Пружины против рессор

РессорыНе секрет, что старинный автомобиль ценится отнюдь не только за внешний вид. Очень важно чтобы и вся механическая начинка была такой же, как и во времена бурной молодости оного раритета. Но, увы, информации о том, как устроена и работает антикварная машина крайне мало, и она, как правило, распылена тонким слоем по десяткам и сотням книг, журналов и проспектов. И это обидно. Ведь прочитать про дизайн, скоростные и динамические характеристики, а также узнать биографии конструкторов и выдающихся владельцев антикварной техники можно почти везде.

Подвеска в наследство от карет

Как известно, первые автомобили представляли собой по существу глубокий тюнинг карет и прочих конных экипажей. Просто в качестве движущей силы использовали не пару-четверку поглощающих сено и овес животных, а некое механическое приспособление под названием мотор. Естественно при этом ходовая часть поначалу не претерпевала особых изменений. Особенно это касалось подвески, которая долгое время была только одного типа — рессорной. Правда, оные листовые рессоры имели огромное количество разновидностей. Здесь были и эллиптические и полуэллиптические и даже четверть-эллиптические рессоры. И это еще не все.

Размещать рессоры можно по-разному. Самый распространенный и доживший до наших дней способ – это поставить их продольно. Он хорош тем, что не требует никаких дополнительных устройств, для того чтобы воспринимать все силы действующие на колеса и мосты автомобиля

эллиптические рессорыДругая, когда-то бешено популярная благодаря стараниям Генри Форда конструкция — это поперечная рессора, ставшая визитной карточкой моделей Т, А и V8. Она работает мягче за счет большей длины и обладает приятным свойством выравнивать крены в поворотах. То есть может прекрасно обходиться без стабилизаторов поперечной устойчивости. Но, к сожалению, при расположении рессоры поперек в зависимом варианте (о независимом далее), никак не обойтись без рычагов, которые воспринимают усилия при разгоне-торможении. Справедливости ради, следует отметить, что, и продольный вариант лучше работает с реактивными тягами, которые не позволяют мощному мотору закрутить из подобно часовой пружины. Особенно если листов сравнительно мало (пример ЗиЛ-114 и 117). То же относится к ее урезанной версии – консольной или четверть-эллиптической рессоры, которая за счет своих компактных размеров, позволяла укоротить раму (пример — ГАЗ-АА).

И тут следует внести ясность. В советской литературе часто фигурирует термин «кантилеверная». Но вовсе не потому, что у этой железяки было некое свойство с ливерной колбасой. Просто cantilever в переводе с английского — консоль. А иностранные термины в России любили всегда. Даже при Сталине. И «борьба с космополитизмом» 40-х годов мало чего изменила.

Чехол на рессорахЕсли же говорить о преимуществах рессоры в целом, то самое приятное здесь то, что она может работать без амортизатора. Дело в том, что за счет трения между листами, рессора частично гасит колебания в подвеске. Но это справедливо только тогда, когда листы оной рессоры густо покрыты графитной смазкой. Иначе со временем они могут приржаветь друг к другу, и превратиться в малочувствительный к неровностям дороги монолит. Кстати, задержать смазку можно при помощи кожаных или металлических чехлов.

Но чаще всего мягкий ход достигался только при полной нагрузке. Особенно это относится к грузовикам. Вспомните рассказы бывалых фронтовиков о поездках на «Захарах» и «полуторках». Когда они груженые – то идут мягко. Пустой же ЗиС-5 на ухабах мог запросто вытрясти душу.

 

Декларация о независимости.
Счастливой жизни рессоры, кроме всех вышеупомянутых недостатков помешало принеприятнейшее явление под названием «шимми». Названное в честь модного танца 20-х годов, оно заключалось в опасных резонансных колебаниях передних колес на скоростях около 100 км/ч и более. При «благоприятном» стечении обстоятельств, виляющие в безумной пляске колеса приводили к тяжелым авариям, нередко и со смертельным исходом. Причин всему этому было множество. Главной посчитали жесткую взаимосвязь одного колеса с другим при помощи неразрезной балки. Из-за этого при определенной частоте колебаний они входили в резонанс.

[youtube]L1AzFwTnpiY[/youtube]

Кроме несовершенства самой подвески, свою лепту вносили и отсутствие должной балансировки колес, и несколько туманное понятие об углах развала, схождения и продольного и поперечного наклона шкворня. Плохо влияли на поведение автомобиля несовершенные рулевые шарниры и амортизаторы, а также неточная работа всего рулевого управления (пресловутый люфт). Да и недостаточная жесткая рама, к которой крепился, как правило, деревянный кузов, не способствовала хорошей управляемости.

Справедливости ради, проблему шимми решили быстро. Раму усилили при помощи знаменитой Х-образной поперечины. Попутно разобрались с пресловутым «кастером-камбером» (расхожий шоферский термин, позаимствованный из американского сленга; camber — развал, caster – наклон шкворней), да еще и на обод колеса навесили грузиков. А последний гвоздь в гроб зловредного танца забили хитрые серьги — «антишимми», которые можно было встретить в том числе и на отечественном ЗиС-101.

Однако, то ли в процессе борьбы с колебанием управляемых колес, то ли просто от вполне естественной тяги к прогрессу, инженеры изобрели нечто неожиданное — независимую подвеску.

Зависимая подвескаЗдесь стоит остановиться и перевести дух. Ибо сначала придется разобраться, что же такое подвески зависимые. Само название намекает на то, что в них движение одного колеса зависит от другого. Наехала машина, скажем на кочку, одно колесо приподнялось. При этом наклонилась вся неразрезная т.е. сплошная балка моста, получило крен и второе колесо. А если подвеска достаточно жесткая, то накренится и весь автомобиль. Другое дело независимая подвеска, где одно колесо может абсолютно свободно переезжать любые дорожные неровности, абсолютно не беспокоя другое.

Что это дает? Машина идет мягче, поскольку нет массивной балки неразрезного моста, соединяющей колеса. Ведь вся эта тяжелая конструкция, подскакивая на неровностях, в силу своей инерционности обратно возвращается с замедлением, особенно заметным в сравнении с разрезным мостом. Из-за чего колеса периодически теряют контакт с дорогой. В результате авто на жестких мостах разгоняется хуже, тормозит дольше, а уж про управляемость и говорить нечего. Кроме того, для перемещения жестких мостов вверх-вниз требуется много места, что увеличивает высоту машины.

В придачу, шимми исключается полностью, поскольку уже нет жесткой связи между правым и левым колесами. Благодаря чему они сохраняют постоянный контакт с дорогой и не беспокоят друг друга на каждом ухабе. А значит, машина с разрезными мостами будет лучше слушаться руля, повороты пройдет с меньшим креном, быстрее ускорится, да и тормозной путь у него окажется всегда короче. Но это еще не все. Независимая подвеска удобнее и в компоновке, поскольку позволяет понизить центр тяжести.

Независимая подвескаК недостаткам можно отнести сложность и относительную дороговизну, ибо независимая подвеска в отличие от зависимой, требует большего количества деталей. Что отражается на стоимости обслуживания-ремонта, а заодно и на прочности с надежностью. Именно поэтому на долгие годы была принята компромиссная схема. Спереди независимая подвеска, а сзади неразрезной мост. Сначала на рессорах, а потом и на пружинах. Впрочем, попадались и оригиналы, вроде германского Wanderer, который развлекал моделями с неразрезной передней осью и независимой подвеской сзади. А в конце 30-х все те же немцы в лице концерна Auto-Union (Horch конца 30-х) и Daimler-Benz (поздний Mercedes-Benz 770) увлекались полунезависимая подвеской типа De Dion. У этой конструкции главная коробка передач вкупе с дифференциалом крепились к раме, а колеса соединялись друг с другом не особо жесткой поперечиной, из-за чего имели некоторую свободу перемещения относительно друг друга.

Первые конструкции независимой подвески не блистали оригинальностью. Две поперечные рессоры, причем нижняя, как бы подменяла сплошную балку — вот и все дела. Конечно, были и оригиналы, вроде авангардного авто французской фирмы Sizaire (1905 год), у которого поперечная рессора была одна. А колеса перемещались в вертикальной плоскости благодаря особым штокам, проходящим через два цилиндра, укрепленных на балке. К слову, эта конструкция считается первой в мире независимой подвеской. Сзади же ведущий мост разделяли на три части: редуктор, который крепился к раме и две качающиеся полуоси в металлических чехлах. Последним особенно увлекался Ганц Ледвинка и его то ли оппонент, то ли эпигон Фердинанд Порше, которые впервые применили нечто подобное в поперечно-рессорном варианте на Tatra и Austro-Daimler еще в начале 20-х. А в 30-х задние качающиеся полуоси стояли на большей части Mercedes-Benz. С той только разницей, что рессору заменили парой спиральных пружин, а полуоси соединялись с редуктором карданными шарнирами. При этом на дешевых и средних моделях полуоси фиксировались в пространстве при помощи скоб, а на дорогих рычагами.

Шагом вперед были передние подвески чешской фирмы Tatra и вышеупомянутой Sizaire конца двадцатых, у которых появились поперечные рычаги. Причем чехи разместили рессору сверху, а рычаги снизу. А французы поступили с точностью наоборот.

Верхнее расположение рессоры оказалось более удачным (например, DKW F9, DKW Munga, VW litis, Trabant). Но, как правило, автостроители 30-х норовили запихнуть оный набор стальных листов из компоновочных соображений поближе к дороге. И не важно, что в таком положении рессора забрызгивалась водой летом, засыпалась соленой снеговой кашей зимой и «шлифовалась» гравием и песком во все времена года.

Сами же рычаги сначала представляли собой обыкновенные стержни прямоугольной формы. Но вскоре им на смену пришли более прочные поперечные рычаги, по форме напоминающие заглавную литеру А. Одной стороной они шарнирно закреплялись на раме и а другой соединялись с цапфой, на которой были установлены ступицы, тормоза и собственно колеса. И соединялись ни абы как, а через особые шарниры — шкворни.

В общем, и целом поперечная рессора, даже в рычажном варианте была простой и дешевой штукой. Неудивительно, что ее можно было встретить повсюду. Вот только незамысловатость конструкции компенсировалась неудобством, как в обслуживании, так и ремонте. В те далекие времена не каждый автослесарь мог правильно установить новый лист вместо сломанного. А если добавить сюда же зависимость от смазки и проблемы с компоновкой при переднем расположении мотора, то не удивительно, что с начала 60-х поперечную рессору почти везде вытеснили пружины.

Но были и исключения. Например, FIAT до 2001 года предлагал заднемоторную модель 126р (по сути FIAT 500 с угловатым кузовом), который оснащался передней поперечной рессорой. А еще, те же итальянцы с 1983 по 1996 г. выпускали FIAT Regata, у которого на однолистовой поперечной рессоре подвешивались задние колеса. Добавлю, что по ходовой части суперсовременная «Регата» не особо отличался от «антикварного» FIAT 128 образца 1969 года.

Следующим этапом в истории независимой подвески стало появление второго рычага и пружины. Именно так родилась классическая двухрычажка — которая в несколько измененном варианте исправно работает и до сих пор. Авторство обычно приписывают инженерам Ганцу Нибелю и Максу Вагнеру, которые установили сдвоенную букву А под передними крыльями Mercedes-Benz 380 в 1933 году. А затем пришел черед 500-й и 700-й серии. Остальные же по прежнему довольствовались рессорами. И лишь на 320-м «Мерсе», явно в виде эксперимента была применена нездоровая смесь из верхнего рычага с пружиной и поперечной рессоры.

Mercedes 380 1933 годаВ том 1933 году точно такая же комбинация рычагов и пружин, как на Mercedes 380, заменила рессоры на американских Buick, Cadillac, LaSalle и Oldsmobile. Более того. Решив, что двухрычажка слишком дорога в производстве, американцы наладили выпуск еще одной весьма оригинальной конструкции француза Дюбонне.

В ней пружина и амортизатор были спрятаны в стальном цилиндре, залитом маслом. Наружу торчали только два продольных рычага, к коим собственно и крепилось колесо со всем «хозяйством». С другого конца цилиндр при помощи шкворня устанавливался на обычную кованую балку, кстати, точно такую же, как и у прошлогодней подвески на продольных рессорах. Разница состояла только в том, что оный бывший неразрезной мост крепился к раме жестко. Нечто подобное, вскоре появилось и на немецких Opel модели 2 литра и Super 6 (по прозвищу «маленький Понтиак»), Admiral и, конечно, Kadett К38, более известный у нас как «Москвич-400/420».

«Подвеска на поросятах», как окрестили ее отечественные остряки, оказалась неубиваемой. До сих пор можно встретить брошенные «Москвичи» моделей 400 и 401, у которых умерло решительно все, кроме цилиндров Дюбонне. А вот у себя на второй родине — в США от нее отказались уже в 1939 году. Выяснилось, что поворачивать не только колеса, но еще и рычаги, а также емкости заполненные амортизаторами, пружинами и маслом, несколько тяжеловато. А гидроусилители тогда еще не изобрели.

Впрочем, практически любая тогдашняя конструкция подвески предполагала необходимость прилагать усилия при вращении руля. А виной тому — шкворень, деталь, соединяющая рычаги с цапфой, к которой собственной крепилось колесо с тормозом. В придачу, оный зловредный элемент требовал постоянного шприцевания солидолонагнетателем, о чем не понаслышке знают все обладатели сухопутной «баржи» с гордым именем «Волга». Правда, на той же «Волге» ГАЗ-21 до 1960 года устанавливалась центральная система смазки. К слову, нечто подобное часто встречалось в 30-х годах на автомобилях среднего и высшего класса. Однако с изобретением в середине 50-х шаровых опор, проблема и тяжелого руля и смазки для многих отпала сама собой.

Lancia LambdaОтдельная тема — свечная подвеска, которая прославила итальянскую Lancia Lambda (1922-31 г.). Передние листовые рессоры устранены. На внутренней стороне оси каждого переднего колеса имеется стержень, который перемещается внутри вертикальной стойки, сжимая витую пружину. Стойка одновременно служит шкворнем

А настоящая жизнь у «пружинной» свечи началась только благодаря шотландцу МакФерсону. Главной особенностью новой конструкции дебютировавшей в 1949 году на автомобиле Ford Consul, было отсутствие верхнего рычага. Его заменил вмонтированный в верхнюю часть колесной арки цилиндр-стакан с резиновой чашкой и подшипником, в который упирался шток амортизатора и пружина подвески, объеденные в единый блок — амортизационную стойку. При этом узкий одинарный нижний рычаг, соединялся со стабилизатором поперечной устойчивости. Последний, кроме своих прямых обязанностей – уменьшать крены в поворотах, по совместительству играл роль второго нижнего рычага, воспринимая на себя все усилия при разгоне и торможении.

Позже, уже в конце 60-х появился первый «ЛжеМакФерсон», у которого вместо пружин использовались продольные торсионы. Увлекались подобными конструкциями в основном итальянцы. Типичный пример дорогой, но неудачный FIAT 130, который пытался составить конкуренцию Mercedes-Benz. Но про него, а также собственно про торсионы мы поговорим как-нибудь в другой раз.

[youtube]XyGC_FUhC1s[/youtube]

 

Вам также может понравиться ...