Двигун РМЗ-640 «Буран» виробництва Рибінського моторобудівного заводу широко використовується не тільки на однойменних снігоходах, але і на Дельталети. Однак якщо окремих власників снігоходів його характеристики в якійсь мірі влаштовують, то пілотів - за рідкісним винятком. А про постійну уrрoзe перегріву циліндрів і прогара поршнів знають багато з тих, хто підлягає має справу з РМЗ. Тому дельталетчікі намагаються замінити «шестісотсороковой» двигуном краще, по можливості імпортним або, на худий кінець, вдосконалити.
Анатолій Жуков, конструктор Дельталети «Жук», підняв потужність «шестісотсорокового», забезпечивши його циліндри індивідуальними карбюраторами і глушниками. Температурну ж проблему він вирішив кардинально, переробивши двигун з повітряного на рідинне охолодження. Однак резерви РМЗ-640 штатної комплектації далеко не вичерпані.
Розкриттям цих резервів займаються багато конструкторів: і в Рибінске- в заводському КБ, і в інших містах - в аероклубах, різних лабораторіях і науково-технічних центрах. Співробітник московського НТЦ «Исток» Валерій НОВОСЕЛЬЦЕВ представляє свій варіант поліпшення робочих характеристик відомого двигуна. У статті описані роботи з модернізації РМЗ-640 «Буран».
Учасники їх ставили перед собою завдання поліпшити експлуатаційні характеристики широко поширеного двигуна. Одним з основних заходів щодо виконання цього завдання було відпрацювання конструкції зворотних пластинчастих клапанів. У нашому випадку використаний серійний двигун з заводським № 88410219, який пропрацював до цього на двомісному Дельталети 46 годин. Заявлена заводом потужність цього двигуна - 28 к.с. при 5500 об / хв.
Він оснащений кліноременним редуктором з передавальним відношенням 1: 2,15, повітряним гвинтом діаметром 1,6 м і кроком 0,79 м, а також штатними свічками А17ДВ і карбюратором К-62Ж з діаметром дифузора 32 мм і каналом головного жиклера діаметром 1,36 мм. Мотор працював на паливі, що складається з суміші бензину АІ-93 (питома вага 0,74) і масла МГД-14М в пропорції 1:30. Паливо самопливом надходило з витратного бака, встановленого на висоті 2,5 м щодо карбюратора. Перед випробуваннями були перевірені фази газорозподілу, уточнена ефективна ступінь стиснення - вона склала величину Ееф = 5,6.
Була відзначена низька величина середнього ефективного тиску серійного двигуна - всього 3,56 кг / см2. Всі операції, пов'язані зі зняттям характеристик, проводилися на комплексному моторному стенді, виготовленому в авіаційному відділі Науково-технічного центру «Джерело» і дозволяло одночасно реєструвати величини крутного моменту, витрати палива, числа оборотів і температури головок циліндрів.
Стенд включає в себе балансовий верстат, мулінетку (дерев'яний повітряний гвинт діаметром 840 мм), витратомір палива (штіхпробер) з герметичними контактами (герконами), термопару з стрілочним індикатором і видатковий паливний бак ємністю 10 л. Для зміни моменту опору на кінці лопатей мулінеткі кріпилися шість пар змінних гальмівних пластин, що дозволяло отримати сім точок замірів параметрів зовнішньої характеристики.
Обмірні база штіхпробера складалася з трьох обсягів, контрольованих герконами, магнітного поплавця і триходових кранів. Електронний тахометр - безконтактний, з індукційним датчиком. Вимірювач температури - авіаційний, реєструючий температуру головок циліндра під свічкою. Для зменшення сил тертя всі рухомі з'єднання верстата оснащені підшипниками кочення.
Роботи проводилися в чотири етапи:
1) зняття вихідних (контрольних) характеристик серійного двигуна;
3) зняття характеристик модернізованого двигуна і перевірки обліт його на Дельталети;
4) зняття характеристик модернізованого двигуна без повітродувки і редуктора.
Перший етап здійснювався на комплексному моторному стенді. Умови випробувань: температура зовнішнього повітря + 2 ° С; атмосферний тиск - 746 мм рт.ст .; паливо - суміш бензину АІ-93 з маслом МГД-14М (1:30); карбюратор - К-62Ж (діаметр головного жиклера - 1,36 мм; ефективна ступінь стиснення Ееф = 5,6); свічки - А17ДВ. Були отримані наступні результати.
Гвинтові характеристика (зовнішнє навантаження - повітряний гвинт діаметром 1,6 м і кроком 0,79 м): Ne = 25,8 к.с. при 5086 об / хв, Се = 0,433 кг / год к.с. Зовнішня характеристика (зовнішнє навантаження-мулінетка): Ne = 27,9 к.с. при 5514 об / хв, Се = 0,416 кг / год к.с. Температура головки t ° C max = 212 ° С. Другий етап - власне модернізація. Доопрацювання зазнали: картер (в кутах кривошипно камери встановлені витискувачі), головки циліндрів (опорні поверхні головок підрізані на 1,8 мм для збільшення ефективної ступеня стиснення,
Ееф підвищилася до 7,2, самі циліндри (розточені впускні і випускні вікна), колінчастий вал (в виїмках щік встановлені витискувачі), манжети корінних шийок коленвала (обрізані на 1 мм). Розточені також дифузор карбюратора до діаметра 33,6 мм, збільшений діаметр головного жиклера до 2,12 мм, зменшена висота розпилювача на 0,76 мм.
Фази газорозподілу (впуску та випуску) збільшені. У кожному циліндрі виготовлені два додаткових каналу перепуску з фазами, рівними фазами основних каналів (гільза циліндра при цьому не Випрессовиваемие). Виготовлені заново: поршні, коробка клапанів, кришка коробки, зворотні пластинчасті клапани (пластини, сідла і обмежувачі), обойми манжет. Поршні викував зі сплаву АК12Д. Вони мають по два продувних вікна, що знизило температуру верхніх кілець і головок поршнів і виключило їх прогар.
На відміну від серійного, спідниця нового поршня має бочкообразность і елліпсность відповідно до температурним градієнтом. Геометрія спідниці доводилася експериментально. Оскільки процес цей досить складний, то можна залишити і штатні поршні, допрацювавши їх по прикладеним кресленнями. Корпус і кришка коробки зворотних пластинчастих клапанів відлиті з АЛ1. Однак можливе застосування будь-якого іншого ливарного термообробних алюмінієвого сплаву.
Сідла клапанів виготовлені пресуванням з органіта (або кевлара, як ще називають цей СВМ - сверхвисокопрочний матеріал) на епоксидному сполучному з підігрівом до 80-85 ° С в процесі полімеризації. Розміри сідел з невеликими змінами взяті з книги В.М.Кондрашева та інших (див. Література). Матеріал пластин клапанів - стеклотекстолит Стефен-1, обмежувачів - сталь.
Так як розміщення клапанів і розточування вікон циліндрів збільшують обсяг кривошипно камери картера на 41 см3 (що призводить до зменшення тиску продувки і, як наслідок, до зниження максимальної потужності двигуна), то в виїмках щік колінчастого вала і в кутах кривошипно камери встановлені так звані витискувачі шкідливого обсягу.
На коленвале вони виконані з склонитки на епоксидному сполучному (для кращого зчеплення намотування з щоками свердлом діаметром 4 мм в них намічені лунки глибиною 0,5 мм). У картері витискувачі представляють собою алюмінієві півкільця трикутного перетину, прикріплені гвинтами М4. Сума витісненого об'єму в камері разом з обсягом, витісненим обоймою манжет, становить 79 см3, що з надлишком компенсує збільшення обсягу від розміщення клапанів і розточування вікон, що в кінцевому підсумку покращує продування.
Однак збільшення тиску в картері призвело до того, що штатні манжети стали видавлюватися з обойм. Це виявилося при перших же запусках двигуна. Довелося виготовити нові обойми і вмонтувати в них манжети від піввісь автомобіля ВАЗ-2101, подразнень на 1 мм і звернені один до одного лицьовою стороною. Для ущільнення обойм використані гумові кільця з вала запалювання від двигуна автомобіля ВАЗ-2108.
Третій етап. В ході повторних випробувань замірялися параметри зовнішньої, гвинтовий, видаткової характеристик і максимальна температура головки циліндрів під свічкою. Температура і склад вихлопних газів не відображати. Потужність наводилася до нормальних умов. Система запалення не змінювалася і не регулювалася. Умови випробувань: температура зовнішнього повітря - 8 ° С; атмосферний тиск - 748 мм рт.ст .; паливо і зовнішнє навантаження ті ж, що і до модернізації; дифузор карбюратора розточені до діаметра 33,6 мм; головний жиклер - до діаметра 2,12 мм; Ееф = 7,2. Результати випробувань модернізованого двигуна.
Гвинтові характеристика: Ne = 31,7 к.с. при 5316 об / хв, Се = 0,321 кг / год л.с; температура головки t ° C max = 204 ° C; приріст потужності - 22,8 відсотка, економічності - 25,8 відсотка. Зовнішня характеристика: Ne = 38,2 к.с. при 5778 об / хв, Се = 0,332 кг / год к.с. Температура головки - t ° Cmax = 208 ° C; приріст потужності - 36,9 відсотка, економічності - 20,25 відсотка. І, нарешті, четвертий етап. У комплектації без редуктора й повітродувки двигун розкручувався до 6840 об / хв, зафіксована потужність-19,6 к.с, Ne = 42,2 к.с. при 5978 об / хв, Се = 0,338 кг / год к.с.
Під характеристики модернізованого мотора був спроектований і виготовлений новий повітряний гвинт з профілем Вортман FX-63-137 діаметром 1,6 м і кроком 0,8 м для швидкості польоту 72 км / год. З ним на швартових була отримана тяга 152 кг. До цього тяга на швартових серійного двигуна зі штатним гвинтом досягала 112 кг, після модернізації - 135 кг. Скоропідйомність двомісного Дельталети з серійним двигуном і штатним гвинтом становила 1 м / с.
Після модернізації, з тим же гвинтом, - 2,5-2,8 м / с; а з знову виготовленим - 3-3,2 м / с, при цьому годинну витрату палива не перевищив 9 л. Температура головки «гарячого» циліндра модернізованого двигуна при роботі в режимі зльоту і набору висоти при температурі зовнішнього повітря + 28 ° С не перевищувала 195 ° С.
Мал. 1. Вузли та деталі серійного двигуна РМЗ-640 «Буран», які були знову виготовлені або модернізовані.
Мал. 2. Доопрацьовані впускне (а) і випускний (б) вікна циліндра (поверхня циліндра розгорнута в площині креслення).
Мал. 3. Доопрацьований поршень (поверхня поршня розгорнута в площині креслення).
Мал. 4. витискує в картері: 1 - камера кривошипна; 2 - витискувачі (Амг-6); 3 - гвинт М4 (20 шт.).
Мал. 5. витискувачі на колінчастому валу: 1 колінвал; 2 - - витискувачі (Склонитки на епоксидному сполучному); 3 - лунки (свердління 04 на глибину 0,5 мм, 20 шт.).
Мал. 6. Блок манжет: 1 - обойма (анодований Д16Т); 2 - кільце ущільнювача, гумове (від ВАЗ-2108); 3 - манжета (від ВАЗ-2101, обрізана).
Мал. 7. Коробка клапанів: 1 - клапан пластинчастий (2 шт.); 2 - корпус коробки (АЛ1); 3 - кришка (АЛ1); 4 - гвинт М5 (8 шт.).
Мал. 8. Пластинчастий клапан: 1 - сідло клапана (органів або кевлар); 2 - болт МЗ (4 шт.); 3 - обмежувач (сталь, 2 шт.); 4 пластина клапана (стеклотекстолит Стефен-1,2шт.).