Автомобиль для города

Прочно вошел в быт современного человека легковой автомобиль. Модели, предлагаемые промышленностью, отличаются надежностью, удобством эксплуатации и обслуживания, универсальностью. Однако, самодеятельные автостроители, даже используя максимальное число стандартных агрегатов, редко копируют их, а создают, как правило, оригинальные конструкции, наиболее отвечающие конкретному назначению машины. Любителей отдыха на природе привлекают схемы полноприводных автомобилей, с увеличенным клиренсом; автотуристов — напротив, низкие, приземистые машины с обтекаемым кузовом; тех же, кто предпочитает отдых «на колесах» всей семьей, больше устраивает компоновка микроавтобуса.

А какой же автомобиль нужен городскому жителю для каждодневных поездок на работу, за покупками, по бытовым нуждам, для недальних загородных маршрутов? Ответы специалистов к настоящему времени «приходят к общему знаменателю». Такой автомобиль должен иметь минимальную длину около 3 метров, просторный, удобный для частой посадки и высадки кузов с емким, трансформируемым за счет складывающихся задних сидений багажным отделением. Он должен обладать отличной маневренностью, а его двигатель — в первую очередь экономичностью и малой токсичностью выхлопных газов. И действительно, кто из автолюбителей не замечал: движение в общем транспортном потоке уравнивает достоинства и стремительных «Жигулей», и мощных «Волг», и юрких «Запорожцев»: все они движутся с одной скоростью. А на просторных магистралях максимальная скорость ограничена величиной, легко доступной любому современному автомобилю. Зато водитель маленького, короткого автомобиля чувствует себя в городе гораздо увереннее: ему проще маневрировать на дороге, найти место на стоянке или у тротуара и быстро припарковать машину. Несмотря на скромные внешние габариты, кузов мини-автомобиля не менее удобен. Ведь, как показывает статистика, в среднем каждый автомобиль перевозит одного-двух человек и незначительный груз. Поэтому далее малолитражка с 4—5-местным салоном и емким багажником большую часть времени перевозит… воздух. В то время как у миниавтомобиля задняя часть салона может использоваться по необходимости и как пассажирское, и как грузовое отделение. Такое компоновочное решение и позволяет значительно сократить длину кузова. Мощности двигателя в 30—40 л. с. для легкой машины вполне достаточно. И, двигаясь по городу, вы не ощутите разницы в динамике и скорости в сравнении с серийными легковыми авто. При этом топливные расходы будут значительно ниже: лучшие модели микролитражек на 100 км пути тратят около 5 л бензина. Да и токсичность выхлопных газов меньше. Поскольку чем меньше мощность двигателя, тем чаще он работает на режимах, близких к номинальному, там, где наименьший удельный расход топлива и минимальное содержание вредных компонентов в отработавших газах.

Исходя из этих требований, и был спроектирован и изготовлен «Колобок». Его длина 3,1 м и ширина 1,5 м, но в салоне свободно размещаются четыре взрослых человека. При езде вдвоем задняя часть кузова превращается во вместительное багажное отделение с ровным дном. Доступ в него — через большую заднюю дверь. Нижняя плоскость ее разъема находится на высоте всего 0,5 м от земли, поэтому погрузка далее тяжелых предметов в машину не вызывает затруднений. Малые габариты кузова, большие углы поворота управляемых колес при базе чуть больше 2 м обеспечивают машине прекрасную маневренность. Салон далее в четырехместном варианте удобен для водителя и пассажиров. Комфорт получен за счет увеличения высоты кузова: посадка на более высоких сиденьях привычней и удобней, особенно при частых остановках и выходах из машины. Конечно, такой автомобиль менее обтекаем для встречного потока воздуха, но для городских скоростей увеличение аэродинамического сопротивления не столь значительно.

Более подробно об устройстве автомобиля.

Кузов — несущий, трехдверный, с трубчатым усилением пола и моторного отсека. При его изготовлении использованы детали кузова ВАЗ-2102: боковые и задняя дверь, крыша, стойки и пороги. Чтобы подогнать их под выбранные размеры, двери увеличены по длине и высоте на 100 мм, а крыша существенно укорочена и на 100 мм сужена.

Нижняя и верхняя части кузова изготавливались отдельно. Сначала был сварен трубчатый каркас с кронштейнами установки рычагов подвесок, двигателя и элементов амортизации. Затем он обшивался стальными листами, образующими пол салона и четыре колесные ниши. Форма последних — полусферическая, без карманов и ниш, где могла бы задерживаться влага. Такие ниши доступны для контроля и тщательной обработки антикоррозионными составами. Верхняя часть кузова — собранные вместе стойки, крыша и борта задней части салона монтировались на нижнюю; после сварки они образуют жесткий несущий кузов. Трубчатое усиление дна салона позволило облегчить пороги; у каждого одна из его стенок, выходящих в салон, была вырезана. Кроме уменьшения ширины порога, это способствует упрощению антикоррозионного ухода за кузовом: теперь внутренняя полость порога через перфорированную большими отверстиями стенку имеет отличный доступ для нанесения «антикора».

Передок кузова, усиленный трубчатой рамкой, имеет съемную конструкцию: крепится он болтами. Это позволит легко его заменить в случае аварии, а также с наибольшим удобством обслуживать или ремонтировать двигатель.

Капот — аллигаторного типа. Его можно откидывать назад почти до ветрового стекла, полностью открывая подкапотное пространство.

Вместо бамперов, ограничивающих максимальные габариты машины, по периметру кузова установлена эластичная предохранительная накладка. Она выполняет также и функцию декоративного молдинга, придающего относительно высокому кузову большую стремительность.

Для остекления салона использованы стандартные боковые стекла от «Жигулей»: с подъемными механизмами — в дверях и установленные неподвижно — в задней части кузова. Ветровое стекло — от автомобиля ЗАЗ-968, заднее — от ВАЗ-2102. «Форточки» у передней и задней стоек — самодельные, установлены неподвижно, но вентиляция салона через выходные отверстия в задних стойках кузова достаточно эффективна.

Силовым агрегатом «Колобку» служит двухцилиндровый четырехтактный двигатель воздушного охлаждения от мотоцикла «Урал». Его мощности — 36 л. с. при 5600 об/мин — достаточно для движения машины массой 700 кг со скоростью до 100 км/ч. Средний расход бензина А-76 на 100 км пути — 6 л. Благодаря своей оппозитной схеме двигатель отлично «вписался» в крохотное подкапотное пространство, а воздушное охлаждение, не требующее установки радиатора в передней части машины, дало возможность придать кузову клиновидную форму. Достоинства выбранного двигателя позволили сделать машину такой короткой.

В системе питания вместо двух карбюраторов, установленных на каждом цилиндре, применен один — типа К-127. Он крепится к сваренному из стальных труб общему впускному коллектору над двигателем — там, где удобно производить его регулировку. Для улучшения работы в холодное время года коллектор снизу подогревается теплом выхлопных газов: к его нижней стенке вплотную примыкает дугообразная трубка, соединяющая выхлопные трубы обоих цилиндров. Во время работы двигателя часть горячих газов проходит через нее и нагревает своим теплом стенку впускного коллектора.

Воздушный фильтр — масляно-инерционного типа. За счет его небольшого диаметра под капотом слева от него осталось достаточно места для размещения запасного колеса.

Топливо в карбюратор подает бензонасос диафрагменного типа, приводимый в действие эксцентриковой шайбой от вала масляного насоса.

Для равномерного охлаждения цилиндров и исключения перегрева при работе в жаркое время года двигатель оборудован принудительным обдувом: перед каждым цилиндром — установлен металлический трехлопастный вентилятор, приводимый во вращение клиноременной передачей. Для устройства такого привода пришлось дообработать переднюю часть двигателя. В крышке распределительных шестерен соосно коленчатому валу было расточено отверстие под корпус узла приводного шкива. Крепится он на крышке болтами или с помощью специальной сварки. Валик шкива установлен в корпусе на шариковом самоустанавливающемся подшипвике и приводится во вращение шлицевой втулкой, прикрепленной к торцу шестерни коленчатого вала. Сдвоенный шкив, собранный из двух шкивов водяного насоса БАЗ, монтируется на хвостовике валика со шпонкой и фиксируется храповым болтом. Клиноременная передача от ведущего шкива к вентиляторам осуществляется двумя ремнями. Правый приводит вентилятор и Генератор, левый — только вентилятор. Натяжение первого регулируется положением генератора, второго — дополнительным роликом.

Система смазки двигателя в целом осталась без изменений. Однако масляный фильтр из компоновочных соображений пришлось установить горизонтально: для этого понадобилось несколько стальных втулок и резиновых уплотнительных колец. А для улучшения охлаждения масла к нижней стороне поддона приварены несколько стальных уголков.

Для осуществления пуска двигателя электрическим стартером маховик доработай. На удлинительное кольцо, концентрично приваренное к торцу маховика, напрессован стандартный зубчатый венец от маховика ЗАЗ. Стартер с обратным вращением крепится на точеном стальном картере сцепления.

Сцепление двухдисковое, сухое. Его конструкция усовершенствована по типу автомобильного. Привод выжимного рычага — тросовый.

Коробка передач стандартная, жигулевская, но крепится она не к картеру сцепления, как у большинства автомобилей, а через удлинитель с промежуточным валом, так что на автомобиле она расположена между передними сиденьями. Такая компоновка, несмотря на небольшое усложнение трансмиссии, обеспечивает лучшую развесовку машины, а главное, позволяет более свободно разместить педали управления.

Удлинитель представляет собой отрезок тонкостенной стальной трубы (в качестве заготовки можно использовать карданный вал от автомобиля «Москвич-408»). С одной стороны он вварен в круглый фланец, для подсоединения к картеру сцепления двигателя. С другой стороны в трубе прорезан продольный паз, а поверх надет широкий хомут — для соединения со стаканом фланца коробки передач. Этот фланец изготовлен из торцевой стенки стандартного картера сцепления двигателя ВАЗ. В его центральном отверстии закреплен сваркой стальной толстостенный стакан, в котором установлен подшипник и уплотнение промежуточного вала. Дополнительную жесткость соединению придают четыре стальных подкоса. Промежуточный вал опирается передним хвостовиком на подшипник, запрессованный во внутренний фланец маховика, а задняя — через соединительную шлицевую муфту — на подшипник стакана фланца коробки. Этот вал передает вращение от ведомых дисков сцепления к первичному валу коробки передач. При сборке узла корпусные детали промежуточного вала объединяют двигатель и коробку передач в единый силовой агрегат, который крепится к кузову автомобиля в трех точках: к двум кронштейнам подрамника и на поперечной перекладине, под задней частью коробки.

С главной передачей коробка соединяется еще одним валом. Так как на автомобиле применена независимая подвеска задних колес, картер главной передачи крепится к кузову практически неподвижно — с помощью резинометаллических втулок. Поэтому у соединительного вала вместо карданных шарниров можно использовать упругие пальцевые муфты.

Редуктор главной передачи имеет передаточное отношение 4,1. Его короткие полуоси соединены с колесными полуосями двумя карданными валами.

Ступицы и подшипниковые узлы задних колес можно использовать от мотоколяски СЗА. Для увеличения надежности и долговечности вместо штатных колесных полуосей, установлены самодельные, с увеличенным диаметром шеек под подшипники № 205 и № 206.

При выборе размера колес (5,0—10) учитывалась не только недефицитность и дешевизна покрышек. Их размер во многом определил всю компоновку кузова: чем меньше колеса, тем меньше величина колесных ниш, а следовательно, больше места в салоне. Применение легких, маленьких колес благоприятно сказывается на комфорте и динамике движения: чем они легче, тем меньше их момент инерции и неподрессоренные массы подвесок. И наконец, меньший наружный диаметр колес определяет и меньшее передаточное отношение трансмиссии: более компактный редуктор главной передачи. Недостатки малых колес — несколько более быстрый износ и худшая проходимость. Однако первый компенсируется дешевизной резины, а второй в условиях города имеет второстепенное значение.

Подвеска всех колес — независимая. Передних — на поперечных, а задних — на продольных рычагах, поддемпфированных спиральными пружинами и гидравлическими амортизаторами ВАЗ.

Рулевое управление — традиционной схемы: червячный механизм (от «Запорожца») своей сошкой перемещает поперечную рулевую тягу, соединенную сферическими шарнирами с рычагами рулевой трапеции на ступицах передних колес.

Электрооборудование автомобиля — 12-вольтовое, с генератором и реле-регулятором ВАЗ. Аккумуляторная батарея — 6-СТ-45, но удачная компоновка подкапотного пространства допускает установку любого аккумулятора от легковых автомашин. Имеется, все необходимое сигнальное и контрольное оборудование: фары, указатели поворотов, стоп-сигналы, звуковой сигнал, щиток приборов — от ВАЗ-2103. Не забыто и дополнительное: освещение салона, вместительный перчаточный ящичек, электрообогрев заднего стекла и его стеклоочиститель, а также радиооборудование — приемник и магнитофон.

Необходимый комфорт при эксплуатации машины в холодное время года обеспечивает оригинальный отопитель салона.

Устроен отопитель так. Выхлопные трубы правого и левого цилиндров через гофрированные термостойкие трубы присоединены к теплообменнику — сваренной из листовой нержавеющей стали емкости. Там трубы сходятся в одну, которая далее выводится наружу и соединяется с системой глушения. К верхней части корпуса теплообменника приварены два коротких патрубка для подающего и отводящего воздушных шлангов, а внутрь емкости вварена продольная стальная перегородка, направляющая поток воздуха между ними по максимальному пути — вдоль разогретых выхлопными газами труб. Для уменьшения теплообмена с встречным потоком воздуха, обдувающим при движении агрегат, корпус теплообменника изолируется асбестом. Циркуляцию воздуха через отопитель обеспечивает двухскоростной вентилятор, установленный под капотом возле лючка воздухозаборника. Температуру подаваемого в салон воздуха можно регулировать заслонкой в лючке, изменяющей соотношение холодного и нагретого воздуха. В салоне выходные отверстия системы выполнены вдоль ветрового стекла, по бокам передней панели, с дефлекторами для подачи воздуха на боковые стекла, и в нижней части салона: у ног водителя и пассажира на переднем сиденье.

Все сиденья в машине раздельные. Передние имеют регулировку положения по длине и наклону спинки. Задние могут складываться вперед. Причем, помимо пассажирского и грузового вариантов, возможен промежуточный: сложив одно из задних сидений, получаем трехместный салон с грузовым отделением сбоку от заднего пассажира.