Четырёхколёсный велосипед – не только средство для обучения катанию детей, но и полноценное транспортное средство для взрослых. Узнаем о нём немного больше.
Четырёхколёсные варианты появились практически сразу после . Известны чертежи из середины XIX века, где инженеры пытались совместить каретные технологии c приводом от педалей. Интересно отметить, что спустя полвека первые автомобили тоже имели свои «велосипедные» варианты, с одной или двумя парами педалей.
Уже позже, в советское время, особенности массового производства исключили различные нестандартные компоновки байков, и для нас герой статьи, наравне с , стал исключительно байком для маленьких детей и обучающихся.
Использование веломобилей
У велосипедных конструкций с 4 колёсами есть отдельное название – веломобиль. Кому может понадобиться такая экзотичная вещь? Разберём подробнее:
- Пожилые люди – веломобиль не требует удержания равновесия, может останавливаться в любой момент, что, без сомнений, будет очень по нраву старикам и болеющим.
- Пары – если тандем можно назвать «спортивным инвентарём», то на четырёх колёсах и с двумя креслами можно отдыхать, как многие из нас отдыхают, арендуя педальный катамаран на море.
- Взрослые с детьми – можно поставить одно или два детских кресла, и перевозка детей будет намного более безопасной.
- Спортсмены – несколько производителей продвигают свои модели для участия в кросс-кантри и триале. Веломобиль устойчив и имеет хорошее сцепление с самой мягкой почвой.
- Путешественники – они часто выбирают трайки (крупные трёхколёсные велосипеды), но есть и хорошие самодельные варианты с размещением водителя полулёжа. На дальних расстояниях обычная компоновка велосипеда далеко не идеальна, а вот свободный набор модулей, большой объём груза и просто достаточное пространство четырёхколёсной конструкции – идеальный выбор.
Как видим, несмотря на кажущуюся экзотичность, такой вид велосипедов не просто достоин права на существование, но и может серьёзно заинтересовывать определённые классы райдеров.
Особенности конструкции
Некоторые узлы совершенно не отличаются от других байков для взрослых. Например, колёса и тормозная система – максимум, который меняется – это количество приводимых калиперов или рамок с одного троса – их становится две. Чаще всего тормоза остаются только на задних колёсах и тоже ничем не отличаются.
Привод меняется редко, это педали и цепь, часто один, но иногда и два переключателя скоростей. Приводится усилие на вал задних колёс, что уже является отличием.
Серьёзно меняется рама и руль. Понятное дело, что рама делается под конкретную модель, учитывая множество параметров. Некоторые самоделки представляют собой две обычных велосипедных рамы, сваренных пересекающими трубами, на которых крепится место для сидения и монтируется трансмиссия.
Очень часто велосипед с 4 колёсами двухместный. Ширина пересекающих труб достаточна, чтобы уместить сразу два кресла. При этом приводной механизм может быть разным – как общий вал с двумя блоками педалей, далее объединяющийся одной цепью, так и раздельные приводы для каждого седока. Бывают механизмы и попроще – когда только один человек крутит педали, а другой просто остаётся пассажиром.
Плюсы и минусы
Четырёхколёсные велосипеды не так популярны, чтобы так просто заглянуть к их хозяевам в гости и спросить о плюсах и минусах конструкции. Рассмотрим ключевые факторы, которые влияют на переход к «четырёхколёсному другу». Плюсы:
- Максимальная устойчивость изо всех доступных сейчас велосипедов.
- Удобство расположения седока.
- Большая грузоподъёмность и объём для загрузки.
- Интересность и необычность конструкции.
Минусы также очевидны:
- Сложность конструкции – веломобиль сложно собирать самостоятельно и нелегко ремонтировать.
- Меньшая надёжность – 4 колеса, сложный приводной механизм, дополнительные элементы рулевого управления, множество сварных сочленений – узлов, которые могут сломаться и подвержены повышенной нагрузке намного больше, чем в обычном байке. Соответственно, намного выше шанс поломки.
- Высокая цена – покупать готовый трайк или веломобиль мало кто решится – стоимость велика, да и серийное производство практически отсутствует. Изготовление же своими руками потратит много времени и средств на нестандартные заказные детали.
- Габариты – сложно поставить такой байк на балкон или занести в гору – с транспортом придётся работать как с полноценным автомобилем.
Заказ или изготовление
Небольшой план для тех, кто решил сделать 4-колёсный байк своими руками.
- Начинаем с рамы. Её полноценно проектируем в 3D редакторе или от руки, чтобы изготавливающим было понятно, что и как разрезать и сваривать. Учитывать следует рост райдера, требуемое пространство, размер колёс, которые планируется использовать. Не стоит забывать о массе и сопротивлении материалов – байк будет тяжёлым, а грузы на нём – внушительными.
- После чертежа отправляемся на металлообработку для изготовления рамы. Если есть возможность сделать всё самостоятельно – это великолепно, но обычно готовый чертёж с пояснениями отдаётся в профильную фирму или знакомому мастеру.
- На готовой раме остаётся собрать ходовую часть – сначала монтируем полуоси для колёс.
- Затем устанавливаем задний блок звёзд, педальный узел и натягиваем цепь.
- Монтируем тормозную систему.
- Устанавливаем .
- Добавляем сиденье, руль, грипсы и элементы защиты.
Конечно, все нюансы познаются лишь с практикой, но общий «список дел» будет неизменен. Надеемся, что изготовление байка с четырьмя колёсами своими руками будет успешным.
Заключение
Четырёхколёсный велосипед – редкость, но редкость достаточно интересная. При всех своих минусах – цене, весе, низкой надёжности – такой байк очень удобен и может использоваться во множестве ситуаций, где простой велосипед совершенно не подходит. Слабая распространённость таких компоновок – следствие высокой цены и низкого спроса, и многие берутся за изготовление самостоятельно. Стоит отметить, что самодельный байк иной раз лучше любой серийной модели, и владельцы по праву гордятся ими.
Велосипед — хорошо, а с крышей да ещё и с мотором — это вообще круто! Лёгкий, удобный, экономичный и палаткой крытый сверху для защиты от дождя и ветра… много только положительного можно сказать об разработке от JMK-Innovation — PodRide.
Много похожих самоделок, как показано на фото изготавливается по всему миру и даже встречаются проекты мелкосерийного выпуска.
На презентации Tesla Model его называли «массовым электромобилем».
Технические характеристики электровеломобиля:
- Размер: высота — 145 см, ширина – 75 см.
- Вес: 70 кг.
- Мощность: (250 Вт, 0,33 л.с.).
Конечно, выглядит PodRide как машинка из парка аттракционов, но удовольствия доставляет больше. Ведь она действительно способна ездить по дорогам, причём – не лучшего качества!
… и ещё тянуть за собой полуприцеп, тоже на велосипедных колёсах! Шведский дизайнер и инженер Микаэл Кьеллман (Mikael Kjellman) решил внести свою лепту и пополнил технологическую кунсткамеру новым образцом. Его творение PodRide вмещает одного пассажира плюс тележку с багажом.
Четыре для устойчивости, рама полегче, цепной привод, педали, руль, сидение, складной навес от дождя – вот и получился веломобиль! Но самое главное – это электродвигатель, мощностью 250 Вт или 0,33 л.с. и аккумулятор к нему.
В салоне-то места для объёмного рюкзака нет. За спиной водителя предусмотрен лишь небольшой отсек.
Масса PodRide получилась даже меньше, чем у его изобретателя – около 70 кг.
Водитель сидит на мягком сидении со спинкой. Вся информация о поездке выводится на пару дисплеев, одним из которых служит экран смартфона. В PodRide есть даже подогрев лобового стекла и дворники (правда, с ручным приводом), вентилятор для предотвращения запотевания полимерных окон.
На алюминиевой раме с пневматической подвеской закреплены четыре колеса диаметром 20″. Передние поворачиваются, а задние крутятся электромотором через 14-ступенчатую цепную передачу (две звёздочки впереди и семь сзади). Работает мотор в режиме «ассистента», помогая водителю крутить педали и преодолевать подъёмы. На участке трассы без уклона PodRide может разогнаться до 25 км/ч и проехать до 60 км на одной зарядке.
Из-за трапециевидной формы натяжного кузова он немного трёт в плечах, зато эффектно откидывается вперёд при посадке и на ухабах.
Также в нём легче ездить по снегу и песку из-за четырёх колёс, а световое оборудование можно поставить помощнее, чем на велосипед. Даже в салоне есть светодиодная подсветка, чтобы не так страшно было ехать. Всё очень круто! Убедитесь сами:
На хорошем велосипеде можно ехать быстрее и дальше, но зимой или в ненастную погоду кататься в PodRide явно комфортнее. В нём не мокнешь под дождём, остаёшься укрытым от ветра и от автоинспекции 🙂 Свою разработку автор изобретения зарегистрировал его как электровелосипед и катается где угодно без страховки и риска лишиться водительских прав.
Кроме простоты - основного достоинства велосипеда, эта прогулочная велоколяска имеет перед своим «прародителем» и преимущества, главные из которых - хорошая устойчивость в движении и при остановках и удобная, как в автомобиле, посадка водителя.
Прототипом послужил веломобиль, опубликованный в каком то журнале. Но его довольно сложная пространственная рама, двухступенчатые привод и рулевое управление заставили задуматься над тем, как бы упростить эти узлы и сделать машину полегче. Считаю, что задачу удалось решить и даже получить авторское свидетельство на изготовление промышленного образца.
Предлагаю читателям описание и рисунки усовершенствованной веломобиля.
Такая «редукция» веломобиля-прототипа привела, по сути, к созданию новой машины - от прежней осталась только компоновка: два передних рулевых колеса и одно ведущее заднее. Поэтому, прежде чем перейти к описанию узлов велоколяски, стоит отметить те из них, которых коснулись наиболее радикальные изменения.
Во-первых , облегчена до 4,5 кг рама - вместо пространственной она стала плоскостной. Во-вторых , двухступенчатый привод с промежуточным валом (понижающим редуктором) упрощен до одноступенчатого с удлиненной цепью, что повысило коэффициент полезного действия передачи. В-третьих , многоскоростная втулка ведущего колеса заменена на односкоростную, при этом отпала необходимость в ручном тормозе. В-четвертых , руль из-под сиденья перенесен на привычное место - на колонку перед водителем, что устранило лишнюю ступень в рулевом управлении. Наконец, в-пятых, «шезлонговое» сиденье заменено более простым, но жестким с наклоненной назад спинкой, которое обеспечило лучший упор при нажатии ногами на педали, что особенно важно при движении на подъем.
В результате таких переделок общая масса машины уменьшилась до 20 кг (у прототипа она составляла 26 кг), обеспечивая практически те же потребительские качества, что и прототип с многоскоростным приводом.
Пошаговое строительство веломобиля
Рама веломобиля состоит из двух продольных лонжеронов длиной 1200 мм, выполненных из стальной трубы диаметром 25 мм. Впереди лонжероны сходятся, и здесь к ним приварен корпус каретки педального привода от старого складного велосипеда. На расстоянии 420 мм от оси каретки к лонжеронам снизу приварена поперечная балка - траверса длиной 640 мм со шкворневыми втулками на концах. Траверса выполнена из стальной трубы диаметром 28 мм, втулки - из трубы диаметром 18мм В месте соединения с траверсой лонжероны имеют небольшой изгиб и дальше идут параллельно друг другу. Концы их сплющены в вертикальной плоскости и снабжены наконечниками от задней вилки дорожного велосипеда. На расстоянии 395 мм от оси наконечников между лонжеронами вварена распорка с ушком для крепления грязевого крыла.К траверсе спереди приварена рулевая колонка длиной 330 мм из трубы диаметром 28 мм. Устойчивость ее обеспечивают две фигурные косынки.
База (расстояние между осями колес) у велоколяски, по сравнению с прототипом, немного уменьшена (уменьшился и радиус поворота), а колея (расстояние между передними колесами) - увеличена.
Ходовая часть, подвеска колес и рулевое управление - довольно незамысловатые. Заднее ведущее колесо, как и велосипедное, крепится в наконечниках вилки лонжеронов. Подвеска же передних рулевых колес, хотя и отличается от обычной велосипедной и больше похожа на автомобильную шкворневую, но тоже несложная - углы развала и схождения колес не регулируются.
Шкворни свободно вставлены в бронзовые подшипники скольжения (можно использовать и фторопластовые) втулок на концах траверсы, затянуты сверху корончатыми гайками и зашплинтованы через отверстия, просверленные в резьбовых концах шкворней. Шкворни имеют головки в форме куба со сквозными боковыми отверстиями диаметром 12 мм. В этих отверстиях закреплены оси (цапфы) передних рулевых колес.
В нижней грани головки каждого шкворня сделаны паз и два диагональных глухих резьбовых отверстия М4. В пазах двумя винтами М4 каждый закреплены концы поворотных рычагов. Другие их концы шарнирно соединены со сплющенными наконечниками поперечной рулевой тяги из стального прутка диаметром 7 мм. В середине тяги приварена проушина для шарнирного присоединения свободного конца рулевой сошки. Другой конец сошки приварен к нижнему торцу рулевого вала, выполненного из тонкостенной стальной трубы диаметром 21 мм, в верхней части которой сделана продольная прорезь.
Вал в бронзовых (или фторопластовых) подшипниках скольжения помещен в рулевую колонку, сверху в него вставлена стойка руля, и все детали в месте прорези стянуты хомутом. Еще два хомута на этом же валу сверху и снизу рулевой колонки препятствуют его продольному смещению.
Привод (трансмиссия) ничем не отличается от привода обычного дорожного велосипеда, только немного длиннее цепь. Ее натяжение регулируется перемещением оси втулки заднего колеса в пазах наконечников вилки. Когда цепь вытянется, достаточно удалить из нее одно или два звена, чтобы таская регулировка снова стала возможной.
Сиденье велоколяски обычное - типа стула, только спинка его отклонена на значительный угол для более удобной посадки водителя. Основа сиденья - дуга из стальной тонкостенной трубы диаметром 16 мм с четырьмя поперечинами из стального П-образного профиля размерами 55x10 мм. К по-тюречинам прикреплены подушки самого сиденья и спинки. Подушки простые: на фанерное основание приклеен поролон и обтянут сверху дерматином.
Расположение сиденья на раме выбиралось с учетом оптимального распределения нагрузки от массы водителя на колеса. Учитывалось и то, что высота посадки водителя должна обеспечивать ему необходимый обзор при движении в транспортном потоке. Поэтому сиденье установлено на двух стойках-кронштейнах, выполненных из такого же профиля, что и поперечины, только размер полок у него 15 мм. Кронштейны притянуты к лонжеронам рамы парой скоб при помощи четырех болтов М5 каждая. Такое крепление позволяет при необходимости передвигать сиденье (взад или вперед) для регулировки расстояния до педалей по росту водителя.
Упрощение конструкции велоколяски, по сравнению с прототипом, не повлекло за собой окончательной ликвидации прежних элементов, создающих (хотя и незначительные) комфортабельные условия езды. При желании, не изменяя рамы и рулевого управления, можно установить многоскоростной привод, обтекатель с лобовым стеклом и крышей и подголовник сиденья, превращая таким образом велоколяску опять в веломобиль.
Необходимые материалы:
1. Велосипеды для разбора;
2. Квадратные трубы с сечениями (в см) 3,8х3,8/1,3х1,3/2,5 х2,5;
3. Стальная труба (2,5 см);
4. ДСП;
5. Материалы для обивки;
6. Стальной лист;
7. Гайки, болты и другие крепления;
8. Сварочный аппарат, болгарка и другие инструменты.
Инструкция по изготовлению
Шаг 1. Работа с рулем и передним колесом
Конструкция будущего транспортного средства простая, к тому же экономичная. Составные части веломобиля - колесо и задняя рама (мост). Педали велосипеда и стандартный цепной привод крепятся к колесу. Лишние элементы отрезаются от рамы. В работе используется болгарка. На подсидельной трубе отмечается линия разреза - в форме буквы V. Болгаркой делается надрез, а потом труба сгибается, чтобы иметь наклон в другом направлении от первоначального.
Шов сгиба заваривается. Также труба усиливается пластиной клиновидной формы из стали. Она вырезается по шаблону из стального листа (толщина около 0,5 см). Рулевую колонку нужно отпилить от подсидельной трубы.
От квадратной трубы отрезается кусок (отрезок 3,8х3,8 см). Он должен быть меньше по длине, чем рулевая колонка, на 2,5 см.
У трубы срезается одна сторона. Получился отрезок с углублением.
Рулевую трубу нужно поместить в этот канал и приварить для прочности. Пробелы заполняются маленькими кусочками стали.
Одна часть рулевой колонки также демонтируется. Из седла снимается подседельный штырь, а его соединения с колонкой разъединяются.
Нужно убедиться, что детали трубки и подседельного штыря ровные, а потом соединить их. Шов приварить. Внутрь колонки устанавливается короткий (13 мм) отрезок трубы - для скольжения.
Шаг 2. Работа с рамой веломобиля
Квадратная труба нарезается на куски (10 см меньший, 38 см средний и 69 см большой). Края заготовки отрезаются под углом 120 град.
При сборке рамы важно делать все углы прямыми. Для этого понадобятся бруски. Используя систему креплений, колонка руля приваривается к заглушке рамы.
Шаг 3. Работа с передней вилкой
Рулевая колонка с передним колесом собираются (временно).
На этом этапе приводная звездочка находится спереди, тогда как положено сзади. Чтобы храповый механизм заработал, звездочки переворачиваются.
К изначальным монтажным отверстиям в раме крепится передняя вилка. Из куска стали вырезается заготовка 3,8х5 см, в которой просверливаются отверстия, соответствующие точкам крепления. Стальная пластина крепится на раму с помощью шурупов.
90-сантиметровая труба из стали (диаметр - 2,5 см) подвергается обработке. На ее конце нужно вырезать щель и поместить трубу на тонкую пластинку. В стволе руля высверливается отверстие. Его диаметр около 1 см.
В рулевую колонку помещается стержень. Конец трубы должен быть сопоставлен с углублением в стволе. Дно трубы приваривается к стальной пластине. После этого трубка снимается, и монтажные петли свариваются. От других частей пластины нужно избавиться (срезать).
Нижний край трубы нужно установить, а в верхнем высверлить отверстие 0,9 см диаметром. Оно необходимо, чтобы труба соединялась с рулевой штангой. Для крепления используется стержень с резьбой.
Шаг 4. Работа с рамой
Из равных частей квадратной трубы (3,8х3,8 см) сваривается задняя рама веломобиля. Два отрезка длиной 76,2 см привариваются к четырем отрезкам длиной 53 см. Получается квадрат с двумя перемычками. От стальной пластины (ее толщина 0,47 см) отрезаются четыре куска (5х10 см). Во всех отрезках высверливается отверстия, которые должны подходить по диаметру к осям. На каждой пластине с помощью шлифовальной машины нужно пропилить углубления - диаметром отверстия, но по краям шире.
Используя колесо, как ориентир, пластины привариваются к трубам.Трицикл ставится на колеса.
Шаг 5. Установка тормозов
От передней вилки велосипеда отрезается передняя тормозная скоба.
От пластины отрезаются два куска (это монтажные пластины).В монтажных пластинах высверливаются равные отверстия. Все элементы крепятся тормозной скобкой. Когда тормоза установлены, пластины привариваются к передней вилке.
Для тормозов и переключателя требуется управление (кабельное). Для его изготовления потребуется длинная гайка (10-24х1,9 см), которую нужно зажать и высверлить одну сторону. Сверло должно уходить в гайку не полностью, лишь на 1,27 см. Вдоль всей поверхности гайка разрезается болгаркой.
Шаг 6. Переключение передач
Чтобы переключатель работал правильно, его устанавливают на веломобиль вверх дном. Точка установки перемещается вперед на 5,7 см и на 0,15 см вверх (чем на изначальной подвеске). Кронштейн изготавливается из двух кусков стальной пластины.
Чтобы смонтировать передачи, на оси нужно высверлить отверстия с большим и меньшим диаметром. В меньшее вставляются крепежные элементы - это нужно для того, чтобы переключатель передач не выскальзывал из заданного положения. На оси устанавливается кронштейн и подсоединяется к переключателю.
Шаг 7. Работа с велосипедным сиденьем
Каркас выполняется из кв. трубы, диаметр которой - 2,5 см. Нужно сварить три отдельных секции, чтобы легче регулировать положение сиденья.
