Двигатель, трансмиссия, сам принцип силового агрегата, различные электронные системы — на фоне буйства технологий и краха привычных инженерных стереотипов подвеска остается последним нетронутым редутом традиционной конструкторской мысли. По крайней мере, так кажется на первый взгляд. В реальности она также порой становится заложником современной политики автопроизводителей. Но речь не идет об экономии топлива и связанных с нею маркетинговых уловках. Не касается это и экологии. Выбирая тот или иной вариант подвески, решения отдельных узлов и даже материалы, компании обычно не пытаются доказать что-то покупателю, привлечь его либо сделать так, чтобы было не хуже, чем у других — всего лишь напрямую сокращают свои расходы. Стоит отметить, есть здесь приятные исключения, хотя и не частые и касающиеся в основном автомобилей недешевых. А вот желание заработать на обслуживании и ремонте — едва ли не общая тенденция.
Вы помните еще совсем недавние времена, когда автомобили выбирали не только по кузову, двигателю и трансмиссии? По тому, как машина рулится или, напротив, обеспечивает превосходную плавность хода. Марки и тем более конкретные модели, причем не из спортивно-ориентированных, можно было легко разделять по подвесочным приоритетам. А теперь… Вместе с пресловутым даунсайзингом моторов, наряду с повальным использованием общих узлов и агрегатов в автомобильный мир пришла «унификация настроек» подвески и усредненность ходовых качеств. Едет как BMW — фраза по нынешним меркам уже не актуальная, поскольку сами «баварцы», по крайней мере, из гражданских, во многом отошли от своих корней. Что говорить о марках «попроще». Или о моделях, которые изначально не предназначались для активной езды. Да что там, даже различные «спортивные» версии и те порой становятся предметом экономии на ходовой части. Впрочем, ради справедливости нужно сказать, что поиск оптимальных подвесочных конструкций идет еще и по пути получения максимального пространства в салоне-багажнике и отчасти зависит от компоновочных решений в моторном отсеке.
ДВС, коробка передач, электромотор, который, как мы знаем, появился ранее привычных агрегатов, работающих на бензине и солярке, — все это на рубеже 19-го и 20-го веков было для обывателя ново, непривычно. Но на подвеске инженерная мысль отдыхала. К чему что-то выдумывать, если первые самодвижущиеся экипажи по скорости мало отличались от конных, а потребитель знал и любил вальяжность дилижансов. В общем, мягкие и податливые во всех направлениях эллиптические рессоры в составе зависимых подвесок вполне устраивали и пользователей, и конструкторов. Ситуация начала меняться лишь с ростом скоростей. И все же не кардинально. Например, на рекордном бельгийском электромобиле La Jamais Contente 1899 года спереди мы видим некое подобие 3/4-эллиптических рессор, которые лишь чуть жестче «полного эллипса», однако почти столь же восприимчивы к воздействию продольных и поперечных сил.
Впрочем, к концу первого десятилетия 20-го века на машинах уже появились привычные сейчас полуэллиптические рессоры. Менее податливые, чем предыдущие варианты, они к тому же определили разнообразие конструктивных схем. Например, их можно было размещать классически — продольно с прикрепленным в центре пакета мостом. Или крепить в двух точках на раме, а на один конец консольно подвешивать балку. Или вообще оставить от них половинки, получая таким образом четверть-эллиптические рессоры.
В начале прошлого века производители экспериментировали и с поперечным расположением рессор. Одной из первых моделей, в которых использовали такое решение, стал Ford T — подкупала его компактность, простота, дешевизна. Но в минусах, даже несмотря на использование продольных тяг или А-образных рычагов, значилась чрезмерная податливость при торможениях и ускорениях, что очень негативно сказывалось на управляемости.
Любопытное применение поперечная рессора получила на автомобилях совсем не утилитарных и далеких от массовости, характерной для модели T. В составе рычажной подвески ее использовали и как упругий элемент, и как… рычаг. Например, на пред- и послевоенных Skoda она располагалась снизу. А на купе BMW 328 — сверху. Были машины, где пакеты листов заменяли собой и нижние, и верхние рычаги. Для исключения их скручивания в продольном направлении они порой применялись и попарно. И тем не менее подвеска, в которой в качестве направляющих элементов использовались рессоры, даже при наличии традиционных рычагов не могла противостоять силам, возникающим при движении. Скорости же росли.
В общем, совмещение функций упругого (рессора) и направляющего (рычаг) элементов в одной детали было неоднозначным решением. Простым в исполнении, возможно, технологичным и дешевым, однако далеко не совершенным с точки зрения характеристик. Поэтому уже начиная с 10-20-х годов прошлого века и заканчивая едва ли не современностью, инженеры под разные условия искали оптимальные конструкции подвески. Какие только схемы не появлялись! Вспомним качающиеся полуоси у Pinzgauer и Tatra. Или поперечные рычаги, каждый из которых крепился к противоположному лонжерону у фордовской подвески Twin I-Beam. Либо задние продольные рычаги, которым отдавали предпочтение конструкторы нашего ЛуАЗа и Citroen. Спереди изредка (но массово — на VW Kafer) в качестве основного элемента использовались поперечные торсионы, расположенные друг над другом, заключенные в трубы и связанные с продольными рычагами.
Отдельно стоит упомянуть подвеску Де Дион — симбиоз зависимой и независимой схем. В ней подпружиненная балка, связанная с колесами, была разъединена с корпусом редуктора, который жестко прикреплялся к раме или кузову. По кинематике подобная конструкция достаточно продвинута, близка к независимым подвескам. Но распространения по ряду причин не получила.
Все эти изыскания имели почти всегда единый результат — отказ от перечисленных схем либо применение их ограниченно, на узкоспециализированных, специфических автомобилях, для которых поведение на дороге было делом десятым. Объяснения просты — конструкции в той или иной степени обеспечивали машинам ущербную управляемость. Например, при качающихся полуосях и поперечных рычагах работа подвески вызывала изменение колеи. А ходы колес, связанных с продольными рычагами, меняли уже размер колесной базы. При этом кинематика этой подвески была такова, что в поворотах колеса наклонялись вместе с кузовом, создавая склонность к заносу. Особенно если подобная конструкция применялась спереди и сзади, чем грешили на некоторых Citroen.
Сейчас трудно сказать, кто конкретно и когда придумал и внедрил двухрычажную схему. По упомянутым уже BMW и Skoda середины 30-х годов с поперечными рессорами, где они выполняли функции направляющих элементов, понятно, что над проблемой кинематики подвески при ее артикуляции инженеры думали давно. Так или иначе, а в тех же 30-х парные поперечные рычаги начали использовать, скажем, в GM и Mercedes. Чуть позже на вооружение их приняли и другие производители, среди отечественных ГАЗ — на Победе и 21-й Волге. Конструкция могла и может отличаться деталями. Например, первое время рычаги с поворотным кулаком связывал преимущественно шкворень, после его повсеместно заменили двумя шаровыми опорами. Были варианты по компоновке упругих элементов. Амортизатор и пружина размещались раздельно или один внутри другой. А сейчас едва ли не везде используется стойка, которая может быть пропущена через верхний рычаг либо находиться за его пределами. Наконец, нижний рычаг выполняется А-образным или прямым. Все это не столь важно по сравнению с базовыми характеристиками двухрычажки.
Они близки к идеальным. При коротком верхнем и длинном нижнем рычагах подобная подвеска обеспечивает минимальные изменения колеи автомобиля. То есть при вертикальном движении колес они сохраняют свое положение практически неизменным. Восприимчивость к усилиям в продольном направлении (при ускорениях и торможениях) также ниже, хотя часто этому способствуют дополнительные диагональные рычаги (растяжки). В конце концов, большое количество шарниров обеспечивает лучшую по сравнению с другими схемами плавность хода. Не зря эту конструкцию до последнего времени использовали на моделях начиная с D-класса. Или даже на более компактных машинках. Вспомним, каким балансом управляемости и комфорта обладали Honda Civic и Integra выпуска до 2000 года! Увы, «двухрычажка» тоже не безгрешна. И если ресурс нагруженной нижней шаровой опоры еще можно списать на манеру вождения, то себестоимость всей системы для производителей оказалась решающим фактором. Конечно, были и другие трудности — например, организация подвода валов к колесам при переднем приводе, компоновка подвески при поперечном расположении силового агрегата. Но ведь на той же Honda и многих других автомобилях этот вопрос решали. Словом, экономия…
Спереди на смену «двухрычажке» пришел McPherson, или «качающаяся свеча». Хотя исторически правильнее будет сказать, что оба этих типа передних подвесок в какой-то момент развивались параллельно. Причем прообраз изобретения американца Эрла Макферсона, относящегося ко второй половине 40-х, можно найти в свечных подвесках, которые делали едва ли не с конца XIX века. В них поворотный кулак, подпираемый пружиной, вращался вокруг трубы, выполнявшей функции шкворня. То есть упругий элемент был совмещен с осью поворота колеса. А в подвеске Макферсона эта ось сходилась с амортизаторной стойкой. Правда, на этом совпадения заканчиваются.
Единственный прямой или L-образный нижний рычаг. Стойка, упирающаяся не в него, а связанная с поворотным кулаком. Стабилизатор, на ряде подвесок играющий роль диагональной растяжки, или наличие таковой. McPherson отличает простота, вытекающая из нее технологичность, низкая себестоимость, компактность по ширине, меньшая по сравнению с двумя рычагами масса, значительный ресурс шаровой опоры. К сожалению, есть и ряд недостатков. Например, неважная «конструктивная» плавность хода. Изменение развала колес при артикуляции подвески (поворотный кулак при единственном рычаге ходит по дуге). Большие нагрузки на шток амортизатора и верхнюю опору. Велико воздействие на McPherson возмущающих сил, возникающих на переднеприводных автомобилях при интенсивном разгоне. Тем не менее начиная с 60-70-х годов «качающаяся свеча» активно вытесняла «двухрычажку». Например, отказались от таковой, за исключением флагманов и GT-моделей, в BMW и Mercedes. Пали последними редутами Mazda 6 и Honda Accord 2012-13 модельных годов, чьи предыдущие поколения, несмотря на передний привод и поперечное расположение агрегата, имели по паре рычагов. А паркетникам «двухрычажка», видимо, не полагается по статусу. Хотя кому как не им было бы логично иметь более надежную и ресурсную, чем McPherson, конструкцию, которая, к тому же, обеспечивала бы лучшую плавность хода. В общем, массово теперь двойные рычаги можно встретить разве что на E-классовых и более крупных моделях, на внедорожниках да на Audi — начиная с A4.
Конструкция задней подвески также претерпевала изменения. Стоит, однако, сказать, что до середины-конца 80-х годов не редкостью на заднеприводных легковых автомобилях был цельный мост. На переднеприводных сзади также использовалась зависимая подвеска. Пока в 70-х в Audi не разработали полузависимую схему, представлявшую собой П-образную балочку, на концах которой висели колеса. Будучи подпружиненной, эта конструкция, скручиваясь, работает как торсион. И обеспечивает правому и левому колесам кое-какую свободу независимо друг от друга. Не идеал, который уже в наше время дорабатывали устройством эластичных связей между балкой и ступицей — ради обеспечения эффекта подруливания. Хотя еще раньше та же «опция» была предложена Mercedes в начале 80-х на D-классовой модели 190 — в рамках впервые появившейся многорычажной подвески. И с тех пор между этими системами паритет. Полузависимая подвеска — удел «бюджетников». Ее можно встретить в гольф-сегменте, но не массово (Toyota Corolla, «французы», Civic-хэтчбек). А до класса D она если и добиралась, то совсем уж эпизодически. Там и далее умами инженеров правят «многорычажки», сложные, дорогие, однако позволяющие до нюансов отточить ходовые качества.
А что с надежностью, как за время эволюции инженерных решений изменилась она? Конечно, глупо сравнивать рессорные подвески с многорычажными. Тем более что в отношении ходовой части человеческий фактор имеет еще большее значение, чем касательно двигателя и трансмиссии. И все же некоторые выводы сделать можно.
Например, вспомнить, насколько долго сохраняли свои качества подвески Mercedes 190, E-class в кузове W124 и «тройка» BMW E36. Или как показательно невозмутимо ехал «сто сорокет», не исключено, переживший не одного хозяина. Да что там, Corolla, Corona, Camry начала 90-х, если к ним относились бережно, с целой «ходовкой» могли разменять третье десятилетие. Такие экземпляры попадаются до сих пор.
Теперь же мало кого удивляют стойки, которые начинают стучать задолго до 100 тыс. км. Едва ли не общая тенденция замена ступичных подшипников на 50-70 тыс. км. Или при том же пробеге — опорных чашек стоек в McPherson, которые производители почему-то не удосуживаются качественно защищать от грязи. Также общее место — переход на рычаги с несъемными шаровыми опорами, причем на моделях, далеких от «премиума». Да, для того же McPherson это, казалось бы, не критично — шаровая не нагружена и способна ходить долго. Однако опять же есть примеры, когда вместе с рычагами их нужно менять при пробегах в половину «сотки» или около того. Порой аналогичным образом подводят сайлент-блоки, тоже предлагаемые лишь вместе с рычагами. Да и сами они из-за стремления снизить неподрессоренные массы часто выполняются алюминиевыми, а это сказывается на ресурсе опор и «резинок».
Характерный пример иного рода — «двухрычажка» Audi. Ходит долго, за сотню, до конца сохраняя свои качества. Однако спереди имеет по четыре шаровых опоры на колесо, запрессованных в алюминий сдвоенных верхних и нижних рычагов. Какому-то по счету хозяину придется серьезно вложиться…
«Укрупнение» предлагаемых запчастей касается не только шаровых и рычагов. Не секрет — часто сейчас подшипники идут только вместе со ступицами и, что совсем удивительно, на некоторых моделях (например, Volvo) втулки — вместе со стабилизаторами. И это мы не говорим о различных пневмо- или гидросистемах, которые сами по себе источник проблем и денежных вложений. К сожалению, от этого никуда не деться. Поэтому о покупке того или иного б/у автомобиля стоит решать не после краткой поездки — по результатам всеобъемлющего осмотра где-то даже диагностики подвески. Что же ожидать дальше? На «народных» автомобилях, во всяком случае, конструктивно вряд ли что-то кардинально изменится. Хотя экономия «на металле», наверное, будет прогрессировать. А вот от премиума можно ожидать большей «электрификации» шасси и применения синтетических материалов. Примеры есть.