Какие-то из них давно стали лишь экспонатами политехнических музеев, какие-то до сих пор не собираются уходить в отставку. Сколько бы ни говорилось о недостатках зависимых подвесок, но они, в различных вариантах повторяющие то, что было разработано для автомобиля марки De Dion образца еще 1899 года, дожили до наших дней.
В чем, однако, заключается коренная проблема всех подвесок – зависимые они или независимые? Дело в том, что плавность и мягкость хода, обеспечивающие ездовой комфорт, и устойчивость автомобиля на дороге, от которой зависит безопасность, являются взаимоисключающими параметрами. Если ради комфорта сидящих в салоне сделать подвеску мягкой, при разгоне машина станет задирать нос, при торможении – клевать дорогу, в поворотах – сильно крениться, рискуя на сравнительно небольших скоростях перевернуться. Но стоит увеличить жесткость, чтобы гарантированно избегать опасных кренов и раскачки, из автомобиля получится «костотряс», пассажирам которого не позавидуешь, ведь им придется пересчитать все передающиеся на кузов удары от проезда дорожных неровностей. Кто захочет купить такой рыдван? Как тогда совместить два противоречащих друг другу запроса, которым одновременно должна удовлетворять подвеска, чтобы довольны были все – и покупатели, и производители?
В зависимости друг от друга
В зависимой подвеске проблема усугубляется еще и тем, что в ней колеса с противоположных сторон автомобиля связаны друг с другом. Перемещение одного передается другому. В результате даже при прямолинейном движении по дороге с выбоинами и волнами машина должна рыскать. Но что такого сделал граф Альбер де Дион еще в позапрошлом веке, если марка De Dion давно не существует, но зависимые подвески с таким названием здравствуют и поныне?
А он убрал из заднего моста редуктор главной передачи и отдельным узлом прикрепил его прямо к кузову. Тем самым де Дион справился не только с большим весом такой подвески, превратив мост в обычную балку, но и практикой подтолкнул к развитию науку о влиянии подрессоренных и неподрессоренных масс на плавность хода и другие ездовые характеристики автомобиля. И хотя в грузовиках и профессиональных внедорожниках мосты с встроенными главными передачами по-прежнему используются, в легковых машинах применяются балки де Диона.
Однако необходимость наличия над балкой свободного пространства, соответствующего ходу сжатия подвески, как была, так и остается недостатком зависимой конструкции. И этот недостаток стал одной из нескольких причин, почему зависимые подвески давно не используются в качестве передних в обычных легковых автомобилях, ведь для получения достаточного пространства для хода подвески требуется высоко поднимать двигатель и с ним – центр тяжести машины, делая ее менее устойчивой к кренам.
Хотя этот же нюанс сказывается на уменьшении объема багажника, а у зависимой подвески есть и другие недостатки, в качестве задней она широко используется. Все зависит от типа привода. Если он передний, то приобретают силу другие соображения, которыми руководствуются разработчики подвесок. По конструкции зависимая подвеска проста, стало быть, недорога в производстве. Минимум узлов, которым когда-нибудь понадобится замена, – минимум ремонта и связанных с ним затрат. Постоянство колеи, схождения и развала колес уменьшают износ шин и улучшают устойчивость автомобиля на скользкой дороге, а если колесам придать еще и отрицательный развал, то сопротивление боковому уводу и вовсе можно повысить.
Остроту недостатков задней зависимой подвески притупили, придав балке U-образное сечение, что сделало ее скручивающейся и работающей с эффектом стабилизатора, добавив тягу Панара или механизм Скотта-Рассела и другие устройства, которые улучшили рабочие характеристики конструкции де Диона. И сейчас нет объективных причин, которые бы сделали зависимую балку, придуманную де Дионом, достоянием истории.
Не в рычагах дело, а в их количестве
А вот для передних подвесок легковых автомобилей с любым типом привода и задней подвески машин с задним приводом, нуждающихся в хорошей управляемости, пришлось искать другие решения. Парадокс, но на появление одной из самых популярных на сегодня независимых подвесок, которую, к слову, также называют по фамилии создателя – подвеской McPherson, понадобилось целых полвека после того, как де Дион предложил свою конструкцию. До McPherson наиболее растиражированной схемой была передняя независимая подвеска с двумя поперечными треугольными рычагами, размещенными друг над другом.
Кроме того, что двухрычажная подвеска занимала сравнительно много места и была относительно дорогой в производстве, никаких серьезных недостатков за ней не числилось. Причем сравнительно и относительно именно с однорычажной McPherson. И хотя Эрл Стил Макферсон работал в компании Ford, другие автопроизводители быстро разглядели преимущества придуманной им «однорычажки» и начали заменять ей чуть было не ставшие классикой жанра двухрычажные подвески.
Но что такого сотворил Макферсон и как он умудрился с помощью только одного, причем не треугольного, а и вовсе одинарного, нижнего рычага взять под контроль кинематику перемещения колеса? Дело в том, что, убрав верхний рычаг, изобретатель передал его функцию амортизаторной стойке, которая сверху крепилась к кузову, а снизу – к ступице колеса. Одновременно вместо шкворня Макферсон предложил использовать корпус амортизатора. И стабилизатор получил дополнительную функцию, став одной из сторон нижнего треугольника.
В современных McPherson одинарный рычаг уступил место треугольному, но подвеска осталась компактным узлом, гораздо лучше подходящим для монтажа на машины с передним приводом и поперечным расположением двигателя, чем «двухрычажка». Поскольку количество деталей уменьшилось вдвое, пропорционально снизились производственные затраты. Это и стало толчком к началу эры McPherson. Некоторые автопроизводители даже стали использовать стойки McPherson в задней подвеске, но развития такая схема не получила, хотя, конечно, увеличила число известных разновидностей подвесок.
А дальше случился откат, ведь преимущества McPherson в дешевизне изготовления и компактности уравновешивались, а возможно, даже перевешивались присущими этой подвеске недостатками. Один рычаг вкупе с амортизатором хуже контролируют положение колеса, чем два рычага, поэтому по управляемости и курсовой устойчивости «однорычажка» проигрывает двухрычажным подвескам в одни ворота. Высокое трение между штоком амортизатора и его направляющей ухудшает демпфирование и уменьшает срок службы амортизатора. Кроме того, McPherson хуже фильтрует вибрации, передавая их в салон автомобиля через верхнюю опору амортизатора, так что и в графе «ездовой комфорт» можно поставить минус.
Рычаги по потребностям
Вряд ли хоть что-то сможет покуситься на место компактного McPherson в автомобилях малых размерных классов, где всегда существуют вопросы с поиском места для узлов и агрегатов в тесном подкапотном пространстве, но передние подвески машин более высокого ранга потребовали иных конструктивных решений. В одних случаях это было возвращение к «двухрычажкам», в других – использование подвесок с числом рычагов больше двух.
Преуспела в негласном соревновании по увеличению количества рычагов компания Audi, которая разработала пятирычажную переднюю подвеску. Впрочем, сама по себе «пятирычажка» не новость. За 15 лет до Audi в качестве задней независимой подвески пятирычажную конструкцию предложила компания Mercedes-Benz. И хотя производитель разъяснил потенциальным покупателям, каким силам и моментам противодействует каждый из рычагов, чтобы обеспечить идеальную кинематику перемещения колеса, а также какие преимущества имеет пятирычажная подвеска в сравнении с другими конструкциями по устойчивости, управляемости и комфорту, неизвестно, как сложилась бы ее судьба. На «пятирычажке» могли поставить крест куда более очевидные ее недостатки – сложность и высокая себестоимость производства, ведь девиз «Чем проще, тем лучше» стал залогом успеха задней балки и однорычажной подвески.
Спасло, что Mercedes – не бюджетная марка, для которой вклад стоимости подвески в цену всего автомобиля способен оказать влияние на рыночную судьбу модели. В случае с Mercedes и другими автомобилями представительского класса работает другое правило: или вы на них ездите, или расписываетесь в финансовой несостоятельности стать их владельцами.
Жесткость постоянная и переменная
Рычаги рычагами, но немалый вклад в многообразие конструкций подвесок внесли также упругие элементы – рессоры, пружины, торсионы. Применение любого из них наряду с числом и расположением рычагов вдоль, поперек или под углом в оси автомобиля умножает количество конструктивных схем и делает каждую подвеску по-своему уникальной.
Например, торсионные задние подвески ряда моделей Renault, Peugeot и Citroёn, которые частенько называют торсионными балками, в действительности балками не являются. Кажущуюся схожесть с зависимыми подвесками типа De Dion торсионным подвескам придает центральная труба с торсионами внутри, которая крепится к кузову, но на самом деле это независимые подвески с продольными рычагами. Рычаги качаются относительно центральной трубы вверх-вниз на игольчатых подшипниках, наружные обоймы которых в зависимости от конструкции балки запрессовываются в трубу или в рычаги, из-за чего перемещение одного колеса не влияет на другое.
Только вот какая беда: жесткость пружин, рессор либо торсионов – величина постоянная. А это непреодолимое препятствие в поиске того самого баланса или, если хотите, компромисса устойчивости и управляемости автомобиля с его ездовым комфортом, который во все времена является первоочередным вопросом при проектировании подвесок. Как победить постоянство жесткости, которое не позволяет изменять этот баланс так, как в поездке изменяются условия движения, подстраивая характеристики подвески для эффективной работы в диапазоне от скоростной езды на гладких, но извилистых загородных трассах до медленного перемещения по ухабистым проселкам?
Решение этой проблемы привело к появлению еще одного типа упругих элементов – пневматических и гидропневматических, а с ними и целого ряда новых конструкций подвески. Правда, вплоть до конца 1980-х годов разработчикам пришлось топтаться на месте, дожидаясь требуемого для управления пневмоэлементами уровня развития электроники. Но после того, как это произошло, сдерживает широкое использование таких подвесок только их высокая стоимость. Как ни крути, но для большинства машин из разряда «ширпотреб» лепта, которую вносит подвеска в общую стоимость автомобиля, имеет порой не меньшее значение, чем главные побудительные мотивы, движущие конструированием и появлением новых разновидностей подвесок.
Вердикт ABW.BY
Хотя конструкциям подвесок, предложенных за все время существования автомобилей, нет числа, точка в истории с ними до сих пор так и не поставлена. Процесс идет, и конца ему не видно.
Даже потенциал McPherson, где единственный рычаг, как кажется, не дает особо развернуться фантазии разработчиков, по всей видимости, до конца не исчерпан. Подтверждается это появившимися за последние 10 лет подвесками HiPerStrut и RevoKnuckle, за не понятными для рядовых автовладельцев названиями которых прячется желание улучшить все ту же подвеску McPherson. А сами HiPerStrut и RevoKnuckle отражают лишь очередные попытки разрешить противоречащие друг другу требования, относящиеся к ездовому комфорту при одновременном обеспечении устойчивости и управляемости автомобиля.
Чтобы оставить комментарий, необходимо войти на сайт