У хлопців потяг до техніки, напевно, закладений у генах. Тільки от у їхньому житті є доволі тривалий період (так званий підлітковий вік), коли гратися з іграшковими автомобілями вони вже вважають негідним, а сідати за кермо справжньої машини — ще рано, та й частіше за все такої можливості просто немає навіть у батьків.
Ось з такими хлопцями ми сконструювали й зібрали кілька простих, але справжніх машин, які трохи відрізняються між собою за розмірами та виконанням. Тому тим із них, що більші, ми дали назву «баггі», а їх менших «братів» назвали — «карт».
Одним із варіантів наших автомобілів ми вирішили поділитися з читачами журналу «Моделіст-конструктор», тим більше що під час їх створення чимало інформації та знань ми й почерпнули саме з цього видання.
1 — поворотний кулак; 2 — колесо (від садової тачки, 5 шт.); 3 — педалі керування; 4 — механізм рульового управління; 5 — передня дуга безпеки; 6 — з’єднувальна розпірка (2 шт); 7 — підлога (фанера s6); 8 — підкос (2 шт.); 9 — ручка фіксації вимкненого зчеплення; 10 — сидіння (диван і спинка); 11 — бензобак (капронова каністра ємністю 5 л); 12 — силовий агрегат; 13 — задній міст; 14 — рама; 15 — задня дуга безпеки
За конструкцією запропонований автомобіль схожий на карт і складається з таких вузлів і механізмів: силового агрегату з механізмами керування, рами з дугою безпеки, переднього моста з напрямними колесами та рульовим управлінням, заднього моста з ведучим правим колесом, ланцюговою передачею та фрикційним гальмівним вузлом.
До речі, на конструкцію ведучого моста та фрикційного гальмівного вузла мною отримано авторське свідоцтво.
Рама-каркас автомобільчика зварюється з тонкостінних круглих труб, виготовлених із середньолегованих сталей, що мають хорошу зварюваність (наприклад, сталь 30ХГСА, яку широко застосовують для виготовлення велосипедних рам, поручнів у громадському транспорті тощо).
1 — основний лонжерон; 2 — траверса; 3 — буфер-стійка запасного колеса; 4 — проміжний лонжерон; 5 — передня дуга безпеки; 6 — косинка (Ст3, лист s3, 2 шт.); 7 — поперечина; 8 — розкос; 9 — з’єднувальна розпірка дуг безпеки (2 шт.); 10 — опора механізму фіксації вимкненого положення зчеплення (Ст3, лист s5, 2 шт.); 11 — стійки сидіння (4 шт.); 12 — задня дуга безпеки; 13 — накладка (Ст3, лист s1,5, 2 шт.); 14 — кронштейн кріплення корпусу підшипника півосей заднього моста (Ст3, лист s3, 3 шт.); 15 — болт М8; 16 — шайба; 17 — приварна гайка М8
Сумарна довжина труб зовнішнім діаметром 35 мм і товщиною стінки 2 мм, які використовуються для виготовлення рами, становить приблизно 6,5 м, а труб діаметром 25 мм — близько 17 м. Деталі з труб можна зварювати з окремих частин із подальшим зачищенням кругових швів. Згиналися трубні заготовки на трубозгиначі в холодному стані. При кутових з’єднаннях трубчастих деталей кінці «ведених» труб (тих, що приєднуються) обточувалися за радіусом «ведучих» (тих, до яких приєднують). Без такої підгонки зварити якісний шов навіть фахівцю буде неможливо.
Раму-каркас можна виготовити з дюралюмінієвих профілів (наприклад, сплавів Д16, Д19), але для них потрібне зварювання аргоном. Така рама буде легшою, але дорожчою.
Збирання рами починається після виготовлення основних елементів — лонжеронів і траверс. Довжина заготовки основного лонжерона (він зігнутий із труби 3/4″ і складається з правої та лівої гілок і ще заднього буфера між ними) — 4 м, радіуси обох його закруглень — 150 мм. Операція складання виконується на рівному горизонтальному майданчику-стапелі. Взаємне розташування деталей перевіряється за допомогою кутника і рулетки строго згідно з кресленням.
Після цього деталі прихоплюються (зварюються точками в кількох місцях). Знову перевіряються розміри, а де потрібно — симетричність і паралельність. За потреби положення деталей коригується, і тільки після цього шви накладаються повністю. Торці траверси закриваються заглушками. Потім встановлюються в проектне положення дуги безпеки й підкос. Деталі також спочатку прихоплюються і вирівнюються, а потім надійно приварюються до лонжеронів. Між дугами ввариваються з’єднувальні розпірки.
Якщо передбачаються труднощі зі зберіганням автомобільчика через обмеження по висоті, то кріплення дуг безпеки і розкосу до лонжеронів, а також дуг між собою можна зробити розбірним — на болтах М8. Для цього в місцях дотику в обох деталях свердляться відповідні наскрізні отвори. З’єднання передньої та задньої дуг зверху за допомогою розпірок також виконується на болтах, як показано на рисунку. Розкос у нижній частині краще кріпити не до лонжерона, а до передньої дуги.
Далі можна приварити до лонжеронів стійки сидіння, а до траверси — буфер. А от кронштейни, опори й косинки краще приварювати при монтажі тих вузлів і механізмів, для яких вони призначені.
У якості силового агрегату використано мопедний двигун Д8М потужністю 1,1 к.с. з обертами до 5000 за хвилину, але можна встановити й інший мопедний із серії «Д». Проте потужніший мотор ставити не рекомендується — навіть із цим двигуном автомобільчик може розганятися до 25 км/год.
Силовий агрегат розташований ззаду праворуч за сидінням водія. Він монтується на рамі за допомогою підрамника — знімного кутового кронштейна, виготовленого з двох відрізків труб (консолі та стійки) діаметром 25 мм.
Стійка кронштейна приварена до опорної пластини, яка трьома болтами М8 кріпиться до задньої поперечної частини лонжерона — буфера рами. Опорна пластина виготовляється з листової сталі Ст3 товщиною 3 мм. Отвори в лонжероні (горизонтальні, діаметральні) свердляться за отвором у пластині.
Мотор встановлений у положення «головкою циліндра назад» із невеликим нахилом униз. Але карбюратор змонтований строго вертикально — для цього його корпус трохи повернуто в посадковому отворі, а потім знову закріплено.
Запуск двигуна здійснюється механічним стартером від бензопили «Урал». Для приєднання стартера до кінця вала магдіно прикручено виготовлений перехідник із вкрученим у нього храповиком. Храповик закритий доопрацьованою кришкою, взятою від тієї ж бензопили. Зупинка двигуна відбувається вимикачем запалювання, розташованим на невеликій приладовій панелі, закріпленій на поперечині передньої дуги безпеки, праворуч від водія.
1 — колесо (2 шт.); 2 — маточина колеса (Ст3, круг 52, 2 шт.); 3 — підшипник (80203 або 180203, 4 шт.); 4 — ліва піввісь (Ст3, круг 20); 5 — корпус підшипника (Ст3, круг 50, 3 шт.); 6 — основа корпусу підшипника (Ст3, лист s2, 3 шт.); 7 — кронштейн кріплення корпусу підшипника заднього моста (3 шт.); 8 — спеціальна гайка М42х1,5 (Ст3, круг 42, 4 шт.); 9 — опорна втулка (Ст3, круг 30, 2 шт.); 10 — ліва гілка лонжерона; 11 — диск лівого гальмівного барабана (Ст3, лист s2); 12 — обід гальмівного барабана (Ст3, смуга 37×1,5, 2 шт.); 13 — гальмівна стрічка (ремінь від ВАЗ-2108); 14 — диск правого гальмівного барабана (Ст3, лист s2); 15 — спецвтулка (Ст3, круг 47); 16 — пружинна шайба Гровера (4 шт.); 17 — упорна шайба (22x11x2, 4 шт.); 18 — гайка М10 (4 шт.); 19 — середній лонжерон; 20 — приводна зірочка ведучого колеса (t = 12,7, z = 55); 21 — права гілка основного лонжерона; 22 — права піввісь (Ст3, круг 20)
Циліндр двигуна зблокований із картером, у якому розміщені зчеплення та знижуюча передача. Із зірочки (z = 9) вихідного вала крутний момент передається ланцюгом через приводну зірочку (z = 55) на праву ведучу піввісь заднього моста. Ця піввісь встановлена у двох опорних підшипниках, корпуси яких закріплені на лонжеронах рами — середньому та правій гілці основного. Крок ланцюгової передачі — 12,7 мм, як у більшості велосипедів, але товщина зірочок (а отже, і відстань між щічками ланок ланцюга) більша — 6 мм.
Права піввісь з’єднана з лівою за допомогою спеціальної втулки. Один кінець втулки жорстко закріплений на правій піввісі, а інший посаджений на зовнішнє кільце підшипника, внутрішнє кільце якого сидить на лівій піввісі. На спецвтулці встановлений і приварений диск правого гальмівного барабана. Лівий гальмівний барабан через іншу втулку жорстко закріплений на лівій піввісі.
Гальмування здійснюється за рахунок тертя гумових ременів, що обтискають зовнішні поверхні гальмівних барабанів при натисканні водієм відповідної педалі. Під час руху ремені просто легко ковзають по поверхні барабанів.
При русі у складних умовах — наприклад, по багнюці або обледенілій дорозі — диски гальмівних барабанів з’єднуються через відповідні отвори двома шпильками М8, і ліве заднє колесо також стає ведучим.
Напрямні колеса у машинки — передні. Керування ними здійснюється від рульового колеса з валом через рульовий механізм (шестерня і рейка), тяги та поворотні кулаки. Рульове керування спрощене, але забезпечує синхронний поворот обох коліс.
1 — рульове колесо (від автомобіля «Жигулі»); 2 — поперечина передньої дуги безпеки; 3 — установчий гвинт М8; 4 — кронштейн кріплення рульового вала (бронза); 5 — рульовий вал (Ст3, труба Ø16×2, L640); 6 — фіксувальна втулка (труба Øвн 16); 7 — болт М6 (4 шт.); 8 — підлога; 9 — трос вимикання муфти зчеплення; 10 — передня траверса; 11 — накладка (гума, 2 шт.); 12 — педаль (Ст3, лист s2, 2 шт.); 13 — важіль педалі (Ст3, лист s5); 14 — вісь важеля педалі (латунь, шестигранник 27, 2 шт.); 15 — кронштейни рульового управління (Ст3, лист s3, 2 шт.); 16 — фланці (Ст3, лист s3, 4 шт.); 17 — опори шестерні (Ст3, лист s3); 18 — вал-шестерня (m = 3, z = 0); 19 — рейка (сталь 30ХГСА, m = 3, z = 15); 20 — тяга (Ст3, смуга 20×4, 2 шт.); 21 — проміжний лонжерон рами
Рульове колесо з валом узяте від старих «Жигулів», інші деталі рульового механізму — саморобні, хоча шестерню можна підібрати й готову.
Шестерня (z = 10, m = 3) закріплена на кінці рульового вала за допомогою втулки і чотирьох болтів-штифтів (два на валу, два на хвостовику шестерні). Обертання шестерні перетворюється в поступальний рух (вправо або вліво) зубчастої рейки з тягами, прикріпленими по боках. Інші кінці тяг з’єднані з важелями поворотних кулаків, а самі кулаки — з осями коліс.
Цапфи поворотних кулаків закріплені на кінцях передньої траверси двома болтами М8 кожна.
Усі деталі поворотних кулаків виготовлені зі сталі 30ХГСА: цапфи — фрезеруванням, інші — точінням на токарному верстаті та обробкою напилком.
1 — передня траверса; 2 — цапфа; 3 — важіль (круг 17); 4 — шкворінь (шестигранник на 17); 5 — вісь (круг 20); 6 — маточина (круг 52); 7 — розпірна втулка (труба Ø23×3); 8 — корпус підшипника (круг 48); 9 — підшипник 180203 (2 шт.); 10 — колесо (від садової тачки)
Під час виготовлення осей, маточин і спецгайок необхідно дотримуватись високої точності та якості обробки поверхонь для установки підшипників. Тому виготовлення цих деталей, як і деталей заднього моста чи шестерні рульового механізму (якщо не вдалося знайти готову), краще довірити фахівцям. Колеса до машинки доцільно купити готовими — навіть від садової тачки підійдуть.
Глушник двигуна — саморобний. Штатний занадто шумний і громіздкий для такого маленького автомобіля.
1 — двигун; 2 — накидна гайка 30×1,5 (Ст3, шестигранник на 36); 3 — ніпель (Ст3, круг 28); 4 — з’єднувальна труба Ø25; 5 — обичайка корпусу; 6 — фланець корпусу; 7 — кронштейн (сталевий куточок 25×10, 2 шт.); 8 — перша перегородка; 9 — конусна перегородка; 10 — друга перегородка; 11 — вихлопний патрубок (труба Ø20×1, L25); 12 — задній буфер рами
Корпус глушника чотирикамерний, бочкоподібної форми з фланцями у вигляді еліпса з осями 110 мм і 70 мм. Камери усередині утворюються двома перегородками (за формою як фланці) та секцією у формі усіченого конуса (її спочатку краще виготовити з картону). У перегородках і конусі просвердлено по 20 рівномірно розподілених отворів діаметром 5 мм. Усі деталі глушника виготовлені з листа нержавіючої сталі товщиною 1 мм, хоча можна і зі Ст3.
Для відводу відпрацьованих газів від циліндра до глушника вигнута тонкостінна випускна труба діаметром 25 мм. Заготівля труби — близько 0,5 м. Один її кінець приварено до відповідного отвору у вхідній камері глушника, а до іншого — ніпель з надітою накидною гайкою для під’єднання до циліндра. У останній камері глушника також є отвір в обичайці — тут приварений короткий вихлопний патрубок з труби Ø20 мм.
Корпус глушника кріпиться до заднього буфера рами двома болтами М6 через два кутові кронштейни, приварені до обичайки знизу.
У силовий агрегат Д-8М вбудовано механізм зчеплення, який дозволяє тимчасово від’єднувати мотор від трансмісії. Це дає змогу автомобільчику стояти на місці з працюючим двигуном, а також запускати двигун не «з поштовху», а на стоянці. Вимикання зчеплення на автомобільчику здійснюється, як і в справжньому авто — педаллю, розташованою зліва від рульового вала на підлозі.
1 — двигун; 2 — карбюратор; 3 — консоль підрамника (труба Ø25); 4 — стійка підрамника (труба Ø25); 5 — верхній відрізок підкоса (Ст3, смуга 20×4, 2 шт.); 6 — різьбовий стрижень М8 талрепа (Ст3, круг 8, 2 шт.); 7 — різьбова втулка М8 талрепа (наполовину — з лівою різьбою); 8 — різьбовий стрижень М8 лів. (Ст3, круг 8, 2 шт.); 9 — нижній відрізок підкоса (Ст3, смуга 20×4, 2 шт.); 10 — троси вимикання зчеплення і керування дросельною заслінкою карбюратора (Ø3); 11 — гальмівний ремінь (від механізму газорозподілу ВАЗ-2108, 2 шт.); 12 — вузол з’єднання гальмівних ременів і троса; 13 — трос приводу гальма (Ø3); 14 — спеціальні гвинти М6 регулювання приводу зчеплення і газу (шестигранник під ключ на 10); 15 — середній лонжерон рами; 16 — скоби кріплення регулювальних гвинтів тросів газу і зчеплення (алюмінієвий куточок 20×20); 17 — кронштейн-полиця (Ст3, лист s2); 18 — проставка гальмівного ременя (Ст3, лист s1); 19 — вузол з’єднання гальмівних ременів і проставки (шайби-пластини 20×20 з отвором Ø6, Ст3, лист s1,5); 20 — опорна втулка; 21 — гальмівний барабан (2 шт.); 22 — привідна зірочка ведучого колеса (t = 12,7, z = 55); 23 — заднє праве ведуче колесо Ø400; 24 — привідний ланцюг (t = 12,7, L = 1000); 25 — задній буфер основного лонжерона; 26 — високовольтний трансформатор ТЛМ-3; 27 — опорна пластина підрамника (Ст3, лист s3); 28 — ведуча зірочка вихідного вала двигуна (t = 12,7, z = 9); 29 — храповик (від бензопили «Урал»); 30 — кришка з’єднання пристрою механічного запуску (від бензопили «Урал»); 31 — права піввісь; 32 — кронштейн кріплення корпусу підшипника півосей заднього моста (3 шт.); 33 — ліва піввісь; 34 — лівий лонжерон
Проте утримувати цю педаль при запуску двигуна одній людині практично неможливо. Також не можна зійти з автомобіля, не заглушивши мотор. Щоб позбутися перелічених незручностей, було створено пристрій, який фіксує зчеплення у вимкненому положенні.
Основою пристрою є плита з листа нержавіючої сталі завтовшки 2 мм, розміром заготовки 220×110 мм. Якщо нержавійки немає, підійде і сталь Ст3. Шість напрямних виготовлені з бронзи (можна з латуні). Вони кріпляться до плити по дві гвинтами М5х10 так, щоб повзун і фіксатор вільно рухались у них, але без люфтів. Повзун із накладкою та фіксатор зроблені з листа сталі 30ХГСА завтовшки 3 мм.
1 — напрямна (латунь або бронза, лист s6, 6 шт.); 2 — накладка (сталь 30ХГСА, лист s1,5); 3 — повзун (сталь 30ХГСА, s3); 4 — плита-основа (нержавіюча сталь або Ст3, s2); 5 — фіксатор (сталь 30ХГСА, s3); 6 — середній лонжерон; 7 — стійка ручки (сталевий шестигранник під ключ на 17); 8 — ручка (автомобільна — від важеля перемикання передач з різьбовим глухим отвором М8); 9 — опора механізму на рамі (2 шт.); 10 — трос Ø3; 11 — гвинт М4 (3 шт.)
Різьбові отвори М4 у повзуні слід розмічати одночасно з отворами (без різьби) в накладці. В накладці з одного боку отвори потрібно ще й роззенкувати під гвинти з потайною головкою, якими фіксується трос зчеплення між повзуном і накладкою — він йде від педалі до картера двигуна. Виступаючі з фіксатора кінці гвинтів потрібно сточити урівень і зачистити поверхню для забезпечення плавного ковзання по плиті.
Стійка ручки виточена з шестигранного прутка під ключ на «17». Вона вставляється в отвір на кінці фіксатора і фіксується гайкою М10 з пружинною шайбою. Ручку можна взяти автомобільну або виготовити власноруч — з пластмаси чи дерева.
Зібраний механізм кріпиться до опор на середньому лонжероні рами.
Усі труться поверхні та різьбові отвори при складанні змащуються густим мастилом.
Педаль акселератора («газу») робиться трохи інакше, ніж педалі зчеплення та гальма. Її заготовку вирізають із листа Ст3 товщиною 1,5 мм, краї загинають для забезпечення жорсткості.
1 — середній лонжерон рами; 2 — траверса; 3 — кронштейн (Ст3, лист s2); 4 — накладка (Ст3, лист s1, 2 шт.); 5 — шарнір (гумова смуга 45x25x3); 6 — затискач (свинцева пломба); 7 — педаль (Ст3, лист s1,5); 8 — трос (Ø3)
Дві накладки також вирізають із листа Ст3, але товщиною 1 мм. Гумова смуга 45x25x3 мм виконує роль шарніра. Через неї педаль з’єднується з кронштейном, а кронштейн приварюється до передньої траверси праворуч від рульового вала. При цьому відстань у просвіті між педаллю гальма й акселератором має бути не менше 70 мм. Кінець троса «газу» вставляється в отвір у педалі та фіксується затискачем.
Бензобак можна підібрати готовий — підійде навіть капронова товстостінна каністра з-під автомобільних рідин об’ємом 3–5 л. У дні бака треба врізати паливний кран і з’єднати його бензостійкою трубкою з карбюратором двигуна.
Закріпити бак можна за спинкою сидіння, але обов’язково його дно має бути вище за карбюратор, щоб пальне надходило самопливом.
Сидіння можна підібрати готові — від різних машин, але також і зробити самостійно. Розміри спинки й сидіння однакові — 850×300 мм. В основі — фанера товщиною 5–6 мм. На неї наклеюється меблевий поролон або пінополіуретан, потім все обтягується дерматином. Проміжок між сидінням і спинкою можна завісити капроновою сіткою. Для безпеки привідний ланцюг і зірочку обов’язково слід закрити кожухом за прикладом мопедів.
Було б доцільно оснастити машину ще й стоянковим гальмом. Для цього в його педальний привід треба вбудувати аналогічний механізм фіксації, як і у зчеплення.
На завершення всі сталеві елементи рами (крім тих, що з нержавійки або кольорових металів) треба пофарбувати. Перед фарбуванням поверхні очищають від іржі, знежирюють і ґрунтують. Фарбу бажано використовувати яскраву й наносити її за допомогою пульверизатора.
А. МАГОН