Коли мій онук Гриша став підростати і перестав звертати увагу на раніше улюблені іграшки-погремушки, то домашні стали помічати, що він почав виявляти інтерес до різних інструментів і навіть механізмів. Тоді я вирішив змайструвати йому невеликий електромобільчик-квадроцикл, на якому в хорошу погоду можна було кататися на вулиці, а в погану — і в кімнаті. І не тільки для того, щоб дитина отримувала задоволення від їзди — опануючи навички водіння, він одночасно приобщався до техніки, знайомився з її пристроєм.
Основа конструкції електромобільчика — майданчик, виконаний з цілісної меблевої деревно-стружкової плити товщиною 16 мм. У передній частині до майданчика прикріплені два лонжерони швелерного перерізу, вигнуті зі сталевої смуги товщиною 2 мм. На лонжеронах змонтовані балка переднього моста, рульове управління і передній бампер. У задній частині майданчика встановлений привід, що складається з двох електромоторів, понижуючого редуктора, проміжного вала і ланцюгових передач зі зірочками.
Колеса електромобільчика з пневматичними широкопрофільними шинами розміром 56—205. Два колеса взяті від старого дитячого велосипеда «Мішка», а ще два (переднє і заднє) придбані в магазині, де продавалися як запасні частини до такого велосипеда. Оскільки підвіска всіх коліс жорстка, то амортизація забезпечується підбором оптимального тиску в шинах.
1 — заднє колесо (від дитячого велосипеда, 2 шт.); 2 — сидіння (фанера, поролон, дерматин); 3 — опорна стійка сидіння (куточок 15×15, 2 шт.); 4 — акумуляторна батарея (12 В, 9 А); 5 — кронштейн керма; 6 — кермо; 7 — муляж ліхтаря з білим світловідбивачем (2 шт.); 8 — переднє колесо (від дитячого велосипеда, 2 шт.); 9 — лонжерон (2 шт.); 10 — поздовжня тяга заднього колеса (труба 1/2″, 2 шт.); 11 — білий світловідбивач (2 шт.); 12 — задній бампер; 13 — задній капот (дюралюміній, лист s1); 14 — рама-майданчик; 15 — переднє крило (дюралюміній, лист s1, 2 шт.); 16 — передня балка; 17 — рульова тяга; 18 — передній бампер (сталь, лист s2)
Ведучі колеса — задні. Обидва — з обгінними муфтами і зірочками. У конструкції є одна особливість: одне колесо (праве) забезпечує рух вперед, а інше (ліве) — назад. Для цього обидва колеса встановлені зірочками всередину. При цьому муфти працюють у протилежних напрямках. Осі застосовані заводські, від велосипеда. Але для зменшення плеча посадки на них коліс конуси підшипників звинчені по різьбі максимально всередину.
Передні колеса — керовані. Кермо — велосипедного типу. Рульовий вал встановлений у двох підшипниках ковзання (капронових втулках), на його нижньому кінці закріплена рульова сошка. Вона з’єднана тягами з важелями поворотних кулаків, які навішані на скоби, шарнірно з’єднані з кінцями передньої балки. І балка і кулаки виготовлялися без застосування зварювання, тому представляють собою роз’ємні збіркові одиниці, що складаються з кількох деталей. Балка складається з нижньої і верхньої траверси, з’єднаних між собою шпильками. Нижня траверса вигнута зі сталевої смуги у формі куточка, і в її середині змонтований опорний кронштейн рульового вала. До верхньої траверси привернуті кронштейни кріплення крил, а сама вона має вигляд простої пластини перерізом 22×4 мм.
1 — рама-майданчик (ДСП, s16); 2 — кронштейни кріплення заднього бампера (куточок 30×30, 2 шт.); 3 — задній бампер (труба 3/4″); 4 — підкладка (ДСП, s16, 2 шт.); 5 — кронштейн осі (куточок 30×30, 2 шт.); 6 — вісь заднього колеса (від дитячого велосипеда, 2 шт.); 7 — кермо (від дитячого велосипеда); 8 — скоба кріплення керма (сталь, лист s1); 9 — шпильки М10 з гайками з’єднання верхньої і нижньої траверс (2 шт., гайок 8 шт.); 10 — верхня траверза (сталева смуга 25×3); 11 — кронштейн переднього крила (сталева смуга 25×2, 2 шт.); 12 — цапфа-вісь поворотного кулака переднього колеса (від дитячого велосипеда, 2 шт.); 13 — скоба поворотного кулака (сталева смуга 25×4, 2 шт.); 14 — важіль поворотного кулака (куточок 30×30, 2 шт.); 15 — нижня траверса передньої балки (куточок 25×10); 16 — упорний кронштейн рульового вала (сталь, лист s3); 17 — рульова тяга (сталь, пруток Ø5, 2 шт.); 18 — передній бампер (сталь, лист s2); 19 — лонжерон (гнутий швелер 30×25 2 шт.); 20 — кронштейн рульового вала (сталь, лист s4); 21 — скоба кріплення підшипника проміжного вала (сталева смуга 11×3, 2 шт.); 22 — опорний кронштейн проміжного вала (сталь, смуга 15×6, 2 шт.); 23 — рульова сошка (сталь, лист s3)
Основа поворотного кулака — скоба. До неї прикріплені поворотний важіль і цапфа-вісь переднього колеса. Між трутьми поверхнями деталей рульового приводу, де можливо, підклав капронові шайби, інші шарнірні з’єднання періодично змащую консистентним мастилом. Попереду до лонжеронів прикріплений бампер. Він фігурний. Тут же встановлені обмежувачі ходу рульової сошки — колеса в кожну сторону повертаються тільки на 45°.
Трансмісія могла б бути досить складною і важкою. Але на випадок придбав на барахолці недорого незвичайний, але підходящий редуктор. Як розповів про його походження продавець — цей механізм від якогось списаного літака. Гідностей у цього редуктора кілька: він легкий (дюралюмінієвий картер), компактний, а головне — у нього було дуже велике передатне відношення — 250. Довелося навіть перші дві ступені редуктора не задіяти і демонтувати. Два вали наступних передач при цьому замінив на подовжені і до них через пружні муфти (дуже туго надіті гумові трубки) приєднав електродвигуни.
1 — електродвигун переднього ходу (N = 20 Вт, 3000 об/хв, від автомобільного склоочисника); 2 — муфта (гумова трубка, 2 шт.); 3 — редуктор (авіаційний); 4 — електродвигун заднього ходу (N = 8 Вт, 3000 об/хв, від автомобільного опалювача); 5 — зірочка вихідного вала (z = 10); 6 — приводні ланцюги (t = 12,7); 7 — проміжний вал; 8 — велика зірочка проміжного вала (z = 30); 9 — підшипник 202 (2 шт.); 10 — мала зірочка проміжного вала (z = 8, 2 шт.); 11 — зірочка ведучого колеса (z = 16, 2 шт.); 12 — обгінна муфта ведучого колеса; 13 — ведуче колесо (2 шт.); 14 — опорний кронштейн проміжного вала; 15 — вісь заднього колеса (2 шт.); 16 — опорний майданчик силового агрегата
Електродвигуни взяв від легкового автомобіля — обидва на 12 В з числом обертів 3000 на хвилину. Один з них — потужністю 8 Вт (від вентилятора опалювача) — під’єднав до вала першої (після реконструкції) ступені з великим передатним числом, інший — потужністю 20 Вт (від приводу склоочисника) — до вала другої ступені. Цей більш потужний електромотор рухає машину вперед, а інший, відповідно, назад.
Електродвигуни спочатку прикріпив до куточків, вирізавши в їх вертикальних полицях напівкруглі пази під корпуси моторів. Потім редуктор і електродвигуни встановив на загальній платформі (з ДСП), а потім цю платформу закріпив на рамі-майданчику. Цю операцію виконував по місцю після монтажу проміжного вала і осей коліс.
1 — двохпозиційний тумблер ходу і зарядки акумулятора; 2 — зелена лампочка сигналізації про включення переднього ходу; 3 — жовта лампочка гальмування, зупинки і нейтралі; 4 — червона лампочка сигналізації заднього ходу; 5 — трипозиційний тумблер включення ходу («Вперед», «Назад») і стопа
Живлення електродвигунів — від акумуляторної батареї напругою 12 В. Батарея закріплена на майданчику рульовою колонкою. Її заряду вистачає приблизно на 15 хв безперервної їзди. Після цього акумулятор треба підзаряджати приблизно такий же час за допомогою зарядного пристрою, що працює від мережі 220 В. Контроль за відновленням працездатності батареї виконую за амперметром пристрою.
При розрахунках трансмісії швидкість електромобільчика обмежив 5 км/год. Адже при експлуатації необхідно, щоб дорослі могли легко встигати за ним і контролювати дії малюка. При розрахунку навіть врахував, що електродвигуни постійного струму під навантаженням мають велике «ковзання» і замість 3000 об/хв будуть обертатися тільки зі швидкістю 2000 об/хв. Однак без проміжного вала зі зірочками і ланцюгових передач все ж таки не обійшовся.
1 — кермо; 2 — штифт-болти М4; 3 — рульовий вал (труба 1/2″); 4 — наконечник вала (Ст3); 5 — сошка; 6 — верхня шайба (Ст3); 7 — упорна втулка-підшипник (капрон); 8 — нижня шайба (Ст3); 9 — гайка М8; 10 — упорний кронштейн; 11 — верхня втулка вала (капрон)
Зірочка на вихідному валу редуктора має 10 зубів, на проміжному — у великої зірочки 30 зубів, а у малих — по 8, і нарешті, у зірочки на колесах — по 16 зубів. Загальне передатне відношення трансмісії дорівнює 36. Крок зубів усіх зірочок і ланцюгів один і той самий — 12,7 мм. Спеціального механізму натягу ланцюгів не конструював, а зробив лише замість отворів під кріплення кронштейнів проміжного вала на майданчику поздовжні пази, по яким можна перевстановлювати кронштейни і підтягувати ланцюги. Але останні — невеликої довжини і з підвищеним запасом міцності для такого електромобільчика. За півтора року експлуатації підтягувати ланцюги так і не довелося. Тільки при встановленні редуктора, проміжного вала трансмісії і коліс необхідно строго дотримати збіг площин обертання зірочок кожної ланцюгової передачі. Тому отвір під штифт-болт у встановлювальній втулці і проміжному валу свердлив лише після точного виставлення зірочок першої ступені ланцюгової передачі в одну площину. У двох інших ступенях це нескладно зробити шляхом зміщення положень конусів підшипників на осях.
1 — кріплення зірочок (гвинт М8, 2 шт.); 2 — пружинна шайба (2 шт.); 3 — шайба (2 шт.); 4 — мала зірочка (z = 8, 2 шт.); 5 — штифт; 6 — підшипник 202 (2 шт.); 7 — вал (сталь 45, пруток Ø17); 8 — болт М4 з пружинною шайбою (2 шт.); 9 — велика зірочка (z = 30); 10 — встановлювальна втулка (Ст3); 11 — штифт-болт М4 (отвір під болт свердлиться після суміщення площин зірочки вихідного вала редуктора і великої зірочки проміжного вала)
Управління електричною силовою установкою електромобільчика здійснюється з пульта управління, розташованого під кермом. Для руху спочатку вмикається двохпозиційний тумблер ходу (що виконує роль замка запалювання), при цьому на пульті загоряється жовта лампочка. Потім вмикається важіль іншого (трипозиційного) тумблера, наприклад, положення «Вперед» (загоряється зелена лампочка) або «Назад» (вмикається червона лампочка). Гальмування — автоматичне: достатньо важіль трипозиційного тумблера поставити в нейтральне положення. Звичайно, лампочки особливої функціональної ролі не відіграють, але з ними на електромобільчику кататися цікавіше.
Сидіння — типу крісла, саморобне. Його основа — з фанери. Зсередини постелений поролон, і все сидіння обтягнуте яскравим червоним дерматином. На рамі сидіння змонтовано на двох П-подібних опорних стійках, виконаних зі сталевого куточка 15×10 мм. Стойки встановлені вздовж осі машини по місцю, після монтажу вузлів трансмісії. Ззаду до спинки сидіння прикріплений кожух з дюралюмінієвого листа. Разом вони майже повністю прикривають привід і механізми трансмісії. З цією ж метою до передніх ніжок підсідельних опорних стоєк прикріплений ще дюралюмінієвий лист, щоб ноги водія-дитини ніяким чином до механізмів не діставали.
М1 — електродвигун переднього ходу (автомобільний, від приводу склоочисника); М2 — електродвигун заднього ходу (автомобільний, від вентилятора опалювача); SA1 — двохпозиційний тумблер ТП 1—2 включення електроживлення (замок запалювання); SA2 — трипозиційний тумблер П2Т-7 (27 В, 6 А) включення переднього ходу (контакти 6-2), заднього ходу (контакти 2—4), нейтралі (контакти 5-1); HL1 —жовта лампочка сигналізації про включення нейтралі; HL2 — зелена лампочка сигналізації про включення переднього ходу; HL3 — червона лампочка сигналізації про включення заднього ходу; ХР1,2 — напівмуфта роз’єму підключення зарядного пристрою
Недолік конструкції полягає в тому, що в приводі стоять два електродвигуни. При русі один з них працює, а інший обертається вхолосту. Краще б мати один реверсивний.
Всі облицювальні деталі електромобільчика пофарбував світло-зеленою фарбою, щоб машина була нарядною.
А. МАНГУШ