«Я маю намір побудувати автомобіль для широкого вжитку. Він буде досить великий, щоб у ньому помістилася ціла сім’я, але й досить малий, щоб одна людина могла керувати ним. Він буде зроблений з найкращого матеріалу та сконструйований за найпростішими методами, які тільки можливі у сучасній техніці. Незважаючи на це, ціна його буде така низька, що кожна людина, яка отримує пристойний зміст, зможе придбати собі автомобіль, щоб насолоджуватися зі своєю родиною відпочинком на вільному чистому повітрі».
Ці слова належать не мені, а одному з найзнаменитіших автомобілебудівників — Генрі Форду. Написано вони близько 70 років тому, але основні принципи конструювання — неважливо, промислового чи самодіяльного — і сьогодні залишаються тими самими.
Гранична простота, мінімальна маса, мінімальні розміри за оптимальних зручностей; найбільш доступні для придбання матеріали, вузли та агрегати; максимально спрощена (не на шкоду якості) технологія виготовлення – все це стало основою і при проектуванні мого автомобіля, який згодом отримав назву “Яуза-035”.
Легкий та жорсткий кузов стало можливим спорудити з дешевого та міцного матеріалу – оргаліту; раму – із цілком доступних сталевих труб; силову установку – на базі двоциліндрового мотоциклетного двигуна ІЖ-Ю4 робочим об’ємом 350 см3 (звідси – індекс 035 у назві машини) потужністю 27 л. с. Втім, варто, напевно, детальніше ознайомити читачів з особливостями конструкції цього мініатюрного міського легковика.
РАМА мікролітражки – плоска, трубчаста, зварена. Її основу складає силовий трикутник, зварений з труб Ø42X3 мм, на якому закріплені гойдалки підвіски передніх і задніх коліс. Стики елементів рами посилюються сталевими хустками товщиною 3 мм.
1 – двигун типу “Іж-Ю4” потужністю 27 л. с., 2 – підмоторна рама (вирізається зі старої рами мотоцикла Іж), 3 – рама (труба сталева Ø 42X3 мм), 4 – натяжна зірочка, 5 – опора заднього амортизатора (труба діаметром 42X3 мм і 30X2 мм), 6 – задній амортизатор (від мотоцикла Іж), 7 – передній амортизатор (від мотоцикла Іж), 8 – опора передніх амортизаторів (труби діаметром 36X3 мм), 9 – гойдалка передньої підвіски, 10 – гойдалка задньої підвіски, 11 – центральна проміжна зірочка. 12 – подвійна обгінна муфта, 13 – заднє колесо (від мотоколяски С3Д), 14 – задня стикувальна опора кузова, 15 – бічна проміжна зірочка ланцюгової передачі, 16 – задні опори підмоторної рами (сталева смуга товщиною 5 мм), 1 рами (сталева смуга товщиною 5 мм), 18 – передня стикувальна опора кузова та рами (сталева смуга товщиною 5 мм), 19 – поворотний кулак (сталевий швелер № 12 і сталева смуга товщиною 5 мм), 20 – переднє колесо (від мотоколяски С3Д ), 21 – гумова подушка.
Задній міст машини спроектований за бездиференційною схемою з використанням роликових обгінних муфт, зблокованих в єдиний вузол. Слід зазначити, що монтаж заднього моста потребує особливої точності; необхідно стежити, щоб осі качалок знаходилися строго однієї лінії. Для цього попередньо заготовлені кронштейни насаджуються на рівний сталевий стрижень або трубу і в такому вигляді прихоплюються до поперечного елемента рами 3-4 зварювальними точками кожен. Якщо після прихватки нічого очікувати спостерігатися скільки-небудь значних перекосів (тобто технологічний стрижень досить вільно витягується з отворів кронштейнів), стики заварюються остаточно. Якщо зварювання викличе повідку вузла, то виправити його можна лише рихтуванням.
Кожен із подовжньо хитних важелів задньої підвіски зварюється з трубчастих заготовок, як це показано на малюнках. Попередньо в центральній трубі робляться проточки під підшипник № 204 і під підшипник ковзання, на якому підвішено гойдалку. Самі ж підшипники ковзання є ступінчастими бронзовими втулками, що закріплюються на кронштейнах за допомогою болтів М6 і гайок.
Привід задніх коліс – за допомогою ланцюгової двоступінчастої передачі. Дві проміжні зірочки насаджуються на проміжні вали (фіксація – шпонками), які обертаються всередині центральних труб гойдалки на підшипниках № 204. Третя проміжна зірочка приварюється до обгінної муфти.
Подвійна обгінна муфта є трубчастим корпусом; з кожної з торцевих сторін у нього запресовані ступінчасті втулки, виточені з матеріалу з високою поверхневою твердістю (наприклад, сталь 45 – загартована), і зафіксовані в трубі за допомогою так званих електрозаклепок. Цей спосіб фіксації полягає в обробці в трубі двох-трьох отворів Ø8…10 мм та заварюванні їх за допомогою електрозварювання. Зварювання слід вести оперативно, щоб уникнути відпустки загартованої втулки.
Відповідні частини обгінної муфти також з матеріалу з високою поверхневою твердістю. Фіксація їх на проміжних валах – за допомогою електрозварювання. Як ролики використовуються відрізки дроту-«сріблянки» (матеріал — 50ХФА) Ø6 мм (загартованого). Звичайно, краще підібрати ролики відповідного діаметра від підшипника, але в період виготовлення обгінної муфти у мене не було під рукою таких деталей. Однак і саморобні ролики непогано показали себе.
1 – діагональна поперечка (сталева труба Ø34X3 мм), 2 – поперечка (сталева труба Ø34X3 мм), 3 – підшипник ковзання поворотного кулака (бронзова втулка), 4 – підшипниковий корпус поворотного кулака (сталева труба Ø40X3 мм), гайкою та шайбою; (з’єднання фіксується шплінтом), 6 – вухо кріплення амортизатора, 7 – кронштейн важеля підвіски (сталева смуга товщиною 5 мм), 8 – боковина рами автомобіля (сталева труба Ø42X 3 мм), 9 – підшипниковий корпус важеля-качалки, 10 важеля (бронзова втулка).
Кожен із роликів підтискається пружинкою — якщо не вдасться знайти готової (із зовнішнім діаметром 5,5 мм із дроту Ø0,5 мм), її можна навити самостійно на відповідному стрижні за допомогою найпростішого пристосування, що складається з двох дощечок, між якими і затискається в лещатах цей стрижень.
Слід врахувати, що робота обгінної муфти залежить від ретельності її виготовлення. Головний її елемент – корпус з роликами та пружинами – має бути абсолютно симетричний. Бажано фрезерувати його за допомогою ділильної головки, повертаючи щоразу заготовку строго на 90 °. Неодмінною умовою задовільної роботи муфти є, як згадувалося, сувора співвісність проміжних валів. Якісно зроблена і зібрана обгінна муфта забезпечує практично миттєве захоплення веденого валу на початку руху і так само миттєве роз’єднання корпусу і півосі при випереджаючому обертанні останньої. Відзначу також, що існує безліч конструкцій обгінних муфт, і вибір будь-якої з них – це питання технологічних можливостей самодіяльного конструктора. За відгуками саморобників, непогані результати дає використання «тріскачки», сконструйованої на кшталт аналогічного пристрою спортивних та легкодорожних велосипедів.
ПЕРЕДНІЙ МІСТ мікроавтомобіля також саморобний; він являє собою пристрій із незалежною підвіскою на косих важелях та амортизаторах заднього колеса мотоцикла ІЖ. Кожен із важелів збирається за допомогою зварювання з труб Ø34 мм та Ø40 мм. Зварювати заготовки найкраще на найпростішому стапелі, на якому повинні чітко фіксуватися підшипникові корпуси важеля-качалки та поворотного кулака. Зверніть увагу, що останній встановлюється так, щоб забезпечувався розвал 3…4° (при горизонтальному положенні осі важеля підвіски) і нахил осі шворня поворотного кулака в 5°. При цьому передні колеса виявляються неперпендикулярними до площини дороги, а нахиленими під кутом 3…40 до вертикалі. Це зменшує момент, необхідний повороту цапфи навколо шворня. Нахил шкворня поворотного кулака забезпечує значне підвищення стійкості при русі: після припинення впливу на рульове колесо останнє «самостійно» повертається в початкове (нейтральне) положення.
Корпуси поворотних важеля та кулака оснащуються підшипниками ковзання – ступінчастими бронзовими втулками.
Поворотні кулаки є відрізками сталевого швелера № 12 (його висота — 120 мм, ширина — 52 мм, товщина вертикальної стінки — 4,8 мм, середня товщина горизонтальної полиці 7,8 мм), до яких приварюються точені цапфи передніх коліс. Для цього в поворотному кулаку обробляють отвір Ø30 мм, а цапфа виконується у вигляді ступінчастого валика з посадковим діаметром 30 мм. Зварювання цапфи та кулака проводиться двома кільцевими швами з обох боків швелера. Поворотні важелі кермової трапеції вирізаються із сталевого листа товщиною 5 мм і приварюються до нижніх майданчиків поворотних кулаків.
ДВИГУН мініатюрного легковика – типу ІЖ-Ю4. Це двоциліндровий двотактний двигун потужністю близько 27 л. с., обладнаний, як і всі двотактні мотоциклетні силові агрегати, зчепленням, чотириступінчастою коробкою передач (на жаль, без заднього ходу) та генератором змінного струму. Крім цього, для експлуатації двигуна необхідні блок випрямляча-регулятора та мотоциклетний 12-вольтовий акумулятор.
Двигун встановлюється на спеціальному підрамнику, що складається з частини рами старого «Юпітера», привареної до двох сталевих швелерів заввишки близько 70 мм. До підрамника двигун кріпиться за допомогою штатного кріплення, а сам підрамник до рами автомобіля через гумові подушки, як це показано на малюнках. Для кріплення підрамника на раму передбачені опорні майданчики, вирізані із сталевого листа завтовшки 4 мм та приварені до труб рами.
ПРИВЕДЕННЯ провідних коліс, як уже згадувалося, – двоступінчаста ланцюгова передача, причому проміжні зірочки розташовуються на проміжних валах і на корпусі подвійної обгінної муфти. Така конструкція заднього моста забезпечує незалежну його підвіску без застосування трудомістких та нетехнологічних в умовах кустарної майстерні диференціала з карданними передачами (при рекордно малій масі муфти).
1 – гайка кріплення зірочки (фіксується шплінтом), 2 – косинки (сталева смуга товщиною 3 мм), 3 – кронштейн важеля підвіски (сталевий лист товщиною 5 мм), 4 – підшипник ковзання важеля (бронзова втулка), 5 – підшипник кульковий № 2 6 – розпірні втулки (сталева труба з внутрішнім діаметром 20 мм), 7 – поперечка рами (сталева труба Ø42X3 мм), 8 – проміжний вал ланцюгової передачі, 9 – втулка обгінної муфти (фіксується в корпусі електрозаклепками), 10 – ролик муфти, 11 – ведена частина обгінної муфти, 12 – корпус обгінної муфти (труба Ø60 мм), 13 – зірочка обгінної муфти (приварена до корпусу), 14 – підшипниковий корпус важеля-качалки (сталева труба Ø60 мм), 15 (сталеві труби Ø38Х3 мм), 16 – корпус півосі (сталева труба Ø40X3 мм), 17 – вилка кріплення заднього амортизатора (сталева смуга товщиною 4 мм), 18 – піввісь (фіксується електрозаклепками).
Зірочки ланцюгової передачі – саморобні, вони вирізані зі сталевих листових заготовок завтовшки 5 мм. Виготовлення їх вироблялося за добре відомою технологією з використанням свердлильного верстата, ножівки та напильників. У центральній проміжній зірочці прорізався отвір діаметром корпусу обгінної муфти, після чого зірочка приварювалася до нього. Дві інші, бічні, зірочки за допомогою зварювання фіксувалися на сталевий втулці, що має внутрішній шпонковий паз. Відповідний паз фрезерувався на проміжних валах. Зірочки задніх коліс – від мотоцикла Іж.
РУЛЬОВЕ УПРАВЛІННЯ – від мотоколяски С3Д. Поперечна тяга розрізна, з використанням кермового важеля — «трикутника» на кшталт автомобіля «Дует» вологодського конструктора А. Крилова (до речі, багато в «Яузі» запозичено у розробках цього конструктора — мікролітражках «Верблюжонок» («М-К» № 6 за 1987 рік) та «Дует» («М-К» № 8 за 1990 рік).
КУЗІВ автомобіля «Яуза-035» – з дерев’яним каркасом та обшивкою з оргаліту. Робота з виготовлення кузова починається з креслення на аркуші фанери плаза в масштабі 1:1. Далі по плазу вирізуються заготовки для шпангоутів та стрінгерів. Слід зважити, що центральний шпангоут склеюється з п’яти дерев’яних брусків і посилюється зсередини фанерними косинками.
1 – елементи каркаса колісної ніші (фанера товщиною 20 мм), 2, 13 і 14 – елементи переднього шпангоуту (дерев’яні рейки товщиною 25 мм), 3 – поріжок (рейка перетином 25Х 40 мм), 4 – брусок основи кузова мм); 25 мм), 9 – обшивка даху (смуги оргаліту товщиною 4…5 мм), 10 – поперечки задньої частини кузова (3 шт., Рейки товщиною 25 мм), 12 – центральний шпангоут (виклеюється з рейок 30X40 мм і фанери), 15 , 16 і 17 – обшивка колісної ніші та мотовідсіку (фанера товщиною 6 … 8 мм), 18 – обшивка боковин та задньої частини кузова (оргаліт товщиною 4 … 5 мм).
Каркас дверей – також дерев’яний. Засклення дверей, а також задніх бокових та заднього вікна – з оргскла. Скло в дверях закріплено жорстко і не має можливості опускатися, проте в самому склі прорізана кругла кватирка, що закривається кришкою з такого ж оргскла.
Поверхня кузова утворена лінійчастими (з одинарною кривизною) поверхнями, проте завдяки досить ефектній формі корпус «Яузи-035» не справляє враження спрощеного, примітивного. Справа в тому, що обшивка даху, боковин і капота складається з декількох листів оргаліту, що з’єднуються на каркасі так, що створюється враження єдиної поверхні з виштамповками для збільшення жорсткості. Кожен з елементів обшивки є лінійною поверхнею, ну а вся обшивка має вигляд оболонки подвійної кривизни.
Як це робиться, легко зрозуміти на прикладі формування даху. Для початку вирізуються дві смуги оргаліту і ними заклеюються, як це показано на малюнку, зони Б. Далі вирізується заготовка для обшивки зони Г і ретельно підганяється до каркасу. Особливо уважно поставтеся до припасування місць стику смуг оргаліту. Кріплення обшивки – невеликими шурупами та епоксидним клеєм. Також підганяється і смуга оргаліту до центральної зони даху (зона У). Після монтажу смуг обшивки в місцях їх стикування за допомогою епоксидної шпаклівки робиться заокруглення – жолобник.
Так само обшиваються боковини кузова і капот. Зазначу, що перед обшивкою боковин двері тимчасово закріплюються в отворах за допомогою струбцин або шурупів і зацело обшиваються з боковинами. Після затвердіння смоли обшивка між каркасом дверей та дверною «коробкою» прорізається зсередини дрібнозубою ножівкою. Спільно з кузовом обшивається оргалітом і каркас відкидного капота алігаторного типу і так само, як і двері, відрізається від кузова.
Обшитий оргалітом, кузов випакльовується, викурюється і обклеюється в один шар склотканини по епоксидній смолі. Потім поверхня його шліфується, ґрунтується і забарвлюється синтетичними (наприклад, алкідними) емалями в три-чотири переходи з проміжним підшпаклюванням і викурюванням.
Зсередини кузов обклеюється смугами пакувального або будівельного пінопласту, що значно знижує шум в салоні. Потім пінопласт вирівнюється до висоти стрінгерів і обклеюється штучною шкірою. Внутрішня поверхня дверей також заповнюється пінопластом, після чого зашивається шаруватим пластиком та обклеюється штучною шкірою.
Як приладовий щиток найкраще використовувати блок мотоцикла «Іж-Ю4», що містить замок запалювання, спідометр, а також контрольні лампи «нейтралі» коробки передач, покажчика повороту, включення запалення та далекого світла. Монтаж цього блоку легко зробити у зручній для водія зоні на панелі.
Сидіння водія, пасажира та задній (дитячий) диван – саморобні. Всі вони є легкими трубчастими каркасами (з дюралюмінієвих труб Ø22 мм), обтягнутими капроновим шнуром. Поверх шнура приклеєно поролон, після чого крісла обшивалися меблевою тканиною.
Декілька слів про органи керування автомобілем. Як відомо, мотоциклетний двигун (у тому числі і «Іж-Ю4») обладнаний ножним кік-стартером, ножним перемикачем коробки передач, а також тросові приводи дросельної заслінки карбюратора, паливного коректора та механізму зчеплення. Все це довелося переобладнати в притаманну автомобілям комбінацію педалей та важелів.
Привід зчеплення залишився тросовим, однак він з’єднується з педаллю, що знаходиться під лівою ногою водія. Під правою ногою – педаль приводу дросельної заслінки карбюратора (акселератор), що з’єднується тросом у боуденівській оболонці з карбюратором. З правого боку крісла водія – важіль перемикання передач, що з’єднується тягою з обрізаною штатною педаллю перемикання передач двигуна. Ручний важіль перемикання коробки може переміщатися лише вперед-назад. У цьому від нейтралі вперед включається перша передача; послідовні переміщення важеля тому включають другу, третю та четверту передачі.
Запуск двигуна проводиться кікстартером, проте замість штатної пускової педалі на валу закріплений сталевий шків, навколо якого перекинуто два витки капронового шнура. Один із кінців шнура закріплений на шківі, а другий виведений під панель приладів і закріплений на зручній текстолітовій рукоятці. Запуск двигуна здійснюється різким ривком за неї, після чого та захоплюється зворотною пружиною пускового пристрою під панель приладів.
Підлога салону – з фанери товщиною 12 мм, просоченою гарячою оліфою (до речі, такій же обробці піддаються зсередини всі дерев’яні та оргалітові частини кузова), а потім – мовлення. Між кріслами водія та пасажира споруджується трапецієподібний у перерізі короб, усередині якого проходить ланцюг приводу.
І останнє. Охолодження двигуна мікроавтомобіля відбувається так само, як і на мотоциклі, – зустрічним потоком повітря, тим більше що розташовуються гарячі циліндри безпосередньо за решіткою повітрозабірника. Дійсно, в процесі руху не відбувається перегріву мотора, проте за відсутності обдування (наприклад, на тривалих стоянках біля світлофорів, у заторах, при сильному попутному вітрі) температура його швидко зростає, з’являється небезпека заклинювання поршнів у циліндрах. Щоб цього не відбувалося, у підкапотному просторі розташовується електровентилятор — дюралюмінієва крильчатка, насаджена на вісь двигуна від склоочисника мотоколяски СЗД. Потужності його вистачає, щоб у критичних ситуаціях забезпечити охолодження.
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБІЛЯ «ЯУЗА-035»
Габаритні розміри, мм)
довжина 2520
ширина 1320
висота 1430
База (мм) 1800
Колія (мм) 1100
Кліренс (мм) 170
Маса мікроавтомобіля (кг)
суха 400
повна 620
Максимальна допустима швидкість (км/год) 80
Двигун ІЖ-Ю4
Потужність двигуна (к. с.) 27
Передача від двигуна ланцюгова, двоступінчаста
Передня підвіска незалежна, на косих важелях з амортизаторами «ІЖ-Ю4».
Задня підвіска — незалежна, на важелях, що поздовжньо гойдаються, з амортизаторами «ІЖ-Ю4».
Місткість паливного бака (л) 18
М. ЯРОШЕВИЧ, інженер, м. Мінськ