Легковые автомобили

      Все легковые автомобили подразделяются на ряд признаков.

      1. По размеру

      Таблица 1. Классификация легковых автомобилей по размеру

      2. По объёму двигателя

      По  отраслевой нормали ОН 025270-66, применяемой в России и на Украине, легковые автомобили делятся на классы в зависимости от объёма двигателя, и класс определяет первую цифру номера модели: 

      Таблица 2.

      Число и расположение колёс

      Подавляющее большинство легковых автомобилей  имеют 4 одинаковых колеса, расположенных  по углам прямоугольника. Некоторые  имели и бо́льшее число колёс  — 6 или 8. Существовали также экспериментальные  модели с ромбовидным расположением  колёс — 1 спереди по центру, 1 сзади  по центру, 2 по бокам в средней  части автомобиля. Все эти экзотические варианты оказались малопригодными для массовых легковушек.

      Расположение  управляемых колёс

      Управляемые колёса делают либо передние, либо все. Автомобиль с одними задними управляемым  колёсами был бы чрезвычайно склонен  к заносу, поэтому такую схему  используют только на тихоходных машинах (например, автопогрузчиках). При всех управляемых колёсах используют специальные алгоритмы. Казалось бы, логично было бы поворачивать задние колёса на тот же угол, что и передние, но в противоположную сторону. Однако такой автомобиль опять-таки был  бы очень склонен к заносу, поэтому  эта система применима только на тихоходных машинах (например, на вездеходах, где движение задних колёс по той  же колее, что и передние, значительно  уменьшает сопротивление на мягком грунте). На обычных автомобилях задние управляемые колёса на большой скорости поворачиваются в ту же сторону, что и передние (но на меньший угол) — это улучшает противозаносные свойства автомобиля, а на малой скорости они поворачиваются в противоположную сторону, чтобы улучшить маневренность.

      Иногда  задние управляемые колёса поворачиваются в ту же сторону, что и передние, при малом угле поворота передних колёс, и в противоположную сторону  при большом угле поворота передних колёс — при этом исходят из того, что водитель поворачивает руль на большой угол только при малой  скорости автомобиля.

      Классическая  компоновка

      Основная  статья: Задний привод

      Двигатель расположен спереди, ведущие колёса задние. Пассажирский салон расположен внутри колёсной базы, сзади находится  багажник. Благодаря разделению ведущих  и направляющих колёс трансмиссия  получается достаточно простой. Вес  автомобиля равномерно распределяется между осями; в то же время при  разгоне и движении на подъём загрузка задней оси увеличивается, что благоприятно сказывается на ходовых качествах. С другой стороны, карданный вал  и задний мост отнимают часть пространства от салона и багажника. «Растянутость» трансмиссии приводит к увеличению её веса, а также способствует повышению  уровня вибрации в салоне. Ранее  классическая компоновка была самой  распространённой, но сейчас встречается  редко, хотя число использующих её автомобилей  в последние годы растёт.

      Так же, в последнее время, для улучшения  развесовки всё чаще стараются разместить двигатель в пределах колёсной базы. Для этой же цели выносят коробку  передач и главную пару к задней оси, где она монтируется в  одном агрегате (т.н. трэнсэксле) с редуктором главной пары.

      Переднеприводная  компоновка

      Основная  статья: Передний привод

      Двигатель расположен спереди, ведущие колёса передние. Двигатель и трансмиссия  объединены в один компактный блок (т.н. трэнсэксл), расположенный спереди; благодаря этому не нужно делать тоннель под полом салона, мешающий задним пассажирам, кроме того, существенно увеличивается объём багажника из-за отсутствия массивной балки заднего моста. Кроме того, переднеприводные автомобили меньше склонны к заносу, чем заднеприводные, и для обычного водителя, не обладающего специальными навыками езды, такой автомобиль несколько проще в управлении. В то же время, трансмиссия получается значительно более сложной из-за необходимости передачи вращения на управляемые колёса. При разгоне и движении на подъём передняя ось разгружается, поэтому приходится изначально распределять вес автомобиля в пользу передней оси, чтобы автомобиль не забуксовал (тем не менее, пробуксовка передних колёс на переднеприводном автомобиле при резком старте все равно происходит).

      Первоначально, переднеприводная компоновка применялась  главным образом на малых автомобилях, однако, теперь она преобладает практически  во всех классах. В последние годы наметилась тенденция к отказу от переднего привода в пользу полного  или возврата к заднему на основе новых технологий.

      Заднемоторная компоновка

      Двигатель расположен сзади, ведущие колёса задние. Двигатель и трансмиссия объединены в один компактный агрегат (как в  случае переднеприводной компоновки), однако здесь ведущие и управляемые  колёса разделены, что упрощает конструкцию. Багажник расположен спереди, но его  объём получается небольшим из-за того, что много места занимают ниши управляемых передних колёс. Как  правило, задняя ось оказывается  более нагруженной, чем передняя. Это улучшает проходимость, но в то же время создаёт повышенную склонность к заносу. В настоящее время заднемоторные легковые автомобили почти не выпускаются. Последние массовые заднемоторные автомобили выпускаются германским автопроизводителем Порше (Porsche), но в данном случае это является скорее данью традициям, чем признанием преимуществ такой схемы.

      Среднемоторная  компоновка

      Двигатель расположен сзади, но перед задней осью. Это улучшает баланс нагрузки на переднюю и заднюю ось; кроме того, уменьшается  момент инерции при вращении вокруг вертикальной оси, что улучшает поворотливость. Поскольку здесь двигатель отнимает часть пространства от пассажирского  салона, то такую компоновку используют главным образом на спортивных машинах (с одним рядом сидений), а также  на машинах для шоссейно-кольцевых  гонок (например, Формула-1). На некоторых минивэнах двигатель с горизонтальным расположением цилиндров удаётся расположить под полом салона; это также можно считать среднемоторной компоновкой.

      Полноприводная  компоновка

      Основная  статья: Полный привод

      Все колёса ведущие, двигатель может  быть расположен как спереди (Субару, Ауди), так и сзади (Порше и некоторые другие спортивные машины), или по центру (Tommy Kaira, Ламборджини и прочие экзотические марки). Трансмиссия получается наиболее сложная и тяжёлая, но зато значительно улучшаются ходовые свойства и проходимость автомобиля. Используется как на внедорожниках, так и на достаточно дорогих легковых автомобилях (Субару, Ауди). Такому типу компоновки свойственны наибольшие трансмиссионные потери и наименее благоприятное влияние на компоновку салона и багажного отделения. 

      1.2 Технико-экономические показатели 

      Важным  резервом повышения экономичности  автомобиля является увеличение к. п. д. трансмиссии. Переход к переднеприводной компоновке позволяет исключить  карданный вал и дифференциал и, значит, связанные с ними потери. Увеличение количества передач позволяет  лучше использовать мощность двигателя путем лучшего приспособления к условиям движения. Использование гидротрансформатора также повышает к. п. д. трансмиссии. Однако наилучшим решением была бы трансмиссия с непрерывным изменением передаточного числа, что позволило бы наиболее эффективно использовать мощность двигателя при любых условиях и скоростях движения. Поскольку использование таких трансмиссий сулит большие выгоды, ведутся интенсивные исследования в этой области, и их появления можно ожидать уже в ближайшие годы.

      И наконец, совершающаяся революция  в области микроэлектроники, несомненно, окажет влияние на конструкцию автомобиля так же, как и на весь транспорт  в целом. Сложное электронное  оборудование уже появляется на новых  автомобилях. Например, электронные  схемы уже используются в системе  зажигания. В настоящее время  внедряется также система управления режимом работы двигателя по показаниям датчиков, расположенных в различных  частях двигателя и измеряющих параметры, необходимые, для оптимизации его  работы. В следующем десятилетии  все большая часть функций  по управлению автомобилем будет  переходить под контроль ЭВМ. Опубликованная недавно статья в журнале «Спектр», который является изданием Института  инженеров-электриков и инженеров-электронщиков, указывает на глубокие изменения  в автомобильной промышленности США, связанные со стремлением создать  более экономичные автомобили и  выдержать конкуренцию со стороны  иностранных автомобильных компаний. В статье говорится, что в скором времени «легковые автомобили с  четырехцилиндровыми двигателями  будут доминировать на дорогах США, в то время как ныне популярные восьмицилиндровые модели составят лишь около 5 % общего числа автомобилей». Руководство компании «Дженерал  моторс» утверждает, что в ближайшем  будущем, средний расход топлива  ее автомобилей составит 7,6 л/100 км». Оно планирует выпустить электромобиль  и разрабатывает двухместный  легковой автомобиль с трехцилиндровым  бензиновым двигателем, у которого расход топлива составит 2,8 л/100 км при средней скорости движения 40 км/ч. В этой же статье предсказывается значительное увеличение использования дизельных двигателей. Кроме того, предполагается значительное увеличение числа автомобилей с электрическим и комбинированным (гибридным)'двигателем. Рассматриваются и некоторые другие возможные усовершенствования автомобиля, направленные на повышение эффективности автомобилей.