Готовьтесь к спартакиаде!Близится III Всесоюзная спартакиада по техническим видам спорта. Не за горами первые старты. К ним сейчас готовятся миллионы юношей и девушек нашей страны, в том числе автомобилисты, мотоциклисты, водномоторники. Статьей «Как построить карт» журнал «За рулем» начинает публикацию серии материалов в помощь спортсменам, тренерам, судьям и организаторам соревнований спартакиады. Мастера спорта поделятся опытом подготовки машин к состязаниям, ведущие тренеры расскажут о своей работе с питомцами, а лучшие судьи — о судействе. Дадут советы своим молодым коллегам и организаторы крупных спортивных встреч. На страницах журнала будут помещаться также консультации, связанные с подготовкой к III Всесоюзной спартакиаде по техническим видам спорта. юбителей автомобильного спорта карт привлекает тем, что его можно построить своими силами в условиях небольшой мастерской или гаража. В самом деле, гоночный микроавтомобиль не имеет кузова, он оснащен вполне доступным мотоциклетным двигателем рабочего объема от 50 до 175 см 3 , для сооружения его не требуются дефицитные материалы и сложное оборудование. Федерация автоспорта СССР утвердила технические требования к картам, а которых подчеркивается предельная простота этих машин. РАМА. Основная несущая часть карта — рама — должна быть простой по устройству, прочной и обеспечивать удобную посадку гонщика. В настоящее время получили развитие два типа рам — пространственные (ферменные) из тонкостепных труб (фото 1) и плоские (фото 2и 3). Последние находят более широкое распространение. Они обычно легче, весьма просты в изготовлении и менее жестки (это имеет большое значение, если учесть, что у карта запрещена подвеска колес). Основная несущая часть рамы — лонжероны — изготовляется из труб легированной стали диаметром 30—35 мм, толщиной 1,5—2 мм. Можно применять цельнотянутые или электросварные трубы из стали 20, однако прочность конструкции при той же размерности, что и из легированной стали (30ХГСА), будет ниже. Лонжероны соединяют тремя или четырьмя поперечинами. На концах передней поперечины, к ак правило, устанавливают опоры поворотных кулаков. Одиа или две средние поперечины служат для крепления сиденья. Средние поперечины и задняя, если она не используется для установки опор подшипников задней оси, выполняются из стальных труб меньшего диаметра (до 20 мм), чем лонжероны. Все линейные размеры основных элементов рамы определяют только после уточнения места расположения двигателя и размещения водителя. РАСПОЛОЖЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ. Обычно двигатель ставится сзади водителя справа. В этом случае упрощается привод управления коробкой передач (см. общий вид карта на вкладке). Если же двигатель размещают за сиденьем, то устанавливают специальный щиток забора воздуха. Расположение двигателя в поперечной плоскости зависит от выбора конструкции задней оси. Если он установлен не по оси симметрии колес, то для правильного положения общего центра тяжести сиденье водителя должно быть сдвинуто в сторону, противоположную двигателю, на расстояние, зависящее от смещения и веса двигателя, а также веса водителя (см. формулу 1 на вкладке). Задняя ось карта обычно не имеет продольной регулировки, поэтому натяжение цепи производится либо поворотом двигателя в вертикальной плоскости вокруг нижнего переднего болта, крепящего его к специальной стойке рамы. либо изменением продольного расположения двигателя, но при этом приходится делать два промежуточных крон-ЛКАКПОСТРОИТЬК АРТштейна. Для регулировки положения двигателя можно ставить специальные направляющие, по которым он перемещается вместе с кронштейнами. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДИТЕЛЯ. При компоновке карта важно позаботиться о правильной и удобной посадке гонщика. Наклон назад спинки сиденья не должен превышать 6—8 градусов, ноги согнуты в коленях и опираются на стойки верхней опоры вала руля. Расстояние от площадок педалей (они обычно совпадают с передней балкой) до сиденья должно быть выбрано, исходя из роста и сложения водителя. Спортсменам высокого роста не следует делать карт с минимальной базой, т аккак посадка при этом будет неудобной, что в свою очередь усложнит управление картом, д ля картингиста среднего роста можно рекомендовать базу от 1100 до 1250 мм. Когда определены положения водителя и двигателя, необходимо оценить распределение веса по осям автомобиля. Центр тяжести ходовой части карта без двигателя и гонщика должен находиться приблизительно посередине. Прн полной нагрузке на переднюю ось для обеспечения устойчивости на повороте должно приходиться не менее '/з общего веса. Однако не следует переносить большую часть нагрузки вперед, так как при этом уменьшается сцепной вес, приходящийся на задние колеса (колеса буксуют). Высота центра тяжести зависит, в основном, от расположения трех элементов:двигателя\ ходовой части и веса водителя. Понижение центра тяжести достигается иногда изгибанием лонжеронов в продольной плоскости (см. фото 2). Центр тяжести можно понизить и опуская сиденье. Этот вариант имеет значительные технологические преимущества, однако он годится для картов с колесами диаметром не более 350 мм. Сиденье изготавливается из стального или алюминиевого листа толщиной до 2 мм н оклеивается губчатой резиной или паралоном; по краямв лист закатывается проволока диаметром 4—6 мм. Можно выполнить сиденье из куска брезента, армированного по краям стальной проволокой. Такое сиденье удобно, т аккак не передает резких толчков. Сиденье крепится к верхней дуге и поперечине. Боковой опорой служат стойки верхней дуги (см. фото 1, 2 и 3). КОЛЕСА. Выбор колес для карта должен производиться одновременно с определением размеров рамы. В основном. применяют колеса диаметром 300450 мм. Для картов класса 50 смЗ можно с успехом использовать колеса от самоката размером 12'/а" X 2'Д" (модель Л-155). Колеса меньшего диаметра, на первый взгляд, предпочтительнее. Небольшойвес (колесо диаметром 300 мм со ступицей весит 3,55 кг, то есть почти в два раза меньше колеса мотороллера), меньшие усилия, передаваемые на раму при повороте, а следовательно, и более легкая рама — все это позволяет улучшить динамику и увеличить максимальную скорость машин. Недостатками их является отсутствие протектора и недолговечность шины (250—300 км). Кроме того, упругие деформации и широскопический момент колес оольшого диаметра — больше, а значит и выше устойчивость при наезде на небольшие препятствия. Ступицы передних и задних колес желательно иметь взаимозаменяемыми, поэтому их конструкция должна обеспечивать соединение ступицы колеса с задней осью и установку тормозных барабанов (для передних, а иногда и для одного заднего колеса). Как правило, ступицы передних колес устанавливаются на обычных шариковых подшипниках серии 203.303. Между подшипниками на поворотном кулаке ставят распорную втулку, длина которой должна быть или равна расстоянию между наружными кольцами подшипника, или на 0,1 — 0,15 мм быть больше его. Ступицы могут устанавливаться также на роликовых конических подшипниках. В любом варианте желательны сальниковые уплотнения. На задней оси для опоры ступицы вместо подшипников ставят иногда шайбы. ЗАДНЯЯ ОСЬ. Важным в проектировании карта является выбор конструкции задней оси. Из-за отсутствия дифференциала при повороте возникает разница в пути, проходимом наружным и внутренним колесами. Если они соединены неразрезной осью, то на повороте происходит проскальзывание между шиной и дорогой, ухудшающее устойчивость карта. Это явление не наблюдается при одном ведущем колесе, однако на картах классов 125 н 175 см' делать только одно колесо ведущим нецелесообразно, так как увеличивается время разгона и ух'-дшается устойчивость на прямой. Чтобы уменьшить проскальзывание колес, необходимо заднюю колею выбирать минимально допустимой Р/з базы + 1 0 — 20 мм). Задняя ось может располагаться как внутри задней поперечины рамы (1*). т аки вне ее. В обоих случаях она вращается в двух шариковых подшипниках легкой или средней серии с внутренним диаметром 20—30 мм. Подшипники располагаются в опорах, приваренных к ра* Здесь и далее см. вкладку,Ф ото 1. Карт с двигателем 125 смЗ Курско го Дворца пионеров.26 «ме (2) или прикрепленных к специальным 'площадкам на раме. Конструкция задней оси должна обеспечить затяжку внутренних колец обоих подшипников, а устройство опор — запирание наружного кольца только одного из подшипников и предохранение от попадания грязи. Задняя ось может выполняться цельной или сварной. Последняя состоит из двух хвостовиков (точеных цапф) и средней части, изготавливаемой из трубы приблизительно того же диаметра, что и лонжероны рамы. Сварка электрозаклепками обеспечивает достаточно прочное и надежное соединение, но необходимо хоoino сцентровать хвостовики с трубой. этом случае между торцом трубы и буртиками хвостовика (3) должен быть зазор от 1 до 2 мм. Опоры подшипников следует располагать как можно ближе к колесам, так как при этом уменьшается изгибающий момент на задней оси от реакции дороги. Ширина рамы в задней части зависит от места расположения двигателя и ведомой цепной звездочки, которая должна быть легкосъемной. Наиболее просто это достигается таким расположением двигателя. когда ведомая звездочка находится за пределами рамы, непосредственно у колеса, закрепленная на шлицах оси или с помощью шпонок. Если звездочка расположена между лонжеронами, она крепится к оси через фланец болтами (3). Обычно симметрично звездочке (также с помощью фланца и болтов) ставится тормозной барабан. Предварительно необходимо проточить приваренные к оси фланцы для уменьшения биений. Передачи от двигателя к задней оси применяют только цепные с использованием стандартных мотоциклетных цепей. ПЕРЕДНЯЯ ОСЬ. Ширина передней части рамы зависит от размещения трех педалей (если есть коробка передач). Не следует делать переднюю часть рамы слишком узкой. Широко расставленные ноги уменьшают напряженность посадки, увеличивают удобство работы педалями и устойчивость при поворотах. Максимальный угол поворота управляемых колес — в пределах 40—45 градусов. При этом колесо не должно задевать за лонжерон рамы (зазор не менее 5—10 мм). Расстояние между осями шкворней определяется по условиям размещения тормозных барабанов, щитов и поворотных рычагов. Все это позволяет определить и расстояние от лонжерона до оси шкворня, то есть вылет передней балки. Чем он больше, тем более прочной должна быть вся балка, или, по крайней мере, выступающие ее части. Переднюю балку обычно делают из той же трубы, что и лонжероны. На средней части балки между лонжеронами приваривают кронштейны педалей и нижнюю опору руля. На концах устанавливают опоры шкворней и поворотных кулаков: при этом применяются самые разнообразные конструкции (4). Чтобы поворотный кулак был достаточно устойчив и не разбалтывался в соединении со шкворнем, размер С должен быть не менее 50—60 мм. Большое значение для управляемости и устойчивости карта на поворотах и прямой имеют углы наклона шкворня. Угол в продольной плоскости улучшает стабилизацию, то есть возвращение в положение прямолинейного движения управляемых колес вследствие наличия плеча В. Стабилизирующий момент тем больше, чем выше скорость поворота. Центробежная сила действует на плече В, стараясь поставить колеса в положение прямолинейного движения. Угол колеблется в пределах 5—8 градусов, в зависимости от диаметра колес и нагрузки, приходящейся на переднюю ось. Для колес меньшего диаметра этот угол должен быть больше. Угол наклона шкворня в поперечной плоскости также улучшает стабилизацию управляемых колес, которая в этом случае зависит от угла наклона и нагрузки на переднюю ось. Кроме того, наклон шкворня сокращает так называемое плечо обкатки (5), тем самым уменьшая нагрузку на детали рулевого привода, что в свою очередь облегчает управление картом. Этот угол должен быть в пределах 6—9 градусов, в зависимости от диаметра колес. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ. С конструкцией передней балки увязывается рулевое управление. На конце вала крепится рычаг (сошка), соединенный тягами руле-gП римечание . На рис. 1 (см. вкладку) размер колеса равен 300X125.вого управления с рычагами поворотных кулаков. Передаточное отношение между сошкой и рычагами следует выполнять равным 1 : 2 или 1 : 2,5. При увеличении этого отношения труднее управлять картом (увеличивается «вилянне»), а при уменьшении — уменьшается угол поворота колес. Верхняя опора вала руля приваривается к двум стойкам, идущим от средней поперечины рамы. Соосно с ней к передней балке приваривается нижняя опора вала. Сошка может устанавливаться как между опорами вала, так и под нижней опорой, в зависимости от типа рулевой трапеции. Конструктивная схема рулевой трапеции оказывает большое влияние на прохождение поворота без скольжения. Мгновенный центр поворота лежит на линии продолжения задней оси без учета бокового увода шин (6). Для того чтобы поворот проходил без проскальзывания передних колес, наружное колесо должно поворачиваться на угол меньший, чем внутреннее. Формула 2 (см. вкладку) показывает, каким образом достигается правильная кинематика поворота. Зная угол поворота внутреннего колеса, можно определить угол поворота наружного колеса в пределах от 0 до 40 градусов. Достаточно точно рассчитанные углы можно получить при помощи трапеции, образованной поворотными рычагами и рулевыми тягами. Основанием трапеции считается расстояние между осями шкворней. Практически, учитывая эластичность шин в боковом направлении, угол между продольной осью и направлением поворотного рычага определяется следующим соотношением: пересечение направления поворотных рычагов должно быть на расстоянии '/»—V* б азь автомобиля от задней оси. Если от сошки идет одна тяга, а поворотные рычаги соединяются неразрезной тягой, то проще достичь правильной кинематики поворота. Если же две тяги соединяют сошку соответственно с левым и правым поворотными рычагами, тогда на угол поворота наружного и внутреннего рычагов влияет как угол наклона плоскости вращения сошки (то есть угол наклона руля к горизонтали), так и положение сошки по высоте относительно поворотных рычагов. Подбор этих соотношений весьма сложен; он определяется графически или опытным путем. Так как сошка и поворотные рычаги имеют разные плоскости качания, в точках соединения с рулевыми тягами устанавливаются резиновые или шаровые шарниры, в качестве которых используют резиновые сайлент-блоки или подшипники типа серий Ш или ШС. При передней трапеции (поворотные рычаги направлены вперед) следует проверить, не задевает ли поворотный рычаг за диск, ступицу или обод колеса. Таким образом, можно увязать линейные размеры поворотного кулака со ступицей. Вообще же следует стремиться уменьшить расстояние между осью шкворня и серединой ко.чеса. поэтому задняя трапеция (рычаги идут назад внутрь) — предпочтительнее. Тяги, мешающие при этом ногам, опускают ниже уровня пола, а педали управления располагают значительно впереди или позади тяг. Конструкция колонки может быть любой, форма штурвала рулевого управления допускается произвольной; вполне достаточно сделать его в виде сектора с закругленными краями, обеспечивающими безопасность спортсмену (7). ТОРМОЗА. Техническими требованиями предусмотрены тормоза, действующие по крайней мере на оба задних колеса. Если задняя ось делается неразрезкой, то можно устанавливать один тормоз на ось (колодочный, дисковый или ленточный). Колодочные тормоза наиболее сложны и чувствительны к биениям тормозного барабана. Дисковые тормоза надежны в работе — не боятся влаги, но при изготовлении необходимо специальное оборудование для нарезания ходовых резьб. Наибольшее распространение получили ленточные тормоза, отличающиеся значительной простотой в изготовлении и надежностью. Чтобы избежать возможного самозаклинивания простого ленточного тормоза, необходимо ставить сильную отжимную пружину на тормозной рычаг. Тормозной барабан выполняется с двумя буртиками по краям, чтобы тормозная лента при перекосе не соскакивала.Ф ото 2. Карт с двигателем 175 см.» конструкции Э. Славского (Московский автомотоклуб).Ф ото 3. Карт с двигателем 125 см ' Московского автомеханического института. Для ленточного тормоза используется полоса феррадо, толщиной 5 мм (материал с хорошими фрикционными свойствами). Ее приклепывают к металлической ленте толщиной 0.5—0,8 мм. Отрицательным в ленточном тормозе является то. что задняя ось нагружается большим изгибающим моментом, поэтому тормозной барабан следует ставить как можно ближе к опоре оси. Практика соревнований показывает, что для получения более высоких скоростей на кольцевой трассе целесообразно устанавливать тормоза на все четыре колеса. На передние колеса обычно ставятся колодочные тормоза (лучше всего от мопедов или мотоциклов, в зависимости от размеров колес). Тормозной щит приваривается или изготовляется заодно с поворотным кулаком. Длина троса к тормозу должна обеспечивать свободный поворот колеса, а поворачивающаяся вместе с ним точка крепления опоры троса размещается на поворотном рычаге или кулаке. Для того чтобы колеса затормаживались одновременно, в приводе к тормозам следует предусмотреть уравнители. УПРАВЛЕНИЕ КОРОБКОЙ ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ (КПП). Привод должен быть жестким и располагаться так, чтобы гонщик не терял времени на переключение передач. Иногда рычаг переключения передач располагают на руле (7), однако привод в" этом случае получается довольно сложный. ПЕДАЛИ УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ, ТОРМОЗОМ И ГАЗОМ. Опоры педалей располагаются на передней оси (8). Опорная площадка приваривается к металлическому прутку или трубке. Плоскость опорной площадки педали газа должна находиться на 5—10 мм ближе к водителю, чем педали сцепления и тормоза. Ходы педалей должны обеспечивать полное срабатывание соответствующего механизма. Необходимо ставить регулируемые упоры, ограничивающие ход педали в обе стороны. Педали в своих крайних положениях не должны задевать за тяги рулевой трапеции. Привод тормоза, сцепления и газа осуществляется тросами. Обычно на картах применяют тросы в оболочке. Упоры оболочки троса ставятся с таким расчетом, чтобы не было больших углов перегиба троса при нормальном ходе педали. Л. ЗЕЛИКСОН, Б. ФАЛЬКЕВИЧ, инженеры.27