Передний привод — компоновка и конструкция трансмиссии автомобиля, при которой создаваемый двигателем крутящий момент передаётся на передние колёса.
Впервые серийное производство переднего привода началось в 1929 году в США на автомобиле Cord L29Журнал «Техника-Молодежи», № 2 за 1979 год. Массовое распространение передний привод получил начиная с 1960-х годов. В настоящее время является наиболее распространённым, особенно на легковых автомобилях.
Общая характеристика Переднеприводные модели считаются беспроблемными, при прочих равных, для водителя средней квалификации и в подавляющем большинстве условий обладают стабильными показателями устойчивости и управляемости, в то время как заднеприводные автомобили требуют от водителя большей аккуратности и лучших навыков вождения в условиях гололёда и мокрого покрытия А. Пройкшат (под ред. Й. Раймпеля): Шасси автомобиля: типы приводов. Москва, «Машиностроение», 1989 г., с. 95.
С точки зрения эффективности использования пространства переднеприводная компоновка является одной из наиболее совершенных: построенный по ней автомобиль получается ощутимо короче, чем при классической, особенно в случае использования поперечно расположенного силового агрегата, а в сравнении с задней моторной — обеспечивается более удобное расположение багажного отделения в задней части кузова, облегчается создание грузопассажирских модификаций. Простая конструкция задней подвески и отсутствие редуктора заднего моста — опустить пол багажника и сделать его практически ровным, за счёт чего увеличить его объём либо при том же объёме уменьшить наружные габариты автомобиля А. Пройкшат (под ред. Й. Раймпеля): Шасси автомобиля: типы приводов. Москва, «Машиностроение», 1989 г., с. 72-77.
Снаряжённая масса переднеприводного автомобиля в среднем на 3-5 % меньше, чем у построенного по классической компоновке за счёт отсутствия ряда узлов (отдельный картер заднего моста, приводной вал), причём и здесь имеет преимущество схема с поперечным расположением силового агрегата. Выигрыш в массе максимален для микролитражных и малолитражных автомобилей, но не столь велик для автомобилей среднего и более высокого классов.
Хоть грузоподъёмность автомобиля в целом от типа привода не зависит, переднеприводный автомобиль страдает от уменьшения нагрузки на переднюю ось, что существенно ухудшает его тягово-сцепные свойства в гружёном состоянии — именно по этой причине переднеприводные грузовики долго не получали широкого распространения, и сегодня так и не смогли окончательно вытеснить построенные по «классической» компоновке, несмотря на весомые преимущества. Масса буксируемого прицепа у переднеприводного автомобиля также ограничена сильнее, чем у других компоновочных схем.
Распределение массы (развесовка) при переднем приводе сильно зависит от конструктивной схемы, но в целом у большинства переднеприводных автомобилей нагрузка на колёса передней оси колеблется в пределах 56-65 % снаряжённой массы. Хорошая загрузка передней ведущей оси обеспечивает хорошие тяговые свойства в зимних условиях, но отрицательно сказывается на устойчивости к заносу в условиях гололеда. Изредка конструкторы переднеприводных автомобилей идут на повышение загрузки передней оси до 67-69 % (ЛуАЗ-969, Citroën CX), однако в таком случае значительно усугубляются проблемы, связанные с перераспределением веса при разгоне и торможении, а также сильно выраженной недостаточной поворачиваемостью. Та же хорошая статическая загрузка колёс передней оси обуславливает и большие усилия на рулевом колесе, так что для переднеприводного автомобиля желательны использование рулевого редуктора или установка усилителя руля. При разгоне и торможении происходит динамическое перераспределение масс между осями, при этом во время разгона передняя ведущая ось разгружается, вплоть до потери сцепления колёс с покрытием, а при торможении — напротив, нагружается до 80 % массы, что обуславливает худшие разгонную и тормозную динамику в сравнении с другими компоновочными схемами, особенно при необходимости наиболее динамичного разгона и экстренном торможении.
Несмотря на перераспределение нагрузки на заднюю ось при разгоне и движении на подъём, современные переднеприводные автомобили имеют достаточно благоприятные возможности разгона и преодоления подъёмов, что достигается за счёт изначально высокой статической нагрузки на переднюю ось, характерной для преимущественно используемых в настоящее время конструктивных схем с расположением двигателя за пределами колёсной базы, а также достаточного запаса мощности двигателя и высокого качества современных шин. Худшее использование мощности двигателя при разгоне из-за динамической разгрузки передней оси проявляется при повседневной эксплуатации автомобиля главным образом на мокром или обледенелом покрытии. Между тем, динамические качества и способность преодоления подъёмов переднеприводного автомобиля существенно ухудшаются по мере загрузки его пассажирами и грузом — уже при нагрузке более чем три человека его тяговые свойства могут стать недостаточными для тяжёлых дорожных условий. И если на современных автомобилях с их сравнительно невысокой нагрузкой на мощность это ощущается в меньшей степени, то переднеприводные малолитражки середины XX века с мощностью двигателя в 20—40 л. с. и полным салоном пассажиров на крутой подъём могли и не забраться, особенно в дождь, гололёд или при движении по грунтовой дороге с невысоким коэффициентом сцепления. При нагружении переднеприводного автомобиля пассажирами и грузом его проходимость будет ухудшаться из-за перераспределения массы в пользу не ведущей задней оси, в то время, как заднеприводного — напротив, улучшаться за счёт повышения нагрузки на ведущую ось.
Из-за того же самого перераспределения нагрузки между передней и задней осью при размещении пассажиров и багажа, которая может достигать 12 %, для переднеприводного автомобиля весьма затруднён подбор упругих характеристик подвесок, что сказывается на комфортабельности и плавности хода. Обеспечение высокого комфорта зачастую требует применения пружин с прогрессивной характеристикой или даже дополнительных пневматических элементов для регулировки уровня кузова.
Углы поворота передних колёс переднеприводного автомобиля ограничены шарнирами равных угловых скоростей, что приводит к ухудшению манёвренности из-за увеличения радиуса разворота относительно заднеприводного автомобиля при той же колёсной базе.
Для переднего привода свойственна врождённая лёгкая недостаточная поворачиваемость — стремление автомобиля при прохождении поворота за счёт тяги расположенных спереди ведущих колёс вернуться к прямолинейному движению, что оценивается как большое достоинство и считается безопасным поведением, желательным для автомобиля общего назначения и водителя средней квалификации. Хотя граничное значение сцепления передних колёс с покрытием при этом достигается раньше, устойчивость и управляемость переднеприводного автомобиля сохраняются, несмотря на их проскальзывание (снос передней оси), причём как на сухом, так и на скользком покрытии. В противоположность этому, при заднем приводе потеря сцепления колёсами задней оси (занос) приводит к потере управляемости. Между тем в граничных условиях многие переднеприводные автомобили проявляют сильную недостаточную поворачиваемость, что уже является недостатком и даже может угрожать безопасности движения. Во избежание этого подвеска серийных переднеприводных моделей настраивается обычно таким образом, чтобы снос происходил раньше, но имел более мягкий характер и предупреждал водителя о том, что выбранная им скорость движения не соответствует дорожным условиям. Предельная скорость прохождения поворота у переднеприводного автомобиля при сравнимых техническом уровне шасси и угловой жёсткости подвески практически такая же, что и у автомобилей других компоновочных схем — предельное боковое ускорение до 8 м/с².
Разновидности компоновки автомобиля с передним приводом Всего выделяется шесть разновидностей переднеприводной компоновки: Двигатель установлен продольно, перед передней осью; Двигатель установлен продольно, за передней осью; Двигатель установлен продольно, над передней осью; Двигатель установлен поперечно, перед передней осью; Двигатель установлен поперечно, за передней осью. Двигатель установлен поперечно, над передней осью;
Также выделяют три типа компоновки самого силового агрегата при переднем приводе: Последовательная компоновка — двигатель, главная передача и коробка передач размещены друг за другом на одной оси; Параллельная компоновка — двигатель и трансмиссия расположены на параллельных друг другу осях на одном уровне по высоте; «Этажная» компоновка — двигатель расположен над трансмиссией.
Продольная установка двигателя перед осью
В этой разновидности переднего привода двигатель расположен продольно в переднем свесе автомобиля, коробка передач — внутри колёсной базы, а главная передача — между ними. Компоновка силового агрегата, таким образом, получается последовательной. Конструкция трансмиссии при этом получается простой, причём возникают предпосылки для унификации по этому агрегату с заднемоторными моделями (пример — АКПП VW Typ 010, устанавливавшаяся как на заднемоторный VW Transporter, так и на переднеприводные модели Passat и Audi 80 / 100). Конструкция привода переключения передач в случае механической коробки также сравнительно простая. Существенно облегчается создание полноприводных модификаций.А. Пройкшат (под ред. Й. Раймпеля): Шасси автомобиля: типы приводов. Москва, «Машиностроение», 1989 г., с. 51-72
Продольное размещение тяжёлого двигателя полностью перед осью передних колёс обеспечивает их постоянную хорошую загрузку (более 60 % массы), а следовательно — высокие тягово-сцепные свойства, в том числе на скользком и обледенелом покрытии.
Обратной стороной этого является большое усилие на рулевом колесе, настоятельно требующее установки усилителя рулевого управления. Для переднеприводных автомобилей с продольно расположенным двигателем также характерны выраженная недостаточная поворачиваемость в повороте и сильная перегрузка передней оси при торможении, обусловливающая неблагоприятное распределение тормозных сил и худшую тормозную динамику. В случае установки тяжёлого и длинного двигателя эти недостатки существенно усугубляются, становятся ощутимы возникающие из-за концентрации массы в переднем свесе приложенные к передней оси дополнительные силы инерционной природы, что ухудшает траекторную устойчивость автомобиля в повороте. Помимо этого, длина переднего свеса получается наибольшей по сравнению с другими схемами, что, в свою очередь, ухудшает геометрическую проходимость, усложняет маневрирование при парковке.