Двигатель? Коробка? Куда бы их пристроить? Эволюция компоновки автомобиля

Двигатель? Коробка? Куда бы их пристроить? Эволюция компоновки автомобиля

Компоновка — базис, фундамент при создании автомобиля. Если не считать предназначения будущей модели (в общем-то, и определяющего ее технический облик), то именно компоновочная схема становится тем, с чего начинается разработка автомобиля. Так было на заре появления колесного транспортного средства и продолжается до нынешнего времени. Хотя, повторимся, сейчас конструкторы во многом ограничены. Даже более века назад у них был бо́льший выбор.

Сзади? Спереди? По центру?

Задние ведущие колеса, привод к ним — обычно цепью и, что принципиально, экипажная часть, схожая с таковой у гужевого транспорта. Кажется, в конце 19 века и самом начале 20-го конструкторы были связаны по рукам и ногам. Все, что рождалось первопроходцами, должно было иметь определенный вид и компоновку.

Можно сказать, что Stahlradwagen стал одним из первых автомобилей, в котором ДВС расположили в пределах колесной базы. На этом инженерные изыскания, безусловно, не закончились. Уже тогда — на стыке веков — конструкторы искали оптимальную компоновку, которая бы позволила увеличить пассажировместимость и отвести место для багажа или груза.

После того как имитация каретных кузовов создателями автомобилей осталась в прошлом, двигатель с коробкой передач переехали вперед, в отдельный объем, называемый моторным отсеком. Окончательно? Ну что вы! При кажущейся оптимальности такого расположения всегда находились доводы в пользу того, чтобы отойти от ставшей уже привычной компоновки, названной классической.

Мост с коробкой вместе, двигатель иной раз врозь

Бытует мнение, что термин transaxle (от transmission и axle, трансмиссия и ведущий мост) обязательно должен ассоциироваться с миром спорта или как минимум с автомобилями gran turismo. То есть когда двигатель спереди, ведущие колеса задние, коробка передач для правильной развесовки отнесена назад и сблокирована с редуктором и дифференциалом. В общем-то, не зря бытует.

Говоря о GT и спорте, мы забываем о том, что коробка передач, объединенная с редуктором, использовалась на моделях сугубо гражданских, хотя и имевших иногда мощные моторы.

Схема transaxle требовала и требует использования сзади независимой (читай, многорычажной) подвески как минимум того же De Dion, где правое и левое колеса все-таки имеют некий свободный ход относительно друг друга. Иначе при использовании моста значительно вырастает неподрессоренная масса. Исключения существовали.

Это что касается transaxle с передним расположением двигателя. А ведь подобная схема впервые появилась на автомобильчиках, где мотор размещался сзади.

Если вспоминать первые автомобили с задним расположением двигателя, то на том же Rumpler, получается, силовой агрегат перевернули, расположив как при классической компоновке, только сзади. В 1938 году установку развернули обратно. Сделал это, как мы знаем, Фердинанд Порше — на VW Kafer/Beetle. После войны многие производители посчитали такую компоновку оптимальной.

Но что, кроме экономии «жилплощади», давал transaxle и вынесенный за пределы колесной базы двигатель? В небогатой Европе да на автомобилях компактных даже отсутствие карданного вала и тоннеля пола экономило массу и снижало себестоимость. Поэтому подобная компоновка использовалась не только в формате хэтчбека.

Преимущества расположенного продольно в заднем свесе двигателя вместе с transaxle скоро перестало превалировать над минусами — ограничением багажных возможностей, организацией только заднего привода. Сейчас такая схема осталась прерогативой Porsche. Тем не менее ограниченно и все-таки до сих пор используется компоновка, где агрегат расположен поперечно.

Даешь передний привод!

В общем-то, все, что надо было сделать инженерам, чтобы получить переднеприводный автомобиль, — это перенести расположенный сзади агрегат вперед. А также создать и выпустить недорогие и надежные ШРУСы. Проблема долгое время заключалась как раз в последних. При этом ошибочно иной раз считается, что по части взаимного расположения силового агрегата и ведущей оси передний привод не имеет такого количества вариантов, как задний.

Полноценный передний привод появился в 20-х годах. Естественно, ни о каком поперечном расположении двигателя речи не шло.

Забегая несколько вперед, скажем, что впоследствии переднеприводная компоновка с двигателем позади коробки закономерно не снискала у инженеров популярности. Можно вспомнить Citroen Traction Avant 7CV, Citroen DC — знаменитую «богиню» — и компактные Renault 4 с Renault 5.

При продольно расположенном силовом агрегате куда большее распространение получила компоновка, при которой двигатель был вынесен вперед, за пределы колесной базы. Как и при моторе сзади и заднем приводе, она позволила экономить пространство салона. С одним принципиальным отличием — никоим образом не сказывалась на грузовых возможностях.

Продольная компоновка в сочетании с передним приводом родила еще одну конструкцию — самую любопытную из существующих.

Вот это была безусловная экзотика, которая имела ограниченное использование (вспомним еще Toyota Tercel 80-х годов и Honda Ascot/Rafaga из 90-х). Между тем, еще до Второй мировой в Германии мотор под капотом умудрились разместить поперечно.

Встречалась и обратная компоновка, когда двигатель выносили перед осью колес.

Ну а нынешнюю компоновку автомобили с передним приводом начали получать с 70-х. Считается, что первопроходцем здесь был концерн VW с моделью Golf дебютного поколения.

С тех пор на большинстве «переднеприводников» такой «фэн-шуй» под капотом превратился в единственно верное решение. В какой-то момент стало совсем не важно, какой агрегат в моторном отсеке — рядная «четверка», V6, VR5 или VR6. Все они без проблем вместе с коробками размещались между лонжеронами. Разве что для этого, за редким исключением, пришлось отказаться от двухрычажной подвески, заменив ее McPherson. Наконец, уже в нашем веке инженеры научились засовывать поперечно рядные «пятерки» и «шестерки» (Volvo, Chevrolet Epica). Впрочем, сейчас при повальном переходе на 4-цилиндровые моторы подобные компоновочные «упражнения» неактуальны.

По центру или…

Наверное, лишне говорить о том, что все эти «пляски» двигателя вокруг передней или задней оси были связаны не только с необходимостью высвободить место под пассажиров и багаж — получить нужную нагрузку на ведущие колеса. В итоге — оптимальную развесовку. В этом смысле лучших результатов удавалось добиться, прибегая к среднемоторной компоновке. Правда, сперва надо разобраться, что это такое. Ведь при переднем приводе двигатель, развернутый маховиком вперед или поперечно расположенный за осью колес, — это вроде бы тоже среднемоторная компоновка.

Обычно этот термин имеет хождение в том случае, когда силовой агрегат приводит задние (или все) колеса, чаще расположен продольно и, как правило, находится за пассажирскими сиденьями.

Вместе с тем иногда к среднемоторным относят и автомобили, чей двигатель расположен спереди, но сдвинут в пределы колесной базы.

Впрочем, в большинстве случаев подобное размещение силового агрегата относят к классическим. А среднемоторная компоновка, по мнению многих, предполагает мотор позади салона.

Эта схема актуальна до сих пор, однако повторимся, используется на специфичных моделях. Как и компоновка с двигателем спереди (при заднем приводе), отодвинутым за ось. Никто уже не разворачивает мотор маховиком вперед — не важно для привода каких колес, передних или задних. Само собой, не пытаются инженеры как-то по-иному располагать двигатель на «переднеприводниках». Размещение его в переднем свесе у VAG и Subaru, похоже, единственное исключение. И на единичных машинах мотор поперечно располагается над задней осью. В общем, устаканилось все. Ломающих стереотипы компоновок ДВС и традиционной трансмиссии ожидать не приходится. Теперь конструкторам все больше нужно думать о том, как раскидать под кузовом компоненты «гибридов» и чистых электромобилей — электромоторы, зарядные двигатели-генераторы, батареи. Что ж, новое время — новые тенденции.

Лифтбек JAC J7 представили на российском рынке

Официальный дистрибьютор JAC Motors в России, компания «Джак автомобиль», провела онлайн-презентацию новой модели JAC J7. Об этом сообщается 15 декабря.

«Новый лифтбек JAC J7 выделяется оптимальными характеристиками силового агрегата, современным набором систем безопасности, мультимедиа высокого уровня, комфортными опциями и высоким качеством материалов отделки», — говорится в сообщении компании.

Дизайн JAC J7 разрабатывался под руководством Даниэля Гальоне, который работал над моделями марок Alfa Romeo, Lancia и Maserati. Благодаря специальному дизайну крыши, коэфициент аэродинамического сопротивления — Cx 0,29. Кроме того, контрастная двухцветная окраска создает визуальный эффект «парящей крыши».

Лифтбек имеет габариты 4772 х 1820 х 1492 мм и колесную базу 2760 мм. Объем багажника составляет 540-1650 л, а крупная подъемная дверь, выполненная заодно со стеклом, облегчает доступ в багажный отсек. Внутри расположен вертикальный сенсорный дисплей размером 10,4 дюйма, на который возложено управление всеми функциями, включая климатическую систему. Панель приборов цифровая с возможностью выбора из трех вариантов оформления. Также предусмотрена атмосферная подсветка на передней панели и дверях из 64 цветов, с возможностью настройки в зависимости от пожеланий пассажиров, в том числе в такт музыке.

Переднеприводный JAC J7 оснащается проверенным бензиновым турбированным двигателем HFC4GB2.4E рабочим объемом 1499 куб. см. Агрегат развивает 136 л.с. при 5500 об/мин и крутящий момент 200 Нм в диапазоне 2000–4500 об/мин. Двигатель несколько раз входил в десятку лучших двигателей года в Китае.

В качестве трансмиссии предложена шестиступенчатая механическая коробка MF622D35, либо бесступенчатый вариатор Punch VT3+. Подвеска полностью независимая, впереди по схеме МакФерсон, сзади конструкция на поперечных рычагах. В рулевом управлении используется электроусилитель, тормоза всех колес дисковые. Стояночный тормоз с электрическим управлением.

Новый JAC J7 представлен в России в трех комплектациях: Basic, Comfort и Luxury. Вне зависимости от комплектации, новый лифтбек оснащается светодиодными головными фарами и дневными ходовыми огнями, наружными зеркалами с электроприводом и обогревом. В список опций комфорта входят мультифункциональный руль, складывающаяся в пропорции 40/60 спинка заднего сиденья с возможностью регулировки наклона, USB-разъемы для передних и задних пассажиров, цифровая приборная панель, вертикальный сенсорный дисплей мультимедийной системы и управления основным оборудованием. Предусмотрен Bluetooth-модуль для подключения мобильного телефона. Автомобиль оснащен подушками безопасности водителя и переднего пассажира, системами ABS, EBD, ESC, системой помощи при экстренном торможении, ассистентом трогания на подъеме, системой Auto Hold, задними датчикам парковки. Цена в начальной комплектации составит 899 тыс. рублей.

В комплектации Comfort стоимостью 999 тыс. рублей в дополнение к перечисленному оборудованию предлагаются люк с электроприводом, функция фар Follow me home, кожаная обивка салона вместо тканевой, камера заднего вида, четыре датчика парковки и круиз-контроль.

Топовая комплектация Luxury, которая будет предлагаться за 1 099 000 рублей, получит функцию автоматического включения фар и стеклоочистителя, складываемые при запирании автомобиля наружные зеркала, руль с отделкой кожей, климат-контроль, воздуховоды для задних пассажиров, боковые подушки безопасности, и аудиосистему с 6 динамиками.
JAC J7 для России производится на казахстанском предприятии «СарыаркаАвтоПром», находящимся под контролем JAC Motors. JAC J7 дополнит легковую модельную линейку JAC в России, состоящую на сегодняшний день из кроссоверов JAC S3 и JAC S5, пикапа JAC T6 и электромобиля JAC iEV7S.

Cummins ISBe: адаптация к российским реалиям

Один из самых распространённых автомобильных моторов у корпорации «Cummins Inc.» – семейство дизелей объемом около одного литра на цилиндр Cummins ISBe.

Рядные «четверки» и «шестёрки» выпускают более 15 лет, причем благодаря выверенной конструкции они успешно эволюционировали от уровня Евро-3 до Евро-6. Производство Cummins ISBe налажено в Великобритании, США, Бразилии, Индии и Китае. Двигатели PACCAR 4.5 и PACCAR 6.7 грузовиков DAF и Kenworth – это тоже Cummins ISBe, но с другими клапанными крышками. Объем производства Cummins ISBe на заводах корпорации за историю выпуска превышает 4 миллиона единиц. В России совместное предприятие ЗАО «КАММИНЗ КАМА» существует с июня 2006 года, запуск сборочного конвейера в Набережных Челнах с полноценным производством двигателей состоялся в августе 2010 года. За это время выпущено более 50 тысяч моторов. Диапазон мощности российских Cummins ISBe составляет от 140 до 300 л.с. и от 550 до 1100 Н.м. крутящего момента. До 80% выпускаемых дизелей – шестицилиндровые.

В последние годы была проведена модернизация двигателей Cummins ISBe, выпускаемых в Набережных Челнах, причем именно с учетом российского опыта эксплуатации моторов на автомобилях КАМАЗ различных моделей. Все работы осуществлялись специалистами ЗАО «КАММИНЗ КАМА» с учетом мирового опыта Cummins и при участии Научно-технического центра ПАО «КАМАЗ».

Изменения в первую очередь коснулись системы очистки воздуха, которую обычно разрабатывают совместно производитель двигателя с производителем автомобиля. Уже в первые годы эксплуатации двигателей Cummins ISBe на грузовиках КАМАЗ было отмечено использование фильтрующих элементов воздушного фильтра низкого качества или несоблюдение сроков замены фильтра при прохождении ТО. Эти нарушения приводили к попаданию пыли в двигатель и, как следствие, к повышенному абразивному износу поршневой группы. В 2013 году была разработана новая двухступенчатая система впуска, полностью исключающая попадание пыли. В корпус​ воздушного фильтра устанавливаются два картонных фильтрующих картриджа: основной и внутри него – дополнительный. При повреждении шторки основного элемента пыль удерживает второй элемент. Кроме того, на всех автомобилях КАМАЗ забор воздуха в двигатель осуществляется с наименее загрязненной пылью зоны – от уровня крыши кабины и проходит через предварительный фильтр-циклон. Применены герметичные воздуховоды от корпуса фильтра до двигателя, изготовленные из высокопрочной пластмассы, и усиленные хомуты на резиновых патрубках.

Одна из важнейших проблем, возникающих при эксплуатации высокотехнологичных дизелей в России – преждевременный выход из строя прецизионных деталей топливной аппаратуры из-за загрязнения дизтоплива и наличия в нем воды. Для сохранности системы Common Rail двигателей Cummins ISBe применили новые фильтры очистки топлива с увеличенной почти в два раза грузоёмкостью и существенно более тонкой дисперсностью очистки. Фильтров тонкой очистки теперь просто два, а не один. (№5) При этом фильтры на заводе специально предохраняют от дополнительного окрашивания — так они более узнаваемы и напоминают перевозчику о необходимости применения оригинальных фильтров. А при попадании воды в фильтры, на панели приборов загорается индикатор ошибки и электронный блок управления ограничивает мощность двигателя. Водителю достаточно слить воду из отстойника фильтра грубой очистки топлива, и можно продолжать движение.

Кроме пыли и грязи не менее страшен для любого двигателя перегрев. Поэтому ряд изменений внесен и в систему охлаждения Cummins ISBe. Изменена схема монтажа приводного ремня генератора и водяного насоса (№1), изменена конструкция натяжного ролика. В процессе эксплуатации были отмечены случаи, когда натяжитель не натягивал поликлиновый ремень с надлежащим усилием. Ослабнувший ремень самопроизвольно перемещался с ролика на 1-2 ручейка, а далее при работе надрезался, расслаивался и рвался. Особенно часто эта ситуация возникала зимой, причем в теплой Европе эта проблема практически не существовала. Завод «КАММИНЗ КАМА» дважды провел модернизацию ременного привода — в 2012 и 2014 годах. После июня 2012 года и вплоть до 2014-го натяжной ролик установлен сверху водяного насоса на приливе головки блока, а в верхней части блока был установлен промежуточный ролик, задающий нужную траекторию движения ремня. Начиная с 2014 года натяжной ролик устанавливается в нижней части блока цилиндров, под генератором и водяным насосом. Ролик в этом исполнении работает не по наружной части ремня, а по внутренней, поэтому на поверхности ролика имеются аналогичные ручьи, как и на других шкивах. Ручьи на натяжном ролике позволяют дополнительно фиксировать положение ремня, что предотвращает его смещение и возможный обрыв. Введен в конструкцию дополнительный шкив вентилятора, также с ручьями. Он устраняет вибрации на участке максимальной длины ремня и тем самым полностью исключаются повреждения. Увеличился угол охвата поликлинового шкива водяного насоса: вместо 90° он стал почти 120°. Угол охвата шкива генератора составляет практически предельные 180°. Увеличивается сила трения на шкивах генератора и насоса, вследствие этого появляется возможность уменьшить силу натяжения в механизме регулировки. Благодаря этому уменьшается нагрузка на подшипники генератора и насоса, возрастает их ресурс. С 2014 года не зарегистрирована ни одна рекламация по конструкции привода агрегатов.

Владельцы автомобилей с моторами до 2012 года выпуска могут поменять привод ремня на более позднюю конструкцию. А для изменения схемы прокладки ремня на самый современный и надежный вариант, образца 2014 года, потребуется замена опоры крепления силового агрегата с вырезом под натяжитель.

Как защиту от повреждений некачественным антифризом можно рассматривать применение заглушек из нержавейки (№3) в системе охлаждения блока цилиндров. Изменено уплотнение водяного насоса (№2) – здесь применён новый сальник. В его конструкцию добавили уплотнительное кольцо, сохраняющее часть ОЖ рядом с зоной уплотнения. Это позволяет избежать сухого трения в уплотнителе после долгого простоя двигателя. Оба насоса — взаимозаменяемы.

С сентября 2013 года все выпускаемые двигатели Cummins ISBe оснащаются воздушным компрессором Wabco почти на треть большего объёма – 318 см3, – и соответственно увеличенной производительности. (№4) Раньше применялся пневмокомрессор Knorr-Bremze объёмом 225 см3. Одна из причин использования компрессора большей производительности заключается в том, что большое количество шестицилиндровых двигателей Cummins ISBe устанавливается на тягачи, работающие в составе автопоезда, и автобусы. А там расход сжатого воздуха гораздо больше. Кроме того, мощному компрессору проще обеспечивать нужное давление в пневмосистеме и у одиночного автомобиля. К сожалению, грузовики часто выходят на линию с утечками в пневмосистеме, а большой компрессор оказывается более долговечным. Агрегат Wabco взаимозаменяем с пневмокомрессором Knorr-Bremze, но при замене потребуется и замена насоса ГУРа.

На все выпускаемые ныне шестицилиндровые двигатели Cummins ISBe устанавливают стартеры Bosch взамен предыдущих, имевших ряд нареканий потребителей. Например, одна из распространенных неисправностей была связана с водителями. У старых стартеров наблюдался перегрев обмоток, и они «горели». Все происходило из-за продолжительной работы, преимущественно при пуске двигателя в холодное время года или при неисправностях топливной аппаратуры, а также системы подогрева воздуха во впускном трубопроводе – спирали накаливания. Кроме того, что стартер Bosch несколько мощнее чем предыдущий – 6,5 кВт против 6,0 кВт, – на нем еще введена электронная система защиты. Благодаря ей перестали выходить из строя электронные блоки управления. По прошествии 30 секунд работы стартера в электронный блок записывается код, благодаря которому можно отследить неправильные действия водителя. Новый и предыдущий стартеры полностью взаимозаменяемы.

Так что многие изменения в конструкции собираемых в Набережных Челнах моторов вызваны не просчетами конструкторов и технологов, а особенностями российской эксплуатации. А в том случае, если все же Cummins ISBe потребовался серьёзный ремонт, то с учетом менталитета российского перевозчика, «КАММИНЗ КАМА» через сервисную сеть Cummins в России предлагает такие локализованные детали двигателя, как блок цилиндров, головку блока, коленвал и поршень по значительно сниженным ценам. Конечно, сэкономить на ремонте – хочется, но покупать детали россыпью для Cummins ISBe может оказаться невыгодно и приведет только к потере времени. Кроме того, не в каждом АТП сейчас есть толковый моторист… Поэтому еще одно предложение – приобретать по программе «Сервисный ремонтный двигатель» ​ подсобранные моторы заводской сборки с полностью оригинальными компонентами. Есть комплект, так называемый Long block, по цене 424 000 руб. без НДС – практически полностью готовый мотор, но без навесного оборудования и агрегатов. Второй комплект Short block, ценой 179 000 руб. без НДС – блок, коленвал, шатуны-поршни-кольца, распредвал. На такой «короткий» блок надо ставить головку, крышки, поддон, картер маховика и маховик, а также все навесное… Но выбор остается за клиентом.

Также Вы можете прочесть данную статью в журнале КОМТРАНС по ссылке.

Схема двигателя стиральной машины. Наиболее распространенные варианты двигателей стиральных машин.

Надежность стиральной машины во многом зависит от надежности отдельных ее узлов, таких как мотор. Его надежность, в свою очередь, зависит как от производителя, так и от их типа. И если выбрать производителя легко, зайдя на сайт какой-нибудь компании, например, Изификс, то с принципами, благодаря которым работает двигатель стиральной машины, стоит разобраться.

А они зависят прежде всего от того, какой тип мотора используется в той или иной машине – асинхронный, коллекторный или инверторный. Начнем с асинхронного, устаревших моделей типа «Малютка», либо любых других аналогичного периода. Данные запчасти используют частоту переменного синусоидального тока бытовой сети для работы (обычно 50 Гц). Это означает, что если, грубо говоря, взять один проводник от фазы и подключить его к мотору напрямую, а другой через конденсатор, который будет несколько смещать фазы возрастания и убывания переменного тока сети во времени, то переменное напряжение будет создавать внутри двигателя бегущее по кругу магнитное поле, которое будет вращать ротор с короткозамкнутым проводником определенной формы. Это дает следующие преимущества:

• простота конструкции;
• дешевизна в производстве;
• надежность и долговечность (нет быстроизнашивающихся деталей);
• низкий уровень шума.

Есть у них и недостатки:

• необходимость наличия бытовой розетки 220 В, 50 Гц, так как работа этих машинок возможна только от бытовой электросети;
• отсутствие регулировки частоты вращения, т. к. частота вращения вала двигателя напрямую зависит от сетевой частоты.

Коллекторный мотор

Следующим типом является коллекторный. Он использует механическое переключение направления тока при помощи устройства, называемого коллектором. Недостатком такого способа является быстрый износ щеток коллектора, так как они во время работы напрямую соприкасаются с другими деталями на высокой скорости и поэтому изнашиваются. Кроме того, трение создает дополнительный шум.
Преимуществами такого устройства являются:

• Возможность работать от любого источника энергии, будь то аккумулятор с достаточно высоким напряжением и мощностью или бытовая розетка. Для него нет разницы между постоянным или переменным током.
• Большая мощность и меньшие размеры по сравнению с асинхронными.
• Ограниченная возможность регулировки частоты оборотов, что позволяет реализовать режим отжима.

Эти преимущества и стали причиной вытеснения асинхронных двигателей коллекторными и в современных стиральных машинах применяются в основном коллекторные моторы.

Инверторный

Третий тип – инверторные. Они устроены по принципу асинхронных и обладают всеми их преимуществами, в первую очередь надежностью и долговечностью, но имеют и различия. Связано это с тем, что инверторные моторы не используют частоту бытовой сети, а имеют специальный блок, который преобразует ток из сети в постоянный, после чего обратно в переменный, но уже с собственной частотой, которую можно регулировать. К недостаткам таких двигателей относиться их цена, в то же время они обладают преимуществами как асинхронных, так и коллекторных.

ИА «МариМедиа». При использовании материала гиперссылка обязательна.