En el diseño de automóviles , un diseño de motor delantero, 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 todo el motor estaba detrás de la línea del eje delantero. Últimamente, los fabricantes de algunos coches han añadido a la denominación el término front-mid que describe un coche en el que el motor está delante del habitáculo pero detrás del eje delantero. Las posiciones del motor de la mayoría de los automóviles anteriores a la Segunda Guerra Mundial eran delanteras, medias o en el eje delantero .
Este diseño es la forma más tradicional y sigue siendo un diseño práctico y popular. El motor, que ocupa una gran cantidad de espacio, está empaquetado en un lugar que los pasajeros y el equipaje normalmente no utilizarían. El principal déficit es la distribución del peso : el componente más pesado se encuentra en un extremo del vehículo. El manejo del coche no es ideal, pero suele ser predecible.
En contraste con el diseño de motor delantero y tracción trasera (RWD), el diseño FWD elimina la necesidad de un túnel central o un espacio libre más alto en el chasis para acomodar un eje de transmisión que proporciona potencia a las ruedas traseras. Al igual que los diseños de motor trasero, tracción trasera (RR) y motor trasero central, diseño de tracción trasera (RMR), coloca el motor sobre las ruedas motrices, mejorando la tracción en muchas aplicaciones. Como las ruedas direccionales también son las ruedas motrices, los automóviles con tracción delantera generalmente se consideran superiores a los automóviles con tracción trasera 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 giro de un vehículo FWD generalmente es mejor porque el motor está colocado sobre las ruedas direccionales. [1] Sin embargo, como las ruedas motrices tienen demandas adicionales de dirección, si un vehículo acelera rápidamente, hay menos agarre disponible para tomar las curvas, lo que puede provocar 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, al tiempo que descargan las ruedas delanteras y reducen drásticamente su agarre, lo que efectivamente pone un límite a la cantidad de potencia que podría utilizarse de manera realista; Además, la gran potencia de los coches de alto rendimiento puede provocar una dirección de torsión . El control de tracción electrónico puede evitar que las ruedas patinen, pero anula en gran medida el beneficio de potencia adicional. [3] Esta fue una de las razones para la adopción del sistema quattro de tracción total en los autos de carretera de alto rendimiento Jensen FF y Audi Quattro .
Los primeros autos 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 embalaje de este diseño hicieron que muchos fabricantes de vehículos compactos y medianos lo adoptaran en Estados Unidos. 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 de Europa y General Motors (Vauxhall - Reino Unido y Opel - Alemania). Toyota fue la última empresa japonesa en cambiar a principios de los años 1980. BMW , centrada en vehículos de lujo, sin embargo conservó el diseño de tracción trasera incluso en sus coches más pequeños, [4] aunque su marca MINI es FWD.
Hay cuatro disposiciones diferentes para este diseño básico, dependiendo de la ubicación del motor, que es el componente más pesado de la transmisión.
Los primeros coches con tracción delantera tenían 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 automóvil. Con el motor tan atrás, la distribución del peso de coches como el Cord L-29 no era ideal; las ruedas motrices no llevaban una proporción de peso suficiente para una buena tracción y manejo. El Citroën Traction Avant de 1934 solucionó el problema de la distribución del peso colocando la transmisión en la parte delantera del coche con el diferencial entre ésta y el motor. Combinado con el diseño unibody de baja altura del automóvil , esto resultó en un manejo extraordinario para la época. Renault es el usuario más reciente de este formato: lo utilizó en el Renault 4 y en el Renault 5 de primera generación , 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, tenía potencialmente un problema de distribución de peso análogo al del Cord L29 mencionado anteriormente. Sin embargo, el motor bicilíndrico bóxer refrigerado por aire del Panhard era muy ligero y estaba montado en una posición baja con un centro de gravedad bajo, lo que reducía el efecto. El bimotor bóxer 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 volvió bastante popular; Los coches que utilizaban este diseño incluían el Ford Taunus 12M alemán y los Lancia Flavia y Fulvia . Esta es la configuración estándar de los vehículos Audi y Subaru con tracción delantera. En 1979, Toyota presentó y lanzó su primer automóvil con tracción delantera, el Tercel , y tenía el motor montado longitudinalmente, a diferencia de la mayoría de los otros automóviles con tracción delantera en el mercado en ese momento. Esta disposición continuó también en el Tercel de segunda generación, hasta que en 1987 la tercera generación recibió un nuevo motor montado transversalmente. Otros modelos Toyota de 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 que tenía el motor y la transmisión en una disposición "lado a lado" con la potencia transmitida 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 con tracción delantera de mayor cilindrada (8,2 L) jamás construidos. El Saab 99 y el Saab 900 “clásico” 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, convirtiéndose más tarde en la base de los sedanes Chrysler LH producidos hasta el año modelo 2004.
Hoy en día, Audi es el usuario más destacado de esta disposición mecánica, habiéndola utilizado desde la década de 1950 en sus empresas predecesoras DKW y Auto Union , y se puede encontrar en sus modelos más grandes, desde el A4 en adelante. La última evolución del formato en la plataforma MLB de Audi intenta abordar el viejo inconveniente de la distribución desigual del peso. Esto se hace empaquetando el diferencial delante del embrague, permitiendo que la línea del eje esté más adelantada en relación con la cara trasera del bloque del motor.
Los primeros coches FWD con motor transversal populares fueron el DKW 'Front' fabricado a partir de 1931, que tenía un motor bicilíndrico de dos tiempos. Saab copió este diseño en su primer automóvil, el Saab 92 de 1949 . El Trabant de 1957 fue también uno de los únicos coches que tenía un motor montado transversalmente, siendo una especie de sucesor del DKW. Esto fue una novedad, especialmente para un automóvil fabricado en un país comunista.
El Mini de Issigonis de 1959 y coches relacionados como el Maxi , Austin 1100/1300 y 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 utilizaron el diseño de "transmisión en sumidero" incluyeron el Datsun 100A (Cherry) y diversas 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 (que utiliza tecnología DKW) en una aplicación de automóvil urbano / automóvil kei , basado en el Lloyd LP400 alemán .
El Autobianchi Primula de Dante Giacosa de 1964, Fiat 128 y Fiat 127 , colocó la transmisión en un lado del motor montado transversalmente y duplicó la transmisión para colocar el diferencial justo detrás de la transmisión, pero desplazado hacia un lado. Por lo tanto, los ejes de transmisión de las ruedas son más largos en un lado que en el otro. Esto ubicó el peso un poco por 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 torsión de dirección cuando se acelera con fuerza. [5] Esto se debe a las diferentes longitudes del eje 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 articulaciones, menos efectivas serán para entregar torque a las ruedas.
En los vehículos con tracción delantera, los ejes de transmisión transfieren la transmisión 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 corto tiene un yugo, o carcasa, para acomodar 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 suavemente entre los componentes. El universal interior puede ser una junta tipo trípode o de inmersión. El trípode está estriado en el eje intermedio y sujeto por un anillo de seguridad. En cada poste del trípode se coloca una bola, apoyada sobre cojinetes de agujas, que 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 hacer girar el eje.
La junta universal exterior permite mayores cambios angulares pero no cambios en la longitud del eje. Normalmente es del tipo 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 ubicación en ranuras en ambas pistas. Las bolas transfieren la transmisión 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 articulación 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 instalar un eje intermedio para mantener los ejes de transmisión de igual longitud en cada lado. Esto mantiene los ángulos del eje de transmisión iguales en ambos lados y ayuda a prevenir irregularidades y vibraciones en la dirección. El extremo exterior del eje intermedio está sostenido por un cojinete asegurado 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 instalar un amortiguador dinámico de goma para absorber las vibraciones.
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