Шарнирная рама на уаз

У звичайної людини, фраза "ламається рама" асоціюється з важкої поломкою вантажівки або позашляховика.

Однак, є інженерні рішення, які спеціально призначені для такої можливості "переламувати" раму без наслідків :).
Це робиться для збільшення прохідності і маневреності автомобіля.

Ще в 1919 р. італійський інженер Павезі сконструював автомобіль-тягач високої прохідності Fiat-Pavesi P4 з колесами дуже великого розміру. Для повороту автомобіля був реалізований принцип "ламаються" рами. (Джерело - patriot4x4.ru)

У нашій країні, в 1961 році за завданням уряду було розроблено Трактор К-700 з ламаються рамою. Метою проекту було - створити перший вітчизняний колісний трактор, п'ятого тягового класу. На фото трактор К-701

Полу-рама трактора К-700 має значні розміри

Складальне креслення з'єднувального шарніра трактора К-700

А хто не пам'ятає міський зчленований автобус Ікарус-280?

Унікальні властивості автомобілів з ламаються рамою спонукали багатьох конструкторів на реалізацію такого рішення в різного роду всюдиходах. Причому як одинаків-самоделкиних, так і в промисловому масштабі.
Тут хоча б згадати шведський гусеничний болотохід Лось. у якого є безліч наслідувачів.
Але і в рядах колісної техніки є на що подивитися:

Cнегоболотоходи СКУ

Фотографія шарнірного з'єднання

Фотографія демонструє, що потрібно обов'язково робити обмежувач повороту

Трактор "Сибіряк"

Універсальне саморушне засіб Сибіряк. Детально описане в журналі Моделіст-Конструктор

На Сибіряк встановлена шарнірно-зчленована рама

Найцікавіший центральний шарнірний вузол.
Він складається з силового корпусу, що є задньою частиною передньої напіврами, шарнір рівних кутових швидкостей (ШРУС), передавального крутний момент до заднього мосту, і кульового корпусу, шарнірно закріпленого і силовому.
Хвостовик кульового вставлений в спеціальний корпус задньої напіврами і має можливість повертатися в ньому при зміні взаємного розташування полурам. Спеціальний корпус пов'язаний з задньої напіврами двома 20-мм пластинами.

Силовий корпус, зварений з листів товщиною 20 мм. сприймає навантаження, що діють на машину у вертикальній площині, а кульова опора, закріплена в конічних підшипниках корпусу, служить для розвороту полурам відносно один одного в горизонтальній площині.
Здійснюється таке переміщення гідроциліндром попорота, встановленим між передньою напіврами і кронштейном кульової опори.

Основою для центрального вузла стали деталі від поворотного кулака переднього колеса автомобіля ЗІЛ-131 ідентичного по конструкції автомобілю ГАЗ-66, але може похвалитися розмірами.
Хвостовик кульового корпусу і хвостовики піввісь ведучого і веденого валів ШРУС піддалися доопрацювання.
Підшипниками в осьовому шарнірі є бронзові втулки, а тягові (поздовжні) зусилля сприймаються наполегливим кульковим підшипником. Порожнини шарнірів ущільнені сальниками і набиті змазкою.

Центральний шарнірний вузол:
1 - підшипник 60212; 2 шпилька М10 (6 шт.): 3, 10 - кільця наполегливі (сталь 45, s2). 4 - шворінь; 5 - манжета (від штатного вузла); 6 - кільце пружинне; 7 - манжета (1-115x145); 8 - вкладиші (бронза): 9 - проставка; 11 - гайка наполеглива; 12 - підшипник - 13 - гайка контрящім; 14 - корпус спеціальний; 15 - корпус центральною куля-шарнірного вузла; 16 - кільце; 17 - вал ведений; 18 - кульовий корпус; 19 - вал ведучий; 20, 26 - корпуси підшипників (сталь 45). 21 - фланець (cram. 45) 22- гайка М32; 23 - шпилька М5 (6 шт.); 24 підшипник конічний (штатний); 25 - кришка підшипника: 27 - кільце ущільнювача (гума); 28 - манжета (1-85х110); 29 - гідроциліндр рульової.

Часто, поворотний вузол для всюдиходів виготовляють з поворотного кулака переднього колеса повнопривідного автомобіля, наприклад з поворотного кулака УАЗ

Є шарніри у вигляді вилки (з форуму сайту www.snowmobile.ru)

Зчленований всюдихід "Аркуда" і "Атака"

Снігоболотохід Тром 8

"Мамонтеня"

Шарнірне з'єднання тут набагато масивніше, на відміну від легких всюдиходів

Пікапи на основі ВІС-2346

Основним завданням, яке дозволяє вирішити цю конструкцію, є збільшення прохідності за рахунок зменшення ймовірності діагонального вивішування машини (при цьому, в разі руху машини по рівній дорозі шарнір слід заблокувати для забезпечення кращої стійкості). Завдяки застосуванню такого рішення, провідні мости автомобіля отримали додатково в цілому 500 мм вільного непідресореної ходу - по 250 мм вгору і вниз щодо горизонтального розташування.

Примітно, що для "Капрала" не довелося розробляти оригінальні комплектуючі - встановлене в автомобілі опорно-поворотний пристрій виготовляється у виробництві технологічного обладнання АТ "АВТОВАЗ" і застосовується в заводській робототехніці.
Глушник з вихлопною трубою перемістився з-під напіврами на задню стінку пасажирської кабіни, оскільки в разі стандартного її розміщення вся система випуску неминуче піддавалася б скручень. Паливний бак у "Капрала" розташувався під вантажною платформою, а не під пасажирською кабіною, як у звичайного пікапа - таке рішення призвело до «танців» індикатора рівня палива при перекоси платформи.

УАЗ-Кемпер зі скручується рамою

Використовуючи технологію, яку відпрацювали на "Капраль" були зроблені УАЗи з скручується рамою. Це Кемпер на базі краснодарського автоклубу "Кубань" і вантажівка на базі УАЗ-39095

Машини входили до складу комплексу з трьох УАЗів для тривалого автономного подорожі по бездоріжжю.

Основний вузол - шарнір, який з'єднує дві напіврами автомобіля виготовлений згідно патенту за номером 2047531.

На фіг. 1 наведено вид транспортного засобу в плані; на фіг. 2 той же, вид збоку; на фіг. 3 схема розвантаження підшипника.
Зчленовані транспортний засіб 1 з приводом на всі колеса містить дві незалежні напіврами А і Б, з'єднані між собою з можливістю відносного переміщення. Між напіврами встановлений основний шарнір 2, що має внутрішній діаметр 3, достатній для вільного проходу через нього карданного валу 4.
На напіврамі Б співвісно з підшипником 2 на кронштейнах 5 встановлений рухливий елемент 6 (в якості елемента 6 можуть бути використані, наприклад, вал, встановлений в підшипниках, або кульова опора, або кульовий роз'єм), що обертається навколо осі 7. До елементу 6 нероз'ємно приєднані бруси 8 і 9. Другі кінці 10 брусів роз'ємно закріплені на сполучних елементах 11 напіврами А. кінці 10 брусів рознесені в сторони від поздовжньої осі автомобіля 7.

Транспортний засіб працює наступним чином.
При русі по бездоріжжю напіврами А і Б можуть переміщатися навколо горизонтальної поздовжньої осі одна відносно іншої на кут до 23о. Можливість взаємного переміщення забезпечує шарнір 2, що з'єднує напіврами А, тяги 8 і 9, обертаючись на елементі 6 і відстежуючи переміщення однієї напіврами щодо іншої, розвантажують шарнір 2 і збільшують зону його працездатності (див. Фіг. 3). Виникаючі поздовжні силові навантаження між напіврами А і Б сприймаються в першу чергу соединителями 8 і 9, так як вони з'єднані жорстко (без люфтів), частково гасяться за рахунок їх власної пружності, і потім передаються на шарнір 2.

При русі по дорогах загального користування силовий каркас працює так само, як і при русі по бездоріжжю, сприймаючи максимум навантажень і розвантажуючи шарнір 2.

Шарнір в неробочому положенні фіксується штирями з двох сторін, що дозволяє автомобілю комфортно пересуватися по дорогах загального користування. (На фото штирі вийняті)