SERVIS 55 как производственный базис проекта Partmart экспериментирует в техническом творчестве и конструировании автомобилей. Генератором идей и автором проектов ТС выступает Влад Агамолян, автоэлектрик компании, для которого автомобили стали делом всей жизни.
Первые шаги в контсрукцию автомобиля
Влад Агамолян: «Моё желание изучать всевозможные механизмы не только в теории, но и на практике не закончилось на "ремонте" бабушкиных будильников, а переросло в получение знаний по специальности техник-механик по ремонту и обслуживанию легковых авто... В миру – автоэлектрик +. Ремонтировать технику, конечно, интересно, но хотелось большего –создать что-то своё. На тот момент интересовался вело и мото техникой и как результат – спроектировал и построил вот это»
Аматорский гибрид велосипеда и скутера стал «пробой пера», дебютной работой и оценкой своих сил и возможностей. Конечно, тут не обошлось без промахов и просчётов, который дали целый массив информации для анализа. Была проведена работа над ошибками, они были исправлены, конструкция доработана. А начинающий дизайнер получил понимание практической стороны и усилил познание основ конструирования, от чего его интерес не только укрепился, но и возрос.
Естественно, возникла необходимость и желание расширить знания и улучшить навыки. Были проштудированы работы Кленникова, Осепчугова, Рампеля по теории строения автомобиля, анализу и расчету конструкции, освоен AutoCad...
«Красные глаза, новый инструмент, пустой кошелёк и в результате – четырехколесное ТС среднемоторной компоновки на мотоагрегатах с полноценной геометрией и конструкцией шасси, полным расчетом подвески и рулевого управления, - вспоминает разработчик-конструктор из SERVIS 55. - Друзья присвоили ему категорию "багги-байк", вместо позорной "мотоколяска».
Это принесло ещё больше знаний и опыта, не только конструирования, но и что не маловажно, эксплуатации построенной машины. Ну и конечно, эмоции и мотивацию: «Это невообразимо здорово, расширять виденье в чем-то, что казалось уже известным и нудным».
Проект своего багги
Это самое подходящее время для того чтобы подняться на следующую ступеньку. Заряженный и воодушевленный предыдущими достижениями и успехами мастер решил попробовать себя в чем-то более серьезном – багги классической компоновки.
Говоря о том, что подтолкнуло Влада с командой SERVIS 55 к разработке на бумаге и созданию в металле автомобиля своими силами, он обозначил два основных момента:
- Желание обогатить знания в теории строения и конструирования автомобиля, приобретение практических навыков от расчёта и постройки до подбора и поиска материалов, изучение технологий производства.
- Стремление получить навыки и опыт вождения, эксплуатации самодельного авто, что даёт дополнительное представление и понимание особенностей конструирования (в отличие от предыдущих самоделок, где основной упор делался на теорию и конструирование).
Кроме того, была ещё одна вещь, не относящееся напрямую к автомобилю – желание изучить основы организации, создания, реализации и завершения авторского проекта.
Владислав начал с составления технических требований к автомобилю: пространственная рама с частичным капотированием, двухместная, независимая подвеска, заднее расположение двигателя, задний привод, дизайн – множество граней с малыми радиусами сопряжения, простая конструкция и компоновка.
В качестве базы новой машины был выбран автомобиль-донор. Им оказался ЗАЗ-968М, под требования подходит – простой и лёгкий силовой агрегат. В первую очередь были сняты размеры и сделаны эскизы всех необходимых узлов и агрегатов, перенесенные затем в "чертилку". Затем был произведен геометрический расчёт подвески и рулевого управления (учитывая компоновку конструкции, посадку пилота и эргономику управления).
Для шасси была выбрана хребтовая основа. Дальнейшие работы велись "по месту" для возможности коллективного творчества. На этом этапе Владислав поделился наработками с коллегами по сервису. Идея пришла им по душе, вызвала живой интерес и они присоединились к проекту, что существенно ускорило процесс. Так зародился Б-968 – полноценный багги, готовый как для спорта, так и просто для ралли по бездорожью «ради фана».
Описание конструкции багги
Рама
В основе рамы лежит продольно-осевая ферменная конструкция квадратного сечения, образованная стальными шовными трубами и поперечинами. Она сопрягается с заднерасположенной поперечной балкой лестничного типа, а также нижней силовой поперечиной, которые предназначены для крепления задней подвески и образуют основу крепления силового агрегата и моторного щита. Передняя часть "хребта" отклонена от горизонтальной плоскости в верх на 3° и является основой крепления передней подвески и рулевого управления. Такое решение "хребтовой" основы повысило точность изготовления шасси без применения сложного стапеля, хотя и утяжелило изделие.
На базе этой несущей конструкции так же из стальных труб круглого сечения, изготовлены днище боковины с вертикальными стойками и крыша. Они вместе с двумя шпангоутами (фанера пропитания эпоксидной смолой) образуют «тело» автомобиля и являются основой для крепления сидений и органов управления, а также облицовочных панелей.
Подвеска багги
Передняя подвеска простая выполнена на двух А-образных рычагах, качающихся на сайлентблоках от нижних реактивных тяг ВАЗ «классика».
Поворотные кулаки изготовлены путём приваривания к ВАЗ-овской цапфе шипа от запорожевской, что обеспечило желаемый угол поперечного наклона оси поворота (KPI) в 12°, возможность крепления штатных запорожевских ступиц и тормозов, которые было решено использовать, а также возможность применения классических шаровых опор (ВАЗ «классика»). Продольный угол оси поворота регулируется путём смещения верхнего рычага назад в пределах 4-8°, а развал – толщиной проставок в кронштейне крепления верхней шаровой опоры. Оси вращения рычагов параллельны и отклонены от горизонтальной плоскости вверх (на 3°). Это обеспечивает лучшее отрабатывание неровностей дороги такой простой конструкцией, но приводит к «клевкам» на торможении (что не рассматривается как серьёзный недостаток). В качестве упругих и демпфирующих элементов использованы доработанные задние амортизаторы от «Таврия пикап» и коаксиально расположенные пружины от того же авто, с возможностью регулирования преднатяга пружины и скорости хода отбоя амортизатора. В итоге удалось добиться хода подвески – 300 мм без учёта отбойников, а колея статическая составляет 1 600 мм.
Задняя подвеска построена на продольном рычаге собственной конструкции с осью вращения, провернутой на угол, который обеспечивает заданный динамический развал при обкатке подвески. Динамическое схождение не велико, препятствует избыточной управляемости и не учитывалось. При обкатке рычага на заданный ход производился геометрический расчёт по дуге эллипса. К раме рычаг крепится через два сайлентблока. Развал и схождение регулируются путём смещения кронштейна крепления внутреннего шарнира рычага (пластинами). Упругие и демпфирующие элементы по конструкции аналогичны передней подвеске, но тут за основу взяты запорожевские узлы задних амортизаторов. Ход задней подвески составляет 220 мм, а статическая колея – те же 1 600 мм.
Здесь нужно отдельно сказать несколько слов об особенности конструкции гидравлических амортизаторов.
За основу были взяты стандартные двухтрубные масляные амортизаторы (разборные - для удобства). Затем, чтобы регулировать скорость отбоя, в верхней части стенки внутреннего цилиндра было просверлено отверстие и установлен конусный кран для сброса масла из надпоршневого пространства. Это позволило изменять общее проходное сечение каналов дросселирования масла при ходе отбоя и, соответственно, скорость отбоя. Для увеличения диапазона регулировки было использовано масло большей вязкости. Внешняя компенсационная полость расширена дополнительным бачком, который соединяется с ней через шланг (таким образом снижая неподрессореную массу).
Весь амортизатор и шланг заполнены маслом. В расширительном бачке можно создавать избыточное давление, что немного увеличит общую "жёсткость" амортизатора.
Рулевое управление – четырехзвенник
Червячный рулевой редуктор взят от ЗАЗ-968, маятник собственной конструкции из ступицы заднего колёса МТ и сошки рулевого редуктора «Запорожца». Для рулевых тяг были доработаны тяги ВАЗ-2108. Колесные рулевые сошки – самодельные, съёмные с выполненными в них шарнирами. Производился графический расчёт. Угол выворота внутреннего колёса – 42°, оценочный радиус разворота – 4 м, плечо обкатки – 24 мм. Незначительный ударный характер управление практически не повлиял на управляемость.
Тормозная система
В багги Б-968 использованы тормоза от донора ЗАЗ-968М, которые также были доработаны. Их работу обеспечивают главный тормозной цилиндр от «Нивы» и тормозные шланги от различный родственных автомобилей.
На автомобиле по кругу установлены барабанные тормоза с гидравлическим приводом. Для использования в условиях бездорожья барабанная конструкция имеет преимущество над дисковой, так как механизм и колодки надежно защищены от грязи, воды, абразивных частичек, которые летят из-под колес. Гидравлическая система разделена на задний и передний контуры. Также багги оснащен вспомогательной тормозной системой по классической схеме - ручной тормоз с механическим приводом на заднюю ось.
Силовая установка
Конструкторы решили установить силовой агрегат МеМЗ-968Э (1,2 л, 45 л.с.) без переделки. Тем не менее, все "лишнее" было выброшено, а сам агрегат был отмыт, перебран, восстановлен и покрашен. После чего он был оснащен карбюратором и корпусом воздушного фильтра от ВАЗ-2108, а также получил электрический бензонасос малого давления.
В самостоятельно разработанной системе выхлопа применяется схема "увеличение диаметров и изменение направлений" с рассеивающими камерами и средней трубой, что обусловлено V-образной конструкцией двигателя.
Коробка передач также использована от ЗАЗ-968. Пары 3-й и 4-й передач на более пониженные решили не менять (позже это проявится во время испытаний - смотрите ниже). Четырехступенчатая синхронизированная МКПП передает крутящий момент на задние колеса через приводы от ЛуАЗ, которые были дополнительно доработаны по длине.
Подвеска агрегата такая же, как и на доноре. Сам же агрегат смещен вперёд относительно его "штатного" расположения на 150 мм для уменьшения заднего свеса и оптимизации развесовки, а также наклонен вперёд на 5°.
Колёса
Запорожские колесные диски разварены внутрь на 50 мм для уменьшения плеча обкатки и возможности установки более широких покрышек, что даст меньший боковой увод при небольшом давлении (вес авто ещё не измерялся точно, но уже очевидно, что оно имеет малую массу). На колеса устанавливаются покрышки типоразмера 185/70 R13.
Органы управления и КИП.
Подробно описывать эти элементы нет надобности – они просты и понятны.
В основе педалей и ручек лежат детали от доступных авто, лишь с необходимыми изменениями, которые обусловили конструкция и функционал. В автомагазинах были приобретены универсальные указатели параметров. В качестве концентраторов электронных и электрических компонентов использованы электротехнические ящики с повышенной ПВЗ.
Стоить отметить нестандартное решение было в конструкции механизма переключения передачи. Он изготовлен из велосипедных элементов рулевого управления и получил возможность регулирования по положению и жесткости.
Опция – обшивка и финишная отделка
Капотирование, облицовка, декоративные кузовные панели – множество композитов в итоге скрыли под собой вышеописанную конструкцию и не только увеличили массу ТС, но и добавили головной боли и сложностей создателям автомобиля.
В коллективе долго и горячо дискутировалась необходимость что-то защищать и тем самым скрывать самодостаточную пространственную раму, по-своему красивую в стиле багги. Владу Агамоляну пришлось воспользоваться «статусом ведущего разработчика», чтобы настоять на применении декоративно-защитных панелей. Автор проекта упирал на эстетический момент, считая, что зашитый вариант будет, как минимум, красивее декапотированного скелета. В конечном итоге коллектив одобрил предложенную опцию, и получилось, как и было изначально задумано.
Весь этот "пластик" выполняет такие функции:
- Пыле- и грязезащита. Польза, как минимум, крыльев на автомобиле подобной конструкции очевидна (и по словам конструктора «очезащитна»). Те, кто имеет опыт вождения по бездорожью с грязью, летящей из-под колёс в рабочее пространство водителя, согласятся с необходимостью их применения.
- Кроме того, облицовки задней части авто являются направляющим аппаратом активной динамической системы воздушного охлаждения двигателя (аналогично воздухозаборникам "ушастого" ЗАЗа). Хоть это и не очевидно на первый взгляд, но тут лежит изначальная идея.
- Формирование индивидуального облика автомобиля. Как дизайнеру, Владу хотелось добиться эстетической целостности, сделать свой багги красивым, а не просто функциональным.
В качестве материала для панелей использован листовой ПВХ толщиной 5мм. Возможно, это сейчас уже не самый лучший материал, но он технологичен, прост в обработке и знаком в работе. Кроме того, если учитывать планируемую температуру эксплуатации ТС, он не колкий, что придает деталям травмобезопасность.
Технология изготовления обшивки проста: придание нужной кривизны после разогрева, склеивание слоёв и элементов, шпаклевание и последующее окрашивание.
Для таких деталей, как крылья, всевозможные дефлекторы и отсекатели были использованы автомобильные бамперы, часто с применением форм этих изделий.
Основные технические характеристики Б-698:
- Колесная база – 2050 мм
- Колея передней и задней осей в снаряженной состоянии – 1600 мм
- Дорожный просвет в снаряженной состоянии:
- Перед – 300 мм
- Зад – 270 мм
- Ход подвески передней – 300 мм
- Ход подвески задней – 220 мм
- Масса сухая – 500-550 кг
- Распределение массы – 60% на заднюю ось*
- Объём двигателя – 1200 мм3
- Мощность двигателя – 45 л.с.
- Объем топливного бака – 20 л
____
* - расчетное знание, точно не измерялось
Испытания и доводка
Когда автомобиль был собран и была затянута последняя гайка, настало время проверить его на практике. Этого момента с нетерпением и, можно даже сказать с волнением, ждал не только конструктор, но и вся команда: как покажет себя новорожденный в бою? Проявятся ли детские болезни?
После стендовых проверок на холостом ходу Б-698 был "выпущен на волю в пампасы" и прошел ходовые испытания в полевых условиях, где показал отличную управляемость, умение держаться за "дорогу" (то, что ее заменяет), прекрасную маневренность при прохождении поворотов.
Полноценные испытания за пределами производственной территории проводились на тестовой трассе для автоспорта: это грунтовая дорога со множеством медленных и скоростных поворотов различного радиуса и конфигурации и с небольшим трамплином. Из-за ряда ограничений (время, техподготовка и т.д.) испытания носили характер ознакомительного проезда без плановых измерений, что для первого этапа тестов вполне достаточно.
Первые впечатления позволили качественно оценить способности «новорожденного»:
- Автомобиль предсказуем и достаточно удобен в управлении;
- Узлы и агрегаты функционируют правильно и без повреждений (даже несмотря на то, что еще не все этапы постройки закончены);
Ну и, конечно, эмоциональная оценка "Ура, получилось, работает!" добавила уверенности команде конструкторов и мотивирует продолжить работу над доводкой багги: ведь мало просто построить автомобиль - его надо еще и научить ездить.
Вместе с тем тестовый заезд вызвал замечания и указал на необходимость доработки таких систем:
- Работа двигателя не была оптимальной – он нуждается в дополнительной регулировке, поскольку он был просто установлен со стандартными настройками.
- 3-я и 4-я передачи завышены, коробка передач нуждается в замене этих пар на другие
- Подвеска хорошо работает на пересеченной местности и небольшой скорости. На твердом же покрытии ей не хватает жесткости (возможные регулировки жесткости на месте не проводились). В принципе, такое поведение и ожидалось, а тест-драйв лишь подтвердил расчет.
- Дало о себе знать и отсутствие в задней подвеске стабилизатора поперечной устойчивости (место для него предусмотрено).
- Отсутствие широкого диапазона регулировок посадки создало неудобство для испытателей высокого роста
- А также ряд мелких недоработок с вязаных с удобством эксплуатации.
Даже результаты первых испытаний позволяют сказать, что Б-968 обладает ожидаемыми характеристиками, предсказуем в управлении и допускает доработки. Серьёзных же замечаний и конструкционных ошибок не выявлено.
На данный момент конструктор с командой выбирают подходящий полигон, чтобы провести полномосштабный тест возможностей Б-698 в условиях, максимально приближенных к боевым.
Видео процесса сборки багги с "нуля" можно посмотреть тут.
