БАГГИ - ВЧЕРА И СЕГОДНЯ
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:
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 заднего 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 продолжил 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.
|
Эволюция компоновки спортивного кроссового автомобиля
за последнее десятилетие.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПОРТИВНЫХ КРОССОВЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ |
Разработчик, |
ТПИ |
ТПИ |
ТПИ |
ТПИ |
УГК |
УГК |
УГК |
ТПИ |
модель Параметры |
Б-29042 |
Б-2905 |
Б-2907 |
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 |
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.
Г. КУЛУМБЕТОВ, |
Рама: 1 - продольные лонжероны (труба диам. 35X2 мм), 2 - диагональный подкос (труба диам. 25X2 мм), 3 - диагональный подкос (труба диам. 20X2 мм), 4, 6 - дуги безопасности (труба диам. 42X2,5 мм), 5 - верхняя продольная балка (труба диам. 42Х Х2,5 мм), 7 - верхний кронштейн задней подвески (труба диам. 42Х 2,5 мм), 8 - защитный каркас двигателя (труба диам. 30Х Х2 мм), 9 - подкосы нижнего кронштейна задней подвески (труба диам. 30X2 мм), 10 - подкосы каркаса (труба диам. 25Х Х2 мм), 11 - подмоторный лонжерон (труба диам. 35X2 мм), 12, 13, 14 - поперечные балки (трубы 25X2 мм), 15 - проушины нижнего шарнира крепления задней подвески. |
Правая передняя подвеска в сборе с тормозами и рулевым
приводом (вариант для клиренса 250 мм) (слева): 1 - ступица колеса, 2
- двухрядный шарикоподшипник, 3 - тормозной диск, 4 - поворотный кулак, 5
- верхний шкворень, 6 - верхний рычаг, 7 - амортизатор, 8 - тяга рулевой
трапеции, 9 - нижний рычаг, 10 - нижний шкворень, 11 - тормозной суппорт
(условно повернут на 90° по ходу вращения колеса).
Ступичный узел заднего колеса в сборе: 1 -
втулка-фланец (напрессовывается на ведущий вал), 2 - соединительная
втулка, 3 - тормозной диск, 4 - подшипники с защитными кольцами, 5 -
корпус подшипников, 6 - колокол привода колес, 7 - резиновый чехол-кожух,
8 - ведущая полуось, 9 - тормозной суппорт.
|
Гидропневматический амортизатор передней подвески:
1 - нижний составной шарнир, 2 - нижний стакан, 3 - центрирующий
стержень, 4 - кольцевая насадка, 5 - защитные кольца, 6 - шток, 7 -
цилиндр, 8 - верхний составной шарнир, 9, 11 - штуцеры, 10 - ползун штока,
12 - центральная втулка, 13 - цилиндрическая пружина, 14 - коническая
пружина, 5 - пластина-клапан.
Гидропневматический амортизатор задней подвески: 1
- нижний составной шарнир, 2, 12 - кольцевые опоры пружин, 3 - фасонные
резиновые прокладки, 4 - пружины, 5 - цилиндр, 6 - клапан в сборе, 7 -
поршень, 8 - кольцевая насадка, 9 - паз для консистентной смазки, 10 -
уплотнительные кольца, 11 - полый шток, 13 - верхний составной шарнир, 14
- штуцер.
Дифференциал повышенного трения: I - составной
кожух, 2 - зубчатое колесо, 3 - упорный роликоподшипник, 4 - фрикционные
диски, 5 - левая и правая половины корпуса дифференциала, 6 - центральный
валик, 7, 8 - конические шестерни, 9 - сегмент.
Чертежи
для печати |