Przesunięcie silnika do przodu - jak zmieniło to samochód?

Dziedzictwo napędu na przednie koła z 1934 roku oraz poprzecznie umieszczonego silnika Miniego z 1959 roku żyje dziś w prawie każdym samochodzie na drogach.
Dziedzictwo napędu na przednie koła z 1934 roku oraz poprzecznie umieszczonego silnika Miniego z 1959 roku żyje dziś w prawie każdym samochodzie na drogach.

Udostępnij tę stronę

Przeniesienie silnika na przód powiększyło wnętrze samochodu, kontrolę nad rozkładem masy przekazało projektantom i umożliwiło ekonomiczną produkcję małych samochodów. Ta przemiana dokonała się w dwóch krokach: wprowadzenie napędu na przednie koła do produkcji seryjnej w 1934 roku oraz przekształcenie układu silnik-skrzynia biegów ułożonego poprzecznie w tani, powtarzalny pakiet w 1959 roku. Prawie każdy samochód na dzisiejszych drogach jest dziedzictwem tych dwóch kroków.

Najważniejsze fakty

  • 1934: Citroën Traction Avant połączył napęd na przednie koła z nadwoziem monokok i przeniósł go do standardu produkcji seryjnej.
  • 1959: Mini, mieszcząc silnik i skrzynię biegów w poprzecznie w nadwoziu o długości około 3 metrów, ukształtowało szablon współczesnego samochodu kompaktowego.
  • 1931: Prawdziwym pionierem układu poprzecznego był DKW F1 z dwucylindrowym silnikiem dwusuwowym.
  • Traction Avant wyprodukowano łącznie w liczbie 759 111 sztuk i stał się pierwszym samochodem z napędem na przednie koła, który osiągnął sześciocyfrową liczbę egzemplarzy.
  • We współczesnych samochodach z napędem na przednie koła wzdłużny układ silnika został faktycznie porzucony; układ poprzeczny stał się uniwersalny.

Wprowadzenie: Dlaczego Silnik Był z Tyłu?

Od pierwszego samochodu Karla Benza problem był jasny: trzeba było połączyć w całość jednocylindrowy, czterosuwowy silnik oraz układ napędowy przenoszący moc na koła. We wczesnych rozwiązaniach silnik umieszczano blisko osi napędowej. Układ z dużym silnikiem z tyłu stał w ten sposób na długie lata standardem; zbliżenie silnika do osi napędowej było mechanicznie proste i zmniejszało straty przy przenoszeniu napędu.

Ale ten układ miał swoją cenę. Silnik zajmował miejsce pasażerów i bagaż; pojazd wymagał długiego rozstawu osi. Dla inżyniera projektującego mały samochód pytanie, gdzie stanie silnik, bezpośrednio przesądzało o tym, ile miejsca zostanie na kabinę. Właśnie rozmieszczenie silnika - niezależnie od pojemności silnika czy liczby cylindrów - jest fundamentalną decyzją architektoniczną samochodu: określa rozkład masy, środek ciężkości, a tym samym przyspieszenie, hamowanie i przyczepność do drogi.

Citroën Traction Avant: Seryjna Premiera Napędu na Przednie Koła

Przed rokiem 1934 napęd na przednie koła nie był całkowicie obcą koncepcją. W Anglii Alvis 1928 Racing FWD, a w USA Cord L29 (1929-1932) próbowały tego układu w segmencie luksusowym; w Europie istniały ugruntowane modele z napędem na przednie koła, takie jak DKW F2 i Adler Trumpf, konstrukcje firmy Tracta oraz nowe przedsięwzięcia jak BSA Scout. Auto Union stosowało napęd na przednie koła i niezależne zawieszenie w pojazdach seryjnych jeszcze wcześniej. Brakowało jedynie samochodu, który zintegrowałby tę technologię z tanią, wysokowolumenową produkcją seryjną.

Ten samochód powstał dzięki projektowi André Lefèbvre'a i Flaminio Bertoniego. Pierwszy model 7A został zaprezentowany w Paryżu 18 kwietnia 1934 roku; produkcja seryjna rozpoczęła się dzień później. Traction Avant był pierwszym na świecie seryjnie produkowanym samochodem z nadwoziem pół-monokok i napędem na przednie koła. Nadwozie monokok przyniosło oszczędność 70 kg stali na pojazd; ta lekkość była inżynierskim fundamentem za zdolnością samochodu do osiągnięcia prędkości 100 km/h. Zużycie paliwa wynosiło około 10 L/100 km; W teście z 1951 roku Light Fifteen o pojemności 1911 cc osiągnął 72,6 mph prędkości maksymalnej oraz 29,7 sekundy rozpędzenia 0-60 mph.

Wnętrze zyskujące na przestrzeni podłogi

W układzie przedniego napędu wzdłużnego Traction Avant skrzynia biegów znajdowała się z przodu, silnik za nią, a dyferencjał między nimi. Ten układ oznaczał dźwignię zmiany biegów na desce rozdzielczej, pedały wiszące, hamulec ręczny typu parasolowego i ciągłą ławkę przednich foteli. Rezultat: bardzo obszerne wnętrze z płaską, wolną od przeszkód podłogą oraz eliminacja potrzeby bocznych podnóżków. Te cechy uczyniły samochód popularnym w idealnym świecie limuzyn i taksówek. Samochód miał także hydrauliczne hamulce, pierwsze w seryjnej produkcji w Europie, przekładnię ślimakową z 1936 roku, która zastąpiła typ worm and roller, przednie niezależne zawieszenie na drążkach skrętnych oraz transakcję ze stopu aluminium.

Koszt był jednak wysoki: wydatki na rozwój i modernizację fabryki doprowadziły Citroëna do bankructwa pod koniec 1934 roku, a największy wierzyciel, firma Michelin, zarządzał nim do 1976 roku. Produkcja została wstrzymana podczas wojny i wznowiona w 1945 roku, a zakończyła się w lipcu 1957 roku; łącznie 759 111 egzemplarzy. Transakcja z lanego aluminium miała jeszcze jeden los: W latach 50. był wykorzystywany w rewolucji Coopera z silnikiem z tyłu w Formule 1 - Cooper T51 został mistrzem świata F1 w 1959 roku.

Mini i układ poprzeczny silnika: Narodziny współczesnego wzorca

Issigonis'in 1959'da şanzımanı motorun yanına yerleştirerek kurduğu enine motorlu önden çekiş düzeni, bugünkü hemen her otomobilin şablonunu yazdı.

Wzdłużny układ Traction Avant był technicznie udany, ale nie był standardem przyszłości. Prawdziwą rewolucją było umieszczenie silnika poprzecznie: posadzenie silnika wraz ze skrzynią biegów obok niego, jako jednej zwartej jednostki, na przedniej osi. Tutaj potrzebne jest historyczne doprecyzowanie: pierwszy poprzeczny, przednionapędowy silnik nie należał do Mini. Tę konfigurację wyprzedziła od 1931 roku dwucylindrowa dwusuwowa DKW F1; prototyp F9 DKW z 1939 roku, zaprojektowany dla trzycylindrowego silnika, również miał poprzeczny zespół silnik-skrzynia.

Dokonanie Mini w 1959 roku było inne i właśnie dlatego przełomowe: zaprojektowanie przez Aleca Issigonisa poprzecznego silnika z przednim napędem, ze skrzynią umieszczoną obok silnika, tak by stworzyć tani, masowo produkowany pakiet. Na zewnątrz samochód o długości około 10 stóp, czyli 3 metrów, wewnątrz oferował zaskakująco przestronną przestrzeń życiową - układ silnika uczynił tę efektywność wnętrza możliwą. Z wyjątkiem późniejszych wyjątków zachowujących układ wzdłużny, takich jak Renault 4, Renault 16 i pierwsza generacja Renault 5, niemal wszystkie współczesne, masowo produkowane samochody przednionapędowe przyjęły ten poprzeczny układ. Ten wzorzec, który zaczął się od małych samochodów, z czasem przekształcił się w dominującą architekturę obejmującą segment kompaktowy, potem średni, a w końcu większość modeli ery hybrydowej.

Dlaczego silnik centralny zniknął?

Umieszczenie silnika z tyłu to również układ oparty na rozsądnych przesłankach. Ponieważ ciężar silnika spoczywa na napędzanej osi, poprawia przyczepność - szczególnie w warunkach zimowych. Przesłanki to prostota, efektywność pakowania, tworzenie przestrzeni bagażowej i pasażerskiej oraz zbliżenie silnika do napędzanej osi. W latach 50. modowym sposobem zaprojektowania małego samochodu było umieszczenie silnika z tyłu; układ ten historycznie stosowano głównie w małych pojazdach. Problem pojawił się wraz ze wzrostem rozmiarów: masa silnika z tyłu ma negatywny wpływ w dużym samochodzie, zaburzając równowagę prowadzenia. W rezultacie stopniowo porzucono generację małych samochodów z silnikiem tylnym; wyjątkami pozostały modele, w których inżynieria uczyniła z tego układu część charakteru, jak Porsche 911.

Jak Umieszczenie Silnika Wpływa na Jazdę i Wnętrze?

Wpływ rozmieszczenia można podsumować w trzech punktach:

  • Silnik z przodu: Najłatwiejsze położenie pod względem serwisowania; dostęp do komory silnika jest łatwy, a montaż z przodu zapewnia szerszą kabinę i przestrzeń pasażerską.
  • Silnik z tyłu: Obciąża oś napędową; w małych pojazdach jest wydajny pod względem pakowania, ale w dużej karoserii utrudnia zachowanie równowagi.
  • Silnik centralny: Radykalnie zmienia rozkład masy i poważnie wpływa na charakter jazdy; dlatego preferowany w pojazdach sportowych.

Istnieje jedna ważna różnica: położenie silnika wpływa przede wszystkim na osiągi i prowadzenie, a nie na zużycie paliwa. O efektywności decydują głównie pojemność silnika, masa i aerodynamika. Przeniesienie silnika do przodu nie daje więc bezpośrednich oszczędności w litrach; zapewnia natomiast większą kabinę przy tej samej długości nadwozia oraz równowagę masy, którą inżynierowie mogą kontrolować.

Dziedzictwo: Architektoniczna Decyzja Współczesnego Samochodu

Jeśli liczba cylindrów, typ silnika i pojemność to witryna każdego samochodu, to rozmieszczenie silnika jest jego ukrytym szkieletem. Układ z silnikiem z tyłu, pozostały z epoki Benza, długo sprawdzał się w małych pojazdach; Traction Avant przeniósł napęd przedni do produkcji seryjnej z nadwoziem monokok, zmieniając wnętrze i matematykę kosztów; Mini natomiast dopasowało poprzeczny zespół silnik-skrzynia do ekonomiki produkcji seryjnej, kładąc podwaliny pod współczesny samochód kompaktowy, a pośrednio pod logikę pakowania w erze hybryd. Kiedy dziś widzicie płaską podłogę sięgającą za fotele, bagażnik z tyłu i stosunkowo małą komorę silnika z przodu sedana lub hatchbacka, to na co patrzycie to suma dwóch decyzji architektonicznych podjętych w 1934 i 1959 roku.

Źródła