Перелом рамы на каракате

Самодельный вездеход-переломка 4х4, оснащенный мотоциклетным или автомобильным ???? двигателем либо мотором от сельскохозяйственной техники, способен преодолевать глубокий снег и заболоченные участки леса. Шарнирное соединение секций рамы обеспечивает повышенную маневренность и проходимость на слабых грунтах. В конструкции используются детали от автомобилей, что дополнительно снижает стоимость постройки вездехода.

Особенности конструкции

Вездеходы-переломки оснащаются стальными рамными основаниями, соединенными шарниром (например, поворотным кулаком от автомобилей УАЗ). Мосты жестко крепятся к рамам, но существуют версии с рессорной подвеской. Переломный узел позволяет болотоходу маневрировать при движении; классическое рулевое управление с отклоняемыми колесами в технике, созданной своими руками, используется редко. Двигатель с механической трансмиссией связан карданным валом с раздаточным редуктором, который распределяет поток мощности между ведущими мостами.

Распространенные модели

Среди самодельных конструкций наибольшее распространение получили вездеходы из 2 секций; трехсегментные машины создаются редко, поскольку из-за увеличенной длины обладают низкой маневренностью. Агрегаты оснащаются 2 мостами с постоянным приводом. Существуют модификации с дополнительной ведущей осью. В этом случае в схему подвески вводится листовая рессора от грузовиков ГАЗель, которая монтируется на балансире.

Наиболее распространенные конструкции:

1. Конструкция с двигателем Lifan, который связан с коробкой передач от классических автомобилей ВАЗ ременной передачей. Для управления машиной может использоваться червячный редуктор или рейка от переднеприводных автомобилей Lada, которая связана тягой с рычагом, надежно закрепленным на поворотном кулаке. Спереди находится жесткое кресло для водителя, возможна установка сидения от автомобиля с поролоновой набивкой. Задний отсек используется для перевозки груза или людей; на части машин предусмотрен брезентовый тент.
2. Схема с силовым агрегатом жидкостного охлаждения с 2 или 4 цилиндрами, позаимствованным у автомобилей ВАЗ или техники иностранного производства. Преимуществом вездеходов является повышенный запас мощности и муфта сцепления с педальным приводом. Сохраняется вакуумный усилитель тормозов; для привода механизмов применена гидравлика. Машины отличаются более тяжелой массой; для сохранения низкого давления на грунт применены покрышки с увеличенной шириной протектора.
3. Редкая модификация вездехода 6х6 с балансирной подвеской для 2 задних мостов, что позволяет установить грузовой отсек с увеличенной вместимостью. В схеме трансмиссии могут использоваться карданные валы или шариковые шарниры от автомобилей с приводом на передние колеса.

Как сделать переломку своими руками

Вездеход-переломка 4х4 утилитарного типа может быть изготовлен самостоятельно. Для сборки потребуются чертежи (разрабатываются с нуля или используется документация из журналов), а также место для проведения монтажных работ.

Необходимо заготовить комплект слесарного инструмента, сварочный аппарат, измерительные приспособления и сверлильный станок (возможно применение электрической дрели).

В процессе сборки потребуется доработка конструкции, поскольку чертежная документация не может учесть все особенности конструкции применяемых деталей и узлов.

Необходимые материалы и детали

Минимальный набор комплектующих для сборки:

• силовой агрегат с навесным оборудованием и выхлопной системой;
• ведущие мосты с установленными дифференциалами и идентичными главными парами;
• коробка передач и раздаточный редуктор;
• карданные валы;
• радиатор системы охлаждения;
• поворотный кулак для соединения секций;
• стальной профиль замкнутого сечения;
• покрышки (типа «ободрыши»);
• дополнительные материалы для изготовления рулевого управления и элементов кузова.

Изготовление рамы

Для изготовления секций пространственной рамы используются куски стального профиля, скрепленные контактной сваркой. При изготовлении учитываются размеры двигателя и агрегатов трансмиссии, предусматривается установка точек крепления для узлов. Конструкция рамы должна выдержать вес установленного оборудования и дополнительные нагрузки, возникающие во время передвижения по болоту или глубокому снегу. Если в процессе эксплуатации появляются трещины и разрывы, то потребуется переделка силового каркаса.

На раме предусматриваются торцевые пластины с отверстиями для крепления подвижного кулака. Внутри кулака имеется отверстие, через которое проводится карданный вал. Подобное решение снижает риск повреждения привода при движении по пересеченной местности. На полурамах имеются точки для установки мостов, оснащенные усилителями. Для определения корректности изготовления конструкции производится пробная установка агрегатов. Рекомендуется зачистить раму от следов коррозии и покрыть слоем кислотного грунта, предотвращающего появление коррозии.

Установка коробки и мостов

Коробка крепится к силовому агрегату или устанавливается отдельно (например, в конструкциях с двигателем Лифан от сельхозтехники). Коробка передач и раздаточный — устанавливаются на позволяющих снизить уровень вибраций подушках с резиновыми вкладышами. Мосты располагаются на кронштейнах, а затем крепятся стремянками и гайками. Приваривать детали не рекомендуется, поскольку происходит коробление чулок моста, что вызывает изгиб и повреждение полуосей. Карданные валы необходимо подрезать, а затем соединить трубу с шарнирами контактной сваркой.

Покраска

Для окраски используется специальная краска для металлических конструкций, обладающая повышенной стойкостью к ударам. Эмаль наносится краскопультом; предварительно скотчем закрываются точки и детали, которые не подлежат окраске. Внешние панели кузова могут окрашиваться автомобильной краской, часть владельцев использует листы рифленого алюминия, которые не гниют под воздействием природных осадков.

Установка силового агрегата

Силовой агрегат устанавливается в передней части вездехода; при использовании жидкостного охлаждения предусматривается место для монтажа радиатора. Следует учитывать направление патрубков подачи и забора антифриза, которые необходимо соединить резиновыми шлангами. Мотор крепится на штатные точки на подушках с эластичными элементами, снижающими вибрации и не позволяющими двигателю смещаться в стороны. Поскольку на самодельных конструкциях используется электрическая схема, то устанавливается блок реле и плавких предохранителей.

На раме монтируется топливный бак, который соединяется магистралями с механическим насосом. Если планируется применять мотор с распределенным впрыском бензина, то продумывается место для установки контроллера управления. На панель приборов выводится сигнальный индикатор Check Engine, позволяющий своевременно обнаружить неисправность систем силового агрегата. Вне зависимости от типа питания мотора топливом предусматривается прибор или индикатор температуры охлаждающей жидкости.

Установка колес

Для установки 4 колес увеличенного размера используются доработанные диски от легковых автомобилей ВАЗ. Штатные — позволяют смонтировать покрышки на заводские ступицы без использования новых болтов или шпилек. Поверх диска приваривается дополнительный обод; симметрия конструкции обеспечивается установкой в зазор стального профиля подходящего размера. Конструкция прихватывается сваркой, а затем проверяется на отсутствие биения. Если диск собран корректно, то необходимо провести окончательную сварку деталей.

Самодельный вездеход оснащается колесами на шинах низкого давления, которые дополнительно обдираются абразивным инструментом. Из конструкции шины предварительно извлекается стальной корд, что позволяет уменьшить вес и повысить эластичность покрышки. Внутри шины находится камера; трубка с ниппелем выводится на боковину диска, а затем закрывается съемным стальным щитком. После завершения сборки снегоболотоход проверяется на пересеченной местности — при обнаружении поломок проводится ремонт и доработка конструкции.

Основные поломки вездеходов-переломок

Основные неисправности самодельных конструкций связаны с низким остаточным ресурсом используемых узлов. Например, из-за увеличенных нагрузок в трансмиссии (из-за отсутствия межосевого дифференциала) разрушаются шестерни главных пар и раздаточного редуктора. Узел перелома вездехода в основном не испытывает нагрузок, превышающих расчетные значения, поэтому проблем с шарниром не возникает. При движении по бездорожью возможно повреждение шпонок на карданных валах и подвесного подшипника (используется на некоторых модификациях вездеходов Каракат).

Был построен для поездок на рыбалку, за ягодами и грибами. Автор старался использовать максимально доступные детали для экономии средств, чтобы вездеход был бюджетным. Вездеход строился автором вместе с отцом, который занимался всеми сварочными работами.

Материалы и агрегаты использованные для постройки этого вездехода:

1) мосты от автомобиля москвич 412
2) двигатель СЗД с принудительным воздушным охлаждением
3) поворотный кулак от Уаза
4) реверс редуктор от СЗД
5) дополнительный цепной редуктор
6) рулевое управление от м-41
7) колеса ви-3 облегченные
8) профильная труба
9) ступица от ваз 2108

Рассмотрим более подробно этапы строительства и основные узлы вездехода.

Для начала были сварены две полурамы размером 1600 на 700 из профильной трубы. мосты вездехода были установлены посередине. А так же был сделан узел перелома рам из поворотного кулака УАЗ по схеме Uvat.

После этого начались работы над созданием дисков для вездехода. Конструкция дисков делалась максимально простой и надежной. Диаметр запорных колец равен 510, хотя изначально планировался 530. Правда сильной роли это не сыграло.

Затем автор приступил к работам по задней части полурамы.

Дальше началась разметка основных элементов и их компоновки в вездеходе. В частности автор решил посмотреть куда лучше установить подрамник двигателя.

Одновременно с этим продолжались работы над отдельными конструкциями вездехода. был изготовлен карданный вал, который передает вращение от редуктора к ступице ваз 2108, а затем через звездочку на карданный вал моста москвича.

Основные токарные работы были выполнены по заказу специалистом этого дела.

Ниже видно как соединяется ступица с хвостовиком москвича.

Затем была установлена рулевая рейка от м-41. Рейка была установлена по схеме Uvat:

Тут показано каким образом была сращена рулевая тяга от Уаза и м-41:

Произведены сварочные работы по передней полураме вездехода:

Редуктора в мостах москвича были перевернуты, а так же был установлен редуктор от СЗД.

После того, как редуктор был разобран, автор заварил в нем дифференциал и приступил к сборке с последующей установкой на свое место в конструкции вездехода.

После того как были доделаны два передних колеса вездехода, автор решил установить крышу:

На задних частях использовался профиль размером 40 на 25 толщиной 2 мм. причем на последнем верхнем профиле был сделан распил, для того, чтобы была возможность одеть кольцо. На передних двух колесах нижний профиль такого же размера 40 на 25 и толщиной 2 мм, а верхний 30 на 30 мм. Создание передних проходило гораздо проще и колесо одевалось легко, в отличии от конструкции задних колес.

После завершения основных работ по трансмиссии вездехода, автор приступил к полевым испытаниям машины. после первых испытаний были выявлены некоторые недоработки конструкции вездехода. В частности они заключались в некорректной работе сцепления вездехода, а так же переключении передач. Поэтому автор занялся доработкой передачи от двигателя к коробке переключения передач и сцеплением. Для этого был заменен родной мотоциклетный трос сцепления, так как он выжимал слишком жестко, что не давало плавности переключения передач. Так же на вездеход была установлена выхлопная труба, дабы снизить шум машины.

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

Трактор «Сибиряк»

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 (1-115×145); 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.

Эта конструкция была изначально протестирована на грузопассажирском авто?