Vehículo todoterreno de bricolaje + dibujos detallados
ATV CON ORUGA DE ATV CON SUS PROPIAS MANOS
La ciudad de Pavlovsky Posad, cerca de Moscú, es conocida por sus pañuelos pintados para mujeres. Y también nació aquí el príncipe Andrei Bolkonsky, también conocido como Stirlitz, también conocido como actor Vyacheslav Tikhonov. Resultó que el lugar también es notable por el hecho de que los amantes de los vehículos todoterreno de orugas ligeras viven y trabajan aquí. ¡Y los crean con sus propias manos!
CARRO PROPIO: ENFOQUE DE INGENIERÍA
Para Alexander Gusev, graduado de MADI, este fue el tema de su proyecto de graduación. Todo empezó con ... la extinción de incendios forestales. Esa es la profesión de su padre: domar el fuego. Fue allí donde Alexander vio con sus propios ojos que el equipo pesado de extinción de incendios estaba completamente indefenso en el bosque, especialmente en las turberas. Simplemente se cae al suelo o no puede atravesar el bosque hasta la fuente del fuego. En estas condiciones, los vehículos todo terreno funcionaron bien. Por cierto, la idea de crear equipos de extinción de incendios especializados a partir de estos vehículos ligeros y transitables radica, como dicen, en la superficie.
Más de una vez he visto ejemplos de este tipo de máquinas en varias exposiciones.
Sin embargo, las cosas siguen ahí: más allá de las maquetas, el asunto no salió. Sin embargo, Alexander notó que el "cuádruple" no siempre es bueno para la tarea. En particular, el ATV no pasa sobre los escombros del bosque: no hay suficiente capacidad geométrica de campo a través, además, las ruedas se enredan en el entrelazamiento de las ramas.
Y en un bosque denso, a veces carece de maniobrabilidad. Si en el camino se encuentra con pantanos serios, existe un gran riesgo de "sentarse" firmemente. Me gustaría tener algo del mismo peso, pero en una oruga ...
El diseño del vehículo todoterreno se ha elaborado en detalle, ¡incluso ahora puede ponerlo en marcha!
A diferencia de la mayoría de las personas que se hicieron a sí mismas, como regla general, "crear en el lugar", Alexander se puso a trabajar más a fondo, y el proyecto de diploma de ingeniero lo obligó a hacerlo. El trabajo con el metal fue precedido por minuciosos cálculos, bocetos y dibujos.
Al diseñar la máquina, se estudió cuidadosamente un prototipo estadounidense de una técnica conceptualmente similar: el llamado Mini Ripsaw "ATV con orugas". Y se tomó como base el Yamaha Kodiak "quadric". Se utilizó una unidad de potencia: un motor con variador y una caja de cambios de dos etapas con marcha atrás, un asiento, un volante, fragmentos de un revestimiento de plástico. También se ha conservado parte del marco tubular, pero está integrado en un marco patentado diseñado para un chasis completamente diferente.
Para la instalación y desmontaje del motor y su mantenimiento, la parte superior del bastidor es desmontable, atornillada.
¿Cómo hacer un chasis con orugas? Tradicionalmente, la oruga se tensa entre la rueda dentada motriz y la rueda loca. Entre ellos, desde abajo, descansa sobre ruedas de soporte suspendidas o rígidamente instaladas, y desde arriba sobre rodillos de soporte. Ni siquiera pensé en hacer un automóvil sin suspensión, no son las mismas velocidades ni la misma comodidad.
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La suspensión es muy original aquí. Utiliza piezas de hélices Caterpillar fabricadas en fábrica, diseñadas específicamente para su instalación en vehículos todo terreno. Entonces, tal vez no valió la pena: ¿ponerse un equipo de esa marca y el vehículo todo terreno está listo? Sí, con un reemplazo de este tipo, la permeabilidad de soporte aumenta significativamente, puede conducir con más valentía a través de pantanos, nieve, pero la permeabilidad geométrica no mejora y la maniobrabilidad incluso se reduce notablemente. Entonces esta no es una opción. Lo que se necesita es un vehículo de orugas completo que proporcione baja presión sobre la superficie de apoyo y un radio de giro teóricamente igual a su base.
VISTA GENERAL DE ORUGAS
Diagrama cinemático del chasis desarrollado
Mini sierra circular americana "Caterpillar ATV", conceptualmente similar al coche de A. Gusev
El diseño del vehículo todo terreno:
1 - tren de aterrizaje; 2 - mecanismo de control de dirección; 3 - sistema de soporte (marco); 4 - contenedor de cableado; 5 - plataforma de carga delantera; 6 - volante; 7 - lugar de instalación del motor; 8 - el lugar de instalación del asiento; 9 - plataforma de carga trasera; 10 - tanque de combustible; 11 - mecanismo giratorio
Las pistas en sí son casi de los kits mencionados: tienen el mismo ancho, grosor y diseño, pero la longitud, por supuesto, es completamente diferente. Estas pistas fueron hechas a medida. Para su accionamiento, se utilizan piñones moldeados de plástico de kits de marca. Los rodillos de soporte también están prefabricados. Pero entonces comienza la creatividad.
Chasis:
1 - oruga; Mecanismo tensor de 2 orugas; 3 - brazo de suspensión; 4 - carro de suspensión; 5 - rodillos de apoyo; 6 - puntales de suspensión; 7 - rueda motriz; 8 - perno M 12 × 1.5; 9 - arandela ampliada; 10 - tuerca М12х 1.5 autoblocante; 11 - perno М12х 1,5; 12 - arandela grover; 13 - perno MI2 con cabeza acortada; 14 - rodamiento
Los carros con rodillos de apoyo giran sobre palancas longitudinales en forma de L, un par de cada lado. Los brazos parecen enormes, pero están soldados con una aleación de aluminio. Están montados sobre cojinetes para mantener la precisión de la geometría de la suspensión. Los puntales amortiguadores largos constan de dos resortes, instalados uno encima del otro, en un eje, y amortiguadores hidroneumáticos de Gazelle, rectificados para resortes externos. La idea de los dos resortes instalados en serie se espió en las suspensiones de los deportivos trofeo: un resorte funciona peor, porque viene en onda debido a su gran longitud. Los resortes se han dimensionado según el rendimiento y se han fabricado a medida.
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Mecanismo de tensión de la pista:
1 - oruga; 2 - pereza; 3 - primavera; 4 - guía de resorte; 5 - palanca; 6 - eje del perezoso; 7 - arandela ampliada; 8 - tuerca Ml4; 9 - perno M12; 10 - arandela; 11 - tuerca M12; 12 - perno М12х 1,5; 13 - arandela ampliada
1. Diagrama cinemático del mecanismo tensor de la vía El freno interno es responsable de girar, el freno externo para frenar el coche.
2. La transmisión utiliza un reductor de engranajes principal de un SUV LuAZ
Suspensión de brazo:
1 - palanca; 2 - cojinete; 3 - prensaestopas
Foto: 1. Rueda motriz: de un kit con orugas para un ATV
2. Opción con tensor de orugas automático
La rueda loca delantera se puede mover longitudinalmente para apretar la oruga. Se han desarrollado dos opciones: una pretensión fija y una automática, que proporciona la tensión necesaria durante la conducción. En el primer caso, se instala un mecanismo de tornillo simple que mueve la rueda hacia adelante y hacia atrás. Sin embargo, cuando se comprime la suspensión, la oruga se hunde y existe el riesgo de que los rodillos de soporte se salgan de sus cintas de correr, lo cual está plagado de que la oruga rebote.
En el segundo caso, no existe tal riesgo, porque cuando la suspensión se comprime, el "perezoso" avanza automáticamente, restableciendo la tensión de la pista. Pero este diseño tiene otro inconveniente: al dar marcha atrás, cuando la rama superior de la oruga está fuertemente estirada, la rueda móvil, que comprime el resorte del mecanismo tensor, se retrae.
Este efecto se nota especialmente cuando se arranca de repente o cuando hay una resistencia significativa al movimiento. Como resultado, la tensión de la pista, por el contrario, se debilita e incluso es posible que los dientes de la rueda dentada de su transmisión se deslicen a través de las protuberancias (crestas) en el lado interno de la cinta de cordón de goma. Por lo tanto, debe retroceder con precaución.
Para conducir las pistas, se utiliza el reductor de engranajes principal del automóvil LUAZ. Se fija rígidamente al bastidor de la máquina, el par se le transmite por transmisión cardán desde la unidad de potencia. Además, se distribuye sobre los piñones principales de las tablas. Se instalan ejes cardán cortos como semiejes, que son necesarios para compensar la desalineación de la instalación de las unidades.
Diagrama de sistemas de control:
1 - el cilindro principal del vehículo UAZ; 2 - dispositivo de compensación; 3 - el volante de un ATV; 4 - pedal de freno; 5 - pinza de freno VAZ-2108; 6 - disco de freno VAZ-2108; 7 - rueda motriz
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Carro de suspensión (delantero):
1 - balancín; 2 - pista de patinaje 0200; 3 - pista de patinaje 0132; 4 - limo; 5 - perno М8; 6 - arandela; 7 - tuerca autoblocante М8; 8 - perno Ml2x1; 9 - arandela; 10 - tuerca autoblocante Ml2x1; 11 - perno М12; 12 - arandela ampliada
El uso de un reductor de eje motriz de un automóvil en la transmisión de un vehículo de orugas sugiere inmediatamente el principio diferencial de su rotación. Este es el caso en este caso. En los semiejes, en los lugares donde se acoplan con los engranajes de semieje del diferencial Luaz, se instalan discos de freno con pinzas. Los kits se tomaron prestados del VAZ-2108.
Sistema de transporte (marco):
1 - la parte principal del marco; т2 - la parte superior del marco, extraíble; 3 - perno М10; 4 - casquillo; 5 - arandela; 6 - tuerca М10
Mecanismo de control de giro:
1 - volante; 2 - eje de dirección (PB); 3 - fijación del soporte superior PB; 4 - soporte superior PB; 5 - cilindro de giro principal; 6 - bípode de dirección; 7 - bisagra del soporte superior PB; 8 - cuerpo del soporte superior PB; 9 - sello de aceite; 10 - rodamiento; 11 - alojamiento del soporte inferior RV; 12 - sello de aceite; 13 - nuez; 14 - cilindro del mecanismo de compensación; 15 - casquillo; 16 - vástago del dispositivo de compensación; 17 - antera; 18 - punta de dirección
En la parte delantera del automóvil, debajo del volante, se montan el ATV restante, los cilindros principales de la unidad de control hidráulico. Con una ligera desviación del volante en una dirección u otra, la presión del líquido hidráulico en el circuito de control derecho o izquierdo aumenta en proporción al grado de desviación de la dirección, y el disco de freno correspondiente se frena, hasta que el semieje se completamente bloqueado. Por supuesto, debido al principio de funcionamiento del diferencial de bisel, la velocidad de rebobinado de la pista de atletismo aumenta en este caso.
Los frenos en la base de los semiejes permiten girar, pero no frenar el ATV. Esto se hace mediante otro par de discos montados cerca de las ruedas dentadas de la unidad. Estos son frenos de disco convencionales (también del "ocho") accionados por el pedal de freno debajo del pie derecho del conductor. Sería posible colocar una pinza de freno más en los discos de control existentes, el diseño sería más simple. Pero, estrictamente hablando, los frenos deben montarse directamente en las ruedas del vehículo, por lo que, en este caso, su instalación prácticamente en los piñones delanteros del chasis de orugas es una solución técnicamente competente. Aunque esta regla no siempre se cumple incluso en equipos fabricados en fábrica, por no hablar de los caseros.
El marco está soldado con tubos de acero de varias secciones transversales: un tubo de 40 × 2,5 mm se dirigió a las vigas transversales y un tubo de 25 × 1,5 mm se dirigió a los elementos que soportaban una carga menor. El vehículo todo terreno pesa 600 kg.
La batería y todos los componentes eléctricos están ocultos en el compartimento frontal cerrado frente al volante. En la parte trasera, detrás del asiento, hay un tanque de combustible de aluminio, y está hecho de tal manera que la gasolina se consume sin dejar rastro incluso con vueltas significativas del automóvil. Delantero y trasero, como en el ATV, se montan portaequipajes. La carga útil calculada del vehículo todo terreno es de 400 kg.
Por supuesto, intentan proporcionar flotabilidad para equipos de este tipo, pero en este caso, dicha tarea no se estableció inicialmente. No se puede superar un obstáculo de agua serio en este automóvil, pero en suelos blandos, especialmente en nieve profunda, va bien; mientras preparaba este material, estaba convencido de esto personalmente.
CONSTRUYENDO EN LA EXPERIENCIA
Y los tres cabalgamos por el bosque de marzo. Nos acompañó Gennady Tsysov, amigo de Alexander, también gran amante de los vehículos de orugas, que demostró su versión de vehículo todo terreno. Cabe destacar que no es el primero.
El coche es bastante grande, hecho según el esquema tradicional. El marco, soldado a partir de un perfil rectangular con una sección de 20 × 40 y 20 × 60 mm, está revestido con láminas de acero. Por supuesto, está sellado herméticamente, de modo que el resultado es el denominado cuerpo de "barco". Una unidad de potencia está instalada en la parte trasera: un motor de inyección de 16 válvulas de Lada Priora ensamblado con una caja de cambios de cinco velocidades. Motor
girado 90 grados para que las salidas del punto de control estén orientadas a lo largo del eje longitudinal de la máquina. La salida orientada hacia adelante está amortiguada, el diferencial está bloqueado, por lo que todo el par se envía al potente mando final Mercedes-Benz 350 en la parte trasera. A partir de él, el empuje se distribuye sobre los dos piñones impulsores de la transmisión de cadenas.
El diseño original de la rueda dentada de goma.
Aquí, las orugas son caseras, de una cinta transportadora y eslabones metálicos.
El principio de control es diferencial. Los frenos de disco hidráulicos frenan el semieje derecho o izquierdo para la dirección. Además, se instalan dos pinzas de freno en cada disco. Al principio, Gennady pensó que uno a la vez sería suficiente, pero la gestión era difícil. Inusualmente, los cilindros impulsores principales están instalados allí mismo, en la parte trasera, no lejos de los actuadores. La fuerza en sus varillas de las palancas de control delante del conductor se transmite mecánicamente por medio de varillas largas. Por lo general, es más fácil hacerlo, extendiendo las líneas hidráulicas a través de toda la máquina, pero Gennady decidió que no había lugar al frente para montar el sistema hidráulico.
Las orugas aquí, a diferencia del vehículo todo terreno de Alexander Gusev, son caseras. Consisten en dos cintas transportadoras de 110 mm de ancho, unidas entre sí por perfiles de acero en forma de U de 20 × 40 mm. El estante ancho está cortado en un lado. El ancho total de la vía es de 450 mm. Los cinturones están intercalados entre los perfiles externos antes mencionados, que actúan como orejetas (costillas hacia afuera), y los caninos internos. El canino es un triángulo formado por un perfil de 40 × 60 mm cortado en diagonal y soldado a la placa casi a lo largo del ancho de una cinta. Así, entre los planos inclinados de los caninos, se forma una cinta de correr para las ruedas de apoyo.
Las propias ruedas, tres a cada lado, son de Zhiguli, con discos y neumáticos estampados. Todos ellos están instalados a la misma altura, aunque en ocasiones la rueda central se coloca ligeramente más baja que las ruedas laterales para facilitar el giro. Gennady pensó que era innecesario, con un motor potente se podía girar así. Las ruedas delanteras y centrales giran sobre palancas de péndulo longitudinal: al final del perfil de sección de 40 × 60 mm, los bujes Zhiguli están instalados debajo de las ruedas. Las palancas están unidas a la carrocería sobre cojinetes, los amortiguadores de la motocicleta URAL sirven como elementos de suspensión elásticos. La tercera rueda está fijada rígidamente, aunque al principio también fue suspendida, pero a veces la oruga saltó. Después del bloqueo, la probabilidad de que esto ocurra ha disminuido significativamente.
Los piñones principales también son completamente caseros. Los dientes en sí están doblados a partir de una chapa gruesa, soldados al tambor, la base de la rueda dentada. Curiosamente, hay una banda de goma gruesa entre los dientes y la superficie cilíndrica del tambor. Esto reduce el desgaste de los enlaces cruzados de las orugas y reduce el ruido de la oruga rebobinada. La rueda delantera "perezosa" también está recubierta de goma. Y en el exterior, sobre orejetas metálicas, se sueldan tacones triangulares en el medio: para reducir su desgaste al conducir sobre suelos duros, arena y arcilla.
Esquema familiar: piñones de transmisión por eje y diferencial con frenos de disco
Las palancas de control en un vehículo de orugas son una solución común
Como el anterior, este todoterreno es abierto, aunque probablemente podría haber provisto tanto techo como costados. Pero Gennady se limitó a un parabrisas, que es una tapa del maletero cortada de un automóvil con una carrocería tipo hatchback. Y eso, convenientemente, el vidrio ya está aquí y está instalado en un marco resistente. Simplemente se soldaba en la parte delantera a la carrocería del vehículo todo terreno y se reforzaba con tirantes para que no se doblara.
El "bote" tiene asientos para el automóvil, la consola frontal con el panel de instrumentos es bien reconocible: es del VAZ-2106. Sin embargo, el panel cumple más una función estética que práctica: el velocímetro, por ejemplo, no funciona en absoluto, porque no es tan fácil conectarlo aquí.
Las mediciones han demostrado que es posible acelerar a unos 30 km / h, pero más rápido, probablemente, no es realmente necesario. Es real ponerse en marcha con cualquier marcha, y no como en un coche, desde la primera. Pero para "meter" la marcha deseada sobre la marcha, debe idear, porque al apretar el embrague, el automóvil se ralentiza rápidamente, especialmente con una resistencia significativa al movimiento. Pero puedo declarar responsablemente que este vehículo todoterreno de fabricación casera azota con confianza la nieve profunda, a través de la cual una persona solo puede moverse con esquís, e incluso entonces con dificultad.
Alexander, por supuesto, se alejó rápidamente de nosotros: su auto es más liviano, más rápido, pero Gennady y yo también llegamos notablemente al claro designado en el bosque. Y aquí ambos vehículos todo terreno: uno, podría decirse, innovador, realizado sobre la base de cálculos y según dibujos, con la perspectiva de una producción a pequeña escala, y el segundo, realizado en el mejor de los casos según bocetos a mano, y más por un capricho, ¡se mostraron en todo su esplendor! Ambos conductores de diseño demostraron claramente que sus creaciones cumplen plenamente con los requisitos que se les impusieron: conducir donde no hay ni una pizca de carretera. ¡A los cazadores, silvicultores o simplemente amantes de adentrarse en la naturaleza les encantaría esta técnica!
Características técnicas de un vehículo todoterreno casero
Peso bruto, kg |
10OO |
Dimensiones totales, LxWxH, mm |
2530x1500x1190 |
motor |
Yamaha kodiak 700, 1-cil. |
Potencia maxima, hp |
52 |
Tipo de transmisión |
variador de submarcha |
Tipo de mecanismo de oscilación |
diferencial |
Velocidad máxima km / h |
80 |
Rango de crucero para combustible, km |
300 |
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ATV PROPIAS MANOS - VIDEO
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© Autor: Andrey FAROBIN, foto del autor En la elaboración del artículo se utilizaron materiales Modelista-constructor "№4-2021
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