Автокөліктің артқы моторлы, артқы жетектегі құрылымы

Кіріспе

Автомобиль дизайны

Автомобиль дизайнында RR, яғни артқы қозғалтқыш, артқы дөңгелектерге қуат беру жүйесі қозғалтқыш пен жетек дөңгелектерін көліктің артқы бөлігіне орналастырады. RMR жүйесінен айырмашылығы, қозғалтқыштың масса орталығы артқы ось пен артқы бампер арасында орналасқан. Бұл жүйе қалалық автобустарда және автобустарда кең таралған, себебі төмен қабатты автобустарда жетек білігінің қажеті болмайды. Алайда, бұл орналасу жолаушылар автомобильдерінде сирек кездеседі.

Шолу

RR конфигурациясының көптеген ерекшеліктері ортада орналасқан қозғалтқышпен артқы дөңгелектерді жетектейтін (MR) жүйемен ортақ. Қозғалтқышты жетекші артқы дөңгелектерге жақын орналастыру физикалық тұрғыдан кішірек, жеңіл, аз күрделі және тиімдірек күш беру механизмін қамтамасыз етеді, себебі күш беру білігі қажет емес, ал дифференциал әдетте беріліспен біріктіріледі, бұл жиі трансаксель деп аталады. Алдыңғы қозғалтқышпен алдыңғы дөңгелектерді жетектейтін жүйе де осы артықшылыққа ие. Қозғалтқыш әдетте автомобильдің ең ауыр бөлігі болғандықтан, оны артқы оске жақын орналастыру көбінесе алдыңғы оске қарағанда артқы оске көбірек салмақ түсіреді, бұл әдетте артқы салмақ таралуы деп аталады. Қозғалтқыш артқа қарай жылған сайын, бұл таралу күшейеді. FF (алдыңғы қозғалтқыш, алдыңғы дөңгелек жетек) үшін салмақ таралуы әдетте 65/35 (алдыңғы/артқы) болады; FR үшін – 55/45; MR үшін – 45/55; RR үшін – 35/65. Артқы салмақ таралуы тежеу кезінде жүктеме төрт дөңгелекке теңірек бөлінетіндіктен, алдыңғы тежеу күшін азайтуды талап етеді. Сол сияқты, артқы салмақ таралуы жетекші дөңгелектердің үдеу кезінде сүйірлеуін арттырады, оларға жерге көбірек күш түсіруге және жылдамдануға мүмкіндік береді. Артқы салмақ таралуының кемшілігі – автомобильдің тұрақсыз болуы және әсіресе тежеу кезінде (немесе газ педалін босату кезінде; газ педальден ажырату кезіндегі тұрақсыздыққа қараңыз) жоғалып кетуі мүмкін. Мұндай жағдайда бұрылыс инерциясы айналу осінен (әдетте руль дөңгелектері) алыс орналасқан қосымша салмақтың айналуды, әсіресе тежеу кезінде, ұстап тұруға бейім екенін көрсетеді. Бұл конструкцияның ішкі тұрақсыздығы, сондықтан оны артқы салмағы аз автомобильге қарағанда сырғуға түсіру оңайырақ және одан қалпына келтіру қиынырақ. Күшті үдеу кезінде алдыңғы дөңгелектерге түсетін салмақ азайып, сүйірлеу төмендеп, кейде артқы қозғалтқышты автомобильдердің бұрылыстан шығу кезінде бағытын жоғалтуына себеп болады. Осы тұрғыдан алғанда, RR жүйесі MR жүйесінің күшейтілген нұсқасы болып есептеледі – күшті тежеу, жылдам және ертерек үдеу және жоғары жоғалып кетуге бейімділік. Жолсыз және төмен сүйірлеу жағдайында RR жүйесінің басқа 2WD жүйелеріне қарағанда бірнеше артықшылықтары бар. FF көліктеріндегідей, салмақ жетекші дөңгелектерге қарай ауытқуы. Бұл жетекші дөңгелектердің сүйірлеуін жақсартады және жетексіз дөңгелектердің қазуына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жүргізу және рульді басқару талаптары FR көліктеріндегідей, алдыңғы және артқы бөліктер арасында бөлінеді, бұл олардың сүйірлеуін жоғалту ықтималдығын азайтады. Көптеген құм арабалары осы себеппен Volkswagen Beetle көлігін донор ретінде сәтті пайдаланады. 4WD жүйесімен салыстырғанда салыстырмалы қарапайымдылық пен жеңіл салмақ кейде тек екі жетекші дөңгелек болғанының кемшілігінен артық болуы мүмкін. RR жүйесі MR жүйесінен қозғалтқыштың дөңгелек аралығының сыртында орналасуымен ерекшеленеді. MR жүйесінің басты артықшылығы – төмен инерция сәті – біршама жоққа шығарылады (бірақ FR жүйесінен бәрібір төмен), сонымен қатар жолаушылар мен жүктерге арналған орын көбірек (бірақ әдетте FR жүйесінен аз). Сонымен қатар, екі осі де қозғалтқыштың бір жағында орналасқандықтан, төрт дөңгелекті де жетектеу ортада орналасқан қозғалтқышты құрастыруға қарағанда техникалық жағынан оңайырақ (бірақ M4 конфигурациясы бар жоғары өнімділік автомобильдері R4 конфигурациясынан көбірек). Соңында, артқы жақта орналасқан қозғалтқыш қозғалған кезде артында бос ауа (көбінесе төмен қысымда) болады, бұл ауамен салқындатылатын көліктерді тиімді салқындатуға мүмкіндік береді (олардың көпшілігі RR болды, мысалы Volkswagen Beetle және аздаған өндірістік ауамен салқындатылатын турбокомпрессорлы автомобильдердің бірі, Porsche 930). Бірақ сұйықпен салқындатылатын көліктер үшін бұл орналасу кемшілікке әкеледі, себебі ол алдыңғы радиатордан салқындатқыш құбырларын көбейтуді (бұл салмақ пен күрделілікті білдіреді) немесе радиаторларды бүйірлерге немесе артқы жағына орнатуды және көліктің артқы жағындағы төмен ауа ағынын өтеу үшін ауа арналарын қосуды талап етеді. Басқарудың қиындығы, кеңістікті тиімді пайдалану қажеттілігі және қазіргі заманғы автомобильдерде сұйықпен салқындатылатын қозғалтқыштардың кеңінен қолданылуына байланысты көптеген өндірушілер RR жүйесінен бас тартты. Басты ерекшелік – Porsche, ол 911 моделін 40 жылдан астам уақыт бойы дамытып келеді және RR жүйесінің артықшылықтарын пайдаланып, соңғы уақытта электрондық көмекшілердің көмегімен оның кемшіліктерін қабылданатын деңгейге дейін азайтады.

Most of the traits of the RR configuration are shared with the mid engine rear wheel drive, or MR. Placing the engine near the driven rear wheels allows for a physically smaller, lighter, less complex, and more efficient drivetrain, since there is no need for a driveshaft, and the differential can be integrated with the transmission, commonly referred to as a transaxle. The front engine front wheel drive layout also has this advantage. Since the engine is typically the heaviest component of the car, putting it near the rear axle usually results in more weight over the rear axle than the front, commonly referred to as a rear weight bias. The farther back the engine, the greater the bias. Typical weight bias for an FF (front engine, front wheel drive) is 65/35 front/rear; for FR, 55/45; for MR, 45/55; for RR, 35/65. A static rear weight requires less forward brake bias, as load is more evenly distributed among all four wheels under braking. Similarly, a rear weight bias means that the driven wheels have increased traction when accelerating, allowing them to put more power on the ground and accelerate faster. The disadvantage to a rear weight bias is that the car can become unstable and tend to oversteer, especially when decelerating (whether braking or lifting off the throttle; see lift off oversteer). When this happens, rotational inertia dictates that the added weight away from the axis of rotation (generally the steering wheels) will be more likely to maintain the spin, especially under braking. This is an inherent instability in the design, making it easier to induce and more difficult to recover from a slide than in a less rear weight biased vehicle. Under hard acceleration, the decreased weight over the front wheels means less traction, sometimes producing a tendency for rear engined cars to understeer out of a corner. In these respects, an RR can be considered to be an exaggeration of MR harder braking, faster and earlier acceleration, and increased oversteer. In off road and low traction situations, the RR layout has some advantages compared to other 2WD layouts. The weight is biased towards the driven wheels as with FF vehicles. This both improves drive wheel traction and reduces the tendency for the undriven wheels to dig in. In addition, the driving and steering requirements are split between front and rear as with FR vehicles making it less likely for either to lose traction. Many dune buggies successfully use a Volkswagen beetle as the donor car for this reason. The relative simplicity and light weight compared to 4WD can therefore sometimes outweigh the disadvantage of only having two driven wheels. Where RR differs from MR is in that the engine is located outside the wheelbase. The major advantage of MR low moment of inertia is negated somewhat (though still lower than FR), and there is more room for passengers and cargo (though usually less than FR). Furthermore, because both axles are on the same side of the engine, it is technically more straightforward to drive all four wheels, than in a mid engined configuration (though there have been more high performance cars with the M4 layout than with R4). Finally, a rear mounted engine has empty air (often at a lower pressure) behind it when moving, allowing more efficient cooling for air cooled vehicles (more of which have been RR than liquid cooled, such as the Volkswagen Beetle, and one of the few production air cooled turbocharged cars, the Porsche 930). For liquid cooled vehicles, however, this layout presents a disadvantage, since it requires either increased coolant piping from a front mounted radiator (meaning more weight and complexity), or relocating the radiator(s) to the sides or rear, and adding air ducting to compensate for the lower airflow at the rear of the car. Due to the handling difficulty, the need for more space efficiency, and the near ubiquitous use of liquid cooled engines in modern cars, most manufacturers have abandoned the RR layout. The major exception is Porsche, who has developed the 911 for over 40 years and has taken advantage of the benefits of RR while mitigating its drawbacks to acceptable levels, lately with the help of electronic aids.

Тарих

Алғашқы RR автомобильдерінің бірі 1934 жылғы Ханс Ледвинка жобалаған алғашқы сериялық аэродинамикалық автомобиль – «Татра 77» болды. «Татра» бұл конструкцияны 1999 жылы T700 өндірісі тоқтағанға дейін пайдаланды. T613 және T700 модельдерінде «Татра» артқы осінің үстінде қозғалтқыш орналасқан конструкцияны қолданды, бұл RR орналасуының кейбір кемшіліктерін азайтты. «Мерседес-Бенц» та осы кезеңде 130H (1934) моделінен бастап бірнеше RR автомобильдерін шығарды. 1930 жылдардағы радикалды «Татра» форматы (ауамен салқындатылатын, артқы қозғалтқышты және ағымдағы, тамшы тәрізді дизайн) Фердинанд Поршенің Адольф Гитлерге арналған «Халық көлігіне» («Фольксваген») үлкен әсер етті. Бұл автомобиль ең көп сатылған көлік болып қана қоймай, 1960 жылдарға дейін жалғасқан RR кіші көліктерінің үрдісін қалыптастырды. RR «Фольксвагеннің» соңғы нұсқасы 1961 жылғы 3-модель болды, ол қозғалтқышты (немесе «панкейк») жалпақтап, алдыңғы және артқы бөліктерде багажға орын жасады. «Порше» өзінің 911 моделін артқы қозғалтқышты көлік ретінде жетілдіре берді, бірақ бірнеше толық жетектегі модельдерді де ұсынды. 911 Turbo тек 993 моделінен кейін ғана толық жетекпен сатыла бастады. GT3 және екі турбокомпрессорлы GT2 сияқты жарысқа бағытталған модельдер әлі де RR конфигурациясын сақтайды. RR конфигурациясын енгізген тағы бір өндіруші – «DeLorean Motor Company» және оның «DeLorean» спорттық машинасы. Артқы қозғалтқыштың салдарынан туындаған тең емес (35/65) салмақ таралуын өтеу үшін «De Lorean» алдыңғы дөңгелектерге қарағанда сәл үлкен диаметрлі артқы дөңгелектерді қолданды. Бұрын «Шкода» 1000MB (1964 жылдан бастап шығарылған), 130/135/136 (1990 жылға дейін шығарылған) немесе «Polski Fiat 126p» (2000 жылдың қазанына дейін шығарылған) артқы қозғалтқышты модельдері болды. RR конструкциясымен бірқатар спорттық және жарыс көліктерін француз компаниясы «Alpine» өндірді. Олардың корпустары композиттік материалдардан жасалған және «Renault» компаниясы жасаған механикалық бөліктері қолданылған. («Alpine» ақырында «Renault» компаниясының меншігіне өтті; A610 – «Renault» өнімдерінің бірі, ол «Alpine» атауын пайдаланды.) RR конструкциясын пайдаланған алғашқы көліктерге «Tucker», «Volkswagen Beetle», «Porsche 356», «Chevrolet Corvair», «NSU Prinz», «ZAZ Zaporozhets» және «Hino Contessa» кірді.

One of first RR cars was Tatra 77 of 1934, the first serial produced aerodynamic car, designed by Hans Ledwinka. Tatra used this layout until end of production of T700 in 1999. In case of T613 and T700 Tatra used layout with engine above rear axle, which reduced some disadvantages of RR layout. Mercedes Benz also produced several models of RR cars in this period, starting with the 130H (1934). The radical 1930s Tatra format (air cooled, rear engine and streamlined, teardrop design) was an influence on Ferdinand Porsche's 'People's Car' (Volkswagen) for Adolf Hitler. As well as being the most produced car ever, it set a trend for RR small cars that lasted well into the 1960s. The final form of the RR Volkswagen was the Type 3 of 1961, which flattened the engine (or 'pancake'), allowing for luggage spaces front and rear. Porsche has continued to develop its 911 model as a rear engined vehicle, although they have introduced multiple all wheel drive models. Most notably, the 911 Turbo has been sold as AWD only since the release of the 993 model. Race oriented models such as the GT3 and twin turbocharged GT2 remain solely RR, however. Another manufacturer to implement the RR configuration was the DeLorean Motor Company with its DeLorean sports car. To compensate for the uneven (35/65) weight distribution caused by the rear mounted engine, De Lorean used rear wheels with a diameter slightly greater than the front wheels. Before that was the rear engined Škoda's from Škoda 1000MB (produced from 1964) to Škoda 130/135/136 (produced until 1990) or the Polski Fiat 126p (produced until October 2000). A range of sports road cars and racing cars with the RR layout was produced by the French company Alpine. These had bodies made of composite materials and used mechanical components made by Renault. (Alpine was eventually acquired by Renault; the A610 was a Renault product that used the Alpine name.) Early cars using the RR layout included the Tucker, Volkswagen Beetle, Porsche 356, Chevrolet Corvair, NSU Prinz, ZAZ Zaporozhets and Hino Contessa.

Қазіргі күн

Қазіргі заманғы ішкі жану қозғалтқышы бар автомобильдердің мысалдарына Porsche 911, Mitsubishi i, Smart Forfour және Renault Twingo жатады. Көптеген заманауи электрлік көліктер электр қозғалтқышының аз салмағы мен салқындату талаптарына байланысты, бір моторлы базалық нұсқаларында RR компоновкасын қолданады. Tesla Cybertruck және GMC Hummer EV де базалық нұсқалары үшін осы компоновканы пайдаланады. Қазіргі заманғы ауыр жүк көліктерінің көпшілігі экстремалды RR компоновкасын қолданады. Қалалық автобустарда бұл автобустың алғашқы екі бөлігінде еден деңгейін өте төмендетуге мүмкіндік береді, соның арқасында мүмкіндігі шектеулі адамдардың кіруі жеңілдеді. Көптеген туристік автобустар мен лайнерлер де ұқсас конструкцияны қолданады, бірақ бос кеңістік көбінесе багажға, кейде кондиционер жабдықтарына пайдаланылады.