В этой статье рассмотрим, как сделать переднюю вилку под более широкую шину низкого давления колеса вездехода. Вилку сделаем, чтобы легко и быстро можно было снять. Делается это для того, чтобы эксплуатировать пневмоход зимой.
В зимнее время при глубоком снеге эксплуатировать на целине самодельный вездеход не возможно. Переднее колесо сильно тормозит, задние зарываются в снег. Однако вместо переднего колеса поставить лыжу. В этом поможет быстросъемная передняя вилка. Болотоход превращается в снегоход и с легкостью преодолевает снежные заносы. Если своевременно и правильно накатывать одну дорожку, например до речки. Можно самодельные вездеходы на трех колесах эксплуатировать круглый год.
Для постройки вилки, нам понадобится рулевая колонка мотоцикла Восход. Уголок 40 на 40 мм. Труба диаметром 35 мм желательно ее взять от гидравлического амортизатора вилки мотоцикла. В первых она точно подходит в отверстия траверсы, так как это ее родное место. Во вторых она толстостенная и очень крепкая. Еще нужно два болта с резьбой на 18 и к ней гайки и шайбы. Размеры деталей указаны, на фото. Как выглядят, смотрите дальше.
Начинаем с трубы амортизатора. Из ее нам нужно отрезать четыре одинаковых отрезка длиной 60 мм.
Берем два болта с резьбой диаметром 18 мм. Если шляпки болтов не входят в трубки, подгоняем, срезав кромки.
Устанавливаем болт внутрь втулки как на фото. Можно под болт положит что либо. Болт привариваем внутри трубки.
Еще нужно сделать одно действие. Один конец втулки сделать на конус. Точнее подогнать под верхнюю траверсу.
Подготовить шайбы размеры на фото.
С помощью гаек закрепляем втулки в верхней траверсе.
В нижней траверсе устанавливаем втулки.
Подготавливаем угольник для расширения вилки под ширину шины колеса вездехода.
Выравниваем верхнюю траверсу по центру угольника. Затем привариваем втулки к угольнику.
Тоже самое делаем с нижней рулевой частью колонки.
Устанавливаем все детали на раму мотоцикла. Только потом привариваем завершающие детали, трубы вилки для установки колеса вездехода.
Остается все хорошенько проварить. Вилка самодельного трехколесного вездехода готова к эксплуатации.
Ширина вилки подгоняется под колесо, которое будете, ставит на вездеход. Ширина шины плюс с каждой стороны оставить небольшой зазор. Во время эксплуатации камеры увеличиваются в размере и это нужно предусмотреть.
При подготовке кроссового мотоцикла М-63К к соревнованиям выполняют большие работы по регулировке и доводке узлов экипажной части.
К наиболее крупным переделкам относится изготовление длиннорычажной передней вилки (вместо телескопической) и облегченной коляски с пружинно-гидравлическим амортизатором. Мотоцикл с длиннорычажной передней вилкой более устойчив на неровностях и поворотах. Параметры вилки можно легко отрегулировать в зависимости от трассы.
рис. 62. Длиннорычажная вилка, изготовленная на основе узлов вилки мотоцикла М-63.
1 — верхний мостик, 2 — нижний мостик, 3 — перо вилки, 4 — удлинительная втулка, 5 — ось колеса, 6 — крыло, 7 — амортизатор, 8 — ось рычага, 9 — кронштейн крепления амортизатора; 10 — качающийся рычаг (маятник), 11 — проушины, 12 — ушки крепления амортизатора
По кинематической схеме рычажные вилки можно разделить на толкающие (ось качания рычагов расположена сзади оси колеса) и тянущие (ось качания рычагов находится впереди от колеса). В зависимости от конструкции качающихся рычагов как тянущие, так и толкающие вилки подразделяются на длиннорычажные и короткорычажные. У длиннорычажных вилок длина рычагов близка к величине радиуса колеса. Длина рычагов короткорычажной вилки значительно меньше радиуса колеса. Примером короткорычажной вилки является вилка мотоцикла К-750, а длиннорычажной — передние вилки отечественных мотороллеров. Подавляющее большинство спортсменов нашей страны используют толкающие длиннорычажные вилки.
Рассмотрим конструкцию длиннорычажной вилки (рис. 62). Два ее пера соединены нижним мостиком при помощи сварки. В этот мостик запрессован стержень, на который надевают верхний мостик при монтаже вилки на раму. В нижние концы перьев вставлены удлиняющие втулки, к которым приварены втулки для размещения подшипников осей качающегося рычага, а в средней части перьев под нижним мостиком приварены кран-штейны под амортизаторы.
Качающийся рычаг выполнен в виде единой изогнутой трубы, к которой приварены проушины для крепления осей и ушки для крепления оси колеса. Амортизаторы через резино-металлические шарниры крепят верхней втулкой к кронштейну пера вилки, а нижней — к ушкам качающегося рычага.
При изготовлении длиннорычажной вилки от унифицированной телескопической берут трубы перьев вилки, мостик рулевой колонки со стержнем траверса, затяжные гайки, детали крепления вилки в раме мотоцикла, наконечники перьев.
Дополнительно следует изготовить удлинители перьев, маятник, кронштейны и ушки, крепления амортизаторов, проушины крепления маятника, усилительные стяжки, узел крепления маятника. Перья вилки можно сделать из цельнотянутых труб, имеющих внешний диаметр 36 мм и толщину стенки 5—6 мм. При использовании хромансилевых труб толщина стенки может быть уменьшена. Усилительные стяжки делают из цельнотянутой трубы диаметром 20—22 мм с толщиной стенки 1—1,5 мм.
Рис. 63 Детали и узлы передней вилки:
а — маятник с вставками крепления оси б — ушко крепления амортизатора, в — проушина крепления маятника, г — распорная шайба между подшипниками и проушиной, д — обойма крепления подшипников, е — распорное кольцо между подшипниками, ж — развертка крепления кронштейна амортизатора, з — крепление удлинителя и обоймы к перу вилки, / — вставки для крещения оси, 2 — места сварки, 3 — обойма, 4 — удлинитель, 5 — перо
Качающийся рычаг (маятник) изготовляют, пользуясь трубогибом, из цельнотянутой бесшовной трубы диаметром 32 мм с толщиной стенки 2,5—3 мм. Из наконечников перьев вилки М-63 делают вставки для крепления оси колеса. С этой целью наконечники протачивают на токарном станке. Проточенные вставки запрессовывают в торцы маятника и закрепляют сваркой. Из стали 20 (рис. 63) изготовляют две проушины для крепления маятника и два ушка крепления амортизатора, а также два кронштейна для крепления верхней втулки амортизатора.
Существуют различные варианты узла крепления маятника. В одном варианте маятник качается на шариковых подшипниках № 202, запрессованных по две штуки в обоймы, которые приваривают к удлинителям перьев. В другом варианте конструкция крепления маятника более проста. Маятник качается на резино-металлических втулках, в качестве которых используют укороченные резиновые сайлент-блоки заднего маятника ирбит-ского мотоцикла, т. е. узел решен так же, как узел заднего маятника.
Примерный порядок сборки вилки таков: в перья вилки (если применяются перья от М-63) вставляют удлинители и закрепляют сваркой Затем к удлинителям (или непосредственно к перьям), если они изготовлены из целой трубы, приваривают обоймы подшипников. На раму ставят и закрепляют в подшипниках нижний и верхний мостики, устанавливают перья вилки. В обойму крепления подшипников вставляют втулки, с помощью вспомогательной оси размещают отверстия соосно и закрепляют перья в мостиках вилки. Прогревая перья газовой горелкой, загибают их у основания нижнего мостика до тех пор, пока расстояние между осью подшипника маятника и осью крепления двигателя не составип 360 мм (см. рис. 62).
В торцах маятника размещают вставки крепления оси вместе с осью и приваривают. Затем устанавливают проушины относительно передней оси. После этого проушины крепят сваркой к маятнику. На правый рычаг маятника наваривают стальное полукольцо для крепления тормозного барабана. Устанавливают и приваривают усилительные стяжки, а затем ушки крепления амортизаторов по месту в соответствии с имеющимися амортизаторами. После окончательной сборки проверяют среднюю длину вылета которая должна составлять 40— 60 мм.
В качестве амортизаторов для такой вилки можно использовать любые гидравлические амортизаторы, имо-ющие ход 120—150 мм. Нужно только подобрать пружины соответствующей жесткости. Хорошие результаты дает применение амортизаторов от автомобилей «Москвич» и «Жигули» в соединении с пружинами от мотоцикла М-63.
Рассмотрим изготовление амортизаторов из передних амортизаторов автомобиля «Москвич».
Автомобильные амортизаторы разбирают, верхнюю часть поршня, к которой прижимаются пружинящие шайбы, притирают на плите, переделывают или изготавливают заново шток длиной 177 мм. После изготовления его обязательно хромируют и полируют, чтобы он не подвергался коррозии. Изготовляют также два верхних наконечника амортизатора (можно использовать детали этого узла от мотоцикла М 63) и четыре сухаря, а к корпусу приваривают опорную шайбу пружины, используемую от подвесок мотоцикла М-63.
Перед установкой протачивают на конус первые че-тыре-пять витков пружины. Проточенная пружина имеет переменную жесткость, в результате чего подвеска хорошо работает и на мелких неровностях дороги, и при прыжках.
Верхним кожухом самодельной подвески служит нижний кожух подвески мотоцикла М-63. Нижние кожухи на подвесках спортивных мотоциклов не ставят, чтобы избежать заклинивания подвески при смятии обоих кожухов. Для нижнего наконечника амортизатора используют от автомобиля «Москвич» резино-металличес-кие втулки, для верхнего — его рессорную втулку. Чтобы грязь и мелкие камни не попадали между штоком и сальником, применяют полиэтиленовую пленку, прорезиненный капрон и другой подобный материал, который наматывают в два-три слоя на собранную подвеску и закрепляют изолентой.
Находят применение также амортизаторы от автомобилей «Волга» и «Жигули», однако они требуют составной пружины, изготовленной из полутора пружин мотоцикла М-63.
Длиннорычажную переднюю вилку следует снабдить двухкулачковым тормозным барабаном от мотоцикла М-67, что позволит существенно улучшить динамику мотоцикла.
Рычажная вилка является одним из главных атрибутов любого колясыча, и уж точно, без нее не обойтись говнолазу. Например, на западе, люди вообще не представляют себе мотоцикла с коляской, оборудованного телескопической вилкой – рычажка является для них первейшей примочкой, которую надо установить на околяшенную одиночку.
Я, конечно, не конструктор, и специальными знаниями не обладаю. Эта статья написана от лица обывателя, и может содержать множество ошибочных идей. "Чертежи", приведенные здесь, тоже, вероятно, нарисованы не совсем грамотно, но если кому-то это интересно, то в будущем я могу выложить 3Д модель изделия в формате 3dm Rhinoceros. Сразу скажу, что изначально вилка была сделана с очень критичной ошибкой, в результате чего она сломалась в самы неподходящий момент. Это привело к аварии, но, к счастью, никто не пострадал. Я расскажу об этом в самом конце статьи.
Итак, изготовление рычажной вилки является самым простым способом получить прочную длинноходную вилку для мотоцикла. Однако, при всей кажущейся простоте ее конструкции, я лично столкнулся с неожиданными сложностями, которые, впрочем, смог преодолеть, поняв их причину.
Товарищ подарил мне 2 уже готовых пера и заготовку маятника, и от этих деталей я отталкивался, разрабатывая свое изделие.
Задачи мои были следующими:
- Увеличить комфорт езды по неровностям;
- Максимально возможно поднять переднюю часть мотоцикла. Это требовалось для увеличения клиренса;
- Уменьшить вылет (трейл) до минимально приемлемого значения ради облегчения руления как на плохой дороге, так и на асфальте;
Исходя из этих задач, с помощью САПР я быстро сделал модель вилки вместе с рамой мотоцикла, все проверил, и изготовил маятник из круглой трубы. Но этот маятник не удовлетворил меня своей низкой жесткостью, поэтому я его выкинул. Пришлось перерисовать проект, и сварить новый маятник, из профильной трубы Ст-3 25х40х2. Этот маятник получился очень жестким. Единственно место в нем, требующее пояснений – это втулки под ось колеса. Втулки цельные, стальные, и ось через них просто пропускается и фиксируется гайкой. Колесо и тормозной барабан фиксируются от осевых смещений распорной втулкой. Люфт оси устраняется с помощью латунных вкладышей, которые я сделал из латунной гильзы 12 калибра.
Маятник я собирал в определенном порядке. Сперва были вырезаны концевые трубчатые секции, затем я к ним приварил втулки. После этого места сварки втулок с маятником были усилены боковыми накладками, обваренными по кругу. Затем, продев во втулки ось, я приварил к концевым секциям основные секции маятника. Следующий шаг – приварка ушей крепления амортизаторов. В конце концов, я понял, что ставить уши проще на полностью собранном маятнике, и приварил к нему заднюю перемычку. Тут-то я столкнулся с проблемой увода изделия при сварке, но поведенный маятник я легко выправил с помощью домкрата. Затем я установил усиливающие накладки под уши крепления перьев, а потом – и сами уши. Далее оставалось установить косынки на соединения перемычки маятника, и я это сделал, расперев его концы домкратом, чтоб не уводило. Приваривать все уши следует, продев через них шпильку, для контроля расположения всех деталей; размер удобно отмерять от вдетой оси колеса.
Далее я установил верхние уши крепления амортизаторов на перья, и моя вилка, в общих чертах, была готова к примерке. Во втулки перьев я решил установить сайлент-блоки, но ничего подходящего в автомагазинах я не нашел. Сайленты пришлось сделать из подручных материалов: в качестве резиновой втулки идеально подошла резинка пассажирской подножки, а стальные втулки со внутренним диаметром 12мм нашлись в хозяйстве. Ось колеса была изготовлена из оси заднего колеса, «толстую» часть которой пришлось проточить на 30мм так, чтобы длинная узкая часть диаметром 20мм проходила через обе втулки.
Теперь я должен сказать пару слов об амортизаторах. Изначально, я удлиннил стандатные ураловские амортизаторы, а «родное» крепление заменил на сайлент-блок. Сайлент-блок на ножке из трубки крепился к корпусу сваркой. Я не буду описывать все свои мучения, связанные с подбором оптимальной длины амортизатора, и скажу сразу, что она теперь составляет 370мм. В последствие, на одном из этих древних изделий КМЗ у меня обовало шток, и я заменил их на китайский аналог. На их нижнее крепление я также приварил трубки для сайлент-блоков. Прошло еще немного времени, и китайские приужины, сделанные из кого-то кала я заменил на старые советские. С этого момента все стало хорошо, и уже год я езжу на таких амортизаторах без всяких проблем.
Реактивная тяга тормозного щита у меня крепится к маятнику. С одной стороны, это решение мне кажется хорошим, так как не требует никаких дополнительных ухищрений. Обычно тягу крепят к перу, и это вызывает необходимость позволить щиту качаться относительно маятника. В моем случае, щит всегда остается неподвижным и его можно туго зажимать между втулками маятника и ступицы. Вообще, местом крепления реактивной тяги регулируется противоклевкость вилки. В моем случае, при торможении, мотоцикл не то что не клюет, а наоборот — задирает нос. То есть сила, растягивающая вилку у меня слишком сильна. Но так как я пользуюсь стандартными очень вялыми тормозами, за здоровье подвески я не переживаю. На практике, никаких "обратных пробоев" в амортизаторах у меня никогда не происходило. Если закрепить реактивную тягу чуть повыше, на пере, то можно добиться того, что мотоцикл не будет получать вообще никакого дифферента при торможении.
Итак, всю конструкцию я установил на мотоцикл, прикинул, как будет крепиться крыло, и приварил на перья соответствующие ушки. Теперь можно было приступать к испытаниям.
При небольших скоростях движения по грунтовой дороге, мотоцикл вел себя просто великолепно, но стоило мне разогнаться, как я потерял всякий контроль над машиной, меня начело болтать из стороны в сторону, в результате чего я едва не перевернулся. Очевидно, что так проявляли себя проблемы с геометрией вилки, а именно, с ее вылетом, или трейлом. Путем различных наблюдений, измерений, моделирования и экспериментов, я понял, что во всем виноваты слишком слабые пружины амортизаторов, а так же не отрегулированные клапана отбоя. При низкой скорости движения амортизаторы худо-бедно успевали отрабатывать все неровности и возвращаться в свое исходное состояние, но при увеличении скорости они уже не справлялись со своей работой и постоянно находились в полу-сжатом состоянии.
Дело в том, что рычажная вилка с такой геометрией как у меня, при подъеме маятника на неровностях, склонна к сильному уменьшению вылета. При сильном сжатии амортизаторов он уменьшается практически до нуля, а иногда может достигать и отрицательных значений. Естественно, что это вызывает потерю управления мотоциклом на большой скорости.
Проблему я решил просто. Оказалось достаточным отрегулировать клапана амортизаторов и увеличить преднатяг пружин для повышения их жесткости. Пружины я поджал на 15мм, подставив под них дистанционные кольца. 15мм взяты, исходя из того, что именно на эту величину проседали амортизаторы, когда я садился на бак мотоцикла.
Как я уже писал выше, данное усовершенстование привело к обрыву штока одного из амортизаторов: старые советские амортизаторы, на деле, почти не поддаются регулировке. На смену им пришли китайцы с хорошими советскими пружинами и теми же дистанционными кольцами.
Не зная горя я ездил всю зиму, а зетем, веснойй мы отправились в Смоленскую область. Тут-то с нами и случилась неприятность. На очень разбитой дороге у вилки подломились оба пера, в результате чего мотоцикл перевернулся. Сперва мы не совсем поняли, что случилось, так как вилка не развалилась, но проехав еще 500 метров и улетев в кювет, поняли, что что-то тут не чисто.
И действительно, вскрытие показало, что оба "лома" треснули по проточке, которая была сделана для того, чтобы они заходили в траверсы. Причина поломки был очевидна. Резкая ступенька между двух диаметров служила концентратором напряжений. От постоянной вибрации и нагрузки, направленной, главным образом, на "разгибание" перьев, появились трещины на их задней стороне. Перья разогнулись, трейл стал отрицательным, мотоцикл потерял управляемость.
Всего этого можно было избежать если бы переход от одного диаметра к другому был бы плавным. Но в идеале нужны были еще и укосы, которые разгрузили бы перья. Сломанная вилка была оперативно заварена, я наварил и эти самые укосы из арматуры. После этого она прошла еще более тысячи километров, а по возвращении домой, я тут же бросился к своему другу, который помогал мне делать эту вилку, чтобы изготовить новые мощные перья.
Чтобы сделать совсем неубиваемую вилку, мы сварили перья из "ломов" от стандартного советского "телескопа". На одно рычажное перо идет полтора телескопических лома. Соединяются они при помощи бушей, закрепляемых электрозаклепками. Далее соединение обваривается. Изначальную геометрию мы сохранили. Разница со старыми перьями заключалась в отсутствии всяких проточек и наличии укосов, сделанных из труб. Так как нижняя траверса находится внутри получившегося ромба, то она несъемная. То есть вилку теперь полностью не разобрать — нижняя траверса подвижна, но она останется с вилкой навечно.
После данного усовершенствования, какие бы то ни было проблемы пропали, и с тех пор я езжу ничего не опасаясь.