Стаціонарні двигуни на катері
Установка стаціонарного двигуна на катері незмірно складніше, ніж підвісного мотора на моторному човні. Саме це питання розглянуто при описі проектів катерів, поміщених в книзі. З огляду на, однак, що у любителя-суднобудівника може виникнути ідея обладнати стаціонарної руховою установкою судно, на якому проектом передбачений підвісний мотор, вважаємо за потрібне навести кілька загальних рекомендацій з цього приводу.
Перш за все непогано ознайомитися з книгою В. А. Лазарєва "Автомобільні двигуни в суднобудуванні", про ДВС і їх конструкції. випущеної видавництвом "Суднобудування" в 1961 р З цієї книги, зокрема, можна дізнатися, які з вітчизняних автомобільних двигунів найбільш придатні для установки на катері. Треба мати на увазі, що двигунів спеціально для катерів, крім єдиного CM-557JIM потужністю 13,5 л. в широкий продаж не надходить. Отже, перш ніж приступати до будівництва катери, потрібно вирішити питання про те, чи є можливість здійснити переробку автомобільного двигуна в катерний. Конкретно мова піде про те, як обладнати двигун реверсивним пристроєм і системою охолодження.
Мал. 138. Схеми охолодження двигуна забортної водою: а - найпростіша система, що працює за рахунок швидкісного напору; б - система з насосом і маніпуляторного краном; в - система з насосом і термостатом.
Найбільш проста - відкрита (одноконтурна) система охолодження, в якій забортної вода безпосередньо надходить на охолодження двигуна. Можливі три варіанти такої системи.
У першому варіанті забортної вода подається самопливом, т. Е. За рахунок швидкісного напору. Цей варіант може бути використаний при конвертації двигунів, які не мають насоса охолоджуючої води, конкретно - на двигунах ЛЗ / 2 і Л6 / 3, випуск яких, правда, давно вже припинений; але тим не менше ці двигуни не втратили своєї популярності завдяки високій надійності і безвідмовності. Принцип дії такої системи охолодження показаний на схемі (рис. 138, а). При русі катера забортної вода за рахунок швидкісного напору захоплюється водозабірником 1. виконаним у вигляді козирка, і через Кінгстон 2 по трубі 3 надходить в зарубашечного простір двигуна. Звідти вона потрапляє в вихлопну трубу 4 і викидається за борт.
Необхідними умовами функціонування системи є: наявність швидкості ходу не менше 12 км / год і досить низька щодо ватерлінії установка двигуна, так 'як підняти воду за рахунок тільки швидкісного напору вище ніж на 200-250 мм практично неможливо. Для створення більшого напору Водозаборник може бути встановлений безпосередньо за гребним гвинтом, що дасть можливість використовувати відкидається їм струмінь води (рис. 139).
Недоліком системи є відсутність циркуляції охолоджуючої води при роботі двигуна на стоянці. Для двигунів ЛЗ / 2 і Л6 / 3 це, втім, не має значення, так як вони не мають роз'єднувальний муфти. При експлуатації цих двигунів потрібно стежити за тим, щоб температура масла не перевищувала норми (75 °), так як спеціальної системи охолодження масла не передбачено.
Більш універсальною і надійною є система охолодження, виконана за другим варіантом, в якому передбачається подача забортної води за допомогою насоса. Схема цього варіанту показана на рис. 138, б. Крім насоса 6 забортної води система доповнена фільтром 5 і холодильником масла 8. Вода прокачується насосом 6 послідовно через холодильник масла 8, охолоджуваний вихлопної колектор 9, зарубашечного простір двигуна і надходить у вихлопну трубу 4, звідки разом з вихлопними газами викидається за борт. Між холодильником масла і насосом встановлений ручний маніпуляторного кран 7, що дозволяє регулювати температуру води на виході з двигуна. Відкриваючи цей кран, можна частину води відводити, минаючи холодильник масла і двигун, прямо в вихлопну трубу. Регулюючи таким чином подачу води, можна підтримувати потрібну температуру двигуна.
Мал. 139. Водозаборник і установка резинометаллическим підшипника в кронштейні. 1 - металевий корпус підшипника; 2 - вулканізована гума; 3 - Водозаборник системи охолодження.
Мал. 140. Система зміненого охолодження двигуна "Москвич".
Нарешті, третій варіант системи одноконтурного охолодження двигуна (див. Рис. 138, в), в якому за допомогою термостата 10, автоматично регулюється температура води в системі. При прогріванні двигуна, коли вода холодна, основний клапан термостата закритий. В цьому випадку вода, пройшовши через холодильник і двигун, не викидається за борт, а повертається назад, у всмоктувальну трубу насоса. Утворюється замкнутий цикл, який діє до тих пір, поки вода не розігріється до потрібної температури.
Охолодження масла в реверсредукторе може бути здійснено за рахунок відведення охолоджуючої води, що проходить через масляний холодильник двигуна. Цього пристрою може, однак, і не знадобитися, так як нормально працює реверсредуктор розігрівається мало.
Розглянемо конкретну конструкцію системи охолодження (рис. 140), розроблену А. І. Столяренко для конвертованого автомобільного двигуна "Москвич". З розглянутих варіантів вона відповідає третьому.
Забортної вода надходить по шлангу 1 до штатної помпі 2 двигуна. Помпа подає воду до трійника 3, в якому вода розділяється на два потоки. Перший з них йде в блок циліндрів і далі через термостат в вихлопну трубу. Другий за дюрітових трубі 4 і змійовика охолодження масла в піддоні направляється в зарубашечного простір вихлопного колектора, а потім в нижню частину сорочки вихлопної труби і звідти через патрубок за борт.
Виготовлення та встановлення вихлопного колектора можна вести в наступному порядку (рис. 141):
1) роз'єднати штатні вихлопної і всмоктує колектори (останній в подальшому знову встановлюється на місце);
2) виготовити точні шаблони фігурних фланців патрубків за штатним вихлопного колектора і шаблон розташування фланців і отворів під шпильки;
3) виготовити корпус колектора (труба 48 X 3 мм); патрубки (труба 32x4 мм); фланці патрубків товщиною, рівній товщині фланців на всмоктуючому колекторі, з припуском для чистової обробки 0,5-1 мм; денце колектора і квадратний фланець;
4) фланці насадити на патрубки і приварити;
5) встановити патрубки з фланцями на шаблоні або блоці циліндрів і закріпити болтами; підігнати вільні кінці патрубків до труби колектора, розмітити і висвердлити для них отвори; насадити трубу колектора на патрубки і прихопити зварюванням; зняти трубу колектора з шаблону або блоку і остаточно приварити до неї патрубки;
6) підігнати і приварити денце колектора;
7) заглушити патрубки і випробувати зварений шов на герметичність водою або гасом;
8) з двохміліметрової стали виготовити верхню і нижню половини кожуха-сорочки (роз'єм їх йде в площині осей патрубків);
9) приварити до колектора установчі планки 8x12x3 мм; насадити і приварити кільцеве денце; зібрати на прихватках сорочку і денце; зробити на верхній частині сорочки вибійки для проходу фланця всмоктуючого колектора; зібрати на прихватках патрубки для води; встановити, для перевірки, на блоці вихлопної і всмоктує колектори;
Мал. 141. Зварений вихлопної колектор.
10) зняти вихлопної колектор і остаточно приварити сорочку і інші деталі; приварити до верхньої частини сорочки планку 15x30x3 мм, призначену для кріплення деталей управління дросельною заслінкою карбюратора. Приварити квадратний фланець; перевірити щільність швів водою або гасом;
11) фланці патрубків прострогать або фрезерувати в чистий розмір і з таким розрахунком, щоб їх сполучаються отвори були строго в одній площині.
Змійовик для охолодження масла в картері виготовляється з мідної трубки зовнішнім діаметром 14-16 мм і товщиною стінки 1 мм. Нормальну роботу системи забезпечать два витка такої трубки, проте змонтувати їх в піддоні картера важко. Слід в піддоні зробити розріз з таким розрахунком, щоб, відігнувши уздовж нього піддон, отримати Рис. 142. Схема замкнутого охолодження конвертованого автомобільного двигуна М-51.
торцеві стінки коробки для установки змійовика. Бічні стінки і дно коробки вигинаються з листа, як показано на рис. 140.
Більш складними по влаштуванню, але зате і більш надійними в експлуатації є системи охолодження, що працюють по замкнутому циклу, або двоконтурні. Для охолодження двигуна в них використовується прісна вода, яка циркулює так само, як і при роботі двигуна на автомобілі. Замість радіатора, в якому у автомобіля температура води знижується за рахунок повітряного обдування, тут встановлюються спеціальні водомасляні і водо-водяні холодильники, які омиваються забортної водою. Одна з найбільш поширених схем такої системи охолодження показана на рис. 142.
Мал. 142. Схема замкнутого охолодження конвертованого автомобільного двигуна М-51.
Забортної вода, так само як і у відкритій системі, через заборник 1 (рис. 142), Кінгстон 2 і фільтр 3 засмоктується насосом 13 і прокачується послідовно через холодильник масла 4, водо-водяний холодильник 5, вихлопної колектор 9 (перший контур). Далі вода надходить у вихлопну трубу 10 і викидається за борт. Частина забортної води відводиться для охолодження реверсредуктора 11.
Мал. 143. Трубчастий забортний холодильник. 1 - вихідний патрубок; 2 - трубки квадратного перетину; 3 - вхідний аатрубок; 4 - обтічник.
Мал. 144. Пластинчастий забортний холодильник: а - схема установки холодильника на катері; б - конструкція холодильника. 1 - виріз в днище катера; 2 - вихідний патрубок; 3 - вхідний патрубок.
Як видно, основною частиною, що відрізняє систему із замкнутим циклом від відкритої системи, є водо-водяний холодильник 5. Принцип його роботи не відрізняється від масляного холодильника.
Мал. 145. Схема охлаждаемого глушника.
Охолодження води, що циркулює по замкнутому контуру, може проводитися і в каналах, що омиваються зовні забортної водою. Такі канали, звані Днищевой холодильниками, розміщуються зовні корпусу в районі кіля або вилиці.
Одна з можливих конструкцій такого холодильника є набором труб (рис. 143), пристосований для кріплення до днища катера. На катері з двигуном невеликої потужності взагалі може бути встановлена вздовж кіля одна 2-3-метрова труба діаметром 40 мм.
Інша конструкція днищевого холодильника (рис. 144) являє собою розділену перегородками порожнину, утворену металевими оцинкованими листами, яка вбудовується в днище катера. Зовнішня поверхня такого холодильника замінює на даній ділянці днища вирізану частину обшивки. Щоб очистити днище від водоростей скористайтеся Фаворитом-К, ідеальним миючим засобом.
Розрахунок охолоджувальної поверхні холодильників залежить від багатьох чинників і носить наближений характер. Можна вважати достатньою площа 120-180 см2 на I л. с. потужності двигуна.
Мал. 146. Кріплення вихлопної труби за допомогою дюрітових з'єднання. 1 - глушник; 2 - азбестова ізоляція; 3 - трубка для подачі води до дюрітових коліну; 4 - вихлопна труба; 5 - дюрітових ділянку вихлопної труби; 6 - кожух.
Крім охолодження блоку циліндрів, необхідно передбачити заходи для зниження температури в системі вихлопу газів. На малопотужному двигуні досить просто ізолювати вихлопної колектор і вихлопну трубу шаром азбесту. На автомобільних конвертованих двигунах обладнується більш складна система водяного охолодження. Одна з конструкцій такої системи наводилася вище, на рис. 141.
Для охолодження вихлопної труби і глушника, як це показано на рис. 138 і 142, вода підводиться або прямо від двигуна, або від вихлопного колектора. Схема охлаждаемого глушника показана на рис. 145. Слід звернути увагу, що вихідний патрубок розташовується в нижній частині глушника. Це зроблено для запобігання потрапляння забортної води в двигун. З цією ж метою на вихлопній трубі, якщо вона виходить за борт на рівні ватерлінії, має бути передбачено криве коліно, верхня точка якого повинна бути розташована вище вихлопного патрубка двигуна (рис. 146). На малюнку показані два варіанти виконання вузла вприскування охолоджувальної води в вихлопну трубу. Нижній варіант кращий, так як забезпечує миттєве випаровування води і більш ефективне глушіння шуму вихлопу. При всіх випадках вихлопну трубу і глушник необхідно надійно ізолювати азбестом.
Кріплення вихлопної труби в отворі транця або борту повинно здійснюватися з урахуванням можливості поздовжніх зсувів її в результаті нагрівання. Одна з можливих конструкцій, що відповідають цим вимогам, наведена на рис. 147. Інший варіант еластичного кріплення вихлопної труби полягає в використанні дюрітових з'єднання, яке повинно охолоджуватися водою, що вводиться в порожнину вихлопної труби в районі дюріта (див. Рис. 146).
При установці двигуна на катері повинні строго дотримуватися правила, що забезпечують його безпечну експлуатацію.
Мал. 147. Проводка вихлопної труби за борт. 1 - кожух; 2,7 - фланець; 3 - транец; 4 - ущільнення з гуми; 5 - стягнутий болт; 6 - вихлопна труба; 8 - азбестовий шнур 0 5.
Так, у разі, коли з двигуна зняті автомобільні очищувачі повітря (це цілком допустимо, так як в суднових умовах повітря в карбюратор надходить досить чистий), замість них повинні бути поставлені найпростіші фільтри-пламягаситель з металевою сіткою.
У моторних відсіках необхідно передбачити систему вентиляції, що забезпечує приплив повітря, що вимагається для роботи двигуна при закритих дверях відсіку або при опущеному кожусі.
Паливні баки мають у своєму розпорядженні в відсіку, ізольованому від місця розташування механічної установки, камбуза та пасажирських приміщень.
Горловини бензобаків (за вимогами навігаційно-технічної інспекції ОСВОД їх діаметр не може бути менше 40 мм) слід обов'язково вивести на палубу і передбачити для їх закриття герметичні загвинчуються пробки.
Конструкція бензобаків в принципі не відрізняється від бензобаків, що встановлюються на автомобілі, але на судні доцільно надавати їм форму, відповідну формі обводів днища в цьому відсіку.
Миючі засоби для чищення