Шестиколесная амфибия-пневмоход инженера О. Ильина из Архангельска

И участники, и гости Всесоюзного смотра-конкурса самодельных вездеходов в Архангельске с удивлением обнаружили, что в городе существует целая самодеятельная «индустрия» по изготовлению подобных машин на пневматиках низкого давления. А масштабы ее настолько значительны, что объяснить это можно только редким сочетанием таких факторов, как наличие промышленной базы, близость природы с ее бездорожными пространствами и большое число энтузиастов. Характерно, что обзаводятся пневмоходами и горожане, и сельские жители: для поездок на рыбалку, охоту, за грибами и ягодами. Следует учесть к тому же, что для иных — это единственное транспортное средство, пригодное в местных условиях.

В последние годы большинство архангельских конструкторов-любителей склоняются к мнению, что наиболее рациональная компоновка — шестиколесная, с четырьмя или всеми ведущими пневматиками. Такой вездеход имеет наилучшую проходимость как зимой, так и летом, он может преодолевать водные преграды, не оставляет после прохода глубоких следов, безопасен при движении по тонкому льду.

Ну а более конкретные характеристики вездехода выбираются в зависимости от требований, которые предъявляет к ней ее конструктор: будет ли он ездить один или с пассажирами; какие грузы станет перевозить (это определит размеры кузова); на какой местности предполагается эксплуатировать машину; характер возможных препятствий (от этого зависит число ведущих колес и даже размер колеи: желательно, чтобы она совпадала с колеей грузовых автомобилей); планируется ли сделать вездеход плавающим (с этим связано расположение центра тяжести машины); и, конечно, уровень комфортабельности: если вездеход предполагается оснастить теплой кабиной, придется заложить в конструкцию систему обогрева. Необходимо обдумать также систему запуска двигателя — стартером или вручную; необходим ли аккумулятор или можно обойтись магнето и т. п.

При изготовлении вездеходов самодельщики широко используют узлы, агрегаты и отдельные детали легковых автомобилей, мотоколясок, мотороллеров. Отличные результаты дает применение списанной авиационной техники — различных редукторов, подшипниковых узлов, даже камер для колес, что существенно уменьшает массу машин, увеличивает их ресурс. Разнообразны и материалы, которые применяют любители для изготовления рам и кузовов: отходы стального проката, алюминиевые профили, трубы, листы, фанера. Нет особо предпочтительных и способов сборки: с одинаковым успехом используют сварку, клепку, болтовые соединения.

В Архангельске сложилось несколько весьма своеобразных «школ», ориентирующихся на создание вездеходов определенных типов.

Наиболее близкими к промышленному образцу, по отзывам архангельских самодельщиков, являются пневмоходы старшего научного сотрудника СевНИИП В. Ильина, В. Бажукова, а также «шестиколесник» Г. Видякина.

С пневмоходом Г. Видякина, занявшим призовое место на конкурсе, я и хочу познакомить читателей. Геннадий Александрович Видякин по профессии инженер-механик. По роду работы он был долгое время связан с автомобильной техникой, изготовлением разнообразной транспортной техники занимается более десяти лет. Представленный им на конкурс вездеход — третий на его счету, и, пожалуй, наиболее совершенный. Так, Архангельский областной совет ВОИР рекомендовал вездеход Г. А. Видякина для демонстрации на ВДНХ СССР в Москве. Компоновка пневмохода достаточно отработана и рассчитана на максимальное использование стандартных узлов. Г. Видякин оказался в тому же и неплохим дизайнером: его «шестиколесник» имеет привлекательный внешний вид, его оборудование максимально учитывает требования ГАИ, предъявляемые к транспортными средствам. Правда, на такие вездеходы не распространяются требования ГАИ, предъявляемые к самодельным автомобилям, поэтому их не регистрируют. Однако эксплуатировать их разрешают, установив для выезда подобных машин из города определенные маршруты и время.

Основой вездехода Г. Видякина является открытый сверху кузов коробчатой формы. Вертикальные его борта — из фанеры толщиной 7 мм, по верхней кромке бортов прикреплены крылья, образующие единую плоскость, впереди сделан небольшой скос. В плане корпус прямоугольной формы с несколько зауженной передней частью. Кузов разделен вертикальными поперечными перегородками; впереди багажник, далее в расширяющейся части кабина с рулевым колесом и сиденьем водителя, позади него по бортам два ящика, служащие сиденьями для пассажиров. Следующий отсек — трансмиссионное отделение. Кстати, трансмиссия накрыта горизонтальной крышкой, находящейся на одном уровне с сиденьями пассажиров. И последний отсек — силовой, закрытый горизонтальной крышкой, несколько приподнятой над сиденьями, в котором смонтирован двигатель. На крышке имеется дополнительный коробчатый кожух под двигатель. Крышки ящиков, трансмиссии и капот двигателя откидываются на петлях, что обеспечивает удобный доступ к агрегатам.

Рис. 1. Трехосный вездеход на пневматиках низкого давления конструкции Г. Видякина:

1 — опора переднего моста, 2 — бампер, 3 — рулевое устройство, 4 — балансир задних колес, 5 — цепная передача к заднему колесу, 6 — топливный бак, 7 — подножка, 8 — диск колеса, 9 — ступица колеса, 10 — передний мост, 11 — камера, 12 — вентиль, 13 — отъемный обод, 14 — вал колеса заднего моста.

Рис. 2. Рулевое устройство и опора переднего моста:

1 — опора переднего моста, 2 — шарнир рулевой тяги, 3 — реечное рулевое устройство, 4 — пол кузова, 5 — шарнир, 6 — рулевая колонка, 7 — рулевая тяга.

Крылья, перегородки, крышки — фанерные, соединены с корпусом дюралюминиевыми уголками, пол — из дюралюминиевого листа, снизу для жесткости приклепаны дюралюминиевые уголки. В передней части кузова под перегородкой багажника сделана небольшая поперечная ниша под передний мост. В задней части кузова под ящиками-сиденьями и дальше до отсека двигателя, по обоим бортам, — продольные ниши под балансиры задних колес. Кстати, задние колеса максимально приближены друг к другу, передние отнесены несколько вперед — от этого расстояния зависит радиус поворота вездехода.

Над крыльями в передней части кузова наклонно установлено лобовое и два боковых стекла. Под крыльями между задними колесами с двух сторон смонтированы бензобаки, сечение которых имеет форму сужающейся книзу трапеции. Над всеми колесами в горизонтальных частях крыльев сделаны прямоугольные вырезы, закрытые прорезиненной тканью: при наездах на препятствие это дает возможность колесам подыматься выше уровня крыльев и не тормозиться об них.

Двигатель и агрегаты трансмиссии монтируются на раме, представляющей собой единое целое с кузовом. Она состоит из четырех лонжеронов из стальных уголков 40X40 мм и поперечин из стальных труб квадратного сечения. Снаружи по бортам имеются небольшие кронштейны из уголка 40X40 мм для крепления опор балансиров задних колес. Везде где возможно полки уголков продольных лонжеронов подрезаны для уменьшения массы и в них насверлены отверстия.

Рис. 3. Устройство трансмиссии:

1 — цепная передача, 2 — рама балансира, 3 — цапфа, 4 — опора балансира, 5 — кронштейн, 6 — борт, 7 — главная передача, 8 — упругая муфта, 9 — тормозной барабан, 10 — зубчатый венец цепной передачи блокировки дифференциала, 11 — рычаг тормоза, 12 — промежуточный вал, 13 — вал колеса.

Рис. 4. Корпус вездехода:

1 — багажник, 2 — ветровое стекло, 3 — сиденье водителя, 4 — ящик, 5 — место для пассажиров и багажа, 6 — окно, затянутое прорезиненной тканью, 7 — кожух двигателя, 8 — грязевые щитки, 9 — борт, 10 — бортовые лонжероны силовой рамы двигателя и трансмиссии, 11 — ниша балансиров задних колес, 12 — ниша переднего моста.

Рис. 5. Рама под двигатель и трансмиссию:

1 — средние лонжероны (уголок 40X40 мм), 2 — поперечины (квадратная труба 40X40 мм), 3 — бортовые лонжероны (уголок 40X40 мм), 4 — поперечина (уголок 30X30 мм), 5 — кронштейн опоры балансира (уголок 40X40 мм).

Двигатель от мотоколяски СЗД смонтирован в задней части кузова на промежуточных опорах, которые, в свою очередь, через четыре демпфирующие резиновые прокладки от двигателя «Москвича» закреплены на лонжеронах. На промежуточных опорах устанавливается также поперечина с промежуточной звездочкой, соединенной вертикальной цепной передачей с выходной звездочкой двигателя. Вал промежуточной звездочки через промежуточный валик с упругими муфтами (упругий элемент представляет собой диск из плоского приводного ремня толщиной 10 мм) соединен с угловым коническим редуктором, смонтированным на поперечине. На выходном валу редуктора установлена звездочка, соединенная цепной передачей с входным валом главной передачи (от мотоколяски), закрепленной на двух поперечинах. Выходные валы главной передачи через упругие муфты (из того же приводного ремня) соединены с промежуточными валами со звездочками, передающими через цепную передачу вращение на колеса. Выходные валы главной передачи, промежуточные валы и цапфы балансиров расположены соосно, как это показано на рисунке 3. Из него же видно, что цапфы фиксируются в опорах на подшипниках, в цапфы же запрессованы подшипники промежуточных валов. Внутренняя цапфа пустотелая, через нее проходит промежуточный вал. На внутренних концах промежуточных валов смонтированы тормозные барабаны от колес мотороллера «Тулица», на которых установлены зубчатые венцы; через цепные передачи они соединены с валиками механизма блокировки дифференциала. Последний представляет собой скользящую шлицевую втулку, соединяющую валики. Оси всех механизмов трансмиссии расположены практически в одной плоскости. Натяжение цепных передач: трансмиссии — с помощью прокладок, передач к колесам — нажимными винтами. Все подшипниковые узлы предохраняются от грязи уплотнениями от автомобиля «Волга» или имеют защитные шайбы.

Рис. 6. Расположение двигателя и трансмиссии:

1 — упругая муфта, 2 — средний лонжерон, 3 — поперечина, 4 — бортовой лонжерон, 5 — перегородка, 6 — тяга блокировки дифференциала, 7 — тяга включения реверс-редуктора, 8 — реверс-редуктор, 9 — угловой редуктор, 10 — перегородка, 11 — промежуточный вал, 12 — поперечина для крепления опоры звездочки промежуточного вала, 13 — тяга переключателя передач, 14 — воздухофильтр, 15 — задний борт, 16 — генератор, 17 — двигатель, 18 — левый борт, 19 — глушитель, 20 — стартер, 21 — аккумулятор, 22 — цепная передача к задним колесам, 23 — опора балансира задних колес, 24 — цапфы балансира задних колес, 25 — тормозной барабан, 26 — цепная передача, 27 — узел блокировки дифференциала.

Передний мост вездехода — из стальной трубы Ø 60X3 мм, усиленной в средней части приваренной накладкой из такой же трубы. По оси симметрии моста перпендикулярно ему вварена горизонтальная ось, концы которой закреплены в подшипниковых опорах, установленных в нише передней части кузова. К сплющенным концам труб приварены стойки со шкворнями и поворотными цапфами от автомобиля «Волга». Резиновые буферы, установленные по краям ниши, ограничивают качание моста в вертикальной плоскости.

Рис. 7. Кинематическая схема вездехода. Латинскими буквами обозначено:

z — число зубьев звездочек, t — шаг втулочно-роликовых цепей, b — ширина втулочно-роликовых цепей.

Рис. 8. Передний мост вездехода.

Рулевое управление, как того требуют правила ГАИ, заводского изготовления, от мотоколяски. Картер с рейкой установлен под полом кузова на кронштейне, вал рулевого колеса соединен с валом-шестерней через карданный шарнир, второй (верхней) опорой вала руля служит шарикоподшипник, закрепленный на кронштейне. Поскольку руль расположен в плоскости симметрии кузова, шарниры рулевых тяг на рейке смещены в одну сторону и тяги значительно отличаются по длине, это ведет к тому, что качание поперечины сопровождается заметной поводкой ближнего колеса.

Балансиры задних колес представляют собой симметричные рамы, сваренные из двух прямоугольных труб 40X20 мм, соединенных поперечинами из тех же труб. Центральная опора балансира поворачивается в цапфах — втулках, приваренных к закрепленным на раме пластинам. Опоры валов колес на концах балансиров — аналогичной конструкции. Рама балансира несколько изогнута, сверху располагаются цапфы балансира, а опоры валов колес — снизу, поэтому оси колес оказываются ниже шарниров балансиров на 180 мм. Жесткость балансиров невелика, под нагрузкой они несколько деформируются, так же, как и рама двигателя и трансмиссии, однако наличие упругих муфт и возможность перекоса цепных передач компенсируют этот недостаток.

Колеса вездехода изготовлены из камеры широкопрофильной шины 1120X450X380. Трубчатые обода, центральный диск и ложементы для опоры камеры изготовлены из алюминиевого сплава. Ложементы соединены с ободами сваркой, с диском — с помощью уголков на заклепках. Ложементы разрезные, так что наружный обод оказался отъемным, к диску он крепится на болтах. Диск в центральной части усилен приклепанной накладкой, к ступице крепится болтами. Вентили перенесены на боковую поверхность, что позволяет камерам проворачиваться на ободах. Ведущие и управляемые колеса — взаимозаменяемые.

В конструкции вездехода применено несколько узлов, которые можно отнести к случайно подвернувшимся под руку. Один из них — угловой редуктор. От него можно отказаться, если разместить двигатель в продольном направлении. При сборке трансмиссии и установке двигателя все детали крепления были изготовлены и подогнаны по месту. При этом применялись всевозможные меры для уменьшения габаритов и массы стандартных узлов; например, подрезаны выступы крепления главной передачи мотоколяски, изготовлен малогабаритный глушитель для двигателя.

Системы управления. Управление вездеходом и система сигнализации полностью копируют автомобильные. Приводы управления: дроссельной заслонкой — тросовое, сцеплением и тормозами — гидравлическое, переключение передач, включение заднего хода — тягами и рукоятками, расположенными на борту вездехода справа от водителя; там же смонтирована и рукоятка управления блокировкой дифференциала (через тяги). Все гидроцилиндры — от тормозов передних колес мотоколяски.

Система электропитания несколько отличается от принятой на мотоколяске: по оси коленвала и вентилятора двигателя установлен на четырех ножках автомобильный генератор переменного тока, соединенный с коленвалом упругой муфтой.

Для обогрева ветрового стекла теплый воздух подается от цилиндра двигателя через воздухозаборник и гофрированный рукав двумя автомобильными вентиляторами — на входе и выходе.

О. ИЛЬИН, инженер

Источник:

Моделист-Конструктор