Совершенствование оси

Чуть больше 40 лет назад Porsche 928 совершил переворот в технологии ходовой части после внедрения легендарного «моста Вайссах».

1973 год: Время внедрения новых автомобильных концепций. Неожиданно складывается впечатление, что автомобили с двигателем в задней части кузова не имеют будущего. Разработчики и руководители Porsche обеспокоены. Модель 911 на рынке уже девять лет, хорошо продается и пользуется повышенным спросом. Но вот вопрос: как долго это продлится? Все громче звучат голоса, предвещающие конец эры спортивных автомобилей. Некоторые в головном офисе считают, что потенциал 911 исчерпан, но они заблуждались.

Уже в то время в Цуффенхаузене и в новом центре разработок в Вайссахе полным ходом трудятся над созданием следующей модели: 928. Это первый Porsche с двигателем в передней части: 4,5 л, V8, 240 л.с. Благодаря новому распределению веса, коробка передач находится перед задним мостом и с помощью продольного вала в центральном трубчатом каркасе цельно связана с двигателем. Этот принцип называется «трансэксл», он известен по Porsche 924, и это не единственная техническая инновация, с которой в 1977 году в футуристическом дизайне дебютирует Porsche 928. Что касается поведения на дороге, автомобиль также задает тон: задний мост Weissach — это «революция в области ходовой части, он и сегодня наша рабочая основа», говорит Манфред Харрер, руководитель разработок ходовой части Porsche.

Спортивный автомобиль вчера и сегодня:
современное поколение Panamera рядом с моделью 928.

Главное — безопасность движения

С помощью подвески Вайссах (Weissach является аббревиатурой, обозначающей «самостабилизирующаяся компенсаторная характеристика, регулирующая угол поворота колеса») Porsche также решает очень актуальную и принципиальную проблему. Она заключается в том, что спортивная мощность двигателя и покрышек разрешают высокие скорости на поворотах, а при таком стиле езды все больше владельцев автомобилей доходят до предела своих возможностей, а некоторые даже выходят за эту грань. Даже на вид спокойные семейные автомобили получают прозвище «летающие гробы», на спортивные машины вешают ярлык чисто «мужских» автомобилей. Кто во время лихой езды на повороте убирает ногу с газа, тот должен молниеносно выруливать, противодействуя возможному заносу задней части. В 1965 году в США Ральф Надер, который позже станет самым успешным в мире адвокатом по защите прав потребителей, публикует популярную книгу «Опасен на любой скорости». Внезапно автомобиль, как таковой, оказывается под огнем критики.

Первые прототипы Porsche 928 также страдают от неустойчивости на поворотах. Причина в радиальном усилии, которое на повороте позволяет изменить развал внешнего заднего колеса в позитивную зону. Это сравнимо с тем, как если бы стопу человека развернуло наружу. Все даже сложнее: если водитель на повороте убирает ногу с педали газа, происходит не только перераспределение центра тяжести автомобиля вперед, что разгружает зад. Из-за тягового момента двигателя колеса также слегка ведет наружу. Например, во время правого поворота левое заднее колесо с большей нагрузкой тянет влево, и, значит, передние колеса расходятся. У автомобиля появляется избыточная поворачиваемость, если отпустить педаль на на вороте.

Ганс-Германн Бресс и Гебхард Руф попытались выяснить, как это могло бы функционировать по-другому. Они исследовали новые концепты мостов на Porsche с привлечением так называемых эласто-кинематических элементов. Проще говоря, это резиновый буфер между элементами моста и кузовом. Если бы возможно было их уплотнить на передней точке подвески сильнее, чем на задней, и если бы согласованная кинематика оси поддерживала этот эффект в момент, когда нога убирается с педали газа, цель была бы достигнута. Колеса сходились бы и вращались в направлении поворота, стабилизируя задний мост. Непростое задание.

«В теории эта проблема была понятна уже в 1950-х и 1960-х годах. Вопрос заключался лишь в ее практическом решении», объясняет Харрер. «В то время попросту не хватало компьютерных мощностей и технологий симуляторов, чтобы осуществить целенаправленное изменение колеи внешнего заднего колеса».

Важная разработка:
Porsche 928 во многих аспектах вошел в историю техники, особенно что касается ходовой части. Главный принцип т.н. подвески Weissach используется сегодня практически в каждом современном спорткаре Porsche.

Второй руль в задней части

Был начат трудный процесс разработок под руководством инженеров Porsche Гориссена, Бантле и Флегля, который, с сегодняшней точки зрения, привнес в исследования, казалось бы, странные вещи. Среди них Opel Admiral, который вместе с элементами ходовой части будущей модели 928 имел еще один руль в задней части. В то время как Бантле управлял автомобилем, Вальтер Нейер, ставший позже известным гоночным инженером, симулировал сзади эффект схождения передних колес. Было установлено, что достаточно незначительных углов для стабилизации поведения автомобиля на дороге, но для достижения необходимого эффекта они должны меняться в течение 0,2 секунды.

Трудоемкая работа оправдалась. «С помощью моста Weissach 928-й неожиданно повел себя намного безопаснее на поворотах. Машину больше не заносило», вспоминает Франк Ловис, в свое время пилот-испытатель Porsche. «Автомобиль не стал на поворотах быстрее, зато намного проще в управлении для рядового водителя».

Харрер также выделяет значение моста Weissach: «Эта инновация стала краеугольным камнем современной кинематики автомобильных мостов и с годами постоянно совершенствовалась». Полностью усовершенствованной она стала тогда, когда вместе с версией 993 была впервые использована в Porsche 911, где с ее помощью появилась возможность управлять как осевым, так и радиальным усилием.

«Сегодня мы намного лучше, чем в то время, понимаем материалы», говорит Харрер. Резиновыми опорами являются для него эластомеры: высокотехнологические комплектующие со сложным химическим составом и точными характеристиками обеспечивают больший пробег, а благодаря невероятно высоким амортизирующим качествам намного большую плавность хода и шумоизоляцию, причем на протяжении всей эксплуатации автомобиля.

2018 год: Разработки продолжаются. Это происходит и потому, что преимущества подвески Weissach приспосабливаются к новым концепциям автомобилей и более компактным конструкциям, начиная с SUV типа Porsche Cayenne, Macan и спортивных лимузинов вроде Panamera вплоть до полностью спортивных электрокаров завтрашнего дня. Уже давно сюда также относятся активные системы, например, активное рулевое управление задним мостом нового поколения Porsche 911. Оно делает эту классическую спортивную модель еще динамичнее, стабильнее и удобнее. Или тормозные системы с рекуперацией энергии, которые, по мнению Харрера, в будущем обещают «дальнейшие динамичные перемены». Следующие технологические рубежи уже близко. Ходовая часть, которая в электронном режиме делится информацией с другими автомобилями о состоянии дороги и предупреждает, например, о неожиданном гололеде на повороте. Или электроприводы, которые с помощью направленного крутящего момента на отдельных колесах (Torque Vectoring) добавляют динамичности характеристикам движения.

Вопреки всем электронным и активным системам ходовой части, Харрер не хотел бы менять одного: «Наши автомобили будут всегда обладать функциональными сбалансированными системами мостов. Однако современные симуляционные технологии дают нам возможность больше не испытывать по 20 различных стабилизаторов, а ограничиваться, возможно, всего тремя».

Тем не менее, последний штрих в разработках Porsche не заменит никакая техника. Тонкое чутье и опыт пилотов-испытателей и в будущем останутся незаменимыми.

Текст Клаус-Ахим Пайтцмайер
Фото Штефан Линдлофф, Porsche