Самодельные квадроциклы: подробный гайд

Как из детского квадроцикла сделать вседорожный гоночный болид

Ничто в этом мире не вечно, но некоторые китайские изделия просто удивляют своей «долговечностью». Я расскажу о своем опыте модернизации детского квадроцикла.
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

Т.е. меня не устраивала абсолютно вся электрика. Немного поразмыслив, было решено использовать:

• Две литиевые батареи на 11.1V с максимальным (обещанным) током 240А каждая (да, ими можно заводить автомобиль, проверено)
• Два сенсорных БК мотора на 36000 rpm при номинальных 11.1V, и ~40000 rpm при полностью заряженных батареях
• Два сенсорных БК регулятора на 120А (люблю все с запасом)
• Пропорциональная ручка газа на основе датчика Холла
• Пяти-позиционный переключатель передач, у нас будет три скорости вперед, одна назад и нейтраль
• Датчик тока на 100А
• Bluetooth модуль, для телеметрии на телефоне
• Фары передние
• Стоп сигнал/задний габарит, красный, красный
• Звуковой сигнал, куда же без него
• FET модуль, 4 канальный, для управления фарами
• Teensy 2.0, в качестве контроллера всего этого
• Двух-секционный выключатель для света
• Ну и немного всякой мелочевки -донгл для настройки и прошивки регуляторов, коннекторы, провода, термоусадка, инструмент для снятия пиньена со стокового мотора

Кроме этого, для уменьшения грохота пластиковых колес и улучшения плавности хода были куплены 4 покрышки 12,5″ для детских колясок, после чего они подверглись небольшой доработке канцелярским ножом, а затем были натянуты на колеса квадроцикла, и закреплены саморезами:

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.

Несколько озадачила библиотека pwmservo, она предназначена для управления сервомашинками (в моем случае регулаторами) через аппаратный ШИМ, с точностью в 1 градус, всего 180 состояний, а направление «вперед» это только половина диапазона, т.е. 90 состояний.

Мне показалось что это маловато, пришлось отредактировать библиотеку в ущерб кросс-платформенности ардуин (получилось только для контроллеров с 16 МГц), результат — 1000 состояний в каждую сторону (единица равна 0,5 мкс длительности ШИМ, ШИМ от 1 до 2 мс).

После того, как работа «на коленке» была более менее отлажена, все это хозяйство было установлено на квадроцикл:Фото

Двигатель редуктор:

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.

Для решения этой проблемы понадобились:

• Оси от вертолетов 450 pro
• Подшипники от них же

Новые оси 5мм, поэтом пришлось распечатать на 3D принтере втулки с внешним диаметром 9 мм (как у старых осей), а внутренним 5мм, для того чтобы можно было новые оси установить в старый корпус редуктора, в шестернях были высверлены 11 мм отверстия глубиной 5мм с обоих сторон (посадочные места под подшипник).

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.

Квадроцикл — фактически любой четырёхколёсный транспорт

Квадроцикл — фактически любой четырёхколёсный транспорт, поскольку на латинском «quadro» — «четыре». К образцу, байк «Урал» — великий, слишком большой, тяжкий и «обжорливый» владеет красивый четырехтактный движок с задней передачей и стоит «гроши«. Сообразно данной фактору энтузиастам гораздо подешевле и увлекательнее творить личные системы данных вездеходов.

Обычный фабричной адепт квадроциклов — блестящий, аккуратненько организованный, сильный и мощнейший.

Его самодельный собрат, который немногим уступает внешне, а уж в плане мощности — и подавно.

Логично, что прежде всего необходимо найти «сердце» будущего «зверя» — силовой агрегат. Подойдет абсолютно любой, начиная от обычного мотоблока и заканчивая шестилитровым V12 — бывают и такие прецеденты. В большинстве случаев, используются двигатели мотоциклов — они экономные и малогабаритные.

Для использования высоких передаточных чисел в условиях нормальной эксплуатации будет достаточно двигателя «Минска» или «Урала». Летом возникает вопрос перегрева, поэтому следует выбирать модели с воздушным охлаждением. Еще одним неплохим вариантом являются оппозитные двигатели советского производства, неоспоримый плюс которых — мощная тяга и совершенно неприхотливая карданная передача.

Существует два самых распространенных решения задней подвески для квадроцикла.

1. Редукторно-карданная система. Конструкция получается максимально облегченной и простой, но отсутствует дифференциал, чем, в принципе, можно пожертвовать ради ранее названных достоинств.
2. Использование автомобильного моста. Конструкция получается крайне тяжелой, и если нет желания иметь квадроцикл с автомобильной базой, необходимо укорачивать мост, что является весьма нетривиальным занятием. Из плюсов стоит выделить только наличие дифференциала, который пригодиться при передвижении по трассам.

Для создания передней подвески и рулевого управления раскрываются огромные возможности. Рычаги подвески квадроцикла несут значительно меньшую нагрузку, чем автомобильные, соответственно, их можно сделать самостоятельно, используя для этого подручные средства. Оптимальный вариант — создание подвески на базе имеющегося мотоцикла «Урал».

Рама(чертежи) Лучшее решение — прочная конструкция из труб или профилей, сваренных между собой.

Подготовив необходимые инструменты, транспортные средства-доноры и освободив время, можно приступать к созданию собственного квадроцикла:

• Собираем каркас (раму). Заготовленные металлические балки соединяем, согласно чертежу, между собой с помощью точечной сварки. Конструкцию проверяем и проводим цельную сварку. Как вариант, можно просто переделать раму с мотоцикла-донора — получится ничуть не хуже.

Устанавливаем двигатель. Ставиться он может как сзади, так и спереди — главное, прочно закрепить его с помощью болтов на днище рамы.

Монтируем привод и трансмиссию на задние колеса. Привод не требуется создавать самостоятельно — он переходит вместе с двигателем с транспорта-донора и устанавливается на раму. Опять же, необходимо качественно закрепить привод и трансмиссию на раме для предупреждения люфта.

Рулевое управление также устанавливаем с мотоцикла. Вместе с рулем на квадроцикл «перекочевывает» и топливный бак. В целом, если представить конструкцию, то выглядеть она будет следующим образом: 3/4 квадроцикла — это все тот же «Урал» или другой мотоцикл, 1/4 — это самодельные рама и подвеска.

Колеса устанавливаем с малогабаритного транспортного средства («Ока» или «ЗАЗ-968»). Задние колеса, могут перейти на квадроцикл вместе с задним мостом авто или же крепятся следующим образом: берём готовые оси с дисками, после чего на заднюю крепим редуктор для привода. а на диски устанавливаем колеса, которые могут быть даже с шинами низкого давления.
Колеса устанавливаем с малогабаритного транспортного средства («Ока» или «ЗАЗ-968»). Задние колеса, могут перейти на квадроцикл вместе с задним мостом авто или же крепятся следующим образом: берём готовые оси с дисками, после чего на заднюю крепим редуктор для привода. а на диски устанавливаем колеса, которые могут быть даже с шинами низкого давления.
Колеса устанавливаем с малогабаритного транспортного средства («Ока» или «ЗАЗ-968»). Задние колеса, могут перейти на квадроцикл вместе с задним мостом авто или же крепятся следующим образом: берём готовые оси с дисками, после чего на заднюю крепим редуктор для привода. а на диски устанавливаем колеса, которые могут быть даже с шинами низкого давления. Колеса устанавливаем с малогабаритного транспортного средства («Ока» или «ЗАЗ-968»). Задние колеса, могут перейти на квадроцикл вместе с задним мостом авто или же крепятся следующим образом: берём готовые оси с дисками, после чего на заднюю крепим редуктор для привода. а на диски устанавливаем колеса, которые могут быть даже с шинами низкого давления. С редуктором на задней оси и двигателем собираем единый привод (опять же — проще будет, если его полностью переставить со средства-донора). Делаем это следующим образом: от двигателя протягиваем цепь на редуктор и закрепляем, после чего проводим проверку работоспособности. В конечном итоге, всю конструкцию фиксируем на раме.
Передняя подвеска — независимая — это более выгодно с точки зрения времени и средств, поскольку полноприводный квадроцикл требует значительной доработки этого узла профессиональным токарем, сварщиком и электриком, что займет очень много времени. Как вариант, приобретаем готовые заводские узлы для квадроциклов.

Новые посты:

Детский электроквадроцикл El-Sport Junior ATV 500W 36V/12Ah

Цена: 36845 руб 29900 руб

Детский квадроцикл на аккумуляторе El-Sport Kid ATV 800W 36V/12Ah

Цена: 37670 руб 34500 руб

Детский электроквадроцикл El-Sport Children ATV 1000W 36V/12Ah

Цена: 43470 руб 37900 руб

Электроквадроцикл Mytoy 500D

Цена: 63000 руб

Электроквадроцикл Mytoy 750E дифференциал

Цена: 77700 руб

Электроквадроцикл Mytoy 500D Lux

Цена: 69300 руб

Электробагги MYTOY 500W

Цена: 82900 руб

Как сделать самодельный квадроцикл — вопрос, который является мечтанием практически любого юного конструктора.

Однако осуществляются такого рода мечты далеко не у всех и далеко не в том возрасте, в котором хотелось бы. Но иногда мечтатели все-же воплощают желаемое в реальность.

Навыки составления чертежей, возможность выполнять сложные технологический процессы, имение средств и времени — это основные требования при создании самодельного транспортного средства.

Сегодня мы расскажем вам о том, как сконструировать самодельный квадроцикл, используя запчасти из оки и покажем этот процесс с помощью фото подборки.

Узнать один из способов и убедиться в реальности осуществления самостоятельного создания квадроцикла из автомобильных частей можно в приведенном ниже примере.

Полноприводный квадроцикл на базе автомобиля «ока» своими руками (конструктор-любитель сергей плетнев)

Для начала приведем общие характеристики проекта:

• Длина – 2300 мм;
• Ширина – 1250 мм;
• Высота – (крайние точки колес) – 1250 мм;
• База – 1430 мм;
• Клиренс – 300 мм;
• Двигатель – достался от автомобиля «ОКА»;
• Колеса – диски: «ВАЗ» 2121 (Нива);
• Шины — CoordiantOffRoadR15;
• Амортизаторы – «ОКА»;
• Ступицы – «ВАЗ» 2109;
• Межколесные редукторы – «ВАЗ» классика
• Максимальная скорость – 60 км/ч
• Коробка передач, взятая из «ОКИ» была модифицирована заменой стандартной главной пары шестерней на цепной привод.

1. Сделано это было для повышения скорости на ровной дороге. А выглядит это так:

2. 

   В собранном виде

3. 

   В разобранном виде

В виде несущих частей рамы выступают водопроводные трубы (ВГП 25х3,2). Были закуплены в виде двух отрезков по 7900 мм и весом в 38 кг на сумму 1150 рублей.

• Для рычагов и подвесок также потребовались водопроводные трубы (ВГП 20х2,8) – два отрезка длиной по 6100 мм, весом в 20 кг обошлись в 650 рублей.
• Два б/у задних моста от «копейки» (ВАЗ 2101) — в сумме 3000 рублей.
• От «восьмерки» (ВАЗ 2108) взяты кулаки в сборе с дисками, суппортами и прочим валы приводов – в сумме за все эти БУ детали было потрачено 4000 рублей.

Пригодились металлические листы, гайки, болты, шайбы, сайлентблоки и др. – расходных крепежных приспособлений и материалов на такие дела всегда должно хватать.

Из вышеперечисленных деталей с помощью сварки, трубогиба и слесарных инструментов была создана вот такая конструкция.

С помощью сварки скреплено большинство конструктивных деталей. Был установлен карбюратор.

1. 

   

   Карбюратор самодельного полноприводного квадроцикла

2. 

   Металлические планки для подвески, двигателя и мостов также закреплены сварными швами

3. 

   Ступицы соединяются с подвеской новыми фтулками, шайбами и болтами

4. После того, как рама была собрана, начались просчеты нюансов положения двигателя, функционала коробки передач и ее крепления, а также передней подвески с рулевой.
5. В итоге были применены следующие ходы:

6. 

   От заднего поста подведены полуоси к ступицам. Приварено крепление для амортизаторов

7. 

   В коробке передач применяется удлиненный шток самодельного производства

8. 

   На снимке видно, как было подведено крепление для коробки и положение штока снаружи

9. 

   Поворотный кулак взят от «ВАЗ» 2109 а рулевая сошка выполнена из металлической пластины самостоятельно

10. После небольшого тест-драйва было подмечено, что к штоку от коробки понадобится кулиса для переключения передач рукой – это самый удобный вариант в случае с модифицированной коробкой.
11. Надо сказать, что модифицировалась она для повышения передаточного отношения от оси к колесам, так как без этого вмешательства скорость при максимальных оборотах не набиралась бы выше 45 км/ч.

Рама квадроцикла своими руками чертежи

Фальшбак — сложной формы. Выгнуть его из оргалита не представлялось возможным. Поэтому, замотав двигатель полиэтиленовой пленкой, стал заполнять слоями монтажной пены предназначенное для него место. После каждого слоя — обязательная сушка, иначе толстый объём пены может не просохнуть внутри.

Закреплял её на болванке тоже с помощью монтажной пены. Поскольку пена крупнопористая, поры заполнял гипсом и затем обрабатывал. Когда форма болванки начала отвечать задуманному дизайну и её поверхность стала более-менее гладкой, покрыл заготовку краской ПФ-115.

Итак, болван готов и чтобы выклеить качественное изделие, потребовалось: 10 кг эпоксидной смолы, 1 кг пластификатора к ней и 1 кг отвердителя, 15 погонных метров не толстой стеклоткани, 5 м стекломата, кисти, перчатки. Очень желательно работать в средствах, защищающих дыхание. И чем они дороже, тем надёжнее. А вот опыт, как известно, не купишь, поэтому набирался его в процессе работы.

В качестве разделительного слоя между болваном и изделием использовал прозрачный скотч. Тщательно, без пропусков, обклеил его полосами весь болван. Ушло всего 1,5 рулона широкого скотча.

Разводил смолу по 200 — 300 граммов с отвердителем и пластификатором. Применял мерные стаканчики и шприцы, что не очень-то удобно. Перед этим нарезал полоски стеклоткани такими размерами, чтобы на ровных поверхностях ложились большие полотна, а на неровностях отрезки ткани смогли их повторить, не сделав складок. К слову, стеклоткань в меру тянется по диагонали переплетений, «обтекая» нужную форму.

Сначала намазывал густо эпоксидной смолой один участок болвана, накладывал на него стеклоткань и сверху пропитывал снова смолой. Соседний кусок ткани клеил по той же технологии с перехлёстом 3 — 5 см. Работать пришлось споро — смола схватывается довольно быстро, и чем выше её температура, тем быстрее. Да, ещё смолу чуть-чуть подогревал возле мощной лампы освещения для лучшей текучести.

После обклейки болвана стеклотканью в один слой, начал обклеивать его стекломатом. Стекломат достался мне достаточно толстый, и им оказалось хорошо набирать толщину изделия. Но он не облегает неровности, поэтому использовал его только на ровных (или с некрутым прогибом) поверхностях и без перехлёста.

Пропитка смолой осуществлялась так же, как и при работе со стеклотканью. Только следует учесть, что смолы для пропитки стекломата уходит очень много, поэтому разводить её нужно побольше. Неровные поверхности после наклейки стекломата проклейвал в несколько слоёв тканью.

Каждый последующий слой накладывал после того, как немного схватится предыдущий, чтобы не утекала смола. А поскольку процесс выклейки обвеса занял не один день, приходилось после суток перерыва «шершавить» поверхность крупной наждачной бумагой и обезжиривать — ведь смола за это время отверждается полностью. Заключительные слои поверх мата опять покрывал стеклотканью, и даже не одним слоем.

Так как поверхность мне нужна была, как говорится, чем ровнее, тем лучше, а опыта было маловато, то провалы и ямки всё же оставались — заливал их где одной смолой, а где и с наложением кусочков стеклоткани. Смолы немного не хватило. Докупал уже в хозмаге, в коробочках.

После полного высыхания выклеенного обвеса сделал в нём пропилы, разделив изделие на три части: задние крылья и задок, фальшбак с подсиденьем, передние крылья и передок. Осторожно, слегка поддев и оттягивая руками с подковыриванием, отделил изделие по частям без особых усилий от болвана.

Теперь, сняв части, начал обрабатывать их по отдельности, доводя до нужного результата. В общем, обыкновенные подготовительные и покрасочные работы по «всей» технологии: сначала грубая шлифовка со снятием больших выпуклостей смолы и стеклоткани; затем кропотливое заделывание шпаклевкой со стекловолокном углублений; далее шлифовка наружной поверхности и грунтовка с пластификатором. В заключении — покраска «металликом» и покрытие лаком с пластификатором.

Болван тоже аккуратно срезал и положил в дальний угол — на всякий случай. Обвес прикрепил к специально сделанным и приваренным «по месту» креплениям на раме.

В завершение сварил из тонкостенных стальных труб наружным диаметром 20 мм передний и задний багажники, а в дополнение к ним — и «кенгурятники», заменяющие бамперы.

Самодельный квадроцикл (37 фото изготовления)

Самодельный квадроцикл с двигателем от оки| 85 фото пошаговой сборки – самоделкин друг