Развитие систем полного привода легковых автомобилей

Соломатин Н. С. к. т. н. / ТГУ, г. Тольятти Петунин Н. В. ученик 10Б класса гимназии 48, г. Тольятти

УДК 629.11.011.4

Исторические аспекты развития систем полного привода автомобилей

После изобретения человечеством колеса, как универсального движителя, системы полного привода получили свое развитие. Леонардо да Винчи в 1506 году предложил проект движущейся деревянной укрепленной военной установки с автономным ручным приводом на каждое из четырех колес и с круговым пушечным обстрелом, которая управлялась независимо четырьмя машинистами (рис. 1).

Однако данное изобретение осталось только в чертежах. Последующие столетия проходили без каких-либо новых открытий в этой области.

Разработка и развитие первых паровых атмосферных машин с очень низким кпд и неудовлетворительной мощностью в 1712 г. Томасом Ньюкоменом и в 1765 г. Джеймсом Ваттом сделало возможным начать практическое внедрение полного привода.

В 1825 году Тимоти Буршталем получен патент на самодвижущийся экипаж с паровым полным приводом, и изготовлен автомобиль с подключаемым передним приводом к постоянно включенной задней оси. Привод передней оси осуществлялся карданным валом, в то время когда основное применение в те времена имел привод цепями, ремнями и даже канатами.

В 1827 году по английским дорогам проехал первый в мире автомобиль с механическим приводом на все четыре колеса. Он весил 8 тонн и едва достигал скорости пешехода, однако, поскольку даже в те времена это давало неоспоримые преимущества при движении по плохим дорогам, это положило начало развитию полноприводных трансмиссий легковых автомобилей (рис. 2).

Развитие конструкторской мысли и многообразие задач, стоящих перед автомобилестроителями в послевоенные годы, привели к значительному разнообразию вариантов принципиальных схем, компоновок и технических решений систем распределения крутящего момента и конструкций узлов полного привода. Область применения полноприводных автомобилей расширялась, приводы становились более разнообразными. По мере повышения скоростных качеств автомобилей потребовалось применение полного привода и для улучшения свойств управляемости, тяговой динамики и, конечно, свойств проходимости.

Обзор существующих вариантов схем трансмиссии и расположения двигателя

Трансмиссии полноприводных легковых автомобилей с поперечным и продольным расположением силового агрегата по принципу регулирования кинематического диапазона передаточных чисел можно разделить на два типа:

– с ограниченным диапазоном передаточных отношений (без использования понижающего редуктора);

– с расширенным диапазоном передаточных отношений (с использованием понижающего редуктора).

Оба типа трансмиссий по способу реализации крутящего момента подразделяются на:

– реализующие постоянный полный привод;

– обеспечивающие подключаемый полный привод (путем подключения одной из осей).

Ниже приведены компоновочные схемы силовых агрегатов, систем распределения крутящего момента и количество моделей полноприводных автомобилей за 2008 год:

а) двигатель впереди поперечно — 160 моделей автомобилей (рис. 7). Из них: