"НИВА" тихая.

Можно ли самому существенно снизить уровень шума и вибраций в салоне "Нивы"? Слово - инженеру-конструктору, известному по публикациям о разработанных им шасси автомобилей "Компакт", "Кентавр", "Ода" и электромобиля для игры в гольф.

Известно, что шум и вибрации в салоне "Нивы" при движении значительно выше, чем в классических "жигулях", и дело не только в шинах. В этом легко убедиться, заменив их. Регулировка при установке раздаточной коробки, которую практикуют в автосервисе, дает незначительный и кратковременный эффект.

А возможно ли на практике добиться лучшего? На фотографиях - измененные узлы и детали*, установленные уже на несколько автомобилей ВАЗ-21213, в салонах которых теперь можно, не напрягаясь, разговаривать при скорости выше 100 км/ч. Независимо от режима движения рычаги управления коробкой передач и раздаточной коробкой не пляшут, а уровень вибраций и шума близок к классическим "жигулям". В этих "нивах" устранено большинство причин шума и вибраций. Кроме того, в местах крепления коробки передач и раздаточной коробки разгружен пол - благодаря этому он меньше гниет и разрушается. Снижены нагрузки на задний подшипник вторичного вала коробки передач и передний подшипник ведущего вала раздаточной коробки, не разбиваются центрирующие элементы упругой муфты и шлицы карданных валов, снижены пиковые моменты при максимальной нагрузке в трансмиссии.

Передний редуктор: вид сзади.

Передний редуктор: вид спереди.

Как это достигнуто? На "Ниве" ВАЗ-21213 редуктор 5 (см. рис. и фото 1, 2) переднего моста подвешен отдельно от силового агрегата 4 (двигателя, жестко соединенного с коробкой передач) на трех резиновых опорах 2, соединенных кронштейнами с поперечной балкой 1 передней подвески. Таким образом, в продольно-вертикальной плоскости автомобиля исключено воздействие на силовой агрегат реактивного момента от передних колес, воспринимаемого через полуоси редуктором переднего моста.

В результате этого устранены и перемещения, и колебания силового агрегата в продольно-вертикальной плоскости, возникающие из-за передачи на передние колеса циклически меняющегося момента. (Последнее вызвано работой карданного вала привода переднего моста при неодинаковых углах a1 и a2 в его шарнирах.) Так как воздействие на силовой агрегат реактивного момента от передних колес устранено, существенно снижается нагрузка на резиновые опоры 3 и 8 (например, при движении машины вперед с максимальным моментом в трансмиссии нагрузка на заднюю опору уменьшилась более чем на 180 кг) и условия работы опор стали такими же, как на "жигулях". Поэтому силовой агрегат установлен на резиновых подушках от классических "жигулей", жесткость которых гораздо меньше, чем подобных опор на "Ниве" (так, жесткость задней снижена более чем в три раза). Вследствие этого вибрации и шум, возбуждаемые двигателем, снизились до уровня, характерного для "жигулей" или даже некоторых иномарок, как пишут, например, на опель клуб форум.

Раздаточная коробка 13 установлена на трех резиновых опорах 14 (фото 3) на специальном подрамнике 15, и на этом же подрамнике размещена задняя опора 8 силового агрегата. Расположение указанных опор на едином подрамнике обеспечивает "однозначную" установку коробки передач, раздаточной коробки и соединяющего их вала 10 - за счет геометрии соединяемых деталей (как видно из рисунка). Таким образом, практически достигается соосность вторичного вала коробки передач, вала привода раздаточной коробки и ее ведущего вала, а также установка карданных валов привода переднего и заднего мостов с минимальной погрешностью заданных монтажных углов a1, a2, b1 и b2 в соответствующих карданных шарнирах. Значения этих углов выбраны так, чтобы обеспечить приемлемую равномерность вращения и передачи крутящего момента к переднему и заднему мостам, одновременно сведя к минимуму перемещения и колебания раздаточной коробки под действием изгибающих моментов, возникающих в карданных шарнирах трансмиссии.

Опоры раздаточной коробки установлены так, чтобы обеспечивались минимальный момент инерции при ее колебаниях и максимальное ее сопротивление перемещению от действия изгибающих моментов. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить жесткость резиновых опор раздатки и, тем самым улучшив виброизоляцию, снизить уровень вибраций, передающихся на кузов. Перемещения и колебания раздаточной коробки под действием изгибающих моментов стали незначительными. А так как упомянутые выше перемещения силового агрегата в продольно-вертикальной плоскости - под действием реактивного момента колес - устранены, то силовой агрегат уже не вызывает соответствующих перемещений и колебаний раздаточной коробки и соединяющего их вала. В результате на любых режимах движения автомобиля вторичный вал коробки передач, ведущий вал раздаточной коробки и соединительный вал остаются в положении, близком к соосному.

Если провести сравнение с серийной "Нивой", результат будет не в ее пользу: при максимальном моменте на передних колесах перемещение конца вторичного вала коробки передач относительно монтажного положения может превышать 6 мм. При этом угол между валами, соединенными упругой муфтой 9, изменяется более чем на 5Ё, что значительно выше отимальных значений. Вследствие этого в муфте возникают чрезмерные деформации с упругими колебаниями и, кроме того, циклически меняющиеся изгибающие моменты в самой муфте и в ШРУСе.

Раздаточная коробка на подрамнике.

В модернизированной трансмиссии эти вредные эффекты устранены. Улучшились условия работы опорных подшипников валов, упругой муфты, ее центрирующих элементов и ШРУСа. Благодаря стабильному положению раздаточной коробки углы a1 и a2 остаются близкими друг к другу в широком диапазоне передаваемого к переднему мосту момента - поэтому уже нет существенных крутильных, инерционных и изгибных колебаний вращающихся деталей трансмиссии. При этом циклические изменения реактивного момента от передних колес, воспринимаемого редуктором переднего моста, незначительны. Благодаря этому, а также установке опор редуктора на жесткой балке передней подвески, связанной с лонжеронами, колебания редуктора переднего моста не ощущаются в салоне.

Собственный момент инерции редуктора переднего моста мал по сравнению с моментом инерции массивного двигателя с коробкой передач. Не связанный с силовым агрегатом, редуктор воспринимает резкие изменения реактивного момента от колес более плавно, сглаживая их пиковые значения.

Однозначное положение раздаточной коробки относительно коробки передач исключает ошибки в ее установке на автомобиль и значительно снижает трудоемкость сборки. (Как известно, регулировка при установке раздаточной коробки на серийном ВАЗ-21213 весьма трудоемка и к тому же малоэффективна.) Подрамник, на котором установлена раздаточная коробка, через овальные отверстия в его фланцах соединяется болтами с продольными штатными усилителями 7 пола (фото 3) через втулки, вваренные в стенки усилителей. Овальные отверстия обеспечивают сборку сопрягаемых узлов и деталей трансмиссии и кузова при неизбежных отклонениях в их геометрии при производстве.

Крепление подрамника к усилителям пола передает нагрузку к более жестким местам кузова, распределяя ее через усилители по большей поверхности кузова. (В серийной "Ниве" опоры раздаточной коробки и коробки передач крепятся прямо к полу, что ускоряет усталостные повреждения кузова. Нередки случаи, когда на пятый-седьмой год эксплуатации автомобиля пол в местах крепления опор разрушается и прогнивает насквозь.) Подрамник не только повышает несущую способность кузова, но и защищает раздаточную коробку снизу. При этом клиренс автомобиля остается таким же, как на ВАЗ-21213.

От редакции. Мы совершили пробную поездку на обновленной "Ниве". Действительно, по субъективным ощущениям (а именно ими руководствуется владелец!) уровень вибраций пола, деталей салона, рычагов управления коробкой передач и раздаточной коробкой и т. д. едва ли выше, чем в обыкновенных "жигулях". Гораздо слабее, чем в стандартном ВАЗ-21213, акустические эффекты от работы двигателя или агрегатов трансмиссии. Ухо улавливает только ту часть шумов, которая достигает наблюдателя по воздуху. Следовательно, применив дополнительную звукоизоляцию, можно сделать эту "Ниву" еще более тихой. Дело за автором.

*Описанная ниже разработка выполнена автором данной публикации по заказу частных предпринимателей, которым принадлежит патент на нее. Такое техническое решение уже успешно воплощено на нескольких автомобилях.

Александр МИРОНОВ