Був час, коли художнє конструювання переслідувало чисто декоративні цілі. Художники працювали лише над формою машин. Цим і пояснювалась наявність великої кількості декоративних елементів у конструкціях автомобілів недалекого минулого. Зараз завдання художнього конструювання значно розширилися. Сучасний дизайнер (художник-конструктор), намагаючись зробити машину більш красивою, розуміє, що чисто декоративними прийомами не обмежишся. Він має справу з формою машини, її пропорціями. А це означає: щось треба перекомпонувати, змінити, переробити вузли. Але для цього недостатньо лише художніх здібностей — треба ще бути і конструктором.
Людина, що володіє і художніми, і конструкторськими знаннями, перекомпонує машину не тільки для того, щоб вона стала кращою. Дизайнер ставить перед собою й інші цілі, головна з яких — зробити машину зручною для людини.
В обличчі сучасного автомобіля не повинно бути нічого зайвого. Пішли в минуле крила, плавники, масивні бампери. Простота, технологічність конструкції, максимум зручностей — основні вимоги, якими керується зараз кожен художник-конструктор. Виконуються ці вимоги далеко не завжди в конструкціях саморобних мікроавтомобілів. У пропонованому проекті ми і хотіли показати, як у любительській конструкції можна поєднати простоту і комфорт.
Створення машин, що відповідають вимогам технічної естетики, — одне з найважливіших завдань, що стоять і перед самодіяльним автоконструюванням.
Кілька років тому були побудовані дослідні зразки мікроавтомобіля «Супутник», призначеного замінити мотоколяску СЗА. На відміну від своєї попередниці «Супутник» вже справжній автомобіль. Він має потужніший двигун, що дозволяє розвивати досить високу швидкість, просторий кузов, розрахований на двох дорослих і два дитячі місця.
«Супутник» не запущений у серійне виробництво. Тим не менш його конструкція становить інтерес, і насамперед для самодіяльних автомобілебудівників. Технічна характеристика машини відповідає вимогам ДАІ до саморобних мікроавтомобілів.
Наш проект мікроавтомобіля нагадує серпуховську машину (компонуванням, кількістю місць у кузові), але значно відрізняється художньо-конструкторським рішенням.
На рисунку 1 — автомобіль зі звичайним кузовом-«купе», а на рисунку 2 автомобіль має кузов типу «універсал». І все ж це одна й та сама машина (рис. 3). Специфічна конструкція кузова дозволяє швидко трансформувати звичайне «купе» в кузов типу «універсал» («комбі»), і навпаки. Чим викликана необхідність такого перетворення?
Технічні вимоги ДАІ до саморобних мікроавтомобілів дуже жорсткі. Довжина мікроавтомобіля повинна бути не більше 3,5 м, ширина — не більше 1,5 м, база — не менше 1,6 м. В таких умовах дуже складно створити досить місткий і комфортабельний кузов. Тому самодіяльні автостроїтелі зазвичай обирають схему двомісного автомобіля. Природно, що при цьому забезпечення необхідного комфорту справа складна і, мабуть, нереальна.
Щоб створити хоча б мінімальний комфорт для чотирьох осіб, необхідно збільшити корисний об’єм салону кузова. Цього можна досягти, відсунувши заднє сидіння. Але при загальній довжині автомобіля в 3,5 м доведеться встановити його на місце багажника.
Підсумовуючи, можна сформулювати завдання — створити таку конструкцію кузова, в задній частині якого замість багажника і двох дитячих місць повинен бути один загальний корисний об’єм для перевезення двох дорослих пасажирів або багажу. Постановка такого завдання виправдана при створенні міського автомобіля з мінімальними габаритами, тому що така машина, як правило, експлуатується не завантаженою повністю. Не треба забувати, що і кількість багажу може бути різною. Тому і виникає необхідність об’єднання пасажирського салону і багажника в один об’єм. Це дозволить з більшим комфортом розміщувати пасажирів або ж перевозити більше багажу.
Подібний автомобіль має значні переваги перед звичайним міським завдяки своїй універсальності, більшому вибору варіантів використання корисного об’єму кузова.
Саме цей комбінований кузов типу «універсал» найбільше підходить для конструкції чотиримісного саморобного мікроавтомобіля, що має малу загальну довжину.
Однак на виставках любительських мікроавтомобілів машини з кузовами типу «універсал» зустрічаються поки що дуже рідко. Автоконструктори звикли до традиційних форм легкових автомобілів, до їх компоновочних схем. Але подібна тенденція майже ніколи не призводить до вдалого художньо-конструкторського рішення — кузова виходять громіздкими, важкими, порушуються гармонійні пропорції машин, погіршується комфортабельність, погано використовується корисний об’єм кузова.
А — двомісний «купе» (2+2 дитячих); Б — чотиримісний «універсал»; В — спальні місця; Г — з містким багажником (фургон); Д — схема з одним спальним місцем.
Розберемо конкретні переваги автомобіля з кузовом «універсал». У звичайному варіанті він має два дорослих і два дитячі місця (рис. 4, А). Кузов «універсал» робить його вже чотиримісним (Б), дозволяє перетворювати сидіння в спальні місця (В) або створити містке багажне приміщення (Г). Якщо спинки сидінь зробити роз’ємними, то праві сидіння (за ходом руху автомобіля) можна перетворити в одне спальне місце (Д). Це зручно при туристських поїздках або автомобільних ралі, коли один з членів екіпажу може відпочивати в той час, коли інший буде продовжувати рух. І не дивно, якщо машина подолає тисячокілометровий шлях не за два дні, як зазвичай, а всього за одні добу. Довжина пасажирського приміщення перевищує 2 м. Відкидні спинки переднього і заднього сидінь перетворюють їх на два спальні місця.
Перевезення таких вантажів, як холодильник, пральна машина, дитячий візок навіть на звичайних автомобілях — справа дуже клопітна, на саморобних же часом просто неможлива. Кузов «універсал» дозволяє це зробити. Достатньо лише пересунути заднє сидіння вперед і відкинути спинку або ж видалити її.
Ну, а якщо ви захочете надати машині більш спортивний вигляд? Це можна зробити двома способами. При першому — задня частина даху і задня панель кузова опускаються і утворюють єдину похилу поверхню, а бічні скла трикутної форми прибираються всередину. Якщо ж ви захочете зменшити вагу кузова, то можна застосувати другий спосіб: опускаючі деталі (дах, задню стінку і бічні скла) зробити знімними, а замість них встановити цільну панель з заднім вітровим склом. Правда, подібна конструкція дещо знижує жорсткість кузова. Тому місця стикування панелей слід зміцнити.
Яка ж компонування найбільше підходить до мікроавтомобіля з універсальним кузовом?
1 — двигун; 2 — зчеплення; 3 — переднє ведуче колесо; 4 — головна передача і диференціал; 5 — коробка передач; е — міжосьова відстань.
Конструктори саморобних мікроавтомобілів, а особливо юні, як правило, віддають перевагу розташовувати двигун ззаду. Простіша силова передача, немає тунелю для карданного вала, менше вібрацій. Для машини з кузовом типу «універсал» (або «купе-універсал») таке рішення неприйнятне, якщо не розташовувати двигун під підлогою (як у легкового автомобіля «фольксваген-1500»). Ми не зможемо максимально використати корисний об’єм кузова — основну перевагу «універсала». Значить, доведеться встановити двигун спереду. Силову передачу можна виконати двома способами: за звичайною схемою (з заднім ведучим мостом) або за схемою з переднім приводом. Другий варіант найкраще підходить для мікроавтомобілів з кузовом «універсал», тим більше саморобних, в яких через великі обмеження в габаритах конструктору доводиться боротися за кожен кубічний сантиметр.
Власники німецьких «трабантів» і «вартбургів», англійських «міні», французьких «сітроєнів» і «рено», американських «таунусів» вже оцінили переваги передньопривідних автомобілів. У подібних машин відсутня карданна передача до заднього моста. В кузові немає тунелю для карданного вала, що робить пасажирське приміщення більш просторим і дозволяє знизити центр ваги машини. Передньопривідні автомобілі мають кращу порівняно зі звичайними стійкість. Правда, шарніри ускладнюють конструкцію. Все ж виняткова компактність силового агрегату, можливість застосовувати різні типи кузовів (від спеціалізованих до універсального) і максимально використовувати їх корисний об’єм при зниженні центру ваги роблять дуже привабливим застосування переднього приводу саме на саморобних мікроавтомобілях.
1 — двигун; 2 — зчеплення; 3 — коробка передач; 4 — карданний шарнір; 5 — головна передача і диференціал; 6 — напіввісь; 7 — карданний шарнір.
Існує два основні види розташування двигуна передньопривідних автомобілів — подовжнє (рис. 5) і поперечне (рис. 6). За першою схемою побудований автомобіль «вартбург». Вона найбільше підходить для V-подібних двигунів, що мають малу довжину. Двигун, зчеплення, коробка передач і головна передача з диференціалом виконані в одному блоці, який встановлюється на рамі або підрамнику. Підвіска передніх коліс незалежна. Обертальний момент від головної передачі на ведучі передні колеса передається через качаючі напівосі, що мають по два шарніри.
Застосування такої схеми на саморобних мікроавтомобілях становить певну складність: необхідні конічні або спіральні зубчасті колеса головної передачі, дещо подовжується капот, збільшуються габарити автомобіля. З готових вузлів можливе застосування двигунів і деталей трансмісії мотоциклів М-62 або К-750, вузлів ведучих мостів автомобілів підвищеної прохідності Ульяновського автозаводу.
Поперечне розташування двигуна дає ще більшу компактність. Двигун, зчеплення, коробка передач і головна передача з диференціалом також в одному блоці. Але головну передачу можна зробити ланцюговою, клиноремінною або зубчастою (з циліндричними зубчастими колесами).
1 — картер головної передачі і диференціала; 2 — торсійна підвіска; 3 — карданний шарнір; 4 — шарнірне з’єднання поворотного кулака і качаючого важеля підвіски; 5 — напіввісь; 6 — карданний шарнір; 7 — диференціал; 8 — рульова трапеція (розташована спереду осі); 9 — головна передача; 10 — напіввісь.
Примітка. Картер головної передачі і диференціала встановлюється на рамі або виконується в одному блоці з коробкою передач, качаючі важелі підвіски шарнірно кріпляться до рами, а торсіони одними кінцями закладаються в верхні качаючі важелі підвіски, а іншими кріпляться до рами або силових частин кузова, якщо він несучої конструкції. Стрілкою показано напрямок руху автомобіля при передньому ході.
На рисунку 7 — один з варіантів переднього ведучого моста (подовжнє розташування двигуна). У нього чотири карданні шарніри (рівної кутової швидкості, як у сучасних автомобілях підвищеної прохідності ГАЗ і УАЗ). Підвіска незалежна. Вона може бути торсійною, як показано, або пружинною з гідравлічними амортизаторами. Можна використовувати деталі підвісок мотоколяски С3А і вантажних моторолерів. Вісь обертання поворотного кулака повинна збігатися з віссю обертання карданного шарніра.
***
Перед вами поставлено ряд творчих завдань: підбір двигуна і конструкції карданних шарнірів — найбільш прийнятне рішення головної передачі. Бажано застосувати можливо більше готових вузлів і деталей.
Юні автоконструктори, для яких виготовлення передньопривідного автомобіля виявиться поки що складним, можуть обмежитися першою частиною — побудувати мікроавтомобіль з комбінованим кузовом за звичайною схемою (з заднім ведучим мостом і карданною передачею від двигуна до головної передачі). Доведеться лише встановити проміжний карданний шарнір, та в кузові стане трохи тісніше через тунель карданного вала.
Більш досвідченим конструкторам саморобних автомобілів ми пропонуємо практично здійснити завдання створення досить простого і надійного мікроавтомобіля з переднім приводом. Рішення цього завдання зробить можливим також побудову мікроавтомобілів підвищеної прохідності, з приводом на всі колеса.
Ми чекаємо від наших читачів, від колективів автоконструкторів повідомлень про результати експериментів з впровадження переднього приводу на саморобних мікроавтомобілях, мікроавтобусах, а також застосування кузовів типу «універсал» і «купе-універсал» (комбінованих). Про найкращі конструкції ми розповімо на сторінках нашого журналу.
В. МАСИК, інженер