Из истории автостроения известно, что первым автомобилем был трехколесный экипаж К. Бенца. В дальнейшем с ростом скоростей его вытеснила четырехколесная машина, как более устойчивая в поворотах. Однако конструкторов не покидало желание создать трехколесное шасси такой же устойчивости. Оно конструктивно проще и легче при одинаковой пассажировместимости, следовательно, более надежно и дешево в эксплуатации. Очевидно, из таких же соображений исходила немецкая фирма «Даймлер-Бенц», когда проектировала представленную в конце 1997 года на автосалоне во Франкфурте необычную двухместную машину «Лайф-джет» F-300 на трех колесах. Специалисты и просто посетители выставки долго гадали — автомобиль это или мотоцикл? По простоте конструкции новинка действительно приближалась к мотоциклу, в то же время ее гидравлическое и электронное оборудование решало вопрос устойчивости в поворотах при любых скоростях, как у четырехколесного автомобиля.
Появление «Лайф-джет» F-300 не было случайным. Повышение маневренности в автомобильных пробках в городах, упрощение конструкции и удешевление — вот те проблемы, которые склоняют специалистов разных стран к работе над подобным видом транспорта.
При проектировании своего трехколесного мотоцикла (далее трицикла) автор преследовал более скромную цель — сделать его легким и всепогодным. Выбор компоновочной схемы подсказал опыт эксплуатации трехколесных веломобилей, которые в начале 90-х годов изготавливались старшеклассниками в минском Дворце детей и молодежи (в то время автор заведовал там мастерской «Конструирование биотранспорта и мотосредств»). Благодаря простоте конструкции веломобили оказались надежными, легкими (около 18 кг) и, учитывая их небольшую скорость, устойчивыми в поворотах. Поэтому опытный (на фото), а затем и второй — доработанный (на рисунке) образцы трицикла выполнены по схеме веломобиля: два управляемых колеса спереди и одно ведущее сзади. Следовательно, отсутствуют дифференциал и сложная задняя подвеска автомобильного типа.
Вопрос устойчивости трицикла решен (частично) уже при проектировании и изготовлении первого образца. Водитель его при поворотах наклонял основную часть машины (вместе с двигателем и задним колесом) в ту или иную сторону, как на велосипеде, и таким образом парировал действие центробежной силы. Для пущей страховки он мог дополнительно упираться ногой в поперечину переднего моста.
С установкой кабины упор в передний мост ногой стал невозможным, потребовался рычаг, который в зависимости от направления поворота передавал бы усилие на правую или левую сторону моста.
1 — рама трицикла; 2 — вал механизма крена; 3 — мост передний; 4 — сошка рулевая, правая; 5 — тяга рулевая, левая; 6 — педаль переключения передач; 7 — тяга переключения передач; 8 — двигатель (на виде спереди не показан); 9,15,16,17 — точки сварки рамы трицикла с рамой мотоцикла; 10 — рама мотоцикла (обрезанная); 11 — тормоза клещевого типа; 12 — зашивка (на видах спереди и сверху не показана); 13 — тросы привода клещевых тормозов механизма крена; 14 — подушка сиденья; 18 — спинка; 19 — заголовник; 20 — дуга каркаса кабины, передняя; 21 — боковины; 22 — дуга каркаса кабины, средняя; 23 — подкосы; 24 — дуга каркаса кабины, задняя; 25 — горловина топливного бака; 26 — бак топливный (от мопеда); 27 — законцовка (элемент облицовки мотоцикла); 28 — фонари задние (от мотоцикла); 29 — вилка передней подвески; 30 — колесо от мопеда; 31 — педаль колесных тормозов; 32 — коромысло клещевых тормозов и амортизаторов механизма крена; 33 — вал рулевой колонки (руль не показан); 34 — сошка рулевая, центральная; 35 — обод механизма крена, тормозной; 36 — амортизатор механизма крена.
Однако можно обойтись и без рычага. Водителю доработанного трицикла до вхождения в вираж необходимо наклонить подвижную часть машины (на угол не более 30°) и зафиксировать ее тормозным устройством клещевого типа (от спортивного велосипеда), которое находится на переднем мосту; а после выхода из виража освободить тормоз-фиксатор. Пружины механизма крена сами возвратят машину в вертикальное положение.
Были учтены и другие недостатки опытного образца. В частности, передний мост облегчен (использованы колеса от мопеда с шинами размером 65-405) и разгружен (увеличена база), что улучшило продольную устойчивость и позволило удлинить сиденье. Установлена обтекаемая кабина, причем ее каркас соединен с рамой трицикла, образовав с ней единую силовую конструкцию. Введен, как уже упоминалось, тормоз-фиксатор механизма крена. И, наконец, ножной запуск двигателя заменен на ручной: штатный рычаг частично обрезан и надставлен трубой длиной около полуметра.
В качестве основы описываемой разработки использованы агрегаты, узлы и детали серийного двухколесного мотоцикла MMBЗ-3.113. Рама его спереди и сверху обрезана, и оставшаяся ее часть приварена к раме трицикла, изготовленной в основном из так называемых велосипедных труб различного диаметра.
1 — основание (труба 25×2); 2 — хомуты подшипников механизма крена (сталь, полоса s3); 3 — опора подножек (труба 25x25x2); 4 — подножка (фанера s10, 2 шт.); 5 — кронштейн подножки, продольный (гнутый уголок 40x40x3, 2 шт.); 6,22 — стенки воздуховода (сталь, лист s1,5); 7,16 — кронштейны подножки, поперечные (уголок 25×25); 8 — поперечина задняя (труба 25×2); 9 — часть рамы мотоцикла ММВЗ-3.113, используемая в конструкции трицикла; 10 — рама сидений (труба 25×1,5); 11 — перемычка (труба 25×1,5, 4 шт.); 12 — зашивка (сталь, лист s1, на виде сверху не показана); 13 — лонжероны (труба 25×1,5); 14 — коромысло клещевых тормозов и амортизаторов механизма крена (сталь, лист s3); 15 — поперечина передняя (труба 25×2); 17,18 — кронштейны педали переключения передач, внутренний (унификация от мотоцикла ММВЗ-3.113) и внешний (сталь, лист s3); 19 — каретка (труба 30×2); 20 — кронштейн педали тормозов (унификация от мотоцикла ММВЗ-3.113); 21 — дуга крепления механизма крена (труба 25×2); 23 — кронштейн крепления воздуховода (сталь, лист s1,5); 24 — заклепка Ø3 (шаг клепаного шва 30 мм); 25 — болт М8 с петлей крепления клещевого тормоза (2 шт.); 26,28 — петли крепления подшипников вала рулевой колонки (сталь, лист s3, 4 шт.); 27 — стойка рулевой колонки (труба 20×1,5, 2 шт.).
Основание рамы трицикла выгнуто из длинного отрезка трубы, но может быть составлено и из нескольких более коротких отрезков. Спереди к нему приварены хомут первого подшипника механизма крена и лонжероны; снизу, к передней поперечине — трубчатая дуга с хомутом второго подшипника механизма крена и опора подножек; сзади — кронштейнами своих подножек — используемая часть рамы серийного мотоцикла ММВЗ-3.113.
Лонжероны рамы несут на себе коромысло — выгнутый из стального листа П-образный кронштейн с отверстиями под болты крепления клещевых тормозов и амортизаторов крена — и две наклонные трубчатые стойки рулевой колонки. Концы лонжеронов состыкованы с кареткой рамы сидений, к перемычкам которой приварена — своими обрезанными трубами — используемая часть рамы ММВЗ-3.113.
1 — болт М8 (4 шт.); 2 — скоба (сталь, лист s3, 4 шт.); 3 — шайба пружинная (4 шт.); 4 — гайка М8 (4 шт.).
Между основанием и лонжеронами рамы трицикла устроен туннель, направляющий поток воздуха на головку двигателя — для охлаждения. Стенки воздуховода выполнены из стального листа. Вверху они склепаны с длинным кронштейном (из такого же листа), а внизу сварены с продольными уголками, протянутыми от передней до задней поперечины. К уголкам (продольным и поперечным) шурупами прикреплены подножки из толстой, пропитанной олифой фанеры, покрытые рубчатыми резиновыми ковриками.
Некоторые детали рулевого управления трицикла заимствованы. Например, вал рулевой колонки с кронштейном крепления руля (у трицикла он от ММВЗ-3.113) и рулевые тяги с шаровыми шарнирами — у спортивного карта, а карданный шарнир — у легкового автомобиля.
Шарикоподшипники на рулевую колонку надеты с натягом и к уголковым петлям стоек прикреплены с помощью скоб и болтов. Подшипник вала карданного звена зажат в хомуте, приваренном к проставке на балке переднего моста.
1 — втулка шкворневая (труба 21×1); 2 — балка (труба 38×2); 3,4 — подкосы (труба 25×2); 5 — обод механизма крена, тормозной (часть велосипедного обода); 6 — вал механизма крена (труба 25×2); 7 — вилка крепления амортизатора механизма крена (сталь, лист s3); 8 — хомут крепления подшипника кардана рулевой колонки (сталь, лист s3); 9 — проставка (труба 50x25x2).
Передний мост собран в основном из труб. Главный элемент его — балка, к которой приварены подкосы с валом и тормозным ободом механизма крена, петли крепления амортизаторов, проставка с хомутом подшипника и шкворневые втулки.
Крен корпуса трицикла осуществляется вокруг оси именно этого вала. Если мысленно продолжим ось назад, то увидим, что она направлена строго в точку касания заднего колеса с землей. Такое совпадение не случайное — в нем залог правильной работы всего механизма крена.
1 — вилка (труба 21×1,5); 2 — упор (сталь, лист s6); 3 — шкворень; 4 — втулки (фторопласт, можно бронзу); 5 — чашки (сталь, лист s2); 6 — пружина (от заднего амортизатора мотоцикла ММВЗ-3.113); 7 — сошка рулевая; 8 — шплинт Ø4; 9 — скоба; 10 — сегмент тормозного механизма колеса; 11 — наконечник (сталь, лист s4).
Шарикоподшипники на концы вала надеты с натягом и заключены в хомуты на раме трицикла.
Часть велосипедного обода, приваренная к передним раскосам моста, — объект приложения усилий клещевых тормозов при фиксации механизма крена на виражах. После прохождения поворота корпус трицикла возвращают в вертикальное положение два задних амортизатора (от серийного мотоцикла). Верхние концы их соединены с неподвижным коромыслом, а нижние — с петлями на балке переднего моста.
1 — кронштейн крепления руля (от спортивного карта); 2 — вал рулевой колонки (от спортивного карта, можно трубу 17×1,5); 3,4,9 — подшипники 203; 5 — шарнир карданный (от рулевой колонки легкового автомобиля); 6 — вал карданного звена (труба 17×1,5); 7 — сошка рулевая, центральная; 8 — заклепка (Ø3, 4 шт.).
Передние подвески выполнены в виде подпружиненных трубчатых вилок. Со шкворневыми втулками переднего моста вилки связаны длинными болтами — шкворнями. В качестве подшипников скольжения применены фторопластовые втулки (по две на каждый шкворень), однако подойдут и бронзовые.
Пружины, заключенные в самодельные чашки, выполняют роль амортизаторов. Они взяты от задних амортизаторов мотоцикла. Длина их такова, что ход подвески вдоль оси шкворня составляет 60 мм.
1 — скоба (сталь, лист s4); 2 — сошка (сталь, лист s3); 3 — болт М5 (3 шт.).
Скобы, сваренные с расплющенными концами вилок, скреплены болтами с рулевыми сошками. Последние шарнирно соединены тягами с центральной рулевой сошкой, которая получает управляющие импульсы от рулевого вала через карданное звено.
Передние колеса трицикла — от мопеда. Они полностью унифицированы, поскольку при сборке монтируются в вилки со своими полуосями без переделки. Однако такие полуоси выдержат не всякую нагрузку. Поэтому желательно их все-таки заменить на конусообразные с утолщением в сторону внутреннего подшипника (диаметр этого подшипника должен быть на 2—4 мм больше наружного).
1 — рама сидений; 2 — заголовник; 3 — спинка; 4 — сиденье водителя и пассажира (от мотоцикла ММВЗ-3.113); 5 — обивка (искусственная кожа); 6 — наполнитель (поролон s40…50); 7 — болт М5 (7 шт.); 8 — основание (фанера s8…10); 9 — кронштейн (гнутый П-образный профиль, 3 шт.); 10 — гвоздь обойный (по контуру с шагом 30 мм).
Сиденье водителя и пассажира мотоциклетное — от MMB3-3.113. Спинка сиденья — самодельная. Устройство их подробно отражено на рисунке.
Каркас кабины состоит из трубчатых дуг и боковин, соединенных между собой и с рамой трицикла сваркой. Трицикл не самодельный автомобиль, технические требования к которому содержат запрет на установку лобового стекла из пластмассы. Поэтому кабина со всех сторон (кроме низа, разумеется) облицована органическим стеклом толщиной 2,5 мм.
1 — передняя (труба 25х1,5); 2 — средняя (труба 25×1,5, 2 шт.); 3 — задняя (труба 25×1,5).
Лобовое стекло имеет сложные пространственные очертания, поэтому оно отформовано на деревянной мастер-модели с нагревом газовой горелкой. Крыша, задняя и боковые панели в формовке не нуждаются, поскольку образованы прямыми линиями. К петлям, приваренным к дугам и боковинам каркаса, они прикреплены мелкими болтами через резиновые уплотнения.
Слева по борту кабина имеет откидывающуюся кверху створку с телескопическим держателем наподобие тех, что используются на задних дверях автомобилей-хэтчбеков. Створка поворачивается на двух горизонтальных осях, ввинченных в переднюю и среднюю дуги каркаса. В закрытом положении она фиксируется механическим запором, спрятанным в подлокотную панель. При повороте ручки запора из панели выдвигаются штыри и входят в соответствующие отверстия в дугах каркаса.
Кабина прозрачна не целиком: зоны, необходимые водителю для нормального обзора, оставлены нетронутыми, а все остальное окрашено. Причем изнутри. Таким образом сохранены, с одной стороны, блестящая внешняя поверхность оргстекла, а с другой — привычное человеку визуальное восприятие кабины как таковой.
Д. ШАВЕЙКО, г. Минск
Рекомендуем почитать
ИЗ РАСКЛАДУШКИ — КРЕСЛО
Речь пойдет не обязательно о той, которая у вас есть и продолжает вам служить, выручая, когда нагрянут родственники или дальние гости. Если все еще нужна — пусть себе стоит в кладовке...
ТЕПЛО, КАК У КАМИНА
Приятно в темный морозный вечер посидеть у излучающего тепло электрокамина. Но становится еще уютней, когда в нем, как в настоящем камине, мерцает «пламя» и потрескивают «дрова». Однако...