«ЯУЗА» — ЛЕГКОВУШКА ДЛЯ ГОРОДА

«Я намерен построить автомобиль для широкого употребления. Он будет достаточно велик, чтобы в нем поместилась целая семья, но и достаточно мал, чтобы один человек мог управлять им. Он будет сделан из наилучшего материала и сконструирован по самым простым методам, какие только возможны в современной технике. Несмотря на это, цена его будет такая низкая, что всякий человек, получающий приличное содержание, сможет приобрести себе автомобиль, чтобы наслаждаться со своей семьей отдыхом на вольном, чистом воздухе».

Слова эти принадлежат не мне, а одному из самых знаменитых автомобилестроителей — Генри Форду. Написаны они около 70 лет назад, но основные принципы конструирования — неважно, промышленного или самодеятельного — и сегодня остаются все теми же.

Предельная простота, минимальная масса, минимальные размеры при оптимальных удобствах; наиболее доступные для приобретения материалы, узлы и агрегаты; максимально упрощенная (не в ущерб качеству) технология изготовления — все это стало основой и при проектировании моего автомобиля, получившего впоследствии название «Яуза-035».

Легкий и жесткий кузов стало возможным соорудить из дешевого и прочного материала — оргалита; раму — из вполне доступных стальных труб; силовую установку — на базе двухцилиндрового мотоциклетного двигателя ИЖ-Ю4 рабочим объемом 350 см3 (отсюда — индекс 035 в названии машины) мощностью 27 л. с. Впрочем, стоит, наверное, более подробно ознакомить читателей с особенностями конструкции этой миниатюрной городской легковушки.

РАМА микролитражки — плоская, трубчатая, сварная. Ее основу составляет силовой «треугольник», сваренный из труб Ø42X3 мм, на котором закреплены качалки подвески передних и задних колес. Стыки элементов рамы усиливаются стальными косынками толщиной 3 мм.

ЗАДНИЙ МОСТ машины спроектирован по бездифференциальной схеме с использованием роликовых обгонных муфт, сблокированных в единый узел. Следует отметить, что монтаж заднего моста требует особой точности; необходимо следить, чтобы оси качалок находились строго на одной линии. Для этого предварительно заготовленные кронштейны насаживаются на ровный стальной стержень или трубу и в таком виде прихватываются к поперечному элементу рамы 3—4 сварочными точками каждый. Если после прихватки не будет наблюдаться сколько-нибудь значительных перекосов (то есть технологический стержень достаточно свободно извлекается из отверстий кронштейнов), стыки завариваются окончательно. Если сварка вызовет поводку узла, то исправить его возможно лишь рихтовкой.

Каждый из продольно качающихся рычагов задней подвески сваривается из трубчатых заготовок, как это показано на рисунках. Предварительно в центральной трубе делаются проточки под подшипник № 204 и под подшипник скольжения, на котором подвешена качалка. Сами же подшипники скольжения представляют собой ступенчатые бронзовые втулки, закрепляемые на кронштейнах с помощью болтов М6 и гаек.

Привод задних колес — с помощью цепной двухступенчатой передачи. Две промежуточные звездочки насаживаются на промежуточные валы (фиксация — шпонками), которые вращаются внутри центральных труб качалки на подшипниках № 204. Третья промежуточная звездочка приваривается к корпусу обгонной муфты.

Двойная обгонная муфта представляет собой трубчатый корпус; с каждой из торцевых сторон в него запрессованы ступенчатые втулки, выточенные из материала с высокой поверхностной твердостью (например, сталь 45 — закаленная), и зафиксированные в трубе с помощью так называемых «электрозаклепок». Этот способ фиксации заключается в разделке в трубе двух-трех отверстий Ø8… 10 мм и заваривании их с помощью электросварки. Сварку следует вести оперативно, чтобы избежать отпуска закаленной втулки.

Ответные части обгонной муфты — также из материала с высокой поверхностной твердостью. Фиксация их на промежуточных валах — с помощью электросварки. В качестве роликов используются отрезки проволоки-«серебрянки» (материал — 50ХФА) Ø6 мм (закаленной). Конечно, лучше подобрать ролики соответствующего диаметра от подшипника, но в период изготовления обгонной муфты у меня не оказалось под рукой таких деталей. Однако и самодельные ролики неплохо показали себя.

Каждый из роликов поджимается пружинкой — если не удастся найти готовой (с внешним диаметром 5,5 мм из проволоки Ø0,5 мм), ее можно навить самостоятельно на подходящем стержне с помощью простейшего приспособления, состоящего из двух дощечек, между которыми и зажимается в тисках этот стержень.

Следует учесть, что работа обгонной муфты существенно зависит от тщательности ее изготовления. Главный ее элемент — корпус с роликами и пружинами — должен быть абсолютно симметричен. Желательно фрезеровать его с помощью делительной головки, поворачивая каждый раз заготовку строго на 90°. Непременным условием удовлетворительной работы муфты является, как уже упоминалось, строгая соосность промежуточных валов. Качественно сделанная и собранная обгонная муфта обеспечивает практически мгновенный захват ведомого вала при начале движения и столь же мгновенное рассоединение корпуса и полуоси при опережающем вращении последней. Отмечу также, что существует множество конструкций обгонных муфт, и выбор любой из них — это вопрос технологических возможностей самодеятельного конструктора. По отзывам самодельщиков, неплохие результаты дает использование «трещотки», сконструированной по типу аналогичного устройства спортивных и легкодорожных велосипедов.

ПЕРЕДНИЙ МОСТ микроавтомобиля также самодельный; он представляет собой устройство с независимой подвеской на косых рычагах и амортизаторах заднего колеса мотоцикла ИЖ. Каждый из рычагов собирается с помощью сварки из труб Ø34 мм и Ø40 мм. Сваривать заготовки лучше всего на простейшем стапеле, на котором должны четко фиксироваться подшипниковые корпуса рычага-качалки и поворотного кулака. Учтите, что последний устанавливается так, чтобы обеспечивался развал 3…4° (при горизонтальном положении оси рычага подвески) и наклон оси шкворня поворотного кулака в 5°. При этом передние колеса оказываются неперпендикулярными плоскости дороги, а наклоненными под углом 3…40 к вертикали. Это уменьшает момент, необходимый для поворота цапфы вокруг шкворня. Наклон же шкворня поворотного кулака обеспечивает значительное повышение устойчивости при движении: после прекращения воздействия на рулевое колесо последнее «самостоятельно» возвращается в первоначальное (нейтральное) положение.

Корпуса поворотных рычага и кулака оснащаются подшипниками скольжения — ступенчатыми бронзовыми втулками.

Поворотные кулаки представляют собой отрезки стального швеллера № 12 (его высота — 120 мм, ширина — 52 мм, толщина вертикальной стенки — 4,8 мм, средняя толщина горизонтальной полки 7,8 мм), к которым привариваются точеные цапфы передних колес. Для этого в поворотном кулаке разделывается отверстие Ø30 мм, а цапфа выполняется в виде ступенчатого валика с посадочным диаметром 30 мм. Сварка цапфы и кулака производится двумя кольцевыми швами с обеих сторон швеллера. Поворотные рычаги рулевой трапеции вырезаются из стального листа толщиной 5 мм и привариваются к нижним площадкам поворотных кулаков.

ДВИГАТЕЛЬ миниатюрной легковушки — типа ИЖ-Ю4. Это двухцилиндровый двухтактный мотор мощностью около 27 л. с., оборудованный, как и все двухтактные мотоциклетные силовые агрегаты, сцеплением, четырехступенчатой коробкой передач (к сожалению, без заднего хода) и генератором переменного тока. Кроме этого, для эксплуатации двигателя необходимы блок выпрямителя-регулятора и мотоциклетный 12-вольто-вый аккумулятор.

Двигатель устанавливается на специальном подрамнике, состоящем из части рамы старого «Юпитера», приваренной к двум стальным швеллерам высотой около 70 мм. К подрамнику двигатель крепится с помощью штатного крепежа, а сам подрамник к раме автомобиля — через резиновые подушки, как это показано на рисунках. Для крепления подрамника на раму предусмотрены опорные площадки, вырезанные из стального листа толщиной 4 мм и приваренные к трубам рамы.

ПРИВОД ведущих колес, как уже упоминалось,— двухступенчатая цепная передача, причем промежуточные звездочки располагаются на промежуточных валах и на корпусе обгонной двойной муфты. Такая конструкция заднего моста обеспечивает независимую его подвеску без применения трудоемких и нетехнологичных в условиях кустарной мастерской дифференциала с карданными передачами (при рекордно малой массе муфты).

Звездочки цепной передачи — самодельные, они вырезаны из стальных листовых заготовок толщиной 5 мм. Изготовление их производилось по хорошо известной технологии с использованием сверлильного станка, ножовки и напильников. В центральной промежуточной звездочке прорезалось отверстие по диаметру корпуса обгонной муфты, после чего звездочка приваривалась к нему. Две другие, боковые, звездочки с помощью сварки фиксировались на стальной втулке, имеющей внутренний шпоночный паз. Соответствующий паз фрезеровался и на промежуточных валах. Звездочки задних колес — от мотоцикла Иж.

РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ — от мотоколяски С3Д. Поперечная тяга разрезная, с использованием рулевого рычага — «треугольника» по типу автомобиля «Дуэт» вологодского конструктора А. Крылова (кстати, многое в «Яузе» позаимствовано в разработках этого конструктора — микролитражках «Верблюжонок» («М-К» № 6 за 1987 год) и «Дуэт» («М-К» № 8 за 1990 год).

КУЗОВ автомобиля «Яуза-035» — с деревянным каркасом и обшивкой из оргалита. Работа по изготовлению кузова начинается с вычерчивания на листе фанеры плаза в масштабе 1:1. Далее по плазу вырезаются заготовки для шпангоутов и стрингеров. Следует учесть, что центральный шпангоут склеивается из пяти деревянных брусков и усиливается изнутри фанерными косынками.

Каркас двери — также деревянный. Остекленение двери, а также задних боковых и заднего окна — из оргстекла. Стекла в дверях закреплены жестко и не имеют возможности опускаться, однако в самом стекле прорезана круглая форточка, закрываемая крышкой из такого же оргстекла.

Поверхность кузова образована линейчатыми (с одинарной кривизной) поверхностями, однако благодаря достаточно эффектной форме корпус «Яузы-035» не производит впечатления упрощенного, примитивного. Дело в том, что обшивка крыши, боковин и капота состоит из нескольких листов оргалита, соединяемых на каркасе так, что создается впечатление единой поверхности с выштамповками для увеличения жесткости. Каждый из элементов обшивки являет собой линейчатую поверхность, ну а вся обшивка имеет вид оболочки двойной кривизны.

Как это производится, легко понять на примере формования крыши. Для начала вырезаются две полосы оргалита и ими заклеиваются, как это показано на рисунке, зоны Б. Далее вырезается заготовка для обшивки зоны Г и тщательно подгоняется к каркасу. Особенно внимательно отнеситесь к подгонке мест стыка полос оргалита. Крепление обшивки — небольшими шурупами и эпоксидным клеем. Так же подгоняется и полоса оргалита к центральной зоне крыши (зона В). После монтажа полос обшивки в местах их стыковки с помощью эпоксидной шпаклевки делается скругление — галтель.

Точно так же обшиваются боковины кузова и капот. Отмечу, что перед обшивкой боковин двери временно закрепляются в проемах с помощью струбцин или шурупов и обшиваются зацело с боковинами. После отверждения смолы обшивка между каркасом двери и дверной «коробкой» прорезается изнутри мелкозубой ножовкой. Совместно с кузовом обшивается оргалитом и каркас откидного капота аллигаторного типа и затем так же, как и двери, отрезается от кузова.

Обшитый оргалитом, кузов вышпаклевывается, вышкуривается и оклеивается в один слой стеклотканью по эпоксидной смоле. Затем поверхность его шлифуется, грунтуется и окрашивается синтетическими (например, алкидными) эмалями в три-четыре перехода с промежуточным подшпаклевыванием и вышкуриванием.

Изнутри кузов оклеивается полосами упаковочного или строительного пенопласта, значительно снижающего уровень шума в салоне. Затем пенопласт выравнивается до высоты стрингеров и оклеивается искусственной кожей. Внутренняя поверхность дверей также заполняется пенопластом, после чего зашивается слоистым пластиком и оклеивается искусственной кожей.

В качестве приборного щитка лучше всего использовать блок мотоцикла «Иж-Ю4», содержащий замок зажигания, спидометр, а также контрольные лампы «нейтрали» коробки передач, указателя поворота, включения зажигания и дальнего света. Монтаж этого блока легко произвести в удобной для водителя зоне на панели.

Сиденья водителя, пассажира и задний (детский) диван — самодельные. Все они представляют собой легкие трубчатые каркасы (из дюралюминиевых труб Ø22 мм), обтянутые капроновым шнуром. Поверх шнура приклеен поролон, после чего кресла обшивались мебельной тканью.

Несколько слов об органах управления автомобилем. Как известно, мотоциклетный двигатель (в том числе и «Иж-Ю4») оборудован ножным кик-стартером, ножным переключателем коробки передач, а также имеет тросовые приводы дроссельной заслонки карбюратора, топливного корректора и механизма сцепления. Все это пришлось переоборудовать в присущую автомобилям комбинацию педалей и рычагов.

Привод сцепления остался тросовым, однако соединяется он с педалью, располагающейся под левой ногой водителя. Под правой ногой — педаль привода дроссельной заслонки карбюратора (акселератор), соединяющаяся тросом в боуденовской оболочке с карбюратором. С правой стороны водительского кресла — рычаг переключения передач, соединяющийся тягой с обрезанной штатной педалью переключения передач двигателя. Ручной рычаг переключения коробки передач может перемещаться лишь вперед-назад. При этом от нейтрали вперед включается первая передача; последовательные перемещения рычага назад включают вторую, третью и четвертую передачи.

Запуск двигателя производится кикстартером, однако вместо штатной пусковой педали на валу закреплен стальной шкив, вокруг которого переброшено два витка капронового шнура. Один из концов шнура закреплен на шкиве, а второй выведен под приборную панель и закреплен на удобной текстолитовой рукоятке. Запуск мотора осуществляется резким рывком за нее, после чего та увлекается возвратной пружиной пускового устройства под приборную панель.

Пол салона — из фанеры толщиной 12 мм, пропитанной горячей олифой (кстати, такой же обработке подвергаются изнутри все деревянные и оргалитовые части кузова), а затем — мовилем. Между креслами водителя и пассажира сооружается трапециевидный в сечении короб, внутри которого проходит цепь привода.

И последнее. Охлаждение двигателя микроавтомобиля происходит точно так же, как и на мотоцикле,— встречным потоком воздуха, тем более что располагаются горячие цилиндры непосредственно за решеткой воздухозаборника. Действительно, в процессе движения не происходит перегрева мотора, однако при отсутствии обдува (например, на длительных стоянках у светофоров, в заторах, при сильном попутном ветре) температура его быстро возрастает, появляется опасность заклинивания поршней в цилиндрах. Чтобы этого не происходило, в подкапотном пространстве располагается электровентилятор — дюралюминиевая крыльчатка, насаженная на ось двигателя от стеклоочистителя мотоколяски СЗД. Мощности его вполне хватает, чтобы в критических ситуациях обеспечить охлаждение.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ «ЯУЗА-035»

Габаритные размеры (мм)
длина 2520
ширина 1320
высота 1430
База (мм) 1800
Колея (мм) 1100
Клиренс (мм) 170
Масса микроавтомобиля (кг)
сухая 400
полная 620
Наибольшая допустимая скорость (км/ч) 80
Двигатель ИЖ-Ю4
Мощность двигателя (л. с.) 27
Передача от двигателя цепная, двухступенчатая
Передняя подвеска — независимая, на косых рычагах с амортизаторами «ИЖ-Ю4».
Задняя подвеска — независимая, на продольно качающихся рычагах с амортизаторами «ИЖ-Ю4».
Емкость топливного бака (л) 18

М. ЯРОШЕВИЧ, инженер, г. Минск