Rozložení motoru vpředu, pohonu předních kol- Front-engine, front-wheel-drive layout

Příčně uložené uspořádání motoru FF
Podélně uložené uspořádání motoru FF

V automobilovém designu , uspořádání s motorem vpředu, pohonem předních kol (FWD) nebo FF , umisťuje jak spalovací motor, tak poháněná kola v přední části vozidla.

Důsledky použití

Další informace: Automobilové uspořádání a pohon předních kol
Rozložení motoru vpředu, pohonu zadních kol

Historicky bylo toto označení používáno bez ohledu na to, zda byl celý motor za řadou přední nápravy. V poslední době výrobci některých vozů přidali k označení termín přední střední, který popisuje vůz, ve kterém je motor před prostorem pro cestující, ale za přední nápravou. Polohy motoru většiny vozů z období před 2. světovou válkou jsou vpředu uprostřed nebo na přední nápravě .

Toto rozložení je nejtradičnější formou a zůstává oblíbeným, praktickým designem. Motor, který zabírá velký prostor, je zabalen v místě, kde by cestující a zavazadla obvykle nepoužívali. Hlavním nedostatkem je rozložení hmotnosti - nejtěžší komponenta je na jednom konci vozidla. Ovládání auta není ideální, ale obvykle předvídatelné.

Na rozdíl od uspořádání vpředu s pohonem zadních kol (RWD), uspořádání FWD eliminuje potřebu centrálního tunelu nebo vyšší světlé výšky podvozku pro uložení hnacího hřídele zajišťujícího napájení zadních kol. Stejně jako uspořádání zadních motorů, uspořádání pohonu zadních kol (RR) a uspořádání zadních středních motorů, uspořádání pohonu zadních kol (RMR) umisťuje motor na hnací kola, čímž zlepšuje trakci v mnoha aplikacích. Protože řízená kola jsou také poháněná kola, jsou vozy s pohonem všech kol obecně považovány za lepší než vozy s pohonem všech kol v podmínkách s nízkou přilnavostí, jako je sníh, bláto, štěrk nebo mokrý asfalt. Při horolezectví v podmínkách nízké trakce je RR považováno za nejlepší uspořádání pohonu dvou kol, a to především kvůli přesunu hmotnosti na zadní kola při stoupání. Schopnost zatáčení vozidla FWD je obecně lepší, protože motor je umístěn nad řízenými koly. Protože však poháněná kola mají další nároky na řízení, pokud vozidlo rychle zrychluje, je v zatáčkách k dispozici menší přilnavost, což může mít za následek nedotáčivost . Vysoce výkonná vozidla jen zřídka používají uspořádání FWD, protože hmotnost se přenáší na zadní kola při akceleraci, zatímco vykládá přední kola a výrazně snižuje jejich přilnavost, čímž účinně omezuje množství energie, které by bylo možné reálně využít; navíc vysoký výkon vysoce výkonných vozů může mít za následek točivý moment . Elektronická kontrola trakce se může vyhnout roztočení kol, ale do značné míry neguje výhodu extra síly. To byl důvod pro přijetí systému quattro s pohonem všech kol ve vysoce výkonných silničních vozech Jensen FF a Audi Quattro .

Historické úpravy

Rané vozy využívající rozvržení FWD zahrnují 1929 Cord L-29 , 1931 DKW F1 , 1948 Citroën 2CV , 1949 Saab 92 , 1957 Trabant P50 a 1959 Mini . V 80. letech 20. století výhody tahu a balení tohoto uspořádání způsobily, že si jej v USA osvojilo mnoho výrobců kompaktních a středních vozidel. Většina evropských a japonských výrobců přešla u většiny svých automobilů v 60. a 70. letech minulého století na pohon předních kol, přičemž posledními změnami byly VW, Ford of Europe a General Motors (Vauxhall - Velká Británie a Opel - Německo). Toyota byla poslední japonskou společností, která přešla na začátku 80. let minulého století. BMW , zaměřené na luxusní vozy, si však zachovalo rozložení pohonu zadních kol i u svých menších vozů, ačkoli jejich značka MINI je FWD.

Pro toto základní uspořádání existují čtyři různá uspořádání, v závislosti na umístění motoru, který je nejtěžší součástí hnacího ústrojí.

Středový motor / Pohon předních kol

Nejdříve takové uspořádání nebylo technicky FWD, ale spíše mid-motor, rozložení s pohonem předních kol (MF). Motor byl uložen podélně (dopředu a dozadu, nebo sever-jih) za kola, s převodovkou před motorem a diferenciálem v přední části vozu. S motorem tak daleko vzadu nebylo rozložení hmotnosti takových aut, jako je Cord L-29, ideální; poháněná kola nenesla dostatečně velký podíl hmotnosti pro dobrou trakci a ovladatelnost. Citroën Traction Avant z roku 1934 vyřešil problém s rozložením hmotnosti umístěním převodovky v přední části vozu s diferenciálem mezi ním a motorem. V kombinaci s nízko posazeným unibody designem vozu to vyústilo v ovladatelnost, která byla v dané době pozoruhodná. Renault je nejnovějším uživatelem tohoto formátu - použil jej na Renault 4 a Renault 5 první generace , ale od té doby upadl v nemilost, protože zasahuje do vnitřního prostoru.

Podélně uložený motor vpředu a pohon předních kol

Alfa Romeo Alfasud Sprint Veloce z roku 1975 využívající podélně uložený motor vpředu a pohon předních kol.

Panhard Dyna X z roku 1946 , který navrhl Jean-Albert Grégoire , měl motor podélně před předními koly, s převodovkou za motorem a diferenciálem v zadní části sestavy. Toto uspořádání, používané Panhardem do roku 1967, mělo potenciálně problém s rozložením hmotnosti analogický s výše uvedeným kabelem L29. Panhardův vzduchem chlazený plochý dvojitý motor byl však velmi lehký a montovaný nízko nad zemí s nízkým těžištěm, který účinek snižoval. Vzduchem chlazený plochý dvojitý motor Citroën 2CV byl také uložen velmi nízko, před předními koly, s převodovkou za osou a diferenciálem mezi těmito dvěma. To se stalo docela populární; vozy využívající toto rozložení zahrnovaly německý Ford Taunus 12M a Lancia Flavia a Fulvia . Toto je standardní konfigurace vozidel s pohonem předních kol Audi a Subaru. V roce 1979 Toyota představila a uvedla na trh svůj první vůz s pohonem předních kol, Tercel , a na rozdíl od většiny ostatních vozů s pohonem předních kol na trhu v té době měla motor podélně uložený. Toto uspořádání pokračovalo i na druhé generaci Tercelu, až do roku 1987 dostala třetí generace nový příčně uložený motor. Jiné modely Toyota s pohonem předních kol, jako Camry a Corolla , měly od začátku příčně uložené motory.

Oldsmobile Toronado z roku 1966 (spolu se sesterským modelem Cadillac Eldorado ) používaly nové uspořádání, které mělo motor a převodovku v uspořádání „vedle sebe“, přičemž síla byla mezi nimi přenášena prostřednictvím řetězu pro těžký provoz a speciálně navržený střední hnací hřídel, který prošel pod jímkou ​​motoru. Tato rodina vyniká tím, že je vozidlem s pohonem předních kol s nejvyšším objemem motoru (8,2 l), jaké kdy bylo vyrobeno. Saab 99 a „klasické“ Saab 900 také použít podobné uspořádání. Eagle Premier používal podobné uspořádání hnacího ústrojí nalezené v Renault 21 a 25 - později se stal základem pro sedany Chrysler LH vyráběné do modelového roku 2004.

Dnes je Audi nejvýznamnějším uživatelem tohoto mechanického uspořádání, protože jej používalo od 50. let minulého století u svých předchůdců DKW a Auto Union a ve větších modelech jej lze najít od A4 výše. Poslední evoluce formátu na platformě Audi MLB se pokouší vyřešit dlouhodobou nevýhodu nerovnoměrného rozložení hmotnosti. Toho se dosáhne zabalením diferenciálu před spojku, což umožní, aby bylo vedení náprav dále vpřed vzhledem k zadní stěně bloku motoru.

Příčně uložený motor vpředu / Pohon předních kol

Kapota z tohoto původního Mini je otevřen, ukazující příčně uložený motor, který pohání přední kola.

Prvními oblíbenými vozy FWD s příčným motorem byly DKW „Front“ vyrobené z roku 1931, které měly dvouválcový dvoutaktní motor. Saab kopíroval tento design na svém prvním voze, 1949 Saab 92 . Trabant v roce 1957 byl také jedním z prvních vozů, které měly příčně uložený motor, což byl jakýsi nástupce DKW. To byla novinka, zejména u auta vyráběného v komunistické zemi.

Issigonis je Mini 1959 a související vozy, jako je Maxi , Austin 1100/1300 a Allegro měl čtyřválcový řadový vodou chlazený motor napříč připojen. Převodovka byla umístěna v jímce pod klikovým hřídelem, přičemž síla byla přenášena přenosovými převody. Jiné modely, které používaly uspořádání „převodovka-v-jímka“, zahrnovaly Datsun 100A (Cherry) a různé aplikace motoru PSA-Renault X-Type , jako je Peugeot 104 a Renault 14 . 1955 Suzuki Suzulight také představil přední motor s příčně instalovaným dvoudobým dvouválcovým motorem (pomocí technologie DKW) v aplikaci městské auto / kei auto, založené na německém Lloyd LP400 .

Dante Giacosa ‚s Autobianchi Primula z roku 1964, Fiat 128 a Fiat 127 , dal vysílání na jedné straně napříč uložený motor a zdvojnásobil zpět na hnací ústrojí, aby diferenciál hned za přenos, ale přesazeny k jedné straně. Hnací hřídele ke kolům jsou proto na jedné straně delší než na druhé. Tím byla hmotnost umístěna jen kousek před koly. Právě tento systém v současnosti celosvětově dominuje.

Vozidla s pohonem předních kol při silném zrychlení obvykle trpí točivým momentem . To je způsobeno rozdílnými délkami hnacího hřídele, což má za následek různé úhly dopadu na klouby hnacího hřídele. Čím dále jsou tyto klouby kloubové, tím méně účinné jsou při přenosu točivého momentu na kola.

Charakteristiky konstrukce pohonu předních kol

  • Středový motor, pohon předních kol ( rozvržení MF ): Středový motor Renault 4 , uspořádání pohonu předních kol umožňuje větší vzdálenost mezi předními dveřmi a podběhy kol a krátký přední převis .

  • Podélně uložený motor vpředu, pohon předních kol (podélné uspořádání FF): Podélné uspořádání Auto Union 1000 (dnes Audi) nahradilo v 50. letech minulého století přední příčné motory DKW F89 .

  • Příčný motor uložený vpředu, pohon předních kol (příčné uspořádání FF): Fiat 128 , který následoval ve stopách modelu Autobianchi Primula .

Hnací hřídele předních kol

U vozidel s pohonem předních kol přenášejí hnací hřídele pohon přímo z diferenciálu na přední kola. Krátký vnitřní vývodový hřídel je drážkovaný k diferenciálu na straně diferenciálu a vnější čep čepu je drážkovaný k náboji předního kola. Každý čep čepu má na každém konci spojovacího mezihřídele třmen nebo pouzdro pro uložení univerzálního kloubu .

Univerzální klouby umožňují, aby se hřídel stále otáčela a zároveň umožňovaly změny v důsledku pohybu zavěšení, jako je délka hřídele a horizontální úhel a úhel hřídele při otáčení řízení. K plynulému přenosu energie mezi součástmi se běžně používají univerzální klouby s konstantní rychlostí. Vnitřní univerzální může být zanořovací nebo stativový spoj. Stativ je drážkovaný k mezilehlé hřídeli a držen pojistným kroužkem. Kulička uložená na jehlových válečkových ložiskách je připevněna ke každému sloupku stativu, který sklouzne v čepu uvnitř třmenu. To zajišťuje změny v délce hřídele a horizontálním úhlu. Pohon se přenáší přes čep a kuličky pro otáčení hřídele.

Vnější univerzální kloub umožňuje větší úhlové změny, ale nikoli změny délky hřídele. Obvykle se jedná o kuličkový a klecový typ s vnitřní dráhou drážkovanou k mezilehlé hřídeli. V jho se tvoří vnější rasa. Klec udrží obě kuličky na místě v drážkách v obou rasách. Koule přenášejí pohon z hřídele na náboj a umožňují změnu horizontálního úhlu a dosažení širokého úhlu řízení. Flexibilní gumová bota připevněná ke každému spoji zadržuje mastnotu a chrání před nečistotami a vlhkostí.

V případě, že diferenciál není umístěn ve středové ose vozidla, lze namontovat mezilehlý hřídel, aby byly na každé straně zachovány stejně dlouhé hnací hřídele. To udržuje úhly hnacího hřídele na obou stranách stejné a pomáhá předcházet nerovnostem řízení a vibracím. Vnější konec mezihřídele je podepřen ložiskem zajištěným ke skříni transaxle a univerzálním kloubem napomáhá vyrovnání. V některých případech je na jedné straně použit delší hnací hřídel. K absorpci vibrací může být namontován gumový dynamický tlumič.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Sedgwick, Michael Cars 50. a 60. let . Gothenburg, Švédsko: AB Nordbok, 1983. (Zahrnuje obrázky rozvržení motoru Traction Avant a další provedení.)