения при движении на подъём. Кроме того, силовой агрегат отбирает пространство у салона, а охлаждение его часто бывает затруднённым — например, это было характерно для имевшего такую компоновку Citroen DS.

Рекорды

• Модель Cadillac Eldorado с передним приводом, представленная в 1967 году, удерживает рекорд по величине рабочего объёма двигателя (V8, 8,2 л.) для переднеприводных автомобилей, модель с этим двигателем выпускалась в 1970—1976 годах.
• Самой лучшей разгонной динамикой среди переднеприводных турбированных автомобилей массового производства обладал автомобиль Dodge SRT-4 (турбированный Dodge Neon, созданный компанией DaimlerChrysler по технологии «Street and Racing Technology» (SRT) в 2003).^[7]
• Citroën SM с турбонаддувом поставил рекорд скорости для переднеприводных автомобилей: на трассе солёного озера Бонневилль в штате Юта (США) в 1987 году он достиг скорости 325 км/ч (202 миль/ч).^[8]

Примечания

1. ↑ Журнал «Техника-Молодежи», № 2 за 1979 год.
2. ↑ Le fardier de Cugnot.
3. ↑ По материалам: За Рулём, № 11, 2008 г.: Вектор тяги. История отечественного переднего привода.
4. ↑ GM Inside News, англ.
5. ↑ Сайт журнала Motor Trend, англ.
6. ↑ «Моделист-Конструктор», 1986, № 11: «Тянуть легче, чем толкать».
7. ↑ Сайт о внедорожниках, про Dodge, англ.
8. ↑ Сайт Infoweb, англ.

Ссылки