ТЕХНИКАОБОЗРЕНИЕ ПОДВЕСКИНаука упругостиНедавно (ЗР, 2007, № 7) мы рассказывали о схемах подвесок, почти не затронув упругих элементов, заслуживающих отдельного разговора. О пружинах, рессорах, амортизаторах рассуждают Денис Арутюнян и Максим Сачков.МЯГКИЕ МЕТАЛЛЫПервые упругие элементы подвески – рессоры – появились очень давно. Классическая рессора – несколько выгнутых листов разной длины, стянутых хомутами. Самый длинный (коренной) шарнирно закреплен к кузову или раме. Для уменьшения трения при работе между пластинами устанавливают антифрикционные прокладки. Рессорная подвеска выдерживает большие нагрузки, она проста и неприхотлива, но громоздка и тяжеловесна. Поэтому на некоторых современных автомобилях, как правило, тех, что возят грузы, часто устанавливают однолистовые рессоры переменного сечения, как, например, на фургончике «ФИАТДобло» (ЗР, 2007, № 2). А в задней подвеске «Вольво-940» работает и вовсе одна поперечная рессора. Причем в борьбе за «похудание» ее сделали не из стали, а из армированного пластика. Поиск новых материалов, попытки совершенствовать конструкцию рессорных подвесок не прекращают, и всеПружины практически вытеснили рессоры из подвесок вседорожников, которым придают «легковую» управляемость: ведь современные автомобили ездят не столько по бездорожью, сколько по асфальту.322 За рулем 10/2007 же лидерство давно захватили другие упругие элементы. Например, торсионы – металлическе стержни, работающие на скручивание. Один конец торсиона крепят к кузову, а другой – к рычагу подвески. При перемещениях колес стержень скручивается, обеспечивая упругую связь. Кстати, одно из достоинств такой подвески – если с возрастом она просядет, закрутку стержня можно увеличить, восстановив дорожный просвет. Торсионная подвеска компактна – один пруток занимает гораздо меньше места, чем пара рессор. Кроме того, эти упругие элементы можно разместить как продольно, так и поперечно. Наверное, торсионы получили бы более широкое распространение, будь они не столь сложны и дороги в изготовлении. Внутренний рабочий стержень требует специальной закалки, а после – еще и дробеструйной обработки и тонкой шлифовки. Однако отправлятьторсионы в отставку рано. По крайней мере, так считают французы, применяющие их в задней подвеске, например, «Пежо-206» и «Рено-Кангу». Торсионы популярны на небольших грузовичках и пикапах, в том числе и на свежей «Мазде-ВТ50». В отечественном армейском вездеходе ГАЗ-2330 «Тигр» тоже применили именно такую схему (ЗР, 2006, № 11). Но наиболее популярными пока остаются пружины – они легче и компактнее рессор, дешевле торсионов. Наряду с этими достоинствами они придают машине хорошую плавность хода. Кстати, на смену цилиндрическим пружинам с линейной характеристикой все чаще приходят бочкообразные с переменной упругостью. Пруток толще всего в широкой средней части и худеет к концевым виткам. На мелких неровностях работают только верхние и нижние тонкие кольца, на крупных ямах или ухабах – более жесткая центральная часть.Компоновка автомобиля далеко не всегда позволяет использовать длинные пружины. Часто инженерам приходится их укорачивать, выкраивая место под агрегаты и узлы или освобождая пространство для салона и багажного отделения. Компактная подвеска с поперечными торсионами позволила разработчикам «Ситроена-Берлинго» выровнять пол отсека под поклажу и уменьшить погрузочную высоту.На правах рекламы ТЕХНИКАСАМОЕ-САМОЕ Самое необычное применение автомобильных технологий обнару жено в шанхайском центре развлечений «Парама унт Холл». Пол танцевальной площадки, площадь которой более 500 м 2, под держивают… рессоры! Причем не специально изготовленные, а именно автомобильные. Самые дорогие пру жины для че тырехколесного друга можно заказа ть в компании H&R, специализирующейся на тюнинг е подвески. Упругие элементы покрывают… чис тым золотом! Эта роскошь обходится примерно в2 тыс. евро за комплект. Первым заказчиком с тал владелец «Феррари-F430 Спайдер» из Арабских Эмиратов. Самая большая нагру зка на пружины приходилась… в 180-тонном танке «Маус» – «Мышонок» (первона чальное название – «Мамонт»), построенном в 1944 год ув двух экземплярах. Конс трукторы во г лаве со знаменитым Фердинандом Порше пытались адаптирова ть к бронированному колосс у торсионную подвеску, но не позволили те хнологии того времени. Кс тати, почти у всех современных танков упругими элементами с лужат именно торсионы. Самую «быс трую» пневматическую подвеску среди серийных ус танавливают на «Рейндж-Ровер». Всего за 20 секунд кузов можно приподнять на 87 мм. Самый большой носитель гидропневматической компоновки – карьерный тяжеловоз «Либ херр-Т282В». При полной масс е 592 т (!) он перевозит до 363 т породы, а о плавности хода заботятся гидропневматические баллоны. Так же ус троена подвеска с амосвала БелАЗ75600 гру зоподъемностью до 320 т (ЗР, 2007, № 4).ОБОЗРЕНИЕ ПОДВЕСКИПодвеска получается комфортной ив то же время обладает высокой энергоемкос тью, что избавляет от частых пробоев. ны, воздух в которые закачивает электрический компрессор. Положение ку зова отс леживают специальные датчики. К тому же пневма тика реагиру ет на неровнос ти гораздо быс трее «ж елеза», отчего улучшается плавность хода. Правда, конс трукция эта недешевая, поэтому прописывается преимущес твенно на дорогих ав томобилях, например, БМВ 7-й с ерии и «Ау диА8». А на многих вс едорожниках класса «люкс» пневмоподвеска не только под держивает, но при необ ходимости изменяет дорожный просвет. Водитель может вмешаться в работу системы – например, максимально приподнять кузов на ухабах. Но ес ли, выскочив на ровный ас фальт, заб удет уменьшить клиренс, электроника подс трахует, получив от датчиков информацию о скорости, сама прижмет ав томобиль к дороге. Фирма «Ситроен» оригинальничает гидропневма тической подвеской «Гидрактив-III» на моделях С5 и С6. На с тойкахВОЗДУШНАЯ ПЕРИНАВ зависимос ти от загрузки подвеска прос едает, ее характеристика меняетс я, что не лучшим образом сказываетс яи на управляемости, и комфорте. Избежать этого помог ает… воздух! Чтобы дорожный просвет ос тавался неизменным, вместо металлических пружин устанавливают пневмоба ллоРежим «Комфорт»Режим «Динамик»Схема подвески «Гидрактив-III»: 1 – стойки c баллонами; 2 – дополнительный пневмобаллон; 3– управляющий блок. Между контурами передней и задней осей установлен дополнительный (пятый!) гидропневматический баллон. В полож ении «Комфорт» он помог ает подвеске мяг че «глотать» дорожные неровнос ти, а в режиме «Динамик» для четкой управляемости автоматика исключает его из работы. На хороших дорогах активная подвеска АВС зажимает пружины, обеспечивая «Мерседес-Бенцу» S-класса отличную управляемость. А на ухабах автоматика ради комфорта пассажиров, напротив, «распускает» упругие элементы.324 За рулем 10/2007 ’ Пневматические подвески слишком до роги для компактных моделей. «Воздушная подушка» пока оберегает от дорожных неровностей лишь важных персон.установлены с ферические ба ллоны, разделенные гибкой мембраной на две час ти: одна заполнена нейтра льным г азом (удобен азот), а друг ая, соединенная с амортизатором, – жидкостью. При проезде, например, «лежачего полицейского» шток выталкивает масло в баллон, где энергию удара через мембрану демпфирует г аз. На ровной дороге для лучшей управляемости гидронасос поднимает дав ление в сис теме – г аз с жимается, подвеска с тановится ж естче. Кроме того, «Гидрактив» мож ет и приподнять кузов, закачав дополнительную порцию жидкости в контуры, правда, при этом неизбежно пос традает плавность хода.БЕЗ КОЛЕБАНИЙНезависимо от того, пру жины или торсионы смягчают подвески, их работа сопровож дается ощу тимой вертика льной раскачкой ку зова – ну жны дополнительные ус тройства, чтобы быс тро им ягко г асить колебания. На заре ав томобилестроения д ля этих целей использовали наборы фрикционных дисков, с жатых пру жиной. Надежностью и эффективнос тью такие г асители не с лавились, поэтому их мес то заняли гидравлические телескопи ческие амортизаторы. В г ерметичном цилиндре, заполненном маслом, перемещаетс я поршень, связанный со штоком. Поскольку сама по с ебе жидкос ть не с жимается, она при ходе поршня проса чивается через открывшиеся перепускные клапаны из одной полос ти ци-линдра в друг ую, создава я сопротивление. Изменяя размеры элементов, конс трукторы подбирают рабочие характеристики амортизаторов. Простая конс трукция, увы, не лишена недос татков. Вопервых, объем жидкос ти зависит от температуры. Во-вторых, при с жатии вытесняемый объем оказывается больше, чем освободившийся, ведь час ть цилиндра занимает шток. Эту разницу компенсируют, ус танавливая в нижней час ти цилиндра заполненную с жатым г азом пневмокамеру с дополните льным плавающим поршнем. Другой вариант – дв ухтрубный амортизатор. В разрезе он напоминает два с такана, вс тавленных друг в друг а. Вну тренний предс тавляет собой описанный выше цилиндр, только в дно вмонтирован донный клапан. Компенсационна я полость (промеж уток меж ду дв умя цилиндрами) такж е заполнена мас лом, которое при надобности пос тупает в рабочий контур. Иногда в эту полость закачивают не жидкос ть, а с жатый газ ради более с табильных рабочих характеристик. Такую конс трукцию с пневморезервуаром час то ошибочно называют г азовым амортизатором. Настоящие тоже с уществуют. Их разработали «Континента ль» и «Монро» – вмес то рабочей жидкос ти они заполнены воздухом. По конструкции такие ус тройства схожи с гидрав лическими: цилиндр, шток и поршень с перепускными отверс тиями, проходя через которые воздух создает необ ходимое сопротив-На правах рекламы ОБОЗРЕНИЕ ПОДВЕСКИНа правах рекламыПолностью «газовый» амортизатор недавно представила фирма «Континенталь». Вместо масла в нем работает воздух!ление. Така яс хема при сопоставимых характеристиках имеет огромное преимущес тво – узел становится гораздо легче. В свое время фирма «Кони» представила амортиза тор, в котором перепускные клапаны можно отрег улировать вручную. Оригина льная иде я получила развитие – ныне многие фирмы пред лагают амортизаторы с электромагнитными клапанами, изменяющими с ечение перепускных отверс тий. Водитель получил возможность выбира ть подход ящий режим работы – скаж ем, спортивный или комфортный. Компания «Д елфай» пошла еще дальше, разработав амортизаторы «Магнерайд». Их заполняют магниторезис тивной жидкостью, изменяющей вязкость в электромагнитном поле. Жидкос ть г устеет – сопротивление увели чивается. Вместо перепускных клапанов – магнитные ка тушки, работой которых управляет компьютер. Фирма «Мерс едес-Бенц» предложила свой вариант ум-ной подвески. В АВС ( Active Body Control – активный контроль полож ения ку зова) нынешнего S-класса (ЗР , 2005, № 10) на пру жину, находящуюся вну три амортиза торной стойки, воздействует жидкость (между прочим, дав ление до 200 атм!), регулируя тем самым ее жесткость. Подвеску можно и заж ать, и распус тить. Управляют гидрав ликой два микропроцессора, ана лизируя данные аж от 13 датчиков. Система настолько эффективно борется с кренами, что отпадает необходимость в стабилизаторе поперечной устойчивости. Подвески ав томобилей напоминают заповедник. Тут можно вс третить и редкие виды, пережившие не один этап эволюции, и современных представителей, способных приспосабливаться к любым условиям. Вероятно, в неда леком б удущем естественный отбор с делает свое дело, но сегодня еще рано заносить какие-либо из нынешних упругих элементов в Красную Книгу.326 За рулем 10/2007