модернизация подвески "ВОЛГА"

Подвеска автомобиля обязана обеспечивать две в какой-то степени противоположные друг другу вещи: с одной стороны — плавность хода, то есть, обеспечение в любых дорожных условиях минимально возможных уровней вертикального перемещения, толчков и вибрации в салоне автомобиля, чем определяется комфортабельность езды; с другой — устойчивость, способность автомобиля противодействовать явлениям, угрожающим безопасности движения, и управляемость, то есть, его способность предсказуемо подчиняться командам водителя, что обеспечивает безопасность и удовольствие от активного вождения. Любое шасси — компромисс между этими двумя крайностями, оптимальный, с точки зрения конструкторов автомобиля, для данного конкретного случая.
Для начала, давайте вообще разберёмся: что не так у «Волги» с управляемостью ?

В отличие, к примеру, от ГАЗ-21 или заднеприводных «Москвичей», шасси «Волги» ГАЗ-24 принципиально как минимум ничем не хуже, чем у любого автомобиля с зависимой задней подвеской и передней на двойных поперечных рычагах. Колёсная база длинная, центр тяжести — сравнительно низкий, колея — достаточно широкая, их соотношение — вполне благоприятное. Развесовка по осям почти идеальная для такой компоновки — 53% перед, 47% зад.

То есть, все задатки для того, чтобы и вести себя на дороге как минимум не хуже других автомобилей с шасси такой конструкции — у неё вполне имеются. Косвенно это доказывается опытом участия автомобилей этой марки (естественно, доработанных, но обычно с сохранением основных конструктивных элементов) в кольцевых гонках как в России, так и в ближнем зарубежье, продолжающегося вплоть до нашего времени.

Почему же тогда у серийных машин 24-того семейства на практике наблюдается целый «букет» дефектов управляемости, таких, как недостаточная курсовая устойчивость и рыскание («плавание» машины по дороге) на скоростях свыше 110-130 км/ч (в зависимости от состояния передней подвески), большие крены в поворотах, раскачивание, вялая реакция на движения рулём, и так далее ?

Дело в том, что, во-первых, «Волга» имеет ряд конструктивных особенностей, которые, повышая иные характеристики автомобиля — комфортабельность, проходимость, грузоподъёмность, живучесть, долговечность, простоту и дешевизну производства, и так далее — отрицательно сказывались на его управляемости, а во-вторых — с завода эти автомобили шли с очень примитивной, а точнее — соответствующей уровню автомобилестроения середины шестидесятых годов, когда «Волга» была спроектирована, настройкой шасси.

Для тех целей и задач, которые ставились перед «Волгой», этого было вполне достаточно. Но тюнинг для того и придумали, чтобы «подогнать» заводскую конструкцию под собственные требования и запросы. Шасси «Волги» с этой точки зрения — очень благодатное поле для приложения сил, так как даже не слишком глобальные «апгрейды» способны весьма существенно улучшить поведение автомобиля на дороге. Важно только понимать, что любой автомобиль является сложным техническим комплексом, все параметры которого, часто взаимно противоположные, тесно связаны между собой, вместе формируя некий компромисс, нарушать который без чёткого понимания последствий вмешательства не следует.

Как и любая задача в тюнинге, данная задача является комплексной, поэтому рассмотрим для начала все её составляющие элементы.

Общая настройка шасси

Очевидно, что шасси «Волги» было в своё время настроено в первую очередь на спокойную, комфортную езду, причём как по хорошим благоустроенным, так и по неровным бетонным, щебёночным и просёлочным грунтовым дорогам. Это главным образом обусловило такие две его особенности, как длинноходность подвески и её сравнительная мягкость, которые, в свою очередь, определяют явно повышенные значения бокового крена в поворотах и продольного крена при разгоне и торможении, а также, отчасти, раскачивание кузова автомобиля при проезде неровностей.

Между тем, как показывает практика, при тщательной настройке шасси с использованием современных технических решений вполне возможно в значительной степени сохранить эту, безусловно, привлекательную сторону волговской подвески, но при этом существенно улучшить поведение автомобиля.

Передняя подвеска и её настройки

Сразу отметим, что пресловутые волговские шкворни никакого отношения к нашей проблеме не имеют. Они просто являются способом, при помощи которого организована подвижность передних колёс для осуществления поворотов. Никакой принципиальной разницы в геометрии и кинематике с бесшкворневой подвеской шкворни сами по себе не дают, более того, у той тоже имеется линия шкворня — виртуальная, образованная прямой, пересекающей центры верхнего и нижнего шаровых шарниров. Всё, что касается шкворневой подвески, будет касаться и бесшкворневой.

Совсем другое дело — то, каким именно образом шкворни в ней установлены.
Если посмотреть инструкцию к «Волге» ГАЗ-24 (24-10, 31029) в разделе, посвящённом углам установки передних колёс, то в первую очередь бросится в глаза, что производитель рекомендует поддерживать кастер (угол продольного наклона шкворня) в пределах ±1º, то есть — на нуле.

Данная настройка являлась типичной для шестидесятых и первой половины семидесятых годов. Ездить с ней, конечно, вполне можно, и даже быстро, но поведение автомобиля на высокой скорости становится «нервным», водителю приходится постоянно следить за соблюдением заданной траектории, совершать множество подруливаний и прочих лишних телодвижений, что способствует быстрому утомлению и снижению безопасности движения, а в критической ситуации и вовсе может стать причиной ДТП. Поэтому впоследствии (а на спортивных и просто быстроходных автомобилях — и намного раньше) её пересмотрели в сторону существенного увеличения угла продольного наклона — до 3…6º, а в некоторых случаях — и до 7…9º.

Что же это даёт ?

В первую очередь, колесо, ось поворота которого наклонена назад (положительный кастер), становится подобно колёсику офисного стула — оно во время движения по прямой само стремится занять положение позади этой оси, то есть, динамически стабилизируется. Прямая траектория движения теперь поддерживается уже как бы «сама собой» — водителю остаётся лишь парировать время от времени возникающие возмущающие воздействия со стороны неровностей дороги или бокового ветра.

При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота, то есть у автомобиля с положительным кастером ещё и более чуткая реакция на руль, лучше самовозврат «баранки» в исходное положение при выполнении поворота — в общем, появляется реактивное действие на руле, то, за отсутствие чего «Волгу» нередко порицали автомобильные журналисты.

Почему же создатели «Волги» проигнорировали такой верный способ улучшения управляемости автомобиля ?

Дело в том, что каждый градус, прибавляемый к углу продольного наклона шкворня, ощутимо увеличивает и усилие, которое водитель должен прикладывать к рулевому колесу. Принцип тут абсолютно тот же: колесо, закреплённое с положительным кастером, стремиться остаться на прямой, а водителю приходится с возникающей при этом дополнительной силой бороться. На сравнительно лёгкой машине — ещё ничего, а вот на полуторатонной «Волге» — вполне чувствительно.

Компенсировать это можно было бы за счёт увеличения передаточного числа рулевого механизма с соответствующим увеличением числа оборотов рулевого колеса между крайними положениями, но… у «Волги» эти параметры и так близки к предельным значениям с точки зрения нормального вождения легкового автомобиля.

Именно поэтому на американских автомобилях того же времени часто делали два варианта подвески, с различным кастером — нулевым для машин без гидроусилителя (а он всё ещё оставался в семидесятых года дополнительным оборудованием на машинах размерного класса «Волги») и большим положительным у машин с ГУР-ом.

На ГАЗ-24 гидроусилитель руля ставился только в варианте с V8, у которого подвеска была существенно переделана и, кстати, совсем не факт, что этот момент в ней тоже не был учтён.

Таким образом, создатели автомобиля сделали выбор в пользу лёгкого руля без гидроусилителя — вполне адекватный для того времени, с точки зрения динамических возможностей и основного назначения автомобиля.

Кстати, из этого вытекает категорическая недопустимость задирать «Волге» зад за счёт усиления задней подвески, так как вместе с кузовом при этом наклоняется вперёд и ось поворота передних колёс. У других автомобилей — даже у классических «Жигулей» — есть хотя бы минимальный запас положительного угла наклона оси поворота передних колёс, который можно сравнительно безболезненно «выбрать» при завышении задней подвески относительно передней: ну, был кастер небольшим положительным — станет нулевым, ухудшится управляемость, но на машине всё же можно будет ездить.

А вот у «Волги» такого запаса нет. И при задранной задней части у неё нулевой кастер очень быстро сменяется отрицательным. А это — уже неминуемая динамическая дестабилизация передних колёс при движении. Проблемы с курсовой устойчивостью — обеспечены. Не говоря уже о том, что при, например, отказе одного из колёсных тормозных цилиндров или обрыве рулевой тяги на скорости это — практически верная авария.

Остальные параметры передней подвески оказывают менее существенное влияние на устойчивость и управляемость автомобиля.

Сами по себе геометрия и кинематика передней подвески «Волги» особых нареканий не вызывают — двухрычажка как двухрычажка, не лучше, но и не хуже многих других. Достаточно большое для такой компоновки расстояние между осями рычагов по вертикали, широкая база самих рычагов, умеренное изменение колеи при работе. Геометрия достаточно примитивная (паралелльные верхние и нижние рычаги — так в основном было у автомобилей, выпущенных до середины 1960-х годов), но для не слишком агрессивной езды — пойдёт. Повлиять на эти параметры без полного перекраивания передней части автомобиля, к тому же, не удастся.

Несколько неприятно отсутствие особого наклона рычагов подвески в продольной плоскости, уменьшающего «кивок» машины при замедлении — но «с этим живут», влияет это в основном на комфорт пассажиров при резком торможении. Ходы подвески — умеренно большие, пружины сравнительно мягкие, но прямого ухудшения управляемости это не вызывает. Возникающие же в повороте завышенные по современным меркам величины крена являются не недостатком (убрать их усилением стабилизатора поперечной устойчивости было бы несложно), а предупреждение водителю о приближении к опасному для автомобиля режиму, после входа в который сохранение управляемости уже не гарантируется. Уменьшать его искусственно (изменением стабилизатора) можно лишь после того, как достигнуто существенное улучшение устойчивости и управляемости автомобиля, как своего рода подведение итога достигнутого в результате тюнинга прогресса.

Развал и схождение хорошо известны любому автомобилисту хотя бы понаслышке и имеют самое непосредственное отношение к управляемости, но на практике не оказывают не неё решающего влияния по сравнению с рассмотренными выше параметрами. Главным образом влияют на интенсивность и характер износа шин.

Кроме того, развал (напомню — на ГАЗ-24 рекомендуется устанавливать его в пределах от +0°30′ до -0°30′, то есть, по сути, в ноль) является, так сказать, «конечным результатом» всех остальных настроек подвески, влияющих на положение её элементов в поперечном направлении, так как измеряется непосредственно на самих колёсах, а схождение нужно главным образом для компенсации последствий наличия развала — «увода» управляемых колёс в сторону при движении автомобиля по прямой. В конечном итоге, лучше всего просто следить за тем, чтобы эти параметры находились в установленных заводом-изготовителем рамках после всех вмешательств в конструкцию подвески — их настройка будет своего рода завершением всех проводимых с подвеской работ.

Поперечный угол наклона шкворня кинематически связан со многими другими параметрами подвески, включая развал управляемых колёс и продольным углом наклона, регулируются все они в связке.