Расположение двигателя в автомобиле: RMR и его особенности

Введение

В автомобильном дизайне компоновка RMR, или задне-среднемоторная, заднеприводная, подразумевает расположение двигателя с центром тяжести перед задней осью, непосредственно за пассажирским отсеком, и привод на задние колеса. В настоящее время чаще используется термин "RMR", чтобы подчеркнуть, что некоторые спортивные или высокопроизводительные автомобили с передним расположением двигателя также можно считать "среднемоторными", поскольку основная масса двигателя находится за передней осью. Ранее (до ок. 1990 года) автомобили с компоновкой RMR просто назывались MR, или среднемоторными, заднеприводными, так как различие между автомобилями с передним и передне-средним расположением двигателя часто не обсуждалось. В отличие от компоновки с полностью задним расположением двигателя и задним приводом, центр тяжести двигателя в RMR расположен перед задней осью. Эта компоновка обычно выбирается из-за её благоприятного распределения веса. Размещение самого тяжелого компонента автомобиля в пределах колесной базы минимизирует момент инерции относительно вертикальной оси, облегчая начало поворота и изменение угла рыскания. Кроме того, близкое к 50/50% распределение веса с небольшим перевесом на заднюю ось обеспечивает отличный баланс, с достаточным весом на ведущей задней оси при ускорении и равномерным распределением веса при торможении, что позволяет оптимально использовать все четыре колеса для быстрого замедления. Компоновка RMR, как правило, менее склонна к недостаточной поворачиваемости. Однако, из-за меньшего веса на передних колесах, при ускорении передняя часть автомобиля может подниматься и все же проявлять недостаточную поворачиваемость. Исторически большинство заднемоторных компоновок использовались в небольших автомобилях, поскольку вес двигателя сзади негативно влияет на управляемость более крупных автомобилей, делая их "тяжелыми сзади", хотя этот эффект более выражен при установке двигателя за задней осью. Считается, что низкий поляризационный момент инерции является ключевым фактором при выборе данной компоновки. Среднемоторная компоновка также занимает центральное пространство, что делает её практически применимой только для спортивных автомобилей с одним рядом сидений, за исключением небольшого числа моделей 2+2. Кроме того, эту компоновку используют некоторые микрогрузовики, с небольшим, низко расположенным двигателем под плоской грузовой платформой над задними колесными арками. Это позволяет расположить кабину в передней части автомобиля, увеличивая грузовую площадь за счет незначительного уменьшения глубины погрузки. В современных гоночных автомобилях RMR является распространенной конфигурацией и часто является синонимом "среднемоторной". Благодаря распределению веса и благоприятной динамике автомобиля, эта компоновка широко используется в гоночных автомобилях с открытыми колесами (таких как Формула-1 и IndyCar), а также в большинстве специализированных спортивных гоночных автомобилей. Эта конфигурация также была распространена в небольших микроавтомобилях 1950-х годов, в которых двигатели не занимали много места. Благодаря успехам в автоспорте, платформа RMR широко используется во многих дорожных спортивных автомобилях, несмотря на присущие ей сложности в проектировании, обслуживании и ограниченное грузовое пространство. Аналогичная среднемоторная компоновка с полным приводом обеспечивает многие из тех же преимуществ и используется, когда требуется дополнительное сцепление с дорогой, например, в некоторых суперкарах и раллийных автомобилях группы B.

Car layout in automotive design

In automotive design, an RMR, or rear mid engine, rear wheel drive layout is one in which the rear wheels are driven by an engine placed with its center of gravity in front of the rear axle, and thus right behind the passenger compartment. Nowadays more frequently called 'RMR', to acknowledge that certain sporty or performance focused front engined cars are also "mid engined", by having the main engine mass behind the front axle, RMR layout cars were previously (until ca. the 1990) just called MR, or mid engine, rear wheel drive layout), because the nuance between distinctly front engined vs. front mid engined cars often remained undiscussed. In contrast to the fully rear engine, rear wheel drive layout, the center of mass of the engine is in front of the rear axle. This layout is typically chosen for its favorable weight distribution. Placing the car's heaviest component within the wheelbase minimizes its rotational inertia around the vertical axis, facilitating turn in or yaw angle. Also, a near 50/50% weight distribution, with a slight rear weight bias, gives a very favorable balance, with plenty of weight on the driven rear axle under acceleration, while distributing the weight fairly evenly under braking, thereby making optimal use of all four wheels to decelerate the car rapidly as well. The RMR layout generally has a lower tendency to understeer. However, since there is less weight over the front wheels, under acceleration the front of the car can be prone to lift and still have understeer. Most rear engine layouts have historically been used in smaller vehicles, because the weight of the engine at the rear has an adverse effect on a larger car's handling, making it 'tail heavy', although this effect is more pronounced with engines mounted behind the rear axle. It is felt that the low polar inertia is crucial in selection of this layout. The mid engined layout also uses up central space, making it generally only practical for single seating row sports cars, with exception to a handful of 2+2 designs. Additionally, some microtrucks use this layout, with a small, low engine beneath a flat load floor above the rear wheel wells. This makes it possible to move the cab right to the front of the vehicle, thus increasing the loading area at the expense of slightly reduced load depth. In modern racing cars, RMR is a common configuration and is usually synonymous with "mid engine". Due to its weight distribution and the favorable vehicle dynamics it produces, this layout is heavily employed in open wheel Formula racing cars (such as Formula One and IndyCar) as well as most purpose built sports racing cars. This configuration was also common in smaller engined 1950s microcars, in which the engines did not take up much space. Because of successes in motorsport, the RMR platform has been commonly used in many road going sports cars despite the inherent challenges of design, maintenance and lack of cargo space. The similar mid engine, four wheel drive layout gives many of the same advantages and is used when extra traction is desired, such as in some supercars and in the Group B rally cars.

История

1900 NW Rennzweier был одним из первых гоночных автомобилей с центральным расположением двигателя и задним приводом. Другие известные исторические примеры включают Benz Tropfenwagen 1923 года. Он был основан на более ранней конструкции под названием Rumpler Tropfenwagen 1921 года, разработанной Эдмундом фон Румплером, австрийским инженером, работавшим в Daimler. Benz Tropfenwagen был спроектирован Фердинандом Порше совместно с Вилли Вальбом и Гансом Нибелем. Автомобиль участвовал в гонках в 1923 и 1924 годах и добился наибольшего успеха в Гран-при Италии в Монце, где занял четвертое место. Позже Фердинанд Порше использовал концепцию среднемоторной компоновки при создании автомобилей Auto Union Grand Prix 1930-х годов, которые стали первыми победителями в гонках с компоновкой RMR. Эти автомобили опередили свое время на десятилетия, хотя MR Miller Specials несколько раз участвовали в гонках в Индианаполисе в период с 1939 по 1947 год. В 1953 году Porsche представил компактный и совершенно новый RMR 550 Spyder, который уже через год одержал громкую победу в классах спортивных автомобилей и автомобилей на выносливость меньшего объема против гораздо более крупных соперников, предвещая будущие успехи. В 1958 году последовала модель 718, построенная по аналогичной схеме. Однако RMR вновь появился в гонках Гран-при (современной "Формулы-1") только в конце 1950-х годов в виде Cooper Climax (1957), за которым вскоре последовали автомобили BRM и Lotus. Ferrari и Porsche вскоре предприняли попытки создания гоночных автомобилей RMR, но без особого первоначального успеха. В 1961 году компания Cooper Car Company вернула среднемоторную компоновку в Индианаполис, где Джек Брэбхэм показал третий результат и финишировал девятым. Cooper больше не участвовал в гонках, но с 1963 года британские автомобили с центральным расположением двигателя от таких конструкторов, как Brabham, Lotus и Lola, регулярно соревновались, а в 1965 году Lotus выиграл Инди на своей модели Type 38. Среднемоторная компоновка широко использовалась в микроавтомобилях, таких как Isetta или Zündapp Janus. Первым дорожным автомобилем с задним расположением двигателя после Второй мировой войны стал 1962 (Rene) Bonnet / Matra Djet, оснащенный 1108-кубовым двигателем Renault Sierra, соединенным с трансмиссией от переднеприводного фургона Renault Estafette. Было построено почти 1700 экземпляров до 1967 года. За ним последовал первый De Tomaso, Vallelunga, который объединил форсированный двигатель Ford Cortina 1500 Kent с трансмиссией VW и шестернями Hewland. Представленный в Турине в 1963 году, автомобиль был выпущен тиражом 58 экземпляров в период с 1964 по 1968 год. Аналогичным автомобилем был Lotus Europa с двигателем Renault, выпускавшийся с 1966 по 1975 год. Наконец, в 1966 году Lamborghini Miura стал первым высокопроизводительным дорожным автомобилем со среднемоторной компоновкой и задним приводом. Концепция Miura заключалась в создании гран-тур, сочетающего в себе передовые гоночные технологии того времени. Поэтому Miura был оснащен двигателем V12, установленным поперечно между задними колесами, соединенным с коробкой передач и дифференциалом. Это был чрезвычайно инновационный спортивный автомобиль, в то время как все его конкуренты (за исключением Porsche с задним расположением двигателя), от Ferrari до Aston Martin, представляли собой традиционные гран-тур с передним расположением двигателя и задним приводом. Pontiac Fiero был спортивным автомобилем со среднемоторной компоновкой, выпускавшимся подразделением Pontiac General Motors с 1984 по 1988 год. Fiero стал первым двухместным Pontiac с 1926 по 1938 год, а также первым серийно выпускаемым спортивным автомобилем со среднемоторной компоновкой от американского производителя.

The 1900 NW Rennzweier was one of the first race cars with mid engine, rear wheel drive layout. Other known historical examples include the 1923 Benz Tropfenwagen. It was based on an earlier design named the Rumpler Tropfenwagen in 1921 made by Edmund von Rumpler, an Austrian engineer working at Daimler. The Benz Tropfenwagen was designed by Ferdinand Porsche along with Willy Walb and Hans Nibel. It raced in 1923 and 1924 and was most successful in the Italian Grand Prix in Monza where it stood fourth. Later, Ferdinand Porsche used mid engine design concept towards the Auto Union Grand Prix cars of the 1930s which became the first winning RMR racers. They were decades before their time, although MR Miller Specials raced a few times at Indianapolis between 1939 and 1947. In 1953 Porsche premiered the tiny and altogether new RMR 550 Spyder and in a year it was notoriously winning in the smaller sports and endurance race car classes against much larger cars a sign of greater things to come. The 718 followed similarly in 1958. But it was not until the late 1950s that RMR reappeared in Grand Prix (today's "Formula One") races in the form of the Cooper Climax (1957), soon followed by cars from BRM and Lotus. Ferrari and Porsche soon made Grand Prix RMR attempts with less initial success. The mid engined layout was brought back to Indianapolis in 1961 by the Cooper Car Company with Jack Brabham running as high as third and finishing ninth. Cooper did not return, but from 1963 on British built mid engined cars from constructors like Brabham, Lotus and Lola competed regularly and in 1965 Lotus won Indy with their Type 38. Rear mid engines were widely used in microcars like the Isetta or the Zündapp Janus. The first rear mid engined road car after WW II was the 1962 (Rene) Bonnet / Matra Djet, which used the 1108cc Renault Sierra engine, mated to the transaxle from the FWD Renault Estafette van. Nearly 1700 were built until 1967. This was followed by the first De Tomaso, the Vallelunga, which mated a tuned Ford Cortina 1500 Kent engine to a VW transaxle with Hewland gearsets. Introduced at Turin in 1963, 58 were built 1964–68. A similar car was the Renault engined Lotus Europa, built from 1966 to 1975. Finally, in 1966, the Lamborghini Miura was the first high performance mid engine, rear wheel drive road car. The concept behind the Miura was that of putting on the road a grand tourer featuring state of the art racing car technology of the time; hence the Miura was powered by a V12 transversely mounted between the rear wheels, solidal to the gearbox and differential. This represented an extremely innovative sportscar at a time when all of its competitors (aside from the rear engined Porsches), from Ferraris to Aston Martins, were traditional front engined, rear wheel drive grand tourers. The Pontiac Fiero was a mid engined sports car that was built by the Pontiac division of General Motors from 1984 to 1988. The Fiero was the first two seater Pontiac since the 1926 to 1938 coupes, and also the first mass produced mid engine sports car by a U. S. manufacturer.