Введение

Трансмиссия переднеприводного автомобиля – это компоновка двигателя и трансмиссии, при которой двигатель приводит в движение только передние колёса. Большинство современных автомобилей с передним приводом оснащены поперечно расположенным двигателем, в отличие от традиционной продольной компоновки, обычно используемой в автомобилях с задним и полным приводом.

Расположение двигателя и коробки передач

Наиболее распространенной компоновкой для автомобиля с передним приводом является расположение двигателя и трансмиссии спереди автомобиля, поперечно. Трехколесный паровой трактор. Затем потребовалось по крайней мере столетие, чтобы первые эксперименты с передвижными двигателями внутреннего сгорания получили признание. Между 1895 и 1898 годами австрийские братья, производители велосипедов Франц, Генрих и Карл Граф (см. Gräf & Stift) поручили технику Йозефу Кайнцу построить войтюрет с одноцилиндровым двигателем De Dion Bouton, установленным в передней части транспортного средства и приводящим в движение переднюю ось. Возможно, это первый в мире автомобиль с передним приводом, но он так и не был запущен в серийное производство, был изготовлен всего один прототип. В 1898 году Латиль во Франции разработал систему переднего привода для моторизации конных повозок. В 1899 году изобретатель Генри Саттон спроектировал и построил один из первых автомобилей в Австралии, названный "The Sutton Autocar". Этот автомобиль мог быть первым в мире автомобилем с передним приводом. О машине Генри сообщалось в английской прессе того времени и в английском журнале Autocar, в честь которого автомобиль и был назван. Было построено два прототипа Autocar, и компания Austral Otis планировала начать сотрудничество с Генри для производства его автомобиля, но стоимость автомобиля оказалась слишком высокой, поскольку она не могла конкурировать со стоимостью импортных автомобилей. В 1898–1899 годах французский производитель Société Parisienne запатентовал свою концепцию сочлененного транспортного средства с передним приводом, который они производили под названием Victoria Combination. Он мог оснащаться двигателем De Dion Bouton или водяным двигателем Aster. Двигатель был установлен на передней оси и, следовательно, приводился в движение рулевым управлением. Название Victoria Combination описывало легкий двухместный прицеп, обычно известный как Victoria, в сочетании с задней осью и приводным механизмом от трехколесного мотоцикла, который был расположен спереди для обеспечения переднего привода. В октябре Victoria Combination выиграла свой класс в мероприятии Париж-Рамбуйе-Париж, пройдя дистанцию в 100 километров. Он продвигал и демонстрировал несколько подобных транспортных средств, особенно с поперечно установленными двигателями, участвуя в гонках на различных треках в Соединенных Штатах и на Гран-при Франции. В 1912 году он начал производство линейки пожарных тягачей с колесным приводом, которые использовали его систему переднего привода, но из-за отсутствия продаж это предприятие провалилось. В Австралии в 1915 году Г. Дж. Хоскинс разработал и запатентовал свою систему переднего привода. Г-н Хоскинс, проживавший в Бервуде, штат Новый Южный Уэльс, был видным членом автомобильной промышленности Сиднея и изобрел систему, которая использовала "сферическую радиальную передачу", которая была установлена на автомобиль, предположительно Standard (произведенный компанией Standard Motor Company из Англии). Фотография автомобиля с установленной системой доступна в библиотеке Митчелла, а чертеж патента все еще доступен в Австралийском патентном ведомстве. Ссылка: "Gilltraps Australian Cars from 1879 – A history of cars built in Australia" (авторы Gilltrap T и M) ISBN 0 85558 936 1 (Golden Press Pty Ltd).

19201930 г.

Следующим применением переднего привода стал наддувный гоночный автомобиль Alvis 12/50, разработанный Джорджем Томасом Смитом Кларком и Уильямом М. Данном из Alvis Cars в Великобритании. Этот автомобиль был заявлен на подъеме Kop Hill Climb в Принцес-Рисборо, Бакингемшир, 28 марта 1925 года. Гарри Арминий Миллер из Меномони, штат Висконсин, спроектировал гоночный автомобиль Miller 122 с передним приводом, который участвовал в гонке Indianapolis 500 1925 года, проходившей на Indianapolis Motor Speedway в субботу, 30 мая 1925 года. Однако идея переднего привода осталась незамеченной за пределами автоспорта, поскольку немногие производители пытались реализовать ее в серийных автомобилях. Alvis Cars представила коммерческую модель гоночного автомобиля 12/50 с передним приводом в 1928 году, но она не имела успеха. Во Франции Жан Альберт Грегуар и Пьер Фенель разработали карданный вал Tracta с постоянными скоростями в 1926 году. В октябре 1928 года сенсацией на 22-м Парижском автосалоне стал Bucciali TAV 6. За шесть лет до появления Citroën Traction Avant и более чем за два года до запуска DKW F1, Bucciali TAV 6 был оснащен передним приводом. В Соединенных Штатах было проведено лишь несколько ограниченных производственных экспериментов, таких как Cord L 29 1929 года, первый американский автомобиль с передним приводом, предложенный публике, и несколько месяцев спустя – автомобиль Ruxton. Двигательная система Cord L 29 вновь была вдохновлена гонками, копируя гоночные автомобили Indianapolis 500, используя ту же компоновку De Dion и внутренние тормоза. Эти специфические компоненты позволяют передавать мощность на управляемые колеса более плавно, чем карданные валы, и стали обычным явлением почти на каждом автомобиле с передним приводом, включая передние оси почти каждого автомобиля с полным или четырьмя ведущими колесами. Ни один из автомобилей не добился особого успеха на открытом рынке. Несмотря на новаторские CV-соединения и конкурентоспособную цену по сравнению с современными аналогами, покупатели ожидали от автомобиля большей максимальной скорости, а в сочетании с последствиями Великой депрессии к 1932 году производство Cord L 29 было прекращено, было продано всего 4400 экземпляров. Эта конструкция просуществовала три десятилетия в Германии. Бакминстер Фуллер использовал задний двигатель и передний привод для своих трех прототипов Dymaxion Car. Другие немецкие автопроизводители последовали их примеру: Stoewer предложил автомобиль с передним приводом в 1931 году, Adler в 1932 году и Audi в 1933 году. Версии Adler Trumpf продавались в количестве пятизначных чисел с 1932 по 1938 год, в общей сложности более 25 600 единиц. В 1934 году Adler добавил более дешевую и еще более успешную модель Trumpf Junior, которая была продана тиражом более 100 000 экземпляров в августе 1939 года, а в том же году Citroën представила очень успешные модели Traction Avant во Франции, со временем продав их сотнями тысяч. В конце 1930-х годов Cord 810/812 в США показал немного лучшие результаты, чем его предшественник десятилетие назад. Эти автомобили имели компоновку, в которой двигатель располагался за коробкой передач, работая "в обратном направлении" (за исключением Cord, который приводил в движение коробку передач спереди двигателя). Основная схема переднего привода обеспечивает более резкие повороты, а лучшее распределение веса создает "точные характеристики управляемости" благодаря низкой полярной инерции и относительно благоприятному распределению веса (самый тяжелый компонент находится близко к центру автомобиля, что делает его момент инерции относительно низким). Еще одним результатом такой конструкции является удлиненное шасси. За исключением Citroën, после 1930-х годов передний привод в значительной степени был заброшен на следующие двадцать лет. В 1950 году западногерманские производители вновь ввели автомобили с передним приводом: DKW потеряла свои производственные мощности в Эйзенахе (ныне в ГДР) и вновь основалась в Ингольштадте. Версия довоенного F9 была представлена как DKW F89. В 1950 году Боргвард представил две новые марки с передним приводом – Goliath и Lloyd. Gutbrod также представил автомобиль в 1950 году – Superior, но отозвал его в 1954 году и сосредоточился на других продуктах. Этот автомобиль запомнился благодаря впрыску топлива Bosch. В 1955 году одним из первых японских производителей, использующих передний привод с поперечно установленным двигателем, был Suzuki Suzulight, небольшой "городской" автомобиль, называемый kei car в Японии. В 1955 году польский производитель FSO в Варшаве представил Syrena собственной разработки с передним приводом. В 1959 году British Motor Corporation представила Austin Mini, разработанный Алеком Иссигонисом в ответ на первый нефтяной кризис, Суэцкий кризис 1956 года, и последовавший за ним бум микроавтомобилей. Это был первый серийный автомобиль с передним приводом, оснащенный водяным охлаждением и поперечно расположенным четырехцилиндровым двигателем. Это позволило использовать восемьдесят процентов площади пола для пассажиров и багажа. Большинство современных автомобилей используют эту конфигурацию. Его прогрессивная резиновая независимая подвеска, низкий центр тяжести и колеса в каждом углу с радиальными шинами обеспечили значительное увеличение сцепления и управляемости по сравнению со всеми, кроме самых дорогих автомобилей на рынке. Первоначально в карданных валах использовалась гибкая резина вместо роликовых подшипников в бортовых карданных соединениях, но позже их заменили роликовыми подшипниками и карданными валами с постоянными скоростями GKN на каждом внешнем конце, чтобы обеспечить возможность поворота. Mini возродил использование переднего привода, который в значительной степени был заброшен с 1930-х годов.

Компоновка с передним приводом сильно зависела от успеха небольших и недорогих автомобилей, особенно британского Mini. Как спроектировал Алек Иссигонис, компактная компоновка располагала трансмиссию и двигатель, разделяющие один масляный поддон, несмотря на разные требования к смазке, а радиатор двигателя был установлен сбоку от двигателя, вдали от потока свежего воздуха и забирающего нагретый, а не охлажденный воздух. Такая компоновка часто требовала снятия двигателя для обслуживания сцепления. Как спроектировал Данте Джакоза, Fiat 128 отличался поперечно установленным двигателем с карданными валами разной длины и инновационным механизмом выключения сцепления – компоновкой, которую Fiat стратегически протестировал на предыдущей серийной модели, Primula, от своего менее критичного к рынку дочернего предприятия Autobianchi. Primula, готовая к производству в 1964 году, отличалась зубчатой передачей, смещенной от дифференциала и главной передачи, с карданными валами разной длины. Такая компоновка позволила расположить двигатель и коробку передач бок о бок, не разделяя смазочную жидкость, одновременно ориентируя вентилятор охлаждения на поток свежего воздуха. Используя Primula в качестве полигона, Fiat смог успешно решить недостатки компоновки, включая неравномерную передачу мощности из стороны в сторону, неравномерный износ шин и потенциальное подруливание, тенденцию мощности двигателя самостоятельно поворачивать автомобиль при резком ускорении. Проблема была в значительной степени решена путем изготовления более короткого карданного вала цельным, а более длинного – полым, чтобы оба вала испытывали примерно одинаковую упругую крутку. После 128 Fiat еще больше продемонстрировал гибкость компоновки, переконфигурировав трансмиссию 128 в среднемоторную компоновку для Fiat X1/9. Компактная и эффективная компоновка Джакозы – поперечно установленный двигатель с трансмиссией, расположенной рядом с двигателем, приводящей передние колеса через смещенную главную передачу и карданные валы разной длины, в сочетании с амортизаторами McPherson и независимо расположенным радиатором – впоследствии стала распространенной среди конкурентов и, возможно, отраслевым стандартом.

1975 - 1990 гг.

Стандарт корпоративной средней топливной экономичности привел к массовому переходу автомобилей в США на передний привод. Изменения начались в 1978 году с появления первых американских автомобилей с поперечно расположенным двигателем – Plymouth Horizon и Dodge Omni (основанных на европейской Simca Horizon), за которыми последовал Chevrolet Citation 1980 года и множество других моделей. Между тем, европейские автопроизводители, перешедшие на передний привод за десятилетия до этого, начали унифицировать расположение двигателя только в этом десятилетии, оставив Saab, Audi (и Volkswagen) единственными производителями, предлагавшими передний привод с продольной компоновкой двигателя. До этого продольная компоновка была наиболее распространенной в Европе, примерами служат Citroën DS, Renault 12, Renault 5, Renault 25 (предшественник Chrysler LH), Alfa Romeo 33, Volkswagen Passat и другие. Этот переход наглядно демонстрирует Renault 21, который предлагался с различными конфигурациями двигателей. Версия объемом 1.7 литра оснащалась поперечно установленным двигателем ("восток-запад"), но у Renault не было подходящей коробки передач для более мощного поперечного двигателя: соответственно, более быстрые версии оснащались продольно установленными (север-юг) двигателями. Несмотря на эти разработки, к концу 1980-х годов почти все крупные европейские и японские производители сошлись на системе Fiat – поперечно расположенный двигатель с трансмиссией "end-on" и приводными валами разной длины. Например, Renault отказался от двигателя с интегрированной трансмиссией ("Suitcase"), разработанного совместно с Peugeot в 1970-х годах для своих компактных моделей, начиная с Renault 9 в 1982 году. Peugeot Citroen также перешли на конструкцию с "end-on" коробкой передач, отказавшись от "Suitcase" в пользу двигателя серии TU в 1986 году. Nissan также отказался от концепции трансмиссии в поддоне картера для своей серии N12 Cherry/Pulsar в 1982 году. Символично, что British Leyland, наследники British Motor Corporation, перешли на стандартное решение для Austin Maestro в 1983 году и для всех последующих моделей с передним приводом. За счет снижения веса и габаритов трансмиссии, автомобили могли быть сделаны меньше и экономичнее без потери динамики. Интеграция силовой установки с поперечной, а не с продольной компоновкой, в сочетании с несущим кузовом и использованием ШРУСов, а также передним приводом, привела к появлению современных автомобилей массового производства. Некоторые считают, что выпуск современного Volkswagen Golf в 1974 году, от традиционного конкурента из США, а также Honda Civic 1973 года и Honda Accord 1976 года стали сигналом к пробуждению для "Большой тройки" (только Chrysler уже производил автомобили с передним приводом на своих предприятиях за пределами Северной Америки). GM отреагировал еще позже, выпустив в 1979 году Vauxhall Astra/Opel Kadett. Первым ответом американских автопроизводителей на возросший спрос на экономичные автомобили стал импорт. Популярность переднего привода начала набирать обороты с Ford Escort 1981 года, Nissan Sentra 1982 года и Toyota Corolla 1983 года. Передний привод стал стандартом для автомобилей среднего размера, начиная с Chevrolet Celebrity 1982 года, Toyota Camry 1982 года, Dodge 600 1983 года, Nissan Maxima 1985 года, Honda Legend 1986 года и Ford Taurus 1986 года. К середине 1980-х годов большинство японских моделей с задним приводом перешли на передний, а к середине 1990-х годов большинство американских марок продавали лишь несколько моделей с задним приводом.

1990 г. по настоящее время

Подавляющее большинство современных автомобилей с передним приводом используют поперечно расположенный двигатель с трансмиссией, установленной "концом вперед", приводя передние колеса через приводные валы, соединенные шарнирами равных угловых скоростей (CV-шарнирами), и гибко установленный электронно управляемый вентилятор охлаждения. Эта компоновка была впервые применена Данте Джакосой в 1964 году в Autobianchi Primula и получила широкое распространение с Fiat 128. В своей рекламе Fiat утверждал, что механические компоненты занимают всего 20% объема автомобиля, и что Энцо Феррари использовал 128 в качестве личного автомобиля. К началу 1990-х годов на рынке Северной Америки автомобилей с задним приводом оставалось относительно немного; к 1990 году модельный ряд Chrysler полностью перешел на передний привод. В 1996 году компания GM последовала этому примеру, постепенно сняв с производства платформу B-body, оставив только спортивные автомобили (Camaro, Firebird, Corvette) с задним приводом; к началу 2000-х годов Chevrolet Corvette и Cadillac Catera были единственными автомобилями с задним приводом, предлагаемыми General Motors, до появления платформы Sigma. После прекращения выпуска платформы Ford Panther (за исключением Mustang), автомобили Ford (включая фургон Transit Connect), выпускаемые с 2012 года и по настоящее время, имеют передний привод; платформа D3 (на базе платформы Volvo) предлагает опциональный полный привод.

Рекорды

Гоночный автомобиль Nissan GT-R LM Nismo имеет рекорд как самый мощный автомобиль с передним приводом, с мощностью двигателя внутреннего сгорания приблизительно, в то время как система маховика была рассчитана на дополнительную мощность приблизительно. Это давало общую мощность, при которой мощность от маховика должна была распределяться между передними и задними колесами, делая автомобиль полноприводным в этой конфигурации. Однако из-за ненадежности автомобиль участвовал в гонках без маховика и с мощностью 500 л.с., приводя в движение только передние колеса. Тем не менее, Oldsmobile Toronado 1970 года остается самым мощным серийным автомобилем с передним приводом, с опцией W 34, выдающей. Серийный Dodge Neon SRT 4 от RaceDeck Racing побил рекорд скорости на суше в своем классе на соляных равнинах Бонневилл в штате Юта 16 августа 2006 года. Под управлением Йоргена Моллера-младшего, рекорд был установлен на средней скорости для двух заездов на трассе длиной 5 миль (8 км). 3 апреля 2017 года Honda Civic Type R пятого поколения показала время круга 7:43.80 на Нюрбургринге Нордшляйфе, почти на 7 секунд быстрее своего предшественника, установив новый рекорд для автомобилей с передним приводом. Автомобиль также установил новые рекорды кругов с передним приводом на трассах Magny Cours, Spa Francorchamps, Silverstone, Estoril, Hungaroring и Mount Panorama. Рекорд Нюрбургринга был побит Renault Mégane RS Trophy R в июле 2019 года, показавшим время 7:40.10, но в 2020 году Limited Edition Civic Type R побил рекорд круга Mégane с передним приводом на трассе Сузука на полторы секунды.