Автомобили

Книга самодеятельного конструктора автомобилей

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Еще в 50-е годы нашего столетия на тихоокеанском побережье США появились необычные автомобили: без облицовки и кузова. Они лихо носились по песчаным дюнам, доставляя удовольствие своим владельцам и туристам. Как правило, это были старые автомобили без каких-либо переделок. Они получили название бич-багги (пляжная тележка) и дюн-багги (песчаная тележка). Первый такой автомобиль специально для отдыха и туризма в 1964 году построил житель Калифорнии Б. Мейер на базе агрегатов «фольксвагена». Постройка такого автомобиля обходилась сравнительно дешево, была конструктивно проста и каждый автолюбитель мог его сделать в гараже своими силами.

Вскоре эти автомобили стали спортивными для соревнований на кроссовых трассах кольцевой формы. В Европе они начали появляться в конце 60-х годов. В 70—80-е годы багги начинают получать широкое распространение и у нас. В 1979 году Федерацией автомобильного спорта СССР были утверждены регламентирующие документы «Классификация и технические требования к автомобилям, участвующим в спортивных соревнованиях».

В соответствии с классификацией специальные кроссовые автомобили багги делятся на классы в зависимости от рабочего объема двигателя, но при этом устанавливается минимально допустимая масса (табл. 34). Согласно этим требованиям автомобили 0-го и 1-го классов снабжаются серийными мотоциклетными двигателями воздушного охлаждения производства социалистических стран, на автомобилях 2—7-го классов можно устанавливать двигатели воздушного охлаждения мотоциклов и автомобилей отечественного производства, для 7—15-го классов допускается установка двигателей: серийных отечественных автомобилей.

При подготовке двигателей 0-го и 1-го классов разрешается любая форсировка, кроме наддува, при этом картер и цилиндры должны быть заводского изготовления. Для других классов подготовка должна быть аналогичной двигателям группы 1 категории А серийных легковых автомобилей, т. е. допускаются более тщательная регулировка систем, замена в карбюраторе топливных жиклеров, кроме воздушных, селективная сборка из заводских узлов и деталей, обработка поверхностей каналов головки блока и коллектора с допуском от +4 до —2% от номинального размера, увеличение рабочего объема расточкой цилиндров, но не более чем на 0,6 мм, без изменения класса двигателя. Должна быть сохранена система зажигания, но разрешается установка электронного зажигания без замены механических деталей, установка любых распределителей, конденсаторов, катушки зажигания. Допускаются снятие воздушного фильтра или установка в более удобном месте другого, снятие и замена вентилятора, ремня и шкивов.

По сравнению с подготовкой двигателей группы 1 категории А на багги допускается открытая система выпуска после головки

блока цилиндров. При этом, если труба будет направлена назад, она может выступать за габариты автомобиля не более чем на 250 мм и располагаться над уровнем дороги не выше 600 мм; если она направлена вбок, то не должна выходить за габариты автомобиля.

На багги допускается использование любых сцеплений, главных передач, карданных валов, полуосей и дифференциалов заводского и индивидуального изготовления. Можно использовать дифференциал повышенного трения, но запрещается полная блокировка его.

Кузов может быть любой формы, но должен обеспечивать водителю достаточную комфортабельность и безопасность. Безопасность обеспечивается специальным каркасом кузова, который является его элементом. Каркас безопасности проектируется в соответствии с требованиями к открытым автомобилям и состоит обычно из двух основных дуг — передней и задней, соединенных между собой как минимум одной перемычкой. Предохранительная дуга должна проходить над шлемом водителя на высоте не менее 50 мм ( 140). Расстояние между внутренней стороной дуги и вертикальной плоскостью, проходящей через позвоночник водителя на высоте 600 мм над сиденьем водителя, должно быть не менее 200 мм. Продольное расстояние между вершиной дуги и шлемом гонщика не должно превышать 250 мм.

Все колеса не должны иметь независимую подвеску. На багги можно использовать как серийную, так и самодельную подвеску. Так как автомобили предназначены для гонок по пересеченной местности, важно подобрать необходимые шины, предпочтительно с зимним рисунком или типа НИИШП-ралли. Для автомобилей по 4-й класс включительно допускается применение мотоциклетных колес с диаметром не более 19 дюймов и минимальной шириной 2,25 дюйма. С 5-го по 10-й класс минимальные размеры комплектного колеса 11,5 дюйма, посадочный диаметр 16 дюймов. Шины одной оси должны быть одинаковые.

Багги должны иметь эффективные и надежные тормоза с раздельным двухконтурным приводом и стояночный тормоз ручного действия. Только на автомобилях 0-го и 1-го классов допускается одноконтурный привод для всех четырех колес. Багги должны иметь крылья, роль которых могут выполнять элементы кузова.

При конструировании должны быть учтены все требования безопасного использования автомобиля и в соответствии с этим размещены агрегаты и использованы защитные экраны.

Главные предохранительные дуги изготавливаются из стальных холоднокатаных бесшовных труб. При массе автомобиля до 300 кг их размер 35X2 мм; при массе до 700 кг — 42X2,5 мм; при массе до 1200 кг — 48X2,5 мм и свыше — 57X3 мм.

Специальные кроссовые автомобили должны иметь два стоп-сигнала и задние габаритные фонари. В качестве последних могут быть использованы фонари любых автомобилей. Стоп-сигнал должен находиться на высоте от 0,5 до 1,5 м над уровнем земли. Кроме того, эти автомобили должны оборудоваться системой пожаротушения, аналогичной применяемой на гоночных машинах. Обязательно наличие буксирных крюков или проушин.

Преимуществом этого вида технического творчества является то, что для изготовления багги используют не только новые узлы и агрегаты, но и снятые со старых и даже побывавших в аварии автомобилях.

Конструирование багги открывает широкий простор для технического творчества, а поэтому создание подобных машин все больше и больше привлекает к себе самодеятельных автоконструкторов, особенно молодых. Этому способствует и то, что к соревнованиям на багги допускаются спортсмены, достигшие 14-летнего возраста и не имеющие водительских удостоверений. Вместо водительских прав им выдается лицензия. Лицензию могут выдавать районные и городские комитеты ДОСААФ, спортивно-технические клубы, ДЮСТШ и СЮТ Дворцов  пионеров.

Как компонуется и проектируется автомобиль типа багги, рассмотрим на примере «Багги-ТМ», разработанного общественным КБ журнала «Техника — молодежи» ( 141). Основными частями его являются узлы и агрегаты серийных автомобилей «Запорожец». Двигатель расположен в задней части, машины, что позволяет получить достаточную сцепную массу на ведущих колесах. Основой автомобиля служит цельносварная рама из холоднокатаных бесшовных труб. К ней крепятся передняя и задняя подвески. Кроме подвески, смонтированы силовая установка, передний и задний мосты. Кузов состоит из нескольких панелей несложной конфигурации из стеклопластика.

На  142 изображен багги, созданный на основе агрегатов автомобиля ВАЗ-2101. Двигатель расположен за спинкой сиденья водителя, а поэтому при задних ведущих колесах передача на карданный вал осуществляется через зубчатое зацепление (промежуточный редуктор) на конце вала коробки передач. Этот промежуточный редуктор позволяет изменять передаточное число трансмиссии в зависимости от условий трассы. Кузов сделан из стеклопластика.

Основным элементом при изготовлении багги является рама (или каркас). На  144 представлена конструкция рамы, разработанная на Московском экспериментальном механическом заводе. Основные несущие элементы — дуги безопасности и поперечная балка изготавливаются из трубы 0 35X2 (сталь ЗОХГСА). Однако ее можно заменить холоднокатаной трубой из обычных конструкционных сталей, но несколько большего сечения (0 40X2). На одну раму потребуется около 10 м таких труб, включая трубы 0 20X2, используемые для распорок подкосов и элементов каркаса, не несущих значительных нагрузок. Для косынок, кронштейнов, ребер жесткости, подсоединительных ушек потребуется стальной лист толщиной 2... 2,5 мм. Днище машины, перегородки водительского отделения можно изготовить из стальных листов или алюминиевых сплавов Д16, АМгб толщиной 0,6... 1,2 мм. На один автомобиль уходит не более четырех листов размером 1200X600 мм.

На  145 показан каркас в сборе багги, разработанного студенческим конструкторским бюро Марийского политехнического института. В его конструкции использованы трубы из доступных конструкционных сталей. Для дуг безопасности и основных несущих элементов подвесок балки использованы трубы 0 42X2,5. Боковая защита изготовлена из труб 0 35X2,2. Остальные, менее нагруженные элементы — трубы"" 0 32 X 2.

Передняя подвеска на треугольных поперечных рычагах сварена из стальной трубы 0 28X2,5. Нижние рычаги этой подвески усилены продольной перекладиной и имеют кронштейн для крепления амортизатора. Задняя подвеска монтируется на стандартных продольных рычагах автомобиля «Запорожец». На их концах наварены усиливающие стальные пластины, к которым крепятся кронштейн амортизатора и ушко подсоединения ремня ограничителя максимального хода.

Много полезного для себя могут найти создатели багги в книге М. М. Назарова «Специальные кроссовые автомобили-багги» (М. : ДОСААФ, 1980) и в приложении к журналу «Юный техник» «ЮТ для умелых рук»  (1986, № 6).

Для более подробного ознакомления с особенностями багги рассмотрим конструкцию, созданную шофером из Эстонии Яном Тильком. Общая компоновка этой машины показана на  146. Ян Тильк создал свою, принципиально новую конструкцию. Основой каркаса является мощная центральная балка из прямоугольной трубы сечением 40X40 мм. Эта хребтовая"1 балка несет на себе узлы передней и задней подвесок, двигатель, главную передачу. К ней крепится каркас машины с дугами безопасности. Две продольные бортовые трубы 0 35 мм, сваренные с хребтовой балкой, создают трехгранную ферму очень высокой жесткости. Дуги безопасности из труб прямоугольного сечения упростили сварку каркаса.

Ян Тильк отказался от общепринятой практики применять для шин размером 5.00—10 уширенные ободья и использовал нормальный обод. Тем самым он повысил надежность колес при гонке. Резину нормального профиля он несколько видоизменил, убрав часть рисунка протектора. Тормозная система гидравлического типа с двумя главными цилиндрами, раздельно работающими на колодочные тормоза передних и задних колес. Стояночный тормоз обычного механического типа действует только на задние колеса. Тормозные барабаны и опорные щиты самодельные. Колесные тормозные цилиндры взяты от автомобиля ВАЗ.

Как правило, на багги применяют приборные щитки с минимально возможным количеством приборов. Автомобиль Яна Тилька оборудован спидометром, тахометром, термометром, показывающим температуру головки цилиндра, термометром наружного воздуха, амперметром и часами с секундомером.

Рулевое колесо самодельное с деревянным ободом на облегченном основании из дюралюминия толщиной 5 мм. Сиденье анатомического типа с подголовником и привязными ремнями, авиационного образца. Внутренняя часть рабочего пространства водителя покрыта поролоновыми накладками и цветным кожзаменителем для предотвращения травм при опрокидывании машины.

На багги нет традиционной воздуходувки для охлаждения двигателя. Охлаждение обеспечивается потоком воздуха через специальные направляющие из-под днища. При перегреве двигателя включаются два электровентилятора, расположенные в непосредственной близости от цилиндров.

В конце книги в приложении приведена литература и статьи, посвященные спортивным автомобилям багги.

Поперечные рычаги подвесок изготовлены из прямоугольной трубы сечением 25x25 мм. Передние подвески подрессорены одним пружинно-гидравлическим амортизатором, а на задних рычагах подвески установлены по два амортизатора от мотоцикла «Ява-350». Рулевое управление сектор-червяк взято от автомобиля ВАЗ, для гонок оно оказалось лучше реечного.

С целью экономии массы машины двигатель «Иж-350 кросс» крепится непосредственно к хребтовой раме с помощью щечек. Днище своего автомобиля от блока педалей до пожарной перегородки за спиной сиденья Ян Тильк закрыл стальным листом толщиной 1 мм, который приварен к хребтовой балке и лонжеронам.