Куда уходит дополнительный расход топлива в автомобилях с задним и полным приводом?

Трудно дать однозначный ответ, но вы на верном пути, когда говорите о дополнительной массе трансмиссии с задним приводом: карданный вал, передающий крутящий момент на задние колеса, значительно утяжеляет конструкцию. Коробка передач также традиционно крепится непосредственно за двигателем, а это значит, что она мешает в салоне. Над коробкой передач и карданным валом приходится сооружать туннель, для которого требуется больше металла, чем для ровного пола в салоне.

Чем больше движущихся частей, тем больше подшипников, а значит, больше источников теплопотерь. По сравнению с передним приводом, на обоих концах карданного вала установлены подшипники, а в середине (на автомобилях с составным валом) обычно находится «опорный» подшипник. Некоторые конструкции подшипников требуют периодической смазки, которой легко пренебречь.

Дифференциал в заднеприводном автомобиле также должен поворачивать привод на 90 градусов — задние приводные валы перпендикулярны карданному валу. При этом в дифференциале теряется часть энергии в виде тепла. В переднеприводных автомобилях используется более линейная конструкция дифференциала (обычно встроенного непосредственно в коробку передач), в которой большинство шестерён вращаются вокруг одной оси.

Полноприводные автомобили устроены примерно так же: дополнительный вес (второй дифференциал, вторая пара приводных валов, карданный вал) и дополнительные движущиеся части, требующие большего количества подшипников. В некоторых конструкциях используется простой механический центральный дифференциал, в других (например, в Subaru) используется пакет муфт, которые изменяют проскальзывание для передачи мощности между передней и задней осями. Каждый раз, когда два компонента работают не синхронно (например, при проскальзывании сцепления), происходит потеря энергии в виде тепла.

В целом вся дополнительная энергия теряется в виде тепла либо из-за трения в компонентах привода, либо из-за сжигания большего количества топлива, чтобы компенсировать увеличение веса.

Короткий и простой ответ: тепло.

Эта энергия преобразуется в тепло в компонентах трансмиссии по разным причинам. Однако важно отметить, что эти цифры являются усреднёнными, и действительно качественная, хорошо спроектированная система полного или заднего привода может превзойти дешёвую систему переднего привода.

Дифференциальные потери, как правило, значительно выше, особенно в случае заднеприводных и полноприводных автомобилей, где крутящий момент поворачивается на 90 градусов при входе в задний дифференциал и выходе из него в направлении задних колёс. В случае гипоидных редукторов (где профиль зубьев шестерни одновременно изогнутый и наклонный), которые обычно используются в дифференциалах заднего привода, потери составляют от 6 до 10 процентов, в то время как потери в карданном валу (валах) и приводном валу (валах) обычно составляют от 0,5 до 1 процента от общих потерь, в зависимости от того, насколько хорошо они сбалансированы и сколько их установлено на автомобиле. В переднеприводных автомобилях крутящий момент передаётся непосредственно на передние колёса, а использование эффективных косозубых шестерён главной передачи позволяет снизить потери в трансмиссии на 50 % по сравнению с заднеприводными и полноприводными автомобилями.

Источник: http://www.superstreetonline.com/how-to/engine/modp-1005-drivetrain-power-loss/

Ваше предположение неверно. Основные причины, по которым переднеприводные автомобили сегодня более распространены:

1. проще в сборке: вся трансмиссия устанавливается в шасси как единый узел.


2. цельнонесущая конструкция: переднеприводным автомобилям не нужен туннель для трансмиссии и карданного вала под днищем, поэтому цельная несущая конструкция оптимизирована для собственных нужд.

Нет никаких фундаментальных причин, по которым заднеприводные автомобили менее экономичны, чем переднеприводные. У переднеприводных автомобилей много преимуществ, и топливная экономичность не является одним из них.

Большинство заднеприводных автомобилей в наши дни - спортивные (y), высокопроизводительные, роскошные или внедорожники, которые не оптимизированы для максимальной топливной экономичности. Именно по этой причине вы обычно увидите более низкие показатели экономичности.

Полный привод — это совсем другое дело, поскольку в трансмиссии есть дополнительные шестерни и подшипники, которые требуют дополнительных затрат.