Тихим и мягким ходом на заре автомобилестроения не мог похвастаться ни один самодвижущийся экипаж. Пожалуй, это стало первостепенной задачей для производителей автомобилей после того, как те научили их ездить без перебоев. Вот только задача смягчить ход в условиях отсутствия нормальных дорог, когда самодвижущиеся экипажи больше напоминали повозки без лошадей, нежели автомобили, оказалась не самой простой. В развитии этой технологии можно выделить несколько основных этапов…
Листовые рессоры
Следует помнить, что какой-никакой подвеской оснащались даже различные виды конных повозок. В них кузов в буквальном смысле подвешивали над рамой на цепях или сплетенных кожаных ремнях — отсюда и название, «подвес». Конечно, большой скорости конные экипажи не развивали, поэтому такого простейшего демпфирующего устройства было достаточно. Но когда появились более тяжелые и во всех смыслах опасные автомобили, в качестве гасящих вибрации и колебания элементов стали использоваться куда менее изящные устройства.
С одной стороны, листовая рессора была простым, если не сказать примитивным механизмом, представлявшим собой пучок металлических пластин, зато с другой — это могло неплохо гасить колебания кузова за счет межлистового трения, благодаря чему автомобилем можно было управлять даже на относительно высокой скорости. Вот только комфорта в этом было немного.
Фрикционы
К слову, что именно стоит понимать под амортизаторами? Это слово происходит от французского «amortisseur» — «ослабление» и латинского amortisatio — «гашение» и буквально трактуется, как «устройство для гашения колебаний и поглощения толчков и ударов подвижных элементов (подвески и колёс).
Первые настоящие амортизаторы, как ни странно, произошли от листовых рессор. На историческое первенство в изобретение фрикционных амортизаторов претендуют многие: впервые они применялись на спортивных автомобилях Mors 1903 года, после чего голландская фирма KONI, основанная братьями Конинг, ранее выпускавшая упряжь для лошадей, стала производить их массово. Еще один авторский патент на фрикционные амортизаторы 1906 года принадлежит Морису Уйдалю, основателю компании Houdaille. К слову, именно его конструкция амортизаторов применялась на болидах Формулы-1 вплоть до начала 1950-ых годов.
Фрикционные тормоза представляли собой пару рычагов, соединенные шарнирно болтом: один из них опирался на раму авто, а другой был связан с подвеской, которая была сделана в виде фрикционных дисков. Их взаимное вращение обеспечивало необходимое автомобилю демпфирование, а регулировать сопротивление можно было, затянув или ослабив упомянутый болт. Преимуществом конструкции была ее простота и дешевизна, но минусов было больше.
Так, фрикционные диски быстро нагревались и, соответственно, изнашивались. Кроме того, регулировать их нужно было вручную, что на относительном бездорожье было, мягко говоря, неудобно. Кроме того, запас хода у них был небольшим, поэтому абсолютно для всех типов «дорог» они не годились. И все же, до 1930-ых фрикционы широко применялись: их использовали как в дорогих в автомобилях Bugatti, так и в условно бесплатных «моргуновках», то есть мотоколясках СМЗ для инвалидов.
Альтернативой этому стали пружины, размещенные между рычагов вместо фрикционов. Их еще называли «поросятами» за схожесть с пятачками этих животных. Горизонтальные амортизаторы предложил Анри Дюбонне, основатель фирмы Dubonnet. Их устанавливали на автомобили Merceds-Benz и BMW, причем последние использовали их в подвесках некоторых автомобилей вплоть до 1960-ых.
Гидравлика
К слову, фрикционы в рычажных амортизаторах пытались заменить гидравлическими, но из этого ничего не вышло — конструкция оказалась слишком хлипкой. Поэтому сами рычаги тоже решено было убрать — им на смену пришли цилиндры, заполненные маслом. Первое подобное устройство предложил Луи Рено еще в 1908 году, но мы-то знаем, как много инновациям требуется времени, чтобы превратиться в конструктивную веху.
Альтернативой маслу в качестве упругого элемента стали пружины, размещенные между рычагов в специальном цилиндре. Их еще называли «поросятами» за схожесть с пятачками этих животных. Горизонтальные амортизаторы предложил Анри Дюбонне, основатель фирмы Dubonnet. Их устанавливали на автомобили Merceds-Benz и BMW, причем последние использовали их в подвесках некоторых автомобилей вплоть до 1960-ых.
Что касается гидравлических амортизаторов, то конструктивно они напоминали современные телескопические. Они представляли собой цилиндрический корпус, заполненный маслом, внутри которого на специальном стержне вращалось колесо с четырьмя лопастями, на каждой из которых были проделаны разнокалиберные отверстия (позже их дополнили клапанами). При повороте этого стержня отверстия создавали сопротивление жидкости, благодаря чему и возникало демпфирование. Сам корпус амортизатора был крепился к раме авто и был неподвижен. Рычаг надевался на выходящую из него ось, которая уже и крепилась к остальной подвеске. Регулировка этого рычага позволяла изменять жесткость амортизатора.
Чуть позже появились и поршневые амортизаторы. В них рычаг при помощи механизма (кулачкового или кривошипного) активировал поршень, создавая ток масла, а клапаны обеспечивали необходимое демпфирование, сопротивляясь перетеканию жидкости внутри цилиндра. Поршни в них могли быть одностороннего действия, и двухстороннего.
Любопытно, что на развитие амортизаторов оказала влияние также и военная промышленность: в 1935 году японский инженер Широ Каяба спроектировал прототип телескопического амортизатора, пригодного для легких самолетов. Впоследствии амортизаторы фирмы KYB стали называть авиационными. Кроме того, фирма KONI после Второй мировой разработала телескопические амортизаторы для джипов Willys взамен тех, что использовались во время войны.
Впоследствии амортизаторы становились все более технологичными. Сегодня в автомобилях применяются подвески с амортами гидравлического, газогидравлического и пневматического типа и имеют однотрубную или двухтрубную конструкцию.