Подвесной лодочный мотор (рис. 64) представляет собой автономный агрегат, объединяющий в единое целое двигатель, трансмиссию и движитель, полностью готовый к эксплуатации в качестве энергетической установки для обеспечения движения лодки.
В сравнении со стационарными двигателями подвесные моторы обладают рядом преимуществ: компактностью конструкции, простотой монтажа, относительной экономичностью, широким диапазоном мощности, возможностью применения в условиях мелководных и порожистых рек на судах различного назначения.
Мотор подвешивается за транцем (не пересекая корпуса судна), не занимает полезной площади и может быть легко снят.
К отрицательным качествам установки с подвесными моторами можно отнести: увеличенное сопротивление подводной части; плохая защищенность мотора, висящего за кормой, от повреждений при навалах лодки на причал или заливания запальных свечей попутной волной; необходимость вводить масло в бензин; ограниченный моторесурс, исчисляемый обычно несколькими сотнями часов.
В подвесных моторах используют преимущественно двухтактные бензиновые двигатели. Они имеют высокие мощностные показатели, сравнительно несложную конструкцию и практичны в эксплуатации.
Моторы с четырехтактными бензиновыми двигателями, выпускаемые в ограниченном количестве, обладают значительной массой и сложностью конструкции, что сводит к минимуму их преимущества перед двухтактными. Выпускают также подвесные моторы с дизельными двухтактными одноцилиндровыми двигателями мощностью от 5 до 20 кВт, с воздушным охлаждением, со встречно-расходящимися поршнями, самонаддувом и несимметричными фазами газораспределения.
Наряду с двигателем внутреннего сгорания для подвесных лодочных моторов все чаще используют электродвигатели. Электрические подвесные моторы с питанием от аккумуляторной батареи обладают рядом преимуществ перед обычными бензиновыми: простота устройства и безотказность в работе, повышенный моторесурс, бесшумность и безопасность обслуживания. Однако моторы этого типа не получили широкого распространения, так как мощность их практически пока не превышает 750 Вт, а масса при этом составляет 20 кг.
Аккумуляторная батарея емкостью 60 А•ч, получая постоянный разряд, может обеспечить работу мотора только в течение 2—4 ч.
После этого аккумуляторы ставятся на подзарядку, и часто вследствие преждевременного разрушения элементов возникает необходимость замены батареи, имеющей большую стоимость. Следует также учитывать сложность зарядки в условиях плавания, хранения и ухода за ними в межнавигационный период. Вот почему двухтактные бензиновые двигатели в подвесных моторах до настоящего времени остаются вне конкуренции. Конструкция их совершенствуется, повышается надежность, при снижении удельной массы значительно увеличивается мощность.
Отечественная промышленность выпускает несколько типов подвесных лодочных моторов, которые нашли широкое применение в народном хозяйстве и водно-моторном спорте. Дадим краткую характеристику наиболее распространенным в нашей стране подвесным моторам, основные технические данные которых приводятся в табл. 5.
Моторы «Вихрь» зарекомендовали себя достаточно надежными и эффективными, устойчиво работающими на низкооктановых бензинах А-66 и А-72. Выпускают их трех модификаций: «Вихрь», «Вихрь-М» и «Вихрь-30», «Вихрь-30Р-Электрон», отличающихся мощностью и внешним оформлением. Все двигатели этих моторов имеют кривошипно-камерную продувку и золотниковый механизм управления всасыванием.
На моторе «Вихрь» продувка цилиндра поперечная петлевая дефлекторная, на «Вихрь-М» и «Вихрь-30» — возвратнопетлевая трехканальная. К числу эксплуатационных недостатков можно отнести неудобство сборки и разборки мотора, трудность замены крыльчатки помпы и контроля работы системы водяного охлаждения, использование подшипника скольжения на гребном валу.
Мотор «Нептун-23» отличается высокими параметрами и надежностью работы. Среди положительных эксплуатационных качеств мотора отмечаются такие, как удобство разборки и сборки при ремонте, взаимозаменяемость шестерен переднего и заднего хода, надежный редуктор с подшипниками качения, наличие генераторных катушек в магнето, позволяющих оборудовать систему сигнально-осветительных огней лодки, наличие сменных гребных винтов.
Мотор «Привет-22» имеет достаточно высокие удельные показатели, высокую надежность работы двигателя. Двигатель — с раздельными взаимозаменяемыми цилиндрами, с трехканальной возвратно-петлевой продувкой и механизмом впуска с дисковыми золотниками. Система зажигания — с магдино МН-1 и высоковольтными катушками ТЛМ. В системе охлаждения применен бесконтактный вихревой насос, требующий минимального отбора мощности на охлаждение двигателя.
Существенным недостатком является левое направление вращения гребного вала, что делает невозможным применение винтов от других моторов, а также отсутствие поставки сменных винтов.
Моторы «Ветерок-8» и «Ветерок-12» — двухцилиндровые с клапанным распределением впуска горючей смеси и кривошипнокамерной дефлекторной продувкой. Имеют достаточно удобную конструкцию для установки на среднескоростных водоизмещающих и легких полуглиссирующих лодках.
Последние модели моторов выпускают с электронной бесконтактной системой зажигания МБЭ-1, позволяющей снимать с генераторной катушки электроэнергию для питания ходовых огней мощностью 30 Вт при напряжении 12 В.
На спасательных станциях чаще всего используют моторы «Вихрь» и «Нептун», поэтому дальнейшее изложение ведется применительно к этим типам моторов.
Подвесной мотор — это готовый комплекс двигатель — движитель — руль, для установки которого на лодку не требуется выполнять каких-либо работ, кроме несложного монтажа дистанционного управления. Состоит он из четырех основных узлов: двигателя (называемого также моторной головкой) с обслуживающими системами, дейдвудной трубы, привода гребного винта и системы подвески.
Двигатель (рис. 65) всех без исключения отечественных подвесных лодочных моторов двухтактный карбюраторный с горизонтальным расположением цилиндров. Он, как и всякий другой поршневой двигатель внутреннего сгорания, состоит из неподвижных деталей — цилиндров, головок цилиндров, картера и подвижных — коленчатого вала, поршней, шатунов, маховика.
Цилиндры отливают из алюминиевого сплава или из чугуна каждый в отдельности или в виде единого блока. В двигателе «Вихрь» цилиндры раздельные и целиком отлиты из чугуна с полостями продувочных и выпускных клапанов и водяной рубашки. В двигателях моторов «Вихрь-М» и «Вихрь-30», так же как и «Нептун», они отлиты из алюминиевого сплава в едином блоке.
В литье блока выполнены рубашка для охлаждающей воды, продувочные каналы для подвода свежей смеси из полости картера к продувочным окнам цилиндров и выпускные каналы для вывода отработавших газов. Блок цилиндров растачивается и в него запрессовывают гильзы, выточенные из чугунных отливок, в которых выфрезерованы продувочные и выпускные окна.
Цилиндры со стороны в. м. т. закрываются головкой. Со стороны выпускной камеры к ним крепится крышка или глушитель.
Головки цилиндров отливают из алюминиевого сплава в одном блоке или отдельно на каждый цилиндр. В отливке выполняются каналы для прохождения охлаждающей воды, сообщающиеся с зарубашечным пространством цилиндров, камеры сгорания и нарезные отверстия под свечи зажигания по одному на каждый цилиндр.
Головка крепится к цилиндру шпильками (иногда винтами). Между ними ставится уплотнительная прокладка с отверстиями для прохода охлаждающей воды. Форма внутренней поверхности головки цилиндра близка к форме днища поршня и образует вместе с ним камеру сгорания. Наиболее совершенны камеры сгорания у двигателей с петлевой продувкой.
Со стороны н. м. т. цилиндры крепятся к картеру. Стык с картером уплотняется тонкой паронитовой прокладкой или пастой «герметик» (спиртовая смесь, в которую входят графит, охра, касторовое масло). Центровка обеспечивается установочными штифтами.
Картер (рис. 66) является деталью остова двигателя и служит для размещения коленчатого вала, а также камерой-насосом, в которую засасывается горючая смесь для предварительного сжатия перед подачей ее по продувочным каналам в цилиндры двигателя. Картер отливают из алюминиевого сплава. Его внутренняя полость образует одну или несколько кривошипных камер.
В зависимости от конструкции коленчатого вала и общей компоновки двигателя картер может быть выполнен с одним или несколькими разъемами в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Он может быть также тоннельного типа без разъемов или с разъемом в плоскости, проходящей через ось коленчатого вала. В некоторых конструкциях двигателя верхняя половина картера и блок цилиндров отлиты в виде одной детали — блок-картера.
Картер двигателей моторов семейства «Вихрь» состоит из трех частей (в двигателях моторов «Нептун» — из четырех частей), отлитых из алюминиевого сплава: верхней крышки, средней части и нижней крышки. Все части соединены на фланцах с прокладками при помощи болтов в один узел и образуют две кривошипные камеры. В каждую из трех частей запрессованы подшипники коренных опор коленчатого вала и детали уплотнения кривошипных камер.
В средней части картера расположен впускной канал, расходящийся в направлении кривошипных камер и оканчивающийся впускным окном на поверхностях трения текстолитовых золотниковых впускных шайб. Для обеспечения герметичности картера соединения отдельных его частей надежно уплотняют прокладками, а места выхода коленчатого вала — сальниками.
Коленчатый вал — наиболее нагруженная деталь двигателя. Его обычно изготавливают из стали, обладающей высокими механическими свойствами, методом штамповки с последующей механической и термической обработкой.
Валы выполняют цельными при разъемных кривошипных головках шатунов и составными — при неразъемных. Для уменьшения массы коленчатого вала коренные (и часто шатунные) шейки его высверливают, а отверстия закрывают заглушками.
Щеки вала соединяют коренные и шатунные шейки так, что одна шатунная шейка и две щеки образуют кривошип. Противовесы, откованные заодно со щеками, уравновешивают центробежные силы инерции вращающихся масс. Один конец коленчатого вала имеет сверление со шлицами (или отверстие квадратного сечения) для соединения с рессорой, передающей вращение на гребной винт, а другой — коническую заточку для посадки маховика. Вал опирается коренными шейками на коренные подшипники (шариковые, роликовые или игольчатые), размещенные в соосных расточках картера.
Коленчатый вал двигателя «Вихрь» разборный, состоит из двух кривошипов — верхнего и нижнего цилиндров, соединенных на торцовых шлицах стяжным болтом. Каждый кривошип неразъемный и состоит из двух полуосей, соединенных на прессовой посадке кривошипным пальцем с предварительно надетым на него шатуном и его подшипником. Собранный коленчатый вал в соединении с шатунами является неразъемным узлом. Масло к соединениям подается через сверления во втулках подшипников и головках шатунов. Выходы коленчатого вала из кривошипных камер уплотнены резиновыми манжетами.
Маховик представляет собой отлитый из алюминиевого сплава диск, основная масса которого расположена по ободу и тщательно отбалансирована. В ступицу маховика залита стальная втулка для посадки его на коленчатый вал. Помимо основного назначения маховик подвесного мотора используют для размещения магнитной системы магнето.
Шатуны со стержнями двутаврового сечения штампуют из легированной стали. Кривошипные (нижние) головки шатуна выполняют как разъемными, так и неразъемными. Разъемная головка имеет крышку, обычно с фиксирующим изломом, которая соединяется с телом шатуна двумя шатунными болтами. В разъемных конструкциях нижних головок используют игольчатые подшипники или роликовые с сепаратором — специальной обоймой, в которой для каждого ролика предусмотрено гнездо.
Неразъемная головка обеспечивает более высокую жесткость и прочность шатунного узла, однако при этом коленчатый вал должен быть составным. При износе одной из деталей — шатуна или коленчатого вала — замене подлежит весь шатунный узел.
В поршневую (верхнюю) головку запрессовывают бронзовую втулку, служащую подшипником скольжения для поршневого пальца, с помощью которого шатун соединяется с поршнем.
Поршни отливают из специального алюминиевого слава. Днищевая часть их в зависимости от типа продувки может быть выпукло-сферической формы или иметь прилив специального профиля — дефлектор. Юбка поршня имеет окна для прохода продувойной смеси и отверстия для поршневого пальца, подкрепленные утолщениями — бобышками.
Уплотнение зазора между поршнем и стенкой цилиндра обеспечивается двумя или тремя поршневыми кольцами из высокопрочного чугуна, устанавливаемыми в канавках, проточенных в верхней части поршня. Кольца выполняют с разрезом-замком, который в свободном состоянии кольца имеет зазор 5—7 мм, в сжатом — 0,2—0,5 мм.
Чтобы замки колец не задевали за окна цилиндра, в канавках поршней устанавливают стопорные штифты или шпильки, а у замков колец с внутренней стороны делают выточки. Стопорные штифты и выточки фиксируют кольца в канавках поршней в определенном положении.
Поршневой палец, служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, представляет собой трубку из мягкой стали, проходящую через верхнюю головку шатуна и вставленную концами в бобышки поршня. Для повышения прочности и износостойкости пальцы подвергают поверхностной цементации и закалке.
Чаще всего применяют пальцы плавающего типа, которые вращаются в головке шатуна и в бобышках. Благодаря этому площадь рабочей поверхности пальца увеличивается почти втрое, что уменьшает износ и возможность заедания пальца. Для фиксации пальца от перемещения в осевом направлении по его концам устанавливают в проточках бобышек стопорные кольца. Смазывается палец через отверстия на головке шатуна и в бобышках.
Глушитель служит для уменьшения шума выпуска. Он представляет собой отлитую из алюминиевого сплава коробку, имеющую водяную рубашку для охлаждения.
Отработавшие газы из выпускных окон цилиндров направляются в глушитель, в котором они частично охлаждаются и теряют скорость, а затем поступают в дейдвудную трубу, где они расширяются и окончательно охлаждаются. Двигатель мотора «Вихрь-30» снабжен системой настроенного выпуска, расположенной в дейдвудной трубе.
Дейдвудная труба служит соединительным элементом всех частей мотора: собственно двигателя, подвески и привода винта. Ее отливают из алюминиевого сплава в виде одной детали или нескольких секций, соединяемых болтами.
Верхняя и нижняя части дейдвудной трубы заканчиваются фланцевыми или торцовыми монтажными плоскостями: к верхней крепят на прокладке двигатель, к нижней — корпус привода гребного винта. К дейдвудной трубе с помощью амортизирующих пружин и резиновых прокладок крепят также узел подвески мотора. Внутри ее размещают вал-рессору привода винта, тяги управления реверсом, водяную помпу. Дейдвудную трубу используют также для забора и выброса охлаждающей воды и отработавших газов, она выполняет и роль глушителя.
Дейдвудная труба мотора «Нептун» составлена из трех основных частей: нижней части — корпуса реверс-редуктора; проставки; верхней части. В проставке монтируются трубка забора воды, закрытая крышкой с фильтрующими узкими продольными пазами, водяная помпа и подшипник рессоры. Все соединения подвода воды уплотнены резиновыми втулками. К проставке крепится реверс-редуктор, смонтированный в алюминиевом корпусе.
Соединение гребного винта и вала редуктора упругое через амортизационную втулку, фиксированное штифтом. Для крепления капота и соединения дейдвудной трубы с подвеской предназначены поддоны (передний и задний).
Передний поддон — промежуточная деталь, соединяющая верхнюю часть дейдвудной трубы с подвеской. На нем расположены кронштейн крепления румпеля, ручка переноса мотора, штуцер подвода топлива и кнопка остановки мотора, на нем же имеются отверстия для вывода штока управления реверсом и проходов освещения. В заднем поддоне имеется отверстие для вывода воды и контрольной трубки.
Подвеска служит для легкосъемного крепления мотора на транце лодки в вертикальном положении. Она обеспечивает поворот мотора вокруг вертикальной оси при маневрировании и поворот вокруг горизонтальной оси для откидывания его на стоянке.
Подвеска состоит из двух кронштейнов — правой и левой опор, которые жестко закрепляются на транце двумя установочными зажимными резьбовыми винтами с опорными шайбами на концах.
Для поворота мотора вокруг вертикальном оси служит рычаг — румпель, шарнирно присоединенный к плите управления. На румпеле сосредоточено и управление дроссельной заслонкой, выведенное на вращающуюся ручку с обозначенными на ней режимами работы двигателя.
Реверс-редуктор (рис. 67) служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя, имеющего вертикальную ось вращения, к горизонтальному валу гребного винта. Он позволяет уменьшать частоту вращения гребного вала (редуцирование) и изменять направление его вращения для получения переднего и заднего хода, а также обеспечивать работу двигателя вхолостую.
Реверс-редуктор, смонтированный в отлитом из алюминиевого сплава корпусе, состоит из ведущей шестерни, которая может быть изготовлена заодно с вертикальным валиком, двух ведомых с торцовыми зубьями конических шестерен — переднего и заднего хода, горизонтального вала и соединенной с ним шлицами храповой муфты.
Ведомые конические шестерни находятся в зацеплении с ведущей шестерней и могут соединяться с торцовыми зубьями с храповой муфтой. Направление вращения гребного винта, передаваемого от коленчатого вала двигателя через рессору и редуктор, зависит от того, с какой шестерней — переднего или заднего хода — будет соединена храповая муфта. Муфта перемещается с помощью штока, прижатого пружиной к кулачку, который перемещается вверх-вниз системой рычагов.
Осевые нагрузки ведущей шестерни воспринимаются упорным шарикоподшипником, расположенным ниже водяной помпы, а радиальные — роликовым игольчатым подшипником, находящимся в верхней части корпуса редуктора. Соединение гребного винта с валом упругое, через резиновый демпфер. Для обеспечения герметичности редуктора все выходы валов уплотнены резиновыми сальниками или уплотнительными кольцами.
Литература
Спасательный катер. Устройство и эксплуатация. Печатин А. [1988]
