Специально для Сергея история москвича АЗЛК
Пожалуй, это самый противоречивый автомобиль из всех, которые массово выпускались на территории бывшего Советского Союза. Как его только не клеймили и валенком, и утюгом, НО при малейшем упоминании этой машины у большинства ее бывших владельцев начинается приступ ностальгии. Большинство сходится на том, что по задумке Москвич 2141 - великолепный автомобиль, вот только качество исполнения подкачало… "Хотели как лучше, получилось как всегда" - точнее про него и не скажешь. А что же хотели?
Период конца 60-х - начала 70-х годов был, вероятно, самым удачным для АЗЛК. "Москвич-412", производившийся с 1967 года, был заметным шагом вперед по сравнению с моделью 408. Хотя конструкция кузова существенно не изменилась, он получил совершенно новый двигатель с алюминиевым блоком цилиндров и распредвалом в головке блока, модернизированную коробку передач, прямоугольные фары, более комфортабельный салон. "Москвич-412" обладал неплохими динамическими показателями, участвовал во множестве спортивных соревнований, в том числе в эпохальных марафонах Лондон-Сидней и Лондон-Мехико, и завоевал заслуженную популярность во многих странах мира. На сопроводительных ярлыках новеньких "Москвичей", плывших по конвейеру, то и дело мелькало: Финляндия, Норвегия, Кувейт, Эквадор, не говоря уж о странах СЭВ. Видимо, популярность сыграла, как ни странно звучит, и отрицательную роль. В 1966 году вышло правительственное постановление о реконструкции АЗЛК, увеличении его мощностей до 200 тысяч машин в год - вдвое. Коней на переправе не меняют - следуя этому принципу, решили на обновленном и расширенном заводе делать, в сущности, устаревшую модель.
Время, между тем, изменилось - неуловимо и вместе с тем явно. Ушел на пенсию главный конструктор А.Андронов. Сменились люди, руководившие проектированием будущего "Москвича", изменились критерии их оценок - тем более что за рубежом успели обновить многие модели аналогов. И работу начали от другой, новой "печки", словно убеждая друг друга: "Никаких компромиссов с прошлым!". Так в 1975 году родился образец "С1". Даже его индекс: "серия первая" - без связи с предыдущими, привязки к датам - словно плод свободной фантазии. Впрочем, компромисс все же был, притом в главном: автомобиль остался заднеприводным, "классиком". Хотя тенденция к переднему приводу в ту пору все уверенней прокладывала себе дорогу - на "Ауди" и "Фольксвагене", "Рено" и ФИАТе. Однако на АЗЛК и на сей раз решили повременить.
И покуда шли испытания других образцов "С1", сделали сначала "С2" (его "зарубили" на стадии пластилинового макета), потом, в металле - "СЗ".
Чтобы ускорить создание нового "Москвича", в качестве образца выбрали французский автомобиль Simca-1307/1308, производившийся с 1975 года и победивший в 1976 году в европейском конкурсе "Автомобиль года". На тот период это была достаточно современная машина с передним приводом, поперечно расположенным двигателем и пятидверным кузовом хэтчбек.
Период конца 60-х - начала 70-х годов был, вероятно, самым удачным для АЗЛК. "Москвич-412", производившийся с 1967 года, был заметным шагом вперед по сравнению с моделью 408. Хотя конструкция кузова существенно не изменилась, он получил совершенно новый двигатель с алюминиевым блоком цилиндров и распредвалом в головке блока, модернизированную коробку передач, прямоугольные фары, более комфортабельный салон. "Москвич-412" обладал неплохими динамическими показателями, участвовал во множестве спортивных соревнований, в том числе в эпохальных марафонах Лондон-Сидней и Лондон-Мехико, и завоевал заслуженную популярность во многих странах мира. На сопроводительных ярлыках новеньких "Москвичей", плывших по конвейеру, то и дело мелькало: Финляндия, Норвегия, Кувейт, Эквадор, не говоря уж о странах СЭВ. Видимо, популярность сыграла, как ни странно звучит, и отрицательную роль. В 1966 году вышло правительственное постановление о реконструкции АЗЛК, увеличении его мощностей до 200 тысяч машин в год - вдвое. Коней на переправе не меняют - следуя этому принципу, решили на обновленном и расширенном заводе делать, в сущности, устаревшую модель.
Время, между тем, изменилось - неуловимо и вместе с тем явно. Ушел на пенсию главный конструктор А.Андронов. Сменились люди, руководившие проектированием будущего "Москвича", изменились критерии их оценок - тем более что за рубежом успели обновить многие модели аналогов. И работу начали от другой, новой "печки", словно убеждая друг друга: "Никаких компромиссов с прошлым!". Так в 1975 году родился образец "С1". Даже его индекс: "серия первая" - без связи с предыдущими, привязки к датам - словно плод свободной фантазии. Впрочем, компромисс все же был, притом в главном: автомобиль остался заднеприводным, "классиком". Хотя тенденция к переднему приводу в ту пору все уверенней прокладывала себе дорогу - на "Ауди" и "Фольксвагене", "Рено" и ФИАТе. Однако на АЗЛК и на сей раз решили повременить.
И покуда шли испытания других образцов "С1", сделали сначала "С2" (его "зарубили" на стадии пластилинового макета), потом, в металле - "СЗ".
Чтобы ускорить создание нового "Москвича", в качестве образца выбрали французский автомобиль Simca-1307/1308, производившийся с 1975 года и победивший в 1976 году в европейском конкурсе "Автомобиль года". На тот период это была достаточно современная машина с передним приводом, поперечно расположенным двигателем и пятидверным кузовом хэтчбек.
Дизайн
Конструкторы "Симки" одними из первых применили интегрированные пластиковые бамперы и прямоугольные блок-фары - эти решения сохранили.
Интересно сравнить контуры оригинала и "копии". Рисунок ниже как раз и является такой попыткой. Красный контур -- Москвич-2141, черный - Simca 1307. Москвич длиннее прежде всего за счет увеличенного переднего свеса.
Несмотря на некоторые неточности, например база Москвича почти совпадает с базой Симки (в реальности разница составляет 25 мм), рисунок дает возможность убедиться в явном родстве этих двух машин. Задок Симки пришлось слегка приподнять, чтобы точнее совместить ее очертания с Москвичом.
Использование зарубежного автомобиля в качестве прототипа новой модели подрубило на корню все попытки собственного решения дизайна кузова "Москвича" - ни о каком передовом дизайне и полете фантазии говорить нельзя, ведь оформление передка и боковин кузова должно быть увязано с готовой "теплицей", то есть крышей и проемами дверей и стекол. Однако даже в таких жестких рамках художники пытались внести долю индивидуальности в оформления кузова и осовременить автомобиль. На рисунках вы видите возможные варианты решения кузова "Москвича", опубликованные в журнале "Наука и жизнь" в 1985 году.
Аэродинамика
Несмотря на то, что кузов "Москвича" был позаимствован у "Симки", инженерами АЗЛК была проведена определенная работа по доводке аэродинамических характеристик машины. Поскольку основное отличие "Москвича" от "Симки" заключалось в оформлении передней части, специалисты завода сосредоточили свое основное внимание именно на ней, а также пытались улучшить обтекание днища машины. В частности, скругленная передняя кромка капота позволила достичь безотрывного обтекания передка. Для уменьшения завихрений воздуха под днищем машины перед картером двигателя был установлен аэродинамический щиток. За счет удачного с потребительской точки зрения обтекания боковин, на которых поток воздуха был направлен вниз, удалось избавиться от брызговиков как за передними, так и за задними колесами.
К сожалению, в то время СССР не обладал собственной полноразмерной аэродинамической трубой для продувки автомобилей, а авиационные трубы были не слишком приспособлены для автомобилей. Масштабные модели автомобиля продувались на кафедре механики МГУ, а на заключительном этапе разработки полноразмерные образцы испытывались в ЦАГИ и на фирме Renault. Коффициент обтекаемости серийного автомобиля был объявлен равным 0,35. Это весьма неплохо даже по сегодняшним меркам, а уж в восьмидесятых годах, для отечественной машины это была просто прорыв. Но правда ли это?
Угол наклона задней двери "Москвича" составляет примерно 27°, то есть чуть меньше, чем пограничное значение (28°-32°), при котором линия отрыва потока прыгает с нижней кромки двери на верхнюю и обратно. У "Москвича" срыв потока в задней части машины происходит строго по нижней кромки двери, и уже эта однозначность хороша сама по себе. Это положительно сказывается на чистоте заднего стекла, но отрицательно влияет на коэффициент лобового сопротивления, а вот с точки зрения аэродинамического сопротивления у "Москвича" совершенно неудачный задок .
А ведь снизить Cx на целых пять-шесть сотых можно было очень просто: приподнять задок, тем самым сделав его более пологим. Посмотрите на рисунки: слева стандартный "Москвич" с кузовом, доставшимся от "Симки", справа - практически такая же машина, но с приподнятым задком. Ничего не напоминает? Может быть, Citroen? SAAB 900? Или Opel Vectra? И что это не просто "спортивный стиль", это необходимость для "длинных" хетчбеков. Эти данные были широко известны уже в 1981 году. Учитывая, что они является результатом работ, проделанных разными командами разных фирм и исследовательских институтов, сами эти работы должны были быть доступны по отдельности еще раньше.
Но даже если у дизайнеров АЗЛК не было доступа к литературе, примеры в "железе" были под носом, достаточно было посмотреть, например, на модели CX и GS фирмы Citroen, чтобы понять, в каком направлении нужно двигаться. Гладкое днище, обтекатель под двигателем, сильно наклоненные лобовое стекло и решетка радиатора, небольшой наклон задка, выступы-"ребра" по бокам задней двери - все это было уже реализовано и доказало свою эффективность. Констукторы "Москвича", взяв за основу совершенно рядовую машину, побоялись или не захотели вносить во внешний вид практически никаких изменений. Возможно, они не стали бы даже сильно изменять передок, если бы смогли втиснуть москвичевский мотор под капот "Симки".
Ровно через 10 лет газета "Авторевю" решила повторить эксперимент, и испытать "Святогор" - модернизированный "Москвич" с измененным передком и двухлитровым двигателем Renault. Правда, брызговики за задними колесами, которые завод стал устанавливать на конвейре, испытатели убирать не стали. Измеренный ими коэффициент Cx оказался равным 0,47, на четверь больше, чем было заявлено заводом!
Здесь стоит вспомнить о выставке "Автодизайн", проходившей в 1988 году на ВДНХ в Москве. На выставке был показан Москвич с аэродинамическим обвесом, разработанным на заводе. Он, в частности, включал гладкие колесные колпаки, аэродинамические профили порогов и спойлер над задней дверью. Подчеркиваю, спойлер располагался не снизу двери, а в ее верхней части. Таким образом, спойлер помогал перенести линию срыва потока с нижней кромки задней двери наверх и избежать продольных вихрей, приводящих к увеличению аэродинамического сопротивления. Поскольку такая схема обтекания задка приводит к интенсивному забрызгиванию заднего стекла дорожной грязью, машина была оборудована стеклоочистителем на задней двери. Коэффициент обтекаемости этой машины был объявлен равным 0,37 (однако, с учетом внесенных изменений он должен был снизиться!). Так или иначе, заявленный коэффициент 0,35 был близок к правде только на сильно "затюнингованной" машине и не мог быть достигнут на серийном автомобиле. Думается, что Cx серийной машины составлял где-то 0,42-0,45.
Кроме того, вполне возможно, что при рестайлинге передней части "Москвича" в 1997 году было нарушено обтекание передка, и коэффициент лобового сопротивления, будучи и без того выше "официального", опять подрос, теперь уже за счет передней части автомобиля. Также стоит отметить, что с выпуском "Святогора" АЗЛК перестал устанавливать обтекатель под передним бампером. Стали шире шины. Брызговики вошли в стандартную комплектацию. А как изменились процессы под капотом и днищем автомобиля? Это вообще никому не известно. Но то, что "Святогор-Рено" легко перегревается, говорит о наличии каких-то проблем с охлаждением. В общем, модернизированный "Москвич" стал более симпатичным, но менее аэродинамичным. Самым правильным было бы испытать не "Святогор", а "настоящий" "Москвич-2141", но по правилам машина должна быть новая, только что с конвейра, а где же ее сейчас взять?
Конструкция
Как уже говорилось, годов конструкция "Москвича" была весьма прогрессивной и, вместе с тем, оставалась 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.
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
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.
Задняя подвеска "Москвича" была скопирована у автомобиля Audi-100 1976 года. Подвеска Audi представляла собой неразрезной мост, главным элементом которого была балка U-образного профиля, внутри которой находился торсион. Этот тип подвески был "скопирован" для многих европейских и американских моделей. В том числе для АЗЛК-2141.[18] Говорят, что взаимозаменяемы даже многие детали, в том числе пружины, подшипники и даже колеса. Недостатком выбранной схемы является поперечное смещение заднего моста относительно кузова при его движении вверх-вниз. Это отрицательно влияет на управляемость автомобиля. Что еще хуже, при кренах машины влево и вправо смещение различается по величине.
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. Из явных конструктивных недостатков можно отметить очень длинные тяги стабилизатора, который крепится к кузову почти у самого переднего бампера. Таким образом, передок "Москвича" должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать усилия, передаваемые стабилизатором при резком разгоне и торможении, с другой, достаточно податливым для гашения энергии удара при лобовом столкновении. Зарубежные фирмы уже давно отказались от такой схемы, и либо используют более короткие тяги, либо располагают стабилизатор за поперечными рычагами подвески, а не перед ними.
Двигатель
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.
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.
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.
С самого начала было ясно, что полуторалитровый двигатель УЗАМ-412 недостаточно мощен для новой модели, средств на создание нового двигателя к новому автомобилю не хватало, и конструкторы ориентировались на старый мотор, а также на двигатель ВАЗ-2106. Изначально предполагалось, что "жигулевскими" моторы будет комплектоваться только ограниченная часть всех машин, поскольку ВАЗ был не в состоянии производить дополнительно до 200 тыс. двигателей в год. Поэтому на большинство "Москвичей" устанавливался модернизированный УЗАМ-412, получивший индекс УЗАМ-331.10, мощности которого для тяжелого автомобиля катастрофически нехватало.
Уже в начале производства "сорок первого" Минавтопром организовал конкурс на конструкцию мотора для нового семейства "москвичей". Два коллектива специалистов - ВАЗа и АЗЛК - взялись за работу. Ее результаты в марте 1987 года рассмотрел технический совет министерства, отметив а своем постановлении, что представленные на конкурс базовые модели двигателей по своим экономическим и энергетическим показателям соответствуют требованиям технического задания. Совет обратил внимание на более глубокую технологическую проработку предложений специалистов Волжского автомобильного завода, которые перенесли на опытный образец часть инженерных решений с серийно выпускаемых двигателей ВАЗа. В то же время конструкция АЗЛК привлекла меньшими массой и количеством деталей, а также большими возможностями для дальнейшего совершенствования рабочего процесса и обеднения топливно-воздушной массы. Иными словами, в двигателе АЗЛК больше потенциал улучшения экономичности.
Несколько разных по рабочему объему и мощности образцов двигателей для нового "Москвича", как бензиновых, так и дизельных, не только были построены, но и прошли интенсивные испытания. "Что за мотор, с чего скопирован, когда будет выпускаться, как устроен" - эти и другие вопросы сыпались со всех сторон, когда в Москве на ВДНХ в экспозиции достижений нашего машиностроения за 70 лет Советской власти было представлено два с иголочки "москвичовских" двигателя - бензиновый, модели "21414" и дизель, модели "21423". На некоторые из вопросов можно было получить ответ, "ощупав" придирчивым взглядом двигатели, вчитавшись в пояснительные таблички к ним.
Когда пришла пора рыночных отношений, более мощный мотор для "Москвича" стал проблемой номер один в условиях падения спроса. Тогда-то уфимские технологи нашли резервы у оборудования для обработки коленчатых валов, отыскали в Болгарии завод, который может поставлять кольца нужного размера, нашли, где делать поршни - дело закрутилось. Свои предложения УЗАМ сформулировал в ноябре 1993 года, и АЗЛК, как головной разработчик, их поддержал. В январе 1994 года модернизированные двигатели прошли сертификационные испытания и уже летом началось серийное производство двигателя УЗАМ-3317.
Диаметр цилиндра УЗАМ-3317 увеличен с 82 до 85 мм, и, как следствие, при неизменной толщине стенок гильзы выросли по диаметрам ее наружные размеры. Соответственно больше стал и диаметр отверстий, расточенных в блоке цилиндров под гильзы. А это означает, что прежние блоки и гильзы невзаимозаменяемы с новыми. Ход поршня в моторе УЗАМ-3317 увеличен с 70 до 74,9 мм. Размеры коренных подшипников остались прежними, шатуны сохранены от УЗАМ-331.10. Чтобы не трогать шатун, пришлось изменить конструкцию поршня. Его палец смещен вверх на 4,9 мм, изменены диаметр, конфигурация днища. Как следствие, в головке цилиндров стала иной камера сгорания - в ней теперь должна размещаться головка поршня увеличенного диаметра.
В свою очередь, изменение формы камеры сгорания, пусть небольшое, повлияло на рабочий процесс в цилиндре. Чтобы сделать его оптимальным, увеличили на 1,5 мм диаметр тарелки впускного клапана, скорректировали форму впускных каналов (они более не придают потоку смеси вихревого движения, как на 331.10), несколько изменили форму внутренней полости впускного коллектора. Соответствующие поправки внесли в характеристики распределителя зажигания и карбюратора. Увеличение рабочего объема, изменение форм камеры сгорания и днища поршня привело к понижению степени сжатия на целую единицу. Теоретически это означает некоторое снижение термической эффективности, но практически не отражается на экономичности, зато делает мотор менее чувствительным к детонации. Вспомним, как охотно детонировал двигатель УЗАМ-331.10 на определенных режимах работы.
Весь этот объем переделок, небольших на первый взгляд, но довольно существенных, если принять во внимание консерватизм технологии, принес следующие результаты. Рабочий объем двигателя возрос на 221куб.см., или на 15%; увеличились максимальные мощность (на 18%) и крутящий момент (на 23%), практически не ухудшилась экономичность. С модернизированным двигателем заметно улучшилась приемистость автомобиля "Москвич-21412-136" (такой у него теперь индекс). Более того, стало возможным чаще пользоваться пятой передачей, при троганье нет нужды выводить двигатель на высокие обороты, улучшились тяговые свойства на промежуточных передачах.