Потребляют ли переднеприводные автомобили меньше топлива, чем заднеприводные?
Согласно законам физики, тянуть груз удобнее, а значит, и энергозатратнее, чем толкать его. При этом в аналогичной ситуации, когда два автомобиля одинаковы по весу, мощности двигателя и т. д. Потребляют ли автомобили с задним приводом больше топлива, чем автомобили с передним приводом?
P.S. Некоторые заднеприводные автомобили также имеют задний двигатель. В этом случае, я полагаю, расположение двигателя не влияет на расход топлива (при условии, что вес, мощность и другие факторы одинаковы). Если расположение двигателя имеет значение, пожалуйста, объясните.
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/29000/do-front-wheel-drive-cars-consume-less-fuel-than-rear-wheel-drive-cars
Физика утверждает, что тянуть легче, чем толкать, но это зависит от конкретных условий и предположений. Это зависит от вектора внешней силы толкания/тяжения, а также от того, где и как она воздействует на объект.
Я считаю, что для моторизованного колёсного транспортного средства это не так важно, тем более что крутящий момент передаётся на землю примерно на уровне земли в основном за счёт тангенциальных сил.
Предположим, что мы сравниваем как можно более схожие параметры (вес, мощность и т. д.)...
Важную роль в этом будет играть компоновка двигателя и трансмиссии.
Всякий раз, когда вы используете шестерни, муфты или шарниры, вы, скорее всего, теряете в эффективности.
Переднемоторный переднеприводный автомобиль будет иметь трансмиссию.
У заднемоторного полноприводного автомобиля будет трансмиссия.
У переднемоторного заднеприводного автомобиля есть трансмиссия, карданный вал, дифференциал и оси.
Двигатели, расположенные с той же стороны, что и ведомая ось, позволяют сократить количество муфт и соединений, таких как карданный вал + карданный шарнир, и использовать трансмиссию с дифференциалом, которая по сути представляет собой коробку передач и дифференциал в одном корпусе. Такое сокращение помогает устранить некоторые потенциальные механические потери и повышает эффективность.
Разница между механической и автоматической коробкой передач заключается не только в конструкции, но и в принципе работы.
Полноприводная трансмиссия или трансмиссия 4x4 по своей сути имеет ещё больше механических потерь из-за дополнительного раздаточного редуктора/дифференциала.
Помимо механических потерь в силовой передаче, снижение эффективности происходит из-за невозможности передать мощность на землю = пробуксовка шин.
Опять же, автомобили с двигателем, расположенным с той же стороны, что и ведущая ось, потенциально выигрывают больше, потому что двигатель, расположенный над ведущей осью, увеличивает нагрузку на эти оси, а значит, повышает потенциальное сцепление шин с дорогой, что эффективно снижает вероятность пробуксовки.
Расположение двигателя с той же стороны, что и ведущая ось, может повысить эффективность использования топлива и улучшить сцепление с дорогой в «обычных» условиях, но при этом большая часть веса приходится на одну сторону автомобиля. В более динамичных ситуациях, близких к предельным возможностям автомобиля, слишком большой вес на одной стороне может существенно повлиять на поведение автомобиля (независимо от того, считается ли такое поведение более безопасным (для езды по городу) или нет, в зависимости от ситуации и точки зрения). На городских дорогах это не будет иметь такого большого значения.