Usporiadanie automobilu

Usporiadanie automobilu opisuje to, na akom mieste v aute je uložený motor a ktorá náprava je hnaná. Voľba usporiadania je kľúčovým faktorom pri určení jazdných vlastností automobilu, jeho výrobných nákladov a možných variantov karosérie.
Princíp.
Motor a jeho bezprostredné príslušenstvo tvoria značnú časť hmotnosti automobilu, ktorá je sústredená na malom mieste, preto výrazne ovplyvňuje polohu ťažiska automobilu. Umiestnenie ťažiska priamo ovplyvňuje tlak na jednotlivé nápravy. Ak je motor umiestnený bližšie k prednej náprave, je väčší tlak na prednú nápravu, ak je umiestnený vzadu, je väčší tlak na zadnú nápravu. Čím väčší tlak tlačí na nápravu, tým väčšiu adhéziu môžu pneumatiky pri zachovaní rovnakého rozmeru dosiahnuť. Od miery adhézie závisí ovládateľnosť vozidla v extrémnych podmienkach.
Usporiadanie motora.
V závislosti od toho, kde je motor v automobile uložený sa odvíjajú ako jazdné vlastnosti automobilu, tak skonštruovateľné koncepcie karosérie. Vo všeobecnosti existujú tri základné koncepcie uloženia motora:
Usporiadanie motora je pre výsledné vlastnosti automobilu veľmi dôležitá vlastnosť. Automobil s motorom pred prednou nápravou je možné vo všeobecnosti skonštruovať menší a ľahší a jeho výrobné náklady sú nižšie. Vozidlo s motorom vpredu je stabilnejšie a vykazuje lepšie brzdné vlastnosti. Naproti tomu motor uložený nad zadnou nápravou umožňuje efektívnejšie využiť trakciu zadnej nápravy, pretože tlak na zadnú nápravu pri akcelerácii vozidla stúpa. Zadná náprava preto umožňuje prenášať na cestu vyššie výkony bez straty adhézie. Motor uložený v blízkosti zadnej nápravy však spravidla limituje existujúce karosárske varianty automobilu na hatchbag, sedan a coupe. Motor uložený na kraji auta však spôsobuje špecifické chovanie automobilu pri prechádzaní zákrut.
Veľká hmotnosť v prednej časti automobilu spôsobuje pri prejazde zákruty v dôsledku zotrvačných síl neochotu vozidla zmeniť smer, preto majú vozidlá pri prejazde zákruty vysokou rýchlosťou, alebo pri horšom stave vozovky tendenciu pokračovať pôvodným smerom a vyletieť vonkajším okrajom zákruty. Tento jav sa nazýva nedotáčavosť.
Veľká hmotnosť v zadnej časti automobilu spôsobuje pri prejazde zákruty ten podobný jav. Keďže hmotnosť je uložená vzadu, predná časť automobilu ochotne zatočí do zákruty, ale keď má zmeniť smer pohybu zadná časť automobilu, táto pri vyššej rýchlosti pokračuje pôvodným smerom, čo spôsobí otočenie automobilu do protismeru, alebo neovládateľnú rotáciu (hodiny). Tento jav sa nazýva pretáčavosť.
Eliminovať pretáčavosť a nedotáčavosť je možné do značnej miery uložením motora pred zadnú nápravu automobilu (v strede uložený motor). Masa motora v takom prípade tlačí na obe nápravy približne rovnomerne. Nevýhodou tohto usporiadania sú veľké rozmery výsledného automobilu, napriek ktorým je vnútorný priestor automobilu malý, obvykle maximálne pre dvoch ľudí. Túto koncepciu využívajú najmä pretekárske automobily.
Hnaná náprava.
Podobne, ako je dôležité uloženie motora, je dôležité aj to, ktorá náprava automobilu je poháňaná. Hnaná náprava sa obvykle volí v závislosti od toho, kde je uložený motor, pretože niektoré kombinácie uloženia motora a hnanej nápravy nie sú v praxi použiteľné. To, ktorá náprava je poháňaná, bližšie špecifikuje jazdné vlastnosti automobilu a čiastočne zavádza aj niektoré požiadavky na konštrukciu ďalších častí automobilu. Pre dvojnápravové dvojstopé automobily existujú tieto voľby pre pohon náprav:
V kombinácii s uložením motora výber poháňanej nápravy významne ovplyvňuje jazdné vlastnosti automobilu. Aj keď vozidlá s motorom uloženým vpredu bývajú obvykle nedotáčavé, v prípade veľmi ťažkého predku a pohonu zadnej nápravy (tzv. klasická koncepcia) je možné docieliť významne pretáčavého chovania. Automobily s pohonom zadnej nápravy obvykle ľahšie zvládajú prejazd stúpaniami v ťažkých poveternostných podmienkach (sneh, vlhkosť), ale je komplikovanejšie zvládnuť jazdu s takým automobilom vo vysokých rýchlostiach. Náhon všetkých kolies eliminuje väčšinu nevýhod oboch pohonov. Výborne sa hodí do terénu, ale vzhľadom na potrebu pohonu všetkých kolies si vynucuje použitie troch diferenciálov, čo zvyšuje pasívne odpory automobilu, jeho hmotnosť. Riešením používaným v automobiloch kategórie SUV je použitie vypínateľného náhonu všetkých kolies. Pohon sa zapojí iba v prípade potreby, keď elektronický systém zisti prekĺzavanie kolies hnanej nápravy. Ináč je zapojený pohon len jednej, obvykle prednej nápravy.
Koncepcie automobilov.
Na základe vyššie uvedeného je možné vytvoriť niekoľko rôznych koncepcií pohonu automobilu. Pre konštrukciu automobilov sú najčastejšie používané nasledujúce koncepcie:
S nástupom pohonu všetkých štyroch kolies je možné vytvoriť koncepcie pohonu:
Z dôvodu variability karosérie sa z týchto koncepcií používa takmer výhradne koncepcia motoru vpredu a náhonu všetkých kolies. Jedným z dôvodov je to, že karosérie mnohých automobilov s náhonom 4 × 4 sú odvodené od starších karosérii s náhonom prednej nápravy.
Vzhľadom na to, že jazdné vlastnosti automobilu s ostatnými druhmi náprav by boli nevyhovujúce sa skoro nikdy neumiestňuje motor dozadu a nepoháňa sa predná náprava. Výsledný automobil by bol pretáčavý a pri akcelerácii by významne strácal adhéziu na hnanej náprave.