А.С.Шікін. Підвищення потужності двигунів "Вітерців"
Бажання підвищити потужність свого мотора досить часто з'являється у водномоторніков-любителів. Однак підвищення потужності серійного мотора може бути виправдано далеко не в усіх випадках. Фактично такий випадок один: якщо при характерною, найбільш часто респонденти користуються послугами завантаженні гліссірующей човни для виходу на глиссирование не вистачає 10
20% потужності і всі інші заходи (такі, як установка транцевих плит, виличні бризгоотбойніков, підбір і полірування гребного гвинта) себе вичерпали. На водоизмещающих човні невелике підвищення потужності двигуна практично не принесе збільшення швидкості, зате збільшить витрату бензину, в цьому випадку для збільшення тяги краще встановити кільцеву профилированную насадку на гвинт. Якщо ж потужності мотора і без всяких переробок досить для виходу на глиссирование легкої човна, невелике збільшення потужності дасть вельми невелику надбавку швидкості. Крім того, завжди потрібно пам'ятати, що будь-яке збільшення потужності серійного двигуна пов'язано зі зменшенням його моторесурсу.
Тому повний комплекс описуваних в статті робіт можна без побоювань виконати тільки з новими "вітерцем-8М", на старих "вітерцем-8" і нових "вітерцем-12" краще обмежитися доопрацюванням продувних каналів і клапанної перегородки, а старі "вітерцем-12" не переробляти зовсім.
У будь-якому випадку доопрацьований мотор слід експлуатувати акуратно: вийшовши на глиссирование, скинути "газ" до середнього, не допускаючи тривалої роботи двигуна з перевантаженням.
Рис.1 Розточування карбюратора і виготовлення нової дросельної заслінки.
1 - карбюратор К33В; 2 - дросель;
3 - оправлення.
Потужність двигуна підвісного мотора може бути збільшена за рахунок вдосконалення його теплових процесів (наповнення картера, продування, вихлоп і ін.) І зменшення механічних втрат на тертя. Розглянемо докладніше шляхи підвищення потужності двигунів "Вітерця-8" і "Вітерця-12".
Почнемо з карбюратора. Для поліпшень наповнення картера свіжою сумішшю на "вітерцем-8" слід встановити карбюратор К-З3В від "Вітерця-12", а на "вітерцем-12" цей карбюратор розточити, збільшивши діаметр дифузора. Перед расточкой з карбюратора потрібно вийняти розпилювач, трубку повітряного жиклера, дросельну заслінку з віссю, повітряну заслінку, кришку камери поплавця і вивернути регулювальні гвинти. Відзначимо: щоб вийняти розпилювач, доведеться висвердлити латунну пробку над ним. Трубки розпилювача і повітряного жиклера виймаються вузькими плоскогубцями, але попередньо в трубки треба вставити дріт Ж 2 мм.
Корпус карбюратора виконаний литтям під тиском. З огляду на, що стінки його мають товщину 1,5-2,5 мм, розточувати повітряний канал більше, ніж вказано на рис. 1, не слід. Нова дросельна заслінка проточується за допомогою оправлення з косою опорною поверхнею.
Рис.2 Клапанна перегородка
(Матеріал - гетинакс, текстоліт, алюміній).
Після розточення розпилювач і трубка жиклера ставляться (з натягом) на місце. Отвір над розпилювачем закривається пробкою, зробленої з гвинта М 6 з контргайкою. Впускний патрубок змін не потребує, якщо не брати до уваги того, що діаметр вхідного отвору треба збільшити до 22 мм. Клапанна перегородка допрацьовується по рис. 2. Якщо на ній видно сліди викришування по кромці впускних вікон, замініть її новою або прітріте. Нову перегородку можна зробити самому з текстоліту або алюмінієвого сплав Д1АТ товщиною 4-5 мм. Козирок при цьому виготовляється окремо і пріворачівается з тильного боку перегородки двома гвинтами М4 впотай.
Алюмінієва перегородка довговічніша ніж пластмасова; якщо одночасно застосувати потовщені до 0,25 мм клапани поліпшеної форми, це помітно збільшить термін служби і надійність клапанного механізму (такі клапани встановлюються на мотори "Вітерець" з середини 1970 р.)
Обмежувачі підйому клапанів доцільно відігнути так, щоб у кінця обмежувача був прогин 8,0-8,5 мм. Впускний клапан після затяжки кріпильного гвинта не повинен сильно притискатися до перегородки краще, якщо його незаземленого кінець підводиться на 0,5-1,0 мм.
Тепер можна приступити до роботи по поліпшенню продувки. Оскільки продувальні канали розташовані в двох деталях-картера і блоці циліндрів, а між ними знаходиться прокладка, можливо розбіжність їхніх контурів, що збільшує опір каналу і гальмує рух потоку горючої суміші. Перевірити збіг контурів можна за допомогою кишенькового дзеркальця шириною 40-50мм, що вставляється в канал збоку блоку. Можна знайти такий стан дзеркальця при якому будуть видні уступи, утворені нерівностями блоку, прокладки або картера. Якщо нерівності становлять 3-4 мм, треба розбирати двигун для обробки продувних каналів.
Рис.3 Знімач для випрессовкі клонували.
Обсяг розбирання залежить від того, в якій деталі необхідні доопрацювання. Якщо уступи і нерівності тільки в каналах блоку циліндрів, потрібно зняти тільки блок послідовність розбирання - згідно з інструкцією). Гірше, якщо, оглянувши продувальні канали в блоці і картері і їх відбитки на паронитовой прокладці, ви виявите, що потрібно обробляти і картер: тоді доведеться виконати і повну його розбирання (природно, теж по інструкції). Випрессовкі колінчастого вала з картера зручно виконувати знімачем, показаним на рис. 3. Знімач закріплюється на нижньому фланці так, щоб хвостовик гвинта упирався в шлицованной отвір колінчастого вала. Розбирати верхню і середню корінні опори вала не потрібно.
На рис. 4 і 5 показані контури каналів відповідно "Вітерця-12" і Вітерця-8 ". За ним зробіть шаблон з картону або щільного паперу, прийнявши за базу отвори під центруючі штифти (позначені зафарбованими секторами). Шаблон укладіть на поверхню картера з перевіркою положення по штифтів і окресліть контур каналів чертилкой. З цього ж шаблону контур каналів переноситься і на фланець блоку циліндрів; при цьому для орієнтації шаблону штифти з картера треба вийняти і вставити тонкими кінцями в отвори блоку.
Рис.4 Шаблон для обробки продувних каналів на "вітерцем-12".
Рис.5 Шаблон для обробки продувних каналів на "вітерцем-8".
Обробляти канали можна за допомогою пневматичної бормашинки, дрилі і будь-якими іншими засобами, що можуть привести в обертання борнапільнік, розгортку або інший подібний інструмент. Після попередньої грубої обробки поверхні каналів треба шліфувати шкіркою. Остаточна чистота поверхонь повинна бути не нижче шостого ступеня. Слід зазначити, що краще домагатися повного збігу контурів каналів в роз'ємі, ніж полірувати до дзеркального блиску їх поверхні.
Рис.6 Розріз по продувного каналу "Вітерця-12".
Якість обробки контролюється круглим стрижнем діаметром 10 мм, який повинен вільно проходити по всьому каналу в блоці; в каналі від входу в картері до продувних вікон в циліндрі не повинно бути ніяких уступів і нерівностей більше 0,5 мм. Особливу увагу слід звернути на кінцеву частину каналу - поворот до продувальним вікнам (див. Рис.6, на якому показаний розріз циліндра і каналу). Між стінкою циліндра і вставкою може утворитися "мішок" (на малюнку заштрихований), що створює додатковий опір потоку продувочной суміші. Поверхня блоку під вставкою слід відфрезерувати на глибину 1-1,5 мм, тоді вставка посунеться ближче до циліндра і "мішок" буде усунутий.
Для зменшення механічних втрат в двигуні нижні поршневі кільця треба завальцевать в канавках, для цього кільця слід вкоротити на 3,5 мм з боку, де немає вирізу під стопор, а канавку на поршні зробити на 0,4-0,6 мм глибше, ніж потрібно, щоб втопити в ній кільце. Завальцювання виконується легкими ударами молотка по крайках канавки з втопленим в ній кільцем, починаючи у стопора.
Велике значення має правильний підбір зазору між жаровим поясом поршня (ділянка його бічній поверхні між верхнім кільцем і днищем) і дзеркалом циліндра в робочому стані. Відсутність тут зазору призводить до збільшення механічних втрат, а надто великий зазор порушує ущільнення робочого простору. Прийнято вважати найкращим такий зазор, при якому на жаровій поясі відсутні сліди контакту з дзеркалом циліндра і в той же час не відкладається нагар. За кольором пояс повинен бути сірим. Місця з утворився металевим блиском після роботи двигуна на повному дроселі протягом 20-30 хв. подшліфовивают тонкою шкіркою.
Рис.7 Водоотгонная втулка.
Зменшити тертя і, отже, втрати потужності можна також, встановивши в нижній опорі замість нижнього сальника втулку з водоотгонной канавкою (рис. 7). Верхній сальник в опорі слід зберегти і встановити пружинкою вгору. Перед складанням двигуна необхідно переконатися про герметичності сальників. Для того треба вийняти сальники з гнізда картера і потім по черзі надягати їх на нижню цапфу колінчастого вала, налив, а порожнину з пружинкою гас. Сальник хороший, якщо нижче його гас по валу не проникає. Кращий з перевірених сальників встановлюється на двигун.
Слід перевірити легкість обертання і відсутність заїдань всіх шарикоподшипников колінчастого вала. Середня корінна опора повинна вільно обертатися і переміщатися в осьовому напрямку від однієї щоки до іншої.
Обертання пальця у верхній голівці шатуна должка бути легким. Зазор в парі втулка - палець повинен бути в межах 0,015-0,025 мм.
Рис.8 Оправлення для захисту кромки сальника.
Збірка двигуна проводиться за інструкцією. Для виконання найбільш важкою операції - запрессовки колінчастого вала з опорами бажано виготовити конічну оправлення (рис. 8). Вставлена в нижній сальник оправлення охоронить робочу його кромку від загинання в момент проходу торця колінчастого вала.
В одне з чотирьох отворів у верхньому фланці картера потрібно ввернути шпильку довжиною 40-50 мм: вона буде служити напрямної при запресовуванні верхньої кришки картера. Якщо кришка не дійшла до торця блоку хоча б на 0,3 мм, не дотягує її гвинтами, а повторіть операцію запрессовки з самого початку (при цьому Випрессовиваемие колінчастий вал бажано не відразу, а після охолодження деталей). Положення правильно запресованого колінчастого вала показано на рис. 9.
Рис.9 Правильне положення запресованого клонували.
1 - контрольна пластина.
Певні труднощі при установці блоку циліндрів являє стискання поршневих кілець. Для спрощення роботи виготовте обтискача (рис. 10), що надягають на поршень з кільцями зверху і обжимают завдяки глибокій фаске. При надяганні блоку кільця увійдуть, а циліндр, обжимка опуститься по поршню і її можна буде зняти, пропустивши стрижень шатуна через проріз.
Рис.10 Обжимка поршневих кілець для "Вітерця-12".
Ще одним шляхом підвищення потужності двигуна "Вітерця" є підвищення ступеня стиснення, однак збільшувати її вище певної межі (наприклад, 7,5-8) не можна, оскільки це призводить до перегріву свічок запалювання та інших деталей двигуна. Починати потрібно з перевірки дійсної ступеня стиснення. Для цього при положенні поршня у ВМТ слід заміряти обсяг камери згоряння, заливаючи її веретенним маслом, відміряють бюреткою або мензуркою з точністю не нижче 0,5 см 3. Двигун для цього встановлюється свічковими отворами вгору і масло заливається через них в камеру згоряння до третього- четвертого знизу витка різьби. Номінальний обсяг камери згоряння для "Вітерця-8" 12.5 -13см 3, а для "Вітерця-12" 18-18,5см 3. Дійсна ступінь стиснення при таких обсягах становить приблизно 6,0.
Щоб збільшити ступінь стиснення, потрібно підрізати головку блоку. Для зменшення обсягу камери згоряння на 1 см 3 з торця головки необхідно зрізати на "вітерцем-8" - 0,5 мм і на "вітерцем-12" - 0,35 мм. При ступеня стиску близько 7,5 обсяг камери згоряння має дорівнювати на "вітерцем-8" приблизно 10 см 3. в на "вітерцем-12" - 15 см 3. Підрізування краще проводити на токарному верстаті, затиснувши головку за бічну поверхню в трикулачні патроні. Якщо заміряні обсяги в обох циліндрах виявилися однаковими, слід ретельно виставити площину головки щодо поперечної подачі супорта. При неоднакових обсягах сторону головки з більшою камерою потрібно розташувати ближче до різця. Для поліпшення чистоти поверхні подача супорті при останньому проході повинна бути мінімальною.
З тих чи інших технологічних причин можливі відхилення відстані продувних і вихлопних вікон від верху циліндра. Тому, перш за все треба перевірити одночасність відкриттів всіх продувних або випускних вікон кожного циліндра. Перед перевіркою з двигуна знімаються вставки продувних вікон, кришка вихлопу і головка; робота полегшиться, якщо з поршнів зняти і кільця. Після цього поршень переміщається до НМТ до появи просвіту в одному з продувних або випускних вікон. Вікна, що відкриваються пізніше того моменту, обробляються - обпилюються круглим напилком до забезпечення повної одночасності відкриття вікон в обох циліндрах. Для опиловки блок циліндрів краще знімати; перед кожною перевіркою його слід промивати і кріпити до картера двома центральними болтами.
Бажано кілька збільшити фази газорозподілу - продувки і випуску щодо номінальних (див. Табл.). Збільшення фази продувки досягається установкою в роз'єм між картером і блоком додаткової прокладки товщиною 0,5-0,8 мм, а вихлопу - додаткової обпиловкою верхній частині вихлопних вікон. Після установки прокладки потрібно знову перевірити обсяги камер згоряння і при необхідності підрізати головку блоку.
Фази газорозподілу "Вітерця-8" і "Вітерця-12"
Для подальшого збільшення потужності доцільно також прибрати або згладити нерівності і напливи по всьому каналу випуску - від блоку циліндрів до проставки в підводної частини. Найбільший ефект дає розширення конічного каналу в проставке. Вузьку частину його, що знаходиться під склянкою водяної помпи, слід обпиляти круглим напилком відповідного діаметру до розмірів 30x15 мм.
При виконанні всіх перерахованих вище робіт по доведенню двигуни потужність зростає приблизно на 20%, тобто. у "Вітерця-8" на 1.5-1.8 л. с. а у "Вітерця 12" - на 2.0-2.6 к.с.
Після складання двигуна необхідно вже на ходу відрегулювати карбюратор і кут випередження запалювання (див. № 38 збірника).
На закінчення кілька слів про заходи, які, правда, потужність двигуна не збільшують, але сприяють більш повному її використання при установці підвісного мотора на човні.
При обтіканні підводної частини човнового мотора водою виникає сила опору, що залежить, зокрема, від площі поперечного перерізу зануреної частини мотора і чистоти її поверхні.
В аматорських умовах доцільно займатися тільки обпиловкою нерівностей, помітних неозброєним оком, і зачисткою деталей шліфувальною шкуркою; полірувати деталі не варто.
На маточині гребного гвинта рекомендується обпиляти напливи, ретельно обробити поверхні лопатей, не змінюючи їх геометрії, і відполірувати їх. Велика увага до обробки гвинта пояснюється тим, що він працює в набагато важчих умовах, ніж будь-які інші занурені в воду частини мотора або човна. Наприклад, окружна швидкість кінців лопатей становить близько 30 м / сек, тоді як швидкість руху човна і відповідно підводної частини мотора не перевищує 10-15 м / сек.
Дуже важливо оцінити швидкість судна. Найкраще це робити на вимірному ділянці, довжина якого відома з великою точністю. Необхідні тахометр і секундомір. Принагідно зауважимо, що буде не зайве потренуватися у вимірах числа обертів на малому ходу човна, так як робота з тахометром при великій швидкості і неспокійною акваторії вимагає певного навику.
Заміри швидкості і числа оборотів дають можливість уточнити відповідність гребного гвинта даного судна і, зокрема, підібрати діаметр гвинта. При досягненні максимальної швидкості зменшенням діаметра гвинта треба домагатися виходу двигуна на режим максимальної потужності (4800-5000 об / хв.) На повному дроселі. У той же час зменшувати, діаметр гвинта більш ніж на 30 мм сенсу не має, оскільки різко зменшиться його к. П. Д. Це означає, що випускаються заводом для "Вітерців" гребні гвинти недоцільно підганяти по номінальному числу оборотів для важких водоизмещающих човнів. Разом з тим на важкій човні можливо поєднання мотора "Вітерець-12" і гребного гвинті від "Вітерця-8", але найважливішою умовою при цьому 6удет обмеження числа оборотів двигуна розумними межами.
Серійні гвинти підібрані таким чином, що на "Казанці" з середнім завантаженням (160-240 кг), двигуни розвивають близько 4500 об / хв. При зменшенні завантаження обороти ростуть; з одним водієм число оборотів становить вже 4800-5000 об / хв. На ці цифри і слід орієнтуватися при підборі гвинта до човнів інших типів, а також при установці спарених двигунів.