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TRASPORTO PERSONALE: TERRA, ACQUA, AEREO
Veicolo fuoristrada anfibio. Trasporto personale
Elenco / Trasporto personale: terra, acqua, aria Il fuoristrada anfibio fuoristrada su pneumatici a bassa pressione, costruito da studenti e dipendenti della Facoltà di tecnologia ed economia dell'Università pedagogica statale di Vyatka, è in funzione da più di dieci anni. Durante questo periodo, sono state confermate le capacità uniche della macchina. Il veicolo fuoristrada si muove con sicurezza su qualsiasi strada, su fuoristrada impraticabile sporco, innevato o paludoso, su terreno coperto di collinette e cespugli, supera le barriere d'acqua. Con il suo peso di circa 250 kg, è in grado di trasportare fino a 500 kg di carico via acqua e via terra. Il veicolo fuoristrada è realizzato secondo lo schema delle ruote 4x4. Tutte le sue ruote sono orientabili, il che ha permesso di ridurre il raggio di sterzata a 6 m (con un angolo di rotazione delle ruote minore). Davanti al corpo è presente uno scudo trasparente (vetro organico in un telaio saldato in angolo d'acciaio), che protegge il guidatore dal vento e dalla pioggia e impedisce anche alla cabina di allagarsi d'acqua durante la guida lungo una ripida sponda nel fiume . Allo stesso scopo, la prua dello scafo è fortemente estesa in avanti ed è dotata di cavità sigillate sotto le ali. Dietro la cabina aperta (il sedile del conducente e il volante al suo interno sono leggermente spostati a sinistra dell'asse longitudinale di simmetria della carrozzeria), è presente un vano di carico, nel quale però è alloggiato liberamente anche un passeggero. Per proteggere il conducente e il passeggero dalle intemperie, è possibile installare una tenda da sole pieghevole. Il propulsore si trova a poppa, e sopra di esso c'è un capiente bagagliaio saldato da una barra d'acciaio del diametro di 8 mm (è anche possibile sostituirlo con un'auto rimovibile). Nella progettazione dell'anfibio viene utilizzata interamente l'unità di potenza del passeggino motorizzato FDD: motore, cambio, ingranaggio principale, mozzi delle ruote, freni (praticamente invariati). È stato aggiunto un altro ingranaggio principale per guidare le ruote anteriori. Il telaio del veicolo fuoristrada è saldato. È costituito da due longheroni, travi degli assi anteriore e posteriore, perni curvi con boccole per il fissaggio dei giunti dello sterzo delle ruote, supporti dell'unità motrice e staffe accoppiate per il fissaggio del meccanismo dello sterzo e della trasmissione finale anteriore.
La cornice svolge principalmente una funzione di impaginazione; la rigidità e la robustezza dell'intera struttura del fuoristrada è data dalla sua scocca, collegata al telaio con quattro bulloni M10, pur non disponendo di un power set. I suoi pannelli sono tagliati da compensato di 8-10 mm di spessore e uniti con viti 4x25 e resina epossidica. Quindi i bordi di testa dei pannelli sono stati forati con incrementi di 20 mm in modo che la colla penetri nei fori e vi si indurisca come chiodi, e ricoperti su entrambi i lati con 2-3 strati di nastri in fibra di vetro su resina epossidica. Successivamente, il corpo è stato completamente ricoperto da due strati di fibra di vetro sulla "resina epossidica". Pigmento e polvere di alluminio vengono aggiunti all'ultimo strato di resina. È interessante notare che, a nostro avviso, è stato risolto il problema della sigillatura dello scafo nei punti di uscita dei ponti. Le aperture nell'alloggiamento sono sagomate con anelli angolari in alluminio con guarnizioni in gomma. A questi anelli vengono fissate calze larghe in tessuto gommato tramite gli stessi anelli di diametro leggermente maggiore e viti M5. L'altra estremità delle calze è fissata agli scudi dei freni delle ruote con morsetti in nastro d'acciaio profilato. Le calze sono realizzate con un margine di lunghezza in modo che le ruote possano girare entro i limiti richiesti. Pertanto, l'intera trasmissione, l'unità di potenza e altri sistemi erano ben isolati da acqua, polvere e sporco, il che ne aumentava notevolmente la durata e l'affidabilità. Anche lo spostamento dello scafo è notevolmente aumentato: questo è importante per un anfibio. Il sistema di controllo del veicolo fuoristrada utilizza un meccanismo di sterzo, un volante e un albero con leve dell'acceleratore e della frizione dell'FDD (il controllo manuale di una macchina del genere ci sembra più conveniente). La scatola dello sterzo, le aste di collegamento dello sterzo e le articolazioni dello sterzo delle ruote sono di nostra progettazione. Ciascun fuso a snodo è ricavato da una piastra dello stelo spessa 10 mm. I fori sono praticati nel pezzo per il mozzo della ruota e i suoi bulloni di fissaggio. Successivamente vi sono state saldate boccole coassiali e una leva con foro per il perno sferico. Con l'aiuto di queste boccole e del perno di sterzata, il fuso a snodo è fissato in modo girevole al perno del telaio. Con questo design, la rotazione massima della ruota porta a un certo cambiamento (entro 10 mm) della distanza tra le estremità del semiasse e l'albero di trasmissione finale, che è abbastanza accettabile ed è compensato dalla frizione scanalata di trasmissione standard. A proposito, sul veicolo fuoristrada vengono utilizzati quattro mozzi delle ruote motrici (posteriori) dell'FDD. Aste trapezoidali dello sterzo - da un tubo d'acciaio con un diametro di 25 mm, alle cui estremità sono avvitate punte con controdadi, che consente di regolare gli angoli di convergenza delle ruote. La spinta del trapezio dello sterzo anteriore è messa in moto attraverso un orecchino saldato ad esso e un perno a sfera direttamente dalla cremagliera del meccanismo dello sterzo. Per controllare le ruote posteriori, i leveraggi dello sterzo anteriore e posteriore sono collegati da un albero di trasmissione con leve alle estremità. L'albero ruota nei cuscinetti di scorrimento fissati sul longherone destro del telaio. Le leve attraverso le boccole sono girevolmente collegate ai perni saldati alle aste dello sterzo. Ciò garantisce la rotazione sincrona delle ruote anteriori e posteriori in direzioni diverse. La suddetta costruzione ci sembra più semplice e compatta rispetto al sistema di leve, sostegni del pendolo e aste utilizzato in tali casi. La disposizione del veicolo fuoristrada è tale che gli assi dell'albero dello sterzo e della scatola dello sterzo erano ad un angolo di 60 °. Pertanto, è stato necessario realizzare un cambio con due coppie coniche poste in un alloggiamento in lega di alluminio. Il cambio è fissato alla carrozzeria del fuoristrada con due staffe in lamiera d'acciaio di 3 mm di spessore. Per ridurre la velocità di rotazione delle ruote di grande diametro e aumentare la coppia, il propulsore è dotato di un albero intermedio che fornisce un rapporto di trasmissione di circa due. È stato utilizzato un albero intermedio leggermente modificato da una specie di trattore con guida a terra con un pignone z = 21 e due - z = 11. L'albero tubolare ruota liberamente su cuscinetti ad aghi su un asse installato in modo fisso nei fori delle guance disegnate al telaio dell'unità motrice nei punti di attacco dell'ingranaggio principale . L'albero intermedio è azionato da una catena dalla ruota dentata di trasmissione dell'albero secondario del cambio. Inoltre, l'albero intermedio è collegato tramite catene alle ruote dentate degli alberi di ingresso delle trasmissioni finali anteriore e posteriore (gli alberi di ingresso erano prima capovolti, cosa facile da fare a causa della loro simmetria). La distanza tra gli assi degli alberi intermedio e primario della trasmissione finale anteriore è di circa 900 mm. La tensione della catena è necessaria per evitare l'allentamento e il contatto con il corpo. La tensione viene effettuata facendo deflettere il gruppo motore su una sospensione elastica mediante un'asta scorrevole (non mostrata nei disegni). Durante il funzionamento del veicolo fuoristrada, si è scoperto che i normali giunti gomma-metallo dei semiassi FDD non sono abbastanza resistenti e si guastano rapidamente. Inoltre, la loro elasticità aumentava notevolmente lo sforzo sul volante necessario per controllare la vettura. Pertanto, sono stati sostituiti da giunti cardanici (croci) di un'auto UAZ. I semiassi e i giunti scanalati provengono dall'FDD, le loro estremità sono tagliate e le forcelle del giunto cardanico sono saldate a loro. Il design della trasmissione consente di accendere separatamente gli assi anteriore e posteriore. L'esperienza ha dimostrato che la necessità del loro funzionamento simultaneo è piuttosto rara: di norma, in zone particolarmente difficili - quando si lascia l'acqua sulla riva, si guida su dossi alti e così via. Tuttavia, è proprio in tali modalità che è possibile un rapido accumulo della differenza tra le ruote anteriori e posteriori a causa della differenza nelle loro dimensioni, pressione dell'aria, rotazione irregolare su una superficie irregolare, che porta alla comparsa di sollecitazioni eccessive in la trasmissione dovuta alla "circolazione di potenza". Questo è irto di rompere le catene, rompere gli ingranaggi nei cambi e persino distruggere le loro custodie (tutto questo è successo a noi). Per prevenire questi fenomeni è stato messo a punto il meccanismo di innesto della marcia avanti dell'ingranaggio principale dell'asse posteriore. Le parti posteriori non funzionanti delle camme della marcia avanti e della frizione della camma, che si innestano tra loro, sono state rimosse su smeriglio con un angolo di 45 °. Pertanto, in caso di coppia inversa sulle ruote, il cambio viene ora posizionato automaticamente in posizione neutra o si trasforma in una ruota libera. È noto quanto il bloccaggio del differenziale aumenti la pervietà del veicolo in condizioni difficili. Nel nostro caso, questo è particolarmente importante quando si lascia l'acqua sulla riva e si guida sulla neve. Tuttavia, non è possibile garantire il blocco del differenziale standard della trasmissione principale dell'FDD senza modifiche importanti. Un modo più semplice è trasformare il differenziale in una ruota libera. Per fare ciò, sette denti su dieci di ciascun satellite sono stati molati con smeriglio; l'intercapedine tra due dei restanti tre viene riempita di metallo fuso mediante saldatura elettrica; ei satelliti sono caricati a molla sul dito, trasformandosi in nottolini a cricchetto, ciascuno per il suo ingranaggio laterale. Pertanto, la rotazione libera degli ingranaggi laterali è fornita più velocemente della scatola del differenziale (coppe) (quando, ad esempio, la ruota esterna entra in curva), la rotazione sincrona delle ruote e l'elevata capacità fuoristrada durante la guida in linea retta e quando scivola. E alla fine - una gestione soddisfacente del veicolo fuoristrada. Lo svantaggio di questo metodo di "blocco" è l'impossibilità di utilizzare l'asse anteriore in retromarcia (abbiamo rimosso la retromarcia dalla trasmissione finale anteriore), ma ci sono ancora più vantaggi. Una parte importante di tali macchine sono ruote e pneumatici, perché forniscono la loro maggiore capacità di attraversare il paese. La mancanza di ruote industriali adeguate costringe i designer dilettanti a trovare la propria strada. I nostri cerchioni sono lattine di alluminio con un diametro di 450 mm. Devo dire che sono fatti di un foglio piuttosto spesso (2 mm). Ora quelli più sottili (1 mm) sono più comuni in vendita, sono adatti solo per l'uso previsto. I dischi sono fissati tra loro e con rondelle piane interne in lamiera di duralluminio spessore 5 mm con cinque viti M8; sono attratti dai mozzi FDD da quattro dadi allungati.
La forza di tali dischi è abbastanza sufficiente per il funzionamento di un veicolo fuoristrada in condizioni normali. Tuttavia, quando si guida con noncuranza su ceppi, dossi alti e alberi caduti, quando si superano profondi fossati con accelerazione e così via, tali dischi a volte vengono schiacciati, di solito dall'esterno. Pertanto, li abbiamo rinforzati con inserti in schiuma di 100 mm di spessore. Le camicie sono pressate saldamente ai dischi con rondelle piane esterne di spessore 3 mm e dadi avvitati su prigionieri che si inseriscono nei dadi allungati delle ruote. Inoltre, la schiuma aumenta la galleggiabilità e la stabilità del fuoristrada sull'acqua. Pneumatici a bassa pressione - dimensioni doppie 900x300 mm, che hanno servito la loro risorsa nelle ruote degli aerei. La camera esterna è tagliata lungo il diametro interno e fissata al disco con viti M8 a testa sferica. Per una migliore aderenza al terreno, oltre che per limitare gli ingombri, alla camera esterna è incollato un nastro trasportatore forato. L'ampia carreggiata e la base corta del telaio del veicolo fuoristrada, la bassa pressione in pneumatici larghi e spessi (0,2 * 105 Pa) consentono di fare a meno di una sospensione, il che semplifica e facilita notevolmente la progettazione della macchina. L'unico inconveniente associato alla mancanza di sospensioni e da noi riscontrato durante il funzionamento è l'accumulo longitudinale (risonanza) di un fuoristrada carico ad una velocità di circa 20 km / h. Ci siamo sbarazzati di questo fornendo al bagagliaio ammortizzatori da uno scooter. Per diversi anni il fuoristrada è stato utilizzato senza elica, muovendosi nell'acqua grazie alla rotazione delle ruote. Tuttavia, la velocità di tale movimento era molto bassa, specialmente con vento contrario e onde. Anche le lame montate sulla superficie laterale delle ruote non hanno aiutato. Attualmente, il veicolo fuoristrada ha un'elica del motore fuoribordo "Whirlwind-20", che è azionato da una catena dall'albero della ventola del motore attraverso un cambio modificato dello stesso "Whirlwind". Il perfezionamento consisteva nella fabbricazione di un nuovo alloggiamento e staffa di montaggio, allungamento dell'albero condotto, installazione di una boccola con un asterisco sull'ingranaggio dell'albero motore. La nuova scatola del cambio è saldata da sezioni di tubi in acciaio di diametro adeguato, lavorati per adattarsi alle parti del cambio standard. Particolare cura è stata richiesta per saldare le parti dello scafo insieme e con la staffa di montaggio per evitare deformazioni. L'albero condotto viene allungato di 250 mm mediante un ugello realizzato secondo le dimensioni dell'albero standard e collegato ad esso con due rivetti in acciaio. L'allungamento ha richiesto l'installazione di un supporto aggiuntivo: il cuscinetto a sfere 204 è fissato nell'alloggiamento con un coperchio filettato con guarnizione a labbro. La coppia dal motore all'albero motore del cambio viene trasmessa attraverso una boccola con foro quadro, realizzata secondo le dimensioni dell'albero del cambio standard. Il collegamento tra il pignone e la boccola è saldato. Sul manicotto è fissato con un dado un cuscinetto a sfere 204. I giochi nel treno di ingranaggi e l'albero di trasmissione sono fissati nell'alloggiamento sono realizzati dallo stesso cappuccio filettato con una guarnizione a labbro (ci sono fori nel pignone per avvitarlo In). Il guidatore comanda il cambio dal suo posto tramite una leva con posizioni fisse "avanti", "folle" e "indietro" e cablaggio (non mostrato nei disegni). La velocità di movimento sull'acqua è di 5 km / h, sufficiente per superare le barriere d'acqua anche durante le piene primaverili. Quando ci si sposta a terra, l'elica e la trasmissione a catena possono essere facilmente smontate. A causa dell'installazione del cambio dell'elica, l'uso di un silenziatore standard per il carrello motorizzato FDD è diventato difficile. Ho dovuto realizzare una marmitta da sezioni di tubo di vari diametri. Il corpo di un tubo del diametro di 80 mm è saldato alle estremità, i tubi di ingresso e uscita all'interno presentano 12 fori del diametro di 8 mm. Non è stata notata alcuna riduzione della potenza del motore, il livello di rumore è leggermente aumentato rispetto all'originale. Autore: V.Multanovsky, G.Semenovykh
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