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

Феррари-F40

2011-04-20 21:28:12 (читать в оригинале)

И «Форд-проуб», и «БМВ-Зет-1», и «Мерседес-СЛ» — результаты компромисса между спортивностью и комфортом. «Феррари» чужд такой подход: в его машинах все подчинено достижению наибольшей скорости и наивысшей динамики. Это не удивительно — ведь производство коммерческих автомобилей здесь идет параллельно со строительством гоночных машин самой престижной, первой формулы.

«Феррари-F40», изображенный на снимке, появился в 1987 году к 40-летию со дня постройки фирмой первого автомобиля. Естественно, создатели постарались вложить в него самые передовые технические решения, чтобы достичь высочайших параметров. Эта задача успешно решена — но тем сложнее рассказать о машине. Ведь для нас с вами практическим, реальным эталоном динамичности остается ВАЗ-21083 или ВАЗ-21093 с полуторалитровым мотором, разгоняющийся с места до «сотни» аж за 15 секунд! «Феррари-F40» за 12 — правда, но не до 100, а до 200 км/ч. А максимальная скорость в 324 км/ч — как ее ощутить, осознать? Ведь еще в год постройки первого «Феррари» такая скорость была вполне пристойна для пассажирского самолета... Как распорядиться мощностью трехлитрового (точнее, 2936 см3) восьмицилиндрового двигателя с двумя турбокомпрессорами — без малого полтысячи лошадиных сил? Пожалуй, единственная цифра в технической характеристике, которая воспринимается привычно, — масса машины: 1100 кг. Но при этом на единицу мощности приходится чуть больше двух килограммов массы, тогда как, скажем, у «Мерседеса-500СЛ» — почти пять с половиной (точнее, 2,09 и 5,43 кг/л. c.).

В не меньшей степени контрастны и условия, в которых оказываются водитель «Мерседеса» (изысканная, в тон обивка, массивные подлокотники, отделанная деревом ценной породы консоль для приборов) и пилот «Феррари». Уложив тело в низкое, чашеообразное сиденье и пристегнувшись специальным четырехточечным ремнем, плотно притягивающим туловище к спинке, водитель «Ф40» видит перед собой лаконичные шкалы приборов, маленький руль с толстым ободом, вручную обшитым кожей. Под левой ногой широкий уступ — опора ноге, под правой — ажурная, в многочисленных сверлениях, педаль акселератора. Вряд ли в подобном ее облегчении есть иной смысл, кроме одного: сохранить традиционный интерьер настоящего «Гран туризмо» таким же, как в 50-е и 60-е годы. Подразумевается, что тот, кому по карману астрономическая (по крайней мере два «Мерседеса-500СЛ») цена «Ф40», не упрекнет создателей машины в чрезмерном уровне шума: ведь для немногих гурманов мотор «Феррари» звучит сладчайшей музыкой.

Пожалуй, довольно эпитетов. И если вы устали от них, некоторые технические подробности. У «Феррари-F40» так называемое центральное расположение силового агрегата: он установлен продольно позади сидений в пределах базы и приводит задние колеса через пятиступенчатую — разумеется, механическую! — коробку передач. Машина имеет пространственную раму из стальных труб с усилителями из углеродного волокна и кузовные панели из кевлара, что также роднит автомобиль с летательным аппаратом. Такое сочетание дало конструкции высочайшую жесткость и прочность при минимальной массе. По традиции форму кузова разрабатывала дизайнерская фирма «Пининфарина».

Восьмицилиндровый V-образный мотор имеет четыре распределительных вала в головках цилиндров (привод зубчатым ремнем), четыре клапана на цилиндр, турбонаддув с двумя охладителями наддувочного воздуха, электронное управление зажиганием и подачей топлива. В подвеске предусмотрено автоматическое регулирование дорожного просвета.

И последняя, пожалуй, аналогия «Феррари» с летательным аппаратом: эти автомобили собирают на стапелях штучно. Всего за год — около 4 тысяч, из них модели «Ф40» — не более 10%.

---

Автомобили, которые не требуют обслуживания?

2011-04-20 16:43:07 (читать в оригинале)

Когда «жигулей» еще не было, а слова «электронное зажигание» воспринимались не более как термин будущего, автомобилист поневоле становился мастером на все руки. Он переклепывал тормозные накладки, регулировал свободный ход, шприцевал шарниры подвески, «выставлял» зажигание, хотя, может быть, и не хотел этого делать. Немолодой уже мужчина в потрескавшейся кожаной куртке, пыхтя, таскал ведрами кипяток, сумрачно выковыривал картонные звездочки маслофильтра, покорно сгибался под капотом «Победы» с зажатой в щепоти пластинкой «клапанного» щупа. Ему это давалось нелегко, но, будучи человеком хозяйственным, он принципиально игнорировал «дядю Васю». Иногда ему помогал сосед по гаражу — тот во всем разбирался и все разбирал. За рулем машины его видели редко. Старые джинсы этого второго носили следы постоянных контактов с автомобилем: тут — черный автограф нигрола, там — треугольная ранка от шпильки М8х1,25. Страстью Старых Джинсов было колдовать над расчлененной машиной. Редуктор заднего моста, например, он унес домой и, как мрачно утверждал Кожаная Куртка, после работы вечерами шаманил над ним, поблескивая стрелочным индикатором. Старые Джинсы был в душе тем же Кожаной Курткой, но самозабвенная страсть, заставлявшая самому изучать все до конца, лишила его возможности ездить.

Его прямая противоположность — Белый Воротничок — жаждал только ездить. При словах «регулировка клапанов» он как-то сжимался, а когда подходило время менять масло, изводил всех расспросами о достоинствах и недостатках МС, СУ или только появившегося в те годы АС-8. Он положительно ничего не знал, поэтому во всем сомневался. Но он хотел пользоваться автомобилем по прямому назначению. И его удивляло, почему забота о шприцовке подвески и регулировке клапанов должна лежать на нем, почему нельзя что-то придумать, чтобы обойтись без этих работ, требующих специальных навыков, ловкости, знаний и, конечно, времени.

Сегодня, когда армия индивидуальных владельцев легковых машин приближается у нас к пяти миллионам, среди автомобилистов все реже встречаются Кожаные Куртки и Старые Джинсы. Чтобы стать ими, нужно время и особый склад характера. Большинство же новичков — Белые Воротнички.

Но обслуживать автомобиль как-то надо. Есть два направления. Первое — широкая сеть сервисных станций. Но каждая станция — это удобные помещения, специальные оборудование, приборы, квалифицированный персонал, много персонала. Все это обходится недешево.

Второе направление — автомобиль, чьи механизмы не требуют или почти не требуют ухода. За последние 10—15 лет тут сделано немало.

Вспомним «Победу», любимую машину Кожаной Куртки. Он к ней привык, почти боготворил, но ученые, с их холодным рассудком и любовью к точности, определили, что «суммарная трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта автомобиля ГАЗ—20, по данным 1954 года, составила 10 человеко-часов на 1000 километров». С тех пор усилиями конструкторов трудоемкость обслуживания сократилась в несколько раз! Уже в 1967 году для ГАЗ—21Т она составляла 1,52 человеко-часа на 1000 километров. Для «жигулей» — еще меньше.

И вот после сопоставления этих данных невольно рождается вопрос, который мучил и Белого Воротничка, а нельзя ли, если не совсем обойтись без обслуживания, то свести его к минимуму? Что ж, давайте разберемся. Только прежде условимся, что будем называть обслуживанием. К нему мы отнесем работы, необходимые для нормального функционирования автомобиля, то есть периодически проводимые проверку, смазку, регулировку и предусмотренную замену или перестановку отдельных деталей.

Вот такой комплекс работ был учтен редакцией австралийского журнала «Уилс» (по-русски «Колеса»). Для 27 автомобилей разных заводов редакция собрала данные, во сколько (в человеко-часах и австралийских долларах) обходится обслуживание на протяжении первых 50 тысяч километров пробега. Стоимость масла здесь не учтена, зато в ряде случаев в сумму затрат по сервису введены обязательные для отдельных марок («Фольксваген», «Вольво» и др.) расходы на диагностику.

Трудоемкость обслуживания во многом определяется конструкцией автомобиля, поэтому мы существенно дополнили таблицу журнала «Уилс» графой, раскрывающей важные в смысле сервиса особенности его устройства, и сведениями о межсервисных интервалах.

Сама по себе абсолютная цифра расходов на обслуживание говорит еще мало. Владельцу машины важно знать и как она соотносится с ее ценой, то есть какой процент составляют эти расходы.

Отношение сервисных расходов к цене колеблется от 1,8 до 10,5%, причем меньшие значения чаще всего сопутствуют дорогим автомобилям, хотя есть и исключения из такой закономерности. Хорошим показателем отличается ВАЗ—2103, чье обслуживание на протяжении первых 50 тысяч обходится в 139 рублей 40 копеек («За рулем», 1976, №2. стр. 20) и составляет 1,9% от его цены.

Журнал «Уилс» указывает, что приведенные им данные по расходам являются минимальными, а в действительности они могут оказаться в два-три раза выше. Эти данные можно использовать как отправную точку, как базу для сравнения. Нам же для оценки конструкции в смысле сервиса это как раз и нужно.

Клапанный механизм. Регулировка зазоров всегда была довольно трудоемким делом — на «жигулях», если брать первые 50 тысяч, эта операция занимает 14 часов. Особенно неудобными были машины с капотом аллигаторного типа и нижнеклапанными двигателями («Победа», «Москвич—402»). Потом пришли верхнеклапанные конструкции. В них все находилось «под рукой» и «все на свету». Известные трудности возникли на автомобилях с оппозитными двигателями, где головки лежали в близком соседстве с кожухами колес — так было на «фольксваген-жук». Чтобы обойти явное неудобство, конструкторы «Запорожца» приняли V-образное расположение цилиндров.

Когда лет десять назад получили широкое распространение двигатели с распределительными валами в головке цилиндров, у которых между клапаном и кулачком стоял толкатель в виде стаканчика, возникли серьезные трудности при регулировке зазора. На затылок клапана, упирающийся в дно стаканчика, надевали колпачки, которые различались по высоте на 0,02 мм. У моторов же с двумя распределительными валами в головке регулировка значительна усложнилась. Она включала замер зазора, снятие распределительных валов и толкателей, установку новых колпачков, укладку вала, восстановление фаз распределения и проверку зазоров. Все это, может быть, и привело бы в восторг Старые Джинсы, но Кожаная Куртка отнесся бы к такой конструкции неодобрительно, даже при всех ее других достоинствах.

А как бы вовсе не регулировать клапаны, — настаивал Белый Воротничок. Да, так было сделано на двигателях ЗИС—110 и многих американских машинах. В систему клапанного привода введен узел, называемый в обиходе гидравлическим толкателем. В пространство между донышком стакана толкателя и входящего в него плунжера из системы смазки постоянно поступает под давлением масло, распирая стакан и плунжер, пока не будет выбран зазор в приводе. Этот механизм исключает всякую необходимость в регулировке клапанов. Но что мешает его всеобщему распространению? Плунжер сидит в стакане с зазором 0,0055—0,0105 мм (так было на ЗИС—110). Приведенные цифры говорят о том, что тут нужна высокая точность изготовления и подбор деталей парами при сборке. Столь малые зазоры необходимы для того, чтобы при резком наборе оборотов масло не утекало через стык. В противном случае возможно запаздывание в работе гидравлического толкателя, и появятся стуки. С ростом быстроходности двигателей надежную работу гидравлических толкателей можно обеспечить не только малыми зазорами, но и применением высококачественных масел со специальными присадками.

Довольно тихоходные (3400—3800 об/мин) двигатели современных американских автомобилей почти все оснащены гидравлическими толкателями. Из европейских машин их можно встретить на «Опель-коммодор», «Мерседес-Бенц-450СЕЛ», «Ровер-3500», «Порше 928» — все они развивают максимальную мощность при 5200 об/мин. Надо отметить, что гидравлические толкатели на «Порше-928» могут кратковременно работать на режиме 6100 об/мин.

Система электрооборудования. Белый Воротничок считал ее одной из областей практического применения черной магии, а Старые Джинсы периодическую зачистку контактов и регулировку опережения встречал как праздник. Кожаная Куртка процедуру обслуживания приборов электрооборудования воспринимал как повинность, с радостью читал о чудесных свойствах бесконтантных систем зажигания и втайне надеялся сам собрать такую систему.

Сначала она появилась на гоночных двигателях, и, когда ее надежность и технологичность стали приемлемыми для массового производства. Кожаные Куртки вздохнули с облегчением. Сегодня бесконтактная система зажигания (для краткости будем называть ее БКС) нашла применение на легковых машинах («ФИАТ-132-нуова», все модели «Порше», «Америкен Моторс», а также «Ягуар-Икс-Ж12» «Вольво-265», «Мерседес-Бенц-450СЕЛ6.9» и др.), грузовиках ЗИЛ—131 и «Урал—375»), джипах («Джип-вэгонир»).

Что дает БКС? Прежде всего, она не имеет контактов, а следовательно, не требует проверок, регулировок, текущего ремонта на протяжении всего срока службы. В ней нет выходящего из строя конденсатора, она не дает перебоев в работе на высоких оборотах и обеспечивает значительно более горячую искру. Об устройстве одной из любительских конструкций БКС, которая принципиально мало отличается от заводской, подробно рассказывалось в нашем журнале (1974 №1).

Но даже при БКС, если приходится работать на ином сорте бензина или если резко изменились условия эксплуатации, надо корректировать первоначальную установку зажигания. Между тем и эту регулировочную операцию можно полностью исключить. За последние два года на ряде американских легковых автомобилей (концернов «Дженерал Моторс» и «Крайслер») уже нашла применение электронная система с микрогабаритной ЭВМ, которая в зависимости от скоростного и нагрузочного режима автоматически устанавливает наивыгоднейший момент опережения зажигания. Она учитывает окружающую температуру, тепловой режим двигателя, сорт горючего, скорость открытия дроссельной заслонки.

Получат ли эти новшества широкое признание в будущем? Такой же вопрос не так давно относили к генераторам переменного тока. Их внедрение позволило уменьшить затраты труда и времени на обслуживание электрооборудования. А сегодня «переменниками» оснащены все модели, выпускаемые нашей промышленностью.

Возьмем аккумулятор. На протяжении всей истории существования автомобиля он неизменно нуждался в контроле и уходе. И последнее время здесь сделаны важные шаги по сокращению затрат времени и труда Так, отдельные легковые модели «Крайслер» с 1975 года комплектуются аккумуляторами, требующими доливки воды только раз в год, а все автомобили «Шевроле» батареями «Фридом», обходящимися и вовсе без обслуживания.

В значительной степени поиск неисправности и точное определение величины регулируемого параметра в системе электрооборудования ускоряют диагностические приборы, которые нашли широкое применение на станциях обслуживания. Быстрое их подключение возможно с использованием так называемых диагностических розеток, расположенных под капотом двигателя. Розетка объединяет выводы от приборов электрооборудования, которые сообщают информацию о неисправности свечей, стартера, прерывателя, а также об угле опережения зажигания, моменте открытия впускного клапана первого цилиндра, числе оборотов коленчатого вала, работе системы кондиционирования. Такими диагностическими розетками в настоящее время оснащены многие модели «Фольксваген», «Мерседес-Бенц», а с 1977 года все легковые машины корпорации «Дженерал Моторс».

Система смазки. Здесь сокращение периодичности обслуживания зависит главным образом от масел. Достигнутый за последние годы прогресс в этой области позволил существенно увеличить межсервисные периоды. Во всяком случае, сравнив прежние и последние заводские инструкции для ГАЗ—24 или «Москвича—412», мы обнаружим, что теперь, с использованием «жигулевского» масла, рекомендуют заменять смазку в картере двигателя реже.

Однако еще немало зарубежных фирм, располагая развитой сетью собственных станций обслуживания, стараются тем не менее чаще привлекать на них владельцев машин. Такие заводы, как «Ситроен», «Лянча», «Пежо», «Тойота», настойчиво советуют своим клиентам заменять масло в двигателе через каждые 5000 километров. В то же время «Форд», «Вольво», «Альфа-ромео», «Мазда» рекомендуют делать это через 10000.

Растущее год от года качество изготовления двигателей, более совершенная фильтрация масла, конструктивные новшества, более эффективные присадки позволяют методически увеличивать интервалы смены смазки. Например, для последней модели «Порше-928» рекомендованный заводом интервал равен 20000 километров. Это означает, что свежее масло понадобится для двигателя раз в год или полтора.

Немалую роль в уменьшении трудоемкости обслуживания сыграли и новейшие конструкции масляных и воздушных фильтров. Сравнив «жигули» и хотя бы «Москвич—407», прикинув уровень «грязности» работы и разницу в ее продолжительности, мы сможем реально оценить достигнутые успехи.

Конструкторы всех заводов тем не менее продолжают настойчивую работу по упрощению обслуживания автомобилей. На «мерседес-бенцах», например, маслофильтр и щуп уровня масла выведены в верхнюю часть двигателя. На «жигулях» система охлаждения, заправленная антифризом, почти не требует обслуживания.

Внимательный Кожаная Куртка, прочтя все эти строки, наверное, заметит: вы все внимание уделили двигателю, а полежите-ка под машиной, шприцуя, подтягивая и регулируя... а?

Да, смазка узлов шасси долгое время отнимала много времени при обслуживании: резьбовые втулки рессор и рычагов подвески, шарниры рулевых тяг, шкворни, карданные сочленения... Их заменили теперь резиновые втулки, капроновые и тефлоновые вкладыши, герметичные уплотнения, удерживающие пожизненный запас смазки, и на громадном большинстве современных моделей уход за узлами шасси намного упрощен. Уже в 1968 году на ГАЗ—24 было только девять точек смазки против тридцати у ГАЗ—21. В настоящее время на многих моделях, как, к примеру, на «Рено-16», нет ни одной точки смазки шасси через пресс-масленки. То же можно сказать о всех моделях «жигулей».

Несколько слов о регулировках. Некоторые заводы уже объявили, что их машинам в процессе эксплуатации вообще не нужны корректировки углов установки колес. «Мэйнтененс фри» (не требующая обслуживания) — таким американским термином охарактеризовала фирма «Даймлер-Бенц» переднюю подвеску своих моделей «280С», «280СЕ», «350СЕ».

Любопытное новшество введено на малогабаритном «Форде-фиеста». У него автоматически регулируется свободный ход педали сцепления. А автоматическая регулировка зазора между тормозными колодками и барабанами нашим автомобилистам давно знакома еще по «Москвичу—408». При дисковых тормозах, как известно, нет нужды в установке зазора между диском и колодкой. Между тем они нуждаются в более частой замене колодок. Однако современная конструкция дисковых тормозов такова, что замену эту можно произвести быстро.

Вообще проблеме замены дефектного или изношенного узла, детали автомобильные заводы сегодня уделяют серьезное внимание. Доступность свечей, ремня вентилятора, запасного колеса, предохранителей имеет большое значение в эксплуатации. У «Рено-14» запасное колесо, расположенное под капотом, удерживается на месте только за счет деформации шины, которую прижимает капот, и чтобы снять «запаску», не нужно отворачивать никаких гаек — только поднять капот. На «мерседес-бенцах» для упрощения замены вышедших из строя элементов панель приборов легко демонтируется как одно целое, а амортизаторы подвески вынесены из пружин.

В то же время совершенствование конструкции автомобиля рождает иногда новые узлы, дающие ему преимущества по сравнению с предшественниками, а они сами требуют контроля при обслуживании и в случае необходимости регулировок или замены деталей. Сюда можно отнести вакуумный усилитель тормозов, систему впрыска топлива с электронным управлением, гидроусилитель руля.

Все перечисленные конструктивные особенности нашли отражение в таблице, так что с ними можно отчасти соотнести трудоемкость обслуживания отдельных моделей.

Оценивая простоту обслуживания и легкость замены изношенных или вышедших из строя деталей, нужно обратить внимание на отдельные модели автомобилей с передними ведущими колесами. Их агрегаты, как правило, объединены в компактный блок, и, например, для замены ведомого диска сцепления приходится порой демонтировать весь силовой агрегат. Насколько это серьезно, можно судить хотя бы по тому обстоятельству что «Форд-фиесту» (переднее расположение двигателя и привод на передние колеса) рекламируют как машину, у которой силовой агрегат можно демонтировать всего за 1,2 часа, а ведомый диск сцепления — заменить не вынимая мотора.

В стремлении максимально использовать пространство конструкторы порой так плотно компонуют моторный отсек, что значительно затрудняют обслуживание отдельных элементов двигателя. На «Рено-14», где он установлен поперек машины и наклонен назад, лишь к карбюратору есть удобный доступ.

Проблема создания легковых автомобилей, являющихся в значительной степени «мэйнтененс фри» представляет всеобщий интерес, но она как нам кажется, особенно актуальна для наших условий. Может быть, целесообразно вложить значительные средства в научно-исследовательские работы, в оснащение промышленности необходимым оборудованием для выпуска машин с резко сниженными потребностями в обслуживании, а не расходовать эти средства на сооружение густой сети СТО?

Член-корреспондент АН СССР Д П Великанов, говоря о перспективах автомобилизации в нашей стране на ближайшие годы, обоснованно доказывал («3а рулем», 1975, №11), что полностью обеспечить весь парк легковых автомобилей индивидуального пользования сервисом в обозримом будущем не удастся В связи с этим он предвидел развитие организованного самообслуживания на СТО. А если?..

Наверное, резко сократить потребность в обслуживании можно и нужно усовершенствованиями конструкции автомобиля. Нашими заводами уже немало сделано в этом направлении, и. надеемся в будущем именно советские автомобили станут образцом простоты в уходе.

Модель	Конструктивные особенности	Межсервисный интервал	Трудоемкость, чел-час	Цена обслуживания	Цена авто
«АльФа-ромео альфасуд»	ДОПТ	10	9,75	141	5495
«Альфа-ромео альфетта»	ВДТ	10	11,5	167	7995
БМВ 528	ДРТ	7,5	16,5	247	13600
«Вольво-244»	ДТ	10	-	262	8215
«Датсун-120-Игрек»	-	5	26	377	3607
«Датсун-260-Зет»	ПТ	5	26	377	8200
«Крайслер-сентура»	АДТ	6	19,8	287	4764
«Лянча-Бета»	ВДПТ	5	26,0	377	8413
«Мини»	БП	5	20,5	297	3115
«Мерседес-Бенц-230-4»	ДДТ	4	34,7	555	13963
«Мерседес-Бенц-350СЕ»	ВРЗТЭ	4	40,8	653	23886
«Пежо-504»	ДОТЕ	5	24,5	355	7998
«Порше 911»	ДЗО	20	30	450	18865
«Рамблер-матадор»	АГЗ	5	21	304	9431
«Рено-12»	П	5	25	362	4709
«Ровер-3500»	АДГТ	5	29	420	10200
СААБ 99	ДПТ	10	20,5	318	8570
«Тойота-королла-СЕ»	В	5	17,25	250	3879
«Тойота-селика»	Т	5	17,25	250	4888
ФИАТ-128	ПТ	5	24,3	352	4338
ФИАТ-132	ЗТ	5	26,0	377	6931
«Фольксваген-жук»	БО	5	-	162	3948
«Фольксваген-гольф»	ПТ	7,5	-	109	4397
«Форд-кортина»	Т	10	10,4	151	4320
«Форд-фалькон»	Г	10	10,3	149	4859
«Холден-торана-С»	Г	5	15,1	219	4647
«Ягуар-Икс-Ж12»	АВДЗТЭ	5	43,5	696	21745

---

Три компоновки

2011-04-19 22:06:21 (читать в оригинале)

Очень часто, оценивая конструкцию привлекшего наше внимание автомобиля, мы говорим, что он «ладно сложен». Его сложение определяется компоновкой, которую можно охарактеризовать как сочетание взаимосвязанного размещения агрегатов и узлов машины. Задача конструктора — так «сложить» изо всех обязательных элементов автомобиль, чтобы выкроить наибольшее пространство для пассажиров, удобно их поместить, сделать легкими вход и выход, оставить достаточный объем для багажа и обеспечить эффективное функционирование всех узлов и систем. При этом конструктор стремится получить наименьшие габарит и массу и избежать, несмотря на плотность «упаковки» всех компонентов, неудобств при обслуживании и ремонте. Решение столь сложной и многосторонней задачи может быть найдено только на основе тонко рассчитанных компромиссов.

Компоновочная схема прежде всего должна обеспечивать нагрузку на ведущие колеса, достаточную для получения нужных тяговых параметров и проходимости автомобиля. Ее оптимальное значение 53—55% от общей массы. Второе условие — пассажирское помещение должно находиться в зоне наибольшего комфорта, в пределах колесной базы. Еще одно важное соображение — минимальная длина. Она больше всех размеров сказывается на массе, которой пропорциональны не только расход материалов, но и себестоимость, а с ней и цена. Длина в современных условиях — это экономия или, наоборот, неразумный расход площади городов, уже перенасыщенных автомобилями.

Каким образом сложен современный автомобиль, как учитываются в нем названные выше соображения и какие плюсы и минусы дают применяемые сегодня три основные компоновочные схемы. Прежде всего обратимся к статистике. В традиционном ежегодном каталоге легковых машин, выпущенном в 1979 году к открытию женевской международной автомобильной выставки, приведены данные по 408 базовым моделям. Одни из них выпускаются сотнями тысяч в год, другие — десятками единиц. Среди этого многообразия львиная доля приходится на автомобили классической компоновки (рис. 1), впервые осуществленной почти 90 лет назад Л. Панаром и Э. Левассором.

Двигатель и коробка передач — впереди, ведущие колеса — задние. По такой схеме выполнены 270 моделей (77% от 408), на которые, по оценочным подсчетам автора, приходится около 70% годового выпуска легковых автомобилей во всех странах мира. Она широко используется для всех классов, но чаще всего в среднем, большом и высшем (ФИАТ-132, ГАЗ—24, «Тойота-краун», «Волво-264», ЗИЛ—117). В малом же классе эта компоновочная схема сегодня уже сдает позиции.

Классическая схема не позволяет сместить далеко вперед салон и вместе с ним двигатель, поскольку в этом случае задние ведущие колеса окажутся недостаточно загруженными. Из-за специфики взаимного расположения агрегатов машина в целом получается довольно длинной и тяжелой — свойство, наиболее неудобное для моделей малого и особо малого классов. У машин более высокого класса на первый план выступают достоинства подобной схемы. Так, багажник, размещенный между кожухами задних колес, получается вместительным и в то же время коротким и широким. Двигатель, сцепление и коробка передач объединены в общий блок и по отдельности легко демонтируются при необходимости ремонта.

Чтобы в пределах классической компоновки сохранить желаемую загрузку задних ведущих колес и все-таки продвинуть вперед двигатель, а с ним и пассажирское помещение, на некоторых легковых, а также спортивных моделях малого класса («Альфа-ромео-альфетта», «Волво-343», «Порше-924», «Порше-928») коробку передач сблокировали с главной передачей (рис. 2). Таким образом, у ведущих колес сконцентрирована вся масса трансмиссии (рис. 3), чем и компенсируется уменьшение нагрузки на них. Эта схема (с «разнесенными агрегатами») дает выигрыш и пространства для ног водителя и переднего пассажира — на полу нет «горба», охватывающего коробку передач. Но длинные (около полутора метров) тяги в приводе управления коробкой передач пружинят, не обеспечивают четкого переключения; более жесткие и массивные тяги — это уже некоторое увеличение металлоемкости и себестоимости.

Конструкторы, продолжая искать альтернативу классической компоновочной схеме и ее разновидности с «разнесенными» двигателем и трансмиссией, пошли по пути создания компактного силового агрегата. Они исходили из того, что блок из двух или нескольких узлов всегда легче и дешевле, чем те же узлы, монтируемые порознь. Поэтому силовой агрегат, объединявший двигатель, сцепление, коробку передач и главную передачу, привлек внимание в первую очередь создателей малолитражных и спортивных машин.

Еще лет двадцать назад компоновка с двигателем сзади и задними ведущими колесами представлялась очень привлекательной. Она воплощена в таких известных моделях, как «Фольксваген-жук», «Рено-дофин», ФИАТ-126 (рис. 4), ЗАЗ—965. Компактный силовой агрегат, отсутствие карданного вала, продвинутый вперед салон обеспечивают заметную экономию в длине, массе и себестоимости. Однако получить благоприятное распределение полной нагрузки между передними и задними колесами можно только у моделей с малогабаритными и, следовательно, легкими двигателями. На задние колеса у отдельных заднемоторных автомобилей малого класса приходилась чрезмерная (60—62%) доля массы, характеристика управляемости («врожденная» избыточная поворачиваемость) оставляла желать лучшего. Это обстоятельство предопределило резкое сокращение числа заднемоторных автомобилей — их оказалось около 6% общего числа, причем, конечно, главным образом это машины особо малого и малого классов (СЕАТ-133, «Субару-рекс-550», ФИАТ-126, «Сузуки-фронте-7C», ЗАЗ—968М). Среди автомобилей среднего класса такая компоновка встречается как исключение («Татра-613»).

Для спортивных и гоночных автомобилей, довольно легких и имеющих сравнительно большой запас мощности, необходимость значительной (55—65%) загрузки ведущих колес особенно важна. В противном случае частая пробуксовка не позволила бы использовать тяговые возможности мощных двигателей. Но заднемоторная компоновка с вынесенным назад двигателем создает довольно большой момент инерции относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести. В результате машина плохо входит в повороты и плохо из них выходит. Поэтому на заднемоторных спортивных («Лотос-эспри-С2», «Феррари-512ББ», «Порше-917» и др.) и гоночных (например, «Эстония—18», «Лотос-81», «Рено-РE20») автомобилях силовой агрегат развернут на 180, так, чтобы двигатель оказался внутри базы (рис. 5), — это компоновка с центральным расположением двигателя. Чтобы еще больше сократить длину, массу и момент инерции относительно вертикальной оси, на некоторых спортивных моделях («Лянча-стратос», «ФИАТ-Икс-1/9», «Матра-багира») применена разновидность центральной компоновки (рис. 6), где двигатель установлен поперек кузова между пассажирским отсеком и задними ведущими колесами.

В общей сложности доля моделей с задним и центральным расположением двигателя составила 11%, а в общем количестве легковых машин, выпущенных за год во всех странах, на них приходится 6%.

Самые первые автомобили К. Бенца, Г. Даймлера 1886 года, Е. Яковлева и П. Фрезе 1896 года имели заднемоторную компоновку. Если же говорить о паровых дилижансах, то годом рождения ее надо считать 1801-й, когда Р. Тревисик построил свою паровую карету, которая также имела заднемоторную компоновку.

Автомобили с передними ведущими колесами — их называют также переднеприводными — считаются продуктом последних десятилетий. Но они тоже появились давно — машина «Лятиль» с передними ведущими колесами увидела свет в 1899 году. Если же отвлечься от карбюраторного двигателя и заглянуть поглубже в биографию автомобиля, то найдем, что Н. Кюньо построил свою паровую телегу с передним ведущим колесом еще в 1769 году!

Вернемся, однако, к современности. Компоновки, обеспечивающие переднее расположение силового агрегата и привод на передние колеса, в настоящее время пользуются все возрастающей популярностью и составляют 21 %. Если же говорить о годовом выпуске легковых автомобилей в мире, то переднеприводные машины составляют в нем 24%. Одно из главных преимуществ, которые они обеспечивают, — малые длина и масса, ровный пол салона.

Поскольку эти автомобили имеют управляемыми передние колеса, то расстояние между их кожухами заметно (на 350—400 мм) меньше, чем между кожухами задних. Следовательно, багажник предпочтительней размещать в зоне задних колес, чтобы для получения нужного объема не увеличивать чрезмерно его длину, а следовательно длину и массу автомобиля. И в этом отношении компоновка с передними ведущими колесами оказывается наиболее рациональной. Она применяется не только в особо малом и малом классах, но и в среднем («Ситроен-ЦИкс», «Ауди-100», «Лянча-Гамма», «Рено-30ТС») и даже большом («Олдсмобиль-торонадо», «Бюик-ривьера»).

При передних ведущих колесах двигатель может быть размещен в пределах колесной базы («Ситроен-ДС19», «Рено-16») или вынесен вперед («Рено-12», «Ауди-100»). Первый вариант (рис. 7) применяется главным образом при довольно больших по рабочему объему и массе двигателях, вынос которых вперед за передние колеса создал бы чрезмерную их перегрузку. Кстати, у «Ситроена-ДС21», несмотря на все ухищрения, при полной нагрузке на передние колеса приходилось 59,5% общей массы, а без нагрузки — 66%. Неудивительно, что в соответствии с таким распределением на его колесах были установлены шины с разной шириной профиля: впереди — 180 мм, сзади — 155 мм.

Для укорочения силового агрегата, расположенного вдоль машины, конструкторы нашли несколько интересных решений. Так, у СААБов коробка передач и главная передача помещены под картером двигателя. Компактность агрегата, однако, была достигнута ценой усложнения конструкции (в трансмиссии введены три дополнительные шестерни). Сходное решение видим и в последней модели «Тойота-терсель». Здесь установленные вдоль автомобиля двигатель, сцепление и коробка передач расположены «цепочкой», а главная передача — под коробкой передач и связана с ней набором цилиндрических шестерен. Это компромиссное решение, продиктованное желанием максимально сохранить неизменными конструкцию картера двигателя, сцепления, а также коробки передач, которые по чисто производственным соображениям заимствованы от модели с классической компоновкой.

У автомобилей с двигателем очень большого рабочего объема («Олдсмобиль-торонадо», «Кадиллак-эльдорадо») коробка передач и главная передача находятся рядом с двигателем, а он установлен вдоль моторного отсека и смещен немного вбок. Для передачи от него на трансмиссию крутящего момента служит многорядная пластинчатая цепь (рис. 11).

При продольном расположении силового агрегата главная передача всегда представляет собой пару конических шестерен, чаще всего с гипоидным зацеплением. Их производство, налаженное во многих странах, требует сложных и дорогих специальных станков. И конструкторов соблазнила идея удешевить переднемоторные автомобили отказом от конических шестерен главной передачи в пользу более дешевых цилиндрических косозубых, что возможно только при поперечном расположении силового агрегата. Кроме того, как показал опыт последних десятилетий, именно в этом случае удается наиболее компактно разместить силовой агрегат в узком пространстве между кожухами передних колес и без увеличения длины машины (рис. 8). Такая схема более двадцати лет назад была осуществлена на моделях «Остин-мини», «Трабант-П50» и приобрела многочисленных последователей. Ее достоинства в том, что она позволяет получить желаемую загрузку передних ведущих колес, обеспечивает компактность моторного отсека, дает возможность продвинуть пассажирское помещение далеко вперед, в зону кожухов передних колес.

У ранних переднеприводных машин с поперечной установкой двигателя ценой конструктивных усложнений трансмиссии полуоси были сделаны одинаковой длины. Однако для новейших представителей этой компоновочной схемы («Опель-Кадет», «Форд-Фиеста», «Лянча-Дельта») характерна неодинаковая длина полуосей (рис. 9). На долговечность их шарниров это обстоятельство решающего влияния не оказывает, но позволяет свести к минимуму число шестерен в главной передаче (рис. 10).

Поперечно расположенный двигатель мы можем встретить как на машинах особо малого класса (например, «ФИАТ-Панда», «Трабант-601»), так и на моделях малого («Фольксваген-Гольф», «Рено-14ТЛ»), среднего («Ситроен-ЦИкс») и даже большого («Шевроле-Ситейшн») классов.

Мы познакомились с тремя основными компоновками и их разновидностями. Здесь не было речи о существующих только теоретически схемах, например с передними ведущими колесами при расположенном сзади двигателе. Нашедшие практическое применение компоновочные схемы постоянно используются конструкторами. Эти схемы родились еще в прошлом веке и живут поныне, причем каждая в силу своих особенностей находит свою сферу.

Литература

В. Ф. Родионов, Б. М. Фиттерман. «Проектирование легковых автомобилей». М., «Машиностроение», 1980.
Б. М. Фиттерман. «Микроавтомобили». М., Машгиз, 1961.
А. Н. Островцев. «Основы проектирования автомобилей». М., «Машиностроение», 1968.
Р. Бюссиен (пер. с нем.). «Автомобильный справочник». М., Машгиз, 1959.
А. М. Голомидов. «Автомобили с приводом на передние колеса». М., «Машиностроение», 1972.
Ю. А. Долматовский. «Знакомые и незнакомые». М., «Детская литература», 1976.

---

Мерседес-Бенц-СЛ R129

2011-04-19 09:31:30 (читать в оригинале)

Молва гласит, что автомобили с маркой «Мерседес-Бенц» — лучшие в мире, и, похоже, фирма «Даймлер-Бенц», которая их выпускает, благосклонно соглашается с такой оценкой. Но одно дело соглашаться, другое — поддерживать высочайшую репутацию, укреплять ее каждой новой моделью. И уж если речь идет о машине спортивного типа, ее конструкция должна вобрать в себя действительно лучшее, что накоплено мировым автомобилестроением, а облик — сочетать безупречное изящество с солидностью очень дорогого автомобиля. Такую задачу решают не торопясь — может, поэтому предыдущее семейство спортивных «мерседесов-СЛ» держалось на производстве целых 17 лет. Новое, представленное в начале 1989 года, поразило даже видавших виды знатоков высокой концентрацией новейших технических идей, объединенных формулой «комфорт плюс безопасность». И, разумеется, любители скорости не останутся в обиде: «Мерседес-Бенц-300СЛ» с мотором в 195 л. с. достигает 228 км/ч, а самый мощный в семействе 326-сильный «500СЛ» — 250 км/ч!

В новом семействе три модели: «300СЛ», «300СЛ-24» и «500СЛ». Первая — с шестицилиндровым рядным двигателем (2960 см3, 190 л. с./140 кВт при 5700 об/мин), у второй — форсированный вариант этого мотора с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр (231 л. с./170кВт при 6400 об/мин), третью комплектуют V-образным восьмицилиндровым (4973 см3, 326 л. с./240 кВт при 5500 об/мин. Четыре верхних распределительных вала с цепным приводом управляют через гидравлические толкатели тридцатью двумя клапанами — по четыре клапана на цилиндр). Вдобавок два последние мотора имеют электронно-гидравлическую систему регулирования фазы впуска (подробно об этом см. «За рулем», 1990, № 2). Кажется, выше некуда — ан нет; на будущий год фирма грозится выпустить 400-сильный двенадцатицилиндровый. Престиж обязывает — недаром Бруно Сакко, главный дизайнер «Даймлер-Бенц», сказал: «Будь на то моя воля, мы сделали бы мотор V16». Назовем, кстати, и другое имя: Иоханн Томфорд — один из ведущих конструкторов нового «Мерседеса-СЛ».

Перечень технических ухищрений, которые предлагаются покупателю, имеет, похоже, только начало, но не конец. Здесь и обязательная антиблокировочная система тормозов (АБС), и уже опробованная противобуксовочная (ЗР, 1986, № 12). И примененное впервые адаптивное управление подвеской: электронный «мозг» регулирует жесткость амортизаторов и дорожный просвет в зависимости от скорости и других условий.

Не пропали даром и годы, потраченные на разработку кузова: удалось найти ту изюминку, то самое «чуть-чуть», которое выделяет спортивный «Мерседес» из ряда родственных ему седанов. Да, внешность внушает доверие — но нужно нечто большее, что вызвало бы восхищение. Такой находкой (ее «искали» четыре с половиной года) стала дуга безопасности, автоматически выдвигающаяся за 0,3 секунды при угрозе опрокидывания машины, фиксируемой датчиками. Тент (точнее, складная крыша) натягивается или убирается за 30 секунд нажатием кнопки, вслед за которым срабатывают в общей сложности 17 микровыключателей и 15 гидронасосов! А на холодное время года ставят жесткую крышу из алюминиевого сплава, фиксирующуюся электромагнитным замком.

Энергию, вырабатываемую 1400-ваттным генератором, щедро расходуют электродвигатели бесчисленных сервоприводов, в том числе для регулировки сидений (с тремя «запоминаемыми» позициями) и рулевого колеса (по высоте и расстоянию до водителя). Тот, кому и этого недостаточно, может заказать устройство для централизованного запирания шести вещевых отсеков в салоне или, скажем, фильтр для поступающего в салон воздуха.

Что касается примет спортивности, и в этом автомобиле они оказываются не главными: ведь «Мерседес» рассчитан на того, кто привык за рулем наслаждаться не только скоростью, но буквально всем, что может предложить современная техника.

---

Гидравлические толкатели

2011-04-18 23:52:17 (читать в оригинале)

У двигателя внутреннего сгорания клапаны нагреваются больше, чем блок цилиндров или головка. Их удлинение не компенсируется целиком увеличением высоты головки или блока. Чтобы исключить неполное закрытие клапана, приводящее к обратным вспышкам, падению мощности, подгоранию его фаски, приходится в приводе распределительного механизма предусматривать температурный зазор. Пока двигатель не прогрелся, неизбежна шумная (из-за наличия этого зазора) работа привода. Но по мере износа и деформации клапана, коромысел, штанг и других деталей возникает необходимость в периодическом контроле и корректировке зазора. Эта работа достаточно трудоемка и в современном автомобиле, например «Жигулях», отнимает на протяжении первых 50 тысяч километров пробега 14 человеко-часов.

Чтобы вообще избавиться от регулировки зазоров и снизить шум клапанного механизма, изобретатели создали специальное устройство, которое постоянно автоматически компенсирует эти зазоры. Принцип его прост. Два концентричных поршенька, встроенные между толкателем и штангой, раздвигаются давлением масла, подаваемого между ними из системы смазки двигателя. Впервые такой компенсатор, названный гидравлическим толкателем, нашел применение в 1928 году. Им оборудовали двигатели легковых машин «Кадиллак». Само по себе несложное, это устройство требовало, однако, высокой культуры производства. Постепенное совершенствование технологии обработки деталей позволило к началу 40-х годов применять гидравлические толкатели не только на автомобилях высшего класса, но и на массовых моделях.

До недавнего времени гидравлические толкатели были достоянием главным образом американских легковых автомобилей. Сегодня их можно встретить и на многих европейских — «Воксхолле», «Опеле», «Порше», «Ровере», «Форде». Подсчеты, проведенные автором, показали, что теперь около 28% всех выпускаемых в мире легковых машин комплектуются такими устройствами. Интересно, что гидравлические толкатели сейчас уже получили признание на моделях малого класса, с двигателями объемом 1200—1300 см3.

Еще недавно специалисты считали, что гидравлический толкатель пригоден лишь для относительно тихоходного двигателя — с числом оборотов не более 4800 в минуту. При более высокой скорости вращения наблюдалась вибрация клапанов (точнее «подскоки» относительно седел). Виной тому были и недостаточно сильные клапанные пружины, и упругие деформации длинных толкающих штанг, и недостаточно совершенный профиль кулачков, особенно на участке закрытия клапана. Зазоры, мгновенно возникавшие в результате этих деформаций и вибраций, тут же автоматически выбирались гидравлическим толкателем, и постепенно, мало-помалу клапан переставал плотно садиться на седло. О вредных последствиях такого явления уже шла речь выше.

Каково же положение дел сегодня? Современные клапанные механизмы на автомобильных двигателях все чаще выполняются по схеме OHC (см. «За рулем», 1978, № 1), то есть с распределительным валом, расположенным не в картере двигателя, а в головке цилиндров. Конструкции с длинными и нежесткими толкающими штангами (схема OHV) применяются все реже. У типичных американских моторов 50-х годов (схема OHV) расстояние от оси распределительного вала до оси коромысел составляло 300—320 мм. У новейшего двигателя «Форд-CVH» (схема OHC) оно равно 67 мм. Таким образом, теперь преодолено одно из серьезных препятствий — длинная «цепочка» привода газораспределения и недостаточная жесткость его деталей.

Следующий шаг — согласованный подбор профилей кулачков, особенно их так называемых сбеговых участков, и клапанных пружин. Эта весьма трудоемкая часть работы конструкторов теперь упростилась благодаря использованию ЭВМ для просчетов сотен комбинаций и вариантов. Немалое значение имел и переход на очень жесткие распределительные валы, легкие и жесткие коромысла и рычаги клапанов. В результате родились конструкции клапанных механизмов, надежно работающих в паре с гидравлическими толкателями при высоких частотах вращения.

Так, гидравлические толкатели на двигателях «Форд-CVH» (рабочий объем 1117, 1296 и 1597 см3) для машин «Форд-эскорт» на испытаниях много часов надежно работали в режиме 6300 об/мин и даже, кратковременно, при 7000 об/мин, и это не сопровождалось нежелательными последствиями. Более того, гидравлические толкатели той же конструкции, что и на двигателе серийного спортивного «Порше-928С», были испытаны в двух гонках на специальном гоночном моторе, временами работавшем в режиме 8200 об/мин. И, наконец, самый последний пример. На дорожном мотоцикле «Хонда-КБИкс-650Е» модели 1983 года гидравлические толкатели успешно функционируют при 9500 об/мин, соответствующих максимальной мощности!

Конструкция гидравлических компенсаторов зазоров год от года совершенствовалась, что видно из иллюстраций. Сегодня эти устройства не составляют технической проблемы, и специалисты предсказывают в будущем их широкое распространение на легковых автомобилях малого и даже особо малого классов. Это диктуется общей тенденцией к сокращению объема обслуживания.

Полость А регулировочной камеры постоянно заполнена маслом, подаваемым под давлением из системы смазки двигателя. Оно поступает через отверстие Б внутрь толкателя и, открывая своим давлением клапан 5 одностороннего действия, выдвигает плунжер 2 из корпуса 1, выбирая зазор в приводе клапанов. Когда кулачок начинает отжимать вверх корпус 1 толкателя, пружина клапанного механизма через клапан, коромысло и штангу создает дополнительное давление на плунжер и через него — на масло в полости А. Односторонний клапан закрывается. Небольшое количество масла медленно просачивается из полости А через зазор между плунжером 2 и его цилиндром 4 (или корпусом 1).

При полностью открытом клапане продолжается медленное просачивание масла, и объем полости А немного уменьшается.

После того как клапан опущен и кулачок перестал давить на корпус 1 толкателя, плунжеру 2 перестает передаваться усилие от клапанной пружины. Поэтому масло, поступающее в толкатель под давлением, открывает клапан 5 одностороннего действия. Оно восполняет уменьшение объема полости А и вновь компенсирует образовавшийся зазор между торцем плунжера и контактирующей с ним деталью привода.

Модель автомобиля и страна	Рабочий объем, см3	Клапанный механизм	Число об/мин при максимальной мощности
ГАЗ—14 «Чайка» (СССР)	5532	OHV	4200
«Додж-мирада» (США)	5210	OHV	3600
ЗИЛ—114 (СССР)	5966	OHV	4400
«Кадиллак-эльдорадо» (США)	6045	OHV	3600
«Опель-аскона» (ФРГ)	1979	OHC	5400
«Опель-кадет» (ФРГ)	1297	OHC	5800
«Опель-коммодор» (ФРГ)	2490	OHC	5200
«Порше-928С» (ФРГ)	4664	OHC	5900
«Ровер-3500» (Англия)	3532	OHC	5250
«Форд-эскорт» (ФРГ)	1117	OHC	6000
«Шевроле-сайтейшн» (США)	2471	OHV	4000
«Шевроле-шевет» (Бразилия)	1398	OHC	5400

OHC — overhead camshaft (англ.) — распределительный вал в головке цилиндров;

OHV — overhead valves — верхние клапаны со штанговым приводом.