Вынос двигателя вперёд: как он изменил автомобиль?

Поделиться этой страницей
Перенос двигателя вперёд увеличил внутреннее пространство автомобиля, поставил распределение веса под контроль дизайнера и сделал возможным экономичное производство малолитражек. Это преобразование произошло в два этапа: запуск переднего привода в серийное производство в 1934 году и превращение поперечной компоновки «двигатель-коробка передач» в дешёвый и воспроизводимый пакет в 1959 году. Почти каждый автомобиль на дорогах сегодня - наследие этих двух шагов.
Основные факты
- 1934: Citroën Traction Avant объединил передний привод с несущим кузовом и поднял его до стандарта серийного производства.
- 1959: Mini, разместив поперечный двигатель и коробку передач в кузове длиной около 3 метров, задал шаблон современного компактного автомобиля.
- 1931: Настоящим первопроходцем поперечной компоновки был DKW F1 с двухцилиндровым двухтактным двигателем.
- Всего было выпущено 759 111 экземпляров Traction Avant, и он стал первым переднеприводным автомобилем, достигшим шестизначной цифры производства.
- В современных переднеприводных автомобилях продольная компоновка двигателя фактически оставлена; поперечная компоновка стала универсальной.
Начало: почему двигатель был сзади?
С самого первого автомобиля Карла Бенца проблема была ясна: необходимо было объединить одноцилиндровый четырёхтактный двигатель и трансмиссию, передающую мощность на колёса. В ранних решениях двигатель располагался вблизи ведущей оси. Таким образом, компоновка с большим двигателем сзади на долгие годы стала стандартом: приблизить двигатель к ведущей оси было механически просто и снижало потери при передаче.
Но у этой компоновки была цена. Двигатель занимал пространство для пассажиров и багажа; автомобилю требовалась большая колёсная база. Для инженера, проектирующего малолитражку, вопрос о том, где будет стоять двигатель, напрямую определял размер салона. Вот она - компоновка двигателя, независимо от объёма двигателя или числа цилиндров, - базовое архитектурное решение автомобиля: она определяет распределение веса, центр тяжести, а значит, разгон, торможение и управляемость.
Citroën Traction Avant: серийное производство ставит передний привод на испытание
Передний привод не был совершенно чужой идеей до 1934 года. В Англии Alvis 1928 Racing FWD, в США Cord L29 (1929-1932) испытывали эту компоновку в люксовом сегменте; в Европе существовали устоявшиеся переднеприводные модели, такие как DKW F2 и Adler Trumpf, изделия Tracta и новые начинания вроде BSA Scout. Auto Union ранее применял передний привод и независимую подвеску на серийных автомобилях. Не хватало автомобиля, который интегрировал бы эти технологии в доступное высокообъёмное серийное производство.
Этот автомобиль появился благодаря дизайну Андре Лефевра и Фламинио Бертони. Первая модель 7A была 18 апреля 1934 года представлена в Париже; серийное производство началось днём позже. Traction Avant - первый в мире серийный автомобиль с полунесущим кузовом и передним приводом. Несущий кузов дал экономию 70 кг стали на автомобиль; эта лёгкость и была инженерием, стоящим за способностью 100 км/ч достигать скорости. Расход топлива составлял около 10 л/100 км ; в тесте 1951 года Light Fifteen объёмом 1911 куб. см показал максимальную скорость 72,6 миль/ч, а для разгона 0-60 миль/ч - 29,7 секунды. показатели.
Освободившееся пространство в салоне
У Traction Avant с продольной переднеприводной компоновкой коробка передач располагалась спереди, двигатель сзади, а дифференциал - между ними. Такая компоновка означала рычаг переключения передач на приборной панели, подвесные педали, рычаг ручного тормоза зонтичного типа и сплошной передний диван. Результат: очень просторный салон с ровным полом без препятствий и исчезновение необходимости в подножках. Эти особенности сделали автомобиль популярным в формате лимузина и такси. В автомобиле также были гидравлические тормоза - впервые в серийном производстве в Европе, реечное рулевое управление, заменившее в 1936 году worm and roller, передняя независимая подвеска на торсионах и трансаксель из алюминиевого сплава.
Зато стоимость была высокой: расходы на разработку и обновление завода привели Citroën в конце 1934 года к банкротству, и крупнейший кредитор, компания Michelin, управлял ею до 1976 года. Производство прерывалось во время войны и возобновилось в 1945 году, а в июле 1957 года завершилось; всего было выпущено 759 111 экземпляров. Литой алюминиевый трансаксель ждала и другая судьба: в 1950-х годах он использовался в революции среднемоторных автомобилей Cooper в Formula One - Cooper T51 стал чемпионом мира F1 1959 года.
Mini и поперечная компоновка двигателя: рождение современного шаблона

Продольная компоновка Traction Avant была технически успешной, но не стала стандартом будущего. Подлинной революцией стало поперечное расположение двигателя: установка двигателя вместе с коробкой передач в виде единого компактного узла над передней осью. Здесь требуется историческое уточнение: первым поперечно расположенным переднеприводным автомобилем был не Mini. Этой схеме с 1931 года предшествовал DKW F1 с двухтактным двухцилиндровым двигателем; у прототипа DKW F9 1939 года, разработанного под трёхцилиндровый мотор, также был поперечный узел двигатель-коробка передач.
То, что сделала Mini в 1959 году, было другим, и именно поэтому это стало переломным: в дизайне Алека Иссигониса поперечный двигатель и передний привод, с размещением коробки передач сбоку от двигателя, превратились в дешёвый, серийно выпускаемый пакет. Снаружи - автомобиль длиной около 10 футов, то есть 3 метра, а внутри - удивительно просторное жизненное пространство; именно компоновка двигателя сделала возможной такую эффективность салона. Если не считать исключений, впоследствии использовавших продольную компоновку, таких как Renault 4, Renault 16 и первое поколение Renault 5, практически все современные серийные переднеприводные автомобили приняли эту поперечную схему. Этот шаблон, начавшийся с малолитражек, со временем превратился в доминирующую архитектуру, охватившую компактный класс, затем средний класс и в итоге большинство моделей гибридной эпохи.
Почему заднемоторная компоновка исчезла?
Размещение двигателя сзади - это компоновка, основанная на разумных аргументах. Поскольку вес двигателя находится на ведущей оси, это улучшает сцепление - особенно в зимних условиях. Аргументами являются простота, эффективность компоновки, создание багажного и пассажирского пространства, а также приближение двигателя к ведущей оси. В 1950-х годах модным способом проектирования небольшого автомобиля была заднемоторная компоновка; исторически она также использовалась преимущественно на небольших автомобилях. Проблема возникла с ростом масштаба: вес двигателя сзади негативно сказывается на большом автомобиле, нарушая баланс управляемости. Результатом стало постепенное отказ от поколения заднемоторных малолитражек; исключениями остались модели, в которых эта компоновка стала частью характера и где инженерия была доведена до совершенства, такие как Porsche 911.
Как Расположение Двигателя Влияет на Управляемость и Салон?
Влияние компоновки можно свести к трём пунктам:
- Переднее расположение двигателя: Самое удобное расположение для обслуживания; доступ к моторному отсеку лёгок, а передняя установка обеспечивает более просторный салон и пассажирское пространство.
- Заднее расположение двигателя: Нагружает ведущую ось; в небольших автомобилях эффективно с точки зрения компоновки, но на большом кузове усложняет балансировку.
- Центральное расположение двигателя: Радикально меняет развесовку и серьёзно влияет на характер управляемости; поэтому предпочитается в спортивных автомобилях.
Есть важное различие: положение двигателя влияет скорее на производительность и управляемость, чем на топливную экономичность. Эффективность - это прежде всего заслуга объёма двигателя, веса и аэродинамики. То есть перенос двигателя вперёд не даёт прямой экономии в литрах; он даёт больше салона при том же размере кузова и баланс веса, который может контролировать инженер.
Наследие: Архитектурное Решение Современного Автомобиля
Если количество цилиндров, тип двигателя и объём - это витринное лицо каждого автомобиля, то расположение двигателя - его скрытый скелет. Заднемоторная компоновка, оставшаяся от эпохи Бенца, долго работала на небольших автомобилях; Traction Avant вынес передний привод на серийное производство с несущим кузовом, изменив салон и математику затрат; а Mini встроил поперечный мотор-трансмиссионный агрегат в экономику серийного производства, заложив основу современного компактного автомобиля и, косвенно, логики компоновки гибридной эпохи. Сегодня, когда вы видите ровный пол, простирающийся за сиденьями седана или хэтчбека, багажник сзади и относительно небольшой моторный отсек спереди, то, на что вы смотрите, - это сумма двух архитектурных решений, принятых в 1934 и 1959 годах.
Источники
- Citroën Traction Avant
- 1959: The Mini Was Born.
- Transverse engine, explained
- Automotive History: The 1959 Mini Did Not Have The First Transverse FWD Engine
- Engineering the BMC Mini, 1959
- Rear mid-engine, rear-wheel-drive layout
- Why is the Porsche 911 engine in the rear?
- What happened to (almost) all the rear-engined cars?
- How does engine placement affect handling?
- Engineering Explained: Why Engine Placement Is Important
- How Engine Placement Affects Handling
- Traction Avant History
- Buyers Guide: Citroen Traction Avant