Колись давним-давно населяли Землю динозаври, бронтозаври та безліч інших дивних тварин, яким не потрібні були ні стежки, ні дороги — вони прокладали їх собі самі. А на «Всюдихід-трофі» минулого року (див. докладний звіт у «М-К» № 11-2018) ми познайомилися з їхнім сучасним нащадком — PTZavr’oM — всюдиходом оригінальної конструкції, побудованим ентузіастами позашляхового туризму з Петрозаводська (що, до речі, і відображено у назві). Його екіпаж отримав головний приз від журналу «Моделіст-конструктор», оскільки ця робота здалася нам однією з найцікавіших серед саморобок, що прибули на змагання. Тепер же, як і обіцяли в репортажі, публікуємо розгорнуту розповідь про цю цікаву машину, підготовлену її творцем.
З бездоріжжям ми знайомі давно. Спочатку подорожували на УАЗах, потім іноземними джипами, їздили і на Mercedes Unimog 406, і на ГАЗ-66. Багато разів брали участь у культових спортивних позашляхових заходах «Карелія-трофі» та «Ладога-трофі», організовували і серйозні походи, і веселі «покатушки». Однак на власному досвіді переконалися в тому, що збільшення розмірів автомобіля, що дає переваги в житло машини і можливості перевезення додаткової кількості речей, корисних далеко від дому, в той же час створює і певні проблеми.
Великі вага та габарити не дозволяли нам проїхати там, де це легко вдалося б зробити на компактній техніці. А якщо застрягнеш, що траплялося нерідко, то «з болота тягти бегемота» непросто в усіх відношеннях.
Так, поступово, ми дійшли розуміння: нам потрібний невеликий транспортний засіб, здатний перевозити двох людей лісом, у більшості випадків добряче заболоченим, або за сніговою цілиною, — словом, без будь-якої дороги. Звичайно, за таких вихідних даних дуже важливий хороший запас надійності, але оскільки будь-яка техніка може зламатися, у нашому випадку вона має бути такою, щоб її реально відремонтувати в польових умовах. І вона обов’язково має вміти плавати, бо води у нас у Карелії навіть більше, ніж бруду.
Розглядали як «пройдисвіт» квадроцикл. Однак удвох на ньому в серйозний похід не вирушиш. Підвезти пасажира ще можна, але без туристичного скарбу і недалеко. До того ж, нехай навіть володіючи завидною прохідністю, «квадрики» не плавають. Чи не наш варіант!
Згодом зацікавилися транспортними засобами класу UTV. Двоє людей тут уже їдуть досить комфортно. Помітно краще, ніж на квадроциклі, справа і з перевезенням багажу. Але прохідність гірша. Мабуть, цей снаряд більше призначений для катання сухими лісовими доріжками. Та й питання подолання водних перешкод залишається невирішеним.
У результаті, перебираючи можливі види та типи транспорту, що підходить для наших завдань, звернули увагу на повнопривідні всюдиходи-амфібії з формулою 6×6 та 8×8. Найбільш відомі марки серед них – канадський Argo та американський Мах. У нашій країні вони помітного поширення не набули через високу вартість і не найкращу надійність при серйозній експлуатації. Однак загалом компонування та ходові якості цих машин нам сподобалися, і ми вирішили побудувати щось подібне самостійно.
Спочатку виготовили повнорозмірну модель майбутнього всюдихода з плит ДСП, щоб «натурально» оцінити можливість його завантаження у вантажний мікроавтобус для доставки до місця активного використання. Відповідно, і форма, і габарити підбиралися виходячи з цієї вимоги. Довжина машини “вимальовувалась” в 3200 мм, ширина по колесах – не більше 1350 мм, а висота – 1600 мм.
Силовий агрегат запозичили у малолітражки Daewoo Matiz. Трициліндровий двигун потужністю 51 к.с. агрегатований із п’ятиступінчастою КПП. Вага цього комплекту разом із радіатором системи охолодження становить 120 кг.
Зварили тимчасовий каркас, щоб на ньому зібрати шасі всюдихода та перевірити, як усе працюватиме. ДВЗ встановили у передній частині поперек. З вихідних валів КПП момент, що крутить, двома дворядними ланцюгами (1:1,58) передається до роздавальної коробки (РК) від автомобіля «Нива». Вона відповідно доопрацьована: встановлений жорсткий провідний вал із виходом на дві сторони. Така схема дозволяє розвантажити КПП, пустивши потік потужності з двох гілок. «Роздатка» також розміщена впоперек і розподіляє тягу двома бортами. Дворядні ланцюги з кроком 12,7 обертають колеса середньої та передньої осей (1:1,52), а від середньої осі ланцюга тягнуться до задніх колес (1:1).
Колеса взяли від ATV із шинами діаметром 27″ на дисках 12,5″. У РК «Вазовського» позашляховика є диференціал, тому очевидно, що всюдихід отримав бортовий диференціальний принцип управління. Потрібно лише встановити гальма на вихідних валах РК. Так і вчинили – поставили саморобні диски, а супорти взяли від ВАЗ-2108.
Провели ходові випробування, які відразу багато чого прояснили. По-перше, потужності двигуна вистачає з надлишком. По-друге, необхідно жорстко закріпити силовий агрегат. Будучи встановленим на гумових подушках, він притягується до РК, ланцюг провисає і перескакує через зуби, що нікуди годиться, звісно. По-третє, диференціальний принцип повороту – річ цілком працездатна, але тут ми Америку не відкрили – подібна схема випробувана багатьма саморобниками. Потрібно лише при повороті «додавати газку», що після 15 хвилин катання відбувається вже рефлекторно.
Також, поряд із позитивними сторонами, були відзначені й недоліки. Наприклад, на даному апараті неможливо, перебуваючи у колії, повернути з місця. Доводиться здавати назад та вибирати іншу траєкторію руху. Але на рівній поверхні маневреність чудова. Правда, під час руху на другій та третій передачах, виконуючи різкий розворот, буквально вилітаєш із сидіння. При перемиканні на 3-ю та 4-у передачі потрібна вправність, оскільки машина досить швидко сповільнюється. Керування газом краще зробити ручне, оскільки іноді доводиться їхати стоячи або напівсидячи — це потрібно для того, щоб проскочити нерівностями на швидкості. Майже як на мотоциклі чи велосипеді. А ще на серйозному бездоріжжі буває часом корисна можливість керувати всюдиходом зовні, йдучи поряд з ним.
Після закінчення випробувань помітили, що каркас трохи повело. Добре, що він і тимчасовий — стало зрозумілим, що й де вимагає посилення. А ось деформація кріплень маточок коліс показала, що застосоване рішення, коли колеса кріпляться консольно, помилкове. Доведеться від нього відмовитись. Через викривлення маточок спостерігалося перескакування ланцюгів на подвійних зірочках. Більше того, застрявши одного разу в кучугурі, буксування та копання колесами до землі призвели до значного збільшення навантаження на трансмісію, внаслідок чого порвався ланцюг приводу правого колеса середньої осі. Всюдихід якось дотягнув до майстерні на одному правому та трьох лівих провідних колесах, але цей інцидент остаточно переконав, що конструкцію машини треба серйозно доопрацьовувати.
Насамперед, по-іншому закріпили всі шість коліс: замість використання маточини переднього приводу ВАЗ-2108, яка однією стороною з’єднувалася з диском колеса, а іншою — із зірочкою ланцюгової передачі, виточили вісь під два підшипники, зовнішні обойми яких фіксуються в гніздах рами. Подвійні зірочки замінили на однорядні під потужний ланцюг із кроком 25,4. З зазначеної вище причини замислилися над тим, як взагалі позбутися первинної ланцюгової передачі (КПП до РК). В результаті кардинально змінилася вся конструкція шасі.
За новою концепцією силовий агрегат “прописався” ззаду і встав поздовжньо. Кардан, приєднаний до одного з виходів КПП, передавав потяг до редуктора головної передачі від Ford Scorpio, у якого виявилися зручні фланці на виході – на них посадили гальмівні диски та пару зірочок. Тепер диференціал у КПП, звісно, заблокований. З редуктора одна пара ланцюгів передає момент до колес середньої осі, друга – до задніх колес (1:1,8). Передня вісь отримує привід від середньої (1:1). Зірочки використані від сільгосптехніки (якщо конкретно, то від картоплекопалки білоруського виробництва) вийшло дешево, і якість прийнятна. Ланцюги куплені в магазині. Натягувачі ланцюгів не передбачені, та й практика показала, що в них немає потреби.
Каркас зварений із квадратного профілю перетином 40×40 мм (внутрішня силова рама) та 25×25 мм (зовнішні частини). Зовні обшили його залізними листами (ст. 3). На дно по 2 мм завтовшки, спереду та ззаду – 1,5 мм, по бортах – 1,0 мм. Випробування показали, що все працює як слід, але ергономіка місця водія нікуди не годиться. По лавці ковзаєш на поворотах від борту до борту. Втриматися не виходить, оскільки треба встигати важелі керування тягнути. А як рухливі, вони не дають рукам потрібного упору.
Подальше вдосконалення машини пішло за двома напрямками. По-перше, замість поперечної лави поставили два сидіння від того ж Daewoo Matiz, що мають бічну підтримку. А по-друге, важелі управління, характерні, але не обов’язкові для техніки з бортовим принципом повороту, замінили на кермо мотоциклетного типу, що відхиляється вліво-вправо на незначні кути. Керування газом – рукояткою, що обертається. Тепер можна триматися за кермо, що особливо оцінюєш, рухаючись сильно пересіченою місцевістю і при виконанні крутих поворотів. З’явилася можливість керування стоячи, що іноді потрібно. До того ж, на кермо перемістився і пульт лебідки — користуватися нею і водночас допомагати колесам стало набагато зручніше. Крім того, більш зібрана посадка водія разом із новими органами управління дозволили збільшити швидкість, а це, у свою чергу, покращило прохідність. Наприклад, стало можливим проскакувати ходом снігові перемети, ковзаючи на днищі, практично без допомоги коліс, чого раніше не вдавалося.
Навчившись нормально їздити сушею, приступили до «водних процедур». У Карелії це в основному річки та озера. Прямо в межах Петрозаводська знайшовся пологий берег із пісочком — з нього й почали. Перший заплив відбувся на всюдиході ще з низькими бортами. За рахунок обертання коліс він плив погано. Повісили човновий мотор потужністю 5 л. на задній транець і спробували вкотре. Однак результати знову не порадували: до румпеля було дотягнутися важко, але головне — користі від ПЛМ виявилося ненабагато більше, ніж від коліс, оскільки давався взнаки опір корпусу. Осаду начебто глибока, але при цьому машина розгойдувалася з боку в бік, намагаючись черпати воду через борт. Загалом, екіпаж почував себе на такому кораблі дуже невпевнено.
Продовжили вивчення питання із використанням човнового мотора. Для підвищення стійкості були додані з обох боків два понтони зі старих бойлерів по 160 л кожен. Як експеримент спробували встановити ПЛМ не ззаду, а всередині всюдихода, для чого вирізали в днище отвір під «ногу» мотора і вварили колодязь, верхній зріз якого був вище ватерлінії на 100 мм. З балонами по бортах стійкість значно зросла, стало можливо навіть стояти на задньому багажнику без виникнення небезпечних кренів. Вдалося розвинути швидкість до 4 км/год, проте практика показала, що в комфортному режимі краще рухатися зі швидкістю не більше 2,5 км/год.
Наступний етап роботи проходив під знаком підвищення водоплавних властивостей всюдихода. Щоб можна було довго і впевнено йти водоймою при середньому хвилюванні зі швидкістю не менше 6 км/год. Для цього виготовили кишені над колесами, що мало знизити опір підводної частини корпусу. Кишені зробили з пінопласту, додавши машині та додаткової плавучості. А бортами повісили надувні балони. Вийшовши на сушу, можна швидко згорнути, а кронштейни скласти. Але ні бічні поплавці, ні кишені в колісних нішах не виправдали себе. Найпрактичніше виявилися плоскі відкидні понтони з пінопласту. Привести їх у робоче положення або скласти, виїхавши на берег, швидше, ніж возитися з балонами. Основним же в плані підвищення амфібійних властивостей всюдихода виявилася заміна ПЛМ на стаціонарний гребний гвинт, що забирається, з приводом від двигуна машини.
Дволопатевий гвинт з порожніми лопатями зварений, як кажуть, «на коліні» з приблизним дотриманням кутів. Діаметр його дорівнює 700 мм, а крок близько півметра. Кронштейн з гвинтом піднімається вгору і фіксується на задньому борту, коли у водному рушії немає потреби, тобто на суші. На воді він відкидається назад, при цьому вал його приводу входить в зачеплення з муфтою, в основі якої лежить привід колеса ВАЗ-2108. Муфта обертається постійно, якщо включено якусь передачу, вал до неї йде від вільного виходу КПП.
Чергові тестові випробування показали, що тепер максимальна швидкість води становить 6,3 км/год, комфортна — 4 км/год. Це вже щось! Двоє людей, що висять на одному борту, при відкинутих бічних понтонах не можуть перевернути всюдихід. Оптимально йти водоймою, включивши 4-ту передачу в КПП і підтримуючи обороти двигуна в районі 2000 об/хв. На 5-й передачі двигун явно працює з перевантаженням і перегрівається.
У ході одного із запливів зачепили колесами абосте дно — машина зупинилася. Колеса не допомогли, але на 3-й передачі давши газ вдалося вибратися за рахунок гвинта. До речі, якось згодом, уже у поході, ми успішно подолали близько півкілометра суцільного мулу. При наїзді на мілину або каміння привід гвинта просто підстрибує нагору, а потім сам опускається. Але докучала вібрація на деяких режимах роботи рушія. Виявилося, що за 500 об/хв і вище починається бурхливе «закипання» води навколо гвинта. Проблему вдалося вирішити розширенням лопат на 50 мм з кожного боку та зменшенням діаметра гвинта до 540 мм. Декілька пройдених маршрутів показали, що як амфібія цей всюдихід цілком відбувся, і більше в цьому напрямку працювати не варто, щоб не зіпсувати його поліпшеннями.
У такому вигляді машина успішно возила нас чотири роки, і, за великим рахунком, вона всім влаштовувала.
Але, як відомо, немає межі досконалості! Одного разу ми замислилися над серйозною модернізацією. Головна мета — уникнути диференціального повороту до фрикційного, який застосовується на серйозній гусеничній техніці, що промислово випускається. Справа в тому, що конструкція з диференціалом проста в реалізації, але має істотний недолік – не забезпечує 100% повного приводу на колеса обох бортів. Наприклад, якщо підніматися в гірку з перешкодами, то при наїзді на нерівність колеса одного з бортів втрачають зчеплення і одразу прокручуються. Це викликає зупинку, адже на колесах другого борту тяга відразу падає. При належній вправності таке можна передбачити і вчасно змінити траєкторію, але іноді для маневру немає місця, тоді доводиться спускатись назад і починати заїзд заново. Подібна картина спостерігається під час підйому по піску. При виконанні повороту на слабонесучих ґрунтах, скажімо, на болоті, всюдихід сповільнюється аж до повної зупинки, і іноді рушити після цього вже неможливо. А при використанні бортового механізму керування фрикційного типу досить просто відключити один борт і не гальмувати його: за рахунок великого опору машина сама повертає практично не втрачаючи ходу. І, нарешті, конічний диференціал від автомобіля просто не призначений для такої експлуатації. Трохи раніше чи трохи пізніше, але він обов’язково зламається внаслідок зносу хрестовини та сателітів. Причому прогнозувати таку поломку не можна, а якщо вона станеться, то машина повністю втратить хід! ( Прим. ред. В інструкції до деяких автомобілів навіть вказується, що слід уникати тривалого буксування одного з коліс, оскільки це може призвести до виходу диференціала з ладу. Що вже говорити про «бортоповоротний» всюдихід з таким вузлом у трансмісії, коли небажаний режим роботи останнього виникає регулярно.)
Механізм повороту фрикційного типу запозичений у гусеничного транспортера ГАЗ-71. Управління ним переведено з механічних тяг на гідравліку із застосуванням циліндрів зчеплення від ВАЗ-2101. Стрічкові гальма замінені на дискові. Сам редуктор за умовами компонування реверсований шляхом перестановки веденої шестерні головної пари на інший бік щодо ведучої. Потрібно було проточити корпус, щоб шестерня не зачіпала за нього. Також була видалена половина пружин у кошиках фрикціонів для зменшення зусилля на кермі: все-таки плечі керма набагато коротші за підлогові важелі в транспортері.
Рульовий вал змістили щодо кермової машинки (чотирьох основних гідроциліндрів від «Жигулів», що управляють фрикціонами та гальмами). Кермо став ближчим до центру, за рахунок чого збільшився простір під праву ногу. Особливо це актуально взимку, коли водій у товстому теплому одязі, та ще й у валянках.
Днище у всюдихода спочатку було не плоске, а мало глибокий тунель посередині. Нам здавалося, що при суцільному широкому днищі машина прилипатиме їм на болоті або в снігу, а потім безпорадно обертатиме всіма шістьма колесами. А при даній формі корпусу є шанс проскочити засадне місце, ковзаючи наче на лижах. Але очікуваного позитивного ефекту не спостерігалося, тому під час модернізації всюдихода днище стало майже плоским.
На місці центрального тунелю організували відсік для речей, до того ж, з’явилася можливість опустити ДВЗ і знизити цим центр тяжіння машини, що теж непогано. Принагідно вирішили зробити основну нижню раму знімною разом із встановленими на ній силовою установкою та механізмом повороту — це помітно полегшило обслуговування та ремонт.
Підіб’ю підсумок. Всюдихід вийшов непоганим, цілком відповідним поставленим завданням, але на даний момент цей проект, як на мене, себе повністю вичерпав. Наступний етап нашої творчості — будівництво нової машини аналогічного типу, але з підвіскою, оскільки без неї на купині трясе так сильно, що їзда стає вже не в радість.
«ГУСЯНКА»
Отже, ми зробили амфібію, яка не боїться бруду та каміння, вміє плавати, але глибоким снігом наш всюдихід їхати відмовлявся: він просто лягав на днище, після чого безпорадно обертав колесами. Схожий ефект спостерігався і дуже м’якому болоті. Тим часом спосіб виправити ситуацію відомий давно — треба «обернути» колеса гусеницями. Навіть фірмові моделі згаданих марок можна доукомплектувати такими додатковими знімними рушіями. Коштують вони, як і всі налаштування, зрозуміло, дорого. Ми ж поставили собі за мету виготовити їх самостійно з легких, недорогих і доступних матеріалів. А оскільки більшу частину часу всюдихід все ж таки проводить на колесах, то ці гусениці повинні швидко і без застосування значних зусиль монтуватися на машину в польових умовах, і так само легко зніматися. Ну і, зрозуміло, вони мають бути досить компактними, щоб їх можна було возити із собою.
Перший варіант виготовили із поліпропіленових водопровідних труб діаметром 25 мм. Кожен трак цієї версії складався з горизонтальної ділянки, до якої з обох боків кріпилися вертикальні хвости. Плюс були короткі відростки, крізь які пропускався поліпропіленовий канат, що з’єднує траки на єдину стрічку. Внутрішні порожнини трубок ми заповнили будівельною піною. Виявилося, що один такий трак важить 297 грамів, і він не лише плаває сам, а й здатний утримати на плаву додаткових 200 грамів вантажу. А це означає, що гусениці машині, що опинилася на воді, додадуть їй хоч і незначну, але додаткову плавучість.
Для реалізації цієї конструкції знадобилася неабияка кількість сполучних «хрестів», і нам довелося повністю скупити їх у всіх найближчих магазинах сантехніки. З’єднання елементів між собою здійснювалося стандартним зварюванням пластику з використанням відповідної нагрівальної машинки.
Відстань між траками 100 мм. Канат використаний діаметром 14 мм. Для з’єднання гусениці служить замок, що є роз’ємним траком зі сталевої профільної труби. Канат у кожній половинці замку можна перепускати та затискати – це потрібно для підтягування гусениці, що особливо актуально у початковий період експлуатації.
Після того, як перша гусениця була зібрана, обкатали її при морозі в мінус 8 градусів. Було побоювання, що пластик не витримає холоду, але все пройшло гладко.
Зібравши повний комплект рушіїв, провели серйозніші випробування. Навантаження – 3 особи, температура – близько 10 градусів нижче за нуль, сніг – до 60 см, без наста, пухкий. Поки їхали до цілини укатаною дорогою, зрозуміли, що в порівнянні з рухом на колесах швидкість помітно знизилася. Зате незайманими глибокими кучугурами пішли дуже впевнено. Хоча, якщо чесно, запасу ходу практично не було, та й розвороти виконувалися насилу. А через деякий час колеса почали пробуксовувати всередині гусениць — навіть візуально було помітно, що ті розтяглися, а траки зледенілі. Підтягнули бічні канати на 40 мм і знову кинулися до снігу. Їде! Всюдихід провалюється приблизно на 30 см, а сніг між траками не вичавлюється. А коли перетинали канаву, заповнену камінням, то зламали один трак, але це ніяк не вплинуло на подальший рух.
Пораділи, що після чотиригодинних випробувань зношування або будь-яких критичних ушкоджень траків не виявилося. Тому ще більше нас здивував той факт, що під час наступного тестування одна з гусениць несподівано розвалилася без видимих причин. Зруйнувалося 26 траків із одного боку! Переглядаючи потім відео, визначили, що траки не потрапили на колесо, воно пішло з бокових упорів – і ось результат. Списали поломку на власну неуважність.
Чергове застосування саморобних гусениць відбулося влітку під час важкого походу. Відмінна річ, однак, вийшла! За два дні руху по болотах із навантаженням 1,5 тонни ми жодного разу не застрягли. Прекрасне зчеплення, хороша плавучість, немає необхідності постійних підтяжок-регулювань. Щоправда, на камінні та колодах треба бути акуратним.
Наступної зими знову скуштували гусениці. І… знову поломка! Висновок: для зимової експлуатації ця конструкція не підходить. Необхідний інший матеріал для траків і, можливо, інша конструкція. Випробував варіант виготовлення траків із ПНД-труб. Загинав їхні кінці, розігріваючи феном. Що тут сказати… Вийшло так собі. Стінка тонка, ресурс такого траку явно невеликий. Трубки потрібні товщі. І тоді я зробив траки двошаровими: у трубу діаметром 40 мм вставив трубу діаметром 32 мм. Але феном такий бутерброд не розм’якшити. Довелося виготовити бак, у якому нагрівається олія. Опустивши в нього подвійну трубу та розігрів, можна її потім загнути. Важливим виявилося підібрати температуру нагріву. Експериментальним методом зупинився на 140 ° С, а в бак вбудував термостат. А щоб загинати розігріті труби (причому, одразу три) зробив спеціальний трубогиб.
Усередині траки заповнені вилотермом (спіненим поліетиленом). Між секціями вставлені відрізки поліпропіленових труб, усередині яких протягнутий сполучний канат. Замок зварений із сталі.
Перевірку новим «гусянкам» влаштували 17-кілометровим пробігом по замерзлому озеру та лісі. Багато буксували на камінні, розкиданому по берегах. На озері снігу було мало — здувало, але в лісі кучугури по півметра точно були.
Спочатку рух йшов із зупинками, але незабаром я зрозумів, що до чого. Просто гусениці розтяглися, провисання між коліс доходило до 100 мм, але спадати вони не збиралися. Підтяг, і все налагодилося. Хоча на льоду та укатаній дорозі спостерігалося ковзання всюдихода в поперечному напрямку.
Відзначив, що якщо на снігу провернути гусеницю, зрізати вже утрамбований сніг (наприклад, при повороті), то зчеплення, а отже, і тяга сильно падають. Буксанувши на схилі, знову рушити вже не виходить. Більше того, відкотившись назад, не вдається піднятися і своїм же слідом. А ось поряд з ним, за новою траєкторією, це можна зробити без жодних проблем. При цьому на засніжених схилах бокового ковзання немає, колію всюдихід тримає добре.
За сезон експлуатації траки не розігнулися і не стерлися, та й загалом гусеницям не знадобилося жодного ремонту. Як мені здається, ми отримали додаткові двигуни не на один рік. Стануть в нагоді вони і на новому всюдиході. Їхня установка займає не більше 15 хвилин, а ефект колосальний, що, власне, і було продемонстровано на «Всюдихід-трофі 2018». Звичайно, зайві 32 кг на верхньому багажнику в подорожі не радують, зате перешкод для нашої техніки відтепер практично не існує!
Олексій СОЛОВЙОВ