Пневмоподвеска на квадроцикл своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Друзья, есть такой вопрос.
Можно ли использовать вместо витой пружины в качестве упругого элемента обычный цилиндр накачанный воздухом. Широко распространены пневмоподвески на резиновых элементах, которые отлично работают.
Но интересует именно использование простого цилиндра как на рисунке. В цилиндре штуцер, т.е. давление можно подбирать.
Вопрос как рассчитать какого размера нужен поршень, чтобы держать вес багги. Даже не так. в состоянии покоя вес багги известен, а как он меняется при приземлении например с высоты метр? Хотя бы приблизительно. во сколько раз?
Может быть кто-то думал об этом или даже применял?
Поделитесь своими мыслями как посчитать и вообще какие недостатки или преимущества. И возможно ли это в принципе?
Как-то так)

Химия - это понятно.
Свинец поделить на температуру - это величина постоянная. Но я же вроде не из свинца цилиндр делать буду.
Непонятно в общем. Объясни.

р-давление
в-обьем
т-температура
соотношение этих трех параметров величина постоянная. школьный курс физики.
вспоминаем, что давление это отношение силы к площади-получаем зависимость усилия от хода-обьема(обьем произведение площади цилиндра, постоянной, на его высоту, зависящую от хода).

Автор не несет никакой ответственности за возможный вред адресату или третьим лицам, нанесенный одним из использованных слов, либо их любым сочетанием. ©

Уважаемый Прохожий на автобусе, зачем писать про школьный курс физики. Я прекрасно знаю закон Бойля-Мариота, но в данном вопросе он поможет мало. Это то же самое, как если бы вы меня ткнули носом в таблицу умножения. Вы даже не захотели вникнуть в мой вопрос.
Антихрист, спасибо за ссылку.

Друзья, я не понимаю такого отношения. С таким подходом можно легко сказать - а зачем тогда вообще этот сайт, все виды багги уже изобретены, и тыкать только в ссылки иностранные.
Нужно ведь мыслить применительно к нашим условиям.

Так вот. Попытаюсь перефразировать вопрос.
Проблема в том как понять насколько будет меняться нагрузка на пневмопружину при приземлении багги с трамплина. Нагрузка в статическом положении равна весу. С её помощью можно посчитать начальное давление.
А при приземлении она возрастает на сколько? В 2 раза, в десять или в двадцать? Приблизительно, т.к. точно сказать невозможно. На мой взгляд это необходимое условие чтобы понять какой длины цилиндр нужен в итоге. Чтобы понять какой будет ход. Есть у кого-то опыт таких расчётов? У меня есть несколько лёгких цилиндров. Вот и думаю о возможности их применения.

Или может вопрос всё-таки не стоит обсуждения?

И ещё? Не видел чтобы кто-то из наших самодельщиков пытался применить пневмоцилиндры(я имею ввиду самодельные) вместо витых пружин. Почему?
Вот эти два вопроса я и задал в начале темы. Хотелось бы услышать мнения.

voevoda писал(а): Не видел чтобы кто-то из наших самодельщиков пытался применить пневмоцилиндры(я имею ввиду самодельные) вместо витых пружин. Почему?

Скорее всего потому, что использовать готовые элементы и легче и дешевле. А также есть большой выбор различных по жесткости и размерам пружин, можно в итоге выбрать подходящий вариант. В случае с пневмоцилиндрами требуется сложный расчет, а тут нужны и знания, и умения, и оборудование, да и бабосы не помешают. Да и пружина-аморт - это как классическая музыка)) Для любителей выделиться еще и торсионы. (чтоб никого вниманием не обделить)

Каким образом думаешь уплотнять поршень? Газ-это не масло, не забудь и о температуре при сжатии. Геморное дело себе придумал. Чем тебе пружины не по душе?

voevoda писал(а): Так вот. Попытаюсь перефразировать вопрос.
Проблема в том как понять насколько будет меняться нагрузка на пневмопружину при приземлении багги с трамплина. Нагрузка в статическом положении равна весу. С её помощью можно посчитать начальное давление.
А при приземлении она возрастает на сколько? В 2 раза, в десять или в двадцать? Приблизительно, т.к. точно сказать невозможно. На мой взгляд это необходимое условие чтобы понять какой длины цилиндр нужен в итоге. Чтобы понять какой будет ход. Есть у кого-то опыт таких расчётов? У меня есть несколько лёгких цилиндров. Вот и думаю о возможности их применения.

Или может вопрос всё-таки не стоит обсуждения?

Законный вопрос. Кто знает, подскажите. Я думаю, что длину надо рассчитывать исходя из желаемых ходов подвески. А требуемую жесткость добиться подбором диаметра цилиндра.

Идея пришла случайно. Посмотрел по случаю разобранный амортизатор от снегохода. Система именно такая. Причём цилиндр пластиковый, амортизатор внутри стальной.

АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ писал(а): Каким образом думаешь уплотнять поршень? Газ-это не масло, не забудь и о температуре при сжатии.

Опять же в снегоходном цилиндре поршень уплотнён простой воротниковой манжетой (не совсем конечно простой) и обычным круглым кольцом.
Моя идея была - налить поверх поршня немного масла. Ссылка Антихриста это подтвердила. Спасибо ему Уплотнение кольцами уже имеется.

АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ писал(а): Не забудь и о температуре при сжатии. Геморное дело себе придумал. Чем тебе пружины не по душе?

По температуре не могу представить, что будет! Но если будет металлический корпус, может не так страшно?
Пружины не отвергал. Просто есть цилиндры, изучаю возможность использования. Хочется большого хода подвески. Плюс прогрессивная характеристика без дополнительных рычагов. Амортизатор может быть отдельно любой конструкции. Амортизатор ставить в любой части рычага и тем самым не нужны амортизаторы с большим ходом. А пружин в наших магазинах выбор не большой. На заказ дорого и далеко мы живём от цивилизации.

Перж писал(а): Законный вопрос. Кто знает, подскажите. Я думаю, что длину надо рассчитывать исходя из желаемых ходов подвески. А требуемую жесткость добиться подбором диаметра цилиндра.

Я так размышлял, что ход можно вычислить только посчитав во сколько раз возрастёт нагрузка при приземлении. Соответственно если например в десять раз, то и цилиндр сожмётся в десять раз. А если в два раза, то сожмётся только в два раза. Не пойму пока как это посчитать.

Вдохновляют американские гоночные пикапы. Их способность преодолевать как огромные неровноти, так и трамплины на высокой скорости.

Да, ещё забыл добавить. Если правильно подобрать изначально цилиндр, то потом при желании поставить более тяжёлый двигатель или ещё что-то не придётся менять пружины, достаточно будет повысить давление. Амортизаторы конечно придется перенастроить.

voevoda писал(а): Уважаемый Прохожий на автобусе, зачем писать про школьный курс физики. Я прекрасно знаю закон Бойля-Мариота, но в данном вопросе он поможет мало. Это то же самое, как если бы вы меня ткнули носом в таблицу умножения. Вы даже не захотели вникнуть в мой вопрос.

voevoda писал(а): Друзья, есть такой вопрос.

Вопрос как рассчитать какого размера нужен поршень, чтобы держать вес багги. Даже не так. в состоянии покоя вес багги известен, а как он меняется при приземлении например с высоты метр? Хотя бы приблизительно. во сколько раз?

каков вопрос, таков ответ. отдельно добавлю, что существуют в природе так называемые "горшки"-кроссовые пневмогидравлические амортизаторы Горшнева (или Горшенева? не помню точно фамилии)
расчет все равно ведется по этой формуле.

Квадроцикл — простой, удобный и надежный вид техники. Но купить его достаточно трудно – хотя это и не автомобиль, но все равно стоимость довольно велика. Потому полезно разобраться, как сделать квадроцикл своими руками с минимальными затратами.

Инструменты и материалы

Комплект используемых принадлежностей определяется тем, какой конкретно квадроцикл стараются создать. Утилитарные модели весят довольно много, зато могут похвастаться отличной проходимостью. На таких машинках легко перевезти несколько человек. Скорость достигает 90 км/ч. На трюковом аппарате можно разогнаться до 137 км/ч; обязательно используются узкие платформы.

Основными компонентами самого устройства являются:

силовой привод;
подвеска;
сиденье;
багажный отсек;
ходовая, рулевая и тормозная части.

Еще надо учесть АКБ, внешний свет, глушитель.

Полноценно собрать квадроцикл можно только при помощи сварочного аппарата. Придется также выполнять ряд работ на токарном станке. Собрать такое изделие можно лишь в объемном гараже.

Для работы потребуются:

электрическая дрель;
УШМ;
ключи гаечные;
домкрат;
пассатижи;
штангенциркуль;
молоток;
острый нож;
отвертки;
трубогиб.

За основу обычно берут комплектующие со следующих видов ТС:

мотоциклов;
скутеров;
малолитражных автомобилей.

Выбор и изготовление элементов

Этот компонент придется либо изготавливать самому, либо восстанавливать после эксплуатации – в обоих случаях крепление двигателя болтами должно быть максимально надежно. Его ставят как в переднюю, так и в заднюю части ТС. Очень крепко, для профилактики люфтов, надо подсоединять также привод и трансмиссию. Для изготовления рамы применяют водогазопроводные трубы, величина слоя металла в которых не превышает 3 мм. Для лонжерона берут трубу сечением 25 мм, а для поперечины или подкоса она должна быть на 5 мм меньше.

Связать трубы поможет точечная и цельная сварка (именно в такой последовательности). Приварить ушки, на которые крепятся рычаги и амортизаторы, нужно сразу. Монтаж кронштейнов будет происходить одновременно с креплением узлов и агрегатов, для которых они предназначены. Реконструирование готовой рамы начинается с удаления всех ненужных компонентов (остается только каркас). Заднюю часть убирают, а переднюю наращивают.

Когда это сделано, приваривают элементы, которые нужны для крепления полного комплекта узлов и агрегатов. Реконструировать рамку мотоцикла несложно. Надо будет только на 0,4-0,45 м сдвинуть подседельные стойки. Далее необходимо вырезать из металлических листов заготовки для багажников. Их приваривают к раме, а после окончательного соединения все детали окрашивают.

Двигатель

Силовую установку на квадроцикл, изготавливаемый в домашних условиях, берут от мотоциклов, автомобилей либо мотороллеров. Иногда в качестве основы используют даже мотор из мотоблока последнего поколения, мощность которого составляет до 15 л. с. Однако свою пользу имеет и применение двигателей, вынутых из мотороллеров, поскольку они позволяют экономить горючее. Квадроцикл, выполненный таким образом, очень легок. Его будет несложно вытянуть после застревания; эти достоинства изрядно омрачаются, впрочем, малой грузоподъемностью устройства.

Использование приводов от старых мотоциклов — тоже неплохая идея. Проблема в том, что на них не предусматривалось охлаждение. Это автоматически ставит крест на долгих летних поездках. Впрочем, охладительную систему иногда берут в готовом виде из ВАЗа и монтируют дополнительно. Хотя проще взять современный мотор марки Lifan.

Подвеска

На квадроциклы ставят как задние, так и передние подвески. Самым простым вариантом многие специалисты считают применение передней подвески от мотоцикла. Но поскольку это не всегда возможно, используют порой и заднюю от разных транспортных средств. Задний мост укорачивают сообразно габаритам; это решение позволяет воспользоваться дифференциалом. Однако конструкция существенно тяжелеет.

Рулевое управление и ходовая часть

Построение рулевой системы квадроцикла может вестись по мотоциклетной или по автомобильной схеме. Иногда даже комбинируются оба решения.

Важно: если задействуют рулевое колесо от мотоцикла, то с него же стоит взять и бак. Рулевой вал можно сделать из трубы сечением 2 см, стенки которой не толще 0,3 см. При этом требуется устанавливать нижний блокиратор хода.

Полный привод

Квадроциклы полноприводного типа могут иметь очень приличную проходимость, но только когда они оснащаются надежным, мощным мотором и шипованной резиной. Полный привод требует обязательно использовать рулевые механизмы от автомобиля. Дополнительно понадобятся механическая трансмиссия и дифференциалы. Типовая рама не годится, обязательно варят новую, учитывая объем мотора.

Подвеску и рулевую систему берут с автомашины. На переднюю подвеску должна устанавливаться площадка для монтажа редуктора.

Важно: работа с полноприводным квадроциклом трудна, а покупка готового узла стоит денег. Впрочем, в обоих случаях утешением будет повышенная перевозочная способность и проходимость.

Корпус

Следующий шаг — нанесение нескольких слоев стекловолокна. Каждый по очереди промазывают эпоксидной смолой. Чтобы корпус вездехода был крепче, между слоями стекловолокна вставляют крепления из металла. Готовое изделие требуется как следует высушить, а затем отшлифовать и окрасить.

Ознакомившись с основными этапами работы, можно рассмотреть процесс создания квадроцикла на базе различной техники более подробно и глубоко.

Дополнительно монтируют проушины, куда станут крепиться рычажки и амортизирующие приспособления. Кронштейны, как уже говорилось, придется монтировать непосредственно в процессе работы с конкретными комплектующими. Силовую установку, КПП и корзину сцепления чуть-чуть смещают по отношению к продольной оси симметрии (влево). Иначе горизонтальные углы у продольных валов на трансмиссии окажутся очень велики.

Квадроцикл с объемом мотора 50 кубов можно изготовить и из скутера (да и из мопеда тоже). Переднюю подвеску и рычаги делают самостоятельно. Поворотные кулаки берут от любого детского квадроцикла. Корпусные подшипники используют, чтобы ставить заднюю ось со звездой. Двигатель с вариатором оставляют те, которые поставили на заводе; колеса стоит взять от мотоблока.

Но самое экзотичное решение, безусловно, – это квадроцикл из бензопилы. Важно: исходное устройство должно быть мощностью не менее 6 л. с. Желательно выбирать экземпляры с полностью исправным мотором. При наличии деформаций проблемные части стоит заменить. Опорный каркас делают из стальных труб и пластины, на которой не должно быть ржавчины.

Передача усилий происходит при помощи цепи и звезды. Необходим еще металлический натяжитель. Выносной бензобак ставят на пару сантиметров выше двигателя. Рекомендовано использование дисковых тормозов. Детали можно взять с ненужного мопеда.

Сборка

Край стоечного элемента дополняют каналом диаметром 20 мм, куда вставляют и приваривают рулевой вал. Ушки оснащают коническими отверстиями для присоединения наконечников рулевых тяг. Такие отверстия придется усилить приваренными шайбами. Ушки чуть-чуть отгибают вниз, добиваясь почти полной параллельности тягам.

На ступицах ставят шпильки под нивовские колеса, а в передних кулаках добавляют поворотные рычаги (их делают своими руками). Глушитель также делают самостоятельно, по двухсекционной схеме. Чтобы обвес не коробился от перегрева, его защищают дистанционной крышкой. Патрубок на входе изолируют асбестом. Работу над обвесом начинают с изготовления контура (для этой цели идеально подойдет стальная труба 1х1х0,1 см, которую легко согнуть даже вручную).

Отличия схемы могут быть продиктованы колесной формулой. Так, устройства 4х4 весят сравнительно мало. На многих из них ставятся классические редукторы с машин ВАЗ. Основной конструкционный материал — ВГП-32. Подвеску изготавливают из А-образных рычагов на базе ВГП-27.

Раздаточную коробку обычно создают оригинальной конструкции, с расчетом на отключение переднего моста. Сцепление можно сделать под левую ногу. Впрочем, такое решение уместно и на квадроциклах схемы 6х4. В качестве бензобака можно использовать пластиковые канистры. Для хозяйственных нужд иногда еще предусматривается использование съемной грузовой платформы.

Ответ: Конечно, повлияют! Для того чтобы квадроцикл был компактным, мощным, скоростным и при этом не весил как автомобиль, его конструкция выполнена практически на пределе технических возможностей с минимальным запасом прочности. Поэтому любое серьезное вмешательство в конструкцию квадроцикла негативно отразится на его общем ресурсе и лишит универсальности. Изначально нагрузка на узлы и агрегаты распределяется равномерно и сбалансированно, поэтому замена одного элемента даже на более надежный не убережет от разрушения сопряженные с ним стандартные детали.

Перед тем как увеличивать клиренс, обязательно посчитайте, в какую сумму для вас выльется каждый прибавленный сантиметр. При этом к стоимости деталей, замененных при тюнинге, следует прибавить затраты на ускоренную замену запчастей, которые могут пострадать после внесенных изменений.

Самый распространенный и простой способ увеличить клиренс – установить резину большего диаметра. Комплект новых покрышек стоит примерно от 25 000 до 50 000 руб. Насколько увеличится дорожный просвет после такой операции, однозначно ответить трудно: внешний диаметр, который указывается на покрышках, отличается от реального размера. К тому же у одного и того же производителя разные модели шин могут отличаться по высоте и ширине.

Дешевле всего увеличить дорожный просвет с помощью проставок рычагов и амортизаторов. Комплект для лифта подвески обойдется примерно в 9000 руб. За эти деньги вы поднимите квадроцикл на 5 см, установка займет пару часов. Основной минус подобной конструкции – возникновение критического угла, при котором придется работать приводам. В результате срок службы ШРУСов резко сократится, достанется и шаровым опорам, которые тоже долго не проживут. Квадроцикл станет менее устойчивым к перевороту, нарушится и его управляемость.

Пожалуй, самый оптимальный способ изменить клиренс – это серьезно переделать подвеску.

Затраты ждут большие: придется приобрести и установить удлиненные рычаги с измененным углом, приводы колес и амортизаторы. Дорожный просвет увеличится на те же 3–5 см, но при этом сохранится рабочий угол приводов колес, увеличится ход подвески. Квадроцикл станет более комфортным и устойчивым. К минусам можно отнести дороговизну комплекта – около 200 000 руб. – и низкую ремонтопригодность деталей, примененных при тюнинге.

Еще один способ увеличения дорожного просвета особенно придется по душе любителям серьезного бездорожья. С квадроцикла демонтируются поворотные кулаки и цапфы, а на их место устанавливаются колесные редукторы, предназначенные для штатных рычагов. Удовольствие не из дешевых: цена комплекта из четырех редукторов – около 180 000 руб.

Ну а самые отчаянные владельцы квадроциклов любят одновременно использовать все перечисленные способы увеличения клиренса, поднимая свою технику на 20 см и более.

Уже пару лет, как BRP устанавливает на некоторые модели квадроциклов пневмоподвеску, кто-то восторженно отзывается о её работе, потенциальные покупатели спрашивают, а зачем она нужна? Кстати, на второй вопрос приходится отвечать довольно часто. Ещё один распространённый вопрос про надёжность.

Моё мнение такое, пневмоподвеску на квадроцикле нельзя отнести к необходимым атрибутам катания, но то, что вещь интересная - это одназначно. Регулировка жёсткости, увеличение дорожного просвета, многим это нравится и не без оснований.

Про надёжность. Хотите верьте, хотите нет, но я не помню у нас случая отказа пневмы. Да и реализована она не как в автомобилях с помощью пневмо балллонов, а по сути с помощью подкачки амортизаторов. Соответственно, если даже будет ремонт, то можно обойтись незначительными потерями.

Что имеем: детский квадроцикл KL-789 с незначительными неисправностями, немного свободного времени и желание воткнуть туда завалявшуюся ардуину.

Что хотим получить: что-то рабочее дольше, чем один месяц, желательно с улучшенными ходовыми характеристиками.

Квадроцикл имеет два коллекторных мотора RS550 на 12V, с частотой вращения вала 19300 rpm на холостом ходу, подключенные к задним колесам диаметром ~30 см через редукторы с передаточным числом ~131. Простая математика говорит о том, что максимальная скорость данного ТС должна быть 19300/131/60 * 3.14 * 0,3 = 2,31 м/с или 8,3 км/ч. На практике, он едет примерно 7 км/ч. Во время выбора новых комплектующих во мне боролись желание сделать максимальную скорость, и опасение, что это будет слишком опасным транспортом для детей. Поэтому было решено, что он должен ехать в 1,5-2 раза быстрее. Кроме двигателей, меня в нем неустраивало:

Аккумулятор. Гелевый 12V 10Ah, теряющий бОльшую часть емкости при большом разрядном токе
Система управления. Первая скорость — педаль, двигатели подключаются последовательно. Вторая скорость-ручка на руле, двигатели подключаются параллельно. Тормоз — автоматический при отпускании педали, обмотки двигателей замыкаются. Данная схема приводит к слишком резкому старту, полному отсутствию свободного качения, такому же резкому тормозу, все это приводит к большим токовым нагрузкам (кнопка педали расплавилась в течении месяца эксплуатации), и механическим нагрузкам на редукторы и колеса, не говоря уже о банальной не комфортности езды
Силовые провода. Сечением 0,75-1 кв. мм, которые с номинальными токами в 20А нагреваются до значительной температуры

Ну и немного всякой мелочевки -донгл для настройки и прошивки регуляторов, коннекторы, провода, термоусадка, инструмент для снятия пиньена со стокового мотора

Когда все приехало, был собран прототип на коленках, выяснилось, что двигатели даже без нагрузки нагреваются до 70 градусов за 3-5 минут работы, пришлось докупить два кулера к ним, а регуляторы наоборот, даже с отключенными вентиляторами не греются (забегая вперед, на квадроцикле под нагрузкой они тоже не греются). Т.к. у нас два двигателя с двух разных сторон, необходимо было решить еще одну проблему — сенсорные моторы крутятся только в одну сторону. Первоначально планировалось разобрать один мотор, и перевернуть в нем сенсор на 180 градусов… но реальность показала, что это невозможно сделать малой кровью. Более того, во время экспериментов с сенсором и таймингами частично сгорел один из регуляторов, в итоге я отказался от сенсора, и подключил их как обычные БК. Сам сенсор состоит из трех датчиков Холла, отслеживающих положение ротора, и датчика температуры. Было решено не оставлять все это хозяйство, а подключить к МК и использовать как датчик температуры двигателя, датчик скорости вращения двигателя, а в последствии, зная передаточное число — и как датчик скорости.

Внутри небольшой творческий беспорядок из проводов (просто побросал все провода внутрь, хотелось протестировать быстрее, позже приведено в человеческий вид):

Т.к. мощность получилась больше 500 Вт, пришлось ограничить скорость нарастания газа, если с места резко повернуть газ в максимум, мощность будет увеличиваться плавно, и своего максимума достигнет примерно через 3 секунды. Уверен, без этого происходил бы эффект моментального опрокидывания.

В общем, вот запись видео телеметрии с экрана телефона, там все видно, только из-за слегка заглючившего датчика оборотов в левом двигателе (левый зеленый столбик) данные скорости слегка занижены, максимально достигнутая скорость на свежих батареях — 18 км/ч
Значения столбиков: синие — температура двигателей в градусах, зеленые — обороты двигателей в rpm, оранжевые — мощность подаваемая на двигатели в условных числах от 0 до 1000, серый — положение ручки газа.

А вот как это едет:

Меня не утащил… буксует, но на самом квадроцикле я ездил, и судя по телеметрии, ему абсолютно все равно кто там сверху

На первом видео на старте слышен хруст. В первый же вечер, полностью вышли из строя редукторы. Проблема оказалась в том, что редукторы состоят из нейлоновых шестерен, вращающихся на 9 мм стальной оси без подшипников, таким образом, сила трения шестерен оказалась настолько большой, что в одном редукторе в шестернях просто выплавилась середина, и потерялась соосность. В другом редукторе шестерня приварилась к оси, а ось начала вращаться в корпусе и плавить его, в результате чего шестерня так же потеряла соосность.

Для решения этой проблемы понадобились:

Но на этом я не останавливаюсь, следующий шаг — кастомные шестерни редуктора, для того чтобы увеличить скорость до 25-30 км/ч.

Дети очень быстро учатся, и уже прекрасно справляются с вхождением в 90-градусный поворот с небольшим притормаживанием, а затем резким газом на выходе из поворота.

Скетч, доработанная библиотека pwmservo, pinount можно скачать тут, все это в черновом виде, в коде очень много недоделанного и отладочного кода, за что заранее извиняюсь.

Читайте также: