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TRANSPORT PERSONNEL : TERRESTRE, EAU, AERIEN
Véhicule tout-terrain amphibie. Transport personnel
Annuaire / Transport personnel : terrestre, maritime, aérien Le véhicule tout-terrain amphibie tout-terrain sur pneus à basse pression, construit par des étudiants et des employés de la Faculté technologique et économique de l'Université pédagogique d'État de Vyatka, est en service depuis plus de dix ans. Pendant ce temps, les capacités uniques de la machine ont été confirmées. Le véhicule tout-terrain se déplace en toute confiance sur n'importe quelle route, sur des terrains infranchissables sales, enneigés ou marécageux, sur des terrains recouverts de bosses et de buissons, surmonte les barrières d'eau. Avec son propre poids d'environ 250 kg, il est capable de transporter jusqu'à 500 kg de marchandises par voie maritime et terrestre. Le véhicule tout-terrain est fabriqué selon le schéma de roues 4x4. Toutes ses roues sont rendues orientables, ce qui a permis de réduire le rayon de braquage à 6 m (avec un angle de rotation des roues plus faible). Devant la carrosserie se trouve un bouclier transparent (verre organique dans un cadre soudé en cornière en acier), qui protège le conducteur du vent et de la pluie, et empêche également la cabine d'être inondée d'eau lors de la descente d'une berge escarpée dans la rivière . Dans le même but, la proue de la coque est fortement prolongée vers l'avant et est dotée de cavités étanches sous les ailes. Derrière la cabine ouverte (le siège du conducteur et le volant qu'il contient sont légèrement décalés vers la gauche de l'axe longitudinal de symétrie de la carrosserie), il y a un compartiment à bagages, dans lequel, cependant, un passager est également logé librement. Pour protéger le conducteur et le passager des intempéries, un auvent pliant peut être installé. Le bloc d'alimentation est situé à l'arrière et au-dessus se trouve un coffre spacieux soudé à partir d'une barre d'acier d'un diamètre de 8 mm (il est également possible de le remplacer par une voiture amovible). Dans la conception de l'amphibien, l'unité motrice de la poussette motorisée FDD est entièrement utilisée - le moteur, la boîte de vitesses, l'engrenage principal, les moyeux de roue, les freins (pratiquement inchangés). Un autre train principal a été ajouté pour entraîner les roues avant. Le châssis du véhicule tout-terrain est soudé. Il se compose de deux longerons, de poutres des essieux avant et arrière, de tourillons incurvés avec douilles pour la fixation des fusées d'essieu des roues, de supports de bloc d'alimentation et de supports appariés pour la fixation du mécanisme de direction et de la transmission finale avant.
Le cadre remplit principalement une fonction de mise en page ; la rigidité et la résistance de toute la structure du véhicule tout-terrain sont données par sa carrosserie, reliée au châssis par quatre boulons M10, bien qu'il ne dispose pas d'un ensemble de puissance. Ses panneaux sont découpés dans du contreplaqué de 8 à 10 mm d'épaisseur et assemblés avec des vis 4x25 et de l'époxy. Ensuite, les bords bout à bout des panneaux ont été percés par incréments de 20 mm afin que la colle pénètre dans les trous et y durcisse comme des clous, et recouverts des deux côtés de 2-3 couches de rubans de fibre de verre sur résine époxy. Après cela, le corps a été entièrement recouvert de deux couches de fibre de verre sur "l'époxy". Des pigments et de la poudre d'aluminium sont ajoutés à la dernière couche de résine. Fait intéressant, à notre avis, le problème de l'étanchéité de la coque aux points de sortie des ponts a été résolu. Les ouvertures dans le boîtier sont profilées avec des anneaux d'angle en aluminium avec des joints en caoutchouc. De larges bas en tissu caoutchouté sont fixés à ces anneaux au moyen des mêmes anneaux d'un diamètre légèrement supérieur et de vis M5. L'autre extrémité des bas est fixée aux protections de frein des roues avec des pinces en ruban d'acier profilé. Les bas sont fabriqués avec une marge de longueur afin que les roues puissent tourner dans les limites requises. Ainsi, l'ensemble de la transmission, de l'unité de puissance et des autres systèmes étaient bien isolés de l'eau, de la poussière et de la saleté, ce qui augmentait considérablement leur durée de vie et leur fiabilité. Le déplacement de la coque a également sensiblement augmenté - c'est important pour un amphibien. Le système de contrôle du véhicule tout-terrain utilise un mécanisme de direction, un volant et un arbre avec des leviers d'accélérateur et d'embrayage du FDD (le contrôle manuel d'une telle machine nous semble plus pratique). La boîte de direction, les biellettes de direction et les fusées d'essieu des roues sont de notre propre conception. Chaque fusée de direction est découpée dans une plaque de tige de 10 mm d'épaisseur. Des trous sont percés dans la pièce pour le moyeu de roue et ses boulons de fixation. Plus tard, des douilles coaxiales et un levier avec un trou pour la goupille sphérique y ont été soudés. À l'aide de ces bagues et du pivot d'attelage, la fusée d'essieu est fixée de manière pivotante au tourillon du châssis. Avec cette conception, la rotation maximale de la roue entraîne une certaine modification (dans les 10 mm) de la distance entre les extrémités de l'arbre d'essieu et l'arbre de transmission final, ce qui est tout à fait acceptable et est compensé par l'embrayage cannelé d'entraînement standard. Soit dit en passant, quatre moyeux des roues motrices (arrière) du FDD sont utilisés sur le véhicule tout-terrain. Tiges trapézoïdales de direction - à partir d'un tuyau en acier d'un diamètre de 25 mm, aux extrémités desquelles des embouts avec contre-écrous sont vissés, ce qui vous permet de régler les angles de convergence des roues. La poussée du trapèze de direction avant est mise en mouvement par une boucle d'oreille soudée à celui-ci et une goupille à rotule directement à partir de la crémaillère du mécanisme de direction. Pour contrôler les roues arrière, les tringleries de direction avant et arrière sont reliées par un arbre de transmission avec des leviers aux extrémités. L'arbre tourne dans les paliers lisses fixés sur le longeron droit du châssis. Les leviers à travers les douilles sont reliés de manière pivotante aux broches soudées aux bielles de direction. Cela garantit la rotation synchrone des roues avant et arrière dans des directions différentes. La construction ci-dessus nous paraît plus simple et plus compacte que le système de leviers, supports pendulaires et tiges utilisés dans de tels cas. La disposition du véhicule tout-terrain est telle que les axes de l'arbre de direction et de l'appareil à gouverner étaient à un angle de 60 °. Par conséquent, il était nécessaire de fabriquer une boîte de vitesses à deux engrenages coniques placés dans un boîtier en alliage d'aluminium. La boîte de vitesses est fixée à la caisse du véhicule tout-terrain par deux supports en tôle d'acier de 3 mm d'épaisseur. Pour réduire la vitesse de rotation des roues de grand diamètre et augmenter le couple, le groupe motopropulseur est équipé d'un arbre intermédiaire qui fournit un rapport de démultiplication d'environ deux. On a utilisé un arbre intermédiaire légèrement modifié d'une sorte de tracteur à conducteur marchant avec un pignon z = 21 et deux - z = 11. L'arbre tubulaire tourne librement dans des roulements à aiguilles sur un essieu qui est installé de manière fixe dans les trous des joues dessinées au châssis du groupe motopropulseur aux points de fixation du train principal . L'arbre intermédiaire est entraîné par une chaîne depuis le pignon d'entraînement de l'arbre secondaire de la boîte de vitesses. De plus, l'arbre intermédiaire est relié par des chaînes aux pignons des arbres d'entrée des transmissions finales avant et arrière (les arbres d'entrée étaient auparavant retournés, ce qui était facile à faire en raison de leur symétrie). La distance entre les axes des arbres intermédiaire et primaire de la transmission finale avant est d'environ 900 mm. La tension de la chaîne est nécessaire pour éviter le mou et le contact avec le corps. La tension est réalisée en déviant le groupe motopropulseur sur une suspension élastique à l'aide d'une tige coulissante (non représentée sur les dessins). Lors du fonctionnement du véhicule tout-terrain, il s'est avéré que les accouplements caoutchouc-métal réguliers des demi-axes FDD ne sont pas assez solides et tombent rapidement en panne. De plus, leur élasticité augmentait considérablement l'effort sur le volant nécessaire pour contrôler la voiture. Par conséquent, ils ont été remplacés par des joints de cardan (croix) d'une voiture UAZ. Les arbres d'essieu et les accouplements cannelés proviennent du FDD, leurs extrémités sont coupées et les fourches à joint universel leur sont soudées. La conception de la transmission vous permet d'activer les essieux avant et arrière séparément. L'expérience a montré que la nécessité de leur fonctionnement simultané est assez rare: en règle générale, dans des zones particulièrement difficiles - en quittant l'eau sur le rivage, en conduisant sur de hautes bosses, etc. Cependant, c'est précisément dans de tels modes qu'une accumulation rapide de la différence entre les roues avant et arrière est possible en raison de la différence de taille, de pression d'air, de rotation inégale sur une surface inégale, ce qui entraîne l'apparition de contraintes excessives dans la transmission due à la "circulation de puissance". C'est lourd de casser des chaînes, de casser des engrenages dans des boîtes de vitesses et même de détruire leurs boîtiers (tout cela nous est arrivé). Pour éviter ces phénomènes, le mécanisme d'engagement de la marche avant du train principal du train arrière a été mis au point. Les parties arrière non fonctionnelles des cames de la marche avant et de l'embrayage à came, qui s'engrènent l'une avec l'autre, ont été retirées sur de l'émeri à un angle de 45°. Ainsi, en cas de couple inversé sur les roues, soit la boîte de vitesses se place automatiquement en position neutre, soit elle se transforme en roue libre. On sait à quel point le blocage de différentiel augmente la perméabilité du véhicule dans des conditions difficiles. Dans notre cas, cela est particulièrement important lorsque vous quittez l'eau sur le rivage et conduisez dans la neige. Cependant, il n'est pas possible d'assurer le blocage du différentiel standard de la transmission principale du FDD sans modifications majeures. Un moyen plus simple consiste à transformer le différentiel en roue libre. Pour ce faire, sept dents sur dix de chaque satellite ont été meulées à l'émeri ; la cavité entre deux des trois restants est remplie de métal en fusion par soudage électrique ; et les satellites sont à ressort sur le doigt, se transformant en cliquets à cliquet, chacun pour son engrenage latéral. Ainsi, la rotation libre des engrenages latéraux est assurée plus rapidement que la boîte différentielle (cuvettes) (lorsque, par exemple, la roue extérieure entre dans un virage), la rotation synchrone des roues et une capacité hors route élevée lors de la conduite en ligne droite et en glissant. Et à la fin - une maniabilité satisfaisante du véhicule tout-terrain. L'inconvénient de cette méthode de "blocage" est l'impossibilité d'utiliser l'essieu avant en marche arrière (nous avons retiré la marche arrière de la transmission finale avant), mais il y a encore plus d'avantages. Les roues et les pneus constituent une partie importante de ces machines, car ils offrent une capacité de cross-country accrue. Le manque de roues de fabrication industrielle adaptées oblige les concepteurs amateurs à trouver leur propre voie. Nos jantes sont des bidons en aluminium d'un diamètre de 450 mm. Il faut dire qu'ils sont constitués d'une tôle assez épaisse (2 mm). Désormais, les plus minces (1 mm) sont plus courants en vente, ils ne conviennent que pour une utilisation conforme à leur destination. Les disques sont fixés entre eux et avec des rondelles planes internes en tôle de duralumin de 5 mm d'épaisseur avec cinq vis M8 ; ils sont attirés vers les moyeux FDD par quatre écrous allongés.
La résistance de tels disques est tout à fait suffisante pour le fonctionnement d'un véhicule tout-terrain dans des conditions normales. Cependant, lors de la conduite négligente sur des souches, de hautes bosses et des arbres tombés, lors du franchissement de fossés profonds avec accélération, etc., ces disques sont parfois écrasés, généralement de l'extérieur. C'est pourquoi nous les avons renforcés avec des inserts en mousse de 100 mm d'épaisseur. Les chemises sont fermement pressées contre les disques avec des rondelles planes externes de 3 mm d'épaisseur et des écrous vissés sur des goujons qui sont insérés dans les écrous de roue allongés. De plus, la mousse augmente la flottabilité et la stabilité du véhicule tout-terrain sur l'eau. Pneus à basse pression - chambres doubles de taille 900x300 mm, qui ont servi leur ressource dans les roues d'avions. La chambre extérieure est coupée le long du diamètre intérieur et fixée au disque avec des vis M8 à tête sphérique. Pour une meilleure adhérence au sol, ainsi que pour limiter les dimensions, une bande transporteuse perforée est collée sur la chambre extérieure. La voie large et la base courte du châssis du véhicule tout-terrain, la basse pression dans les pneus larges et épais (0,2 * 105 Pa) permettent de se passer du tout de suspension, ce qui simplifie et facilite grandement la conception de la machine. Le seul inconvénient associé au manque de suspension et que nous avons constaté pendant le fonctionnement est l'accumulation longitudinale (résonance) d'un véhicule tout-terrain chargé à une vitesse d'environ 20 km / h. Nous nous en sommes débarrassés en dotant le coffre d'amortisseurs de scooter. Pendant plusieurs années, le véhicule tout-terrain a fonctionné sans hélice, se déplaçant dans l'eau en raison de la rotation des roues. Cependant, la vitesse d'un tel mouvement était très faible, surtout avec un vent de face et des vagues. Les lames montées sur la surface latérale des roues n'ont pas aidé non plus. Actuellement, le véhicule tout-terrain a une hélice du moteur hors-bord "Whirlwind-20", qui est entraînée par une chaîne depuis l'arbre du ventilateur du moteur via une boîte de vitesses modifiée du même "Whirlwind". Le raffinement a consisté à fabriquer un nouveau boîtier et un nouveau support de montage, à allonger l'arbre entraîné, à installer une bague avec un astérisque sur l'engrenage de l'arbre d'entraînement. Le nouveau carter de boîte de vitesses est soudé à partir de sections de tubes en acier de diamètres appropriés, usinés pour s'adapter aux pièces de boîte de vitesses standard. Un soin particulier a été nécessaire pour souder les pièces de la coque entre elles et avec le support de montage pour éviter le gauchissement. L'arbre entraîné est prolongé de 250 mm à l'aide d'une buse réalisée selon les dimensions de l'arbre standard et reliée à celui-ci par deux rivets en acier. L'allongement a nécessité l'installation d'un support supplémentaire - le roulement à billes 204 est fixé dans le boîtier avec un couvercle fileté avec un joint à lèvre. Le couple du moteur à l'arbre d'entraînement de la boîte de vitesses est transmis par une douille à trou carré, réalisée selon les dimensions de l'arbre de transmission standard. La connexion entre le pignon et la douille est soudée. Un roulement à billes 204 est fixé sur le manchon avec un écrou.Les jeux dans le train d'engrenages et l'arbre d'entraînement sont fixés dans le boîtier sont réalisés par le même capuchon fileté avec un joint à lèvre (il y a des trous dans le pignon pour le visser dans). Le conducteur commande la boîte de vitesses depuis son siège à l'aide d'un levier ayant des positions fixes "avant", "point mort" et "arrière", et d'un câblage câblé (non représenté sur les dessins). La vitesse de déplacement sur l'eau est de 5 km / h, ce qui est largement suffisant pour franchir les barrières d'eau même lors des crues printanières. Lors d'un déplacement sur terre, l'hélice et la transmission par chaîne peuvent être facilement démontées. En raison de l'installation de la boîte de vitesses de l'hélice, l'utilisation d'un silencieux standard pour le chariot motorisé FDD est devenue difficile. J'ai dû fabriquer un silencieux à partir de sections de tuyaux de différents diamètres. Le corps d'un tuyau d'un diamètre de 80 mm est soudé aux extrémités, les tuyaux d'entrée et de sortie à l'intérieur ont 12 trous d'un diamètre de 8 mm. Aucune réduction de puissance moteur n'a été constatée, le niveau sonore a légèrement augmenté par rapport à l'origine. Auteur: V.Multanovsky, G.Semenovykh
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