Эх, если бы дело было только в ездовых повадках! Тогда бы у Весты, да и у «восьмерок» с Приорами и Грантами, спереди могли бы быть не стойки инженера МакФерсона - или, как их иногда называют, «качающаяся свеча», а двухрычажные подвески. Помните, как классно управлялась Honda Civic пятого поколения или «первая» Mazda 6? У них спереди были именно двухрычажки. Но потом конструкторы и Мазды, и Хонды тоже перешли на McPherson... Валерий Николаевич Лата, начальник вазовского отдела архитектуры и синтеза шасси, говорит, что двухрычажка - штука хорошая, но дорогая, прежде всего в производстве. А еще она создает огромные трудности при компоновке моторного отсека, особенно при поперечном расположении двигателя: очень трудно разместить верхний рычаг в колесной нише. Рычаг окажется либо слишком высоко, что ограничит ход подвески на сжатие, либо будет слишком коротким, что плохо для кинематики.
А стойки McPherson - простые и надежные (минимум шарниров). Но главное, что компоновщикам легко «подружить» МакФерсон с любым силовым агрегатом - хоть с продольным, хоть с поперечным. Именно поэтому подвесками такого типа не брезгуют даже BMW, Mercedes и Porsche. И это - несмотря на очевидные минусы для управляемости! Во-первых, с МакФерсоном труднее, чем с двухрычажной подвеской, обеспечить заданную жесткость кузова (из-за большей высоты расположения верхних опор стоек относительно лонжеронов). Во-вторых, амортизатор испытывает нагрузку на изгиб, что негативно отражается на его «основной работе». А в-третьих, и это самый серьезный минус, страдает кинематика - «антиклевковая геометрия» и так называемая компенсация развала.
Ведь шина лучше всего работает, когда колесо стоит строго перпендикулярно дорожному полотну, верно? При неизбежном крене кузова в повороте колесо наклоняется, приобретая так называемый положительный развал, - и запас сцепных свойств уменьшается, хотя именно сейчас надежное сцепление с дорогой на вес золота! Так вот, кинематика подвески может смягчить этот неприятный эффект. Для этого на ходе сжатия подвеске хорошо бы сработать так, чтобы наружное, нагруженное в повороте, колесо приобрело отрицательный развал - желательно точно такой же, как и положительный развал, вызванный креном кузова. То есть свести эффект от крена на нет. Взгляните на схемы: видно, что двухрычажная подвеска справляется с этой задачей гораздо легче, чем McPherson! Особенно если верхний рычаг двухрычажки значительно короче нижнего и рычаги наклонены так, чтобы при виде спереди скрещиваться в виде буквы X, - тогда компенсация развала будет гораздо больше тех нескольких градусов, что позволяют стойки McPherson: ведь верхняя точка «качающейся свечи» фиксирована. Более того, когда нижний рычаг проходит «мертвую точку», развал дальше не увеличивается, а уменьшается! И, увы, конструкторы не в силах сколько-нибудь значительно изменить кинематику «качающейся свечи», задаваемую в основном наклоном и длиной нижнего рычага: все опять-таки упирается в компоновку.
И остается только выбирать вариант исполнения: с подрамником или без. Подрамник, со слов Латы, не столько способствует структурной жесткости (ее можно повысить и за счет конструкции кузова), сколько позволяет обеспечить требуемую точность взаимораспо-ложения деталей, а попутно упрощает процесс монтажа передней подвески и рулевого управления. На лишенной подрамника «восьмерке» и всех ее производных, вплоть до Калины и Гранты, технологи вообще не могли гарантировать надлежащую точность расположения креплений рулевого механизма, рычагов и стоек подвески - даже в пределах двух миллиметров. На Весте же этот допуск - всего миллиметр. А современный L-образный рычаг для Весты выбрали, потому что, в отличие от классического А-образного, он позволяет совмещать высокую поперечную жесткость (ее обеспечивает передний шарнир) с большой продольной податливостью, задаваемой мягким задним сайлент-блоком. Первое нужно для живости и точности отклика на действия рулем, а второе - для лучшей плавности хода.
С задней подвеской свободы больше. Худший, с точки зрения Латы, вариант (хотя это и самое дешевое решение для полностью независимых подвесок) - все тот же McPherson. Во-первых, пружина над колесом «съедает» полезный объем багажника. Во-вторых, стоящие высоко в салоне верхние точки крепления - это мощный ретранслятор всех дорожных шумов. В-третьих, комфорту не способствует и нагруженность стойки продольными и боковыми силами. А в-четвертых, обеспечить приемлемую кинематику можно лишь с помощью очень длинных продольных и поперечных штанг.
Несколько удачнее, хотя и дороже, трехрычажная схема с двумя поперечными и одним продольным рычагом - такую, например, имел кроссовер Toyota RAV4 первого поколения. Пример дальнейшего развития трехрычажной схемы - фордовская подвеска Control Blade на Фокусе. Здесь короткий верхний рычаг также заменяет здоровенную стойку, а разнесенные пружина и амортизатор позволяют освободить последний от изгибающей нагрузки. Но и у этой схемы есть недочеты: при больших ходах подвески кинематический конфликт продольного и поперечных рычагов перегружает сайлент-блоки. Неспроста же на новом Mondeo фордовцы отказались от схемы Control Blade. Хотя в производстве такая конструкция гораздо дешевле подвесок с нижним интегральным рычагом или других вариантов многорычажек.
А вот с точки зрения экономистов и технологов, вне конкуренции полузависимая Н-образная балка, или подвеска со связанными продольными рычагами, как ее именуют вазовские инженеры. И неспроста именно эта схема применяется чуть ли не на всех относительно доступных переднеприводниках. Кстати, такая подвеска даже дешевле неразрезного моста на рессорах! Но для инженеров подобная балка - та еще головная боль. Прежде всего, такую подвеску сложно настроить: даже изменение угловой жесткости - целая история. А чтобы совместить ее с полным приводом, приходится лавировать между маленьким дорожным просветом и малыми ходами подвески (примером тому - Suzuki SX4 и Toyota Urban Cruiser). Но главное, что у этой балки врожденная проблема с поперечной жесткостью и элас- токинематическим доворотом колес под действием боковой силы. Достичь с Н-образной балкой золотого соотношения, когда продольная жесткость в десять раз меньше поперечной и во столько же больше вертикальной, так же сложно, как и в случае с уже ставшей раритетом подвеской на косых рычагах (яркие примеры из прошлого - «трешка» BMW серии ЕЗО и Mercedes-Benz в кузове W123). Дело можно поправить эластокинематикой, то есть податливостью сайлент-блоков: располагая их под углом и добиваясь большой разницы их осевой и радиальной жесткости. Но помогает это лишь отчасти.
Зато у Н-образной балки есть неоспоримое преимущество на неровных российских трассах: минимум кинематического подруливания! Исключением может стать разве что машина с неудачно развернутыми шарнирами и их малой жесткостью - вспомните, например, Hyundai Solaris/Kia Rio (АР №3, 2012). Но если все рассчитано и воплощено верно, то единственная вольность, которую может себе позволить такая балка при сжатии или отбое, это незначительно трансформировать угол развала в угол схождения. Но в целом, автомобиль с «правильной» полузависимой подвеской даже стабильнее, чем с многорычажкой,особенно при разнонаправленных ходах колес. И это одна из главных причин - не считая, конечно, цены, - почему для Весты, в отличие от вазовского «Проекта С» (АР №9, 2009), выбрали именно Н-образную балку. Причем не от Калины, Логана или Флюенса, а от электромобиля Renault ZOE, где нагрузка на заднюю подвеску больше: она крепче и выносливее. А поскольку точки ее крепления определяют ширину расположения лонжеронов и амортизаторов, что в конечном счете задает поперечный размер багажника между арками, то вазовцы «растянули» балку на 50 мм вширь. Любопытно, что точки крепления Н-образной балки можно запросто использовать и для продольных рычагов подвески МакФерсон, и для трехрычажек, включая подвески Control Blade! Именно поэтому Toyota, Volkswagen или Honda с такой легкостью меняют типы задней подвески в рамках одной платформы или матрицы.
Есть у балки и другие секреты. Например, чтобы при наезде на кочку продольный удар не оборачивался еще и ударом вертикальным, колесо на ходе сжатия должно непременно уходить назад. Для этого сайлент-блок нужно располагать как можно выше, чтобы рычаг всегда «смотрел» вниз - иными словами, имел наклон. А для благоприятного изменения схождения при крене (колесо должно доворачиваться внутрь) нужно как можно выше расположить еще и ось кручения поперечины, связывающей рычаги. Именно поэтому у Весты, по примеру большинства совре-менных иномарок, профиль поперечины развернут на 90 градусов: он не С-образный, как на Гранте/Калине, а П-образный.И пружины с амортизаторами разнесены.
Хотя сами вазовцы в этой связи любят проводить параллели не с иномарками, а с Окой: на ней, мол, еще в восьмидесятых годах, задолго до «российской» эпохи Renault, применили и заднюю подвеску с отдельными пружинами, и реечный рулевой механизм, закрепленный снизу на подрамнике. Что же касается рулевого управления, то сейчас альтернативы реечной схеме нет: «рейка» не сочетается разве что с зависимой подвеской. Такой механизм обеспечивает максимум информативности, а с появлением электроусилителей удалось компенсировать практически все его недостатки. Не осталось альтернативы и нижнему его расположению - на подрамнике. «Верхняя рейка», как, например, на «восьмерке», тяжелее и дороже, она транслирует шум в салон, а щит передка не обеспечивает должной жесткости. Так что у Весты механизм снизу. Любопытно, что вазовцы хотели избавиться от верхнего расположения «рейки» еще на «десятке», да так и оставили ее там же - то-то «десятка» отличалась «коровьей» управляемостью. Но почему же все новшества, уже успевшие стать если не классикой, то нормой мирового автопрома, внедряются только сейчас, на Весте? Только ли дело в приходе Renault? Во-первых, сейчас вазовцы куда шире, чем раньше, используют системы автоматизированного проектирования. С 2004 года они экспериментировали с системой ADAMS, а спустя два года стали использовать ее официально. Тогда же начали активно работать с компанией ZF, в 2007 году к сотрудничеству присоединилась фирма Magna - они помогали с «Проектом С». А в 2009 году пару ZF-Magna потеснил альянс Renault-Nissan, дополнив инженерные компетенции еще и экономическими. Так что в известном смысле Веста - это тот же «Проект С», только в варианте low-cost. Дешевле.
Отработка конструкции, в том числе и подвесок, сейчас ведется преимущественно в виртуальной реальности. Внутри компьютерных программ новые детали сперва проходят «технологические» тесты на собираемость, затем - на надежность и долговечность. Цифровая модель нового автомобиля даже выполняет экстренные маневры: у вазовцев несколько десятков стандартных компьютерных тестов на управляемость и устойчивость. Хотя полностью переложить на компьютеры функции испытателей пока что нельзя: невозможно собрать достаточное количество данных. Детали, что изготавливают в Тольятти (прочие узлы тестируют сами поставщики), перед постановкой на конвейер проходят цикл стендовых нагружений, соответствующих полному ресурсу. Для Весты, кстати, это 220 тысяч километров против 160 тысяч у Калины. И, конечно, во всем, что касается настройки управляемости, последнее слово - за экспертами-испытателями. К слову, основными для вазовцев являются маневры «Змейка» и «Рыболовный крючок» (последний особенно важен для оценки работы систем стабилизации). А вот наши авто-ревюшные маневры «Лосиный тест», «Переставка» и «Поворот» вазовцы недолюбливают: ворчат, что слишком уж велика роль водителя. То есть компьютерный расчет шасси создает базис, основу, с которой затем предстоит работать. И какой она будет на ВАЗе, до сих пор решают инженеры, а не маркетологи! Хотя без одобрения финансистов-экономистов никуда.
Вазовцы, например, предпочитают иметь более высокое положение центра крена (АР №9, 2008), чтобы уменьшить поперечную раскачку кузова и увеличить клиренс. Хотя с каждым годом все больше ориентируются на дороги, как они сами выражаются, «европейского качества» - более ровные. Тенденцию можно проследить по изменению диаметра переднего стабилизатора поперечной устойчивости: 16 мм на «восьмерке», 18 мм на «десятке», 20 мм на Калине, 22 мм на Гранте и целых 24 мм - на Калине-2. А на Весте крепление стоек стабилизатора перенесли с нижних рычагов на телескопические стойки - за счет этого эффективность штанги стабилизатора диаметром 24 мм выросла почти вдвое! Настройку шасси в Тольятти всегда начинают с пружин, добиваясь нужной плавности хода. Затем, «играя» передним стабилизатором и жесткостью задней балки, подтягивают управляемость. А окончательная шлифовка ездовых свойств - с помощью амортизаторов. Именно за этим я недавно понаблюдал, присоединившись к испытателям ВАЗа и СААЗа (это Скопинский автоагрегатный завод, который поставляет стойки на вазовский конвейер). Очень интересно! Настолько, что заслуживает отдельного рассказа.
[свернуть]