Жителів міста Тольятті нелегко здивувати новим автомобілем. На своїх вулицях вони першими зустрічають перспективні моделі автозаводу Волзького, новинки зарубіжних фірм. Але де б не з’явився мініатюрний жовтий автомобіль з веселою назвою «Колобок», він незмінно привертає увагу перехожих і, звичайно, автолюбителів. А після передачі «Це ви можете», де конструкція була представлена багатомільйонній аудиторії глядачів, інтерес до неї зріс ще більше.
Відповідаючи на численні прохання телеглядачів та читачів нашого журналу, ми публікуємо опис та креслення цієї цікавої машини, підготовлені її автором інженером-конструктором ВАЗу Віктором Тимофійовичем Горбуновим та нашим кореспондентом С. Наджаровим.
Міцно увійшов у побут сучасної людини легковий автомобіль. Моделі, що пропонуються промисловістю, відрізняються надійністю, зручністю експлуатації та обслуговування, універсальністю. Однак, самодіяльні автобудівники, навіть використовуючи максимальну кількість стандартних агрегатів, рідко копіюють їх, а створюють, як правило, оригінальні конструкції, що найбільше відповідають конкретному призначенню машини. Любителів відпочинку на природі приваблюють схеми повнопривідних автомобілів зі збільшеним кліренсом; автотуристів – навпаки, низькі, присадкуваті машини з обтічним кузовом; тих же, хто віддає перевагу відпочинку «на колесах» усій родині, більше влаштовує компонування мікроавтобуса.
А який же автомобіль потрібен міському жителю для щоденних поїздок на роботу, за покупками, побутовими потребами, для недалеких заміських маршрутів? Відповіді фахівців на цей час «приходять до спільного знаменника». Такий автомобіль повинен мати мінімальну довжину близько 3 метрів, просторий, зручний для частої посадки і висадки кузов з ємним, що трансформується за рахунок задніх сидінь, що складаються багажним відділенням. Він повинен мати відмінну маневреність, а його двигун — насамперед економічність і мала токсичність вихлопних газів. І справді, хтось із автолюбителів не помічав: рух у загальному транспортному потоці зрівнює переваги і стрімких «Жигулів», і потужних «Волг», і юрких «Запорожців»: усі вони рухаються з однією швидкістю. А на просторих магістралях максимальна швидкість обмежена величиною, легко доступною для будь-якого сучасного автомобіля. Натомість водій маленького, короткого автомобіля почувається у місті набагато впевненіше: йому простіше маневрувати на дорозі, знайти місце на стоянці або біля тротуару та швидко припаркувати машину. Незважаючи на скромні зовнішні габарити, кузов міні-автомобіля не менш зручний. Адже, як показує статистика, у середньому кожен автомобіль перевозить одну-дві людини та незначний вантаж. Тому навіть малолітражка з 4-5-місним салоном і ємним багажником більшу частину часу перевозить повітря. У той час як у мініавтомобіля задня частина салону може використовуватися за потребою як пасажирське, і як вантажне відділення. Таке рішення компонування і дозволяє значно скоротити довжину кузова. Потужності двигуна 30-40 л. с. для легкої машини цілком достатньо. І, рухаючись містом, ви не відчуєте різниці в динаміці та швидкості в порівнянні з серійними легковими авто. При цьому паливні витрати будуть значно нижчими: найкращі моделі мікролітражок на 100 км шляху витрачають близько 5 л бензину. Та й токсичність вихлопних газів менша. Оскільки чим менша потужність двигуна, тим частіше він працює на режимах, близьких до номінального, там, де найменша питома витрата палива та мінімальний вміст шкідливих компонентів у газах, що відпрацювали.
1 — запобіжна накладка (пружний бампер); 2 — генератор; 3 — паливний насос; 4 — карбюратор; підлога вантажного відділення, 10 – головна передача, 11 – бензобак, 12 – сполучний вал трансмісії, 13 – пружна пальцева муфта, 14 – привід спідометра, 15 – рульова сошка, 16 – вихлопна труба, 17 – підвіска, 17 – амортизатор, 1 19 – поперечна рульова тяга, 20 – стартер, 21 – подовжувач, 22 – коробка передач, 23 – поперечна поперечка установки двигуна, 24 – коробка передач, 25 – важіль ручного гальма, 26 – важіль задньої підвіски, 27 – трос ручного – глушник, 29 – колісний кардан, 30 – заливна горловина паливного бака, 31 – верхній важіль передньої підвіски, 32 – нижній важіль передньої підвіски, 33 – вентилятор системи охолодження двигуна, 34 – кронштейн вентилятора, 35 – приводний.
Виходячи з цих вимог і було спроектовано та виготовлено «Колобок». Його довжина 3,1 м і ширина 1,5 м, але в салоні вільно розміщуються чотири дорослі особи. При їзді вдвох задня частина кузова перетворюється на містке багажне відділення з рівним дном. Доступ до нього – через великі задні двері. Нижня площина її роз’єму знаходиться на висоті всього 0,5 м від землі, тому навантаження навіть важких предметів в машину не викликає труднощів. Малі габарити кузова, великі кути повороту керованих коліс при базі трохи більше 2 м забезпечують машині чудову маневреність. Салоп навіть у чотиримісному варіанті зручний для водія та пасажирів. Комфорт отриманий за рахунок збільшення висоти кузова: посадка на високих сидіннях звичніша і зручніша, особливо при частих зупинках і виходах з машини. Звичайно, такий автомобіль менш обтічний для зустрічного потоку повітря, але для міських швидкостей збільшення аеродинамічного опору не таке значне.
Докладніше про влаштування автомобіля.
1 – лонжерони підрамника, 2 – трубчастий каркас знімного передка кузова, 3 – кронштейни кріплення елементів передньої підвіски, 4 – задня поперечна балка, 5 – верхня частина кузова, 6 – колісна ніша з колодязем для встановлення пружини задньої підвіски, 7 – крон задньої підвіски.
Кузов – несучий, тридверний, з трубчастим посиленням підлоги та моторного відсіку. При його виготовленні використані деталі кузова ВАЗ-2102: бічні та задні двері, дах, стійки та пороги. Щоб підігнати їх під вибрані розміри, двері збільшені по довжині та висоті на 100 мм, а дах суттєво укорочений і на 100 мм звужений.
Нижня та верхня частини кузова виготовлялися окремо. Спочатку був зварений трубчастий каркас із кронштейнами установки важелів підвісок, двигуна та елементів амортизації. Потім він обшивався сталевими листами, що утворюють підлогу салону та чотири колісні ніші. Форма останніх — напівсферична, без кишень та ніш, де могла б затримуватись волога. Такі ніші доступні для контролю та ретельної обробки антикорозійними складами. Верхня частина кузова – зібрані разом стійки, дах та борти задньої частини салону монтувалися на нижню; після зварювання вони утворюють жорсткий кузов, що несе. Трубчасте посилення дна салону дозволило полегшити пороги; у кожного одна з його стін, що виходять у салон, була вирізана. Крім зменшення ширини порога, це сприяє спрощенню антикорозійного догляду за кузовом: тепер внутрішня порожнина порога через перфоровану великими отворами стінку має відмінний доступ для нанесення антикора.
1 – передня поперечна труба, 2 – лонжерони підрамника (під кронштейни кріплення двигуна), 3 – центральний лонжерон, 4 – поперечна труба, 5 – кронштейни кріплення теплообмінника системи опалення кузова, 6 – бортовий лонжерон, 7 – задня поперечна балка, 8 посилення дна вантажного відділення; 9 кронштейни кріплення картера головної передачі.
Передок кузова, посилений трубчастою рамкою, має знімну конструкцію: він кріпиться болтами. Це дозволить легко замінити його у разі аварії, а також з найбільшою зручністю обслуговувати або ремонтувати двигун.
Капот – алігаторного типу. Його можна відкидати назад майже до вітрового скла, повністю відкриваючи підкапотний простір.
Замість бамперів, що обмежують максимальні габарити машини, по периметру кузова встановлена еластична запобіжна накладка. Вона виконує також функцію декоративного молдингу, що надає відносно високому кузову велику стрімкість.
Для скління салону використані стандартні бічні стекла від «Жигулів»: з підйомними механізмами – у дверях і встановлені нерухомо – у задній частині кузова. Вітрове скло – від автомобіля ЗАЗ-968, заднє – від ВАЗ-2102. «Форточки» біля передньої та задньої стійок — саморобні, встановлені нерухомо, але вентиляція салону через вихідні отвори в задніх стійках кузова досить ефективна.
Силовим агрегатом “Колобку” служить двоциліндровий чотиритактний двигун повітряного охолодження від мотоцикла “Урал”. Його потужності – 36 л. с. при 5600 об/хв — достатньо руху машини масою 700 кг зі швидкістю до 100 км/ч. Середня витрата бензину А-76 на 100 км шляху – 6 л. Завдяки своїй опозитній схемі двигун відмінно «вписався» в крихітне підкапотне простір, а повітряне охолодження, що не потребує встановлення радіатора в передній частині машини, дало можливість надати кузову клиноподібної форми. Переваги обраного двигуна дозволили зробити машину такою короткою.
1 – кронштейн генератора, 2 – генератор, 3 – двигун, 4 – високовольтний провід системи запалення, 5 – натяжний ролик, 6 – кронштейн вентилятора, 7 – вентилятор системи охолодження двигуна, 8 – приводний шків, 9 – клинові ремені, 10 – бол -хроповик. 11 – маточина приводного шківа, 12 – приводний шків, 13 – сальник, 14 – корпус вузла приводу, 15 – кришка двигуна, 16 – сферичний шарикопідшипник, 17 – валик, 18 – шліцева втулка, 19 – передній хвостовик колін2 колінчастого валу.
У системі живлення замість двох карбюраторів, встановлених на кожному циліндрі, застосований один типу К-127. Він кріпиться до звареного зі сталевих труб загального впускного колектора над двигуном – там, де зручно проводити його регулювання. Для покращення роботи в холодну пору року колектор знизу підігрівається теплом вихлопних газів: до його нижньої стінки впритул примикає дугоподібна трубка, що з’єднує вихлопні труби обох циліндрів. Під час роботи двигуна частина гарячих газів проходить через неї та нагріває своїм теплом стінку впускного колектора.
Повітряний фільтр – масляно-інерційного типу. За рахунок його невеликого діаметру під капотом ліворуч від нього залишилося достатньо місця для розміщення запасного колеса.
Паливо в карбюратор подає бензонасос діафрагмового типу, що приводиться в дію шайбою ексцентрикової від валу масляного насоса.
1 – колінчастий вал, 2 – корпус двигуна, 3 – маховик, 4 – подовжувальне кільце з зубчастим вінцем, 5 – стартер, 6 – натискний диск зчеплення, 7 – картер зчеплення, 8 – фланець подовжувача, 9 – труба подовжувача, 10 – вал , 11 – шайба-уловлювач, 12 – шліцева муфта, 13 – стяжний хомут, 14 – первинний вал коробки передач, 15 – підкіс склянки, 16 – склянка фланця коробки передач, 17 – фланець коробки передач, 18 – передня стінка коробки передач.
Для рівномірного охолодження циліндрів і виключення перегріву при роботі в жарку пору року двигун обладнаний примусовим обдуванням: перед кожним циліндром встановлений металевий трилопатевий вентилятор, що приводиться в обертання клинопасової передачею. Для влаштування такого приводу довелося доопрацювати передню частину двигуна. У кришці розподільних шестерень співвісно колінчастому валу було розточено отвір під корпус вузла приводного шківа. Кріпиться він на кришці болтами або за допомогою спеціального зварювання. Валик шківа встановлений у корпусі на кульковому підшипнику, що самовстановлюється, і приводиться в обертання шліцевою втулкою, прикріпленою до торця шестерні колінчастого вала. Здвоєний шків, зібраний із двох шківів водяного насоса ВАЗ, монтується на хвостовику валика зі шпонкою та фіксується хропевим болтом. Клинопасова передача від ведучого шківа до вентиляторів здійснюється двома ременями. Правий наводить вентилятор та генератор, лівий – тільки вентилятор. Натяг першого регулюється положенням генератора, другого додатковим роликом.
Система змащення двигуна загалом залишилася без змін. Однак масляний фільтр з компонувальних міркувань довелося встановити горизонтально: для цього знадобилося кілька сталевих втулок та гумових кілець ущільнювачів. А для покращення охолодження олії до нижньої сторони піддону приварено кілька сталевих куточків.
1 – вторинний вал коробки передач, 2 – пальцевий диск, 3 – палець, 4 – сталева обойма, 5 – стопорне дротяне кільце, 6 – гумовий диск, 7 – центруючий підп’ятник, 8 – сферичний шип вала, 9 – сполучний вал.
Для здійснення пуску двигуна електричним стартером маховик доопрацьований. На подовжувальне кільце, що концентрично приварене до торця маховика, напресовано стандартний зубчастий вінець від маховика ЗАЗ. Стартер із зворотним обертанням кріпиться на точеному сталевому картері зчеплення.
Зчеплення дводискове, сухе. Його конструкція вдосконалена на кшталт автомобільного. Привід важеля вижимного — тросовий.
Коробка передач стандартна, жигулівська, але вона кріпиться не до картера зчеплення, як у більшості автомобілів, а через подовжувач з проміжним валом, так що на автомобілі вона розташована між передніми сидіннями. Таке компонування, незважаючи на невелике ускладнення трансмісії, забезпечує кращу розважування машини, а головне, дозволяє вільно розмістити педалі управління.
Подовжувач є відрізком тонкостінної сталевої труби (як заготовка можна використовувати карданний вал від автомобіля «Москвич-408»). З одного боку він вварений у круглий фланець, для приєднання до картера зчеплення двигуна. З іншого боку в трубі прорізаний поздовжній паз, а поверх одягнений широкий хомут – для з’єднання зі склянкою фланця коробки передач. Цей фланець виготовлений із торцевої стінки стандартного картера зчеплення двигуна ВАЗ. У його центральному отворі закріплений зварюванням сталевий товстостінний стакан, в якому встановлені підшипник і ущільнення проміжного валу. Додаткову жорсткість з’єднанню надають чотири сталеві підкоси. Проміжний вал спирається переднім хвостовиком на підшипник, запресований у внутрішній фланець маховика, а задня через сполучну шліцеву муфту на підшипник склянки фланця коробки. Цей вал передає обертання від ведених дисків зчеплення до первинного валу коробки. При складанні вузла корпусні деталі проміжного валу об’єднують двигун і коробку передач в єдиний силовий агрегат, який кріпиться до кузова автомобіля в трьох точках: до двох кронштейнів підрамника та на поперечній перекладині, під задньою частиною коробки.
З основною передачею коробка з’єднується ще одним валом. Так як на автомобілі застосована незалежна підвіска задніх коліс, картер головної передачі кріпиться до кузова практично нерухомо – за допомогою гумометалевих втулок. Тому у сполучного валу замість карданних шарнірів можна використовувати пружні пальцеві муфти.
Редуктор головної передачі має передатне відношення 4.1. Його короткі півосі з’єднані з колісними півосями двома валами карданними.
Ступиці та підшипникові вузли задніх коліс можна використовувати від мотоколяски СЗА. Для збільшення надійності та довговічності замість штатних колісних півосей встановлені саморобні, зі збільшеним діаметром шийок під підшипники № 205 та № 206.
1 – піввісь колеса, 2 – гальмівний барабан, 3 – стійка підвіски, 4 – маточина колеса, 5 – карданний шарнір, 6 – карданний вал, 7 – головна передача.
При виборі розміру коліс (5,0-10) враховувалася не лише недефіцитність та дешевизна покришок. Їх розмір багато в чому визначив все компонування кузова: що менше колеса, то менше величина колісних ніш, отже, більше місця у салоні. Застосування легких, маленьких коліс сприятливо позначається на комфорті та динаміці руху: чим вони легші, тим менше їх момент інерції та безпружинні маси підвісок. І нарешті, менший зовнішній діаметр коліс визначає і менше передатне відношення трансмісії: компактніший редуктор головної передачі. Недоліки малих коліс — дещо швидший знос і найгірша прохідність. Однак перший компенсується дешевизною гуми, а другий в умовах міста має другорядне значення.
Підвіска всіх коліс – незалежна. Передніх — на поперечних, а задніх — на поздовжніх важелях, піддемпфованих спіральними пружинами та гідравлічними амортизаторами ВАЗ.
Рульове керування — традиційної схеми: черв’ячний механізм (від «Запорожця») своєю сошкою переміщує поперечну кермову тягу, з’єднану сферичними шарнірами з важелями кермової трапеції на маточях передніх коліс.
Електроустаткування автомобіля – 12-вольтове, з генератором та реле-регулятором ВАЗ. Акумуляторна батарея – 6-СТ-45, але вдале компонування підкапотного простору допускає встановлення будь-якого акумулятора від легкових автомобілів. Є все необхідне сигнальне та контрольне обладнання: фари, покажчики поворотів, стоп-сигнали, звуковий сигнал, щиток приладів від ВАЗ-2103. Не забуто й додаткове: освітлення салону, містка рукавична скринька, електрообігрів заднього скла та його склоочисник, а також радіообладнання — приймач та магнітофон.
Необхідний комфорт при експлуатації машини в холодну пору року забезпечує оригінальний обігрівач салону.
1 – фланець приєднання випускної труби лівого циліндра, 2 – кронштейни кріплення до кузова, 3 – фланець для випускної труби правого циліндра, 4 – патрубок подачі холодного повітря, 5 – патрубок відведення нагрітого повітря, 6 – перегородка, 7 – випускна труба, 8 теплообмінник, покритий азбестом.
Влаштований обігрівач так. Вихлопні труби правого та лівого циліндрів через гофровані термостійкі труби приєднані до теплообмінника – звареної з листової нержавіючої сталі ємності. Там труби сходяться в одну, яка далі виводиться назовні і з’єднується із системою глушіння. До верхньої частини корпусу теплообмінника приварені два короткі патрубки для повітряних шлангів, що подає і відводить, а всередину ємності вварена поздовжня сталева перегородка, що направляє потік повітря між ними по максимальному шляху – вздовж розігрітих вихлопними газами труб. Для зменшення теплообміну із зустрічним потоком повітря, що обдуває при русі агрегат, корпус теплообмінника ізолюється азбестом. Циркуляцію повітря через обігрівач забезпечує двошвидкісний вентилятор, встановлений під капотом біля лючка повітрозабірника. Температуру повітря, що подається в салон, можна регулювати заслінкою в лючці, що змінює співвідношення холодного і нагрітого повітря. У салоні вихідні отвори системи виконані вздовж вітрового скла, з боків передньої панелі, з дефлекторами для подачі повітря на бічні стекла, і в нижній частині салону: біля ніг водія та пасажира на передньому сидінні.
Усі сидіння в машині роздільні. Передні мають регулювання положення по довжині та нахилу спинки. Задні можуть складатися вперед. Причому, окрім пасажирського та вантажного варіантів, можливий проміжний: склавши одне із задніх сидінь, отримуємо тримісний салон із вантажним відділенням збоку від заднього пасажира.