Задний (классический) привод автомобиля

Задний (классический) привод - это когда передние колеса являются управляющими, а задние толкают весь автомобиль. Также практически всегда задний привод используется на мотоциклах.

В течении очень многих лет эта система оставалась практически единственной в мировом автомобилестроении, за что и получила название "классической".
Это связано с тем, что переднеприводные малолитражки середины XX века с мощностью двигателя в 20—40 л. с. и полным салоном пассажиров на крутой подъём могли и не забраться, особенно в дождь, гололёд или при движении по грунтовой дороге с невысоким коэффициентом сцепления.
Так, по данным конца сороковых годов, при заснеженной или скользкой дороге автомобиль с передним приводом может преодолеть подъём, в 1,5−2 раза меньший, чем заднеприводный.
Также переднеприводный автомобиль имеет более низкую проходимость по сравнению с заднеприводными, в особенности — заднемоторной компоновки, обеспечивающей постоянную высокую нагрузку на ведущую ось с дополнительной динамической догрузкой при разгоне и движении на подъём. При нагружении переднеприводного автомобиля пассажирами и грузом его проходимость будет ухудшаться из-за перераспределения массы в пользу неведущей задней оси, в то время, как заднеприводного — напротив, улучшаться за счёт повышения нагрузки на ведущую ось.

Двигатель размещен строго вдоль оси автомобиля, коробка передач привинчена к нему намертво и передает вращение через карданный вал к дифференциалу заднего моста. Дифференциал разворачивает ось вращения на 90 градусов и передает вращение задним колесам. Карданный вал снабжен с обоих концов двумя шарнирами Кардана плюс продольно скользящим шлицевым соединением, что позволяет беспроблемно смещать двигатель и подвеску во всех направлениях друг относительно друга.

Компоновки автомобиля с задним приводом

Компоновки автомобиля с задним приводом с передним расположением двигателя

Переднемоторная, заднеприводная компоновка

Задний привод в сочетании с передним расположением двигателя часто называют "классической компоновкой", потому что эта компоновка автомобиля была наиболее распространена с начала XX века и до конца семидесятых годов.
Двигатель у таких автомобилей находится в передней части автомобиля, с центром масс перед или над передней осью, и передаёт крутящий момент на задние колёса.

Заднеприводный, переднемоторный автомобиль получается одним из наиболее длинных по сравнению с другими компоновочными схемами, как следствие — наибольшая масса и, обычно, себестоимость; особенно эти недостатки чувствительны для микролитражного автомобиля, поэтому именно на них "классическая" компоновка вышла из употребления ещё в пятидесятые, и была заменена сначала на заднемоторную, а впоследствии — на переднеприводную. В настоящее время, по "классической" компоновке строят преимущественно относительно большие автомобили высоких классов.

Для расположения коробки передач здесь есть два варианта:

• КПП вместе со сцеплением сблокирована с двигателем и связана с задним мостом при помощи карданного вала — это наиболее распространённая на массовых моделях схема;
• КПП, часто вместе со сцеплением, расположена отдельно от двигателя у заднего моста и сблокирована с главной передачей, а карданный вал, либо заменяющий его вал без шарниров внутри трансмиссионной трубы, вращается всегда со скоростью коленчатого вала двигателя. Часто при такой схеме двигатель связан с коробкой передач, сблокированной с редуктором заднего моста, полой трансмиссионной трубой, внутри которой расположен тонкий вал без шарниров, заменяющий карданный вал; часто эта трансмиссионная труба по совместительству является и силовой основой кузова автомобиля, то есть, рамой — в данном случае, разновидностью хребтовой рамы. Так как картер редуктора заднего моста при такой схеме неподвижен, требуется независимая подвеска задних колёс. Преимущество этой компоновки — лучшая развесовка по осям, особенно при размещении спереди тяжёлого двигателя.

Плюсы

• Примерно равное распределение веса автомобиля по осям; как следствие — лучше управляемость на сухом покрытии и равномерный износ шин.
• Нейтральная или небольшая недостаточная поворачиваемость, что обеспечивает стабильную курсовую устойчивость.
• Двигатель расположен перед водителем; это облегчает контроль за ним и управление, обеспечивет простую реализацию отопления салона.
• Благодаря установке силового агрегата на мягких демпфирующих опорах, значительно уменьшается уровень вибрации в салоне по сравнению с передним приводом, особенно на моделях высоких классов.
• По сравнению с переднеприводными схемами и заднемоторными автомобилями, компоновка силового агрегата и трансмиссии намного менее плотная, что облегчает проектирование, изготовление и обслуживание автомобиля, позволяет использовать очень различные силовые агрегаты на одной и той же модели.
• Продольное расположение двигателя, как следствие, — возможность размещение двигателей, непригодных для поперечного расположения из-за своей длины — например, рядных шестицилиндровых; более простая конструкция передней подвески.
• Как правило, при сравнимом технологическом уровне автомобиль такой компоновки долговечнее; это относится в первую очередь к автомобилям с жёсткой балкой заднего моста; но и на автомобилях с независимой задней подвеской шарниры полуосей как правило имеют больший ресурс по сравнению с установленными на передних полуосях перднеприводного автомобиля, так как задние колёса как правило не поворачиваются, и условия работы шарниров более щадящие.

Минусы

• Главный минус компоновки — наличие карданного вала; из этого следует:
  - увеличение массы и себестоимости автомобиля
  - необходимость наличия в полу кузова специального тоннеля, уменьшающего объём пассажирского салона
  - повышение уровня шумности и вибраций
  - некоторое затруднение при создании грузопассажирских модификаций из-за отсутствия ровного пола
  - сравнительно большие трансмиссионные потери (потеря мощности) из-за наличия растянутой трансмиссии с карданным валом

Передняя среднемоторная заднеприводная компоновка

Как правило, в самостоятельный тип её не выделяют, рассматривая совместно с "классической" компоновкой.

То же, что и предыдущий вариант, но с двигателем, расположенным в пределах колёсной базы автомобиля. Такая схема применялась преимущественно до конца тридцатых годов, до распространения независимых передних подвесок; впоследствии использовалась исключительно на спортивных автомобилях с тяжёлыми двигателями с целью избежать излишней перегрузки передней оси. При этом перемещение двигателя назад смещает и пассажирский салон, поэтому размещение пассажиров и грузов при такой компоновке нерационально; в частности, заднее сиденье, как правило, располагалось над кожухами задних колёс, а отдельный багажник отсутствовал.

Компоновки автомобиля с задним приводом с расположением двигателя у задней оси

Задняя среднемоторная заднеприводная компоновка (компоновкой с центральным расположением двигателя)

Из легковых автомобилей — применяется почти исключительно на спортивных моделях, изредка — на автомобилях вагонной компоновки.
Среднемоторная компоновка широко использовалась на ранних автомобилях конца XIX — начала XX века, в частности, первых автомобилях Бенца и Даймлера. Двигатель располагался у них под высоким сиденьем водителя и приводил задние колёса при помощи цепи.

Расположение силового агрегата примерно в центре масс автомобиля даёт оптимальную развесовку при любой массе двигателя и хорошую динамическую загрузку ведущих колёс, что существенно улучшает их сцепление с асфальтом, особенно на скользком покрытии (хотя и в меньшей степени, чем в случае заднемоторной компоновки, о ней см. ниже).

Однако такое его размещение сильно затрудняет компоновку пассажирского салона (почти всегда такие автомобили делают двухместными; впрочем, существует и несколько моделей с посадочной формулой 2+2, то есть с двумя обычными местами и двумя ограниченной комфортабельности, "детскими"), а также доступ к силовому агрегату и его охлаждение, что делает эту компоновку непригодной для легковых автомобилей общего назначения.

Управляемость среднемоторных автомобилей лучше, чем заднемоторных, и для них характерны весьма высокие предельные скорости вхождения в поворот; при этом очень малое плечо момента инерции вокруг вертикальной оси из-за концентрации массы автомобиля в пределах колёсной базы приводит к плохой курсовой устойчивости (иными словами, такие автомобили очень легко сбить с траектории прямолинейного движения, так как момент инерции, противодействующий этому, у них весьма мал), а также очень резкому поведению в поворотах, что требует большого мастерства от водителя.

На автобусах среднемоторная компоновка была широко распространена до появления низкопольных моделей.

Заднемоторная заднеприводная компоновка

В автомобилях, спроектированных по заднемоторной, заднеприводной компоновке, двигатель, трансмиссия и ведущий мост находятся в задней части автомобиля. В отличие от среднемоторной компоновки, центр масс силового агрегата при этом находится за задней осью (не путать с общим центром масс всего автомобиля — если бы он располагался позади задней оси, было бы невозможно удержать на земле передние колёса).
При такой компоновке силовой агрегат может располагаться как продольно, так и поперечно. Тем не менее, на абсолютном большинстве заднемоторных легковых автомобилей силовой агрегат расположен продольно, а поперечное его расположение встречается, в основном, на автобусах.

Заднемоторная компоновка наиболее пригодна для сравнительно малоскоростных автомобилей, построенных по вагонной компоновке, при которой передний ряд сидений расположен над или перед нишами передних колёс, что позволяет получить близкую к оптимальной развесовку с лишь немного переутяжелённым задним свесом.

В настоящее время заднемоторные легковые автомобили общего назначения практически не строятся, т.к. считается, что при современных скоростях движения заднемоторная компоновка не удовлетворяет требованиям безопасности, устойчивости и управляемости.

Эта схема широко используется на больших автобусах, для которых расположение двигателя сзади весьма удобно с точки зрения организации пассажирского салона; в частности, позволяет опустить пол, что необходимо городским автобусам.
В отличие от легкового автомобиля, при равномерно заполненном пассажирами салоне развесовка автобуса с задним расположением силового агрегата оказывается более благоприятной. Кроме того, скорости движения автобусов существенно ниже, чем у легковых автомобилей, а требования к управляемости не столь жёстки.
Однако из-за использования на автобусах исключительно неразрезных задних мостов с приводом карданным валом эта схема конструктивно пригодна лишь для больших автобусов с длиной не менее 8,5 метров

Плюсы и минусы автомобиля с задним приводом

Ниже перечислены достоинства и недостатки, характерные для всех автомобилей с задним приводом.

Достоинства заднего привода автомобиля:

• оптимальная развесовка автомобиля обеспечивает более легкое и послушное управление
• упрощается обслуживание и ремонт, поскольку основные узлы разнесены друг от друга
• меньший износ, поскольку передние колеса отвечают только за руление, а задние – за тягу.
• занос на заднеприводном автомобиле более предсказуем и легко устраняется сбрасыванием газа и поворотом руля в сторону заноса. Водитель средней квалификации склонен в таких ситуациях инстинктивно именно бросать газ, а не нажимать.
• меньший радиус разворота, так как углы поворота передних колёс не ограничены шарнирами равных угловых скоростей;
• динамическая загрузка задней (ведущей) оси: при нажатии на газ, вес машины переносится на заднюю часть, тем самым нагружая задние колеса и разгружая передние, в итоге, вся машина имеет лучшее сцепление с дорожным покрытием, за счёт этого ведущие колёса меньше буксуют. Как результат — хорошая проходимость (за исключением заснеженных дорог, где лучше себя показывает передний привод) и динамика разгона (точнее, более эффективное использование мощности двигателя при разгоне), хорошая способность уверенно преодолевать подъёмы.

Недостатки заднего привода автомобиля:

• плохое поведение на скользкой (лёд или после дождя) дорогое, если не использовать системы электронного управления
• некоторые неудобства в салоне для пассажиров и размещения груза.
• на заднеприводном автомобиле повёрнутые передние колеса создают эффект торможения, а толкающие задние — избыточную толкающую силу, поэтому заднеприводные автомобили тяготеют к заносу (скольжению задней оси в повороте), что называется избыточной поворачиваемостью.
• дороже себестоимость, а как следствие – итоговая цена будет выше