En el diseño automotriz , un diseño de motor delantero y tracción delantera (FWD) , o diseño FF , coloca tanto el motor de combustión interna como las ruedas motrices en la parte delantera del vehículo .
Históricamente, esta designación se utilizaba independientemente de si el motor entero se encontraba detrás de la línea del eje delantero. En los últimos tiempos, los fabricantes de algunos coches han añadido a la designación el término front-mid , que describe un coche en el que el motor se encuentra delante del habitáculo, pero detrás del eje delantero. Las posiciones del motor de la mayoría de los coches anteriores a la Segunda Guerra Mundial son front-mid o en el eje delantero .
Esta disposición es la más tradicional y sigue siendo un diseño popular y práctico. El motor, que ocupa mucho espacio, está ubicado en un lugar que los pasajeros y el equipaje normalmente no ocuparían. El principal déficit es la distribución del peso : el componente más pesado está en un extremo del vehículo. El manejo del vehículo no es ideal, pero suele ser predecible.
A diferencia del diseño de motor delantero y tracción trasera (RWD), el diseño FWD elimina la necesidad de un túnel central o una mayor distancia al chasis para acomodar un eje de transmisión que proporcione potencia a las ruedas traseras. Al igual que el diseño de motor trasero y tracción trasera (RR) y el diseño de motor trasero central y tracción trasera (RMR), coloca el motor sobre las ruedas motrices, lo que mejora la tracción en muchas aplicaciones. Como las ruedas directrices también son las ruedas motrices, los autos FWD generalmente se consideran superiores a los autos RWD en condiciones en las que hay poca tracción, como nieve, barro, grava o asfalto mojado. Al subir pendientes en condiciones de baja tracción, el RR se considera el mejor diseño de tracción en dos ruedas, principalmente debido al cambio de peso a las ruedas traseras al subir. La capacidad de tomar curvas de un vehículo FWD generalmente es mejor, porque el motor está ubicado sobre las ruedas directrices. [1] Sin embargo, como las ruedas motrices tienen las demandas adicionales de dirección, si un vehículo acelera rápidamente, hay menos agarre disponible para tomar curvas, lo que puede resultar en subviraje . [2] Los vehículos de alto rendimiento rara vez utilizan el diseño FWD porque el peso se transfiere a las ruedas traseras durante la aceleración, mientras que descarga las ruedas delanteras y reduce drásticamente su agarre, lo que limita efectivamente la cantidad de potencia que podría utilizarse de manera realista; además, la alta potencia de los autos de alto rendimiento puede resultar en dirección de par . El control electrónico de tracción puede evitar el giro de las ruedas, pero anula en gran medida el beneficio de la potencia adicional. [3] Esta fue una razón para la adopción del sistema quattro de tracción total en los autos de carretera de alto rendimiento Jensen FF y Audi Quattro .
Los primeros coches que utilizaron el diseño FWD incluyen el Alvis de 1925, el Cord L-29 de 1929 , el DKW F1 de 1931 , el Citroën 2CV de 1948 , el Saab 92 de 1949 , el Trabant P50 de 1957 y el Mini de 1959. En la década de 1980, las ventajas de tracción y empaque de este diseño hicieron que muchos fabricantes de vehículos compactos y medianos lo adoptaran en los EE. UU. La mayoría de los fabricantes europeos y japoneses cambiaron a la tracción delantera para la mayoría de sus automóviles en las décadas de 1960 y 1970, siendo los últimos en cambiar VW, Ford of Europe y General Motors (Vauxhall - Reino Unido y Opel - Alemania). Toyota fue la última empresa japonesa en cambiar a principios de la década de 1980. BMW , centrada en los vehículos de lujo, sin embargo mantuvo el diseño de tracción trasera incluso en sus automóviles más pequeños, [4] aunque su marca MINI son FWD.
Hay cuatro disposiciones diferentes para este diseño básico, dependiendo de la ubicación del motor, que es el componente más pesado del tren motriz.
Los primeros coches de tracción delantera tenían un diseño de motor central y tracción delantera (MF). El motor estaba montado longitudinalmente (de adelante hacia atrás, o de norte a sur) detrás de las ruedas, con la transmisión delante del motor y el diferencial en la parte delantera del coche. Con el motor tan atrás, la distribución del peso de coches como el Cord L-29 no era ideal; las ruedas motrices no soportaban una proporción de peso lo suficientemente grande como para una buena tracción y manejo. El Citroën Traction Avant de 1934 resolvió el problema de la distribución del peso colocando la transmisión en la parte delantera del coche con el diferencial entre esta y el motor. Combinado con el diseño monocasco bajo del coche , esto dio como resultado un manejo que era notable para la época. Renault es el usuario más reciente de este formato, habiéndolo utilizado en el Renault 4 y en la primera generación del Renault 5 , pero desde entonces ha caído en desgracia porque invade el espacio interior.
El Panhard Dyna X de 1946 , diseñado por Jean-Albert Grégoire , tenía el motor longitudinalmente delante de las ruedas delanteras, con la transmisión detrás del motor y el diferencial en la parte trasera del conjunto. Esta disposición, utilizada por Panhard hasta 1967, potencialmente tenía un problema de distribución del peso análogo al del Cord L29 mencionado anteriormente. Sin embargo, el motor bicilíndrico plano refrigerado por aire del Panhard era muy ligero y estaba montado en una posición baja con un centro de gravedad bajo que reducía el efecto. El motor bicilíndrico plano refrigerado por aire del Citroën 2CV también estaba montado muy bajo, delante de las ruedas delanteras, con la transmisión detrás de la línea de ejes y el diferencial entre ambos. Esto se hizo bastante popular; los coches que utilizaban esta disposición incluían el Ford Taunus 12M alemán y los Lancia Flavia y Fulvia . Esta es la configuración estándar de los vehículos de tracción delantera de Audi y Subaru. En 1979, Toyota presentó y lanzó su primer automóvil con tracción delantera, el Tercel , y tenía su motor montado longitudinalmente, a diferencia de la mayoría de los demás automóviles con tracción delantera en el mercado en ese momento. Esta disposición continuó también en el Tercel de segunda generación, hasta 1987, la tercera generación recibió un nuevo motor montado transversalmente. Otros modelos Toyota con tracción delantera, como el Camry y el Corolla , tenían motores montados transversalmente desde el principio.
El Oldsmobile Toronado de 1966 (junto con su modelo hermano, el Cadillac Eldorado ) utilizó una disposición novedosa en la que el motor y la transmisión estaban en una disposición "lado a lado" y la potencia se transmitía entre los dos a través de una cadena de alta resistencia y un eje de transmisión intermedio especialmente diseñado que pasaba por debajo del cárter del motor. Esta familia tiene la distinción de ser los vehículos de tracción delantera con mayor capacidad de motor (8,2 L) jamás construidos. El Saab 99 y el "clásico" Saab 900 también utilizaron una disposición similar. El Eagle Premier utilizó una disposición de tren motriz similar a la que se encuentra en los Renault 21 y 25, que luego se convirtió en la base de los sedanes Chrysler LH producidos hasta el año modelo 2004.
Hoy en día, Audi es el usuario más destacado de este diseño mecánico, que lleva utilizándolo desde los años 50 en sus empresas predecesoras DKW y Auto Union , y que se puede encontrar en sus modelos más grandes a partir del A4 . La última evolución del formato en la plataforma MLB de Audi intenta abordar el inconveniente de larga data de la distribución desigual del peso. Esto se hace empaquetando el diferencial delante del embrague, lo que permite que la línea de ejes esté más adelantada en relación con la cara trasera del bloque del motor.
Los primeros coches populares con motor transversal y tracción delantera fueron los DKW "Front" fabricados a partir de 1931, que tenían un motor de dos tiempos y dos cilindros. Saab copió este diseño en su primer coche, el Saab 92 de 1949. El Trabant de 1957 también fue uno de los únicos coches que tenía un motor montado transversalmente, siendo una especie de sucesor del DKW. Esto era una novedad, especialmente para un coche que se fabricaba en un país comunista.
El Mini de Issigonis de 1959 y los coches relacionados como el Maxi , el Austin 1100/1300 y el Allegro tenían el motor de cuatro cilindros en línea refrigerado por agua montado transversalmente. La transmisión estaba ubicada en el cárter debajo del cigüeñal, y la potencia se transmitía mediante engranajes de transferencia. Otros modelos que usaban el diseño de "transmisión en el cárter" incluían el Datsun 100A (Cherry) y varias aplicaciones del motor PSA-Renault X-Type como el Peugeot 104 y el Renault 14. El Suzuki Suzulight de 1955 también introdujo un motor delantero con un motor bicilíndrico de dos tiempos instalado transversalmente (usando tecnología DKW) en una aplicación de coche urbano / kei car, basado en el alemán Lloyd LP400 .
Los Autobianchi Primula de Dante Giacosa de 1964, Fiat 128 y Fiat 127 , colocaban la transmisión en un lado del motor montado transversalmente y doblaban la transmisión hacia atrás para colocar el diferencial justo detrás de la transmisión, pero desplazado hacia un lado. De ahí que los ejes de transmisión de las ruedas sean más largos de un lado que del otro. Esto situaba el peso justo delante de las ruedas. Es este sistema el que domina en todo el mundo en la actualidad.
Los vehículos con tracción delantera tienden a sufrir desviaciones de par en caso de aceleración intensa. [5] Esto se debe a las diferentes longitudes de los ejes de transmisión, lo que a su vez da como resultado diferentes ángulos de incidencia en las juntas del eje de transmisión. Cuanto más articuladas estén estas juntas, menos eficaces serán para transmitir par a las ruedas.
En los vehículos con tracción delantera, los ejes de transmisión transfieren la tracción directamente desde el diferencial a las ruedas delanteras. Un eje corto interior está estriado al engranaje lateral del diferencial y un eje exterior está estriado al cubo de la rueda delantera. Cada eje tiene un yugo o carcasa para alojar una junta universal en cada extremo de un eje intermedio de conexión.
Las juntas universales permiten que el eje siga girando y al mismo tiempo permiten cambios debido al movimiento de la suspensión, como la longitud del eje y el ángulo horizontal, y el ángulo del eje a medida que gira la dirección. Las juntas universales de velocidad constante se utilizan normalmente para transferir potencia de forma suave entre los componentes. La junta universal interior puede ser una junta de inmersión o de trípode. El trípode está estriado al eje intermedio y se sujeta mediante un anillo de retención. Una bola, apoyada sobre cojinetes de agujas, se ajusta a cada poste del trípode, y estos se deslizan en un muñón dentro del yugo. Esto se adapta a los cambios en la longitud del eje y el ángulo horizontal. La transmisión se transfiere a través del muñón y las bolas para girar el eje.
La junta universal exterior permite cambios angulares mayores, pero no cambios en la longitud del eje. Normalmente es del tipo de bola y jaula con una pista interior estriada al eje intermedio. Se forma una pista exterior en el yugo. La jaula retiene las bolas en su lugar en ranuras en ambas pistas. Las bolas transfieren el impulso del eje al cubo y permiten cambios en el ángulo horizontal y lograr un amplio ángulo de dirección. Una funda de goma flexible colocada en cada junta retiene la grasa y evita la entrada de suciedad y humedad.
Cuando el diferencial no está ubicado en la línea central del vehículo, se puede colocar un eje intermedio para mantener la misma longitud de los ejes de transmisión en cada lado. Esto mantiene los ángulos de los ejes de transmisión iguales en ambos lados y ayuda a prevenir irregularidades en la dirección y vibraciones. El extremo exterior del eje intermedio está sostenido por un cojinete fijado a la caja del transeje y una junta universal ayuda con la alineación. En algunos casos, se utiliza un eje de transmisión más largo en un lado. Se puede colocar un amortiguador dinámico de goma para absorber las vibraciones.
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