Война шасси и моторов — в воздухе и на земле
Продолжаем рассказ об эволюции автомобиля – от рождения до наших дней (начало – ЗР, 2017, № 1, 2).
Двигатель прогресса
Окончательному возмужанию автомобиля помогла авиация, бурное развитие которой пришлось, понятно, на годы войны. Двигатели для самолетов в те годы конструктивно мало отличались от автомобильных, а ненадежная работа в воздухе куда опаснее, чем на земле. В преуспевании ряда фирм автомобиль и самолет были «виноваты» примерно в равной степени. Скажем, знаменитый швейцарец Марк Биркигт, отец не менее знаменитой испано-французской марки Hispano-Suiza (Испано-Сюиза), считался одним из лучших конструкторов двигателей и для авиации, и для автомобилестроения. Моторы стали надежнее, что куда важнее количества лошадиных сил. И всё же главной задачей по-прежнему считалось увеличение мощности.
Прямой и наиболее доступный способ – рост числа цилиндров и рабочего объема. Четыре и даже шесть цилиндров стали нормой. Еще в 1902 году фирма Panhard-Levassor запатентовала V‑образный восьмицилиндровый мотор. До ума конструкцию довели, правда, американцы – намного позже. Но уже перед Первой мировой началось производство V‑образных не только восьми-, но и двенадцатицилиндровых агрегатов. Параллельно увеличению числа цилиндров шел стремительный рост рабочего объема моторов. Самый яркий пример из той эпохи: восьмицилиндровый двигатель знаменитого Bugatti Type 41 Royale имел объем 12,7 литра! Заявляли мощность 300 л.с., – вполне возможно, что преувеличивали.
Неудержимая страсть к наращиванию мощности моторов, особенно для больших представительских и, конечно же, спортивных машин, привела к появлению двигателей с нагнетателем воздуха – компрессором – еще в начале 1920 годов. Компрессор с приводом от распредвала сжимал воздух, поступавший в цилиндры, и заметно повышал отдачу. А ведь подобную конструкцию Готлиб Даймлер запатентовал еще в 1885‑м! Но слабеньким и ненадежным моторам повышение давления и температуры газов было категорически противопоказано. Кроме того, вся эта «музыка» эффективно работала лишь при условии точного изготовления деталей и применения соответствующих материалов. Так что компрессоры ждали технологического прогресса. Да и когда прижились они на больших моторах, включать устройство следовало лишь время от времени, поскольку нагрузка на двигатель сильно возрастала. Зато в предельных режимах семилитровый мотор спортивных Мерседесов серии К (Kompressor) развивал до 300 л.с.! А прогрессивный и надежный атмосферный двигатель Hispano-Suiza объемом 8 литров выдавал «лишь» 195 сил.
Машинам, рассчитанным скорее на комфорт, нежели на предельные скорости, и этого хватало с избытком. Кстати, о комфорте. Во многом именно он стал причиной бурного, но недолгого увлечения бесклапанными двигателями с золотниковым или гильзовым газораспределением. Отчасти эти моторы напоминали двухтактные. Главные достоинства – плавность и тихая работа. Недостатки – огромный расход масла и соответствующая дымность. Правда, многих покупателей это не очень волновало – денег на масло у них хватало, а обслуживанием занимались наемные шофферы (именно так, с двумя «ф»). Что же касается дыма… Тогда даже дедушки нынешних экологов еще не родились. И всё же четырехтактные бесклапанные агрегаты остались в истории эпизодом, в отличие от маленьких двухтактников, которые особенно расплодились после Первой мировой.
О бедных машинах замолвите слово
Солидный, технически совершенный, комфортный автомобиль – это замечательно. Но для тех, кто только подумывал пересесть на него с мотоцикла, а то и с велосипеда, сооружали эдакие автомотогибриды, которые именовали сайклкарами (англ. cyclecar). Подобные повозки появились еще в середине 1910‑х, но развитие получили после войны, когда население Европы заметно обнищало, однако тягу к передвижению не утратило.
Представим типичный народный автомобиль 1920‑х годов. Это небольшая машина на тонких велосипедно-мотоциклетных колесах, которая вмещала обычно двоих, причем сиденья порою размещались друг за другом. Первоначально тандемы «выросли» из мотоциклов, но позже философия такой схемы несколько изменилась. Длинный автомобиль больше напоминал «настоящий» – с двумя рядами сидений, и это нравилось покупателям, не желающим демонстрировать свой невысокий достаток. Таким «почти большим» автомобилем был немецкий Wanderer Püpрchen (Пюппхен, «куколка»). Ну а французы умудрялись делать тандемы с управлением у заднего сиденья – как в аэроплане.
Кузовá народных машин ваяли из фанеры и пропитанной клеем ткани. Одно- или двухцилиндровый двухтактный мотор, коробка передач – двух- или трехступенчатая, а привод на задние колеса осуществлялся иногда даже не цепью, а ремнем. Тормоза – лишь на задней оси. Автомобилю, с трудом развивавшему 50–60 км/ч, этого хватало. Отказывались порой и от сложного в изготовлении дифференциала. На низких скоростях с его отсутствием можно было мириться, главное – чтобы ехало!
Именно компактные и в чем-то примитивные машины стали в известной мере двигателями прогресса. И одновременно возвращением к истокам. Они подтолкнули инженеров к заднемоторной схеме. Помните, такими делали самые первые автомобили? Заднемоторная схема избавляла от необходимости тянуть трансмиссию под всей машиной, делая для кардана туннель в полу. Яркий пример – немецкий Hanomag 2/10 PS 1925 года c одноцилиндровым десятисильным двигателем водяного охлаждения. Над простенькой машиной со спартанским салоном, прозванной Kommißbrot («коммисброт», то есть «солдатский хлеб»), посмеивались. Однако она не только приобрела популярность, но и стала одним из лидеров направления, которое бурно расцветет через полтора десятилетия.
Маленькие машины служили своеобразным полигоном для испытания курьезных, но интересных, а порой и перспективных решений. Немецкий Phänomobil Cyclonette (Феномобиль Циклонетте) – еще один гибрид автомобиля и мотоцикла. На задней оси стояло два колеса, спереди – одно, с мотоциклетным управлением. Ну а легкий силовой агрегат с двухступенчатой планетарной коробкой передач висел прямо над колесом, момент к которому передавался короткой цепью. По такой схеме умудрялись делать даже четырехместные модификации (их нередко использовали в качестве такси) и легкие грузовики. Причем на некоторых версиях над колесом вешали уже не двух-, а четырехцилиндровый мотор! А это уже работоспособный передний привод, хотя и не очень похожий на привычный нам. Но до привычного оставался всего шаг.
От сознания до материи
Мощные моторы и высокие скорости потребовали серьезной работы над тормозами. Нет, о дисковых, изобретенных англичанами аж в начале прошлого столетия, вспомнят лишь через три десятка лет! А пока совершенствуют барабанные. Их стали ставить на все колёса – сначала, конечно, только на тяжелых и мощных автомобилях, но позднее и на вполне демократичных. От наружных ленточных тормозов перешли к барабанным, с внутренними колодками, куда лучше защищенным от грязи и сырости. Химики постепенно подобрали материалы с более высоким, чем у кожи, коэффициентом трения. Подобно тому, как погоня за скоростью заставила наращивать рабочий объем моторов, эффективность тормозов стали улучшать, увеличивая их диаметр, а соответственно и диаметр колес. (Что-то знакомое, правда? Да-да, столь модные нынче двадцатидюймовые колёса для легковых автомобилей изобрели вовсе не вчера. Правда, были они совсем другие – с высокими и узкими шинами.) Но теперь, чтобы замедлить тяжелую машину, необходимо было приложить огромное усилие. На такое способен не каждый натренированный профессионал, не говоря уже об обычных владельцах, тем более о дамах. Так появились первые усилители тормозов – пока механические. Простая и одновременно хитроумная конструкция использовала момент с отдельного вала коробки передач.
Несмотря на рост скоростей, подвеска менялась медленно. Жесткие мосты на продольных или поперечной рессорах оставались основой конструкции. Правда, в дополнение автомобили получили рычажные фрикционные амортизаторы, создающие трение благодаря набору пластин; часто можно было зажимать их или распускать, регулируя трение.
В 1920‑е годы на волне послевоенного подъема появились конструкторы и конструкции, замахивающиеся уже на святое – на сложившиеся автомобильные схемы. О заднем расположении мотора мы уже говорили, но этим дело не ограничилось.
Крылья, трубы и шарниры
До Первой мировой он уже занимался автомобилями, но куда больше прославился аэропланами Taube. А в 1921‑м представил Rumpler Tropfenwagen (Тропфенваген) с целым букетом новаторских решений, поразивший современников. Пожалуй, именно Румплер первым всерьез занялся автомобильной аэродинамикой: он привлек к созданию своей машины специалистов в этой области. Ее кузов сужался спереди и сзади, коротенькие крылья были похожи на самолетные. Рама, прежде всегда походившая на лестницу, в машине Румплера формой соответствовала обтекаемому кузову. Водитель располагался посредине. В довершение ко всему сзади стоял W‑образный шестицилиндровый мотор. Увы, на доводку не хватило ни сил, ни опыта. Rumpler оказался неустойчивым, плохо управляемым и очень ломким. Коммерческого успеха он не имел, несмотря на попытку доработать его, применив более простой и надежный рядный четырехцилиндровый двигатель. Тем не менее след в истории автомобиль оставил, дав инженерам пищу для размышлений.
К слову, рама конструкторам мешала и требовала как минимум коррекции. Ведь она делала автомобиль высоким и тяжелым, к тому же часто препятствовала воплощению дизайнерских фантазий. Конечно, раму облегчали, выгибали, придавали ей, например, Х‑образную форму, чтобы разместить двигатель, коробку и дифференциал пониже.
Смелый шаг сделал инженер Ганс Ледвинка, создав компактную и легкую конструкцию, где роль рамы выполняла труба, в которой заодно проходил карданный вал. От трубы шли кронштейны для крепления кузова. Схема, на первый взгляд, слабоватая, тем не менее она прижилась не только на легковых автомобилях самых разных размеров, но даже на грузовиках Tatra, некогда известных в СССР.
Еще один важный шаг от рамы к несущему кузову сделала итальянская компания Lancia: ее модель Lambda вошла в историю благодаря не только передовой инженерии, но и (в отличие, скажем, от творения Румплера) хорошим продажам. Основой Лямбды стало то, что позже назовут пространственной рамой, – стальное «корыто», соединяющее в себе пол и боковины, к которым крепились наружные панели кузова и двери. Такая конструкция получилась более легкой, чем обычная рама, но жесткой, что положительно сказалось на управляемости. Кстати, Lambda имела еще и независимую переднюю подвеску: стальной стакан закрепили сверху и снизу в трубчатых поперечинах, а внутри стакана ходила втулка, соединенная с цапфой колеса и упирающаяся в пружину. Не правда ли, немного похоже на французский Sizaire-Naudin 1912 года (ЗР, 2017, № 1)? Но уровень уже другой, ведь у Лянчи внутри втулок стоял цилиндр с маслом – прообраз современного телескопического гидроамортизатора.
Если мотор может быть размещен сзади, то почему не сделать ведущими передние колёса, даже если их два, а не одно, как на простеньких немецких мотоколясках? В 1904 году в США на гонки вышел переднеприводный Christie (Кристи) – его, кстати, сработал конструктор, создавший танк, который через много лет стал отправной точкой для Т‑34. Американец, вероятно, даже не знал об австрийской переднеприводной конструкции Gräf und Stift конца ХIХ века (ЗР, 2017, № 2). Машина Кристи была совершеннее. Но прошло еще почти два десятилетия, прежде чем француз Жан-Альбер Грегуар и американец Генри Миллер создали по-настоящему работоспособные шарниры и, соответственно, надежные автомобили с передними ведущими колёсами. Оказалось, что в умелых руках переднеприводники очень хорошо управляются, что доказали неоднократные победы гоночных машин марки Miller на американских треках. Их успех вдохновил Эррета Лобана Корда, приятеля Миллера, на выпуск уже серийного переднеприводного автомобиля Cord L29, мощного и дорогого.
Однако до поры до времени подобные конструкции оставались экзотикой. И вовсе не из-за того, что были особо капризны или ненадежны, и уж тем более не по причине тупости других инженеров. У конструкторов, как и у промышленников, просто не было необходимости менять отработанные схемы и технологии. Конкуренция, становившаяся всё острее, заставляла творить, выдумывать, пробовать, но в первую очередь – совершенствовать то, что есть.
Итоги первых десятилетий автомобильной эры уже были подведены, настало время зрелости и создания задела на будущее.
Продолжение следует
Фото:из архива автора