Заднемоторная компоновка, в англоязычной терминологии — RR, Rear-engine, Rear-wheel-drive layout — компоновка автомобиля, при которой центр тяжести силового агрегата расположен позади оси задних колёс.
Конструктивные особенности
Конструкция и размещение силового агрегата
Силовой агрегат заднемоторных легковых автомобилей и небольших автобусов в абсолютном большинстве случаев представляет собой единый блок, включающий в себя двигатель, сцепление (или гидротрансформатор) и объединённые в один агрегат — трансэксл — коробку передач и главную передачу с дифференциалом, причём блок этот оказывается конструктивно идентичен используемому при переднем приводе (в варианте с соответствующей ориентацией оси двигателя). Отличие же состоит в том, что привод на задние колёса исключает необходимость использовать шарниры равных угловых скоростей, так что себестоимость агрегатов трансмиссии несколько снижается, а полуоси упрощаются (тем не менее, на современных заднемоторных автомобилях для привода задних колёс обычно используются именно ШРУСы, как более плавно передающие крутящий момент).
В такой конструкции при продольном расположении двигателя дифференциал будет расположен между сцеплением и коробкой передач, вследствие чего существенно сокращается длина заднего свеса, а коробка передач оказывается внутри базы автомобиля. Механическая коробка передач при этом используется двухвальная, более простая по конструкции, но при этом лишённая «прямой» передачи, при которой для передачи крутящего момента не используются шестерни, что снижает износ и потери. Ввиду конструктивно обусловленной неподвижности дифференциала, задняя подвеска может быть только независимой, хотя бы в виде примитивных качающихся полуосей с одним шарниром на каждой (либо зависимой типа «де Дион»). Моторные отсеки заднемоторных автомобилей с продольным … … и поперечным расположением силового агрегата.
Силовой агрегат может быть размещён как продольно, так и поперечно, хотя на абсолютном большинстве заднемоторных легковых автомобилей он был расположен продольно, что упрощало конструкцию трансмиссии, а поперечное его расположение встречается в основном на автобусах. Из легковых заднемоторных автомобилей поперечно расположенный силовой агрегат имели западногерманские малолитражки фирмы NSU выпуска пятидесятых — начала семидесятых годов. Такое его расположение позволяет более эффективно использовать длину автомобиля и несколько приглушить негативные черты заднемоторной компоновки, однако при этом в той же степени «сглаживаются» и её преимущества, напрямую вытекающие из недостатков, поэтому на чисто-спортивных заднемоторных автомобилях (Porsche, Alpine Renault, DeLorean DMC-12), для которых преимущества выбранной компоновки желательно реализовать в полной мере, а вопросы эффективности утилизации пространства играют сугубо вторичную роль, обычно используется именно продольное расположение силового агрегата.
На автомобиле Tatra T613 и её более поздних версиях, вплоть до Tatra T700, использовалась уникальная компоновка с тяжёлым двигателем V8, размещённый продольно над задней осью — эта схема, как правило, тоже считается разновидностью заднемоторной компоновки, хотя по развесовке ближе к среднемоторной. Подобным образом был расположен силовой агрегат американского опытного Liefield-Williams Bobbi-Kar — у него очень компактный нижнеклапанный двигатель вместе с коробкой передач располагался над картером заднего моста продольно, а передача крутящего момента с выходного вала коробки на главную передачу осуществлялось через оборотный редуктор; в результате получалась компоновка, промежуточная между средне- и заднемоторной (ссылка). Примерно над ведущим мостом расположен и силовой агрегат Smart Fortwo, но ориентирован он уже поперечно.
На многих больших автобусах, но лишь в очень редких случаях — на легковых автомобилях, применяется компоновка, при которой двигатель и трёхвальная коробка передач сблокированы в единый агрегат, расположенный целиком за задней осью, а дифференциал размещается в отдельном картере и соединён с трансмиссией при помощи карданного вала. При этом конструкция трансмиссии в целом сложнее, но появляется возможность использовать в её составе элементы, серийно выпускающиеся для грузовиков. Длина свеса для автобуса не столь существенна, а размещение силового агрегата целиком в свесе даёт существенные преимущества при компоновке салона.
В этом случае, если двигатель размещён продольно, длина заднего свеса получается очень большой, так как в нём последовательно расположены и двигатель, и коробка передач. Поперечное расположение силового агрегата даёт возможность достичь сравнительной компактности, применив для передачи вращения с выходного вала коробки передач на дифференциал угловые редукторы (ЗИС-127). Такая компоновка применялась, в частности, на опытной американской легковушке Reo Doodlebug (1933) и советском опытном ВНИИТЭ-ПТ, причём в обоих случаях основной причиной её использования была утилизация штатных двигателя и коробки передач, а также переделанного заднего моста, от серийного автомобиля «классической» компоновки.
Отдельно от двигателя и коробки передач размещался дифференциал также у целого ряда мотоколясок с цепным приводом ведущей оси, в таких случаях поперечное расположение силового агрегата (коленчатый вал параллельно ведущей оси) оказывается единственно возможным в сочетании с независимой подвеской.
В некоторых случаях («Фольксваген-Транспортёр Синхро» третьего поколения, различные модификации «Порше» и «Субару Доминго/Либеро»), заднемоторная компоновка может сочетаться с полным приводом, трансмиссия аналогична «перевёрнутой» на 180° относительно продольной оси обычной полноприводной трансмиссии. Передний мост в таких автомобилях обычно подключается вискомуфтой, но имеются варианты и с постоянным полным приводом, и с жёстким подключением без межосевого дифференциала. Также компоновка с расположенным сзади мотором и полным приводом широко представлена среди вездеходов всех видов — от лёгких багги до бронетранспортёров и колёсных САУ.
Распространена заднемоторная компоновка и на боевых машинах, особенно на танках. Её достоинство — высокая защищённость силового агрегата, что повышает боевую живучесть машины.
Редчайшей, точнее уникальной для построенного в трёх экземплярах автомобиля Dymaxion — является схема с задним расположением двигателя и с приводом только на переднюю ось. Впрочем, это транспортное средство было не полноценным автомобилем, а ходовым макетом крайне неудачной конструкции .
Расположение органов управления Для заднемоторного автомобиля существует три варианта расположения рабочего места водителя — перед осью передних колёс, над ней, в том числе между арками колёс, или позади неё.
Для многих автобусов характерно размещение силового агрегата сзади … … а рабочего места водителя — в переднем свесе, впереди арок передних колёс.
При расположении места водителя перед осью передних колёс автомобиль имеет вагонную компоновку, причём развесовка (распределение массы автомобиля по осям) получается близкой к идеалу (50/50). Однако для такой схемы характерен и ряд недостатков. Так, длина автомобиля, построенного по такой схеме, оказывается весьма большой, особенно при продольном расположении двигателя. При этом колёсная база относительно общей длины автомобиля будет короткой, что приводит к низкой курсовой устойчивости. Размещение водителя и пассажира в переднем свесе приводит к его удлинению, что ухудшает геометрическую проходимость и существенно ухудшает пассивную безопасность. Сиденье водителя оказывается за пределами колёсной базы, вследствие чего он испытывает сильные и резкие вертикальные колебания при проезде неровностей покрытия, вынуждая конструкторов применять специальные дорогостоящие кресла с пневмоподвеской для обеспечения приемлемых условий работы. Из-за разнесения масс по оконечностям кузова и короткой колёсной базы для заднемоторных автомобилей с местом водителя, расположенным в переднем свесе, характерно сильное продольное раскачивание («галопирование»), причём попытки устранения предыдущего недостатка и повышения комфорта водителя путём использования более мягкой передней подвески приводят к его значительному усилению. Кроме того, довольно сложной оказывается конструкция рулевого привода, в который из-за выноса рабочего места водителя далеко вперёд от оси управляемых колёс приходится вводить дополнительные звенья.
По всем этим причинам данная схема применяется практически исключительно на больших автобусах, для которых является вполне рациональной. Было построено немало опытных легковых автомобилей этой схемы (Ghia Selene, НАМИ-013, опытный советский автомобиль-такси ВНИИТЭ-ПТ и так далее), которые отличались большой вместимостью салона при компактных внешних габаритах, но серийно они не выпускались.
В случае расположения места водителя над осью передних колёс, на колёсных арках, получается автомобиль вагонной либо полукапотной компоновки с более коротким передним свесом и благоприятной (порядка 45/55) развесовкой. Однако при этом высота автомобиля оказывается очень большой, даже в случае применения колёс малого диаметра (что ограничивает проходимость). Поэтому по такой схеме строились в основном микроавтобусы и городские развозные фургончики, включая оригинальный Fiat 600 Multipla 1960-х годов и знаменитый Volkswagen Transporter.
Разновидность этой схемы с расположением места водителя между арками передних колёс снимает ограничение по высоте, однако при сохранении разумной ширины автомобиля место водителя в этому случае окажется единственным в переднем ряду сидений, а доступ к нему будет весьма затруднён, что существенно ограничивает применимость подобной компоновки. Наконец, при расположении рабочего места водителя за осью передних колёс получается обычный автомобиль капотной компоновки с неэффективным использованием длины и неблагоприятной развесовкой порядка 40/60, а также стеснённым из-за вдающихся в салон арок передних колёс пространством для ног водителя и переднего пассажира — именно таких заднемоторных автомобилей было построено больше всего, так как такая компоновка позволяла применить наиболее привычный покупателям кузов типа «седан» (либо «фастбэк», «купе», «универсал», и так далее).
Ходовые качества Главная особенность заднемоторной компоновки — обусловленная смещением центра тяжести автомобиля назад постоянная высокая загрузка задних ведущих колёс, на ось которых в случае легкового автомобиля приходится обычно 60-65 % от его общей массы, что обеспечивает их хорошее сцепление с дорожным покрытием, в том числе — при движении на подъём или по скользкой дороге. При разгоне задняя ось дополнительно динамически загружается, что ещё больше усиливает этот эффект. Поэтому при прочих равных заднемоторный автомобиль будет разгоняться несколько быстрее, чем построенный по иной компоновочной схеме, а также будет иметь лучшую проходимость и способность преодоления крутых подъёмов.
Это делает целесообразным применение заднемоторной компоновки с одной стороны — на быстроходных спортивных автомобилях, так как позволяет при той же мощности двигателя получить лучшие динамические характеристики, а c другой — на недорогом мало- или микролитражном автомобиле, где она даёт возможность применить более дешёвый и экономичный мотор меньшей мощности, не потеряв при этом необходимой динамичности и возможности преодоления подъёмов, что было особенно чувствительно в 1940-х — 60-х годах, когда мощность двигателей серийных европейских малолитражек была невелика и обычно не превышала 30…50 л. с.