Автомобили с ДВС и гибриды: история, настоящее, будущее

[Touring]

В быту от оппозитов все массовые марки отказались, из-за экономических и экологических требований, кроме Субару, для которой это основной дифференциатор в конкурентной борьбе.

Причины простые, когда нормой стало расположение предкатализаторов прямо у выходов из блока, это в Европе 99-й год и стандарт Евро-3, преимущество оппозитной схемы в высоте центра масс ушло, а её минус в повышенной ширине расположения лонжеронов, нужного для установки такого мотора, остался.

Как и экономический минус, наличие двух раздельных головок блока, а не одной единой как у рядника. При 4-клапанных головках с прямым приводом клапанов нужно целых четыре распредвала, а не два у рядника. Если ставить на оппозит систему изменения фаз газораспределения, то нужно в два раза большее количество вариаторов, чем у рядника, два а не один на впуске, или четыре а не два на впуске и выпуске.

Сложнее и дороже коленвал, чем у рядника. Сложнее выпускные и выпускные системы, и система привод распредвалов. Ну и обслуживать менее удобно.

 

[Ту-155]

В быту от оппозитов все массовые марки отказались, из-за экономических и экологических требований, кроме Субару, для которой это основной дифференциатор в конкурентной борьбе.

Причины простые, когда нормой стало расположение предкатализаторов прямо у выходов из блока, это в Европе 99-й год и стандарт Евро-3, преимущество оппозитной схемы в высоте центра масс ушло, а её минус в повышенной ширине расположения лонжеронов, нужного для установки такого мотора, остался.

Как и экономический минус, наличие двух раздельных головок блока, а не одной единой как у рядника. При 4-клапанных головках с прямым приводом клапанов нужно целых четыре распредвала, а не два у рядника. Если ставить на оппозит систему изменения фаз газораспределения, то нужно в два раза большее количество вариаторов, чем у рядника, два а не один на впуске, или четыре а не два на впуске и выпуске.

Сложнее и дороже коленвал, чем у рядника. Сложнее выпускные и выпускные системы, и система привод распредвалов. Ну и обслуживать менее удобно.

А как же 911? Или в этом сегменте решили пренебречь перечисленными проблемами?

 

[Touring]

А как же 911? Или в этом сегменте решили пренебречь перечисленными проблемами?

Так и есть, решили, но очень сложно и дорого, см. фото ниже.

В том числе смогли это сделать потому, что мотор у данной модели в заднем свесе, где нет таких лонжеронов как в переднемоторной машине, поэтому они смогли распихать предкатализаторы по бокам от него. И в эту упаковку им ещё нужно сейчас вместить две турбины, и обеспечить теплоотведение от них, и от выхлопной системы. При том что парубки к радиатору охлаждения и интеркулерам им в отличии от старых воздушников нужно тянуть через весь салон, вперёд. Довольно надуманная сложность, приводящая к дороговизне, и в производства, и в обслуживания. Модель и так была недёшева, а стала вообще золотой, при том что тираж вырос.

 

[Ту-155]

Так и есть, решили, но очень сложно и дорого, см. фото ниже.

В том числе смогли это сделать потому, что мотор у данной модели в заднем свесе, где нет таких лонжеронов как в переднемоторной машине, поэтому они смогли распихать предкатализаторы по бокам от него. И в эту упаковку им ещё нужно сейчас вместить две турбины, и обеспечить теплоотведение от них, и от выхлопной системы. При том что парубки к радиатору охлаждения и интеркулерам им в отличии от старых воздушников нужно тянуть через весь салон, вперёд. Довольно надуманная сложность, приводящая к дороговизне, и в производства, и в обслуживания. Модель и так была недёшева, а стала вообще золотой, при том что тираж вырос.

А расскажите, пожалуйста, про заднюю подвеску 911.
Слышал, что там очень интересно.

 

[Touring]

Не вопрос.

Упомянутая сложность компоновки мотора и коробки не позволила им поначалу сделать для 911-го хорошо работающую конструкцию задней подвески. Которая на деле всегда и определяет устойчивость, и реакцию на рулевые воздействия. Банально мало места для хорошей конструкции, при продольных коробке и моторе. Да и до середины 70-х Порше не было приложено особых усилий для обеспечения наилучшего поведения машины, так как это не требовалось рынком.

Задняя у них исторически в ранних воздушниках была на довольно простых качающихся диагональных рычагах, одному на сторону.

Стандартное решение на Бенцах того временного отрезка, начиная с конца 60-х годов (у последних такая была вплоть до начала-середины 80-х, после чего они перешли на задние 5-рычажки). Причём у Порше она была ещё не на пружинах, а с поперечным торсионом.

У этой схемы, кроме плюсов в виде компактности, простоты, и относительной дешевизны, а также отказоустойчивости, есть и минусы. Первый, при движении колеса вверх нарушается заданный развал, что приводит к снижению площади пятна контакта, и снижению степени устойчивости. Второй, при воздействии силы, перпендикулярной колесу, например при сбросе газа в повороте, внешнее колесо с ней приобретает расхождение.

Происходит это из-за податливости сайлентблоков крепления рычага, в свою очередь нужной чтобы на неровностях эластично оттягивать колесо назад, и за счёт этого снижать уровень вибраций, передаваемых на кузов. Ранние 911-е из-за такого изменения схождения резко заносило, требовалась быстрая обратная коррекция рулём, устойчивый навык это делать. И оппозитный мотор в заднем свесе, выгодный на разгоне по прямой, из-за лучшей загрузки задней оси, а также вследствие переноса веса при разгоне назад, тут уже не помогал, а только всё усугублял.

В гонках данного эффекта не было, так как там нет требований обеспечения комфорта, поэтому нет сайлентблоков, вместо них не податливые шаровые соединения.

На передней оси в воздушниках у 911-х очень долго стоял довольно банальный МакФерсон с нижними поперечными рычагами.

Плюсы у этой схемы те же, что и у качающихся рычагов, но и минусы те же, изменение развала при движении колеса вверх. Вдобавок,в значительная высота верхнего крепления амортизатора, повышающая высоту капота, и за счёт этого снижающая обзорность, а также ухудшающая обтекаемость. Она была применена Порше ради экономии, так как для крепления верхнего рычага более совершенной по кинематике двухрычажки требовалось существенно усиливать структуру кузова в этих местах, что параллельно его утяжеляло.

Причём этот Макферсон тоже шёл тогда не на пружинах, а на продольных торсионах, ради большей компактности.

И такая передняя и задняя конструкции были у 911-го аж до 89-го года, и 964-го типа.

 

[Touring]

Всегда бывший при деньгах Бенц, кстати, применял с 50-х и вплоть до начала-середины 80-х только передние двухрычажки пружинного типа, "в колесе".

К передней двухрычажке он вернулся уже в 90-х, но уже с верхним рычагом, вынесенным вверх колеса, и вынесенной вверх пружиной и амортизатором, для свободного пропуска полуоси, в области бывшей амортизационной стойки, и реализации таким образом полного привода.

До конца 60-х он использовал сзади двусоставной разрезной мост собственной хитрой конструкции, на продольных тягах, и пружинных стойках (которые на фото ниже сняты).

Хорошо работавшие схемы, и передняя и задняя, так как были тщательно откатаны им перед этим в гонках.

Как упоминалось, в конце 60-х он перешёл сзади на качающиеся диагональные рычаги, а в начале-середине 80-х на пятирычажку на сторону. Это тоже шло из гоночного опыта, адаптированного для дорожного применения.

Так что дорожные машины Порше очень долго от Бенца в подвесочной части отставали, и не только от него.

 

[Ту-155]

Браво, спасибо!
Кстати, о бенцевских подвесках интересно рассказывает знаменитый в узких кругах человек:

 

[Touring]

К тому же, бытовой 911-й был повышенно шумным, из-за мотора почти в салоне. Его малая колёсная база в 2.27 метра, выгодная для вёрткости, и скорости реакции на рулевые воздействия, не позволяла поставить полноценные задние сиденья. Наконец, двигатель воздушного охлаждения имел предел по производительности теплоотведения, и поэтому отдаче.

По этой причине в Порше к 78-му разработали 928-й, с невысоким 90-градусным V8 переднего расположения и жидкостного охлаждения. Цельноалюминиевый, с алюминиевым безгильзовым блоком из заэвтектического 390-го сплава.

Но с коробкой по-прежнему над задней осью, ради лучшего продольного распределения массы. Ради этого же сам двигатель сильно смесили в колёсную базу. При этом, что характерно, сцепление оставили у двигателя, а его корпус соединили с задне расположенной коробкой жёсткой трубой, внутри которой проходил карданный вал. Сделано всё это было для снижения вибраций полноскоростного кардана, и жёсткого закрепления механизма выбора передач на этой трубе, и поэтому фактически на корпусе коробки, обеспечивавших минимум люфта, и нужное качество включений.

Видна передняя двухрычажка на сторону, с пружинными стойками, позволявшая сохранить развал при движении колеса вверх постоянным, вместо более примитивного торсионного МакФерсона 911-го. Что наиболее важно, в машине кардинально изменилась задняя подвеска.

928-й шёл уже с совсем иной, чем 911-й. Фактически, с теми же качающимися диагональными рычагами, нижними, но усовершенствованной конструкции. Также, в отличие от 911-го, здесь присутствуют и верхние, позволившие сохранить развал при движении колеса вверх постоянным. Как и присутствуют пружинные стойки. Причём подрамники, и брекеты креплений передних верхних рычагов к кузову, и рычаги подвесок (исключая нижние задней), идут в алюминии.

Эту схему в Порше назвали Weissach axle.

Нижний рычаг здесь иной геометрии установки, и с разной жёсткостью его креплений, заднее менее податливое, а переднее более, что вместо расхождения в повороте придаёт колесу наоборот большее схождение, что предотвращет занос машины под сброс газа, и "ввинчивает" её в поворот. Новая подвеска уже полностью корректно устанавливает развал и схождение, способствуя лучшей устойчивости, при этом по прежнему эластично оттягивает колёса назад на неровностях, повышая комфорт.

Колёсная база 928-го выросла до 2.5 метра, улучшив комфорт посадки сзади, и курсовую стабильность, при этом не снизив до неприемлемого уровня живость реакций на рулевые воздействия, а двигатель переднего расположения отделённый от салона, был слышен в нём гораздо меньше.

Это был не то что прогресс, а прогрессище, по всем направлениям. Бенц был повержен, не говоря уже про гораздо более "дубовые" тогда БМВ. Это был иной уровень!

 

[constructor]

В начале 80-х кузов машины, разработанной в конце 60-х годов, с достаточно примитивными на тот момент аэро-исследованиями, продули в трубе Пининфарины.

В итоге доводки в ней т. н. вторичной, поэлементной аэродинамики, установили накладки на двери, сглаживающие поток в нижней части боковин кузова, дефлекторы на рамках передних дверей, отводящие его от верхней части боковин, от области дверных рамок и остекления, накладки на капот, закрывающие стеклоочистители, и сглаживающие поток при его заходе на лобовое стекло, сделали более закрытыми колёсные диски, и, наконец более гладкими бамперы. Также, более размерными спойлеры, передний и задний.

Почти не работая с гладкостью днища, и испытав полностью заглушенную фронтальную часть, но не применив управляемые в зависимости от потребности в охлаждении заслонки перед радиаторами, только лишь по причине высокой стоимости этих модификаций в производстве, аэродинамики снизили Cd с 0.42 до 0.33, при сохранении равномерной прижимной силы по осям. Что в сочетании с довольной малой фронтальной проекцией, из-за небольшой высоты и ширины машины, дало общий CdA = 0.60 м2.

Насчет продувок. Так понимаю, что сама труба и автомобиль в ней неподвижны относительно земли. То есть дорожное покрытие под автомобилем неподвижно во время продувки, тогда как реально во время движение по дороге воздух и дорожное покрытие изначально имеют одинаковую скорость. Иначе говоря, автомобиль и дорога реально движутся относительно друг друга, а в трубе - нет. Как это влияет на правдивость результатов продувки?

 

[Touring]

В 89-м году на 964-м типе модели 911 в Порше наконец внедрили упрощённую заднюю подвеску Weissach, с её модифицированным нижним рычагом, но без верхнего 928-й модели.

Тогда же машина получила новую коробку передач G50 от BorgWarner, вместо поршевской 915-й, из-за большей длины которой старый поперечный торсион нужно было делать разрезным, он был неприменим, поэтому сзади вместо него появились пружины.

Ради запуска полноприводной версии и из-за габаритов её переднего дифференциала передняя ось во всех 964-х тогда же перешла с торсионов на пружины, попутно получив подрамник и нижние рычаги из алюминия. Эти изменения позволили, поработав с сайлентблоками, реализовать эластичное оттягивание и переднего колеса назад при проезде неровностей, и за счёт этого повысить комфорт.

Также, реализовать иной наклон рулевой оси, сменив знак плеча обкатки, что улучшило самовыравнивание рулевого управления.

 

[constructor]

По отзывам пользователей, Мерседес имеет самую комфортную подвеску. По ощущениям водителя и пассажиров. Насколько я знаю, а знаю не много, поэтому возможно, это не так.

 

[Touring]

Когда появились достаточные денежные средства, на 993-м типе модели 911, в 94-м году, Порше смогли наконец внедрить заднюю многорычажку, с её 5-ю рычагами на колесо.

Аккуратно обойдя её подрамником коробку.

С тех пор автомобиль этой модели стал действительно отличным по шасси. Хотя передняя двухрычажка на колесо, дающая постоянный развал при движении его вверх, и ему не помешает.

Такую, с коротким по вертикали кулаком, системы "в колесе", поэтому пригодную только для реализации заднего привода, но не полного, и алюминиевыми брекетами крепления к кузову, как на 928-м 78-го года, они и ставят на приспортивленные дорожные модели типа 992, GT3, начиная с 2021-го.

 

[constructor]

С тех пор автомобиль этой модели стал действительно отличным по шасси.

Вот что АВТОКАД животворящий делает. Инструменты проектирования тут сыграли роль, полагаю.

 

[Touring]

Вот что АВТОКАД животворящий делает. Инструменты проектирования тут сыграли роль, полагаю.

И они тоже, но Бенц внедрил такой 5-рычажный задний тип на W201 в 82-м, то есть спроектировал ещё в 70-х.

Порше держится за передний Макферсон на 911-м до сих пор из-за простоты реализации с ним переднего (то есть полного) привода, а также из-за унификации с младшими моделями. И он конечно же научился его отлично настраивать.

Чтобы реализовать ведущие передние полуоси с двухрычажкой на колесо, нужно выносить вверх колеса верхний рычаг, и поэтому делать вертикально длинным его кулак, это несколько ухудшает кинематику работы, повышает массу кулака, а также повышает положение верхней опоры и линию капота. Что не очень оптимально для приспортивленного купе.

Поэтому такую схему, SLA типа, они внедрили на Панамере и Кайеннах с Маканами, а на 911-м оставили базовый передний Макферсон. При этом на самой приспортивленной 911-й модели типа 992, GT3, установили переднюю двухрычажку, но только не чуть компромиссную SLA, а бескомпромиссную, типа "в колесе".

Заднюю 5-рычажную подвеску со времён 993-го несколько изменили, её подрамник теперь обходит коробку только снизу.

 

[2014]

В быту от оппозитов все массовые марки отказались, из-за экономических и экологических требований

Добавлю: оппозиты сложнее в ремонте и обслуживании (попробуйте подлезть свечу выкрутить). Либо нужна принципиально другая конструкция капота (передок должен открываться весь. А это, в свою очередь, не влезает в параметры безопасности.

 

[constructor]

Добавлю: оппозиты сложнее в ремонте и обслуживании (попробуйте подлезть свечу выкрутить). Либо нужна принципиально другая конструкция капота (передок должен открываться весь. А это, в свою очередь, не влезает в параметры безопасности.

Что да, то да. Свечи я менял сам на своей Субару Форестер. Но свечи современные по регламенту меняются раз в 120 тыс км, а фактически можно и 240, наверное. Состояние отработавших свечей хорошее и нареканий к их работе никаких.

 

[Touring]

Насчет продувок. Так понимаю, что сама труба и автомобиль в ней неподвижны относительно земли. То есть дорожное покрытие под автомобилем неподвижно во время продувки, тогда как реально во время движение по дороге воздух и дорожное покрытие изначально имеют одинаковую скорость. Иначе говоря, автомобиль и дорога реально движутся относительно друг друга, а в трубе - нет. Как это влияет на правдивость результатов продувки?

Первые автомобильные трубы 70-х были с неподвижным основанием, потом сумели сделать его движущимся, вдобавок и колёса сейчас вращаются и создают реальное завихрение.

 

[Touring]

По отзывам пользователей, Мерседес имеет самую комфортную подвеску. По ощущениям водителя и пассажиров. Насколько я знаю, а знаю не много, поэтому возможно, это не так.

Вопрос настроек, и общего подхода.

Бенц, исторически закладывая наилучшие по качеству контроля колеса подвесочные системы, долго, вплоть до конца 90-х, проектировал подвески своих машин под большой ход и способность демпфировать значительные колебания без замыкания на отбойники. То есть, по сути, под так себе дороги. До середины 90-х это вообще было нормой, закладывать данные дороги, возможность ездить по ним, в конструкцию машин.

На наилучший контроль также работало разнесение им амортизаторов и пружин в пространстве, с одновременным отнесением их максимально близко к колесу. На наилучшую фильтрацию работали существенные сайленблоки подрамников, и достаточно объёмные сайленблоки самих рычагов. И, конечно, высокопрофильные шины, с податливой боковиной. Как и высоко демпфирующая структура подушек сидений. Не говоря уже о повышенной жёсткости кузова, что всегда благо для комфорта.

Вдобавок, водителя в нём развязывал от дорожных толчков и вибраций демпфер, в конструкции традиционного для марки рулевого управления, с рециркулирущим шариком. Всё это работало в единой, тщательно продуманной и хорошо согласованной системе. Поэтому же Бенц не предлагал тогда различные размеры колёсных дисков, оснащённые шинами с различной высотой и податливостью боковины, ведь для каждого размера по уму требовалось бы перенастраивать подвески.

Обратная сторона такого значения хода, длинных пружин, это высокие крены, а обратная сторона размерных сайлентблоков, задержки в реакциях на рулевые воздействия. Их притупляло и рулевое с рециркулирущим шариком, в котором суммарный выбираемый люфт выше чем у рейки. Как и шины с высоким профилем, с которыми сначала выбирается их значительный боковой увод.

Как только в 90-х стал моден характер работы подвесок, пришедший из кольцевого автоспорта с его заведомо хорошим качеством покрытия, характеризующийся меньшим ходом, но невысокими кренами, и гораздо меньшей высотой боковины шин, но и более точным откликом, Бенцу пришлось сдаться, и настроить свои машины похожим образом, вдобавок применив рейку без демпфера, а не прежний шарик с демпфером в рулевом. Первыми с такой настройкой конечно пошли его автомобили младших классов, которые покупали более молодые клиенты. Для машин среднего и высшего классов, традиционно покупаемых возрастными, они тогда оставили комплектации со "старой" настройкой. Конечно, в той мере, в какой её можно было реализовать с теми же сайлентблоками и конструктивным ходом, что и в приспортивленных комплектациях.

 

[Бармалей]

Touring, ждём продолжение!
И нет ли у вас про развитие SUV

 

[Touring]

Touring, ждём продолжение! И нет ли у вас про развитие SUV

Генезис этой концепции ниже.

1959 Willys Malibu.

1961 Jeep Wagooner SJ.

1974 Audi 100 C2 Variant

1973-1975 DAF PX / Volvo 343.

1973-1975 Matra P12 (Matra-Simca Rancho)

1979 Jeep Cherokee XJ.jpg

1979 Renault Alpine VVA

1981 Matra-Simca Rancho 2

1981 Steyr-Puch AM2