Архив журнала Моделист-Конструктор
|
АВТОМОБИЛЬ ДЛЯ ГОРОДАЖителей города Тольятти нелегко удивить новым автомобилем. На своих улицах они первыми встречают перспективные модели Волжского автозавода, новинки зарубежных фирм. Но где бы ни появился миниатюрный желтый автомобильчик с веселым названием «Колобок», он неизменно привлекает внимание прохожих и, конечно, автолюбителей. А после передачи «Это вы можете», где конструкция была представлена многомиллионной зрительской аудитории, интерес к ней возрос еще больше.
Отвечая на многочисленные просьбы телезрителей и читателей нашего журнала, мы публикуем описание и чертежи этой интересной машины, подготовленные ее автором инженером-конструктором ВАЗа Виктором Тимофеевичем Горбуновым и нашим корреспондентом С. Наджаровым.
Прочно вошел в быт современного человека легковой автомобиль. Модели, предлагаемые промышленностью, отличаются надежностью, удобством эксплуатации и обслуживания, универсальностью. Однако, самодеятельные автостроители, даже используя максимальное число стандартных агрегатов, редко копируют их, а создают, как правило, оригинальные конструкции, наиболее отвечающие конкретному назначению машины. Любителей отдыха на природе привлекают схемы полноприводных автомобилей, с увеличенным клиренсом; автотуристов - напротив, низкие, приземистые машины с обтекаемым кузовом; тех же, кто предпочитает отдых «на колесах» всей семьей, больше устраивает компоновка микроавтобуса.
А какой же автомобиль нужен городскому жителю для каждодневных поездок на работу, за покупками, по бытовым нуждам, для недальних загородных маршрутов? Ответы специалистов к настоящему времени «приходят к общему знаменателю». Такой автомобиль должен иметь минимальную длину около 3 метров, просторный, удобный для частой посадки и высадки кузов с емким, трансформируемым за счет складывающихся задних сидений багажным отделением. Он должен обладать отличной маневренностью, а его двигатель - в первую очередь экономичностью и малой токсичностью выхлопных газов. И действительно, кто из автолюбителей не замечал: движение в общем транспортном потоке уравнивает достоинства и стремительных «Жигулей», и мощных «Волг», и юрких «Запорожцев»: все они движутся с одной скоростью. А на просторных магистралях максимальная скорость ограничена величиной, легко доступной любому современному автомобилю. Зато водитель маленького, короткого автомобиля чувствует себя в городе гораздо увереннее: ему проще маневрировать на дорого, найти место на стоянке или у тротуара и быстро припарковать машину. Несмотря на скромные внешние габариты, кузов мини-автомобиля не менее удобен. Ведь, как показывает статистика, в среднем каждый автомобиль перевозит одного-двух человек и незначительный груз. Поэтому даже малолитражка с 4-5-местным салоном и емким багажником большую часть времени перевозит... воздух. В то время как у мини-автомобиля задняя часть салона может использоваться по необходимости и как пассажирское, и как грузовое отделение. Такое компоновочное решение и позволяет значительно сократить длину кузова. Мощности двигателя в 30-40 л. с. для легкой машины вполне достаточно. И, двигаясь по городу, вы не ощутите разницы в динамике и скорости в сравнении с серийными легковыми авто. При этом топливные расходы будут значительно ниже: лучшие модели микролитражек на 100 км пути тратят около 5 л бензина. Да и токсичность выхлопных газов меньше. Поскольку чем меньше мощность двигателя, тем чаще он работает на режимах, близких к номинальному, там, где наименьший удельный расход топлива и минимальное содержание вредных компонентов в отработавших газах.
Исходя из этих требований и был спроектирован и изготовлен «Колобок». Его длина 3,1 м и ширина 1,5 м, но в салоне свободно размещаются четыре взрослых человека. При езде вдвоем задняя часть кузова превращается во вместительное багажное отделение с ровным дном. Доступ в него - через большую заднюю дверь. Нижняя плоскость ее разъема находится на высоте всего 0,5 м от земли, поэтому погрузка даже тяжелых предметов в машину не вызывает затруднений. Малые габариты кузова, большие углы поворота управляемых колес при базе чуть больше 2 м обеспечивают машине прекрасную маневренность. Салон даже в четырехместном варианте удобен для водителя и пассажиров. Комфорт получен за счет увеличения высоты кузова: посадка на более высоких сиденьях привычней и удобней, особенно при частых остановках и выходах из машины. Конечно, такой автомобиль менее обтекаем для встречного потока воздуха, но для городских скоростей увеличение аэродинамического сопротивления не столь значительно.
|
|
Более подробно об устройстве автомобиля.
Кузов - несущий, трехдверный, с трубчатым усилением пола и моторного отсека. При его изготовлении использованы детали кузова ВАЗ-2102: боковые и задняя дверь, крыша, стойки и пороги. Чтобы подогнать их под выбранные размеры, двери увеличены по длине и высоте на 100 мм, а крыша существенно укорочена и на 100 мм сужена.
Нижняя и верхняя части кузова изготавливались отдельно. Сначала был сварен трубчатый каркас с кронштейнами установки рычагов подвесок, двигателя и элементов амортизации. Затем он обшивался стальными листами, образующими пол салона и четыре колесные ниши. Форма последних - полусферическая, без карманов и ниш, где могла бы задерживаться влага. Такие ниши доступны для контроля н тщательной обработки антикоррозионными составами. Верхняя часть кузова - собранные вместе стойки, крыша и борта задней части салона монтировались на нижнюю; после сварки они образуют жесткий несущий кузов. Трубчатое усиление дна салона позволило облегчить пороги; у каждого одна из его стенок, выходящих в салон, была вырезана. Кроме уменьшения ширины порога, это способствует упрощению антикоррозионного ухода за кузовом: теперь внутренняя полость порога через перфорированную большими отверстиями стенку имеет отличный доступ для нанесения «антикора».
Передок кузова, усиленный трубчатой рамкой, имеет съемную конструкцию: крепится он болтами. Это позволит легко его заменить в случае аварии, а также с наибольшим удобством обслуживать или ремонтировать двигатель.
Капот - аллигаторного типа. Его можно откидывать назад почти до ветрового стекла, полностью открывая подкапотное пространство.
Вместо бамперов, ограничивающих максимальные габариты машины, но периметру кузова установлена эластичная предохранительная накладка. Она выполняет также и функцию декоративного молдинга, придающего относительно высокому кузову большую стремительность.
Для остекления салона использованы стандартные боковые стекла от «Жигулей»: с подъемными механизмами - в дверях и установленные неподвижно - в задней части кузова. Ветровое стекло - от автомобиля ЗАЗ-968, заднее - от ВАЗ-2102. «Форточки» у передней и задней стоек - самодельные, установлены неподвижно, но вентиляция салона через выходные отверстия в задних стойках кузова достаточно эффективна.
Силовым агрегатом «Колобку» служит двухцилиндровый четырехтактный двигатель воздушного охлаждения от мотоцикла «Урал». Его мощности - 36 л. с. при 5600 об/мин - достаточно для движения машины массой 700 кг со скоростью до 100 км/ч. Средний расход бензина А-76 на 100 км пути - 6 л. Благодаря своей оппозитной схеме двигатель отлично «вписался» в крохотное подкапотное пространство, а воздушное охлаждение, не требующее установки радиатора в передней части машины, дало возможность придать кузову клиновидную форму. Достоинства выбранного двигателя позволили сделать машину такой короткой.
|
|
Насколько экономно использовано подкапотное пространство в носовой части кузова, настолько просторным и вместительным получился салон автомобиля.
В системе питания вместо двух карбюраторов, установленных на каждом цилиндре, применен один - типа К-127. Он крепится к сваренному из стальных труб общему впускному коллектору над двигателем - там, где удобно производить его регулировку. Для улучшения работы в холодное время года коллектор снизу подогревается теплом выхлопных газов: к его нижней стенке вплотную примыкает дугообразная трубка, соединяющая выхлопные трубы обоих цилиндров. Во время работы двигателя часть горячих газов проходит через нее и нагревает своим теплом стенку впускного коллектора.
Воздушный фильтр - масляно-инерционного типа. За счет его небольшого диаметра под капотом слева от него осталось достаточно места для размещения запасного колеса.
Топливо в карбюратор подает бензонасос диафрагменного типа, приводимый в действие эксцентриковой шайбой от вала масляного насоса.
Для равномерного охлаждения цилиндров и исключения перегрева при работе в жаркое время года двигатель оборудован принудительным обдувом: перед каждым цилиндром установлен металлический трехлопастный вентилятор, приводимый во вращение клиноременной передачей. Для устройства такого привода пришлось дообработать переднюю часть двигателя. В крышке распределительных шестерен соосно коленчатому валу было расточено отверстие под корпус узла приводного шкива. Крепится он на крышке болтами или с помощью специальной сварки. Валик шкива установлен в корпусе на шариковом самоустанавливающемся подшипнике и приводится во вращение шлицевой втулкой, прикрепленной к торцу шестерни коленчатого вала. Сдвоенный шкив, собранный из двух шкивов водяного насоса ВАЗ, монтируется на хвостовике валика со шпонкой и фиксируется храповым болтом. Клиноременная передача от ведущего шкива к вентиляторам осуществляется двумя ремнями. Правый приводит вентилятор и генератор, левый - только вентилятор. Натяжение первого регулируется положением генератора, второго - дополнительным роликом.
Система смазки двигателя в целом осталась без изменений. Однако масляный фильтр из компоновочных соображений пришлось установить горизонтально: для этого понадобилось несколько стальных втулок и резиновых уплотнительных колец. А для улучшения охлаждения масла к нижней стороне поддона приварены несколько стальных уголков.
Для осуществления пуска двигателя электрическим стартером маховик доработан. На удлинительное кольцо, концентрично приваренное к торцу маховика, напрессован стандартный зубчатый венец от маховика ЗАЗ. Стартер с обратным вращением крепится на точеном стальном картере сцепления.
Сцепление двухдисковое, сухое. Его конструкция усовершенствована по типу автомобильного. Привод выжимного рычага - тросовый.
Коробка передач стандартная, жигулевская, но крепится она не к картеру сцепления, как у большинства автомобилей, а через удлинитель с промежуточным валом, так что на автомобиле она расположена между передними сиденьями. Такая компоновка, несмотря на небольшое усложнение трансмиссии, обеспечивает лучшую развесовку машины, а главное, позволяет более свободно разместить педали управления.
Удлинитель представляет собой отрезок тонкостенной стальной трубы (в качестве заготовки можно использовать карданный вал от автомобиля «Москвич-408»). С одной стороны он вварен в круглый фланец, для подсоединения к картеру сцепления двигателя. С другой стороны в трубе прорезан продольный паз, а поверх надет широкий хомут - для соединения со стаканом фланца коробки передач. Этот фланец изготовлен из торцевой стенки стандартного картера сцепления двигателя ВАЗ. В его центральном отверстии закреплен сваркой стальной толстостенный стакан, в котором установлены подшипник и уплотнение промежуточного вала. Дополнительную жесткость соединению придают четыре стальных подкоса. Промежуточный вал опирается передним хвостовиком на подшипник, запрессованный во внутренний фланец маховика, а задняя - через соединительную шлицевую муфту - на подшипник стакана фланца коробки. Этот вал передает вращение от ведомых дисков сцепления к первичному валу коробки передач. При сборке узла корпусные детали промежуточного вала объединяют двигатель и коробку передач в единый силовой агрегат, который крепится к кузову автомобиля в трех точках: к двум кронштейнам подрамника и на поперечной перекладине, под задней частью коробки.
С главной передачей коробка соединяется еще одним валом. Так как на автомобиле применена независимая подвеска задних колес, картер главной передачи крепится к кузову практически неподвижно - с помощью резинометаллических втулок. Поэтому у соединительного вала вместо карданных шарниров можно использовать упругие пальцевые муфты.
Редуктор главной передачи имеет передаточное отношение 4,1. Его короткие полуоси соединены с колесными полуосями двумя карданными валами.
Ступицы и подшипниковые узлы задних колес можно использовать от мотоколяски СЗА. Для увеличения надежности и долговечности вместо штатных колесных полуосей установлены самодельные, с увеличенным диаметром шеек под подшипники № 205 и №206.
При выборе размера колес (5,0-10) учитывалась не только недефицитность и дешевизна покрышек. Их размер во многом определил всю компоновку кузова: чем меньше колеса, тем меньше величина колесных ниш, а следовательно, больше места в салоне. Применение легких, маленьких колес благоприятно сказывается на комфорте и динамике движения: чем они легче, тем меньше их момент инерции и неподрессоренные массы подвесок. И наконец, меньший наружный диаметр колес определяет и меньшее передаточное отношение трансмиссии: более компактный редуктор главной передачи. Недостатки малых колес - несколько более быстрый износ и худшая проходимость. Однако первый компенсируется дешевизной резины, а второй в условиях города имеет второстепенное значение.
Подвеска всех колес - независимая. Передних - на поперечных, а задних - на продольных рычагах, поддемпфированных спиральными пружинами и гидравлическими амортизаторами ВАЗ.
Рулевое управление - традиционной схемы: червячный механизм (от «Запорожца») своей сошкой перемещает поперечную рулевую тягу, соединенную сферическими шарнирами с рычагами рулевой трапеции на ступицах передних колес.
Электрооборудование автомобиля - 12-вольтовое, с генератором и реле-регулятором ВАЗ. Аккумуляторная батарея - 6-СТ-45, но удачная компоновка подкапотного пространства допускает установку любого аккумулятора от легковых автомашин. Имеется все необходимое сигнальное и контрольное оборудование: фары, указатели поворотов, стоп-сигналы, звуковой сигнал, щиток приборов - от ВАЗ-2103. Не забыто и дополнительное: освещение салона, вместительный перчаточный ящичек, электрообогрев заднего стекла и его стеклоочиститель, а также радиооборудование - приемник и магнитофон.
Необходимый комфорт при эксплуатации машины в холодное время года обеспечивает оригинальный отопитель салона.
Устроен отопитель так. Выхлопные трубы правого и левого цилиндров через гофрированные термостойкие трубы присоединены к теплообменнику - сваренной из листовой нержавеющей стали емкости. Там трубы сходятся в одну, которая далее выводится наружу и соединяется с системой глушения. К верхней части корпуса теплообменника приварены два коротких патрубка для подающего и отводящего воздушных шлангов, а внутрь емкости вварена продольная стальная перегородка, направляющая поток воздуха между ними по максимальному пути - вдоль разогретых выхлопными газами труб. Для уменьшения теплообмена с встречным потоком воздуха, обдувающим при движении агрегат, корпус теплообменника изолируется асбестом. Циркуляцию воздуха через отопитель обеспечивает двухскоростной вентилятор, установленный под капотом возле лючка воздухозаборника. Температуру подаваемого в салон воздуха можно регулировать заслонкой в лючке, изменяющей соотношение холодного и нагретого воздуха. В салоне выходные отверстия системы выполнены вдоль ветрового стекла, по бокам передней панели, с дефлекторами для подачи воздуха на боковые стекла, и в нижней части салона: у ног водителя и пассажира на переднем сиденье.
|
|
Все сиденья в машине раздельные. Передние имеют регулировку положения по длине и наклону спинки. Задние могут складываться вперед. Причем, помимо пассажирского и грузового вариантов, возможен промежуточный: сложив одно из задних сидений, получаем трехместный салон с грузовым отделением сбоку от заднего пассажира. |
|
Рис. 1. Устройство городского автомобиля «Колобок»: 1 - предохранительная наклад1.а (упругий бампер), 2 - генератор, 3 - топливный насос, 4 - карбюратор, 5 - лючок воздухозаборника системы вентиляции и отопления кузова, 6 - выходное вентиляционное отверстие. 7 - амортизатор, 8 - пружина задней подвески, 9 - пол грузового отделения, 10 - главная передача, 11 - бензобак, 12 - соединительный вал трансмиссии, 13 - упругая пальцевая муфта, 14 - привод спидометра, 15 - рулевая сошка, 16 - выхлопная труба, 17 - амортизатор, 18 - пружина передней подвески, 19 - поперечная рулевая тяга, 20 - стартер, 21 - удлинитель, 22 - коробка передач, 23 - поперечная перекладина установки двигателя, 24 - коробка передач, 25 - рычаг ручного тормоза, 26 - рычаг задней подвески, 27 - трос ручного тормоза. 28 - глушитель, 29 - колесный кардан, 30 - заливная горловина топливного бака, 31 - верхний рычаг передней подвески, 32 - нижний рычаг передней подтески. 33 - вентилятор системы охлаждения двигателя. 34 - кронштейн вентилятора, 35 - приводной шкив. |
|
Рис. 2. Схема кузова: 1 - лонжероны подрамника, 2 - трубчатый каркас съемного передка кузова, 3 - кронштейны крепления элементов передней подвески, 4 - задняя поперечная балка, 5 - верхняя часть кузова, 6 - колесная ниша с колодцем для установки пружины задней подвески, 7 - кронштейн крепления рычага задней подвески.
Рис. 3. Трубчатый каркас дна кузова: 1 - передняя поперечная труба, 2 - лонжероны подрамника (под кронштейны крепления двигателя), 3 - центральный лонжерон, 4 - поперечная труба, Б - кронштейны крепления теплообменника системы отопления кузова, 6 - бортовой лонжерон, 7 - задняя поперечная балка, 8 - трубчатое усиление Дна грузового отделения, 9 - кронштейны крепления картера главной передачи.
Рис. 4. Привод вспомогательных агрегатов: 1 - кронштейн генератора. 2 - генератор, 3 - двигатель. 4 - высоковольтный провод системы зажигания, 5 - натяжной ролик, 6 - кронштейн вентилятора, 7 - вентилятор системы охлаждения двигателя, 8 - приводной шкив, 9 - клиновые ремни. 10 - болт-храповик. 11 - ступица приводного шкива, 12 - приводной шкив. 13 - сальник, 14 - корпус узла привода. 15 - крышка двигателя, 16 - сферический шарикоподшипник. 17 - валик, 18 - шлицевал втулка. 19 - передний хвостовик коленчатого вала, 20 - шестерня коленчатого вала.
|
|
Рис. 5. Соединение двигателя с коробкой передач: 1 - коленчатый вал, 2 - корпус двигателя. 3 - маховик, 4 - удлинительное кольцо с зубчатым венцом, 5 - стартер, 6 - нажимной диск сцепления. 7 - картер сцепления, 8 - фланец удлинителя, 9 - труба удлинителя, 10 - вал, 11 - шайба-уловитель, 12 - шлицевая муфта, 13 - стяжной хомут, 14 - первичный вал коробки передач. 15 - подкос стакана. 16 - стакан фланца коробки передач. 17 - фланец коробки передач. 18 - передняя стенка коробки передач.
Рис. 7. Привод ведущих колес: 1 - полуось колеса, 2 - тормозной барабан. 3 - стойка подвески. 4 - ступица колеса. 5 - карданный шарнир. 6 - карданный вал. 7 - главная передача.
Рис. 6. Упругая пальцевая муфта соединительного вала: 1 - вторичный вал коробки передач. 2 - пальцевый диск. 3 - палец. 4 - стальная обойма, 5 - стопорное проволочное кольцо. 6 - резиновый диск, 7 - центрирующий подпятник. 8 - сферический шип вала. 9 - соединительный вал.
Рис. 8. Устройство отопителя салона: 1 - фланец подсоединения выпускной трубы левого цилиндра. 2 - кронштейны крепления к кузову. 3 - фланец для выпускной трубы правого цилиндра. 4 - патрубок подачи холодного воздуха, 5 - патрубок отвода нагретого воздуха. 6 - перегородка. 7 - выпускная труба, 8 - теплообменник, покрытый асбестом.
Чертежи для печати
|