Москвич-2141 - конструкция
Для конца 70-х годов конструкция "Москвича" была весьма прогрессивной и, вместе с тем, простой. Передний привод, продольное расположение двигателя, пятиступенчатая коробка передач, четырнадцатидюймовые колеса, относительно большая база, широкий кузов типа "хэтчбек", передняя подвеска типа "Макферсон", реечное рулевое управление - все это было внове для отечественных автолюбителей и еще не приелось на Западе.
1 - радиатор 2 - расширительный бачок 3 - двигатель
4 - аккумуляторная батарея 5 - воздушный фильтр
6 - вакуумный усилитель тормозов 7 - стойка подвески
8 - отопитель 9 - блок предохранителей и реле
10 - панель приборов 11 - ручка стеклоподъемника
12 - ручка открывания двери 13 - рычаг переключения передач
14 - рычаг стояночного тормоза 15 - резонатор 16 - бензобак
17 - рычаг задней подвески 18 - пружина подвески
19 - амортизатор 20 - горловина бензобака
21 - задний люк багажника 22 - глушитель 23 - барабанный тормоз
23 - барабанный тормоз 24 - бензопровод 25 - рулевая колонка
26 - полуось 27 - дисковый тормоз 28 - стабилизатор-растяжка
К сожалению, новой машине не хватало самого главного - нового двигателя, поэтому пришлось втискивать под капот устаревший агрегат от модели 412. Этот мотор был слишком длинный, чтобы можно было расположить его поперечно, и слишком высокий, что не давало опустить капот. Так как длина мотора напрямую зависела от размера блока цилиндров, то уменьшить ее было нельзя, поэтому от поперечного расположения двигателя, как на "Симке", отказались.
При разработке машины в распоряжении конструкторов находились серийные двигатели моделей "412" и ВАЗ-2106, спроектированные для машин классической компоновки. Чтобы вписать эти моторы в подкапотное пространство "Москвича-2141" с уменьшенной высотой, их подвергли переделкам.[9]
Автомобиль АЗЛК-2141 комплектовался двигателем ВАЗ 2106-70. Изменения его конструкции, связанные со спецификой общей компоновки, затронули главным образом нижнюю часть: опоры крепления, масляный картер, маслозаборник и масляный насос. Воздушный фильтр ради сокращения высоты агрегата смонтирован не над карбюратором, а у правого колесного кожуха.[9]
Автомобиль АЗЛК-21412 выпускался с двигателем УЗАМ-331.10. Его отличия от базового ("Москвич-412") можно условно разделить на вызванные компоновочными особенностями автомобиля и направленные на улучшение экономичности. Для уменьшения габаритной высоты был разработан новый впускной коллектор, у которого фланец под карбюратор приближен к оси впускных каналов (опущен на 26,5 мм). Также по компоновочным требованиям воздушный фильтр (аналогичный применяемому с двигателем ВАЗ 2106-70) установлен не над карбюратором, а сзади, у щита передка. Иными стали конфигурации масляного картера, заборной трубки масляного насоса и нижней крышки распределительного механизма. Переработана конструкция масляного насоса, перенесен его редукционный клапан. Цель - обеспечить автомобилю требуемый угол въезда.[9]
Изменения, направленные на улучшение экономичности мотора 331.10 были подчинены тому, чтобы сделать возможной устойчивую работу двигателя на обедненной рабочей смеси в широком диапазоне нагрузок. Для этого организовано ее вихревое движение во впускном тракте и цилиндре, которое вызывает более интенсивное и равномерное перемешивание и, как следствие, более эффективное окисление топлива. Направление потока смеси и его скорость обусловлены, в частности, переменным сечением впускного канала в головке, сужающимся у клапана. Упорядочить траекторию потока помогла конфигурация выемки в днище поршня, образующей нижнюю часть камеры сгорания. Надо отметить и то, что в новом впускном коллекторе смесь равномернее распределяется по цилиндрам.[9]
Необходимость понизить линию капота заставила расположить валы коробки передач не в вертикальной, а в почти горизонтальной плоскости. Эта необычная компоновка позволила, выдержав заданный дорожный просвет под коробкой, опустить ось коленчатого вала, а следовательно, и весь двигатель. Избранная схема дала возможность ось коленчатого вала сместить на 60 мм вправо от продольной оси автомобиля.[9].
1 - силовой агрегат и капот при почти горизонтальном расположении валов коробки передач;
2 - силовой агрегат и капот при расположении валов коробки передач один над другим;
3 - радиатор
4 - отопитель
5 - воздуховоды
6 - главная передача.
1 - первичный вал коробки передач, соосный с коленвалом двигателя;
2 - шестерня вторичного вала;
3 - вторичный вал коробки передач;
4 - ведомая шестерня главной передачи.
Злые языки, однако, утвержают, что своеобразная конструкция коробки передач все-таки не придумана на АЗЛК, а позаимствована у переднеприводных моделей концерна VAG, а именно у Audi-100 и Volkswagen Passat первых серий. Более того, в начале 80-х годов АЗЛК приобрел два экземпляра только что пошедшего в серию Audi-100 нового поколения с 44-м кузовом. Оба автомобиля, седан и универсал, имели конструкцию, аналогичную предыдущей модели, и явились источником для подражания.
Задняя подвеска Audi-100/43
Что касается подвески, то она была скопирована у Audi-100 подчистую, взаимозаменяемы даже многие детали, в том числе пружины, подшипники и даже колеса. Здесь следует отметить, что подвеска Ауди оказалась очень удачной, так как была очень проста по конструкции и, вместе с тем, обеспечивала необходимые характеристики устойчивости и управляемости.
Задняя подвеска автомобиля "Audi-100" 1976 года представляла собой неразрезной мост, состоящий из балки U-образного профиля, внутри которой находился торсион. Продольные силы передавались плоскими рычагами, задними концами приваренными к балке. Поперечные силы воспринимались поперечной реактивной тягой - тягой Панара, расположенной за мостом. При боковом крене кузова продольные рычаги немного перекашивались, закручивая балку, которая работала как стабилизатор поперечной устойчивости.[18]
Передняя подвеска "Москвича", также очень простая по конструкции, является типичным примером схемы "МакФерсон", с одинарными нижними рычагами и стабилизатором поперечной устойчивости. Внутренние концы поперечных рычагов сдвинуты назад для уменьшения "клевков" при торможении и подъема передка при разгоне. Стабилизатор изогнут в виде буквы "П", что позволило возложить на него функции продольных реактивных тяг.
Таким образом, конструктивно "Москвич-2141" представляет собой кузов от автомобиля Simca-1307 с подвеской и коробкой передач от Audi-100 и двигателем, прототипом которого явился агрегат фирмы BMW конца 60-х годов. Вот такой коктейль.
Несмотря на то, что кузов "Москвича" от лобового стекла и до задней двери был позаимствован у "Симки", конструкторы смогли добиться весьма низкого даже по сегодняшним меркам аэродинамического сопротивления. Масштабные модели автомобиля продувались в Институте механики МГУ, а на заключительном этапе разработки полноразмерные образцы испытывались в ЦАГИ и на фирме Renault. В результате было достигнуто безотрывное обтекание передка автомобиля и, после доводки, получен хороший коэффициент обтекаемости: Cx=0.35.
Продувка серийного "Москвича" в аэродинамической трубе на Дмитровском автополигоне.
В 1988 году у отечественного автопрома появилась, наконец, своя полноразмерная аэродинамическая труба, построенная на Дмитровском автополигоне. На снимке вверху - продувка серийного "Москвича". Видно в целом плавное обтекание машины. В зоне боковин кузова поток воздуха направлен вниз, за счет этого обеспечивается относительная чистота машины даже в слякоть. Безотрывное обтекание в зоне задней двери позволило отказаться от заднего стеклоочистителя.
Немалую роль в улучшении аэродинамики вносит обтекатель под передним бампером, на котором хочется остановиться особо. Пожалуй, это та изюминка, которая отличает "Москвич" от аналогов, и которую практически никто не заметил. В конце 70-х годов, когда на первый план вышли, с одной стороны, безопасность автомобиля, а с другой - хорошая обтекаемость, в моде были спойлеры под передним бампером, которые увеличивали прижимную силу на больших скоростях и не пропускали воздух под днище автомобиля, которое тогда еще не принято было делать гладким. Это позволяло снизить сопротивление и завихрение воздуха под днищем. Типичный пример подобного оформления передка можно увидеть на ВАЗ-2108, где бампер и спойлер объединены в единую деталь. Однако спойлер на "восьмерке" расположен недостаточно низко, чтобы быть действительно эффективным.
У "Москвича", как можно заметить, совершенно противоположный подход - бампер как бы уходит вниз, под днище. Казалось бы, от этого передок на большой скорости должен приподниматься, ан нет. Если считать просвет между днищем и дорогой грубым аналогом обычной трубы, то в силу вступает закон Бернулли, смысл которого в том, что при уменьшении сечения трубы увеличивается скорость потока и падает давление. Таким образом, "Москвич" на скорости "присасывается" к дороге всем днищем, а обтекатель формирует поток воздуха так, чтобы завихрения в зоне бензобака и задней подвески были минимальны. Такой подход можно считать революционным для легковых автомобилей. Тот, кто увлекается Формулой-1, знает, что еще лет 10 назад передние обтекатели спортивных болидов были опущены вниз, но Tyrrel-019 с поднятым носом в стиле "подводная лодка в степях Украины" быстро доказал, что такой дизайн позволяет бороться наравне с конкурентами, имея двигатель на 100л.с. слабее. Думается, что среди серийных семейных машин "Москвич" - первооткрыватель такого подхода.
К сожалению, с выпуском "Святогора" аэродинамика "Москвича" была нарушена. Передняя часть стала выглядеть лучше, но вот подвергался ли модернизированный автомобиль доводке в аэродинамической трубе - это вопрос. Ведь достаточно мельчайших изменений в форме кузова, чтобы коэффициент обтекаемости подскочил на 20-30%. Продувка "Святогора" на полигоне силами редакции газеты "Авторевю" показала, что его коэффициент обтекаемости подскочил до 0.47. Это даже хуже, чем у ВАЗ-2101, Cx которого заявлялся равным 0.46 .
Кстати, за счет того, что теперь на "Святогоры" ставят серийный двигатель ВАЗ-2106, предназначенный для автомобилей классической компоновки, а не специальную его версию 2106-70, выпирающий спереди масляный картер не позволяет установить нижнуюю панель обтекателя. Это не только ухудшает аэродинамику, но и существенно уменьшает угол въезда. Повредить картер на "Святогоре" теперь проще простого.