Долгое время рессоры машин практически не отличались от применявшихся на конных рессорных колясках. Но в середине XX века появилась и принципиально новая подвеска
Алексей Стрелков

Амортизаторы пневматической подвески
Гидропневматическая подвеска современного автомобиля Citroen

Стремясь отгородить свой организм от вредного воздействия дорожных неровностей, человечество придумало снабжать средства передвижения подвеской. Правильнее, наверное, говорить — подвеской не колес, а кузова (хотя что к чему подвешивается — вопрос философский). Сначала изобрели листовую рессорную, затем пружинную и торсионную подвески. Вообще-то «изобрели» — громко сказано. Ведь понятно, что первая конструкция ведет свою родословную от первобытного лука, другие упомянутые варианты тоже не стали откровением и известны очень давно. При всей своей простоте они имеют ограниченные возможности и линейные характеристики, что не всегда хорошо. Однако существует еще один тип подвески, менее распространенный, а до недавнего времени и вовсе экзотический для нашей страны. Его возможности практически безграничны, а характеристики могут меняться в широких пределах.

Первым идея использования упругих свойств газа посетила Джона Данлопа, обувшего велосипед своего сына в самодельные пневматические покрышки. Дальнейший ход конструкторской мысли затормозился на несколько десятилетий. То ли свежих идей не возникало, то ли технологии не позволяли… Хотя, если быть справедливым, в истории можно отыскать достаточно давние случаи установки пневмобаллонов на автомобили, но они единичны, и поэтому ими можно пренебречь.

Подвеска для Фантомаса

Настоящим откровением можно назвать гидропневматическую подвеску фирмы Citroen. Она была разработана для футуристического автомобиля Citroen DS19, который стал известен и в России благодаря знаменитым фильмам про Фантомаса. Вот уже полвека она главенствует на автомобилях знаменитой французской марки, особо не изменяясь. Идея проста и изящна. В основе конструкции — гидроаккумуляторы, иначе называемые гидросферами. Они имеют шарообразную форму и разделены изнутри на две секции. В одну из них под большим давлением закачан азот, другая заполнена жидкостью и «дружит» с газом через гибкую мембрану.

Исполнительный элемент подвески — телескопические поршневые пневморессоры. Функционально они аналогичны привычным стойкам, но не имеют снаружи пружин. Каждая пневморессора состоит из цилиндрического корпуса, на который опирается кузов автомобиля, и поршня, связанного с рычагом подвески посредством штока. К верхнему торцу пневморессоры приворачивается гидросфера.

Автомобиль своей массой вгоняет шток с поршнем в корпус стойки, но этому противится находящаяся внутри жидкость, которая, как известно, несжимаема. Зато сжимаем газ, закачанный в гидросферу, он-то и исполняет функции пружины.

Пневмогидравлическая подвеска значительно «умнее» своих традиционных собратьев и позволяет добиться высокого комфорта. Даже в простейшем исполнении, всего лишь связав между собой гидравлические полости стоек, мы получим интересный эффект. При наезде одного из колес на препятствие жидкость, вытесненная из корпуса соответствующей пневморессоры, приведет в движение поршни остальных стоек, и весь кузов плавно поднимется, сохраняя горизонтальное положение.

Характеристики подвески можно варьировать прямо на ходу. Изменяя давление жидкости в системе, мы имеем возможность выбирать величину дорожного просвета, уменьшая ее на высоких скоростях и увеличивая на бездорожье, а также менять упругость стоек. Проделывать это можно как в режиме ручного, так и автоматического управления. Для создания нужного давления в гидросистему включены электропомпа и корректоры регулировки высоты передка и задка кузова, представляющие собой регуляторы давления. В ранних, простейших системах корректоры, механически завязанные на рычаги подвески, отслеживали положение кузова относительно дороги и меняли клиренс в зависимости, например, от загрузки багажника. Ныне эти функции возложены на электронику, управляющую системой электроклапанов, корректоров и так далее. «Мозги» самостоятельно регулируют крены кузова, меняют упругость стоек и клиренс согласно условиям движения.

Сложность пневмогидравлических подвесок не отражается на их надежности. К примеру, подвеска автомобилей марки Citroen ходит без ремонта несколько сотен тысяч километров в самых сложных условиях. Нужно лишь не забывать о периодической смене гидросфер и жидкости. В общем, в эксплуатации такая подвеска приносит некоторые дополнительные хлопоты. Да и в производстве пневмогидравлика сложна — требуется прецизионное качество деталей гидравлической системы, чтобы не допустить нарушения ее герметичности. Поэтому такая подвеска стала своего рода фамильной чертой автомобилей Citroen. Другие фирмы, экспериментировавшие с гидропневматикой, в итоге от нее отказались.

Без гидравлики

Существует еще один тип пневмоподвесок, в нем используются армированные резиновые мешки — пневмобаллоны. Впервые в серийном производстве их применила американская автомобильная промышленность еще в конце 50-х. Не без гордости за отечественный автопром можно вспомнить некоторые автобусы производства ЛиАЗ и ЛАЗ, а также экспериментальную модификацию грузового ЗиЛ-131, на которых были установлены подобные системы.

Конструкция до смешного проста: между мостом и рамой, в помощь листовой рессоре, помещается надувной резиновый мешок, сообщающийся через систему жиклеров и клапанов с воздушным резервуаром. В последнем при помощи компрессора поддерживается высокое давление. При наезде на препятствие мост идет вверх, сжимая пневмобаллон. Давлением воздуха открывается клапан, и содержимое пневмобаллона свободно перетекает в воздушный резервуар через перепускные отверстия, демпфируя усилие, передаваемое кузову. При ходе отдачи газ проделывает обратный путь, но уже через калиброванные отверстия, задерживая перемещение моста вниз.

В систему пневмоподвески включены регуляторы положения кузова. Регулятор содержит систему клапанов, управляемых рычагом, механически связанным с колесной осью. Он автоматически отслеживает величину дорожного просвета и, добавляя воздух в пневмобаллоны или, наоборот, стравливая его, поддерживает постоянную высоту резиновых мешков. Таким образом удается корректировать расстояние между кузовом и дорогой в зависимости от загрузки. Некоторые автобусы, снабженные пневмобаллонами, умеют даже приседать, принимая пассажиров.

Пневмоподвеска в чистом виде, без гидравлических элементов, сейчас, можно сказать, в моде. Многие ведущие производители, например Volkswagen, Toyota, Rolls Royce и Audi, ставят ее на свои машины, особенно дорогие и комфортабельные. С ее помощью также можно изменять дорожный просвет и прочие характеристики. Оправдано ли усложнение конструкции (а значит, и увеличение цены) этими дополнительными возможностями — решать потребителю. В конце концов, чаще всего пневмоподвеска предлагается в качестве одной из опций, и покупатель машины может ограничиться традиционными амортизаторами.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№7, Июль 2004).
Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.