КАКАЯ ПОДВЕСКА НЕ ЛЮБИТ БЫСТРОЙ ЕЗДЫ?
Если на автомобилях “Москвич-412” и ВАЗ-2101 использовались передние подвески, состоящие из двух поперечных рычагов, а на выпускавшихся с ними в одно время иномарках такого же размерного класса – однорычажные подвески McPherson, означает ли это, что схема McPherson по всем параметрам лучше?
Будем учитывать, что большинство заграничных одноклассников “Москвичей” и “Жигулей” были переднеприводными автомобилями. До недавнего времени главными критериями при выборе типа передней подвески для таких машин являлись простота и компактность конструкции. Подвеска McPherson отвечала этим условиям лучше, чем любая из других конструкций.
ДЕШЕВО, НО НЕ СЕРДИТО
Подвеска McPherson состоит из всего одного нижнего рычага и амортизационной стойки, упирающейся в брызговик крыла. При этом стойка выполняет не только демпфирующую функцию, но играет также роль направляющего элемента, что в двухрычажных конструкциях возлагается на оба рычага подвески. Но в McPherson верхний рычаг превратился в точку, в верхнюю опору амортизатора. Отсюда та самая компактность, обеспечившая преимущество стоек McPherson над другими типами подвесок в переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя.
Другое преимущество McPherson опять же связано с небольшим числом деталей, из которых состоит эта подвеска. Поэтому ее производство дешевле, а благодаря тому, что вся конструкция представляет собой единый монтажный узел, то упростилась и конвейерная установка подвески на автомобиль. Аналогичным образом обстоит дело с ремонтом McPherson в эксплуатации: он прост и недорог по причине меньшего числа шаровых шарниров, сайлент-блоков и других деталей, подлежащих замене в случае выхода из строя.
Но, с другой стороны, кинематические характеристики подвески McPherson далеко не безупречны, а высокое трение между штоком амортизатора и его направляющей ухудшает демпфирование и уменьшает срок службы амортизатора. Кроме этого, в McPherson возможны передача сильных, иногда разрушительных ударов на верхнюю опору амортизатора, а значит, и кузов автомобиля, а также проблемы с изоляцией салона от вибраций. В определенный период подвеска McPherson одержала было победу над конкурирующими конструкциями и начала использоваться на машинах самых разных классов, причем не только для передних, но нередко в виде амортизационных стоек – и для задних колес. Однако когда на повестку дня встали вопросы обеспечения комфортабельности и безопасности езды, эти недостатки McPherson припомнили.
Двухрычажные конструкции обеспечивают более оптимальную кинематику колеса, чем стойки McPherson. Отсюда лучшая управляемость и курсовая устойчивость автомобиля. Двухрычажные подвески позволяют размещать амортизатор в наиболее выгодном месте и дают возможность выбора упругих элементов с лучшими характеристиками. Этим обеспечивается ездовой комфорт. Увеличивается стоимость изготовления подвески? Когда речь идет об автомобилях не из разряда “ширпотреб”, о спортивных и даже просто скоростных моделях, этим можно пожертвовать, получив взамен комфорт и безопасность.
В итоге McPherson отступил на позиции, с которых некогда начиналось его восхождение. На автомобилях малых размерных классов он по-прежнему незаменим, исключая своей компактностью проблемы, связанные с размещением узлов и агрегатов в тесноте подкапотного пространства таких моделей. Но в остальных случаях сегодня предпочтение отдается двухрычажным передним подвескам.
ЧТО ЛУЧШЕ ДЛЯ ЗАДНИХ КОЛЕС
В принципе, устройство подвески зависит от того, для каких колес она применяется – передних или задних, и являются ли эти колеса ведущими или нет. Возьмем заднюю торсионную подвеску, которая используется на многих французских автомобилях. Пружин нет, в роли упругих элементов выступают торсионные стержни, проходящие внутри балки заднего моста. Понятно, что для передней подвески (исключение – некоторые внедорожники), а также для подвески задних ведущих колес такая схема непригодна. Но в качестве задней подвески на переднеприводном автомобиле она, благодаря своей компактности, обеспечивает необходимый простор на задних сиденьях и немалый объем багажного отделения.
Преимущество торсионной подвески также в ее надежности и долговечности, но такая конструкция просто не способна обеспечить такой же ездовой комфорт и управляемость, как задняя подвеска с пружинными упругими элементами. Поэтому именно задние балки с пружинами получили наибольшее распространение на переднеприводных автомобилях.
Практически до середины 1990-х годов при разработке таких подвесок инженеры ориентировались на конструкцию, разработанную Audi для моделей “80” и “100” и распространенную позднее на все марки концерна Volkswagen. В этой подвеске каждое колесо крепилось к подпружиненному продольному рычагу. Рычаги соединялись поперечной балкой. Внутри поперечины разместили торсионную тягу (тягу Панара – по имени французского инженера), которая при крене кузова корректировала положение рычагов подвески таким образом, что задняя балка поворачивалась в сторону виража, а это улучшало управляемость машины. Словом, тяга Панара работала как стабилизатор поперечной устойчивости, а вовсе не как упругий элемент в торсионной подвеске. Подвески с тягой Панара почти не уступали торсионным подвескам по компактности и легкости монтажа, но, кроме прочего, избавляли машины с передним приводом от хронической недостаточной поворачиваемости, что обеспечило им признание во всем мире.
Однако для автомобилей с ведущим задним мостом ни одна из рассмотренных схем не годится, хотя несколько десятков лет назад задние зависимые подвески были на машинах классической компоновки обыденным явлением. Но на порядок повысились требования к комфорту, устойчивости и управляемости автомобилей, и, учитывая, что большинство заднеприводных моделей – представительского класса, зависимые балки перестали применяться в конструкции подвесок задних ведущих колес. Некоторое время надежды возлагались на подвеску типа “Де Дион”, в которой задний редуктор отделен от балки моста и крепится непосредственно к кузову, что уменьшает неподрессоренную массу и улучшает комфорт, но, по большому счету, это была полумера.
В конце концов, при разработке задних подвесок для заднеприводных машин предпочтение было отдано многорычажным независимым подвескам. Число рычагов варьируется в зависимости от того, что в итоге хотят добиться конструкторы. Например, в задней подвеске Mercedes-Benz, в виде вариантов используемой на многих моделях этой компании, за кинематику колеса отвечают сразу пять рычагов, два из которых удерживают колесо, а остальные обеспечивают ему необходимое положение в пространстве.
ЗА КАКИМИ ПОДВЕСКАМИ БУДУЩЕЕ
Каким бы совершенным не казался современный автомобиль, модели будущего должны отвечать еще более высоким требованиям. Но как примирить комфорт с устойчивостью и управляемостью, если эти характеристики, как правило, противоречат друг другу. Жесткая подвеска обеспечивает безопасное скоростное движение при приемлемом уровне комфорта только на хороших дорогах. Стоит автомобилю с такой подвеской оказаться в иных дорожных условиях, и он превращается в “телегу”. Поэтому в идеале характеристики подвески должны изменяться и обеспечивать комфорт/безопасность в зависимости от условий движения.
Наиболее распространенные упругие элементы – пружины, рессоры и торсионы – имеют постоянную жесткость. Поэтому регулировать характеристики можно лишь в подвесках с пневмоэлементами, изменение внутреннего давления в которых позволяет соответствующим образом изменять и жесткость подвески. Кроме того, чтобы подвеска подстраивалась к условиям движения, в ее конструкции появились электронный блок управления и датчики. Это увеличило стоимость автомобиля, и вплоть до конца 1980-х годов электронно-управляемые подвески на обычных легковых автомобилях не использовались. Но развитие электроники и микропроцессорной техники в конце концов дало результат. В 1989 году подвески с автоматическим регулированием жесткости получил Citroen XM. Затем адаптивные подвески появились на Cadillac Allante и Seville, Toyota Soarer, Porsche 959, Mitsubishi Galant и ряде других моделей.
Подвески, способные выбирать между “комфортным” и “спортивным” режимом движения, поддерживающие стабильное положение кузова над дорогой в виражах, при разгонах и торможениях, автоматически изменяющие клиренс в зависимости от скорости автомобиля и состояния трассы, сегодня взяты на вооружение многими автомобильными компаниями. При этом стоимость адаптивных подвесок сейчас уже не является препятствием для их использования на массовых моделях автомобилей. Пример тому – Opel Astra и Zafira, в опциях которых такие “думающие” конструкции имеются.
Что до недавнего времени было недоступно адаптивным подвескам, так это возможность кроме жесткости изменять еще в зависимости от дорожной ситуации и углы установки колес. Между тем, когда автомобиль едет прямолинейно либо маневрирует на небольшой скорости, выгодно обеспечить минимальное схождение колес. Тогда улучшится курсовая устойчивость, снизятся потери на качение колес, а с ними уменьшатся расход топлива и шумность. Но когда машина на высокой скорости входит в поворот или активно перестраивается из ряда в ряд, то тут главное – обеспечить безопасную управляемость. Процессор оценивает скорость движения и то, как быстро водитель крутит руль, после чего отдает команду исполнительным механизмам увеличить схождение задних колес – ровно настолько, сколько того требует конкретная ситуация. Однако сейчас конструкторам подвесок покорилась и эта вершина. Причем в роли покорителей выступили, как можно было ожидать, не японские или немецкие инженеры, а корейцы. Первым автомобилем с управляемой геометрией подвески стал Hyundai Sonata шестого поколения. И вряд ли на этом разработчики подвесок остановятся. | 
