Мой собственный кусочек Internet'a Голосов: 1 Адрес блога: http://own.in.ua/ Добавлен: 2011-03-19 14:07:40

Полмиллиона чертежей. Грачев В.А.

Может быть, на самом деле их было и больше — листов ватмана или кальки с его размашистой подписью. Сделанных по этим чертежам машин набиралось девяносто. Но чем измерять энергию, настойчивость, смелость, решительность, которые Виталий Андреевич Грачев вложил в каждую.

Почти полвека назад, когда волосы его еще были черны, а среди машин повышенной проходимости господствовали трехосные автомобили, в Горьком начали делать грузовик ГАЗ-AAA. Следующий шаг в этом направлении — трехосный легковой автомобиль для Красной Армии. Сконструированный Грачевым первый его образец — ГАЗ-AAAА — был готов в начале 1936 года.

Он не любил получать информацию о поведении своих машин из чужих рук: шоферские права у него были с 1924 года, а дар исследователя — от рождения. На испытаниях Грачев проехал за рулем ГАЗ-АААА 12291 километр в самых тяжелых условиях, без напарника.

В. А. Грачев (слева) и главный конструктор горьковского автозавода А. А. Липгарт у опытного образца автомобиля ГАЗ-61.

Испытания новой трехоски прошли успешно, и с небольшими доработками ее можно было готовить к серийному производству. Но... Лучшее — враг хорошего. Грачев, уважая этот принцип, всегда стремился обратить его в дело. Поэтому в 1937 году на испытания вышла новая машина — ГАЗ-21.

И эта машина проявила себя на испытаниях в лучшем виде. Ее рекомендовали к серийному производству и начали готовить оснастку. Но для Грачева она быстро стала вчерашним, хотя я прожитым не зря днем. Почему вчерашним? Да потому, что немецкий «Хорьх» в это время уже отказался от легковых трехосок и приступил к изготовлению для вермахта унифицированного среднего внедорожного автомобиля модели «ЭФм» с колесной формулой 4x4. Да потому, что в США небольшая фирма «Мармон-Херрингтон» начала выпускать для армии полноприводные модификации легковых машин. В качестве легкого армейского автомобиля повышенной проходимости трехоска уже не была перспективной — на сцену выходила другая машина, прообраз джипа. Грачев быстро оценил новую тенденцию, которая перечеркивала его прежнюю работу по ГАЗ-АААА и ГАЗ-21: не теряя времени, надо было создавать принципиально иную конструкцию.

Никто в стране еще не строил полноприводных автомобилей — посоветоваться не с кем. Ключ к решению проблемы такой машины в создании компактного шарнира равных угловых скоростей. Самый технологичный «Бендикс-Вейс». У него крутящий момент передают четыре шарика, которые при относительном перемещении карданных вилок располагаются в биссекторной плоскости, благодаря чему и достигается плавное, без пульсаций вращение. Весь секрет в очертаниях канавок, по которым перекатываются шарики. Как разгадать их построение, найти закономерность, определяющую их конфигурацию?

Купить лицензию? Нужны валютные средства, месяцы переговоров, а время уходит. «Сделай сам» — всегда было девизом Грачева. Риск велик: много трудностей, поджимают сроки, возможна неудача, которую вряд ли простят...

Блестящий инженер, Грачев без промедления и удачно решил все проблемы. На проектирование, включая изготовление рабочих чертежей машины, он затратил четыре месяца, и летом 1939 года первый образец ГАЗ-61 уже вышел на испытания. После их завершения Грачев писал: «ГАЗ-61... способен преодолевать такие препятствия, которые в автомобильной практике считались до сих пор непреодолимыми даже для полугусеничных вездеходов».

Виталий Андреевич контролирует трехоску ГАЗ-21 в испытательном пробеге 1937 года.

Новую модель рекомендовали к производству, и к концу 1940 года ГАЗ уже изготовил первую промышленную партию.

С тех пор минуло достаточно времени. Автомобили-амфибии, различные бронированные машины, восьмиколесные шасси, снегоболотоходы, джипы, велотренажеры — вот машины, которыми на протяжении своей жизни занимался Виталий Андреевич Грачев. Были успехи и неудачи, но в любой ситуации всегда он оставался неизменным — подтянутым, корректным, пунктуальным. Для коллег по СКБ Грачев был кумиром (я не являлся исключением). И не только благодаря своей технической одаренности, умению руководить. Он сразу же располагал к себе как человек, с ним было просто приятно работать.

ГРАЧЕВ В. А. (1903—1978).

Видный советский конструктор автомобилей повышенной проходимости. В 1929 г. окончил Томский политехнический институт. С 1931 г. конструктор на ленинградском вагоностроительном заводе им. Егорова, затем на ГАЗе и других предприятиях. Грачев спроектировал около 90 образцов колесных машин: ГАЗ-АААА, ГАЗ-21, КСП, ДАЗ-150, ЗИС-134, ЗИЛ-135Б и др., из которых 29 стали серийными, в том числе ГАЗ-61, ГАЗ-64, БА-64, ГАЗ-67, БАВ, БТР-152В, ПЭУ. Работы Грачева дважды (в 1942 и 1951 гг.) отмечены Государственной премией, он был награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, «Знак Почета» и медалями.

Жизнь, отданная моторам. Брилинг Н.Р.

Брилинг Николай Романович.

Дорога была ужасна. Ливень превратил ее черт знает во что: после Орла уже успели сломать двадцать рессор. «Линкольн» с большой буквой «А» на радиаторе мотало, как баркас в шторм. Но Главный командор был привычен к болтанке, она не мешала ему сосредоточиться. Не давала покоя статья в журнале «Фау-Де-И» — об опыте работы грузовиков «Бенц» и МАН, первых серийных дизельных машин, выпущенных два года назад в Германии.

«Сотню «бенцев» они уже сделали. Интересно было бы на одном из их моторов провести замеры. Скорее всего, и тут формулу Нуссельта в оригинальном виде они так и не применили. Расчет теплопередачи все равно надо вести, как мы предполагали еще тогда, шесть лет назад в Высшем техническом училище...»

— Николай Романович, — прервал размышления Главного командора шофер Рымашевский, — скоро уж Харьков.

Через девять лет после Всесоюзного испытательного автомобильного пробега 1925 года через те же Москву, Тулу, Орел, Харьков шел другой пробег. Он входил в программу международного конкурса дизель-моторов. И то, о чем Главный командор мечтал, стало явью. Среди автомобильных дизелей пятнадцати мировых фирм в нем испытывались и советские «Коджу».

«Два опытных дизеля «Коджу» успешно выдержали конкурсные испытания, за что комитетом конкурса им были присуждены свидетельство и премия», — так написал в 1935 году на страницах журнала «За рулем» Николай Романович Брилинг. Это был первый успех советской школы автомобильного моторостроения — ученых, предложивших методику теплового расчета дизелей, рабочих и инженеров, создавших первые образцы, энтузиастов, ратовавших за скорейшую дизелизацию автомобильного транспорта. Это был и успех самого Брилинга, который представлял и тех, и других, и третьих.

Одним Николай Романович запомнился в кожаном авиаторском шлеме и с красной повязкой Главного командора пробега на рукаве. Другие связывали его образ с ползущей на роликах вверх черной доской, по которой из-под руки профессора вилась меловая цепочка формул. Многие помнят, как вышагивал он с кожаной папкой в руках вдоль коридора к приемной наркома, как неторопливо листал свежий номер «Аутомобильтехнише цайтшрифт» или давал указания слесарю на сборке аэросаней НРБ-IV.

Н. Р. Брилинг защитил докторскую диссертацию «Потери в лопатках паротурбинного колеса» в возрасте 31 года. А когда ученому, уже члену-корреспонденту Академии наук СССР было далеко за семьдесят, принял деятельное участие в создании быстроходных автомобильных дизелей ДБ—43 и ДБ—64. Он видел в двигателях с воспламенением топлива от сжатия реальную и экономически более выгодную альтернативу моторам с искровым зажиганием. Им он посвятил почти всю свою жизнь.

«Двигателестроение, как и вся техника в целом, развивается по пути наилучшего использования металла, из которого изготовлен двигатель, и топлива, которое он расходует в процессе работы», — писал Николай Романович в статье «Ближайшие перспективы развития автомобильных двигателей» на страницах журнала «Автомобильный транспорт» в 1955 году. В ней он отмечал высокую народнохозяйственную целесообразность дизелизации и предсказывал будущее турбонаддуву дизелей.

Пробивать дорогу новым идеям, теориям, конструкциям всегда непросто, тем более в одиночку. Брилинг прекрасно это понимал. И когда в 1918 году его поставили во главе НАЛ, позже реорганизованной в НАМИ, он сразу стал привлекать одаренных молодых людей. Неважно, что потом эти 27—29- летние В. Я. Климов, А. А. Липгарт, Д. К. Карельских, А. А. Микулин, Е. А. Чудаков, К. А. Шарапов будут трудиться вне стен НАМИ. Важно, что станут они видными конструкторами и учеными в автомобильной промышленности, авиационном двигателестроении, танковой технике, решительно и неукротимо будут двигать вперед в своей области науку и инженерию.

Колонна участников Всесоюзного испытательного автомобильного пробега во второй половине дня 23 августа 1925 года вступила в Харьков. Главный командор распорядился о заправке. Из бидонов в баки заструился душистый грозненский бензин.

«Ведь по 30—32 литра этого горючего мы как-никак расходуем на каждый АМО-Ф15, — рассуждал про себя Брилинг, — а если бы на них стояли моторы Дизеля, выходило бы на 8—10 литров меньше. И не первосортного бензина, а газойля».

Где-то под Харьковом по магистрали, деловито отбивая ритм мотором, несся «Мерседес-Бенц» с «совтрансавтовским» полуприцепом. Навстречу — КамАЗ, один из многих, созданных в Татарии. Мигнул фарами, привет, мол, коллега. И казалось, впереди него на открытом командорском «Линкольне», как и почти шестьдесят лет назад, человек с красной повязкой на рукаве и в авиаторском шлеме.

Брилинг Н. Р. (1876—1961).

Один из ведущих советских специалистов в области автомобилестроения, двигателей внутреннего сгорания и теплотехники. Член-корреспондент Академии наук СССР (с 1953 г.), заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор. Основоположник теории автотракторных двигателей. Исследовал процессы теплопередачи в двигателях, вывел формулу коэффициента теплопередачи. Под его руководством сконструированы перспективные быстроходные дизели, ряд оригинальных автомобильных и авиационных двигателей. Он автор первого (1911 г.) учебника по двигателям внутреннего сгорания на русском языке. Закончил Московское высшее техническое училище. С 1918 года заведовал Научной автомобильной лабораторией (НАЛ), преобразованной в 1921 году в Научный автомоторный институт (НАМИ). С 1932 года — профессор Московского автомобильно-дорожного института (МАДИ). Автор многочисленных научных трудов.

Красный директор. Лихачев И.А.

Лихачев Иван Алексеевич

Иван Алексеевич Лихачев был человеком, известным всей стране. Его именем назван старейший в Советском Союзе автомобильный завод. Красному директору, как его называли, посвящено немало статей и книг. Среди них — сборник воспоминаний современников «Директор», выпущенных в 1971 году издательством «Московский рабочий», биография в серии «Жизнь замечательных людей», изданная «Молодой гвардией» в 1979 году. В сборнике писателя Евгения ДОБРОВОЛЬСКОГО «Однажды утром в начале весны» («Московский рабочий», 1980) об Иване Алексеевиче повествует рассказ, отрывки из которого мы публикуем.

Будущий директор автомобильного завода АМО Иван Алексеевич Лихачев первый автомобиль увидел в 16 лет. Но не в родных Озеренцах, а в городе Санкт-Петербурге, куда его отправили учиться ремеслу.

Так он и врезался в память, тот дождливый день, ветер со снегом, каменные дома и автомобиль. Стоило только задуматься и прикрыть глаза, как он возникал — сначала рокот мотора, а потом сам авто на заезженной грязной мостовой.

Много лет спустя, в Соединенных Штатах Лихачев встречался с Генри Фордом Старшим. Старик, создатель крупнейшей автомобильной империи, пригласил его отобедать. За столом вели разговоры на разные темы вообще. Об автомобилях ни слова. А затем, когда принесли сигары и кофе, Форд наклонился, сказал доверительно:

— Вы родились под автомобильной звездой. Вас поили не молоком матери, а бензином, черт возьми.

— Это вы мне комплимент... Бензином...

Форд засмеялся.

— Дорогой мистер Лихачев, — продолжал, улыбаясь, — надеюсь, вы убедились, что все дороги ведут в Америку. Вы, крупный советский промышленник, многому научились у нас. Ведите хозяйство у себя по-нашему, и вы добьетесь успеха.

— Скажи ему, только вежливо, что, во-первых, я не промышленник, — повернулся Лихачев к переводчику. — Я слуга народа. Директорская должность мною получена не по наследству, а по воле моей партии. Что касаемо путей-дорог, тут не ошибись, голуба, они, скажи ему, временно ведут в Америку. Придет день, и им у нас многое будет подзанять.

Форд кивнул — может быть, может быть... Спорить ему не хотелось. На дворе стоял 1930 год, «форды» покупал весь мир.

Лихачев повидал немало: узнал, как поставлено дело у «Форда» и ФИАТа, «Даймлер-Бенца» и «Паккарда». Но он не хотел копировать их методы руководства и организации труда и упрямо нащупывал свой, советский метод.

Когда Лихачев пришел в 1926 году на АМО — начал не с заседаний и с совещаний, и даже не с консультаций с многоопытными инженерами, служившими еще при Рябушинских. Прежде всего он пошел по цехам. Но не на экскурсию для общего ознакомления. Красный директор пошел знакомиться с рабочими и мастерами. Подходил, протягивал руку. И не спешил уйти. И не говорил общих слов. Он не жалел времени. Потому что завод — это не только станки, цеха, подъездные железнодорожные пути и территория, огороженная забором. Завод — это люди, которые делают с тобой одно дело.

Думал ли он, приступая к новой своей должности, что маленький АМО, выпустивший в 1926 году 100 автомобилей, на его глазах превратится в крупнейший автомобильный завод Европы и здесь, на этом заводе, он, крестьянский сын Иван Алексеевич Лихачев, проработает 25 лет! Четверть века. И какого века...

Когда он пришел на свой завод, конвейера еще не было. Автомобиль собирали на деревянных козлах. Ставили раму и постепенно прикрепляли к ней все необходимые детали и агрегаты.

Новая модель АМО—3, пришедшая на смену АМО—Ф15, потребовала конвейера. Она состояла из четырех с половиной тысяч деталей, и весь технологический процесс завода должен был быть рассчитан так, что, подчиняясь потоку, каждая деталь, все детали на малых конвейерах, из заготовительных цехов подавались бы на главный конвейер, где собирались в единое целое — автомобиль. Если завод — организм, то отныне менялись законы его жизни.

Первый АМО—3 родился в час ночи 21 октября 1931 года. Лихачев, по-бычьи пригнув голову, влез в кабину.

— Давай по старой памяти поведу ее!

Он резко взял с места, буркнул под нос:

— Нервничаю, что ли?.. — усмехнулся, переключил на вторую передачу. Он всегда сам испытывал новые модели своего завода, участвовал в испытательных пробегах.

Когда говорят, что Иван Алексеевич Лихачев был просто выдвиженцем, только энергичным человеком, но не тем специалистом, который двигает свое дело на новый профессиональный рубеж, это неправда. Он был крупнейшим организатором автомобильного производства, директором, менеджером мирового класса. Он твердо верил, что если мы посадим крестьянина на трактор, а рабочего на автомобиль, то будем непобедимы.

ЛИХАЧЕВ И. А. (1896—1956)

Видный советский хозяйственный руководитель и государственный деятель. Член КПСС с июня 1917 года, дважды избирался членом Центрального Комитета КПСС. Депутат Верховного Совета СССР трех созывов. С 1926 по 1939 гг. и с 1940 по 1950 гг. — директор автомобильного завода ЗИС (ныне завод имени И. А. Лихачева). Находился на должностях наркома машиностроения (1939 г.) и министра автомобильного транспорта и шоссейных дорог СССР (с 1953 по 1956 гг.). Лауреат Государственной премии (1948 г.). Награжден пятью орденами Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденом Отечественной волны I степени, медалями.

Ощущение переднего привода

С развитием конструкции автомобиля изменяются его качества, в том числе поведение на дороге. Сообразно им водители вырабатывают иные навыки управления, которые, в свою очередь, порождают новые требования к характеристикам машин. Такое прогрессивное «двустороннее» развитие бесконечно. Порой оно переживает качественные скачки. Один из них — широкое распространение автомобилей с передними ведущими колесами. В частности, наши заводы скоро приступят к выпуску «жигулей», а в последующие годы «запорожцев» и «москвичей» такой конструкции.

Переднеприводный автомобиль не только устроен по-другому, нежели привычная нам машина классической компоновки с двигателем впереди и задними ведущими колесами. Он отличается поведением на дороге, особенно на скользкой, и требует поэтому от водителя несколько иных навыков и специфических приемов управления. Это обусловлено наличием тягового усилия на передних колесах и приходящейся на них повышенной долей общей массы машины (то есть нагрузкой).

Прежде чем автомобилист сядет за руль новой, переднеприводной модели и сам ощутит разницу с привычной ему машиной классической компоновки, ему нужна опережающая информация об особенностях ее поведения. Постараемся дать ему эту информацию. Но до того, как начать разговор о специфике управления переднеприводными автомобилями, условимся о значении некоторых важных терминов и понятий.

Управляемость автомобиля — ее определение наиболее точно дал один из ведущих специалистов в этой области, доктор технических наук профессор А. С. Литвинов. В общем виде его формулировка гласит: «Управляемость автомобиля — совокупность его свойств, характеризующих возможность изменять в соответствии с желанием водителя направление движения...»

Один из наиболее важных компонентов управляемости — чувствительность машины к повороту руля. Она характеризует, насколько и как быстро изменится траектория движения при определенном повороте руля, и зависит от передаточного отношения рулевого управления, кинематики и жесткости подвески, колес, параметров шин и некоторых других факторов.

Большое влияние на чувствительность автомобиля оказывает так называемая характеристика статической поворачиваемости, которая представляет собой соотношение углов увода передних и задних колес.

Схема увода шины под действием боковой силы (Р). Пунктиром показано первоначальное положение колеса с шиной, сплошными линиями — смещенное вследствие увода (выделено пятно контакта шины с дорогой). Для смещенного колеса изображена как его верхняя часть, так и нижняя, деформированная, с пятном контакта на прежнем месте. δ — угол увода. Д — направление качения колеса.

При деформации шины под действием боковой силы (центробежная сила на повороте) направление качения колеса отклоняется от плоскости его вращения. Образовавшийся между ними угол называется углом увода колес. Если у передних колес он больше, чем у задних, то принято считать, что автомобилю присуща недостаточная поворачиваемость (см. рисунок.) При этом машина будет двигаться по кривой большего радиуса, чем это обусловлено углом поворота управляемых колес. Если же угол увода передних колес меньше, чем задних, то у автомобиля избыточная поворачиваемость, иными словами, он стремится двигаться по кривой меньшего радиуса, чем заданный поворотом управляемых колес.

При равенстве углов увода передних и задних колес имеет место нейтральная поворачиваемость — автомобиль точно следует по траектории, соответствующей углу поворота колес.

Практика эксплуатации показала, что наиболее предпочтительна — если иметь в виду меньшую утомляемость водителя и безопасность — незначительная (количественно) недостаточная поворачиваемость. Кроме того, очень нежелательно, чтобы под действием изменяющихся нагрузки, скорости прохождения поворота и других факторов недостаточная поворачиваемость переходила в избыточную или наоборот. При проектировании и доводке машины важно так подобрать соотношение многочисленных параметров и конструктивных решений, чтобы обеспечить желаемые характеристики управляемости. А добиться этого весьма непросто.

Так, увод колеса увеличивается или уменьшается не только под влиянием нагрузки, но также от изменения углов его установки (развала и схода), давления воздуха в шинах, тягового или тормозного усилия. Например, если при движении на повороте к колесу прикладывается крутящий момент (случай начала разгона в процессе поворота), то угол увода растет соответственно увеличивающемуся тяговому усилию. Запомним это обстоятельство.

Чем круче поворот, чем выше скорость — тем больше центробежная сила, приложенная к автомобилю. С ростом боковой (центробежной) силы при движении на повороте углы увода растут, и в определенный момент начинается частичное проскальзывание, а потом и полное скольжение шины по дороге. Скольжение задних колес в боковом направлении принято называть заносом. При этом машина стремится круто уйти внутрь поворота. Если водитель не предпримет корректирующих действий, то она, начав вращаться, потеряет курсовую устойчивость. При скольжении передних колес, называемом сносом, автомобиль стремится двигаться наружу поворота по касательной к криволинейной траектории движения.

Не следует путать с уводом занос и снос. Они наступают, когда увод достигает предельного значения и колесо теряет сцепление с дорогой.

Упоминавшиеся выше особенности конструкции, а именно наличие тяговой силы на передних колесах и большая доля массы, приходящаяся на них, придавали переднеприводным автомобилям недостаточную поворачиваемость в слишком большой степени. Причина в том, что шина, нагруженная крутящим моментом и большой вертикальной нагрузкой, хуже сопротивляется уводу под действием боковой силы. Значительная недостаточная поворачиваемость, в свою очередь, приводила к тому, что переднеприводные машины неохотно сворачивали, плохо входили в поворот по сравнению с заднеприводными. При большом увеличении боковой силы увод передних колес у них перерастал в проскальзывание и наступал неконтролируемый снос машины. Скорость же заднеприводного автомобиля на повороте ограничивается наступлением заноса, а опытному водителю нетрудно контролировать его и удерживать машину на нужной траектории.

Три случая статической поворачиваемости: δП – угол увода передних колес, δЗ – угол увода задних колес, С — центр заданного радиуса поворота, 01 — центр изменившегося радиуса поворота. Пунктиром показаны направления и радиусы, заданные водителем, сплошными линиями — изменившиеся вследствие увода шин.
а — недостаточная поворачиваемость: угол увода передних колес больше, чем задних; радиус поворота увеличился против заданного.
б — избыточная поворачиваемость: угол увода передних колес меньше, чем задних; радиус поворота уменьшился против заданного.
в — нейтральная поворачиваемость: углы увода передних и задних колес одинаковы, радиус поворота не изменился.

Необходимость ослабить проявления недостаточной поворачиваемости у переднеприводных автомобилей заставила конструкторов глубже прорабатывать кинематику передней и задней подвесок колес, а также рулевого управления, тщательнее подбирать жесткости рессор, пружин и стабилизаторов в подвеске колес, усовершенствовать конструкцию шин. Комплексный подбор их параметров и характеристик после многолетних исследований и экспериментов обеспечил современным переднеприводным автомобилям желаемые «манеры» при входе в поворот.

Возвращаясь к сравнению поведения переднеприводных и заднеприводных автомобилей на дороге, отметим, что при движении без проскальзывания колес различия практически незаметны. Возникновение проскальзывания наиболее вероятно на покрытиях с низким коэффициентом сцепления — заснеженной, обледенелой, мокрой или грязной дороге. Поэтому и важно сравнить эти разновидности автомобилей в первую очередь при езде зимой.

Начнем с движения по прямой. Водитель заднеприводных «Жигулей» или «Москвича» знает, что в этом случае даже при движении на скользкой дороге (особенно под действием большой тяговой силы) с высокой скоростью или при разгоне задние колеса то и дело пытаются уйти в сторону. Это вызвано действием случайных боковых сил, возникающих от неровностей дороги, различий покрытия или от небрежной работы рулем. Задние колеса, будучи нагруженными крутящим моментом, хуже сопротивляются воздействию боковых сил. Для сохранения курсовой устойчивости водителю приходится поворотами руля препятствовать развитию заноса, а если этих корректирующих действий недостаточно, то «сбрасывать газ» и снижать скорость. Заднеприводная машина постоянно держит водителя в напряжении из-за врожденной, вытекающей из особенностей ее устройства, тенденции к заносу задних колес. Заносу, который необходимо предотвращать своевременными и точными поворотами рулевого колеса и который является естественным ограничением скорости движения.

У переднеприводного же автомобиля такого ограничения нет. При движении по прямой он не испытывает ни малейшей тенденции к заносу, даже на очень скользкой дороге. Некоторые поэтому сравнивают его с пущенной из лука стрелой, имеющей тяжелый наконечник. И действительно, «тяжелый передок» и наличие тяговой силы на передних колесах создают у водителя ощущение надежности и уверенности. Они позволяют двигаться по очень скользкой дороге в прямолинейном направлении на очень высокой скорости даже без необходимости в «подруливании» для коррекции курсовых отклонений.

В результате у водителя может притупиться бдительность. Поэтому он должен выбирать скорость, ориентируясь не на субъективные ощущения, а на показания спидометра — неожиданное изменение дорожной ситуации может потребовать резкого маневра, который на скользкой дороге при высокой скорости окажется невыполнимым. В этом заключается специфика рассматриваемых машин.

Не стоит более говорить о преимуществах переднеприводного автомобиля на скользкой дороге при прямолинейном движении, — они очевидны и никаких особых приемов управления не требуют. Но вот прямолинейный участок дороги заканчивается, впереди поворот. Как поведет себя переднеприводный автомобиль на скользкой дороге в повороте? Чем он обрадует или, может быть, огорчит водителя?

Итак, приближаемся к повороту на заснеженной дороге.

Опытный водитель заранее снижает скорость и проходит его без неприятных неожиданностей. Но стоит переоценить возможности машины и начать маневр несколько «резвее» — центробежная сила превысит силу бокового сцепления шин с дорогой, начнется занос.

Водитель заднеприводного автомобиля почувствует, что задние колеса соскальзывают к наружной бровке. Автомобиль при этом круто устремляется передней частью внутрь поворота. Чтобы приостановить осложнение ситуации, водитель, убавляя «газ», снижает скорость и тем самым центробежную силу, вызвавшую занос. Одновременно такой прием уменьшает чрезмерную тяговую силу, которая вызвала нарушение сцепления задних, ведущих колес с дорогой. Как следствие, занос, скорее всего, прекратится. Если прикрытие дросселя окажется недостаточным, водитель повернет руль в сторону заноса, чтобы погасить его.

А если водитель переднеприводного автомобиля, почувствовав начало заноса, прикроет «газ»? В этом случае занос резко увеличится, причем настолько, что корректирующего поворота рулем может оказаться недостаточно и автомобиль развернется.

Что же произошло? Дело в том, что, «сбросив газ», водитель переднеприводного автомобиля фактически приложил к ведущим, передним колесам тормозной момент от двигателя. Задние, которые уже потеряли сцепление с дорогой, сместились вбок, увеличивая занос или даже заставляя автомобиль разворачиваться. Кроме того, при торможении двигателем произошел «клевок» (перераспределение масс), который разгрузил задние колеса. А им, чтобы восстановить сцепление с дорогой, как раз нужна была дополнительная нагрузка.

Что же должен был предпринять водитель? Ведь так естественно при возникновении опасности — начале заноса «сбросить газ». Нет! Водитель переднеприводного автомобиля должен твердо запомнить, что «сбрасывать газ» для снижения скорости он должен до поворота, прежде чем начал поворачивать руль, а не прикрывать дроссельную заслонку в повороте.

Но как же быть, если водитель все-таки не рассчитал скорости и в процессе прохождения поворота машина пошла в занос? Оказывается, переднеприводный автомобиль таит в себе прекрасные, очень надежные (хотя сначала и непривычные) способы погашения заноса.

Во-первых, водитель должен повернуть руль в сторону заноса — так же, как на заднеприводном автомобиле, — но (ни в коем случае!) не «сбрасывая» при этом «газ». Есть и другой способ. Водитель должен прибавить (да-да, прибавить) «газ», и передние, ведущие колеса вытянут машину из заноса. При этом даже нет необходимости в корректирующих действиях рулем! Просто управляемые колеса должны быть повернуты в избранном направлении движения.

Если же занос слишком велик, поможет сочетание корректирующих поворотов руля и увеличенной подачи топлива. Испытания, проведенные специалистами нашего института (НАМИ), показали, что практически из любого заноса (даже если его угол превышает 90° к направлению движения) переднеприводную машину можно «выдернуть» тяговой силой. Так что это явление переднеприводному автомобилю не страшно.

Но следует отметить, что водитель при начавшемся заносе инстинктивно не очень-то склонен прибавлять «газ». Поэтому новые привычки прохождения поворотов на переднеприводном автомобиле должны быть надежно выработаны в повседневной водительской практике.

Иной автомобилист спросит: а зачем переучиваться, может быть, лучше вообще не отходить от старых привычных конструкций? Но техника не стоит на месте. 85 лет назад работа педалью акселератора, только что появившейся на машинах, тоже вызывала протесты. А вспомните усилители тормозов — с каким трудом привыкали к ним водители, кляня их за аварии. Можно привести сотни аналогичных примеров, и все же, как показывает мировая практика, адаптация водителей к манерам поведения переднеприводных моделей не вызывает особых проблем. Надо привыкать!

Итак, запомним важнейшее правило езды на машине с передними ведущими колесами. Сбросить скорость до поворота. Войдя в поворот, двигаться с постоянной скоростью, а если возможно, то и с некоторым ее увеличением.

Но с повышением скорости, то есть с ростом тяговой силы, водитель переднеприводного автомобиля должен быть осторожен. Увеличение при входе в поворот крутящего момента, приложенного к передним, ведущим колесам, может вызвать их пробуксовку. Как только они потеряют сцепление с дорогой, то перестанут направлять автомобиль. И тогда под действием центробежной силы наступит снос: машина станет двигаться по более пологой, чем необходимо, кривой или даже по касательной к траектории движения.

Характер движения автомобиля на повороте при потере сцепления с дорогой ведущими колесами: а) задними — занос, б) передними — снос. Пунктиром показана заданная траектория движения, сплошной линией — действительная при потере сцепления. Ведущие колеса выделены заливкой.

В этой ситуации увеличение угла поворота руля в сторону поворота (что кажется, на первый взгляд, естественным) не исправит положения, так как буксующие, потерявшие сцепление с дорогой колеса не могут направлять автомобиль. И потому прежде всего необходимо восстановить их сцепление с дорогой. А для этого нужно лишь убрать излишек тяговой силы, прикрыв дроссельную заслонку. Если же ранее руль был автоматически довернут водителем в сторону поворота, то одновременно с восстановлением сцепления колес автомобиль резко бросит в направлении, обусловленном вывернутыми колесами.

Водитель должен помнить, что при пробуксовке передних, ведущих колес и сносе машины к внешней стороне поворота, не следует «загонять» ее в поворот «доворотом» руля. Надо лишь прикрыть дроссельную заслонку — и автомобиль вернется к движению в заданном ему направлении.

Когда водитель «почувствует» переднеприводную модель, освоит приемы погашения заноса, прекращения сноса, укрепит в своем сознании специфичную манеру прохождения поворота, тогда он станет получать истинное удовольствие от управления. И обнаружит, что в состоянии задавать кривизну траектории движения, причем в довольно широких пределах, лишь увеличивая или уменьшая тяговую силу на передних, ведущих управляемых колесах.

Наиболее сложна ситуация, если водитель оказывается перед неожиданным поворотом при слишком высокой скорости. На заднеприводном автомобиле его скорее всего ожидает резкий занос задних колес, который довольно сложно скорректировать. От сидящего за рулем потребуется большой опыт и умение, чтобы, сочетая работу рулевым колесом и дроссельной заслонкой, остановить вращение автомобиля, погасить занос и возможные курсовые колебания. Заметим, что не всегда и не всякий водитель способен в такой ситуации справиться с управлением и заднеприводным автомобилем.

Водителя же переднеприводного в аналогичных условиях ожидает не занос задних колес, а потеря сцепления передними и снос автомобиля к внешней стороне поворота под действием центробежной силы. В этом случае немудрено и растеряться, так как машина перестает подчиняться рулю и акселератору. Как же избежать сноса, вызванного центробежной силой на входе в поворот со значительным превышением оптимальной скорости? Снос возникает, когда внешние силы больше силы сцепления с дорогой, и вызывает скольжение колеса.

Какие же это силы? Во-первых, центробежная сила, действующая на автомобиль. Во-вторых, тяговая или тормозная силы от двигателя, которые также способствуют нарушению сцепления колеса с дорогой. Силы от двигателя водитель может просто и быстро убрать, разомкнув трансмиссию выключением сцепления. Можно также максимально уменьшить их, «прикрывая газ» настолько, чтобы убрать тяговую силу, но без резкого торможения двигателем, обеспечивая минимальную (а лучше нулевую) добавку к центробежной силе для сохранения сцепления колес с дорогой. Исключить же центробежную силу при движении по криволинейной траектории невозможно, но попытаться уменьшить ее — реально. Центробежная сила, как известно из школьного курса физики, пропорциональна массе, квадрату скорости движения и радиусу той траектории, по которой движется предмет. Водитель не, в силах изменить массу своей машины, но может управлять скоростью и кривизной траектории. Это значит, что он должен попытаться снизить, насколько получается, скорость до начала действия рулем. Рулевое колесо надо поворачивать плавно, на возможно меньший угол, не пытаясь направить автомобиль по слишком крутой траектории, чтобы не создать большой центробежной силы. Эти действия позволят уменьшить возможность возникновения сноса.

Следует отметить, что в зависимости от характера дорожного покрытия применимы и другие приемы. Например, если скользкая дорога присыпана слоем снега, то увеличение угла поворота колес до предела вызовет на какое-то время снос. Но сильно вывернутые колеса при отпущенной педали дросселя нагребают перед собой плотный снежный вал, упираются в него и довольно эффективно гасят скорость. При этом центробежная сила уменьшится, сцепление восстановится, и автомобиль резко рванется в сторону сильно вывернутых колес. Если же покрытие неоднородное, хотя бы местами позволяет колесам восстанавливать сцепление с дорогой, то наличие небольшой тяговой силы при попадании колес на места с более высоким коэффициентом сцепления поможет «втянуть» автомобиль в поворот.

Исходя из сказанного, водителю переднеприводного автомобиля следует четко усвоить четыре главных правила.

Во-первых, двигаясь по прямой и наслаждаясь высокой надежностью, с которой машина держит дорогу, и прекрасной курсовой устойчивостью, необходимо контролировать скорость не по своим ощущениям, а по показаниям спидометра.

Во-вторых, при подходе к повороту снижать скорость настолько, чтобы обеспечить некоторый запас сцепления колес с дорогой. Не боитесь потерять из-за этого время. Ведь на переднеприводном автомобиле можно увеличивать подачу топлива, а следовательно, и скорость в повороте, не боясь заноса.

В-третьих, при возникновении заноса не «сбрасывать газ», корректировать положение машины поворотом рулевого колеса в сторону заноса или увеличением подачи топлива, а следовательно, и тяговой силы на передних, ведущих управляемых колесах.

В-четвертых, при возникновении сноса не действовать резко ни педалью « газа», ни рулевым колесом, а выбрать один из приемов — в зависимости от характера дорожного покрытия.

Итак, смело вперед на переднеприводном автомобиле, контролируя свои эмоции и поначалу внимательно «прислушиваясь» к его реакции на ваши управляющие воздействия. Тогда вы по достоинству оцените его преимущества и научитесь избегать ситуаций, где могут проявиться его недостатки.

Бензин через форсунку

Для работы любого двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием необходима топливо-воздушная смесь. Ее приготовляют, распыливая в потоке воздуха бензин. В настоящее время широко применяются два способа распыливания. Один — пульверизационный, когда частички бензина захватываются потоком воздуха, который движется благодаря разрежению во впускном коллекторе. На таком принципе работают все карбюраторы. Другой способ — впрыск бензина под давлением в поток воздуха. Этот способ лежит в основе работы систем впрыска топлива.

Опыт показал, что такие системы позволяют на 10—15% увеличить мощность двигателя по сравнению с карбюраторным вариантом, а значит, улучшить приемистость, увеличить максимальную скорость автомобиля. Экономичность в ряде случаев удается повысить, особенно на переходных режимах, благодаря точной дозировке топлива и отключению его подачи на принудительном холостом ходу.

Естественно, что системы впрыска сразу нашли применение на скоростных автомобилях. Первой серийной машиной среди них был спортивный «Мерседес-Бенц-300SL» с механическим регулированием подачи бензина в двигатель (1954 год). За ним последовали модели других заводов.

Из всего многообразия различных схем и конструкций многие специалисты у нас в стране и за рубежом в начале 60-х годов стали отдавать предпочтение по совокупности показателей системам впрыска с электронным управлением, как наиболее перспективным. Такой взгляд учитывал не только общую тенденцию к автоматизации регулирования двигателя, но и конкретные преимущества электронных систем: они обеспечивают наиболее высокую по сравнению с другой аппаратурой точность дозировки бензина и близкий к наивыгоднейшему состав смеси на разных режимах работы. При ужесточении требований к расходу топлива и токсичности эти достоинства становились особенно ценными.

Рис. 1. Блок-схема системы для впрыска бензина, оснащенной электронным управлением.

Серийный выпуск аппаратуры для электронного управления впрыском бензина был начат в 1967 году («Бош-Д-Джетроник», ФРГ). Буква «Д» (от немецкого слова «друк» — давление) означает, что главный датчик действует от давления (разрежения) во впускном коллекторе двигателя. Устройство системы этого типа представлено блок-схемой на рис. 1. Топливо в виде распыленного факела впрыскивается во впускной трубопровод (рис. 2). Его подачу регулируют, изменяя продолжительность открытия клапана в форсунке, управляемого электромагнитом. Сечение клапана точно калибровано, а давление топлива поддерживает постоянным регулятор (редукционный клапан), поэтому количество бензина, впрыснутого за один цикл, пропорционально длительности электрического импульса на ее электромагните. Частота управляющих импульсов соответствует частоте вращения двигателя, а их длительность вычисляет электронный блок, анализирующий информацию, которую он получает от датчиков. Они подают ему данные о нагрузке двигателя (по разрежению или абсолютному давлению во впускном коллекторе), числе оборотов коленчатого вала, температурах охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха, положении дроссельной заслонки, установленной на входе во впускной коллектор. Через форсунки в двигатель поступает лишь часть топлива, подаваемого насосом. Излишек отводится в бак через регулятор давления.

Рис. 2. Установка электромагнитной форсунки.

Электронный управляющий блок, по существу, содержит программное вычислительное устройство (иными словами, ЭВМ), которое преобразует сигналы датчиков в электрические импульсы определенной длительности, и усилитель мощности этих импульсов, необходимый для управления форсунками. Программа для вычисления длительности управляющих импульсов составляется на основе регулировочных характеристик двигателя, снятых на моторном стенде под нагрузкой, и уточняется при дорожных испытаниях автомобиля. Как правило, она представляет компромисс между показателями экономичности (расхода топлива) и токсичности отработавших газов. Иногда предпочтение отдается получению мощности, обеспечивающей высокие динамические качества автомобиля.

В 1973 году фирма «Бош» начала выпуск системы «Л-Джетроник» (от слова «люфт» — воздух), в которой главным фактором, определяющим подачу горючего, стал расход всасываемого двигателем воздуха. При таком отправном параметре проще программирование работы системы, выше ее надежность и точность регулирования топливоподачи в сравнении с «Д-Джетроник». Было разработано два варианта «Л-Джетроника» по измерителям расхода воздуха: с поворотной заслонкой и с поплавком на силовом рычаге, перемещающимся в потоке воздуха. Последний получил название «К-Джетроник» (от слова «крафт» — сила).

Интенсивное развитие электроники в 70—80-х годах существенно повлияло на конструкцию аппаратуры впрыска для бензиновых двигателей. Дискретные электронные приборы сменились более совершенными, с интегральными схемами и микропроцессорами; для обсчета программ управления топливоподачей в них стали закладывать цифровой принцип работы вместо прежнего, аналого-импульсного. «Бош» отказалась от механического измерителя расхода воздуха и применила термо-анемометрический (вариант «ЛХ-Джетроник»). В ряде электронных систем, регулирующих топливоподачу и зажигание автомобильных двигателей, для измерения давления (разрежения) стали использовать полупроводниковые тензометры и электроиндуктивные датчики. Они пришли на смену традиционным датчикам с их металлическими мембранными коробками и довольно громоздкими индуктивными преобразователями перемещения.

Системы впрыска постоянно усложнялись. Часть европейских и японских автомобилей, экспортируемых в США, где действуют довольно жесткие нормы на токсичность отработавших газов, получила каталитические нейтрализаторы. Их КПД максимален при определенном (стехиометрическом) составе рабочей смеси. Для поддержания ею в системы ввели датчик содержания кислорода («лямбда-зонд»), устанавливаемый в выпускном тракте. Его выходной сигнал, зависящий от соотношения «топливо—воздух», вводит информацию о появлении кислорода в отработавших газах в блок управления, который, в свою очередь, точно регулирует состав бензовоздушной смеси. Таким способом содержание токсичных компонентов удерживают в заданных узких пределах. Существенно, что системы впрыска с каталитическими нейтрализаторами и лямбда-зондом содержат материалы, разрушающиеся при взаимодействии с соединениями свинца, поэтому требуют неэтилированного бензина.

Надо иметь в виду и то, что за последние годы существенно улучшились показатели двигателей с карбюраторами благодаря существенным изменениям в системах питания этого типа. Речь идет не только о повышении качества распыления топлива, подборе наивыгоднейшей формы и размеров впускного тракта. В карбюраторах стали использовать электронную автоматику для отключения подачи топлива на принудительном холостом ходу, управления составом смеси от упомянутого выше кислородного датчика и т. п.

Более высокая экономичность двигателей, оснащенных системами впрыска с электронным управлением (для отдельных моделей автомобилей в пределах 3—10%), связана, как правило, с присущей им гибкостью программирования подачи на режимах пуска, прогрева, разгона и т. п., а также большими возможностями для комплексного регулирования топливоподачи и угла опережения зажигания. «Бош», например, с 1979 года выпускает для некоторых двигателей БМВ систему «Мотроник», которая является попыткой объединить управление впрыском и зажиганием, используя общие датчики и единое микровычислительное устройство. Но и в карбюраторных системах роль электроники, управляющей приборами зажигания, ныне достаточно эффективна.

Рис. 3. Схема системы центрального впрыска.

Современный карбюратор, оснащенный элементами управляющей электроники, не сдает позиций. Здесь уместно заметить, что в системах впрыска за последнее десятилетие наметился отход от традиционной схемы (рис. 2) с подачей топлива в зону близ каждого впускного клапана. Уже разработаны и выпускаются системы так называемого центрального впрыска (рис. 3), в которых одна-две электромагнитные форсунки. Такую более простую систему с электронным управлением впрыска стало возможным применять на двигателях малого литража, где схема с индивидуальными форсунками часто неприемлема: слишком малы цикловые подачи и трудно добиться идентичности рабочих характеристик у всех форсунок.

В настоящее время устройства центрального впрыска нашли широкое распространение в США. Развитием аналогичной идеи является аппаратура «Бош-моно-Джетроник». По имеющимся данным, она дороже карбюратора, но значительно дешевле прежних систем распределенного впрыска, Для V-образных двигателей большого литража корпорацией «Дженерал Моторс» разработано и выпускается схожее устройство центрального впрыска. Оно — двухкамерного типа с двумя электромагнитными форсунками, помещенными в общем корпусе над соответствующими дроссельными заслонками (рис. 4).

Рис. 4. Две форсунки центрального впрыска, объединенные в общем корпусе для V-образных двигателей.

Следует отметить, что отечественные системы подобного типа были сконструированы и опробованы на двигателях автомобилей ЗИЛ еще в конце 60-х годов коллективом ученых и инженеров под руководством профессора Московского автомеханического института Г. П. Покровского.

Другое направление в развитии электронных систем питания для бензиновых двигателей представляют изобретения коллектива авторов НПО ЦНИТА, руководимого профессором Ю. Б. Свиридовым. Здесь для приготовления смеси использовано особым образом организованное испарение бензина, который подают электромагнитные дозаторы.

Заканчивая обзор, вернемся к перспективам дальнейшего применения систем впрыска с электронным управлением. За годы, истекшие с начала ее серийного производства, аппаратура достигла высокого конструктивного совершенства, однако разница в себестоимости между нею и карбюратором остается весьма значительной. Сложность приборов предъявляет повышенные требования к диагностике и обслуживанию, которые может обеспечить только хорошо развитая и оснащенная сервисная сеть. В силу отмеченных причин системы впрыска хотя и применяются сейчас гораздо шире, чем 10—15 лет назад, но по-прежнему остаются принадлежностью дорогих, престижных автомобилей. Отметим еще раз, что на распространении систем впрыска отражаются и те успехи, которые достигнуты в совершенствовании карбюраторов. Поэтому вопрос о перспективности аппаратуры впрыска с электронным управлением приобрел новые аспекты.

Обозначения на иллюстрациях: 1 — бензобак; 2 — электрический топливный насос; 3 — топливный фильтр; 4 — топливораспределитель; 5 — регулятор давления; 6 — пусковая форсунка; 7 — дроссельная заслонка; 8 — воздушный ресивер; 9 — форсунка; 10 — впускной коллектор; 11 — датчик положения дроссельной заслонки; 12 — датчик холодного пуска; 13 — датчик температуры воздуха; 14 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 15 — датчик частоты вращения коленчатого вала; 16 — датчик давления (разрежения); 17 — перепускной клапан; 18 — датчик расхода воздуха; 19 — электронный блок управления. Узлы и магистрали, связанные с подачей топлива, выделены розовым цветом, воздуха — голубым.

Литература
Белов П. М. и др. Двигатели армейских машин. Ч. 1. М., Воениздат, 1971.
Будыко Ю. И. и др. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей. Изд. 2-е (1-е изд. — 1975 г.). Л., Машиностроение, 1982.
Буна Б. Электроника на автомобиле. Перевод с венгерского. М., Транспорт, 1979.
Двигателестроение. 1982, №№ 1, 2.