Pozicija motora i vrste pogona

Klasični raspored"Klasični" raspored, motor je napred, a pogon preko kardanskog vratila na zadnje osovine

Motor je istovremeno i blagodat i prokletstvo. Bez njega automobil ne bi bio pokretan, a istovremeno je on najteža koncentrisana masa koja u mnogome određuje dinamička vozna svojstva

Prvi su automobili zapravo bile modifikovane kočije. Jednostavno su maknuti konji ispred nje i dodat motor. Kako je kočija imala prtljažnik na svojem zadnjem kraju, to je bilo prirodno mesto za smeštaj motor(čić)a koji su razvijali snage reda veličine 2 do 3 KS…

Modifikovana kočija

Modifikovana kočija – motor je zamenio prtljažnik. Tako je bilo najlakše

Drugi problem koji je gotovo jednoznačno određivao mesto smeštaja motora bio je prenos snage. Tad još nije bio poznat niti diferencijal, a kamoli homokinetički zglobovi. Snaga se prenosila lancem što je značilo da radilica motora mora biti koaksijalna sa zadnjom osovinom. Prema današnjem načinu označavanja bio bi to središnje poprečno smešten motor.

Zapravo je pravo pitanje: kakve veze ima gde je motor? Važno da što manje smeta. Kod razmatranja dinamike automobila, podaci koji zanimaju inženjere su raspored težine i momenti tromosti. Raspored težine je jednostavno predočiv svakome: krajnje pojednostavljeno, auto je skateboard. Ako onaj ko se vozi stane na sredinu daske, raspored težine na osovinama bit će pola – pola tj. 50 posto mase bit će na prednjim, a 50 posto na zadnjim.

Njutnovi zakoni definišu silu kao umnožak mase i ubrzanja; tj. izvedeno: kinetička energija nekog tela zavisi o njegovoj masi i kvadratu brzine. Budući se automobil nikad u svojem životnom veku ne kreće isključivo pravoliniski i ovde, kao u svakodnevnom životu, vredi pravilo manje je bolje.

Klasični raspored

“Klasični” raspored, motor je napred, a pogon preko kardanskog vratila na zadnje osovine

Ravnoteža sila

Analizirajmo što se događa kad nakon dugog ravnog pravca događa pri nailasku na desni zavoj. Dugi ravni pravac nam je potreban, jer je naš auto (nazovimo ga primerak1) sa snažnim motorom ubrzao do svoje najveće brzine i sad juri toliko da se to policiji ne sme niti priznati.

Vučna sila motora i otpori gibanja (otpor vazduha, kotrljanja itd.) su u ravnoteži i imamo stacionarno stanje. Kod nailaska na krivinu, prvo vozač primerka1 skida nogu s gasa. Tad motor počinje kočiti i auto se naginje oko osi y prema napred. Koliko će se nagnuti, zavisi o rasporedu težine, momentu inercije oko te ose i karakteristično vešanje koje se odupire toj rotaciji.

Porsche Cayman

Jedan od najboljih automobila na svetu, Porsche Cayman, središnje smešten motor, pogon pozadi

Vreme je za ulazak u zavoj i vozač okreće volan udesno. Auto se počinje okretati oko vertikalne ose z (opet lakoća tog ulaska u zavoj zavisi o rasporedu težine i ponajviše, momentu inercije oko osi rotacije), no kako on još uvek vozi nekom brzinom, javlja se centrifugalna sila koja pokušava auto izbaciti iz zavoja. Jedino što primerak1 tera u zavoj su četiri gume koje u svojih, red veličine 4 dm2, dodirne površine proizvode trenje.

No, primerak1 ima barem 1.000 kg i njegovo je težište na 40 cm visine. Ta masa s tim krakom stvara moment rotacije oko poprečne osi i auto se naginje. Koliko? Zavisi o brzini ulaska u zavoj, karakteristici vešanja, rasporedu težine i momentu inercije oko te osi.

Ne zvuči baš jednostavno, iako nije ni preterano komplikovano, ali jedan se pojam neprestano ponavlja: moment inercije oko neke osi. To je, grubo pojednostavljeno, mera inercije nekog tela kod rotiranja. Jednostavan eksperiment kojeg svatko može probati: u nekom od supermarketa uzmite kolica i u njih stavite nešto teško (recimo paket soka od 12 litara) prvo odmah kod zadnjeg dela gde je rukohvat za koji gurate kolica. I pokušajte se okrenuti s kolicima ispred sebe.

Porsche 911

“Pogrešna”, ali efikasna varijanta koju ima samo Porsche 911, motori i pogon pozadi

Potom taj isti paket pomaknite koliko možete napred i ponovite eksperiment. Videćete koliko je više truda potrebno uložiti. Za kraj, stavite paket u sredinu i zavrtite kolica oko njihove sredine. Otpor je gotovo zanemariv. Iako je u svakom od ovih primera ista masa u igri, napor potreban za vožnju kolica nije ni izbliza jednak. Samo zbog momenta inercije koji zavisi o masi i kvadratu njene udaljenosti od osi rotacije.

Prenešeno na auto, karoserija su naša kolica, a motor je paket soka. Ko proba izvesti opisani eksperiment znat će odmah koja je koncepcija gradnje auta idealna. Ko ne zna, neka pogleda bolide F1.

Idealan smeštaj

Središnje smešten motor ima minimalan moment inercije što se pokazuje kod prvog ulaska u zavoj. Lakoća kojom Porsche Cayman ili Alfa Romeo 4C ulaze u zavoj nedostižna je bilo kojem automobilu čiji je motor smešten napred.

Ako je pred nama put s mnogo zavoja, idealan izbor može biti i Lotus Elise: lagan auto sa središnje smeštenim motorom. Činjenica da ima samo 136 KS, nije uopšte važna. Čak ni moćni Renault Megane RS s dvostruko više snage neće imati šanse.

Alfa Romeo 4C

Alfa Romeo 4C, lagan i snažna sa središnje smeštenim motorom i pogonom pozadi

Ne samo zbog polarnog momenta inercije oko vertikalne. Naime, vratimo se kod situacija u kojoj karoserija posrće i naginje se. Svako takvo gibanje dodatno opterećuje, odnosno rasterećuje neke točkove. Idealan je slučaj auto s pogonom na sve točkove: kod njega je 100 posto težine uvek na pogonskim točkovima.

Znatno češća je situacija gde su dva točka pogonska. Statički raspored težine (dakle kad auto miruje) kreće se od 70:30 (70 posto težine na prednjoj osovini, 30 na zadnjoj) do 40:60. Ideal je 50:50 i njega susrećemo uglavnom na automobilima s napred smeštenim motorom i zadnjim pogonom. 70:30 obično je rezervisan za automobile srednje klase s V6 motorom i prednjim pogonom, a 40:60 za Porsche 911 (motor je pozadi). Svi ostali kreću se unutar tih granica.

Napred ili pozadi?

Praktičnost i svakodnevna upotrebljivost, uz dobroćudno ponašanje na putu i optimalnu iskoristivost unutrašnjeg prostora odavna diktiraju poprečni prednji smeštaj motora s prednjim pogonom. Takav automobil relativno nevoljko ulazi u zavoj, ali je lak za kontrolu (načelno) jer podupravlja, ako se pretera.

Podupravljanje je zapravo vrlo efikasno samokočenje i kod najčešće reakcije (skidanje noge s gasa) dovodi do savladavanja zavoja. Ako se od auta želi dobro ubrzavanje, onda je prednji smeštaj motora s prednjim pogonom najnepovoljnije rešenje: kod ubrzavanja se rasterećuje prednja osovina što smanjuje mogućnost prenosa snage na podlogu i time ograničava sposobnost ubrzavanja. Tu je važan i smer obrtanja motora koji može dodatno opteretiti ili rasteretiti osovinu što zavisi o načinu ležanja  motora.

Zadnji pogon je bitno bolji. Prenos snage je kod ubrzavanja olakšan, jer se zadnji točkovi dodatno opterećuju. No, u zavoju zadnji točkovi mogu proklizavati zbog preteranog gasa što tada dovodi do zanošenja zadnjeg kraja, tj. preupravljanja.

Ipak, aposolutna je granična brzina viša, nego kod sistema sve napred, jer prednji točkovi sve raspoloživo trenje mogu koristiti za upravljanje automobilom, a zadnji za ubrzavanje.

Golf GTI

Iako je jedan od najboljih automobila s prednjim pogonom, Golf GTI na stazi nema šansi protiv automobila sa zadnjim pogonom

Poseban je slučaj zadnji smeštaj motora i zadnji pogon. On je danas ekskluzivno pravo Porschea 911 gde je opstao samo zbog tradicije. Svaki će priručnik za izradu automobila to opisati kao pogrešnu konstrukciju, činjenica da na Porscheu 911 stvar funkcionira samo je dokaz da svako pravilo ima izuzetak koje ga potvrđuju.

Kod ulaska u zavoj koncentrisana masa pozadi deluje kao zamajac koji želi celi automobil okrenuti oko njegove ose: prvo pravilo koje se nauči upravljajući ovim automobilom je da se u zavoju ni slučajno ne skida noga s gasa. Ponašanje je potpuno neobično, ali nakon malo privikavanja upada u oči izuzetno dobro ubrzavanje: zadnja  osovina je ionako jako opterećena, a ubrzavanje to samo pospešuje.

Zaključak

Ideal je središnje smešten motor. Tad je auto najokretniji, ali i najneupotrebljivji. Bit će zanimljivo promatrati razvoj hibridnih pogona i gorivih ćelija koje nude neverovatne mogućnosti oblikovanja automobila zbog svoje niske gradnje. No, dok se to ne dogodi, idealni automobil  je F1 sa središnje smeštenim motorom i zadnjim  pogonom.

Izvor: www.autopartner.com.hr

Be the first to comment on "Pozicija motora i vrste pogona"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*