Сравнение ТЛК200 и Патруля Y62
(продолжение)
Часть II. Особенности конструкции подвески ТЛК200 и Y62, и их влияние на устойчивость, управляемость и проходимость автомобилей
Наверное многим будет любопытно узнать, что подвеской колесной машины называют совокупность устройств, осуществляющих упругую связь ее несущей системы (рамы или кузова) с мостами-балками или непосредственно с колесами, и передающих вертикальные, продольные и боковые усилия, действующие между ними, а также снижающих интенсивность вибраций и динамических нагрузок, которые действуют на человека и конструктивные элементы машины во время ее движения по неровной опорной поверхности.
Подвеска включает в себя:
направляющие устройства (продольные и поперечные рычаги или штанги);
упругие элементы (рессоры, пружины, торсионы или пневмобаллоны);
гасящие (демпфирующие) устройства (амортизаторы);
стабилизирующие устройства (стабилизаторы поперечной устойчивости).
Думаю, что многие из вас наверняка что-то слышали о наличии в 200-ке «гидравлической» подвески. Не верьте. «Гидравлических» подвесок не существует, подвески без жестких элементов бывают пневматические и пневмогидравлические. Таковые на официально продаваемых в России ТЛК200 не применяются. Упругим элементом в подвеске этих машин служат банальные цилиндрические пружины (как и в Y62).
Изюминкой конструкции подвески 200-ки являются стабилизаторы поперечной устойчивости с автоматически регулируемым коэффициентом угловой жесткости. Зачем?
Тут необходимо вспомнить, что стабилизатор предназначен для снижения поперечного крена машины при движении на кривой, участках с поперечным наклоном дороги и сильном боковом ветре. Чем выше жесткость стабилизатора, тем меньше крен кузова машины. Увеличение жесткости улучшает устойчивость и управляемость машины, но существенно снижает ее проходимость. Во время движения машины на местности при проходе переломов рельефа жесткий стабилизатор существенно ограничивает углы перекоса ведущих мостов, а это уменьшает ходы подвески и может повлечь потерю контакта колес с опорной поверхностью и в итоге привести к обездвиживанию машины. В результате конструкторам машин повышенной проходимости приходится здорово поломать голову над тем, какую жесткость стабилизатора следует заложить, чтобы и мосты хорошо «крестились», и машина как можно меньше кренилась и ненароком не легла набок. Эти требования взаимно противоречивы, поэтому приходится идти на определенный компромисс, улучшив одно свойство при ухудшении другого.
Как известно, любой компромисс есть лишь половинчатое решение проблемы. Тойотовские инженеры выпутались из данной сложной ситуации весьма изящным способом: ввели в подвеску механизм с гидроприводом, который может изменять угловую жесткость стабилизаторов в достаточно широком диапазоне. При движении машины с высокой скоростью жесткость автоматически увеличивается, что на поворотах снижает крен кузова и способствует улучшению устойчивости, а во время движения с малой скоростью жесткость уменьшается, что обеспечивает возможность максимального увеличения углов перекоса мостов.
Подвеска Патруля так не может, следовательно, теоретически его профильная проходимость будет ниже. А фактически нужно сравнивать на местности максимальные ходы подвески этих двух машин. Кроме того, как я неоднократно упоминал, сравниваемые машины не предназначены для эксплуатации на местности со сложным рельефом и изобилием гребневых препятствий, а значит факторы, влияющие на профильную проходимость, имеют для них второстепенное значение.
Конструкторы Патруля тоже применили одно интересное решение.
При разработке автомобиля, предназначенного для эксплуатации как на шоссе, так и на разбитых грунтовых дорогах, очень сложно правильно подобрать характеристики подвески, поскольку изменение эксплуатационных условий происходит в достаточно широком диапазоне. Поэтому перед конструкторами встает ряд трудноразрешимых задач и взаимно противоречивых требований.
Для движения машины с высокой скоростью по автомагистралям с качественным дорожным полотном желательна большая жесткость подвески. При этом машина лучше управляется и меньше кренится в поворотах, а также проходит выпуклости дороги (волны) без продольных колебаний кузова.
При движении по дорогам с многочисленными неглубокими выбоинами большая жесткость подвески существенно снижает плавность хода – возникают резкие вертикальные ускорения кузова, что неблагоприятно воздействует на организм находящихся в машине людей и влечет быструю утомляемость. Следовательно, подвеска должна быть достаточно мягкой, чтобы сглаживать и гасить толчки, приходящиеся от дороги на раму и кузов.
При движении по дорогам с ухабами недостаточная жесткость подвески приведет к ее пробоям, что губительно действует на детали шасси. Значит, в данных условиях движения подвеска должна обладать достаточной жесткостью и энергоемкостью, т.е. непробиваемостью.
Но чрезмерная жесткость подвески при движении с относительно высокой скоростью по дорогам с небольшими, но близко расположенными выпуклостями приводит к тому, что колеса перестают обкатывать неровности и на доли секунды теряют контакт с опорной поверхностью (происходит их отрыв), что существенно снижает силу сцепления колес с дорогой и чревато возникновением заноса.
Для решения столь противоречивых задач требуется, чтобы подвеска обладала нелинейной упругой характеристикой. Чем шире диапазон дорожных условий при эксплуатации автомобиля, тем сложнее организовать оптимальную характеристику подвески. В итоге конструктор опять вынужден идти на компромисс и жертвовать одним во имя другого.
Первым шагом к оптимальному решению перечисленных задач явилась разработка управляемых подвесок, в которых характеристика может изменяться в широком диапазоне посредством регулирования давления воздуха в пневмобаллонах.
Другим решением, позволяющим задавать различные значения жесткости подвески в различных условиях, стало применение амортизаторов с регулируемым сопротивлением. Это решение и было использовано конструкторами Патруля. Его гидравлические амортизаторы соединены между собой единой магистралью, в которой циркулирует используемая в них жидкость. Уменьшая или увеличивая ее количество в каждом амортизаторе можно в достаточно широких пределах изменять степень его сопротивления на ходах сжатия и отбоя. А поскольку амортизатор входит в совокупность устройств, характеристики которых задают общую жесткость подвески, регулируя его сопротивление можно регулировать её жесткость. Кроме того, объединив жидкость амортизаторов в единую систему, можно организовать ее циркуляцию и предусмотреть дополнительное охлаждение, поскольку при интенсивном гашении колебаний (на дороге с частыми неровностями) температура жидкости быстро растет и достигает значений, при которых эффективность работы амортизатора существенно снижается. Надеюсь, что у ниссановских инженеров хватило ума сделать именно так.
Судя по многочисленным отзывам владельцев, на разбитых грейдерах подвеска машины со своей задачей справляется хорошо, что позволяет сделать вывод о правильности выбранного инженерами конструктивного решения. Остается лишь открытым вопрос о долговечности данной системы, ибо она достаточно сложна и включает многочисленные вспомогательные механизмы.
У 200-ки такой системы нет, следовательно, конструкция ее подвески по степени технического совершенства уступает конструкции Y62, хотя, опять же судя по отзывам, и она настроена вполне приемлемо, особых жалоб нет. Словом, отличия будут в отдельных нюансах, но общая оценка, несомненно, будет выше у Патруля.
Ради справедливости хочу мимоходом отметить, что и тойотовские инженеры не лыком шиты, они тоже разработали управляемую подвеску. В некоторых комплектациях ТЛК200, официально продаваемых в Европе, в передней подвеске применены объединенные в один узел с пружинами пневмогидравлические упругие элементы, рабочие характеристики которых изменяются автоматически. Путем изменения объема жидкости, подаваемой в пневмогидроцилиндр (расположенный в верхней части пружины) можно изменять степень давления находящегося в нем газа, и как итог изменять жесткость всего комбинированного упругого устройства (пружины и цилиндра). Одновременно эта же система может изменять давление жидкости во всех амортизаторах, регулируя их сопротивление. В России машины с такой подвеской официально не продаются.
Когда новый Патруль Y62 только-только появился на свет, я был очень расстроен тем обстоятельством, что инженеры отказались от применения жестких ведущих мостов и вместо них организовали щарнирные. Но со временем пришло осмысление, и мой взгляд на этот вопрос изменился.
Общеизвестно, что при длительной работе машины повышенной проходимости на местности без дорог, требуется большая прочность подвески - способность мостов без повреждения переносить длительные запредельные нагрузки, а также хорошая защищенность деталей силового привода от разрушающего воздействия внешней среды. Все эти задачи легко решаются путем применения массивных неразрезных мостов.
Но использование данного решения влечет ряд недостатков.
Жесткие мосты имеют большой вес, а их балки являются неподрессоренными массами, которые при движении на разбитых грунтовках увеличивают колебания машины, то есть снижают плавность хода, что требует снижения эксплуатационной скорости.
Но самый большой недостаток зависимой подвески состоит в том, что колеса имеют между собой постоянную жесткую связь через балку моста, и вертикальное перемещение одного из них (возникающее при переезде неровности), создает вертикальную силу, которая стремиться поднять вверх балку и через нее поднять вверх соседнее колесо. В результате при движении с относительно высокой скоростью по разбитой дороге существенно снижается суммарная сила сцепления колес моста с опорной поверхностью, что может вызвать неожиданный занос автомобиля даже на сухой дороге. Да и тяговая сила, развиваемая колесами ведущего моста, из-за этого также снижается.
Поэтому для обеспечения плавности хода, и хорошей устойчивости и управляемости, а также улучшения проходимости автомобиля, требуется развязать колеса между собой, чтобы каждое из них могло обкатывать неровности без потери контакта с опорной поверхностью, и перемещение одного из них никак не влияло на положение другого. А это возможно достичь, лишь применив шарнирные ведущие мосты, что и организовали конструкторы Патруля.
Соответственно такое решение снизило прочность подвески, существенно увеличило риск ее повреждения различными твердыми предметами, живущими на бездорожье, усложнило конструкцию, снизило ее ресурс, и увеличило расходы на поддержание машины в технически исправном состоянии. И снизило защищенность полуосей, которые в такой схеме выполняются в виде карданных валов с синхронными шарнирами, располагающимися снаружи.
Но все эти недостатки уходят на второй план, если… не эксплуатировать машину на тяжелом бездорожье.
Указанное обстоятельство в очередной раз подтверждает обоснованность моего вывода, сделанного в начале статьи: Патруль Y62 по своей концептуальной идее не предназначен для эксплуатации на тяжелом бездорожье. Как только это осознаешь, тут же все встает на свои места, и ты начинаешь понимать и ценить правильность многих конструктивных решений, которые до этого казались тебе ошибочными и даже неприемлемыми.
Конструкторы Нисан не строили внедорожник, они разрабатывали дорожный автомобиль, который большую часть своего эксплуатационного времени будет работать на асфальтовых дорогах, но при этом может с относительно высокой скоростью и неплохой плавностью хода передвигаться по грунтовкам (чем по сути являются все дороги нашей страны не федерального значения), и при необходимости способен форсировать вброд неглубокие речки (в чем ему поможет блокировка межколесного дифференциала). Или с удовольствием покатает вас по степям.
Но в лес и по оврагам он не поедет, на что, собственно говоря, явно намекают его внешние габариты и большая колесная база.
Можно без всякого стыда признать, что конструкторы фирмы Ниссан создали большой крепкий комфортный кроссовер, но при этом заложили в него приемлемую прочность и неплохой внедорожный потенциал (увеличенный дорожный просвет; понижающую передачу и блокировку межколесного дифференциала).
И если принять за основу рассуждений предположение, что и ТЛК200 разрабатывался под те же эксплуатационные условия, что и Патруль, можно объективно сказать: при проектировании подвески Y62 применены более правильные конструктивные решения, его свойства (обусловленные работой подвески) лучше сбалансированы, и дают машине больше преимуществ при эксплуатации на шоссе, грунтовках и умеренном степном бездорожье.
В номинации «конструкция подвески» Патруль в лидерах.
(продолжение следует, надеюсь, если лень меня не победит
)
Вступить в клуб
Карта сайта 
Контакты 
