Содержание
Часто среди обычных автолюбителей возникают активные споры на тему того, какое же расположение ДВС в подкапотном пространстве лучше. Оно бывает продольным или поперечным. Определить среди них победители, не приняв во внимание ряд факторов и особенностей конструкции, сложно.
Интересно узнать, что на этот счёт думают эксперты и специалисты в области автоконструкции. Они приводят разные аргументы в пользу того или иного варианта размещения.
Изучив все ключевые особенности, преимущества и недостатки, можно будет сделать определённые выводы относительно победителя и проигравшего в споре между продольным и поперечным расположением двигателя под капотом транспортного средства.
Текущее положение
В настоящий момент наблюдается очевидное количественное превосходство поперечно расположенных моторов над продольными. Именно их в большинстве своём предпочитают использовать автопроизводители.
Хотя при этом специалисты и эксперты в области конструирования признают, что продольное размещение позволяет получить от силовой установки её максимально возможную производительность. То есть такой тип обладает лучшей эффективностью.
Отсюда возникает закономерный вопрос. Не совсем понятно, почему при превосходстве по производительности на стороне продольников, чаще всего автокомпании предпочитают размещать моторы в подкапотном пространстве поперёк.
Тут важно заметить, что способ размещения силового агрегата влияет не только на эффективность его работы и получаемые на выходе технические характеристики. Они играют большую роль, но не всегда являются приоритетным. Также расположение непосредственно влияет на дизайн автотранспортного средства.
В процессе разработки двигателей, конструкторам и инженерам приходится решать несколько вопросов одновременно:
- как располагать ДВС при заднеприводной комплектации;
- как оставить место для других узлов, связанных с мотором и другими автомобильными системами;
- насколько сильной будет нагрузка на кузов от установленного агрегата;
- как оставить максимум свободного места для салона, чтобы не лишать водителя и пассажиров необходимого комфорта и пр.
Вопросов действительно много, но задача одна. Она заключается в необходимости создания двигателя с оптимальным вариантом размещения для конкретного автотранспортного средства.
Если говорить об ориентации силовой установки применительно к переднеприводным машинам, то у продольного и поперечного расположения имеются свои сильные и слабые стороны. Они могут непосредственно влиять на управляемость автомобиля, уровень комфорта и технические характеристики.
Разработчики, выбирая оптимальную ориентацию, учитывают совокупность всех особенностей, нюансов, сильных и слабых сторон, стараясь минимизировать негативные момента и сгладить их имеющимися преимуществами. В результате они делают выбор в пользу продольного или же поперечного расположения ДВС.
Чтобы лучше понимать особенности каждого из вариантов ориентации силовой установки, их следует рассмотреть отдельно.
Поперечная ориентация
Для начала следует изучить поперечные двигатели. Если смотреть в направлении движения транспортного средства, то такие моторы стоят перпендикулярно. Фактически можно сказать, что в подкапотном пространстве они стоят горизонтально.
Такой вариант с поперечным расположением двигателя обычно применяется на переднеприводных авто, где ДВС ставится в передней части машины. Как утверждают специалисты, автомобили с поперечным вариантом ориентации силового агрегата массово начали появляться после выхода в свет первых автомобилей производства компании Mini. Конструкторы из Великобритании считаются первопроходцами в области передачи момента от силовой установки на колёса с помощью тяг. Во многом решение является революционным и инновационным для своего времени. Тем самым конструкторам удалось решить одну из ключевых проблем, что позволило с максимальной эффективностью использовать предельно компактные подкапотные пространства, параллельно обеспечив двигатель достаточно высокими показателями мощности.
В итоге поперечная компоновка позволила в условиях ограниченного подкапотного пространства, актуального для маленьких городских автомобилей Mini, буквально втиснуть туда двигатель со сравнительно большим объёмом.
Если говорить применительно к суперкарам, действительно мощным и высокоэффективным автомобилям, то здесь практически никто поперечную ориентацию не использовал. Но среди правил есть свои заметные исключения. Ярким примером суперкара, который выбрал горизонтальный вариант расположения высокомощной и производительной установки, стала модель Miura производства итальянской компании Lamborghini.
Как отмечают сами конструкторы, основной особенностью поперечников является разная длина приводных валов, которые отвечают за передачи тяги двигателя от самого силового агрегата непосредственно к колёсам автомобиля. Тут дело всё в том, что потребовалось располагать коробку передач по одну из сторон мотора, который при этом стоял ровно по центру подкапотного пространства для обеспечения необходимого баланса авто. Из-за этого приводные валы, устанавливаемые через шарниры равных угловых скоростей, то есть ШРУСы, получили несколько разную длину. Это не могло не отразиться на неравномерности износа компонентов.
Если сравнивать с поперечной ориентацией двигателя, у продольных ДВС приводные валы обладают одинаковыми параметрами длины, поскольку в этой ситуации коробка и сам мотор фактически стоят друг за другом. Они располагаются на одной осевой линии.
Учитывая опыт и успешные проекты компании Mini, другие ведущие автопроизводители достаточно быстро подхватили их идею. И вскоре поперечная компоновка стала крайне распространённой и привычной вариацией для компактных городских автотранспортных средств.
Статистика наглядно демонстрирует, что большинство поперечно установленных силовых установок являются моторами с небольшим рабочим объёмом, а количество их цилиндров редко превышает 4 единицы. Но всегда найдутся исключения. Потому среди поперечных моторов могут не так редко встречаться представители с 6 и 8 цилиндрами, высокой эффективностью и производительностью. И тут преимущественно речь идёт о так называемых V-образных двигателях.
Можно смело называть главную причину такого широкого распространения и популярности поперечной компоновки. Это возможность максимально эффективно использовать доступное небольшое подкапотное пространство. Такая особенность является ключевым фактором для автомобилей с небольшим шасси и общими компактными габаритами.
Если взять одинаковые автомобили, на одном двигатель поставить продольно, а на втором поперечно, то именно во втором случае разработчики смогут получить в своё распоряжение больше пространства для дальнейшей компоновки салона, оформления интерьера и пр. Это качество поперечников высоко оценили владельцы городских автомобилей, которым ещё и приходится парковаться в условиях ограниченного пространства и небольшого места на стоянках.
В сочетании с переднеприводными трансмиссиями получается отличная комбинация, поскольку такая коробка не требует наличия в машине большого тоннеля в центре салона, отводимого под карданный вал. В итоге образуется абсолютно ровный пол и просторный салон. Так инженеры и конструкторы достигают нужного комфорта и эргономики при малых габаритах автотранспортного средства.
Помимо комфорта, поперечные моторы также влияют на показатели динамики автомобиля. Дело всё в том, что такая компоновка подразумевает воздействие основной массы от веса авто именно на переднюю часть, то есть на переднюю ось и подвеску. Поскольку машины в большинстве своём переднеприводные, поперечное размещение дополнительно решает проблему по обеспечению максимальной тяги на передние колёса с минимальными возможными потерями в процессе передачи момента от двигателя.
Ещё одним весомым преимуществом считается хорошая послушность и чёткая управляемость, что особенно сильно проявляется в условиях скользкого дорожного покрытия. Плюс в трансмиссии удалось отказаться от некоторых дополнительных составляющих. Это уменьшило общий вес автотранспортного средства, а также снизило себестоимость автомобиля при его производстве.
Но не всё так идеально. Поперечное размещение обладает и некоторыми недостатками. А именно:
- Этим двигателям противопоказано повышение параметров крутящего момента, что объясняется разницей в размерах используемых тяг;
- Разные по размеру валы обладают различными углами падения. Чем больше будет у вала длина, тем менее жёстким на кручение он окажется;
- Предыдущие недостатки провоцируют общее падение эффективности передачи от двигателя к колёсам тяги. Из-за этого водителю приходится подруливать;
- Двигатели имеют строгие ограничения касательно их перемещения в подкапотном пространстве. Фактически они занимают всё место под капотом от одного крыла до другого;
- Подобные поперечно расположенные моторы практически не подвергаются форсировки, то есть их мощность сложно повысить. Прирост будет незначительным.
Если говорить о проблеме с тягами, то здесь инженеры тщательно продумали её решение. Результат получился достаточно интересным и эффективным. Одним из наиболее удачных решений для уравновешивания жёсткости на кручение стало использование разных валов. Один сделали полым, а второй изготовили сплошным. Тем самым специалисты сумели добиться баланса передачи момента с валами разной длины.
Первопроходцами в реализации такой задумки оказались американские разработчики компании Ford, которые воплотили в жизнь свою инженерную уловку на автомобиле Ford Fiesta в кузове хэтчбек.
Продольная ориентация
Заметно иначе выглядят и позиционируются на рынке машины, где используются моторы с продольным расположением двигателя. Такие авто в большинстве своём работают с системами заднего привода.
Их особенность заключается в размещении идеально ровно по осевой линии автотранспортного средства. Это позволяет продольникам создавать прямой путь в процессе выработки тяги и её передачи от коленчатого вала на коробку передач.
Если сравнивать с поперечными конкурентами, то в пользу продольников также говорит меньший уровень вибраций, которые возникают в процессе работы силовой установки. Инженерам удаётся добиваться большей производительности, эффективности и мощности от продольно размещённых моторов.
Но эти достоинства не говорят, что с такой ориентацией всё легко и просто. Здесь также есть свои подводные камни.
Как отмечают сами инженеры и конструкторы, достаточно сложно при таком размещении реализовать эффективность вырабатываемой тяги. Ведь создаваемая энергия от вращения должна изменить своё направление, как бы поворачиваясь сразу на 90 градусов. Чтобы сделать это, применяются дифференциальные колёсные приводы. Подобные силовые агрегаты нуждаются в большем пространстве под капотом. Из-за этого довольно часто приходится жертвовать такими составляющими как комфорт и эргономика в салоне самого автомобиля.
Несмотря на прямой путь передачи тяги от коленчатого вала и минимальные потери, реализация такой задумки вызывает некоторые сложности. Перенаправление энергии вращения на 90 градусов заставляет инженеров использовать дифференциал. Это означает внедрение в конструкцию автотранспортного средства дополнительных элементов, что негативно отражается на себестоимости ТС, общей массе машины и на показателях расхода топлива.
Статистика наглядно показывает, что большинство современных автотранспортных средств с продольно расположенными силовыми агрегатами преимущественно являются спорткарами или ТС с повышенными показателями мощности. При этом они также работает с системами заднего привода. Зачастую под такие автомобили применяют среднемоторную или заднемоторную компоновку.
Также не таким уж и редким явлением выступают рассматриваемые силовые агрегаты, которые располагаются в подкапотном пространстве больших внедорожников и крупноразмерных кроссоверов с системами полного привода, когда крутящий момент от двигателя передаётся на все 4 колеса. Это обусловлено более широкими возможностями по реализации высокоэффективного заднего привода с визкомуфтой и дифференциалом типа Торсен. Именно с моторами-продольниками воплотить такую задумку удаётся максимально качественно.
В настоящее время рассматриваемую ориентацию называют классическим расположением ДВС. Вряд ли от классики будут отказываться, пока существуют заднеприводные автомашины и некоторые полноприводные транспортные средства с высокими показателями мощности. Ведь основой для продольников считаются спорткары, гиперкары, спортивные машины, полноприводные внедорожники и заднеприводные автомобили.
В случае с такой ориентацией довольно часто сам моторный отсек переносится из привычной нам передней части машины в её середину или даже в заднюю часть, где большинство из нас привыкло видеть багажник.
Двигатели-продольники заставляют использовать более габаритные типы кузова. А это во многом мешает нормальному передвижению в условиях загруженных дорог, плотного трафика и интенсивного движения. Актуально для тех случаев, когда двигатель располагается вдоль ТС за счёт увеличения габаритов кузова. В ситуациях, когда внешние габариты остаются достаточно компактными, чтобы не делать сам автомобиль слишком крупным, инженерам приходится жертвовать пространством салона. Потому сравнительно маленькие машины с продольно размещёнными ДВС менее комфортные и обладают худшей эргономикой внутреннего пространства, нежели поперечные аналоги.
Подводим итоги
Определить победителя среди продольно или поперечно расположенных двигателей сложно. Это сделать практически невозможно.
Объективно сказать, какое расположение двигателя действительно лучше, они сопоставлять поперечное или продольное ориентирование в подкапотном пространстве, нельзя. И тому есть свои объяснения. А именно:
- Спор относительной того, какой двигатель лучше, фактически не имеет никакого смысла. Сравнивать поперечный и продольный способ установки не корректно, поскольку каждый из них обладает своими сильными и слабыми сторонами, количество которых одинаковое;
- Оба варианта ориентации преследуют разные цели и ориентированы на различные автомашины;
- Поперечные ДВС подходят под малолитражки, компактные городские автомашины с передним приводом. Это оптимальный вариант для ситуаций, когда основную роль играет компактность машины с необходимостью сохранить достаточное свободное пространство в салоне;
- Моторы-продольники созданы для мощных заднеприводных и переднеприводных автомобилей с повышенной производительностью и эффективностью работы силовой установки. Крупные габариты позволяют исключить проблемы с дефицитом места в салоне, тем самым комфорт и эргономика не страдают;
- Во всех ситуациях есть свои исключения. То есть продольную ориентацию могут применять на некоторых суперкарах, внедорожниках и полноприводных автомашинах. Также поперечные моторы встречаются на достаточно компактных автотранспортных средствах.
В результате можно с уверенностью говорить о том, что каждый способ размещения силовой установки в подкапотном пространстве имеет абсолютное право на своё существование.
За счёт возможности выбора, у инженеров и автопроизводителей появляется возможность использовать оптимальное расположение для решения конкретной инженерной задачи. Поскольку к машинам предъявляются разные требования, они обладают различными характеристиками и возможностями, для каждой ситуации требуется определённый вариант размещения. Тем самым минимизируются недостатки, удаётся грамотно распорядиться подкапотным пространством, правильно подойти к организации салона автотранспортного средства и пр.
В завершении можно сказать, что каждое расположение нашло свою нишу в сфере автопроизводства. И лишь изредка они заглядывают друг к другу.
