Тормоза

На современных картах тормоза с механическим приводом редкость. Их почти полностью вытеснили гидравлические тор­моза. Однако правильно сконструированные механические тор­моза могут быть столь же эффективными, как и гидравлические, но изготовить их в условиях мастерской значительно проще. Поэтому целесообразно рассмотреть несколько их типов.

Рассмотрим дисковые тормоза как наиболее эффективные, стойкие к высокой температуре. На рис. 6.30 приведены некото­рые возможные конструктивные схемы механических тормозов. Главным требованием, предъявляемым к двум первым схемам, является жесткость рычагов тормозных колодок. Нежесткие рычаги будут упруго деформироваться при торможении, ограни­чивая тем самым силу прижима фрикционных накладок к диску тормоза.

Для гоночных картов рекомендуются третья и четвертая схе­мы, показанные на рис. 6.30, где скобы тормозных колодок имеют большую жесткость, их легко установить на карте. Такого типа скобы тормозных колодок могут быть литыми (рис. 6.32) или сварными. Их можно применять как для задних, так и для перед­них колес. Такие тормоза при­водятся в действие как правило, с помощью гибкой тяги.

В гидравлических тормозах редко встречаются оригиналь­ные конструкции, сильно отлича­ющиеся от общепринятых.

Одно из нетрадиционных решений тормо­за показано на рис. 6.33. Это дисковый тормоз задней оси, предназначенный для высокоскоростных картов, которым необходима высокая эффективность торможения. В этом тормозе применены два тормозных механизма на одном диске, причем колодки каждого из них соединены с отдельным тормозным цилиндром. Оба тормозных цилиндра, расположенные около педали тормоза, приводятся в действие с помощью тяги, со­единенной с педалью.

Рис. 6.32. Компактная конструкция механического тормоза задней оси (К5 «Полькарт»)

Увеличение эффективности тормоза можно получить, приме­нив два тормозных диска. Диски располагают на небольшом расстоянии друг от друга, это позволяет использовать один тормозной механизм с двойным комплектом колодок. Такое решение подчеркивает все достоинства конструкции, показанной на рис. 6.33, при одновременном снижении тепловых нагрузок тормозных дисков.

Среди способов крепления тормозного механизма к раме обращает на себя внимание двустороннее крепление скобы. Такое крепление не только жестче одностороннего, но и улучшает взаимодействие тормозных колодок с диском. В такой конструкции внешнюю опору механизма устанавливают на оси с помощью подшипника.

Иногда встречаются двухконтурные тормозные системы, в ко­торых главные тормозные цилиндры обоих контуров соединены последовательно без выравнивающего рычажного механизма. Применение такой системы позволяет изменить дав­ление в тормозных контурах передних и задних колес путем из­менения длины управляющих тяг.

Рис. 6.33. Оригинальная конструкция тормоза задней оси: а — общий вид; б — детали конструкции

Оригинальная конструкция, примененная на карте класса «Интерконтиненталь Е» (двигатель объемом 250 см³), в кото­рой тормозные диски расположены с внутренней стороны трубы рамы. Это потребовало соединения диска с вращающейся ступицей колеса с помощью шарнирного валика, шарнир расположен на оси поворотного узла. Вращающийся диск тор­моза находится вблизи ноги водителя, поэтому его необходимо закрыть. Ясно, что такая конструкция излишне сложна. Приме­нение ее объясняется тем, что с внешней стороны рамы просто нет места из-за очень широких шин, обычно применяемых для задних колес.

Рулевое управление

Рис. 6.38. Рулевая система с рулевыми тягами равной длины

На всех картах применяются две поперечные рулевые тяги. Возможны два варианта расположения рулевых тяг:

обе тяги короткие, они со­единяют рулевую сошку с ры­чагами поворотных кулаков; одна тяга длинная, она соединяет рычаги поворот­ных кулаков, вторая тяга короткая, соединяющая ры­чаг поворотного кулака од-.ного из колес с рулевой сошкой.

Чаще применяется пер­вый вариант, причем иногда из-за требований к правильности кинематики поворота перед­них колес необходимо взаимное смещение точек крепления обоих рулевых тяг к рулевой сошке (рис. 6.38).

Второй вариант (рис. 6.39), примененный, в частности, на кар­те К5 «Полькарт», позволяет добиться более правильной уста­новки передних колес при разных углах их поворота. Так как одна тяга длиннее, ее приходится делать толще, чтобы удовлетво­рить требованиям прочности и жесткости.

Иногда для соблюдения необходимого наклона рулевой ко­лонки приходится применять дополнительную промежуточную тягу (рис. 6.40). Такие решения усложняют систему рулевого управления, создавая дополнительные точки регулировки и до­полнительные места возможного возникновения дефектов.

Рис. 6.39. Рулевая система с длинной и короткой рулевыми тягами (К5 «Полькарт», 1971г.)

Рис. 6.40. Рулевой механизм с дополнительной короткой рулевой тягой («Тони карт», 1970 г.)

В настоящее время, как правило, в рулевых тягах применяют шаровые шарниры. Однако их можно заменить резинометаллическим шарниром. Эти шарниры легко сделать самому, они надежны и долговечны. Их недостаток — большое сопротивление повороту колес, вызванное смятием резины.

Рычаг поворотного кулака либо приварен либо сделан с ним заодно. Монолитный поворотный кулак хотя и слож­нее в производстве, но зато надежнее. Удается избежать возмож­ного перегрева материала и вполне вероятных дефектов свар­ного шва.

Поворотный рычаг может быть привинчен к поворотному ку­лаку. В этом случае поворотный кулак делается гнутым из прутка или листа. Например, рычаги поворотных кулаков карта К5 «Полькарт» выточены из стального прутка, а потом соответ­ствующим образом изогнуты. Эти рычаги закрепляют на поворотных кулаках с помощью конусного соединения.

В соответствии с действующими нормами СИК рулевое коле­со должно быть круглым. До введения этого правила рулевое колесо обязательно должно было быть замкнутым, но не обяза­тельно круглым. Поэтому применялись самые разные формы ру­левых колес: овальная, в виде восьмерки и другие, несимметрич­ные относительно оси рулевой колонки.

Рама

За два десятилетия существования картинга число предла­гавшихся конструкций рамы исчисляется сотнями. Рамы дела­лись и в одном экземпляре, и серийно. Все они со временем усту­пили место современным рамам, но многие из них с успехом мож­но было бы применять и сегодня. Познакомимся с наиболее интересными конструкциями рам картов, знание которых может привести к возникновению оригинальных идей у проектировщиков.

Из-за значительной разнородности в конструкциях рам их трудно классифицировать. Вообще рамы можно разделить на плоские и пространственные.

Рис. 6.11. Карт с несложной плоской рамой («Дарт-карт»)

Понятие «плоская рама» не надо трактовать буквально. Так мы будем называть рамы, лонжероны которых воспринимают главным образом изгиб и кручение, а не сжатие и растяжение. Такая рама не обязательно должна быть идеально плоской. В соответствии с этим понятием на всех современных европейских картах применяются плоские рамы.

Рис. 6. 12. Плоская рама с дополнительным лонжероном («Квик-карт»)

Самым популярным видом плоской рамы является рама, на­зываемая среди картингистов «кроватной» (рис. 6.11). Она сос­тоит из двух трубчатых лонжеронов, соединенных спереди или сзади поперечиной, являющейся одновременно отбойником. Форма лонжеронов зависит от расположения двигателя и других агрегатов. Лонжероны одних рам параллельны, у других они схо­дятся к переду, часто устанавливают третий дополнительный лон­жерон со стороны двигателя (рис. 6.12).

Нередко неотъемлемой частью рамы являются имеющие соот­ветствующую форму трубы скелета сиденья водителя (рис. 6.13). Этот скелет обтягивается специальным материалом и сиденье приобретает окончательную форму.

Рис. 6.13. Плоская рама с рамой сиденья из стальных труб (К4)

Интересную группу плоских рам образуют беструбные ра­мы. В таких рамах стальные трубы заменены гнутыми и сварны­ми профилями (рис. 6.14). Такие рамы бывают, как правило, еди­ничными, они могут принести удовлетворение конструктору, но не слишком практичны. Значительные трудности в изготовлении такой рамы не компенсируются ни уменьшением массы, ни боль­шей прочностью конструкции.

Рис. 6.14. Оригинальная рама из гнутых профилей («Мастер-карт»)

Рис. 6.15. Карт спортсмена из ГДР с пространственной рамой (1967 г.)

Напомним о рамах, сделанных из легких сплавов. Серия таких рам была сделана в шестидесятые годы в спортклубе «Вальцов-ня» в Чеховице-Дзедзице. Выигрыш в массе был мал, так как детали имели большую толщину, а из-за трудностей изготовле­ния и сложности ремонта такие рамы не получили широкого рас­пространения.

Рис. 6.16. Симметричная пространственная рама с двигателем над задней осью

Другая группа рам картов — пространственные рамы. Прост­ранственные рамы преобладали на картах спортсменов ГДР в се­редине шестидесятых годов (рис. 6.15). Небольшими партиями они выпускались и в других странах. Карты с пространственной рамой производили впечатление маленькой гоночной машины, но, к сожалению, они имели свои недостатки.

Рис. 6.17. Карт с пространственной рамой, сиденье значительно сме­щено назад

Пространственные рамы обычно изготавливали из стальных труб, диаметр которых был меньше диаметра труб для плоских рам. Диаметр труб пространственных рам изменялся от 14 до 22 мм при толщине стенки 1 мм. Размер труб зависел от вида фермы и материала труб. Рамы этого типа, как правило, были не легче плоских рам, но их изготовление и ремонт были значительно сложнее. Изготовление такой рамы без чертежей и специальных приспособлений для сварки практически невозможно.

Применение пространственной рамы значительно усложняет­ся, если двигатель на карте размещается сбоку (см. рис. 6.15). Если двигатель установлен над задней осью за сиденьем води­теля, пространственная рама может быть симметричной относи­тельно продольной оси карта. Это значительно упрощает ее кон­струкцию (рис. 6.16 и 6.17).

Встречались также конструкции, в которых плоская рама приобретала пространственные очертания благодаря искусно­му вплетению в конструкцию труб скелета сиденья водителя (рис. 6.18 и 6.19). Большим упрощением является получение продольной симметрии благодаря размещению двигателя за сиденьем. На картах, предназначенных для гонок, такое распо­ложение двигателя может оказаться неэффективным, его можно рекомендовать, например, для учебных картов.

Рис. 6.18. Карт с очень простой рамой

Рис. 6.19. Карт с плоской рамой, в которой имеются пространственные детали

Основной причиной отказа от пространственной рамы стали ее чрезмерная жесткость. Из-за большой жесткости рамы не обеспечивается постоянная равномерная нагрузка на все колеса, что является определяющим условием способности карта «дер­жать дорогу».

Частью рамы является также полик, приваренный или чаще привинченный к раме. Полик на всех картах делается из метал­лического листа, обычно алюминиевого, его форма соответствует конструкции рамы. Часто в полике делается сеть отверстий, хотя выигрыш в массе от этого невелик. Форма полика в месте опо­ры ног водителя должна предохранять ноги от соскальзывания, для чего обычно достаточно загнуть край полика. Некоторые производители картов формуют полик более точно (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Углубления в полике для ног водителя

До сих пор нет однозначного мнения относительно целесооб­разности применения так называемых дуг безопасности. Таких дуг нет ни на европейских, ни на польских картах гоночной кате­гории. Часто дуги безопасности можно встретить на картах школьно-молодежной и популярной категорий. Довольно высо­кая дуга карта, , используется в качестве кронштейна для топливного бака. Сомнение вызывает ее проч­ность— она вероятно не выдержала бы кувыркания карта. Дуга карта, слишком низкая. Она может предохранить только от наезда сзади и представляет ско­рее разновидность мощного заднего отбойника, неразрывно свя­занного с рамой карта.

Задняя ось является одной из наиболее нагруженных частей карта, поэтому конструкторы всегда уделяют ей много внимания.

Возможны три варианта взаимного расположения задней оси и рамы (рис. 6.23): рама карта «подвешена» к задней оси; оси лонжеронов рамы пересекаются с задней осью; рама опирается на заднюю ось.

Чаще всего применяется первый вариант как наиболее удоб­ный, позволяющий избежать изгиба лонжеронов.

Задняя ось может быть установлена на трех или двух под­шипниках качения. Применение двух подшипников возможно только в том случае, если третий, подмоторный, лонжерон жестко связан с остальными элементами рамы.

На картах, у которых оси лонжеронов рамы пересекаются с задней осью карта, последнюю иногда устанавливают внутри трубы, являющейся задней поперечиной рамы (рис. 6.25). Осо­бых достоинств такие оси по сравнению с открытыми не имеют. Кроме того они ограничивают возможность маневра при размещении ведомой звездочки задней оси и диска тормоза.

Применяемую на современных картах заднюю ось, выточен­ную из стального прутка, трудно сделать в кустарных условиях. Можно использовать стальную трубу для изготовления задней оси. В такой оси ее средняя часть сделана из трубы, а наконеч­ники выточены из стального прутка. Для обеспечения жесткости оси диаметр трубы должен быть больше диаметра оси из прут­ка (обычно он составляет около 30 мм при толщине стенки не меньше 2 мм). Большой диаметр практически не сказывается на массе оси. Такого типа задняя ось много лет с успехом приме­нялась на польском карте К5 «Полькарт».

Сборочный чертеж задней оси карта К5 «Полькарт»

Среди разнообразных конструкций передней оси особого вни­мания заслуживают такие, в которых все детали сделаны путем обработки резанием, а не литьем. Применение такой технологии незаменимо при самостоятельной сборке карта, хотя в последнее время в продаже появились литые детали, являющие­ся определенной альтернативой.

Из-за отсутствия на картинговом рынке литых дисков колес приходится использовать штампованные из листа. Глубина поло­винок диска может быть небольшой, потому что необходи­мую ширину диска можно получить с помощью распорного коль­ца, вставляемого между половинками диска. Такое кольцо делается обычно литым. Половинки диска соединяются тремя стяжными болтами, тремя другими диск крепится к ступице. Колесо можно снять, не разбирая диск.