Domácí výroba motokár: konstrukce podvozku, řízení, pohonu a bezpečnostních prvků

Domácí výroba motokáry vyžaduje promyšlený návrh podvozku, řízení, pohonu, brzd a elektrického nebo spalovacího systému. U malé elektrické motokáry lze jako základ použít překližkový podvozek, závitové tyče, ložiska, dřevěné výztuhy, řetězový převod a stejnosměrný motor.

Přestože lze zjednodušeně říci, že podvozek motokáry je tvořen několika trubkami svařenými k sobě, jedná se ve skutečnosti o složitý výrobní proces. Málokdo si umí představit, jak náročné je navrhnout geometrii, zvolit vhodnou kombinaci materiálů a stanovit výrobní postup tak, aby výsledkem byl produkt, který zajistí ten nejlepší výkon na trati.

Jak domácí motokára funguje

Motokára se skládá z nosného podvozku, předního systému řízení, zadní nápravy, pohonu, brzd, sedadla a ovládacích prvků. U elektrické konstrukce se k těmto částem přidává stejnosměrný motor, ovladač motoru, baterie, hlavní spínač a přepínač směru jízdy.

U malé dřevěné motokáry je hnací motor umístěn vzadu a prostřednictvím řetězu pohání zadní kolo. Směr jízdy se mění přepólováním vodičů elektromotoru, zatímco rychlost ovládá pedál napojený na reostatovou část ovladače motoru.

Návrh rozměrů a podvozku

„Chtěl jsem vyrobit malou dřevěnou motokáru na elektrický pohon pro svého nejmladšího vnuka,“ podotýká v rozhovoru milující dědeček dvouletého Patrika. Rozhodl jsem se vyzkoušet model v polovičním měřítku na základě plánu v plném měřítku, který jsem prozkoumal na webu.

Změřil jsem si rozměry malého šlapacího autíčka, na kterém můj vnuk jezdil, abych mu mohl motokáru maximálně přizpůsobit. Rozvor náprav byl asi 71 cm. Na základě tohoto měření byl navržen zbytek dřevěné motokáry.

Podvozek motokáry byl vyroben z 20 mm tlusté překližky. Toto rozložení bylo vyříznuto pásovou pilou a ruční přímočarou pilou. Všechny řezy byly obroušeny a vyhlazeny.

Dvě 81cm podpěry z vrstvené překližky byly připevněny k podvozku, vzdálené 25,4 mm od osy podvozku. Byly zajištěny na místě pomocí šroubů - kvůli dodání pevnosti podvozku.

Přední vřetena a uchycení kol

Nejdříve je dobré rozepsat si rozměry levého a pravého vřetene. Dva kusy 20 mm tlusté překližky byly slepeny dohromady, aby poskytly adekvátní tloušťku pro šroub (⌀ 12,7 mm) umístěný vodorovně a uprostřed, který slouží jako náprava pro přední kola.

Jakmile lepidlo zatuhlo, byly na překližku obkresleny dva vzory a poté vyříznuty na pásové pile. Dvě vřetena byla očištěna a vybroušena do hladka.

Poté byla přenesena do vrtacího lisu, takže bylo možné vyvrtat otvory (⌀ 12,7 mm) pro uložení délek závitových tyčí. Tyto šrouby byly drženy na místě pomocí 12,7mm pojistných matic a podložek.

Překližkové výztuhy a 12,7mm spodní rozpěrka, připevněná k překližkovému podvozku, byly navrženy tak, aby držely vřetena a přední kola ve stejné výšce jako zadní kola. Na pravé a levé straně výztuh byl vyvrtán středový otvor na strojní šroub (⌀ 8 mm). Tento šroub bude otočným bodem.

Mechanika řízení

Kovová stabilizační tyč o šířce 25,4 x 3 mm byla vyrobena tak, aby se vešla mezi vřetena v jejich neutrální paralelní poloze směrem vpřed a aby se zespodu připojovala k pohyblivému ramenu každého vřetene.

Mechanický sloupek řízení byl vyroben ze závitové tyče (⌀ 15,8 mm). Ke stabilizaci spodní části tyče řízení bylo použito spodní ložisko (⌀ 15,8 mm). Běžné ložisko (⌀ 15,8 mm) bylo zapuštěno do dřevěné výztuhy (⌀ 35 mm otvor), aby drželo horní část.

Obě ložiska byla připevněna k dřevěným blokům, které byly oříznuty tak, aby odpovídaly úhlu 30° sloupku řízení. Tyč řízení byla umístěna pod úhlem 30° k překližkovému podvozku pomocí dočasné dřevěné podpěry, zatímco ložiska a dřevěná výztuha sloupku řízení byly umístěny a zajištěny na místě.

Dále se našrouboval 19 mm tlustý překližkový volant a spodní ocelová deska pro uchycení spojovací tyče. Jednalo se o standardní ocelovou výztužnou desku s jedním z otvorů rozšířeným na průměr 15,8 mm - mohl tak být přišroubován ke spodní části tyče řízení pomocí 15,8mm pojistné matice.

K dokončení mechanismu řízení se nařezala závitová tyč (⌀ 8 mm) na velikost 15 cm a na každou stranu se přišroubovaly dva konce spojovací tyče. Jakmile bylo dosaženo přesné délky spojovací tyče, tedy neutrální rovnoběžné polohy v přímém směru, každý konec spojovací tyče byl připevněn k pravému vřetenu a desce tyče řízení pomocí šroubu (⌀ 8 mm) a pojistné matice.

Zadní náprava a řetězový převod

Pro vnukovu mini motokáru byla použita opravdová náprava, bez svářečky to bylo téměř nemožné. Na pravé zadní kolo bylo připevněno hnací ozubené kolo, čímž byla mini motokára poháněna.

Bylo to 68zubé řetězové kolo, na které pasuje řetěz 25H (15 cm v průměru). K upevnění řetězového ozubu na kolo byly použity dva překližkové disky.

První disk byl vyřezán na ⌀ 15,8 cm z 17 cm tlusté překližky pro připevnění k vnitřnímu paprskovému náboji kola. Druhý kotouč byl vyříznut na ⌀ 11,4 cm z překližky o tloušťce 12,7 mm a připevněn k řetězovému kolu.

Disk musel mít dostatečně malý průměr, aby umožnil záběr řetězu s řetězovým kolem. Tyto dvě podsestavy byly sešroubovány dohromady poté, co byly vyrovnány v jejich středových bodech pomocí strojních šroubů 6,35 x 76 mm.

K horní zadní části překližkové skříně byla pomocí šroubů a pojistných matic (⌀ 11 mm) připevněna dvě ložiska (⌀ 12,7 mm). Středová linie nápravy je vzdálená 10 cm od zadní části podvozku.

Ložiskem byla vložena ocelová tyč se závitem (⌀ 12,7 mm). To bude zadní náprava. Pravé kolo s připojeným hnacím pastorkem bylo zajištěno k zadní nápravě 12,7mm pojistnou maticí a podložkou.

Poté byla nasunuta černá rozpěrka vsuvky, aby byla zajištěna stabilita mezi ozubeným kolem a pravou stranou překližkové skříně.

Instalace elektromotoru a ovladače

Zadní vertikální 19 mm tlustá překližka byla připevněna k překližkové skříni, aby sloužila jako platforma pro montáž motoru a doprovodných elektrických součástí. Měří 45,7 cm na šířku a 25,4 cm na výšku.

Stejnosměrný hnací motor byl umístěn v linii s hnacím ozubeným kolem a připevněn k překližkové zadní části pomocí 4 šroubů (⌀ 8 mm). Byl použit stejnosměrný motor (24 V, 350 W). Dodává se s již připojeným 11zubým motorovým pastorkem.

Odpovídající řetěz (25H) byl poté dimenzován na správnou délku a připevněn k řetězovému kolu motoru i hnacímu řetězovému kolu pomocí hlavního konektoru řetězu.

Ovladač motoru a držák lithiové baterie byly také připevněny k zadní překližkové plošině pomocí šroubů.

Sedadlo a zadní konstrukce

Byly navrženy dva rámy sedadla pro podepření dna sedadla, opěradla a platformy pro upevnění zadního motoru. Rámy byly navrženy s úhlem 70° pro opěradlo sedadla a úhlem 10° pro spodní část sedadla.

Zadní strana rámů měla úhel 90°, drží zadní překližkovou motorovou plošinu, aby se časem nenakláněla dopředu a neuvolňovala hnací řetěz. Tyto rámy byly vyrobeny z 19 mm silné překližky.

Borovicové pásy, široké 25,4 mm a tlusté 19 mm, byly připevněny ke spodnímu okraji rámů lepidlem na dřevo. Rámy byly umístěny asi 30 cm od sebe.

Zadní motorová plošina byla připevněna k vertikálnímu segmentu rámu sedadla pomocí šroubů. Sedadlo a opěradlo bylo vyříznuto z 12,7mm překližky, aby odpovídalo šířce překližkového podvozku.

Obojí bude připevněno k rámům, ale prozatím bylo odloženo, aby bylo možné nainstalovat a dokončit brzdový systém a elektrické spoje.

Brzdový systém a zadní blatníky

Byl navržen brzdový systém pomocí zadních blatníků, které byly vyrobeny slepením čtyř kusů 19 mm tlusté překližky. Jakmile lepidlo ztuhlo, byly blatníky vyříznuty na pásové pile v půlkruhové konfiguraci s mírně větším průměrem, než jaký mají kola, a sice 20 cm.

Blatníky byly nařezány na tloušťku přibližně 19 mm. Byly broušeny a poté natřeny několika vrstvami laku. Brzdnou plochou bude vnitřek zadních blatníků přitlačující se na vnější stranu zadních kol.

Byly použity dvě ocelové závitové tyče, které držely blatníky na místě. Tyče překlenuly šířku mini motokáry, i tak budou skryty sedadlem.

Čep (⌀ 8 mm) bude pevně zajištěn na horní části dvou středních výztužných nosníků a kusů dřeva levé a pravé axilární výztuže, umístěné poblíž vnější strany překližkové skříně. Spodní část sedadla bude držet tuto tyč pevně na místě.

Zadní ocelová tyč se závitem (⌀ 9,5 mm) slouží pro trochu větší tuhost. Bude umístěna přes dvě výztuhy sedadla, kde se výztuhy setkávají s podpěrnou platformou zadního motoru, a pak bude pokračovat ven a bude připevněna k blatníkům.

To bude sloužit jako podpora pro zadní stranu blatníků. Svislá štěrbina je umístěna mezi vzpěrami sedadla, takže se zadní tyč může pohybovat nahoru a dolů.

Ve středu zadní tyče je vyvrtán otvor (⌀ 2,3 mm) pro uložení brzdového lanka (⌀ 1,5 mm). Pružiny jsou připevněny tak, že zadní tyč drží zadní část blatníků v normální poloze nad zadními koly.

Když je brzdové lanko aktivováno, zadní část dřevěných blatníků se stáhne dolů a vyvine tření a tlak na kola. Na vnitřní straně levého zadního blatníku byla umístěna guma, aby poskytovala trochu větší přilnavost.

Elektrické zapojení a ovládání směru

Všechna elektrická připojení byla dokončena pomocí vodiče vhodné velikosti a odpovídajících konektorů k ovládací skříňce motoru. Pokyny pro každé připojení jsou součástí ovladače motoru.

Spínač ON-OFF a přepínač vpřed-vzad byly umístěny na dřevěné výztuži sloupku řízení pod volantem. Změna směru otáčení elektromotoru není nic jiného než přepólování vodičů.

Přepínač vpřed-vzad je 3cestný přepínač, který má konfiguraci ON-OFF-ON.

Pedály a vedení ovládacích lanek

Bylo zapotřebí brzdového a rychlostního pedálu. Pedál rychlosti nebo akcelerace byl jednoduše našroubován na pravou stranu překližkové skříně.

Ve skříni musel být umístěn otvor, aby po sešlápnutí pedálu mohla fungovat reostatová část ovládání rychlosti. Ke zvětšení úhlu, ve kterém reostat pracoval, byl použit také dřevěný klín.

Kabel vedoucí zpět k ovladači motoru byl veden pod podvozkem, přiveden zpět nahoru za sedadlo a připojen k ovladači motoru.

Brzdový pedál byl vyroben z 12,7 mm silné překližky. Byl připevněn k levé straně překližkové skříně standardním 5cm pantem.

Kovová výztužná deska byla přišroubována do zadní části pedálu s jedním otvorem. Tento otvor pojme brzdové lanko (⌀ 1,5 mm), které bylo připevněno k zadní vodorovné závitové tyči (⌀ 9,5 mm).

Vede po malé měděné trubce, aby je nasměrovala doprostřed motokáry, pod sedadlo a skrz výztuhu sloupku řízení.

Zakrytování motoru a řetězu

V tomto okamžiku byla spodní a zadní část sedadla přišroubována na místo a pokrývala tak všechny elektrické a brzdové komponenty. Strany překližky (tloušťka 12,7 mm) bylo nutné změřit a nařezat, aby seděly.

Levá strana byla dimenzována mezi opěradlo sedadla a zadní překližkovou plošinu, aby se vešla kolem ložiska. Na místě byla zajištěna pomocí šroubů.

Pravá strana byla trochu složitější. Překližka musela být namontována kolem hřídele motoru a hnacího řetězu. Kartonový vzor byl obkreslen a vyříznut, aby byla zajištěna stabilita pro řetězové kolo a řetěz.

Vzor byl poté nakreslen na kus 12,7 mm silné překližky a vyříznut na pásové pile. Tato pravá strana byla následně vyhlazena a obroušena. Tato strana byla opět přišroubována pomocí šroubů.

Horní přístupová dvířka byla oříznuta na míru a připevněna k zadní vertikální překližce na motor s průběžným klavírovým závěsem. Aby bylo víko při jízdě na mini motokáře zajištěno, byla na ně namontována spona.

Tato horní část také poslouží k uchycení lithiové baterie.

Dokončení konstrukce

Přední kola byla přišroubována pojistnými maticemi (⌀ 12,7 mm). Na některé oblasti zdobení a akcentů byla nanesena světle modrá barva, nějaké dřevo zůstalo nenatřené.

K ochraně a utěsnění dřeva pak byly použity dvě vrstvy laku. Sedačka byla natřena černou barvou. Volant byl již nalakován modrým smaltem.

Nakonec byla 24voltová lithiová baterie zaklapnuta do plastového držáku baterie. Vnuk motokáru hned otestoval a zdálo se, že to funguje dobře. Moc se mu líbí.

Výroba kovového závodního podvozku

Výroba kovového závodního podvozku je podstatně náročnější než konstrukce malé domácí dřevěné motokáry. Základem úspěšné produkce jsou mnohaleté zkušenosti v práci s materiály a se samotnou výrobou rámů počínaje řezáním, přes ohýbání až po svařování trubek.

Nejen to tvoří know-how firmy MS KART, které je předáváno novým generacím rodinného podniku. Vývoj však nelze zastavit a „pouhé“ zkušenosti dnes již nestačí.

Přestože základní design motokárových rámů zůstává již mnoho let velmi podobný, je výrobní proces významně ovlivněn stále novějšími konstrukčními a výrobními technologiemi, což umožňuje vyšší kvalitu řízení ve výrobě a také zvýšenou schopnost podvozků adaptovat se na změny provedené na trati.

Vedle samotné konstrukce se v dnešní době stala jedním z nejdůležitějších faktorů práce s materiály, studie jejich vlastností a ověření mechanické pružnosti pomocí počítačové simulace a následně na trati.

Komplexní výroba motokárových rámů je velice choulostivý proces, který je rozhodujícím faktorem pro celkový výkon motokáry a dobré jméno značky.

Rozdíl mezi domácí a závodní konstrukcí

Domácí motokára může být postavena z překližky a běžně dostupných součástí, zatímco závodní podvozek využívá přesně navrženou geometrii, kovové trubky, kontrolované svařování a ověřování vlastností materiálů.

O špičkové úrovni závodních podvozků MS KART svědčí četné úspěchy, kterých každoročně dosahují jezdci v národních i mezinárodních šampionátech. Přestože je základní konstrukce rámu podobná, domácí a závodní motokára se liší použitými materiály, přesností výroby, možností nastavení a nároky na kontrolu kvality.

Ve srovnání s velkými konkurenčními výrobci je naší nespornou výhodou možnost vyrábět motokáry na zakázku. Jsme schopni vyhovět i nestandardním přáním našich zákazníků a závodní rám svařit dle specifických požadavků.

Každý podvozek je kompletován individuálně na základě konkrétní specifikace ze strany klienta. Naši zákazníci, potažmo smluvní závodní jezdci a týmy, mají možnost podílet se na vývoji a společně s námi zlepšovat kvalitu a výkon podvozků MS KART.

Bezpečnost při domácí výrobě

U domácí motokáry je nutné věnovat zvláštní pozornost pevnosti podvozku, uchycení kol, správnému uložení náprav, zakrytování řetězu a funkci brzdového systému. Všechny šroubové spoje musí být zajištěné a řízení musí umožňovat plynulý pohyb bez nadměrné vůle.

Elektrické součásti musí být upevněné tak, aby se během jízdy neuvolnily. Všechna elektrická připojení byla dokončena pomocí vodiče vhodné velikosti a odpovídajících konektorů k ovládací skříňce motoru.

Přední kola byla přišroubována pojistnými maticemi (⌀ 12,7 mm). Horní přístupová dvířka byla oříznuta na míru a připevněna k zadní vertikální překližce na motor s průběžným klavírovým závěsem.

Zakrytování prostoru motoru a hnacího řetězu pokrývalo všechny elektrické a brzdové komponenty. Pravá překližková strana byla namontována kolem hřídele motoru a hnacího řetězu, aby byla zajištěna stabilita pro řetězové kolo a řetěz.

Materiály a součásti použité při stavbě

Možnosti hotové domácí motokáry

Domácí výroba motokáry se objevuje také u hotových konstrukcí nabízených mezi soukromými prodejci. Motokára domácí výroby může být funkční, může mít po generální opravě motoru vyměněné řadicí čelisti, rozběhové součásti, pístní sadu, ložiska, gufera, olej a kompletně přetěsněný motor.

Jiná motokára domácí výroby může využívat motor Jawa 250 / 353, bezpečnostní rám, bezpečnostní pás a posuvnou sedačku. U této konstrukce byla uvedena cena 19.000,- Kč za motokáru s motorem a 9 000 Kč bez motoru.

U starších nebo individuálně upravených motokár je před jízdou důležité ověřit stav motoru, převodu, rámu, sedačky, bezpečnostního pásu, brzd a všech upevňovacích prvků.

Postup kontroly před první jízdou

• zkontrolovat pevnost překližkového podvozku a všech výztuh;
• ověřit, zda se přední kola otáčejí bez nadměrné vůle;
• zkontrolovat správné uložení přední i zadní nápravy;
• ověřit napnutí a správný záběr řetězu 25H;
• zkontrolovat upevnění stejnosměrného motoru a držáku lithiové baterie;
• vyzkoušet spínač ON-OFF a přepínač vpřed-vzad;
• ověřit plynulý chod rychlostního pedálu;
• vyzkoušet, zda brzdové lanko správně stahuje zadní blatníky ke kolům;
• zkontrolovat, zda se řetěz a pohyblivé části nedostanou do kontaktu s obsluhou;
• provést první zkoušku v bezpečném prostoru a při nízké rychlosti.

Domácí výroba motokár tak může mít podobu jednoduché dřevěné elektrické konstrukce i technicky náročného kovového závodního podvozku. V obou případech rozhoduje přesnost návrhu, pevnost spojů, správná funkce řízení a brzd a důkladná kontrola před jízdou.

tags: #domaci #vyroba #motokar