Итак, начнем по порядку. Поначалу амортизатор представлял собой полый цилиндр, в котором двигался шток с поршнем, однако, чтобы была возможность перетекания гидравлической жидкости между камерами, поршень не был монолитным. Гидравлическая жидкость движется по собственным законам, которым посвящен целый раздел науки под названием «гидравлика», поэтому у инженеров конкурирующих компаний была возможность продемонстрировать автопроизводителям и потребителям, кто знает это раздел лучше.

За отсутствие резонанса на хорошей дороге отвечал ряд небольших отверстий в поршне, которые получили название «дроссели» - при плавных движениях штока с небольшой амплитудой, дроссели вполне справлялись с перетеканием масла из камеры в камеру. Форма и сечение дросселей у разных компаний зачастую сильно отличались и это тоже неспроста – конструкторы играли при настройке целым рядом факторов. Особенно преуспели в этом компании, работающие для автоспорта, например, фирма KONI. Но амортизатор вещь универсальная, как и автомобиль, поэтому трудиться ему предстоит на разных дорогах. Для существенных перемещений штока в поршне существовало и отверстие большого диаметра, способное справиться с существенными объемами жидкости, вот только оно было подпружинено и в обычном состоянии закрыто. И лишь когда колесо автомобиля наезжало, например, на камень, пружина под большим давлением открывалась, и масло перетекало в соответствующую камеру. Современные клапаны и пружинные пластины сохраняют свои свойства на протяжении более чем 10 млн. циклов, что очень неплохой показатель.

Собственно говоря, классическая схема до сих пор на коне. Естественно, она обросла рядом усовершенствований и технологических новшеств, но соотношения цена/качество пока никто не отменял. По актуальности на первый план выходят двухтрубные конструкции, как максимально эффективные и недорогие. Наружная труба, в которой собственно и расположена основная с маслом и поршнем, выполняет несколько вспомогательных, но отнюдь не лишенных смысла функций, особенно на наших запыленных дорогах не самого высокого качества. Шток с уплотнителями находятся внутри и не контактируют с дорожным абразивом. Газовый подпор внешней трубы хоть и небольшой, но частично компенсирует вспенивание масла в основной полости. К тому же, внешняя труба защищает внутреннюю от механических повреждений. Благодаря невысокому давлению газа, даже при небольшой утечке масла через сальник, амортизатор полностью сохраняет свои рабочие характеристики. Пожалуй, именно у двухтрубного демпфера максимальное количество плюсов и минимальная стоимость изготовления, из-за чего данная конструкция всегда уверенно держит первое место в афтермаркете. Но есть и минусы: вспенивание масла после продолжительной и интенсивной работы (долгая езда по плохим дорогам), которое снижает эффективность демпфирования. Наружная труба препятствует быстрому охлаждению, и устанавливать подобные амортизаторы можно только штоком вверх.

Как ни странно, более простая конструкция – однотрубная, является более действенной, но одновременно и более дорогой. Такие амортизаторы являются газонаполненными, причем давление газа может быть изрядным – до 3-х МПа. Но где такое давление, там уже и точность изготовления, и конечная стоимость другие. Зато однотрубники прекрасно охлаждаются и способны долгое время работать в неблагоприятных условиях без снижения рабочих характеристик – газ под высоким давлением просто не дает маслу вспениться, и устанавливать их можно даже штоком вниз. Минусы у таких демпферов следующие: бОльшая длина по сравнению с двухтрубными, низкая устойчивость к механическим повреждениям и цена, конечно.

Но это все натуральная классика жанра, не надо думать, будто конструкторская мысль так и остановилась на столь олдскульных, хотя и вполне рабочих схемах, ведь время тоже не стоит на месте. Как прогрессивные, так и дегрессивные характеристики демпферов если и устраивали автопроизводителей, то лишь частично, поскольку способны были обеспечить комфорт и/или управляемость лишь в определенных рамках. Поэтому инженеры попытались объять необъятное с помощью сначала чистой механики, а затем, по мере развития электроники и полупроводниковых технологий и электронного управления.

Умы конструкторов обратились сразу же к клапану, с помощью усилия открытия которого, можно было существенно расширить диапазон применения. И почему клапан может быть только один? Может, стоит оснастить поршень двумя, а то и тремя клапанами, сбрасывающими разное давление. Подобные разработки сразу заинтересовали компанию Sachs и, естественно, вездесущих спортсменов из KONI. В результате, у Koni получилась конструкция под названием FSD, вполне актуальная и сейчас. Как это работает? Дабы изменять поток масла, проходящего через поршень, а соответственно и демпфирующее действие, инженеры добавили в конструкцию дополнительный клапан, пускающий масло в обход, а система FSD, в зависимости от частоты колебаний, блокировала поток масла на необходимую в данных условиях величину. Скорострельность конструкции показала себя вполне достойной, ведь клапан срабатывал практически одновременно с изменением частоты колебаний.

Немцы из Sachs пошли по другому пути, поначалу добавив поршню клапанов с соответствующими характеристиками, а потом и вовсе разработав уникальную систему амортизации под названием Nivomat, по мнению многих, являющуюся вершиной эволюции механических устройств без применения электроники. Естественно, схема здорово усложнилась и подорожала, но зато по потребительским качествам, она практически вплотную подобралась к современным пневмоподвескам, которые обходятся покупателю еще дороже, причем значительно. Итак, Nvomat, чем же он так хорош? Очень многим: то, что в зависимости от дорожных условий подвеска самостоятельно адаптируется к ним понятно, но кроме этого, амортизаторы Nivomat обеспечивают идеальное демпфирование вне зависимости от веса (загруженности) конкретного автомобиля с данной подвеской. Что же пришлось доработать? Конечно же, систему клапанов, некоторые из которых уникальны и добавить к каждому амортизатору внешний резервуар с избыточным давлением газа – порядка 150 Атм. Казалось бы – теперь, когда есть электронноуправляемые амортизаторы, о «Нивомате» все забудут, однако неожиданно о нем вспомнили на востоке – премиальный кроссовер от Haval, H8, оснащен именно ей.

Было бы нечестно не вспомнить еще об одном прорыве в деле полного, скорее даже абсолютного контакта колеса с дорогой. Компания Bose, которая всегда занималась аудиосистемами для премиальных машин, вдруг совершенно неожиданно разработала новый тип амортизатора, работающего исключительно на электричестве, безо всякой гидравлики. Принцип действия таких демпферов довольно прост и понятен: Шток, снащенный магнитом высокой мощности, принимая колебания, исходящие от подвески автомобиля, перемещается в статор (в поле, создаваемое электрической катушкой). Так как при работе такого амортизатора необходимо то убыстрять, то замедлять движение штока, к нему требуется контролер с электрическим усилителем. Центральный компьютер определяет положение кузова над дорогой и посылает команды контроллеру.

Первый LS от Lexus – LS 400, в 2004 году в качестве эксперимента был оснащен новыми амортизаторами и показал плавность хода недоступную и ныне ни одной из существующих схем. Колеса не отрывались от земли ни при каких условиях, машина вообще не кренилась в поворотах, впрочем, вне зависимости от дорожного покрытия, кузов вообще не менял своего изначально горизонтального положения. Возможно – когда уровень технологий достигнет нужного прогресса, все автомобили оснастят подобной подвеской, но пока, увы – прошло уже 15 лет, а о прорыве от Bose никто и не вспоминает. Почему?

К сожалению, у данной конструкции обнаружилось и множество недостатков: Существенный вес – такие демпферы намного тяжелее обычных, неумеренное энергопотребление – штатная электрическая система автомобиля не способна справится с подобной мощностью самостоятельно, перегрев – схема безжидкостная и как отводить тепло непонятно, ну и цена, конечно.

Вообще-то стоимость детали или узла при массовом производстве является важнейшим фактором, так что производители амортизаторов в нынешнее время пошли по разным путям. Для массовой техники совершенствуются классические варианты путем применения новых материалов, технологий и гидравлических жидкостей – уменьшается вес изделий, одновременно увеличивается долговечность и улучшаются потребительские качества. В качестве материала для производства демпферов широко используются алюминий и углепластик, штоки поршней изготавливаются полыми, а в качестве уплотнителей используются износостойкие современные материалы вроде нитрил-бутадиена. Но опять же – новые материалы – новая конечная стоимость, так что не стоит искать углепластиковые амортизаторы с полым штоком на бюджетном «Логане», там как все было 20-30 лет назад, так и осталось. В последнее время, по мнению аналитиков рынка афтермаркета в России, покупатели стали отдавать предпочтение более дешевым вариантам и даже изделиям малоизвестных производителей из Юго-Восточной Азии. Массовый сегмент нынешний кризис стороной не обошел, так что реальные новинки мирового рынка в основном встречаются в премиум-сегменте, хотя и бытовые марки известных производителей часто могут похвастаться современными демпфирующими устройствами.

Электронноуправляемые амортизаторы уже давно и успешно используются во всем мире, и развитие этих систем идет ныне скорее эволюционным, нежели революционным путем: уменьшается время срабатывания, вводятся новые параметры для определения необходимого демпфирующего усилия, переписываются блоки управления работой подвески.

Условно, электронноуправляемые амортизаторы можно разделить по принципам действия. Разумеется, за каждый из них соответствующая компания получила патент.

Немецкие любители всевозможных клапанов от фирмы Sachs разработали систему под названием CDC  (Continuous Damping Control) или, проще говоря, систему переменной жесткости. Работу их амортизаторов поддерживают электромагнитные клапана, с подключением через шток. В зависимости от положения клапана и условий езды, масло подается по-разному, благодаря расширению или сужению отверстия в клапане. На CDC поступает информация с датчиков, в том числе от системы ABS или ESP. Блок управления, в свою очередь, обрабатывает данные. Он рассчитывает, какие амортизационные усилия необходимы и подает силу тока нужной величины на управляющий клапан. С помощью этого происходит бесступенчатая адаптация демпферных усилий, в зависимости от ситуации на дороге и ее состояния. То есть настройка подвески, происходит постоянно в реальном времени.  

А вот фирма GM в партнерстве с компанией Delphi, которая производит в том числе и амортизаторы, запатентовали систему магнитной регулировки жесткости - MRC. В основе этой схемы лежит, изменение вязкости используемой жидкости. В результате исследований, были найдены вещества, которые оказались чувствительны к магнитному полю, их и добавили в масло. Получилась магнито-реологическая жидкость. Она работает даже в простых амортизаторах, но при воздействии на оную электромагнитного поля, изменяется ее вязкость. В таких амортизаторах клапаны со сложным управлением больше не нужны, именно изменением вязкости меняется производительность демпфирования. Цену MRC, которая заметно выше олдскульных схем, оправдывает функциональность и преимущества, такие, как упрощение конструкции амортизаторов и клапанов, например, ну и естественно то, зачем всё это изначально затевалось – изменение жесткости подвески в зависимости от условий движения.

Вот так и идет развитие каждого узла автомобиля, в том числе, казалось бы такой незатейливой детали как амортизатор. Вопреки расхожему мнению, дело тут не только в «генераторах идей» и патентах, а в самой технологической возможности изготовить придуманную конструкцию на данном этапе развития производства, да еще так, чтобы конечная стоимость устроила всех сопричастных.

Глава 12. Гидро и пневмоподвески.

Возникновение альтернативных типов подвесок, на фоне устоявшихся и отработанных до мелочей конструкций, никого особо не удивило. Человек всегда хочет большего, а состоятельный человек еще и имеет возможность за это «большее» заплатить.

Пожелания от пользователей были довольно простыми – сделать так, чтобы подвеска выполняла все прихоти владельца: когда надо – становилась очень мягкой и комфортной, когда надо – жесткой, а если вдруг водителя потянуло на приключения, и тот заехал куда-то не туда – увеличивала клиренс. Ах да, а на идеальном асфальте дорожный просвет должен максимально уменьшаться и по идее, хотелось бы, чтобы все это происходило автоматически, и было завязано на остальные электронные устройства, а как иначе: заложил покруче вираж – а кренов быть не должно, раздражают, резко оттормозился – никаких клевков, а то некомфортно. В общем, хочется всего и сразу. А такое вообще возможно?

Почему бы и нет? Придется, конечно, разработчикам попотеть, а клиентам раскошелиться, но ведь изначально это и предполагалось, так что ничего страшного. Разберемся сперва с пневмоподвеской.

Сначала взор инженеров упал на грузовики и автобусы, в которых подобная схема применялась уже довольно давно. Вопрос там стоял скорее не в комфортности, а самой возможности безопасного перемещения на дорогах общего пользования, ну судите сами – пустой большегруз будет прыгать как мячик, если настраивать стандартную подвеску под максимальный вес, или наоборот, скрести днищем по асфальту при полной загрузке, если ориентироваться на нечто среднее. Конечно, пневмоподвеска на грузовиках и автобусах стояла примитивная, одноконтурная, хотя и была способна изменять жесткость и клиренс, но для легкового лакшери-сегмента этого мало.

Но начало положено, и потихоньку началось совершенствование конструкции, появился электронный блок управления, контуров, если пневмобаллоны стояли и впереди и сзади, стало уже четыре, а следом, появились и стандартные прошивки программы управления – все с ними знакомы: обычно их три, взять хоть тот же VW Touareg – Comfort, Standart и Sport. Причем это не какие-то эфемерные регулировки, которые сложно почувствовать на практике, вовсе нет. В «Комфорте» внедорожник практически не замечает даже серьезных дефектов дорожного полотна, а в «Спорте» просто превращается в довольно жесткий и собранный спортивный болид, ему бы еще цент тяжести пониже… И компания Porsche со своей Panamer`ой зашла с другого конца – полноприводная модификация Turbo, к примеру, не спасует и на грунтовке, поскольку в проблемных местах можно принудительно увеличить клиренс до приемлемых 160 мм., а на хорошем асфальте, под который и создавалась эта модель, равных ей в классе найдется немного – клиренс автоматически уменьшится до минимального, в поворотах вас подстрахуют активные стабилизаторы поперечной устойчивости, а на высокой скорости раскроются дополнительные крылья заднего спойлера для лучшего контакта с дорожным покрытием, и все это автоматически. Я это к тому, что такое недешевое решение как пневмоподвеска, работает в тесной спайке со всем остальным, что и придает весьма высокие конечные потребительские качества автомобилю. Итак плюсы: с помощью пневмоподвески можно регулировать клиренс, жесткость, баллоны заменяют одновременно упругий и демпфирующий элемент, вследствие чего масса самой подвески минимальна.