Сайлент-блок или шаровая опора

В широкой номенклатуре выпускаемых автомобилей разных стран применяют разнообразные типы и конструкции подвесок и рулевых управлений. Но все их объединяет широкое использование сайлент-блоков в качестве соединителей элементов подвесок между собой и кузовом автомобиля.

Сайлент-блок является весьма удобным конструктивным элементом, обеспечивающим и необходимую свободу перемещения элементов подвески относительно друг друга в месте соединения, и легкость монтажа, и амортизацию, позволяющую снижать уровень шума внутри машины. Но за все надо платить. Все эти резинки элементов подвески, в определенных условиях дающие некие преимущества, оборачиваются проблемами в другом. ?Играющие? относительно друг друга элементы подвески и рулевого управления напрямую ведут к ухудшению устойчивости и управляемости автомобиля.

Как это выглядит? Например, верхняя опора передней стойки типа ?качающаяся свеча?, очень распространенная на современных переднеприводных автомобилях. Амортизатор в процессе работы описывает довольно сложное пространственное движение относительно верхней точки его крепления. Поэтому используемый здесь обычный шариковый подшипник должен быть вварен в резину для обеспечения необходимых степеней свободы, иначе его будет ломать и корежить. Резина в данном случае выполняет очень важную роль, но она же мешает работе. На передних стойках ?висит? большая часть веса автомобиля, и этот небольшой кусочек резины начинает выполнять помимо своих прямых обязанностей еще и роль дополнительного упругого элемента. Причем, учитывая степень нагруженности, упругость этого элемента будет незначительной относительно минимальных усилий, потребных для смещения штока амортизатора. Поэтому при прохождении дорожной впадины колесо вместе с элементами подвески начнет смещаться вниз под действием сил тяжести и распрямляющейся пружины. Но амортизатор как элемент, призванный гасить колебания подвески, не сразу вступит в работу, так как с началом движения подвески вниз верхняя точка крепления амортизатора тоже начнет движение вниз, не давая амортизатору функционировать. И только сменившийся преднатяг резины на прямопротивоположный относительно нагруженного состояния подвески даст наконец-то верхнему креплению амортизатора точку опоры. При смене впадины дорожного полотна на выпуклость резина сайлент-блока будет вести себя аналогичным образом, вновь ?съедая? часть рабочего хода амортизатора уже при движении вверх. Величина хода, при котором амортизатор выполняет роль железной палки, может составлять десять и даже более миллиметров! Таким образом, при малых ходах подвески понятие амортизации просто отсутствует.

Применение сайлент-блоков в рулевом управлении приводит к замедлению реакции автомобиля на движение руля, связанного с необходимостью сжатия резинок сайлент-блоков. То есть проходит некоторое время с момента поворота руля до момента начала движения автомобиля в выбранном направлении. Это время как раз и определяется ?мягкостью? связи элементов рулевого управления между собой (если считать, что с колесами все в порядке).

Все эти вещи самым неприятным образом сказываются на устойчивости и управляемости автомобиля, делая его в той или иной степени расхлябанным.

А существуют ли какие-нибудь другие пути решения описанных проблем? Конечно да. Ведь сайлент-блоки могут быть заменены на шарнирные подшипники. Иногда их называют шаровыми соединениями (далее ШС). ШС ? это подшипник, состоящий из двух элементов: наружной обоймы и внутреннего шара. На внутренней стороне обоймы проточена радиусная канавка, являющаяся и направляющим элементом для шара, и ограничителем его перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости обоймы. Сам шар усечен с двух сторон и имеет крепежное отверстие, перпендикулярное плоскости усечения. Замена сайлент-блоков на ШС в элементах подвески и рулевого управления кардинально сказывается на поведении автомобиля: на его реакциях на движение руля и значительно возросшей устойчивости.

Вернемся к описанным примерам. Замена обычной верхней опоры на опору с ШС заставляет амортизатор работать уже с малых ходов подвески. Величина хода, при котором амортизатор выключен из работы, определяется по существу только люфтом самого ШС, составляющим не более одной десятой миллиметра. При этом автомобиль мягче проходит мелкие неровности, и шумность в салоне не возрастает. Хотя кажется, что должно быть наоборот.

Применение ШС в рулевом управлении практически полностью исключает паузу между движением руля и реакцией автомобиля на это движение.

В практике доводки (тюнинге) автомобилей ШС используют только в передних верхних опорах. В магазинах, торгующих этими узлами, предлагают, как правило, несколько вариантов таких опор. Рулевые управления для тюнинга по разным причинам не переделывает никто. Может быть это связано еще и с запретом в ПДД, хотя переделывать задние тормоза на дисковые не стесняются.

Дальше описанного в применении ШС тюнинговые фирмы не идут. А ведь их можно применить и в задних амортизаторах (с эффектом, аналогичным передним), и в точке крепления нижнего рычага передней подвески к кузову, и в задней балке, и в тяге Панара (если она есть) и т. д. И все эти переделки вносят свою лепту в общую картину. По собственному опыту скажу, что установка ШС в нижний рычаг передней подвески значительно изменила поведение автомобиля в повороте. Он стал гораздо более предсказуемым, и даже появилось ощущение того, как нагруженная в повороте резина катится по асфальту. То есть явно возросла информативность в диалоге водитель ? автомобиль. Безопасная скорость прохождения поворотов также увеличилась, да и отсутствие колебаний элементов подвески относительно друг друга и кузова исключило такое явление, как визг резины на повороте.

Иногда приходится слышать, что ШС увеличивает нагрузку на кузов. Думаю, что это не совсем так. Нагрузки на кузов определяются скоростью движения автомобиля и качеством дорожного полотна. И в этом смысле не имеет значения вопрос применяемых соединителей подвески. Но при наезде колеса на препятствие сила удара в точку крепления подвески определяется не только скоростью автомобиля, но и дополнительной силой, возникающей в момент удара при горизонтальном смещении колеса и связанных с ним элементов подвески от нормального положения. Причем это смещение определяется не только конструктивной жесткостью самих элементов, но и жесткостью их соединителей. И чем больше смещение во время удара, тем большую скорость относительно кузова приобретут неподрессоренные элементы подвески, обладающие определенной массой, и тем больше будет дополнительная сила, воздействующая на точку крепления. ШС, имея очень маленький люфт по сравнению с сайлент-блоком, существенно меняет характер воздействия на точки крепления.

Но, как обычно в этой жизни, не все ладно в Датском королевстве. Есть и отрицательные стороны. Следует отметить, что на все негативные последствия применения ШС абсолютно не обращают внимание только в автоспорте. Там свои задачи. Кроме того, спортсмены могут позволить себе перебирать и смазывать ШС после каждой гонки, что для частника неприемлемо.
ШС ? это подшипник, и для его работы необходима смазка и защита от внешних воздействий (пыли, грязи, воды). Именно это, а также увеличение стоимости и усложнение сборки явилось основанием для вытеснения ШС сайлент-блоками. Тем более что подавляющее большинство потребителей (какие бы рассказы вы от них ни слышали) вполне устраивает качество предлагаемых автомобилей. Все остальное ? для любителей и ценителей.

Проблема защищенности ШС от внешних воздействий вполне решаема и в условиях тюнинговых фирм. Объективности ради следует отметить, что применение ШС в нижних рычагах, а также в задней балке увеличивает шумность в салоне автомобиля, так как звуки катящейся по асфальту резины легче передаются на кузов. Но каждый решает для себя сам, что для него хорошо, а что нет. Хотя в практике по крайней мере одной японской фирмы приходилось видеть рычаг подвески со встроенным ШС. Причем помимо наличия защитных чехлов внешняя обойма ШС была закреплена в рычаге через тонкий слой специальной резины, не влияющий на работу узла, но существенно ослабляющий уровень передаваемого шума. Великолепное техническое решение.