Фирма с вековой историей всегда умела и не переставала удивлять специалистов революционностью технических решений в своих автомобилях. Все началось в далеком 1923 году, когда чехословацкий инженер Ганс Ледвинка сконструировал необычный легковой автомобиль Tatra-11. Строго говоря, в те годы большинство машин было необычным — их создатели находились в поиске наилучших вариантов и порой не только добивались побед, но и терпели поражения. С виду автомобиль Ледвинки казался «одним из многих», но это лишь с виду. У него была хребтовая рама и уникальная независимая подвеска задних ведущих колес без шарниров на валах-полуосях. Такая рама в виде центральной стальной трубы большого диаметра обладала исключительной жесткостью на кручение и изгиб, а подвеска с длинной поперечной рессорой обеспечивала комфорт и управляемость.
С тех пор прошло более века, но достойно удивления, что принципиально конструктивная стратегия «Татры» не изменилась. А поскольку она давно прекратила выпуск легковых автомобилей и сосредоточилась на тяжелых полноприводных грузовиках, разговор пойдет именно о них.
Общеизвестно, что независимая подвеска колес лучше зависимой. Повышается управляемость, устойчивость и проходимость машины. Но если большинство легковых автомобилей выпускается с независимой подвеской, то с грузовиками все и сложнее, и проще одновременно. Независимая подвеска менее надежна, кроме того, она заметно дороже в производстве и эксплуатации. Для владельцев грузовиков снижение стоимости и надежность — главное, экономика стоит на первом месте.
Но Ганс Ледвинка был другого мнения. Прежде всего, ему не нравились сильные и порой опасные крены кузова на машинах с неразрезным мостом при наезде на препятствие или провале колеса в яму. И с этим недостатком при цельной балке моста ничего нельзя было сделать. А значит, надо спроектировать так, чтобы ход одного колеса не влиял на ход противоположного. Самое простое решение — поставить на каждую полуось по два карданных шарнира. Но на трехосном полноприводном грузовике их наберется уже целых двенадцать. И каждый нужно постоянно шприцевать маслом, по-другому тогда не мыслили, тем более что карданы тех времен не отличались надежностью. Кроме того, необходимо было компенсировать изменение длины полуосей, поэтому нужны шлицевые валы с их обязательной смазкой и столь же непременной склонностью к заеданию.
Решение пришло быстро — надо сделать подвеску как на первой легковой «Татре». Никаких карданов и шлицев, применяем знаменитый уже теперь «редуктор Ледвинки»!
Трубчатая балка моста разрезана на две части, и к ним с внутренней стороны приварена мощная двойная секторная вилка. Каждая из ее половин несет на себе ползуны в виде секторов, которые входят в цилиндрические круговые направляющие картера главной передачи. Сама эта передача теперь двойная: каждая полуось приводится своей конической парой со спиральными зубьями. При ходах подвески полуоси качаются, ползуны скользят по направляющим, а ведомые большие шестерни обкатываются по малым ведущим, не теряя контакта с ними. Получается такая своеобразная разновидность планетарной передачи, ведь оси ведомых шестерен теперь подвижны в пространстве. Валы ведущих шестерен соосны, и один размещен внутри другого. Все это пребывает в общей масляной ванне. Дифференциал вынесен за пределы картера главной передачи, и шестерни у него цилиндрические — так надежнее и компактнее. Чтобы масло не вытекало, а грязь не попадала внутрь, полуоси уплотнены огромными гофрированными чехлами-сильфонами из маслостойкой армированной резины.
В результате получилась независимая подвеска без шарниров и с огромными ходами колес, что для вездеходов очень важно. Кузов теперь не кренится, а супержесткая рама позволяет монтировать любые надстройки, вплоть до экскаваторов и тяжелой артиллерии. Трансмиссия проходит внутри рамы-трубы и хорошо защищена от повреждений. Тяжелая главная передача перестает быть неподрессоренной массой, она жестко соединена с рамой-трубой. Труба же, составленная из нескольких частей, соединенных фланцами, дает возможность сделать машину очень длинной без потери жесткости. Подвеска может быть на рессорах или продольных торсионах с пневмобаллонами или без них.
Но все же применение такой конструкции внушает определенные сомнения. И если бы я жил в то время и посчастливилось мне работать под началом Ганса Ледвинки, то привел бы несколько весомых аргументов.
Прежде всего, зацепление конических шестерен требует микронной точности регулировки, которая ближе к искусству, чем к науке и технике. А тут секторные ползуны, которые скользят вверх-вниз под огромными нагрузками, приходящими от колес. Даже не принимая во внимание их износ, одни только деформации непременно нарушат правильный контакт зубьев.
Аргумент номер два: при наезде на препятствие с большой скоростью мы получаем через зацепление полуосевых шестерен резкий удар по кинематической цепи всей трансмиссии. Что сломается первым: дифференциал или шестерни — загадка.
Повреждения резинового чехла-сильфона незаметны глазу, но зато грязь мгновенно найдет дорогу в картер главной передачи и выведет ее из строя. Ремонт трансмиссии затруднен, придется разбирать полмашины, чтобы добраться до узла, и вообще, все это выглядит хоть и красиво, но как-то чрезмерно сложно и массивно.
Ну и последний довод: полуоси качаются вокруг центра главной передачи. Значит, при незагруженном кузове ось вращения колеса становится не параллельной дороге. В результате чистого качения не будет, и получим быстрый износ шин и рост расхода топлива. И в самом деле, когда «Татра» с грузом преодолевает бездорожье, на нее любо-дорого смотреть. Но если порожний грузовик несется по шоссе, касаясь асфальта только краем протектора внешних колес, черным от износа, то сердце буквально обливается кровью. Чтобы уменьшить этот недостаток, применяли одинарные широкие шины со скругленным профилем, как у мототехники, но все равно чистого качения не получалось. Кстати, «Татра» не только косолапая, но и кособокая, неспроста их называли «бульдогами». По условиям зацепления полуосевых шестерен приходится смещать колеса одного борта относительно колес другого по длине автомобиля. Но это совсем не заметно при таких его размерах.
Конечно, полностью обойтись без шарниров невозможно. В приводе управляемых колес они присутствуют. Это сдвоенные карданы равных угловых скоростей, но их всего два на ось.
И действительно, ни один другой производитель автомобилей в мире не применяет все эти конструкторские решения. Никто и нигде!
Однако история «Татры» на практике опровергает все мои сомнения и опасения. Грузовики эти оказались очень надежными. Их эксплуатация от Магадана до африканских пустынь и Австралии тому подтверждение. Правда, прогресс и глобализация не обошли стороной и старого ветерана. Эпоха дизелей воздушного охлаждения с роликовыми подшипниками коленчатого вала (еще один фирменный татровский знак) подходит к концу, они остались только на армейской технике, а люди в погонах на экологию смотрят без излишнего трепета. Коробки передач теперь производит немецкий концерн ZF, правда, чешские «раздатки» остались. Можно выбрать 16-ступенчатую роботизированную «механику», автомат AS-Tronic или ZF-Traxon. Сцепления делают совместно ZF и Sachs. На выбор покупателя — мосты с колесными редукторами или без них. Кабины и двигатели мощностью от 360 до 510 л. с. унифицированы с продукцией DAF. Колесная формула татровских вездеходов простирается от 4х4 до 10х10.
Главное — хребтовая рама и «редуктор Ледвинки» остаются. Но остается и вопрос с косолапыми колесами. Хотя и он, похоже, решен. На модели T158 Phoenix установлена гидропневматическая система Tatra King Frame. Она автоматически обжимает подвеску, в зависимости от загрузки автомобиля. Благодаря этому оси колес остаются параллельными дороге.
И с ними «Татра» уверенно едет в будущее!
Что еще почитать:
Проедет везде, увезет полторы тонны: первый тест тактического пикапа АГ-34
Проехал пикапе Foton Tunland V7 за 5 млн рублей: как «американец», только дешевле?