Веломобиль, лигерад и другие транспортные средства с мускульным приводом - Как самому сделать веломобиль?

Как самому сделать веломобиль?

Каким требованиям должен удовлетворять туристский веломобиль? Прежде всего он должен обеспечивать возможность длительного движения с достаточно высоким комфортом по дорогам разного качества, а значит, иметь колеса большого диаметра, переключатели передач. Кроме того, он должен иметь надежные тормоза, удобные мягкие кресла, кузов или иные средства защиты от непогоды.

КАК САМОМУ СДЕЛАТЬ ВЕЛОМОБИЛЬ?

из книги "Велосипедный туризм"

Работу нужно начинать с составления технического задания, то есть совокупности требований, которым должна отвечать будущая машина. Это очень важный этап, от тщательного выполнения которого зависит успех всего дела. Главный недостаток работы конструкторов-любителей — полное игнорирование этапа проектирования. В результате появляются тяжелые и неуклюжие уродцы, доставляющие владельцам удовольствие только потому, что это их собственное детище.

 

Техническое задание составляется примерно в такой последовательности:

1.Назначение веломобиля (короткие поездки по окрестностям, загородные походы выходного дня, многодневный туризм).

2.Тип веломобиля (разъездной, туристский, спортивно-туристский, возможны другие комбинации).

3.Место хранения (городская квартира,гараж вместе с автомобилем, сарай).

4.Способ изготовления (из велосипедных деталей, из самостоятельно выполненных узлов, из узлов промышленного изготовления, заказ кооператорам и т.д.).

5.Экипаж и способ его размещения (один человек, два рядом, двое один за другим, двое взрослых плюс один ребенок,плюс два ребенка...).

6.Дорожные условия (дороги с твердым покрытием, гравийные, грунтовые, бездорожье и т.д.).

7.Погодные условия (тольков сухую погоду, любые погодные условия, круглый год).

8.Предельная масса веломобиля, масса и габариты перевозимого груза.

9.Скорость движения для разных условий при работе всех членов экипажа.

10.Особые условия (требования к комфорту, дополнительному оборудованию и т.д.).

11.Максимальная стоимость веломобиля и трудоемкость его изготовления.

Дадим краткий комментарий к пунктам технического задания. Эксплуатация веломобилей связана с определенными трудностями: отсутствие специальных дорожек и трасс, большие габариты при малых скоростях (плохая совместимость с автомобилем), трудности парковки, хранения и т.д. Поэтому для жителей городов нужен разборный малогабаритный веломобиль. Оптимальное решение, на наш взгляд, — сборка веломобиля из велосипедов с возможностью перехода обратно к велосипедам. Этот принцип обеспечивает большую универсальность конструкции и дает возможность использования одного–двух велосипедов отдельно или собранного из них веломобиля. Для жителей сельской местности такой принцип конструирования тоже хорош, но если дороги тяжелые, а нагрузка большая, то лучше подумать о специальном хозяйственном веломобиле.

Очень важно правильно оценить свои возможности в наличии и изготовлении узлов. Дело облегчается и удешевляется, когда есть старые велосипеды. Важно правильно выбрать число членов экипажа и место расположения сидений. Одноместный веломобиль имеет преимущества перед велосипедом только для тех, кто по каким-либо причинам не может ездить на велосипеде. Для туризма, особенно многодневного, веломобиль имеет выигрыш перед велосипедом в том, что на нем могут ехать 2 человека. Если предполагается ездить с маленькими детьми, то их безопасность должна определяться размещением экипажа. Нужно, чтобы дети были прикрыты взрослыми.

Вряд ли следует пытаться создать универсальную машину: хороший болотоход, а тем более амфибия, никогда не будут так же резво двигаться по шоссе. Погодные условия определяют конструкцию кузова. Конечно, закрытый кузов обеспечивает высокую комфортабельность езды в любую погоду, но его придется везти, преодолевая сопротивление воздуха, особенно при сильном ветре. Для туристов развитых щитков на колесах и съемного брезентового верха вполне достаточно.

Важнейший показатель скорость веломобиля. Априорно можно задать следующие максимальные скорости движения: для снегоболотохода — 10-12 км/час, для разъездного городского и сельского веломобиля — 20–25 км/час, для туристского — 30–35 км/час, для туристско-спортивного — 35–40 км/час.

 

Следующий этап проектирования — разработка документации: эскизов, чертежей, расчетов, сметы, перечня узлов и деталей, которые необходимо добыть. Лучше, конечно, сделать точные чертежи отдельных частей веломобиля, причем в масштабе как можно более крупном (не мельче 1:5), но можно ограничиться эскизами и рисунками. Работа над чертежами или эскизами начинается со схематического определения взаимного расположения узлов будущей машины и членов экипажа, который на ней разместится. В любом случае без общего проекта хорошую машину не создать.

Если проектируется веломобиль для семьи, то необходимо сделать шарнирные модели конкретных будущих пассажиров, выполненные в выбранном масштабе. При этом следует учесть, что дети растут быстро, и поэтому их «штатные» места должны обеспечивать регулировку положения сидений.

Следующий этап — конструирование узлов. По контурам компоновки последовательно вычерчивается конструкция рамы, сидений, приводов, креплений колес, тормозных и дополнительных устройств. Эта работа значительно упростится, если используются узлы и детали от велосипеда. В этом случае контуры готовых узлов прочерчиваются на картоне или на ватмане и вырезаются ножницами. Имея такой набор, легко рассмотреть возможные варианты взаимною расположения узлов. Когда лучшее расположение найдено, узлы нужно соединить рамой, а потом продумать и вычертить элементы крепления их к раме.

Теперь подробнее о главных деталях и узлах веломобилей. Колеса. Более совершенного колеса, чем велосипедное, для веломобиля не найти. Однако оно имеет один недостаток: боится боковых нагрузок. На велосипеде таких нагрузок нет, т.к. при повороте он наклоняется, и равнодействующая сил проходит через плоскость вращения колеса. Трех-, четырехколесный экипаж не наклонить, возникающие при повороте боковые нагрузки полностью воспринимаются колесами. Для низкой одноместной машины это не опасно, а вот для высоких тяжелых чревато разрушением колес. Можно дать следующие рекомендации по применению велосипедных колес:

колеса от детского велосипеда типа «Конек-горбунок» (диам. 323 мм) — только для детских веломобилей;

колеса от детских велосипедов (диам. 406–507 мм) — для одноместных веломобилей;

колеса от гоночных велосипедов (диам. 600 мм) — для одно-, двухместных спортивных веломобилей;

колеса от спортивно-туристских велосипедов (диам. 622 мм) — для одно-, двухместных туристских веломобилей;

колеса от дорожных и горных велосипедов (диам. 559–622 мм) — для туристских и иных веломобилей с экипажем не более 4 человек;

колеса от мопедов и мотоциклов — для веломобилей с экипажем более 4 человек.

Если создаваемый веломобиль ожидают большие нагрузки и тяжелые дорожные условия, то для него лучше подойдут дисковые колеса.


Рама. Наиболее подходит трубчатая пространственная рама, которая позволяет обеспечить минимальную массу при очень высокой жесткости. Плоская рама, состоящая из двух параллельных основных труб, обычно получается тяжелее пространственной, такую раму целесообразно применять для складных веломобилей. Чаще всего применяют тонкостенные стальные трубы. Они хорошо свариваются и имеют вполне приемлемую массу. Дюралевые и титановые трубы позволяют обеспечить минимальную массу конструкции рамы, но их применение связано с определенными технологическими трудностями.

Педальный узел. Наиболее целесообразно применять педальный узел от велосипеда без всяких изменений, то есть использовать каретку в сборе, шатуны, педали, ведущие звездочки. Для одноместных веломобилей такое решение является превалирующим. Для многоместных экипажей этот вариант имеет ряд недостатков: увеличивается количество цепей, усложняется пользование механизмами переключения передач и тормозами. Чтобы избежать этого, обычно вводят промежуточный вал, а педали объединяют в «коленчатые валы». Эллиптические зубчатые колеса, цепные дифференциалы, шатуны изменяющейся длины и другие способы совершенствования педального привода могут быть рекомендованы только в том случае, если их можно очень хорошо изготовить. И еще нужно иметь в виду, что все эти ухищрения дают эффект на очень легких, хорошо спроектированных машинах, а на тяжелых лучше иметь лишнюю ступень в переключении передач. Каретка привода не должна располагаться ниже 350 мм от дороги, так как в противном случае пятка будет задевать за неровности при педалировании. На педали советуем установить туклипсы.

Подвеска колес. Веломобили, предназначенные для движения по хорошим дорогам с относительно малыми скоростями, как и велосипеды, могут не иметь упругих элементов в подвесках. Конечно, такие веломобили будут иметь пониженную плавность хода, но этот недостаток может быть уменьшен хорошо спроектированным мягким сиденьем. Для плохих дорог веломобили нужно снабжать упругой подвеской колес. Как и у автомобилей, колеса могут быть подвешены на поперечных или на продольных рычагах. Упругим элементом обычно служит цилиндрическая пружина. Максимальное усилие пружины (при сжатии до упора) должно превышать приходящуюся на колесо нагрузку в 3–5 раз. Установка амортизаторов при скорости до 25 км/час необязательна, при более высоких скоростях — желательна. В этом случае удобно использовать упругий элемент от мопеда, включающий цилиндрическую пружину и гидравлический амортизатор.


В качестве амортизаторов задних колес используют подседельные пружины мотоцикла. Каждая из пружин одним концом закреплена в верхней части узла задних колес, а другим резьбовым концом с барашком — на поперечине сиденья. Более эффективные амортизаторы можно изготовить из отрезков вакуумных шлангов диаметром 40–50 мм и длиной 200–250 мм, в которые вставляются тяги со сферическими наконечниками. Концы шлангов обжимаются хомутами или проволокой. Вместе с тем не следует забывать, что упругая подвеска усложняет и утяжеляет конструкцию.


Тормозная система. Целесообразно в качестве одной основной тормозной системы использовать колесные («втулочные») тормоза, а в качестве резервной — клещевые. Возможны иные комбинации тормозных систем в зависимости от назначения веломобиля и применяемых колес. Следует только помнить, что веломобиль значительно тяжелее велосипеда, и поэтому повышению эффективности тормозов нужно уделить особое внимание.

Кузов. Простейший вариант — вообще без кузова. Далее по мере увеличения комфорта следуют: откидной щиток на руле, плоская крыша-тент, объемный тент, мягкий закрытый кузов, жесткий закрытый кузов. Проектирование и изготовление тентов и мягких кузовов вроде бы не вызывают затруднений, однако правильный крой и пошив полотнищ — дело отнюдь не простое. Обшивку веломобиля можно сделать из тонкого листового дюралюминия или прочного пластика. Можно нижнюю часть корпуса обшить дюралюминием или пластиком, а верхнюю обтянуть брезентом, пропитав его влагоотталкивающим раствором. Ветровые стекла можно сделать из оргстекла и оборудовать их простейшими дворниками. Самое сложное — изготовить жесткий стеклопластиковый кузов. В журнале «Катера и яхты» давалась упрощенная технология изготовления такого кузова.

Рулевое управление. Если поворотное колесо одно, то его установка и привод аналогичны велосипедному. Если же поворотных колес два, то они должны быть соединены с помощью рулевой трапеции, которая обеспечивает при повороте движение колес по дугам разного радиуса. Невыполнение этого условия приведет к тому, что одно из колес будет при повороте идти юзом — иметь боковое скольжение, что может привести к потере управляемости. Особенно это опасно для тяжелых высоких машин. Привод рулевого управления лучше всего осуществить с помощью троса или велосипедной цепи. Но возможны и другие варианты (червяк-сектор, рычаг-сектор, винт-гайка, шестерня-рейка — как у автомобиля). При проектировании привода желательно, чтобы передаточное отношение от руля к колесам было равно единице (у автомобиля 3 и более).

Для проверки регулировки передних колес веломобиля нужно разогнать его до скорости 20 км/час и пройти поворот с радиусом 25–30 м. Если одно из колес идет юзом, то нужно изменить длину поперечной рулевой тяги. Затем надо проверить, обеспечивает ли рулевой привод нормальное движение по прямой. Для этого выбирают участок дороги с небольшим уклоном и определяют выбег (путь свободного качения) веломобиля с горки. Затем меняют в небольших пределах длину рулевой тяги (±3 мм) и находят положение с наибольшим выбегом. Закрепив в этом положении тягу, повторяют опыт на повороте. Для установки руля можно использовать хомут крепления седла.

Сиденье. Прежде всего необходимо определить расстояние от педалей до так называемой антропометрической точки А — места пересечения линий спинки и низа сиденья. Для среднего роста оно примерно равно 950–1000 мм. Особенно следует остановиться на позе ездока, обеспечивающей наиболее высокую энергопередачу. Определяющим фактором здесь должно быть стремление к оптимизации угла между согнутой ногой и телом: он такой же, как у велогонщика. Устройство сиденья должно быть таким, чтобы шея и часть спины ездока были примерно вертикальны. Сиденье в целом должно быть жестким, так как от этого зависит КПД передачи энергии от человека к машине.

Каркас сиденья можно изготовить из твердого листа алюминиевого сплава толщиной 2–3 мм, предварительно вырезав из него контур заготовки с надрезами. Затем вычерчивают боковой (внутренний) профиль каркаса сиденья в масштабе 1:1, пользуясь координатной сеткой. Изгибают заготовку каркаса по этому профилю и сильными ударами киянки производят отгибку бортов. Участки каркаса с отверстием под опорные стойки нужно усилить двумя планками, приклепав их к каждому отгибу. На каркас сиденья наклеивают поперечные полоски поролона толщиной 30–40 мм, дополнительно закрепив их шнуром в зонах резких перегибов через просверленные отверстия. Сверху поролон обтягивают красивой однотонной тканью.

 

После завершения проектирования веломобиля нужно составить перечень деталей и материалов, а также их цены. Этот дает возможность определить стоимость веломобиля и решить вопрос, где что доставать. Не все удастся купить в магазинах. Других путей много: вышедшие из строя велосипеды и мотоциклы знакомых, списанные велосипеды спортивных школ и секций, свалки металлолома, куда попадает много вполне пригодных велосипедных узлов, промышленные отходы и обрезки.

 

Статьи по теме

Российский производитель веломобилей
Генерация скрипта 0 секунд Яндекс.Метрика