Как сделать колесо коляски мотоцикла ведущим

Я живу о сельской местности, имею мотоцикл М-72. По бездорожью ездить на нем очень трудно. Прошу объяснить, как сделать колесо коляски мотоцикла ведущим.

В. БЕСКРОВНЫЙ, Амурская область.

Мотоцикл стал надежным помощником тружеников сельского хозяйства — председателей колхозов, бригадиров, агрономов, зоотехников. Для села, где иногда приходится ездить по бездорожью, машина должна иметь повышенную проходимость. Это качество может дать ей привод на колесо коляски.

Каждому мотоциклисту известно, что если на мотоцикле с коляской не предусмотреть специальной установки колес («сход» и «наклон»), то его «тянет» в сторону коляски. Чем больше дорожное сопротивление, тем увод в сторону коляски становится сильнее: на тяжелых дорогах не помогает и установка колес. Для сохранения прямолинейного движения водителю приходится поворачивать руль влево. Рассмотрим схему движения мотоцикла с коляской (рис. 1). П, Э и К — соответственно переднее, заднее и колясочное колеса. С — центр тяжести мотоцикла, —свободная тяговая сила на заднем ведущем колесе, Рfк и Pfn —силы сопротивления качению колясочного и переднего колес. Из схемы видно, что сопротивление качению колеса коляски создает момент, поворачивающий мотоцикл по часовой стрелке: Мп = Рfк В (где В — колея мотоцикла с коляской). Этот момент вызывает появление на каждом колесе реакций— боковых сил Уn , Уf , Ук .

Рис. 1. Силы, действующие на колеса мотоцикла во время его движения

Многочисленные исследования и практика показывают, что при наличии боковой силы колесо с эластичной шиной движется под некоторым углом к плоскости вращения (боковой увод). Кроме того, сопротивление качению при этом значительно возрастает.

Таким образом, движение заднего и колясочного колес будет направлено под углом, влево от продольной оси мотоцикла, а переднее будет отклоняться вправо (увод колеса в сторону имеет направление, противоположное боковым реакциям дороги). Ясно, что в этом случае мотоцикл даже при прямо установленных колесах и неповернутом руле будет поворачивать вправо. Для сохранения прямолинейного движения руль приходится несколько поворачивать влево. Это особенно заметно на тяжелых дорогах, поскольку там сопротивление качению колена коляски больше, а значит, больше и поворачивающий момент. Для компенсирования его и нужен «сход» и «наклон».

Однако поскольку боковой увод колес сохраняется, сопротивление движению мотоцикла остается завышенным, даже если «выворачивающий» момент на руле не ощущается совсем.

Что же необходимо сделать, чтобы полностью устранить его?

Боковой увод колес будет отсутствовать, если не будет боковых сил, вызванных «поворачивающим» моментом от сопротивления качению колеса коляски. Момент же этот исчезнет вместе с исчезновением силы сопротивления Рfк. Это станет возможным только тогда, когда колесо коляски будет ведущим.

Вполне справедливо поставить вопрос: какую конструкцию привода лучше всего выбрать, чтобы он был наиболее эффективен и с точки зрения повышения проходимости, и с точки зрения уменьшения расхода топлива? Простота устройства и дешевизна тоже, конечно, играют роль.

Рассмотрим различные конструктивные схемы приводов. Наиболее простым является блокированный (рис. 2). Заднее колесо при помощи фрикционной или кулачковой муфты жестко соединяется с колесом коляски посредством поперечного карданного вала. Нажатие педали водителя — и привод включен; колесо коляски стало ведущим.

Рис. 2. Блокированный привод на колесо коляски: 1 — кулачковая или фрикционная муфта; 2 — колесо коляски; 3 — педаль включения привода; 4 — карданный шарнир; 5 — карданный вал; 6 — заднее колесо мотоцикла; 7 — задняя передача.

Стоимость такого привода составляет не более 7 процентов от стоимости мотоцикла К-750. На хороших дорогах (а такие дороги при обычной эксплуатации мотоциклов составляют не менее 80 процентов) блокированный привод отключается. Это делается потому, что при движении двух сблокированных колес на них появляются значительные тангенциальные и боковые силы. Из-за этого не только ухудшается управляемость, но и увеличивается расход топлива и износ шин.

Вторым типом привода на колесо коляски является дифференциальный. Это, пожалуй, наиболее эффективная и проверенная схема (рис. 3). Дифференциал, установленный в главной передаче мотоцикла, распределяет в требуемом соотношении крутящий момент между задним и колясочным колесами.

При передаточном числе дифференциала, равном отношению веса, приходящегося на заднее и переднее колеса, к весу, приходящемуся на колясочное, боковые силы на колесах полностью отсутствуют. В этом случае при эксплуатации мотоцикла на всех дорогах значительно снижается расход топлива, уменьшается износ шин, не требуется специальная установка колес. Небольшие боковые силы на колесах появляются только в случае несоответствия нагрузки мотоцикла передаточному числу дифференциала.

Но у этого типа привода есть недостатки. Он стоит значительно больше блокированного (не менее 15 процентов от стоимости мотоцикла К-750). Неприятным является и то, что для его установки на мотоцикл К-750 необходимо заменить рычаг подвески заднего колеса и всю главную передачу. Кроме того, в случав буксования одного из колес весь мотоцикл полностью теряет тяговую силу, поэтому необходимо введение блокировки.

Рис. 3. Дифференциальный привод на колесо коляски

Облегченная опытная конструкция дифференциального привода показана на рис. 4. К картеру главной передачи мотоцикла типа К-750 был присоединен картер дифференциала. Для того чтобы устранить необходимость введения блокировки, сателлиты дифференциала поместили в закрытый корпус. При буксовании одного из колес сателлиты, работая как шестеренчатый насос, перекачивали масло через тарированные отверстия (жиклеры), из-за чего создавалось сопротивление буксованию (автоматическая полублокировка).

Рычаг колеса коляски отличался от серийного рычага мотоцикла К-750 только тем, что ось колеса коляски в нем закреплялась не наглухо, а вращалась на двух шарикоподшипниках.

Правый вывод дифференциала и хвостовик оси колеса коляски соединялись при помощи трубчатого карданного вала с двумя шарнирами и скользящим шлицевым соединением.

Вес мотоцикла с таким приводом увеличился на 8 кг, но зато проходимость выросла очень существенно. При испытаниях заметно было также значительное снижение расхода топлива на дорогах всех типов и уменьшение износа шин.

Значительный интерес представляет и третий тип привода — вариаторный. Он сочетает в себе простоту блокированного (в главной передаче достаточно изменить только две детали) и эффективность дифференциального по повышению проходимости, снижению расхода топлива и уменьшению износа шин. Кроме того, вариаторный привод не требует блокировки, которая необходима для дифференциального.

Принцип его работы виден на рис. 5. От блокированного привода схема отличается только тем, что на рычаге колеса коляски установлен вместо редуктора фрикционный многодисковый вариатор. Ось колеса коляски может несколько перемещаться вперед или назад по ходу мотоцикла и этим регулировать вариатор: незначительное забегание колеса коляски вперед уменьшает его обороты, а отставание — повышает до тех пор, пока обороты колеса коляски не будут соответствовать требованиям движения. В случае буксования заднего колеса мотоцикла колясочное колесо превращается в ведущее.

Испытания вариаторного привода показали, что боковые силы на колесах полностью отсутствуют: колесо коляски, являясь свободным и отбирая мощность, необходимую для своего движения, не оказывает никакого воздействия на мотоцикл и поэтому не создает «поворачивающего» момента. Характерно, что даже при переезде колесом коляски препятствия (например, камня) на руле не ощущается, как обычно, рывок вправо. В то же время даже при поднятом заднем колесе мотоцикл за счет колеса коляски свободно трогается с места.

Рис. 4. Облегченный дифференциальный привод на колесо коляски

Для установки вариаторного привода на обычный мотоцикл К-750 необходимо, как и для простейшего блокированного привода, заменить детали главной передачи, рычаг колеса коляски на рычаг с вариатором и установить поперечный карданный вал.

Рис. 5. Вариаторный привод на колесо коляски: 1 — диски ведомые; 2 — ось колеса коляски; 3 — диски ведущие.

К сожалению, дифференциальный привод стоит дорого, а вариаторный пока недостаточно отработан. Нашей мотоциклетной промышленности следует заняться этой проблемой вплотную.

В. СОЛОГУБ, инженер, г. Киев

1964N03P18-19