Студентське конструкторське бюро Марійського політехнічного інституту імені О. М. Горького відоме у рідних краях, а й далеко поза республіки. Оригінальні снігоходи, транспорт на повітряній подушці, ранцевий аерорушій та інші розробки, про які неодноразово розповідалося в «М-К», незмінно привертають увагу спеціалізованих організацій.
ОКБ існує майже чверть століття. Сьогодні це потужніший науково-експериментальний підрозділ інституту, тут ведуться дослідження з цілої низки актуальних проблем, а головне, ОКБ забезпечує масове залучення студентів до науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт. Нині у ньому сім груп, кожна розробляє «свою» тематику. Організоване 4 роки тому СКБ-7, що спеціалізується на конструюванні, виготовленні та випробуванні спортивних кросових автомобілів – баггі, – наймолодше студентське об’єднання інституту. Перші дві машини з маркою МПІ з’явилися на світ навесні 1984 року і одразу взяли успішний старт: автоспортсмени політехнічного В. Щеглов та В. Єршов зайняли низку призових місць у найбільших змаганнях року. Здобуті перемоги багато в чому визначені вдалою конструкцією машин — тим, що було закладено у їхній схемі ще за проектування. Розповісти про баггі МПІ ми попросили керівника СКБ-7 В’ячеслава Михайловича ЩЕГЛОВА.
1, 2 – дуги безпеки, 3, 4 – кронштейни кріплення двигуна, 5 – захисний каркас силового агрегату, 6 – вушко обмежувача заднього важеля, 7 – посилення важеля, 8 – важіль задньої підвіски, 9 – знімний відбійник, 10 – поворотний кулак, 11 – нижній важіль передньої підвіски, 12 – верхній важіль передньої підвіски, 13 – амортизатор.
Єдині технічні вимоги та конструкторський досвід багатьох колективів з логіки речей давно мали призвести до вироблення якоїсь «ідеальної» схеми баггі. Але навряд чи серед машин, що прибули на будь-які старти, ви і сьогодні знайдете дві однакові. І не дивно: кожному колективу, якщо він по-справжньому творчий, притаманне щось своє, особливе та й можливості у всіх різні.
Сподіваємося, що наш досвід стане в нагоді насамперед молодим спортивним колективам. За існуючою нині класифікацією баггі МПІ відносяться до 1-го класу і побудовані з найбільш доступних агрегатів і вузлів, що входять до комплекту ДОСААФ. Цей силовий агрегат дозволяє спроектувати чудову кросову машину. Його заднє розташування забезпечує завантаження провідних коліс, що дуже важливе для автомобіля такого типу. Ні форсування двигуна, ні зниження загальної ваги конструкції помітно не змінять динаміки розгону, якщо пет відмінкового зчеплення провідних коліс з опорою. Але й навантаження задньої осі недоцільне: стане гірша керованість і поздовжня стійкість через послаблення зчеплення передніх коліс з дорогою. У нашої машини розподіл ваги на передню та задню осі становив 40 і 60%. Таке співвідношення, за нашими розрахунками, є близьким до оптимального. Крім того, задня установка двигуна дозволила зручніше розташувати водія, ніж у баггі з класичною трансмісією. Сидіння розміщується точно по поздовжній осі і відповідно до обраної розважування зміщене вперед. При такому положенні водій керує машиною точніше, а на поворотах із занесенням переміщається по меншому радіусу.
Рама – це зварний трубчастий каркас. При його виготовленні використовувалися труби з доступних конструкційних сталей: на основний каркас, дуги безпеки та основні несучі елементи підвісок балки — труби розміром 42X2,5, на бічний захист — 35X2,2, а на інші, менш навантажені елементи (захист силового агрегату, відбійники , Кронштейни крил) – розміром 32X2. Складання рами починають з нижнього каркаса. У передній частині до його коротких поздовжніх труб приварюються кронштейни нижніх важелів передньої підвіски, а до поперечної балки з протилежного боку кронштейни важелів задньої підвіски і вушка передньої опори силового агрегату. Від геометричної точності збирання всіх елементів нижнього каркаса залежить робота вузлів ходової частини, тому зварювання ведуть на стапелі із сталевих швелерів. Потім до каркаса приварюються дві П-подібні безпеки дуги. З’єднані на верхньому і середньому рівнях поздовжніми трубами, а на нижньому поперечними, вони утворюють жорсткий каркас. Передня частина рами має клиноподібну форму. Розміри її дозволяють розмістити кермовий механізм, педалі управління та паливний бак. На низьких стійках цієї частини рами приварені кронштейни верхніх важелів передньої підвіски, а між ними на лонжероні – опорні вушка кріплення амортизатора. Частина рами за задньою дугою безпеки служить для кріплення та захисту силового агрегату.
Підвіски автомобіля – незалежні. Передня на трикутних поперечних важелях, зварених із сталевої труби 28X2,5. Нижні важелі посилені поздовжнім перекладином і мають кронштейн для кріплення амортизатора. Установка на раму – через стандартні гумометалеві сайлент-блоки. Кульові опори та поворотний кулак «жигулівські», але вісь кулака проточена під розміри осі «Запорожця», оскільки від цього автомобіля взято маточини коліс.
1 – нижній важіль, 2 – лонжерон, труба 42X2, 5, 3 – поперечна балка, труба 42X2, 5, 4 – важіль задньої підвіски, 5 – кронштейн амортизатора, 6 – вушко обмежувача, 7 – кронштейн двигуна.
Задня підвіска монтується на стандартних поздовжніх важелях ЗАЗ. На їх кінці наварені сталеві пластини, що підсилюють, товщиною 4 мм. До них кріпляться кронштейн амортизатора і вушко приєднання ременя-обмежувача максимального ходу важеля.
До ходової частини кросового автомобіля висуваються високі вимоги. Основне завдання підвісок – максимально забезпечити контакт коліс із землею у важких умовах руху і ефективно гасити коливання, що виникають. На баггі МПІ важелі передньої та задньої підвісок оснащені гідропневматичними амортизаторами авіаційного типу, що забезпечують роботу при максимальному ході 240 мм передніх та 300 мм задніх коліс. Але цілком задовільно тут поводяться і доступніші пружинно-гідравлічні амортизатори із пружинами від передньої підвіски ЗАЗ та амортизаторами від вантажних автомобілів.
Механізм кермового управління – рейковий. Він легший і компактніший за черв’ячний, має менше передатне відношення (1: 10) і тому зручніше для спортивного автомобіля.
1 – двигун, 2 – кронштейн двигуна, 3 – важіль управління коробкою передач, 4 – захисний каркас, 5 – випускна система, 6 – подовжена піввісь.
У двигуна ЗАЗ-968 у стандартному виконанні потужність 40 л. с., проте її можна збільшити на 30-50%. Прийоми стандартні форсування. Поршні з шатуна підганяють по масі. Балансують колінчастий вал із маховиком та зчепленням у зборі. Покращують наповнення циліндрів горючою сумішшю. Для цього впускні та випускні канали в головках циліндрів та патрубках ретельно зачищаються та поліруються. Стики з’єднань голівки з колекторами перевіряють на відсутність сходів. З карбюраторів, що застосовуються на ЗАЗ-968, радимо вибрати ДААЗ-2101-20 – він простіше в регулюванні. Налаштуйте його на трохи перезбагачений склад: щоб двигун працював без «провалів» і швидко розкручувався. Слід звернути увагу і на систему очищення повітря, контролюючи стан повітряного фільтруючого елемента ВАЗ. При змаганнях у суху погоду він швидко забивається пилом та погіршує роботу системи живлення.
Ще один резерв форсування двигуна – налаштування випускної системи. Відомо, що резонансні явища у випускній трубі можна використовувати для покращення очищення циліндрів від газів, що відпрацювали. Здійснюється це підбором розмірів випускних труб. На нашій машині успішно застосований один із способів типу «чотири в одну». Він розраховується за емпіричною формулою та уточнюється дослідним шляхом. Докладно про це можна прочитати в книгах Назаров М. М. Спеціальні кросові автомобілі – баггі. М., ДТСААФ, 1980; Морозов К. А., Черняк Б. П., Синельников Н. І. Особливості робочих процесів високооборотних карбюраторних двигунів. М., 1971.
1 – маточина колеса, 2 – поворотний кулак, 3 – кульова опора, 4 – верхній важіль, 5 – гальмівний шланг.
Стандартна коробка для кросового автомобіля непридатна. Четвертою передачею в гонці користуватися практично не доводиться, а інтервал передавальних відносин між другою та третьою надто великий. Тому ми встановили шестірню третьої передачі замість четвертої, а замість третьої – саморобну прямозубу зубчасту пару. Удосконалена коробка має такі передавальні відносини: I-3,8, II-2,118, III-1,75 і IV – 1,409.
Широка колія підвищила стійкість машини, але змусила подовжити півосі. Щоб вони при крайньому нижньому положенні важелів не вийшли з зачеплення з головною передачею, хід підважних важелів обмежили міцними брезентовими ременями. Такі самі обмежувачі встановлені і в передній підвісці.
1 – обмежувач, 2 – кронштейн амортизатора, 3 – важіль підвіски, 4 – піввісь.
Диски, маточини та гальмівні щити «Запорожця» використані без змін. Покришки – або від “Волині” (ЛуАЗ), або спеціальні – НК-9. Останні забезпечують надійну тягу при русі по багнюці і при цьому добре самоочищаються, проте на сухому покритті вимагають від водія більшої вправності: через зменшення плями контакту машина трохи гірше «тримає дорогу».
Обшивка рами дюралюмінієвими листами виконує не тільки декоративну та захисну роль. Вона є і силовим елементом конструкції. Листи обшивки відділення водія, боковини, передня і задня перегородки, а також дно кріпляться до трубок каркасу на алюмінієвих заклейках. Це підвищує жорсткість рами. Товщина листів обшивки на дні 1,5 мм, по бортах – 1,0 мм, інші елементи з листа 0,8 мм. Для більшої жорсткості листи зигаються. Поєднувати обшивку на заклепках довше і важче, ніж болтами, зате таке кріплення надійніше і не розбовтується від трясіння. На болтах кріпиться до своїх трубчастих каркас лише обшивка крил: тут важливіше простота ремонту або заміни при випадковому пошкодженні. З тієї ж причини зроблені трубчасті відбійники, що знімаються, що закріплюються вздовж бортів машини.
ТЕХНІЧНІ ДАНІ БАГГИ МПІ:
База, мм – 2300
Колія, мм:
передніх коліс – 1530
задніх коліс – 1500
Дорожній просвіт, мм – 250
Потужність двигуна л. с. – 60
Маса, кг – 450
Розподіл маси по осях, % – 40/60