Ходовые макеты проекта ВАЗ-2123

Уже в 1978 году, вскоре после начала серийного выпуска «Нивы», в УГК был составлен рабочий план проектных и экспериментальных работ, затрагивавших изменение ее основных параметров. Данный проект был направлен на устранение некоторых врожденных недостатков конструкции (такие как отсутствие широкой гаммы модификаций; неоптимальный компромисс размеров автомобиля - мал объём багажника, неудачная посадка водителя; плохая экономичность; повышенный уровень шума; низкая надёжность трансмиссии) и, в соответствии с действовавшей классификацией, получил обозначение «2123». Кроме того, в 1980 году были начаты работы по модернизации «Нивы», которые велись параллельно с проектом «2123», однако работы и по тому, и по другому направлению из-за отсутствия должного финансирования и загруженности людских ресурсов заданиями по семейству ВАЗ-2108 постоянно приостанавливались.
В 1982 году Заместителем министра автомобильной промышленности СССР Н.Потаповым была утверждена «Схема развития автомобильной промышленности на период до 2000 года», в соответствии с которой ВАЗу намечалось организовать производство нового автомобиля малого класса ВАЗ–2123 с годовым выпуском 65 тыс. штук в 1995 году и увеличением объема производства до 200 тыс. штук к 2000 году. На основании этого документа было выпущено указание технического директора АВТОВАЗа М.Фаршатова от 19 июня 1982 года о начале работ по этой теме.
В 1983 году П.Прусовым был подготовлен «График разработки автомобилей в XI и XII пятилетках», где впервые в плане работ УГК официально появилась тема «Семейство автомобилей малого класса 4x4». Согласно этому графику, в 1984 году должны быть подготовлены технические предложения по автомобилю. На октябрь 1984 года намечался техсовет УГК, а на 1985 год планировалась разработка технического задания (далее – ТЗ), разработка эскизного проекта и утверждение ТЗ на уровне завода. По существовавшему в то время порядку ТЗ необходимо было представить на рассмотрение в министерство. На 1986 год планировалось изготовление опытных образцов. Однако из-за того, что вся группа полноприводных автомобилей отдела общей компоновки (ООК) в то время вплотную занималась проектом ВАЗ-2122 и свободных людей попросту не было, сроки работ над проектом неоднократно переносились.
В конце 1984 года ведущим конструктором по теме «2123» был назначен Ю.Овчинников. В апреле 1985 года в ООК было проведено первое совещание по рассмотрению проекта концепции «2123» - «легковой автомобиль с постоянным приводом на все колёса, повышенной проходимости, способный двигаться по бездорожью, обладающий увеличенным внутренним пространством и с конструкцией кузова, допускающей создание модификаций».
К октябрю 1985 года был подготовлен первый вариант ТЗ на автомобиль «2123», который и был рассмотрен на ноябрьском техсовете ООК. На нем была одобрена концепция автомобилей семейства «2123» и, кроме того, были даны конкретные рекомендации по доработке ТЗ и дальнейшим действиям. Нужно отметить, что этот вариант ТЗ предусматривал создание автомобиля с каркасным кузовом. Впрочем, дело ограничилось примерным предварительным расчетом силовой структуры каркаса (согласно протокола техсовета), поскольку довольно быстро стало ясно, что для производства автомобилей такой конструкции требуются новые технологические решения по сварке каркаса из легированных сталей и новая же технология сборки, кроме того, стоимость пластмасс, которые бы могли использоваться для создания кузовных панелей, была высока. Наконец, в случае перехода на модульную конструкцию с широким применением пластмасс, необходимо было проводить полную реорганизацию действующего производства, отказавшись от постепенного вытеснения старой технологии, что неминуемо влекло за собой огромные затраты.
2 июня 1986 года был проведён техсовет комплекса шасси по концепции узлов шасси «2123». Среди прочего рассматривался вопрос о возможной унификации ВАЗ-2123 с переднеприводными автомобилями ВАЗ по поперечному силовому агрегату. Для поиска оптимальной конструкции компоновщикам пришлось прорабатывать оба варианта – как продольное, так и поперечное размещение двигателя. Первые работы по проработке поперечного расположения двигателя были начаты в ООК в апреле 1986 года. По воспоминаниям Юрия Овчинникова, результаты графической проработки выявили несколько значительных недостатков поперечной схемы (исходя из имевшихся в распоряжении рабочей группы размеров двигателя, коробки передач, колёс и с учетом требований по обеспечению необходимого клиренса) - автомобиль получался слишком широким, с колеёй, увеличенной на 100 мм по сравнению с продольной схемой трансмиссии. Увеличивался также передний свес автомобиля. Результатом этого могло стать снижение свойств проходимости по сравнению с автомобилем продольной компоновки. Все попытки что-то улучшить компоновочными методами привели к математическому обоснованию выводов, полученных в эскизной графической проработке. В октябре 1986 года на очередном техсовете было определено, что более предпочтительной является продольная компоновка силового агрегата для автомобиля повышенной проходимости ВАЗ-2123, что и определило дальнейший ход работ по проекту.
Первоначально планировалось разработать и изготовить три серии ходовым макетов на базе кузовов ВАЗ-2121. В первой серии из двух автомобилей предполагалось применить переднюю подвеску типа McPherson с доработанным рулевым механизмом ВАЗ-2121, новую размерность колёс (15''), заднюю подвеску с треугольным направляющим рычагом и вертикально установленными амортизаторами. Во второй серии планировалось использовать поперечно расположенный силовой агрегат на базе трансмиссии 2108/2110 с двигателем 1,7л и независимую заднюю подвеску (передняя подвеска должна была быть скорректирована по результатам оценки первой серии носителей). Изготовление третьей серии макетов (где планировалось установить трансмиссию поперечной схемы, унифицированную с будущим ВАЗ-2110, переднюю и заднюю подвески, доработанные по результатам испытаний I и II серий, а также рулевое управление, оснащённое усилителем) в количестве 2 – 5 автомобилей было намечено на II кв. 1988 года. В итоге же, первая серия стала и единственной, вместившей в себя всё, что смогли реализовать из трёх предполагаемых (передняя подвеска McPherson, реечный рулевой механизм, задняя независимая подвеска).
В августе 1986 года ТЗ на первую серию было утверждено Прусовым. А 20 ноября того же года было выпущено головное задание №023 на два ходовых макета, которым были присвоены обозначения ХМ-2123/001 и ХМ-2123/002 (далее в тексте ХМ-01 и ХМ-02). После выдачи большей части заданий и принятия решения в конце января 1987 года на техсовете о концепции трансмиссии, был подготовлен проект ТЗ на вторую серию ходовых макетов. Но в дальнейшем из-за сроков разработки и изготовления новых узлов трансмиссии было решено второй серией не заниматься.

В июле 1987 года началось изготовление деталей и узлов первой серии ходовых макетов. Сами автомобили были собраны в декабре того же года. Внешне от обычной «Нивы» они отличались широкой сплошной стойкой кузова за боковыми дверьми (следствие удлинения базы на 150 мм, как это было сделано еще на ВАЗ-2121У). Кроме того, испытатели по собственной инициативе установили на одном образце (ХМ-01 – образец ХМ-02 находился в распоряжении отделе шасси, где им занимались специалисты бюро доводки рулевого управления и бюро доводки ходовой части) боковые зеркала заднего вида и бамперы ВАЗ-2108 и задние фонари ВАЗ-2107 (на фото вверху).
«Внутренних» же различий было значительно больше. Автомобиль получил реечный рулевой механизм оригинальной конструкции. Был сварен новый подрамник для задней подвески, при этом сама подвеска стала независимой. Оригинальной конструкции были колеса – обод был применен 15-дюймовый от УАЗ-469, но так как его внутренний диаметр был меньше, чем у обода «Нивы», диск изготавливали обтачиванием нивовского прямо по отверстиям, затем приваривали к ободу. Шины первоначально использовали с микроавтобуса РАФ-2203, размерности 185/80 R15 (модель Я-288). Для обеспечения возможности в процессе доводки изменения углов установки передних колёс на кузовных деталях были введены отверстия с широким диапазоном крепления верхних опор стоек. Тормозная система была диагональной, аналогичной по схеме семейству ВАЗ-2108. Двигатель был смонтирован увеличенного объема – опытный ВАЗ-320 рабочим объемом 1,8л.
Испытания ходовых макетов начались в начале 1988 года. В течение 1988 года на ХМ-01 и ХМ-02 был проведён комплекс исследований по доводке ездовых качеств (курсовая устойчивость, управляемость, плавность хода). Параллельно с разработкой программ и теоретическими расчётами вносились изменения в конструкцию подвесок и испытывались различные варианты комплектаций (стабилизаторы различного диаметра, вылет и углы установки колёс, изменение угловой жёсткости и ходов подвесок и т.п.). Много внимания было уделено доводке автомобиля по опрокидыванию, т.к. была выявлена повышенная склонность к этому.
В ходе сравнительных испытаний было установлено, что в целом макет обладает более высокими ездовыми качествами (курсовая устойчивость, управляемость, плавность хода) по сравнению с «Нивой» и приближается по ряду показателей к легковым автомобилям (в частности – семейства ВАЗ-2108). А показатели проходимости ХМ-01 в зимних условиях в целом оказались несколько выше, чем у ВАЗ-2121 за счёт увеличения крутящего момента двигателя и улучшения условий самоэвакуации задним ходом из-за особенности задней независимой подвески. По динамико-скоростным показателям на макете были достигнуты расчётные значения максимальной скорости – 146,7 км/ч и времени разгона до 100 км/ч – 17,3 сек. Вместе с тем, расходы топлива оказались на уровне автомобиля ВАЗ-2121, что не соответствовало ТЗ, но было вполне объяснимо непроектной аэродинамикой кузова носителя. Испытатели высоко отзывались о плавности хода макета, но эта же плавность, благодаря которой неровности дороги водителем практически не ощущались, имела и негативную сторону - поскольку пробои подвески на неровностях водитель воспринимал только на слух и скорость не сбрасывал, то и подвеска или кузов разбивались сравнительно быстро.
В ходе испытаний ХМ-01 подвергся небольшой переделке – в исследовательских целях было смакетировано расположение запасного колеса снаружи под полом багажника. При этом было отмечено, что показатели проходимости в целом не ухудшаются; загрязняемость колеса при размещении в данной зоне находится в допустимых пределах; в большинстве случаев, за исключением движения в колее (где достать его просто невозможно), пользование запасным колесом обеспечивается. Однако именно из-за колеи такое размещение на автомобиле повышенной проходимости посчитали неприемлемым. Наряду с этим было отмечено, что альтернативное размещение запасного колеса внутри багажного отделения (на дне) также неудачно, поскольку для доступа к колесу требуется выгрузка багажа. В конечном итоге был выбран вариант навески запасного колеса на задней двери.
Зимой и летом 1989 года ХМ-01 прошёл пробеговые испытания в сравнении с ВАЗ-2121. Сначала в условиях предельно низких температур (до минус 46°С) в Коми АССР в районе г. Печора, а летом по южным регионам по маршруту Тольятти – Актюбинск – Аральск – Кзыл-Орда – Чимкент – Ташкент – Бухара – Нукус – Ашхабад – Чарджоу – Самарканд – Душанбе – Хорог – Мургаб – Ош – Фрунзе – Челябинск – Тольятти, при этом температура в районе Чарджоу достигала плюс 45°С.
Сделанные выводы подтвердили правильность одних и непригодность других конструктивных решений и послужили основой для дальнейших проектных работ:
1. Применение телескопической передней подвески McPherson на автомобиле повышенной проходимости рекомендовалось для дальнейшего использования. Подвеска такого типа обеспечивает требуемый уровень плавности хода, в сочетании с реечным рулевым управлением возможно улучшение параметров устойчивости и управляемости.
2. Применение независимой задней подвески оценивалось положительно. Получено улучшение некоторых свойств проходимости, устойчивости прямолинейного движения и движения в повороте, снижение галопирования (в сочетании с увеличением базы), повышена плавность хода. Однако использование сзади подвески именно типа McPherson по результатам исследований ставилось под сомнение. Необходима была дополнительная работа по оценке надёжности.
3. По результатам исследований использование реечного рулевого механизма оценивалось, в целом, положительно. Получены требуемые усилия на рулевом колесе, в сочетании с передней подвеской МакФерсон возможно улучшение устойчивости и управляемости. Гидроусилитель рулевого управления на данном этапе не исследовался.
4. Использование на автомобиле такого типа двигателя 1,8 л с более эластичными характеристиками оценивалось очень высоко. Отмечено значительное повышение тяговых свойств автомобиля, а также возможность улучшения динамических и экономических показателей.
5. Применение тормозной системы, аналогичной 2108 (с унификацией отдельных узлов), было одобрено.
6. Использование всего комплекса перечисленных новых решений положительно оценивалось с точки зрения свойств проходимости.
В 1990 году зимний и летний пробеги были повторены по несколько сокращённым маршрутам. Макеты были в очередной раз доработаны – в частности, проверялся вариант газонаполненных амортизационных стоек.

Относительно двигателей важно отметить тот факт, что первоначально предлагалось использовать в качестве объекта компоновок двигатели будущего ВАЗ-2110, ВАЗ-21213 и дизельные двигатели АЗЛК «21413» и «21423» (в их создании принимали участие и специалисты ВАЗа). Двигатель ВАЗ-2110 брался во внимание с большой натяжкой в основном по причине неизбежных проблем при его предстоящем освоении. Завод по производству дизельных двигателей для ВАЗ и АЗЛК так и не был достроен. А перспективность двигателя 21213 вызывала большие сомнения (однако, именно с двигателем на этой базе ВАЗ-2123 и пошёл в производство впоследствии). Кроме того, в начале 90-х годов ВАЗом (как и АЗЛК) прорабатывалась возможность установки дизеля Elko, однако по компоновочным соображениям от него вынуждены были отказаться.

К лету 1988 года, исходя из промежуточных итогов испытаний ХМ-01 и ХМ-02, стало понятно, что желательно создание новой серии прототипов. По сути, это был возврат к изначально замышлявшейся второй серии ходовых макетов с объединённой в общий узел трансмиссией и доработанными подвесками. В августе 1988 года был подготовлен и разослан по подразделениям на согласование проект ТЗ на ходовые макеты 1989 года. В это же время с проектными отделами был согласован объём изменений автомобиля «Нива», на котором базировались носители. ООК выдал головное задание № 023/200 от 02 сентября 1988 года на сборку трёх ходовых макетов (003, 004, 005) второй серии. Ввиду загруженности экспериментального производства НТЦ изготовлением образцов ВАЗ-2110 серии «300», работы по ходовым макетам «2123» были переданы в создававшееся в то время опытно-промышленное производство. Кузова макетов формально сваривались и окрашивались в цехе 3913, но поскольку цех находился в стадии заказа и монтажа оборудования, то работа по сборке кузовов макетов была организована на территории Центра самодеятельного технического творчества – в подвальных гаражах под магазином «1 000 мелочей» (там же, где впоследствии делали и «Сахару»). Там имелся необходимый набор оборудования (плита, сварочные посты, гибочные станки и т.п.) и ручная технология эта как нельзя лучше подходила для требуемой доработки кузовов носителей из серийных кузовов «Нивы». Новые детали выколачивались прямо там же (более сложные – в УЭП).
Из восьми «нивовских» кузовов были успешно сварены четыре кузова носителей. Они были окрашены в линии корпуса 062, затем переданы на территорию УЭП, где и простояли около года в ожидании узлов для сборки. Частично были отлиты некоторые картерные детали коробки передач, выточены и нарезаны отдельные шестерни и валы. Но из-за обрушившейся в 1991 году инфляции деньги, выделенные на изготовление ходовых макетов, иссякли. Работа по узлам шасси приостановилась. Готовые кузова впоследствии переставили на площадку перед корпусом УГК, где они провели ещё пару лет и потом были списаны за ненадобностью. А изготовленные детали трансмиссии оказались в отделе спортивных автомобилей. На этом завершилась история ходовых макетов второй серии, во многом определившая отказ от всей первоначальной концепции автомобиля «2123».