На досуге увлекаюсь строительством вездеходов. Первую такую машину построил еще летом 2011 года. А сейчас представляю, на мой взгляд, одну из самых удачных своих разработок – полноприводной вездеход с «ломающейся» рамой – «Бобик».

Рама – шарнирно-сочлененная («ломающаяся»), состоит из двух полурам коробчатого типа, сваренных из профильных труб сечениями 40х40×2 мм, 40x20x1,5 мм и 40x25x2 мм. Места крепления к ним мостов усилены накладками из трубы прямоугольного сечения 40x25x2 мм.

Каркасы кабины, капота, крыльев и кузова выполнены из труб квадратного сечения 20x20x1,5 мм и 15x15x1,5 мм.

Основные размеры полурам вездехода: А – вид сбоку; Б – вид сверху

Размеры передней полурамы (длинах ширинахвысота) – 1650x800x260 мм. Моторный отсек занимает 750 мм (по длине), остальное пространство отведено под место водителя. Эта полурама задумывалась как универсальная – под несколько типов двигателей. Поэтому размеры моторного отсека делались под двигатель ВАЗ-1111 «Ока». Большинство остальных подходящих двигателей -меньше по размерам. Например, для двигателя, подобного Lifan 182FD, длину моторного отсека вполне можно уменьшить на 100 – 150 мм.

Задняя полурама – в плане трапециевидной формы (впереди уже, чем сзади), чтобы радиус поворота был меньше. Ширина «вершины» – 200 мм, основания -810 мм, боковины – длиной по 900 мм. Высота «короба» полурам – 260 мм. Для увеличения объема кузова делал заднюю полураму прямоугольной формы.

1 – ось рычага натяжного ролика (самодельная); 2 – рычаг натяжного ролика (самодельный, внутри подшипники 180204, 2 шт.); 3 – ведущий шкив (5 ручьев профиля «А»); 4 – ось натяжного ролика (самодельная); 5 – натяжной ролик ременного сцепления (самодельный, внутри подшипники 180203,2 шт.); 6 – двигатель («Лифан» или аналог); 7 – ведомый шкив (Ø250, 4 ручья профиля «А»); 8 – вал ведомого шкива (самодельный); 9 – корпус опоры ведомого шкива (самодельный, внутри подшипники 180109, 2 шт.); 10 – КПП ВАЗ-2101 – 2107 (сцепление демонтировано, кожух отрезан); 11 – фланец вторичного вала КПП (фланец первичного вала заднего моста ВАЗ-2101-2107; 12 – карданный вал (от ВАЗ-2121, укорочен); 13 – первичный вал цепной передачи; 14 – ведущая звездочка цепной передачи (z=13, шаг 19,05); 15 – подшипниковый корпус первичного вала цепной передачи (задняя ступица ВАЗ-2108 в сборе с подшипниками); 16 – подвижная плита цепной передачи (s10); 17 - тормозной диск (от переднего колеса ВАЗ-2101-2107); 18 – ведомая звездочка цепной передачи (z=43, шаг 19,05); 19 – раздаточный вал (блок) поворотного узла (вал ШРУСа УАЗ-469, переделан); 20 – подшипниковый корпус раздаточного вала (самодельный, внутри подшипники 180106, 2 шт.); 21 – неподвижная плита шаровой опоры поворотного кулака (s10); 22 - шаровая опора поворотного кулака (от УАЗ, внутри проточена под подшипник 1000906-2118); 23 – ШРУС (от УАЗа); 24 – корпус поворотного кулака (от УАЗа); 25 – цапфа поворотного кулака (от УАЗа); 26 – ступица поворотного кулака (от УАЗа, внутри подшипники 127509, 2 шт.); 27 – подшипниковый корпус ШРУСа (от УАЗа, доработан, внутри подшипник 1000908-2RS); 28 – фланец привода заднего моста; 29 – карданный вал (от ВАЗ-2121, укороченный); 30 – задний мост (от ВАЗ-2101- 2107); 31 – передний мост (задний мост от ВАЗ-2101 - 2107); 32 – карданный вал ВАЗ-2121 (укороченный); 33 – шайба-переходник (самодельная)

1 – КПП; 2 – карданный вал; 3 – ведущая звездочка цепной передачи (цепного редуктора); 4 – опорный подшипниковый узел ведущей звездочки; 5 – цепь; 6 – опорный подшипниковый узел ведомой звездочки; 7 – ведомая звездочка; 8 – суппорт трансмиссионного тормозного диска; 9 – карданный вал переднего моста (под трубой рамы); 10 – передний мост; 11 – шарнирно-сочленяющий (переломный) узел полурам; 12 – карданный вал заднего моста; 13 – задний мост; 14 – задняя полурама; 15 – передняя полурама

Силовой агрегат с ведущим 5-ручьевым шкивом клиноременной передачи на выходном валу (4 ремня – для силовой передачи и 1 ремень – для привода генератора или гидроусилителя руля) и 4-ручьевым ведомым шкивом. Стыковочный шлицевой узел вала ведомого шкива и первичный вал КПП находятся в корпусе (на переднем плане)

1 – переломный узел; 2 – сошка; 3 – шарнир; 4 – тяга; (хорошо видны цепь на ведомой звездочке и за ними – суппорт трансмиссионного тормоза)

К внутренним поперечинам полурам, к сторонам, обращенным друг к другу, приварены стальные плиты 10-мм толщины для крепления сочленяющего шарнира (переломного узла). Расстояние от внутренних «торцов» полурам до середины мостов составляет 790 мм. Таким образом, база вездехода равна 1830 мм.

В основе конструкции переломного узла – поворотный кулак от переднего моста УАЗ-469. Внутри, в двух подшипниках 180106, одном подшипнике 180208 и двух втулках вращается ШРУС от УАЗа.

Безусловно, шарнирно-сочленяющий (переломный) узел – довольно сложный механизм, и он достоин подробного описания. Его я делал по методу омича Юрия Шашкина – из поворотного кулака от УАЗ-469, внеся лишь некоторые изменения. Юрий использует ШРУС от ВАЗ-2121 (или ВАЗ-2108). Есть и другие отличия: у Юрия под подшипники протачивается шаровая опора поворотного кулака, у меня же под них точится отдельный корпус.

1 – стойка рамки рулевой колонки и панели приборов; 2 – панель приборов; 3 – рулевое колесо; 4 – рулевой вал в колонке; 5 – рулевая колонка; 6 – карданный рулевой вал; 7 – рулевая рейка; 8 – переднее крепление рулевой рейки; 9 – переходник с рулевой рейки на наконечник рулевой тяги; 10 – рулевой наконечник (2 шт.); 11 – контргайка М18х1,5 (2 шт.); 12 - рулевая тяга; 13 – заднее крепление рулевой рейки; 14 – шарнирный наконечник; 15 - сошка; 16 – «переломный» узел; 17 – контргайка

Вообще, только по переделке кулака УАЗ в узел поворота можно написать многостраничную отдельную статью. Но своих чертежей я не делал, а давать чужие – неэтично.

В середине передней полурамы смонтирован самодельный фланец, в который вставляется вал с блоком из ведомой звездочки цепного редуктора, тормозного диска и вилки карданного вала привода переднего моста. Диск оснащен привернутым к раме суппортом от ВАЗ-2106 с цилиндрами и колодками.

К плите задней полурамы прикреплен фланец от главной передачи моста УАЗа, через который проходит вал. переломного узла с вилкой карданного вала заднего привода.

ТРАНСМИССИЯ

На выходном валу двигателя (Lifan 182FD или подобный) установлен ведущий шкив диаметром 95 мм. Шкив имеет пять ручьев профиля «А». Четыре из них предназначены для ремней привода сцепления и один (крайний) – для привода генератора или гидронасоса. Валы на разных двигателях не одинаковы по размерам и с разной шириной шпоночного паза, так что здесь надо быть внимательным.

Длина ремней профиля «А» (генераторный от дизеля Д-240) – 1250 мм. Ремни натягиваются роликом с двумя пружинами. Ролик вращается в двух подшипниках 180203. Его ось, для удобства, входит в подшипники «по скользящей» посадке, то есть достаточно свободно (от руки). При затягивании гайки оси внутренние обоймы подшипников зажимаются между распорными втулками и не прокручиваются.

Ведомый шкив диаметром 260 мм смонтирован на опорном валу, который вращается в двухрядном подшипнике от переднего колеса автомобиля ВАЗ-2108. К концу опорного вала приварена шлицевая втулка от диска сцепления «Жигулей». В эту втулку входит первичный вал коробки перемены передач (КПП) от ВАЗ-2106.

Отверстия в шкиве для его крепления к валу просверлены под фланец «жигулевского» карданного вала. Сделано это для универсальности применения данного шкива. Повторять вовсе не обязательно, можно расположить отверстия на шкиве и фланце вала под углом 90°.

Выходной вал КПП обрезан до начала шлицов. На шлицы насаживается фланец карданного вала «Жигулей». Труба вала при этом обрезается до требуемой длины. Второй фланец кардана прикручивается к первичному валу цепного редуктора, к которому приварена звездочка (z=13, шаг 19,05 мм). Сам первичный вал вращается в конических подшипниках от передней ступицы «Жигулей», которая, в свою очередь, прикручена к подвижной плите. Меняя положение плиты, можно регулировать натяжение цепи.

На раздаточном валу поворотного узла установлена ведомая звездочка с количеством зубьев z=41. С раздаточного вала осуществляется привод главных передач мостов (от ВАЗ-2106) посредством карданных валов (укороченные от ВАЗ-2121 «Нива»), Ведущие мосты (и передний, и задний) – от ВАЗ-2106. Покрышки на колеса ставил как самодельные («ободранные»), так и промышленного производства. Особой разницы в ходовых качествах не заметил.

КАБИНА ВОДИТЕЛЯ

Место водителя находится за моторным отсеком и отделено от него перегородкой из дюралюминиевого листа на рамке из труб сечением 20×20 мм. Кабина водителя – полузакрытая (без дверей и задней стенки). Сиденье – от пассажирской «Газели». Под сиденьем находится аккумулятор на 60 А*ч. Рулевая колонка переделана из «жигулевской» (ВАЗ-2106), оттуда же взята верхняя часть рулевого карданного вала. Нижняя его часть изготовлена из профильной трубы 20x20x2 мм, крестовина – от автомобиля М-2141 «Москвич». Рулевой механизм («рейка») заимствован тоже от М-2141.

Педальные узлы – от «Жигулей». Их расположение такое же, как на автомобиле. Педаль сцепления соединена с натяжным роликом ременного сцепления посредством тросика. Тормоза – трансмиссионные, диск смонтирован на валу ведомой звездочки. Педаль связана штоком с главным тормозным цилиндром (от сцепления УАЗа), приводящим в действие тормозные цилиндры суппорта (от ВАЗ-2108). Педаль «газа» самодельная, соединена с карбюратором боуденовским тросиком.

Под рулем находится панель, на которой расположены тумблер включения света фар, ручка тросовой тяги к воздушной заслонке карбюратора, кнопка звукового сигнала и выключатель «массы».

Вездеход «Бобик» неоднократно подвергался модернизации, имеет даже несколько сходных копий, которые разошлись по разным хозяевам. Поэтому некоторые чертежи могут в чем-то не совпадать с изображениями на фотографиях.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ВЕЗДЕХОДА «БОБИК»

Двигатель – Lifan 182FD, мощностью 11 л.с., четырехтактный, с принудительным воздушным охлаждением, китайского производства.

Коробка передач – от ВАЗ-2106, четырехступенчатая.

Мосты – от ВАЗ-2106, передаточное число 3,9.

Покрышки – ВИ-3 (от КРАЗ-255Б), облегченные («ободранные»), фактический размер 1250×520-533 мм.

Диски – неразборные (под забортовку), с фиксацией покрышки болтами.

Габаритные размеры (длинаХширинаХвысота) – 3300x1950x2300 мм.

Грузоподъемность на суше/воде -300/200 кг.

Масса снаряженного – 780 кг.

Максимальная скорость – 25 км/ч.

П. Семенов, п. Медведково, Тверская область

Вездеход - это удобное, а порой и единственно-возможное, средство передвижения для рыбака, охотника или простого сельского жителя.

Чтобы иметь успех, вездеход должен характеризоваться большинством из перечисленных ниже качеств:

высокая проходимость. Техника должна преодолевать любые препятствия, справляться с любыми направлениями, даже с теми, которые, кажется, могут поддаться только пешему человеку;
надежность. Есть мнение, что, чем лучше джип, тем дальше идти за трактором. В несколько раз неприятнее, если сломался вездеход, заехавший в чащу леса или в непроходимую болотистую местность. Здесь и трактор не поможет;
дешевизна комплектующих. Это качество и в особых пояснениях-то не нуждается. Естественно, приятно использовать технику, эксплуатация которой обходится недорого;
низкий расход топлива. То же самое: чем меньше топлива съедает вездеход, тем дальше можно на нем уехать.

Наверное, еще с советских времен народные умельцы привыкли собирать различную технику, которую можно отнести к разряду транспортных средств, своими руками. И сейчас многие имеют подобное хобби. Например, есть люди и полуофициальные компании - на базе соседствующих гаражей в ГСК, которые занимаются сборкой вездеходов из того, что есть под рукой. Очень популярны вездеходы-переломки.

Рама типичного вездехода переломки

Переломка. Откуда такое название?

Вездеход-переломка называется именно так, из-за особенностей своей конструкции. Он состоит из двух полурам, сцепляемых друг с другом. Полурамы независимые, что очень важно. Они могут как угодно перемещаться относительно друг друга по горизонтали, подниматься и опускаться в вертикальной плоскости. За счет такой конструкции, как раз, и обеспечивается высокая проходимость переломок, а как следствие - их большая популярность среди населения. У подобных вездеходов практически никогда не вывешиваются колеса, что гарантирует отличное сцепление с дорогой.

Если продолжать разговор о конструкции вездеходов, то можно отметить, что, в своем большинстве, такая техника - товар штучный, следовательно, и оснащение у каждой машины свое. Конечно, общий принцип устройства один: двигатель, коробка, сцепление, большие колеса, как правило, с шинами низкого давления. Но особенности есть у каждой модели. Например, один конструктор устанавливает на технику двигатель от Оки, а второй считает, что целесообразнее впихнуть двигатель от Москвича.

Впрочем, изучая темы на форумах любителей бездорожья, можно прийти к выводу, что есть уже и типичные образцы вездеходов-переломок, которые дублируют, дорабатывают, создают на их базе новые модели.

Типичные модели вездеходов-переломок

Следует остановиться на двух типичных моделях, которые обрели особую популярность. Остальные, менее распространенные вездеходы-переломки, устроены, по большому счету, аналогичным образом.

Ниже будут рассмотрены вездеходы:

Бобик;
Топтыга.

Вездеход Бобик

Данный вездеход может передвигаться со скоростью до 25 км/ч, перевозя на себе груз до 300 кг, если перемещается по суше, и до 200 кг, если перемещается по воде. 300 кг груза для рыболова - это замечательно, да и для охотника неплохо.

Передняя полурама изготавливается из профильной трубы, на ней располагается двигатель. Вообще, передняя полурама - это такой центр управления. Помимо двигателя, на ней устанавливают все основные узлы и агрегаты, а также кресло водителя. Задняя полурама выполнена в виде трапеции и служит для перевозки грузов. По сути, она - прицеп.

Обшивка рам выполнена из крашенного листа.

Что касается габаритных размеров вездехода, то они минимальны. Изначально задумывалось комплектовать технику небольшим маломощным двигателем. Чтобы увеличить его полезность, старались максимально снизить вес вездехода.

Одним из основных инструментов в данной технике является узел перелома поворота, который создан и УАЗовского поворотного кулака переднего моста.

В качестве водительского сиденья используется незамысловатое пассажирское кресло от ГАЗели. Оно установлено достаточно высоко от земли. Это разумно: чем выше сидит водитель, тем лучше и дальше он видит. А это очень способствует эффективному преодолению бездорожья. Под сиденьем водителя установлен полноценный аккумулятор от легковушки.

Подробно следует рассмотреть устройство и принцип функционирования трансмиссии. Здесь имеются следующие особенности:

крутящий момент с двигателя передают 4 ремня;
шкив коробки смонтирован на опорном валу. Таким образом разгружается вал коробки;
шкив на двигателе вращается в подшипнике от ВАЗ-2108;
первичный вал КПП используется от ВАЗ-2106;
в конструкции используется и 5-й ремень, который идет на генератор.

4 ремня, имеющихся в конструкции трансмиссии, - это гарантия надежности. Можно вполне обойтись и одним ремнем, но износится он очень быстро.

Редуктор, имеющийся в технике, сделан на основе ступицы автомобиля ВАЗ. Двигатель у вездехода карбюраторный. Система рулевого управления создана на основе элементов рулевого управления автомобилей ВАЗ-2106 и М-2141.

Некоторые любители бездорожья сетуют, что отсутствует блокировка дифференциала. Но разработка и реализация данной системы значительно усложнила бы конструкцию вездехода, утяжелила бы его. В целом же, техника высокопроходимая, может плавать, а главное - экономичная.

Вездеход Топтыга

Топтыга отличается от Бобика внешним видом, а также, не критично, устройством. Если Бобик создан, по большому счету, на базе ВАЗ-2106, то Топтыга - это результат совмещения деталей от автомобилей:

ОКА - двигатель в сборе;
ГАЗ-2410 - мосты;
М-2141 - рулевое управление;
УАЗ-469 - топливный бак, поворотный кулак.

Рама вездехода также выполнена и трубы. Все основные узлы находятся на передней полураме. А сзади расположен только бак для топлива.

Существует и модель Топтыга-2. Который несколько больше своего предшественника. На втором Топтыге установлены мосты от УАЗа, в остальном же все не сильно изменилось.

Некоторые выводы

В качестве некого заключения, про вездеходы-переломки можно сказать следующее:

Техника пользуется популярностью. Те, кто умеет работать руками, делают свои версии. Те, кто руками работать не умеет, заказывают спецтехнику у умельцев;
Создать подобный вездеход можно из любых запчастей, находящихся под рукой. В крайнем случае, можно недорого купить несколько автомобилей времен СССР: ВАЗ-2106, УАЗ и Москвич, и собрать из них хорошую переломку;
Вездеход-переломка может стать действительно надежным помощником в преодолении бездорожья.

Шарнирная рама на УАЗ.
Обзор конструкций "ломающихся" рам.

У обычного человека, фраза "ломающаяся рама" ассоциируется с тяжелой поломкой грузовика или внедорожника.

Однако, есть инженерные решения, которые специально предназначены для такой возможности "переламывать" раму без последствий:).
Это делается для увеличения проходимости и маневренности автомобиля.

Еще в 1919г. итальянский инженер Павези сконструировал автомобиль-тягач высокой проходимости Fiat-Pavesi P4 с колесами очень большого размера. Для поворота автомобиля был реализован принцип "ломающейся" рамы. (источник - patriot4x4.ru)

В нашей стране, в 1961 году по заданию правительства был разработан Трактор К-700 с ломающейся рамой. Целью проекта было - создать первый отечественный колесный трактор, пятого тягового класса. На фото трактор К-701

Полу-рама трактора К-700 имеет внушительные размеры

Сборочный чертеж соединительного шарнира трактора К-700

А кто не помнит городской сочлененный автобус Икарус-280?

Уникальные свойства автомобилей с ломающейся рамой сподвигли многих конструкторов на реализацию такого решения в различного рода вездеходах. Причем как одиночек-самоделкиных, так и в промышленном масштабе.
Тут хотя бы вспомнить шведский гусеничный болотоход Лось , у которого есть множество подражателей .
Но и в рядах колесной техники есть на что посмотреть:

Cнегоболотоходы СКУ

Cнегоболотоходы СКУ, которые производила Северодвинская фирма Дифтонг, имеют две секции соединенных между собой поворотно-сцепным устройством, что позволяет звеньям складываться друг относительно друга в горизонтальной плоскости.
Снегоболотоходы описаны в журнале Авторевю за 2006 год

Фотография шарнирного соединения

Фотография демонстрирующая, что нужно обязательно делать ограничитель поворота

Трактор "Сибиряк"

На Сибиряке установлена шарнирно-сочлененная рама

Наиболее интересен центральный шарнирный узел.
Он состоит из силового корпуса, являющегося задней частью передней полурамы, шарнира равных угловых скоростей (ШРУС), передающего крутящий момент к заднему мосту, и шарового корпуса, шарнирно закрепленного и силовом.
Хвостовик шарового вставлен в специальный корпус задней полурамы и имеет возможность поворачиваться в нем при изменении взаимного расположения полурам. Специальный корпус связан с задней полурамой двумя 20-мм пластинами.

Силовой корпус, сваренный из листов толщиной 20 мм. воспринимает нагрузки, действующие на машину в вертикальной плоскости, а шаровая опора, закрепленная в конических подшипниках корпуса, служит для разворота полурам относительно друг друга в горизонтальной плоскости.
Осуществляется такое перемещение гидроцилиндром попорота, установленным между передней полурамой и кронштейном шаровой опоры.

Основой для центрального узла стали детали от поворотного кулака переднего колеса автомобиля ЗИЛ-131 идентичного по конструкции автомобилю ГАЗ-66, но отличающегося размерами.
Хвостовик шарового корпуса и хвостовики полуосей ведущего и ведомого валов ШРУС подверглись доработке.
Подшипниками в осевом шарнире являются бронзовые втулки, а тяговые (продольные) усилия воспринимаются упорным шариковым подшипником. Полости шарниров уплотнены сальниками и набиты консистентной смазкой.

Центральный шарнирный узел:
1 - подшипник 60212; 2- шпилька М10 (6 шт.): 3, 10 - кольца упорные (сталь 45, s2). 4 - шкворень; 5 - манжета (от штатного узла); 6 - кольцо пружинное; 7 -- манжета (1-115x145); 8 - вкладыши (бронза): 9 - проставка; 11 - гайка упорная; 12 - подшипник 8212; 13 - гайка контрящим; 14 - корпус специальный; 15 - корпус центральною шар-шарнирного узла; 16 - кольцо; 17 - вал ведомый; 18 - шаровой корпус; 19 - вал ведущий; 20, 26 - корпуса подшипников (сталь 45). 21 - фланец (cram. 45) 22- гайка М32; 23 - шпилька М5 (6 шт.); 24 подшипник конический (штатный); 25 - крышка подшипника: 27 - кольцо уплотнительное (резина); 28 - манжета (1-85х110); 29 - гидроцилиндр рулевой.

Часто, поворотный узел для вездеходов изготавливают из поворотного кулака переднего колеса полноприводного автомобиля, например из поворотного кулака УАЗ

УАЗ-Кемпер со скручивающейся рамой

Используя технологию, которую отработали на "Капралах" были сделаны УАЗы со скручивающейся рамой. Это Кемпер на базе краснодарского автоклуба "Кубань" и грузовичок на базе УАЗ-39095

На фиг. 1 приведен вид транспортного средства в плане; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 схема разгружения подшипника.
Сочлененное транспортное средство 1 с приводом на все колеса содержит две независимые полурамы А и Б, соединенные между собой с возможностью относительного перемещения. Между полурамами установлен основной шарнир 2, имеющий внутренний диаметр 3, достаточный для свободного прохода через него карданного вала 4.
На полураме Б соосно с подшипником 2 на кронштейнах 5 установлен подвижный элемент 6 (в качестве элемента 6 могут быть использованы, например, вал, установленный в подшипниках, или шаровая опора, или шаровый разъем), вращающийся вокруг оси 7. К элементу 6 неразъемно присоединены брусья 8 и 9. Вторые концы 10 брусьев разъемно закреплены на соединительных элементах 11 полурамы А. Концы 10 брусьев разнесены в стороны от продольной оси автомобиля 7.

Транспортное средство работает следующим образом.
При движении по бездорожью полурамы А и Б могут перемещаться вокруг горизонтальной продольной оси одна относительно другой на угол до 23о. Возможность взаимного перемещения обеспечивает шарнир 2, соединяющий полурамы А, тяги 8 и 9, вращаясь на элементе 6 и отслеживая перемещение одной полурамы относительно другой, разгружают шарнир 2 и увеличивают зону его работоспособности (см. фиг. 3). Возникающие продольные силовые нагрузки между полурамами А и Б воспринимаются в первую очередь соединителями 8 и 9, так как они соединены жестко (без люфтов), частично гасятся за счет их собственной упругости, и затем передаются на шарнир 2.

При движении по дорогам общего пользования силовой каркас работает так же, как и при движении по бездорожью, воспринимая максимум нагрузок и разгружая шарнир 2.

Шарнир в нерабочем положении фиксируется штырями с двух сторон, что позволяет автомобилю комфортно передвигаться по дорогам общего пользования. (на фото штыри вынуты)