Главное меню

Реклама

Статья из журнала "Моделист-конструктор" № 1 за 1989 г.

Долго думал, в каком разделе ее опубликовать, но все же размещаю в "Библиотеке" - на основе этой статьи можно собрать спортивную багги... Ее сестры и сейчас дают прикурить своим более современным сестрам на треках.

Впервые багги появились в 50-е годы нашего столетия в США. Сначала это были обычные легковые автомобили, изношенные, уже не пригодные к нормальной эксплуатации. Они отличались экстравагантным внешним видом - без дверей, крыльев, а то и вовсе без кузова. На них владельцы лихо носились по песчаным дюнам, порой устраивая между собой гонки. Новинка многим пришлась по вкусу, и стихийные соревнования стали иногда вырастать в грандиозные автокросс-шоу. Популярность багги росла и вскоре перешагнула границы Штатов - машины этого типа распространились по всему миру.

В начале 70-х годов первые багги появились и в СССР. В них тоже можно было узнать обычные легковые автомобили - ГАЗ-69, "Запорожец", "Москвич", "Жигули",- разве что с упрощенными кузовами.

В 1972 году группа студентов Тольяттинского политехнического института (ТПИ) в инициативном порядке приступила к разработке проекта собственного кроссового автомобиля. Так началась история СКБ "Багги". Первенец, получивший обозначение Б-2901, представлял собой двухместный спортивно-туристический автомобиль, созданный на базе "Жигулей" и имевший ту же схему: двигатель - впереди, ведущие колеса - задние (для увеличения загрузки последних двигатель, водитель и пассажир были смещены назад); устанавливался и небольшой багажник. Эта машина увидела свет в 1975 году и была первой в Тольятти. На ней применили пространственную раму, из труб, к которой приваривались дуги безопасности и крепились стеклопластиковые и алюминиевые панели кузова. Позже это стало характерной особенностью всех багги. Ход подвесок увеличили до 120 мм. Благодаря тщательной проработке вес Б-2901 составил 750 кг - значительно меньший по сравнению с другими аналогичными машинами.

Дебют багги ТПИ на кроссе "Серебряная ладья" оказался удачным. Вот что писала об этом газета "Волжский комсомолец": "Стартовали студенты вместе с участниками автокросса - профессиональными гонщиками. Смотрелся диковинный автомобиль рядом со сверкающими "Жигулями" и "Волгами" довольно невыигрышно. Но, когда дали старт, зрительские симпатии сразу переметнулись к студенческой машине. На трудной трассе она показала все свои достоинства - устойчивость, высокую проходимость, маневренность, скорость".

И все-таки это был автомобиль больше для туризма, у него даже появились последователи, в том числе и "Аргамак", построенный в клубе при АвтоВАЗтехобслуживании города Тольятти. Тем временем стали появляться багги на ВАЗе, в лаборатории спортивных и гоночных автомобилей (ЛСГА) и в других организациях. И уже было ясно, что в ближайшем будущем понадобятся другие, более динамичные, маневренные машины, способные удерживать лидерство в острой спортивной борьбе. Начались упорные поиски оптимальных конструкций. Такие же проблемы решали и гонщики из других городов страны. К примеру, багги, построенные на базе "Запорожцев", из-за солидной загрузки задней оси и малой мощности двигателя (не больше 50 л. с.) плохо управлялись, да и динамические качества оставляли желать лучшего. Выход был найден - весь силовой агрегат ЗАЗ стали разворачивать на 180°, коробкой передач назад, как на автомобилях гоночных формул. Такая схема компоновки оказалась удачной, прижилась и стала классической для багги малых и средних удельных мощностей. После анализа компоновочных схем и проработки некоторых вариантов стало ясно, что для кроссовой трассы приемлемы четыре варианта:





Разработчик,

ТПИ

ТПИ

ТПИ

ТПИ

УГК

УГК

УГК

ТПИ

модель

Параметры

Б-29042

Б-2905

Б-2907
(Проект)

Б-29052

КамАЗ

ВАЗ

ЗАЗ

Б-2908

Мощность, л. с.

80

90

80

90

120

130

120

80

Снаряженная масса, кг

600

570

500

530

505

570

500

460

Полная масса, кг

680

650

580

610

585

650

580

540

Удельная мощность, л. с./т

117,6

138,5

140

147,5

205,1

200,0

206,9

148,1

Время разгона до 100 км/ч, с

12

10,1

10,4

9,2

-

-

-

7,8

Максимальная скорость, км/ч

145

160

142

155

-

-

-

160

Ход подвески, мм: передней

220

220

250

300

240

250

240

250

задней

220

220

250

300

240

250

240

250

Объем двигателя, см3

1600

1600

1600

1600

1600

1600

1600

1300

Вес, приходящийся на заднюю ось, %

55

57

60

59

62

64

62

71

Габариты, мм: длина

2920

2925

2920

2900

-

2950

3260

3180

ширина

1475

1668

1595

1645

-

1725

1650

1730

высота

1315

1300

1340

1410

-

1300

1200

1120

База, мм

2300

2300

2300

2300

2400

2350

2220

2400

Колея, мм: передних колес

1305

1390

1390

1420

1500

1350

1500

1400

задних колес

1305

1426

1420

1500

1370

1500

1500

1500

Клиренс, мм

240

240

240

240

240

240

180

200

Год изготовления

1979

1980

1980

1983

1984

1984

1986

1987



Варианты компоновки багги

 

1. Дальнейшее развитие "вазовской" схемы. Водитель сместился назад, а двигатель - вправо и назад. Единственная схема, где оставлена зависимая подвеска задних колес.

2. Вариант, в котором двигатель с коробкой передач развернуты на 180° и установлены над или перед редуктором зад- него моста; крутящий момент от коробки передач через промежуточный редуктор и карданный вал передается на редуктор заднего моста.

3. Схема компоновки гоночных моделей: двигатель располагается продольно за спиной водителя, коробкой передач назад.

4. Схема с расположением двигателя поперек рамы за спиной водителя.

Наиболее перспективные схемы - третья и четвертая - оказались в то время нереальными: не было коробок передач, способных выдержать значительные нагрузки - крутящий момент до 250 кгс * м. Делать багги такой схемы - значило разрабатывать и изготовлять коробки передач своей конструкции, поэтому упор был сделан на первые две схемы. Некоторые выпускники ТПИ, став инженерами, не оставили работу над багги. Так, Владимир Губа - первый староста СКБ,- начав проектирование машин второй схемы еще студентом, продолжил ее и после окончания института и положил начало целой серии багги, которые составляли сильную конкуренцию своим спортивным собратьям до начала 80-х годов. Именно на таком автомобиле Леонид Рева (ВАЗ) дважды становился чемпионом СССР; В. Губа - чемпионом страны 1980 года, а в 1983-м он первым из советских баггистов сделал пробный выезд на этап Кубка Дружбы социалистических стран в Болгарию. Но основной недостаток - большой вес и сложность трансмиссии - так и не удалось устранить без потери надежности и усложнения технологии изготовления, что и послужило причиной схода этой схемы со спортивной арены. Однако за ней осталось большое преимущество - возможность без особых затрат применить на базовом шасси полный привод. Кстати, полноприводная модификация прототипа ВАЗ-2108 для ралли - ВАЗ-2908 - выполнена по той же схеме.

В другом направлении работали члены СКБ ТПИ Г. Иванчук и В. Артамонов. Взяв за основу "вазовскую" компоновку, они независимо друг от друга создали чисто спортивные варианты этой схемы. После окончания института Г. Иванчук продол жил работу над багги в ЛСГА. Аналогичные машины были построены в ТПИ (Б-29042) и на станции АвтоВАЗтехобслуживания Тольятти. Первые багги этой компоновки полностью базировались на узлах ВАЗ, что гарантировало высокую технологичность и низкую себестоимость их изготовления. Они хорошо зарекомендовали себя на чемпионатах страны и позволили тольяттинским спортсменам за период с 1977-го по 1981 год 8 раз занять призовые места.

Со временем, правда, выявились недостатки этих машин: большой вес отнюдь не способствовал улучшению маневренности и динамики, заметно менялись колея и углы развала колес при ходах подвески, никак не удавалось, используя стандартные вазовские пружины и амортизаторы, подобрать оптимальную жесткость подвесок и коэффициенты сопротивления амортизаторов.

Изменения сначала коснулись переднего моста и рулевого управления. Двухрычажная длинноходовая подвеска с уменьшенным изменением развала и колеи совместно с модифицированной задней подвеской уменьшили клевки автомобиля при торможении и приседания при разгоне, была улучшена плавность хода, применено реечное рулевое управление. Но испытания показали, что ходовые качества улучшились незначительно. Становилось ясно, что нужны более кардинальные изменения в конструкции машины.

В конце 1979 года группа СКБ ТПИ под руководством В. Артамонова разработала проект Б-2905, где при сохранении общей схемы удалось устранить многие недостатки. Так, была установлена независимая задняя подвеска, имевшая улучшенные характеристики по плавности хода и кинематике и существенно меньшие неподрессоренные массы. Двигатель с коробкой передач сместили назад и соединили через муфту непосредственно с редуктором заднего моста. Водитель вслед за двигателем сместился назад, загрузка задней оси увеличилась до 57,3%. Кинематика передней и задней подвесок впервые была рассчитана на ЭВМ, также впервые производился тяго-динамический расчет, а каждая деталь проверялась на прочность. Но и эта компоновка не оправдала возлагавшихся на нее надежд. Для реализации растущих мощностей требовалось увеличивать сцепной вес на ведущих колесах. Для подобных багги 60% развесовки назад оказались пределом. Кроме того, массу никак не удавалось снизить до 500 кг (минимальное значение, предписываемое Техническими требованиями для багги данного класса). Самая легкая из машин этой компоновки - Б-29052 - весила 530 кг. Из-за асимметричного расположения водителя и двигателя рама оставалась сложной в изготовлении, тяжелой; необходимая жесткость достигалась только с увеличением веса. Результаты гонок убедительно показывали - нужны новые решения.

В 1984 году в ТПИ после долгих проработок вариантов было решено вернуться к схемам с расположением двигателя за спиной водителя, вдоль или поперек. К таким же выводам пришли и другие тольяттинские баггисты. В СКБ "Багги" за основу был взят проект Б-2907 еще 1980 года, отличавшийся особой тщательностью расчетов. Началось и проектирование коробок передач сразу нескольких типов. Настоящей сенсацией стало появление в 1984 году автокроссового автомобиля И. Соломенцева (Волжский автозавод) с поперечным расположением двигателя ВАЗ-2106 и коробкой передач ВАЗ-2108, который сразу же завоевал ряд призовых мест в крупнейших гонках года. Его особенность - непривычная развесовка: при этой компоновке на задние колеса приходилось 64% нагрузки. Следствием поперечного расположения двигателя стал малый вес, а значит и отличная динамика и достаточно хорошая управляемость. Неудивительно, что спустя три года из 20 багги, имевшихся в нашем городе, две трети были именно "поперечниками". Новые машины с загрузкой задней оси 64-75% (на разных вариантах) потребовали и новой техники вождения: многим гонщикам в срочном порядке пришлось осваивать технику "поворота" задними колесами - манипулируя педалями, заставлять машину скользить в нужном направлении, набирая скорость или гася ее: это позволяло экономить время и стало основным приемом управления багги на трассе. Но при этом необходимо, чтобы и сама машина "цеплялась" за дорогу, помогая водителю точно вести автомобиль по намеченной траектории. В ТПИ начались поиски таких решений. В 1985 году появился рабочий проект ДИП-Б-2908, в котором были определены в основных чертах меры по улучшению управляемости и устойчивости автомобиля. В течение двух последующих лет они уточнялись и проверялись, и в 1987 году появились три автомобиля Б-2908 - два в ТПИ и один в спортивно-техническом клубе "Вираж" (г. Куйбышев), построенный совместно с ТПИ.

Результаты первых стартов подтвердили, что работы ведутся в верном направлении. Сама компоновка оказалась удачной, гибкой. Теоретические расчеты показали, что для большей мощности двигателя (до 120-130 л. с.) необходима развесовка 75-80% на заднюю ось и увеличенный момент инерции. На "поперечной" компоновке это достигается переносом назад, за двигатель, радиатора и аккумулятора. Именно так построен новый автомобиль И. Соломенцева, на котором он стал сильнейшим гонщиком 1987 года в 4-й зачетной группе.

А теперь более подробно о кроссовом автомобиле-багги Б-2908.

Машина выполнена по схеме с поперечным расположением силовой установки за спиной водителя, перед задней осью. Впервые на ней установлены двигатель и коробка передач ВАЗ-2108. Все агрегаты расположены в районе центра тяжести, что уменьшило момент инерции автомобиля относительно вертикальной оси. Это способствует улучшению маневренности. И в то же время недостаточная поворачиваемость, заложенная в кинематике подвесок, благоприятно влияет на повышение курсовой устойчивости (не стоит забывать, что на этой машине 71% веса автомобиля приходится на заднюю ось! Такую развесовку можно считать оптимальной для интервала мощностей 70-90 л. с.- она является своего рода компромиссом между динамикой и маневренностью).

Рама автомобиля сварена из труб диам. 42X2,5, диам. 35X2, диам. 30X2, диам. 25X2, диам. 20X2 мм. В ходе ее разработки было рассмотрено несколько вариантов. Все они рассчитывались методом конечных элементов с использованием ЭВМ и стандартных программ. Конечной целью было создание такой конструкции, в которой при различных режимах нагружения (на кручение, продольный изгиб, боковой удар при движении с заносом) напряжения во всех элементах были бы примерно одинаковы. Несущий рамный каркас дополняют боковая обшивка, выполненная из гнутых стальных листов толщиной 0,8 мм и днище толщиной 1 мм. Листы приварены к трубам точечной сваркой с шагом 30-40 мм: за счет этого рама при той же жесткости, что и у других багги, весит меньше на 10-13 кг.

Передняя подвеска двухрычажная, поперечной схемы. Кинематика подобрана так, что при ходах подвески колея изменяется в пределах + 3 мм, и при любых углах поворота управляемых колес площадь контакта шин с дорогой остается наибольшей - в результате достигаются максимальные значения передаваемых боковых сил. За счет увеличения угла продольного наклона шкворня до 7° увеличено плечо выноса, что дает значительный следящий эффект, который существенно облегчает управление автомобилем. Для уменьшения сопротивления качению конические подшипники в передней ступице заменены двухрядным шариковым. Левые и правые рычаги сделаны симметричными и взаимозаменяемыми, поэтому в случае повреждения одного из них запасной можно поставить на любую сторону.

Рулевое управление - реечного типа: для уменьшения ударных нагрузок, передаваемых от колес на рулевое колесо, зубчатое зацепление сделано косозубым. Кинематическая схема - с обратной рулевой трапецией, то есть при повороте наружное колесо поворачивается на больший угол, чем внутреннее. При этом передаваемые колесом на дорогу боковые силы увеличиваются.

Задняя подвеска - на диагонально качающихся рычагах. Последние сварены из круглых и прямоугольных труб; при этом удалось добиться примерно одинаковой нагруженности в любом сечении рычага. С точки зрения кинематики центр поперечного крена поднят на 80-100 мм по сравнению с предыдущими моделями: это позволило уменьшить угол крена кузова автомобиля. Площади пятен контактов шин почти на всех режимах движения близки к максимальным, поэтому и передаваемые боковые силы тоже приближаются к максимуму. Задние ступицы выполнены неразборными, без шлицев. Фланец запрессован на ось, сваренную с колоколом привода колес; соединение усилено сварным швом. Такая конструкция, впервые примененная на багги команды АвтоВАЗтехобслуживания, устранила слабое звено в задней подвеске (на прежних моделях срезание шейки ступицы было частым явлением), значительно упростила изготовление, позволила отказаться от нарезания шлицев, значительно уменьшила вес ступицы и повысила надежность работы узла в целом.

Недостаток, свойственный первым машинам с "поперечником",- маленький ход отбоя на левом заднем колесе из-за короткой полуоси привода колес - устранен наклоном силовой установки влево на 4°. На передней и задней подвесках в качестве упругого и гасящего элементов применены гидропневматические элементы авиационного типа, на передней подвеске - со встроенными гидравлическими амортизаторами, на задней - с дополнительным доработанным амортизатором КамАЗ. Тормоза - дисковые, причем диски облегчены более чем в два раза по сравнению с вазовскими, а суппорты собственной конструкции: при той же эффективности они намного легче серийных. Для удобства доступа к двигателю задняя часть автомобиля откидывается.

При проработке внешней формы большое внимание уделялось аэродинамике. Так, капоту придана клиновидная форма, при движении создающая силы, прижимающие автомобиль к земле. Крылья установлены на рычаги подвесок - так они создают меньшее аэродинамическое сопротивление, которое при 100-130 км/ч (а именно такие скорости развивают сейчас багги на прямых участках трассы) оказывается очень существенным. И еще одна особенность: на больших скоростях носовой грязезащитный щиток также создает силу, дополнительно нагружающую передние колеса.
Схема багги

Чертеж рамы багги

Дифференциал повышенного трения для багги
Передняя подвеска

Амортизатор задней подвески

Гидропневматические амортизаторы


Г. КУЛУМБЕТОВ,

руководитель СКБ "Багги",

г. Тольятти,

Куйбышевская обл

 

Joomla Template - by Joomlage.com