В настоящее время выпуск отработавших газов через ступицу гребного винта получил самое широкое распространение на подвесных моторах почти всех моторостроительных фирм мира. Пожалуй, сейчас трудно найти сколько-нибудь известную фирму, в каталогах которой не было бы моторов с выпуском газов через ступицу. Достаточно сказать, например, что такое прогрессивное конструктивное решение, лет 8—10 назад примененное — одной из первых — фирмой «Меркюри-Марин» лишь на нескольких моделях, в настоящее время внедрено на всех ее моторах, начиная от 4-сильного и кончая 300-сильным. Более того, даже очень интересные (блочной конструкции с упрощенной компоновкой) моторы малой мощности фирмы «Уантхид», которым придана нарочитая «архаичность» внешнего вида, также оснащены наисовременнейшим редуктором с выпуском через ступицу.
Чем же можно объяснить столь широкое применение такого решения? Веяниями изменчивой моды? Вряд ли: организация выпуска через ступицу требует решения многих сложных технологических и конструктивных задач. Дело, конечно, в другом. И прежде всего — в значительном снижении акустического «загрязнения» среды обитания.
Применение выпуска через ступицу совместно с другими конструктивными мероприятиями шумоглушения позволило снизить уровень шума (с учетом частотного спектра) до жестких современных норм. Кроме снижения шума, есть и другие преимущества такого решения. Конструкция корпуса редуктора получается гидродинамически более совершенной: разрежение в отбрасываемом винтом потоке воды способствует отсасыванию отработавших газов, что в свою очередь улучшает динамику протекания внутрицилиндровых процессов и в итоге снижает токсичность отработавших газов. Все эти положительные качества и обусловили повсеместное распространение выпуска через ступицу, несмотря на значительное усложнение механической передачи и гребного винта.
Несмотря на явные преимущества выпуска через ступицу, отечественными заводами ни на одной из серийных моделей такая конструкция до сих пор не применялась. И это невзирая на то, что именно на повышенную шумность наших подвесных моторов приходится наибольшее количество нареканий и со стороны общественности, и самих владельцев.
Именно владельцы моторов — любители и выступили в этом вопросе зачинателями. Знакомим читателей с одной из конструкций такого выпускного тракта, разработанной В. С. Карасевым.
Конечно, данная любительская конструкция далека от совершенства. И это вполне объяснимо: она создавалась на базе серийного редуктора и серийного гребного винта. В то же время это в какой-то мере и преимущество — повторить его конструкцию на основе готовых покупных деталей неизмеримо легче, чем изготовить оригинальную.
Следует сказать о некоторых конструктивных упущениях автора, которые при изготовлении лучше не повторять. Во-первых, все конструкции винтов с выпуском через ступицу имеют ступицу цилиндрической формы без сужения задней части. Более того, часто для создания скачка давления, препятствующего подтеканию выпускных газов к лопастям винта, на заднем конце с наружной части делается кольцевидное утолщение. Во-вторых, автор выполнил свою конструкцию универсальной: на моторе наряду с винтом с внутренним выпуском можно использовать и серийный гребной винт. Поэтому штатное выпускное отверстие в корпусе редуктора сохранено и даже несколько увеличено, что вряд ли способствует снижению уровня шума. Следует, видимо, предусмотреть специальную заглушку на это отверстие, которую можно было бы снимать в случае использования серийного гребного винта
Более ощутимое снижение гидродинамического сопротивления можно получить, если вместе с выпускным патрубком убрать и штуцер подвоза воды, обеспечив подвод в передней части редуктора (например так, как это сделано на подвесных моторах «Привет-22» или «Нептун-23»).
Редакция считает, что, несмотря на недостатки, эта первая публикация послужит хорошей основой для дальнейших конструктивных поисков любителей, направленных на повышение потребительских показателей отечественных подвесных моторов.
Видео:Двухтактный лодочный мотор БЕЗ ДЫМА!!Скачать
Выпуск отработавших газов через ступицу гребного винта используется на многих зарубежных моторах. Очень заманчивой показалась идея сделать такой выпуск и на своем серийном «Вихре-М». Такая конструкция была разработана и два года успешно эксплуатировалась.
Результаты получились вполне обнадеживающие: за счет увеличения относительной длины цилиндрической части корпуса редуктора и аннулирования выпускного патрубка снизилось сопротивление редуктора; в результате скорость лодки повысилась, а шум выпуска мотора снизился. Реконструкция редуктора была выполнена так, что при необходимости на моторе можно использовать и штатный винт «Вихря».
Для организации подвода отработавших газов к ступице винта к корпусу редуктора привариваются алюминиевые накладки 13, которые создают канал, соединяющий переходную втулку 12 с существующим выпускным трактом двигателя. При этом в горизонтальной перегородке между новым и существующим каналами выпуска газов в районе изгиба заборной трубки охлаждающей воды пропиливается отверстие площадью 4 см2. Форма накладок 13 и наружная поверхность втулки 12 подгоняются по месту, ими обеспечивается плавность переходов профиля корпуса редуктора.
В верхней части втулки 12 пропиливается фигурный паз, сопряженный с каналом, образованным накладками 13. Дополнительный паз пропиливается и в верхней части торца корпуса редуктора, это обеспечивает плавный подвод газов к переходной втулке. Штатный выпускной патрубок (показан пунктиром) удаляется.
Рекомендую придерживаться такой последовательности операций.
Прежде всего к корпусу редуктора приваривают втулку 12 (только в верхней части, между пазом и плоскостью разъема корпуса), а затем накладки 13. При этом необходимо обеспечить герметичность приварки пластины, отделяющей создаваемый выпускной канал от внутренней полости корпуса редуктора.
Читайте также: Расчет мотор редуктора для подъема
Установка втулки 12 под сварку осуществляется на корпусе редуктора, собранном со стаканом 1 при помощи монтажного кольца, центрирующего детали 1 и 12 между собой. Перед сваркой установленная втулка крепится к торцу корпуса пятью винтами с резьбой М3 (двумя — над плоскостью разъема, тремя — в крышке корпуса редуктора). После приварки деталей 12 и 13 к корпусу монтажное кольцо и винты снимаются.
Стакан 11 крепится внутри втулки 12 двумя винтами с потайными головками. Отверстия под эти винты сверлятся в нижней части втулки 12 симметрично относительно вертикальной оси редуктора. В стакане отверстия под резьбу для винтов делают по месту в двух положениях: когда вырез в стакане согласуется с пазом втулки 12 и когда стакан развернут на 180°. При использовании штатного винта двигателя «Вихрь» такое крепление стакана — простым разворотом — позволяет перекрывать подвод отработавших газов к ступице. При сверлении отверстий под резьбу крепящих винтов стакан должен быть плотно прижат к торцу корпуса редуктора.
В связи с увеличением на 60 мм расстояния от вертикальной оси редуктора до гребного винта выпускной патрубок необходимо срезать ниже антикавитационной плиты, сохранив при этом залитую в него трубку для забора воды. Трубку необходимо выпрямить, укоротить и насадить на нее на герметике заборник 15. Заборник крепится по месту двумя винтами М5 с потайными головками к предварительно приваренной алюминиевой пластине 14, которая заполняет паз, получившийся после среза выпускного патрубка. Заборник имеет два ряда отверстий (по шесть в каждом) диаметром 3 мм, расположенных с шагом 5 мм. В торец заборника вварена пробка, которая глушится винтом М5.
Видео:⚙️🔩🔧Почему идет кипяток с контрольки лодочного мотора?Скачать
При использовании штатного гребного винта для обеспечения выпуска газов заднюю часть выпускного патрубка выше антикавитационной плиты срезают и приваривают новый обтекатель 16 (после установки и крепления заборника воды 15).
Удлиненный гребной вал 2 имеет отверстия для винта 6, крепящего хвостовик 5 к валу, для шпонки 7 гребного винта с выпуском через ступицу и для шпонок штатного гребного винта. Хвостовик 5 обеспечивает выпуск газов за лопасти гребного винта, фиксирует кольцо 8, удерживающее шпонку 7 в рабочем положении, и исключает потерю винта при срезе шпонки. Во избежание прорыва выпускных газов к лопастям гребного винта необходимо установить фторопластовую прокладку 3 и резиновое уплотнительное кольцо 4. Толщина прокладки выбирается на
1 мм больше зазора между торцом гребного винта и буртом стакана 1 1 в положении, когда вал 2 полностью подан вперед. Наружный диаметр кольца делается на
1 мм меньше диаметра конического бурта стакана 11. В процессе работы двигателя фторопластовая прокладка сминается и приобретает форму, обеспечивающую надежное уплотнение зазора. Осевые размеры хвостовика 5 должны обеспечивать уплотнение резинового кольца 4 при установке винта 6. При этом повышается надежность крепления винта в хвостовике и исключается его самопроизвольное вывинчивание.
Гребной винт 9 может быть изготовлен из штатного винта двигателей «Москва» или «Нептун». Технология реконструкции этих винтов следующая. Внутренний диаметр бронзовой втулки винта растачивается до диаметра 17 мм для обеспечения посадки его на гребной вал двигателя «Вихрь». Новое шпоночное отверстие в гребном винте высверливают с использованием гребного вала 2. Для этого вал выставляют в тисках сверлильного станка и ось сверла совмещают с осью отверстия под шпонку 7. Затем на вал надевают винт и фиксируют его в положении, при котором имеющееся отверстие под шпонку совпадает с отверстием вала под винт 6. После сверления нового отверстия под шпонку 7, не отличающуюся от шпонки штатного винта «Москва», часть хвостовика винта обтачивается до обнажения бронзовой втулки. Длина обточки должна на 0,5—1 мм превышать расстояние от торца втулки до края нового шпоночного отверстия.
Затем переднюю часть винта, прилегающую к прокладке 3, торцуют, а хвостовую часть бронзовой втулки обрезают на 15 мм. Хвостовую часть ступицы винта обтачивают до размера, необходимого для обеспечения скользящей посадки хвостовика 5. При этом лопасти винта немного подрезаются. Во избежание «провала» работающего винта вперед к фланцу бронзовой втулки шестью винтами М5 крепят упорную шайбу 10. Отверстия под винты в упорной шайбе высверливают по окружности диаметром 30 мм, что исключает попадание винтов в алюминиевые детали ступицы. Перегородки в зазорах между имеющимися в ступице винта ребрами высверливают насквозь, а образующиеся при этом каналы для прохода выпускных газов обрабатывают надфилем. Гребной винт в сборе с хвостовиком 5 и деталями 4, 7 и 8 весит 740 г, что соответствует массе штатного винта мотора «Вихрь».
Осевые размеры деталей 5, 8, 9 и 11 следует уточнить по месту, так как каждый редуктор имеет индивидуальный люфт гребного вала в осевом направлении. Кроме того, положения бронзовых втулок, запрессованных к ступице различных винтов двигателей «Москва» и «Нептун», также неодинаковы. В результате увеличения длины гребного вала предоставилась возможность увеличить длину втулки 1 и разместить в ней радиальный подшипник № 7000103 и радиально-упорный подшипник № 36203, две уплотнительные манжеты и резиновое кольцо. В качестве смазки редуктора я применяю масла ТАП-15 или ТА-17.
Выпуск через ступицу гребного винта можно сделать и на моторе «Нептун-23», причем конструктивно это должно получиться значительно проще.
Читайте также: Ваз 21099 карбюраторный мотор
Устройство системы выпуска двухтактного двигателя
Видео:⚠️Про охлаждение для новичковСкачать
Публикуем очередную статью конструктора Ульяновского моторного завода Е. И. Фишбейна из серии материалов, объединенных под рубрикой «Что нужно знать о моторе». Напоминаем, что с устройством и особенностями систем впуска двухтактных двигателей ЛПМ начинающие водномоторники могут ознакомиться в статье, напечатанной в сборнике №39, а систем продувки — в сборнике №49.
Выпускная система двухтактного двигателя подвесного лодочного мотора отличается от систем выпуска мотоциклетных и стационарных двухтактных двигателей. Это вызвано своеобразием компоновки лодочных моторов, в которых (за исключением гоночных моделей) вывод отработавших газов осуществляется не в воздух, а под воду; глушитель как отдельный агрегат, обязательный для мотоциклетных и стационарных двигателей, отсутствует.
В двухтактном карбюраторном двигателе система выпуска (рис. 1) имеет особенно важное значение, поскольку подбор размеров и конфигурации ее отдельных элементов и времени открытия выпускного окна оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели.
Газораспределение в таком двигателе, как известно, осуществляется самим поршнем, открывающим выпускное, а затем продувочное окно при ходе вниз и закрывающим их при ходе вверх. Естественно, что на диаграмме газораспределения (рис. 2), фазы открытия и закрытия этих окон будут строго симметричны относительно мертвых точек. При подборе величины фаз именно их симметричность создает определенные трудности.
Продувочное окно всегда открывается позднее выпускного; эта разница во времени на диаграмме изображается как угол φ1, называемый углом предварения выпуска.
За этот период происходит свободный выпуск газов из цилиндра, давление в нем резко падает. К моменту открытия продувочных окон давление в цилиндре должно оказаться ниже давления в картере — иначе произойдет заброс отработавших газов в картер. Явление это нежелательно, так как оно приводит к загрязнению свежей смеси отработавшими газами и повышению температуры в картере. Для улучшения очистки цилиндра перед началом продувки целесообразно увеличить угол φ2 однако полностью устранить опасность заброса оказывается трудно, так как соответствующее увеличение периода предварения выпуска приводит или к уменьшению периода продувки при неизменной фазе выпуска, или к увеличению фазы выпуска при неизменной фазе продувки, т. е. уже к значительной потере полезного объема цилиндра.
С момента закрытия поршнем продувочного окна начинается процесс сжатия, но до того, как будет перекрыто выпускное окно, успевает произойти потеря некоторой части свежей рабочей смеси — унос ее в выпускное окно. Для уменьшения уноса смеси после окончания продувки было бы желательно уменьшить разницу во времени закрытия окон (на диаграмме это угол запаздывания выпуска φ2), однако, как мы уже знаем, фазы симметричны; угол запаздывания выпуска, который мы хотели бы уменьшить, равен углу предварения выпуска, который мы хотели бы увеличить.
При поршневом управлении газораспределением невозможно изменить один из этих углов, оставив другой без изменения. Попытки же создания двигателей с несимметричными фазами наталкиваются на значительные конструктивные трудности. Конструкторам приходится применять какие-то компромиссные решения вопросов улучшения очистки цилиндра и уменьшения потерь свежей смеси.
Теория и практика показывают, что для улучшения процессов очистки и наполнения могут быть использованы газодинамические явления, происходящие в самих газовых системах двигателя. На ход процессов в цилиндре оказывает влияние настройка всех элементов газового тракта двигателя: системы впуска, продувочных каналов, цилиндра, выпускной системы. (Поясним, что в принципе под настройкой понимается нахождение таких геометрических величии той или иной системы, которые обеспечивают получение максимального значения какого-либо из показателей двигателя, например крутящего момента на заданном скоростном режиме.)
Многочисленные исследования направлены, в частности, на отработку так называемой настроенной системы выпуска, позволяющей добиться повышения технико-экономических параметров двигателя без чрезмерного усложнения конструкции.
Видео:Как устроен редуктор лодочного мотора , переключение передач вперед / назадСкачать
Понятно, что любая выпускная труба, особенно, если она имеет небольшое проходное сечение и большую длину, замедляет скорость выхода отработавших газов, создавая сопротивление. (С этой точки зрения наиболее эффективен простейший вариант — сделать проходное сечение выпускного окна как можно больше и вообще отказаться от выпускной трубы, однако такой путь практически неосуществим.)
Исследованиями последних лет установлено, что применение в двухтактном двигателе специально подобранной — настроенной выпускной трубы дает заметные преимущества, перекрывающие все аэродинамические потери.
Настройка с использованием резонансных явлений позволяет уменьшить давление в районе выпускного окна до величины ниже атмосферного. Рассмотрим сущность этого эффекта.
Истечение отработавших газов из цилиндра начинается при сравнительно высоком давлении, что вызывает возникновение в выпускной системе (и в цилиндре) интенсивных волн давления. В первый же момент выпуска газов в цилиндре образуется разрежение, а в выпускной системе — волна избыточного давления (сжатия). Если к выпускному патрубку цилиндра присоединена прямая труба, заканчивающаяся отверстием меньшего диаметра, то волна давления, дойдя до конца трубы, отражается от него и начинает двигаться в обратном направлении. Настройка и заключается в том, чтобы при наложении отраженной волны на волну, идущую из цилиндра, пики давлений и разрежений совпадали.
В результате разрежение у выпускного окна цилиндра увеличивается, что улучшает и очистку цилиндра от отработавших газов, и зарядку его свежей смесью из кривошипной камеры. Мы уже говорили об уносе — выходе части заряда свежей смеси через выпускное окно в трубу. Отраженная волна давления из настроенной выпускной трубы может втолкнуть эту часть заряда обратно в цилиндр, если, конечно, выпускное окно в этот момент еще остается открытым.
Читайте также: Мотор отопителя салона мощность
Все эти процессы можно проследить на идеализированной диаграмме изменения давления Р у выпускных окон, построенной на основании многочисленных экспериментов (рис. 3). На участке 1-2, т. е. начиная от момента открытия выпускного окна до момента открытия продувочного окна, возникает пик давления. На участке 2-3-4 наблюдается зона разрежения. Разрежение в зоне выпускных окон способствует отсасыванию отработавших газов из цилиндра и его наполнению смесью за счет увеличения перепада давления в кривошипной камере и цилиндре. Импульс давления в конце продувки (участок 4-5) образует волну, обеспечивающую дозарядку цилиндра за счет возврата свежей смеси, попавшей в выпускную трубу.
К настоящему времени тщательно исследованы самые различные выпускные системы (рис. 4) с трубами постоянного и переменного сечения, открытыми или имеющими заднюю стенку. Такие настроенные выпускные системы широко применяются на двигателях мотоциклов и гоночных подвесных лодочных моторов. На серийном потребительском подвесном моторе выпускную трубу оптимальной длины и формы разместить трудно, поэтому применяются преимущественно короткие выпускные системы, не имеющие задней стенки.
Примером реальной конструкции может служить выпускная система, испытанная при доводке подвесного лодочного мотора «Ветерок-14» (рис. 5). Система, состоящая из конусной выпускной трубы, окруженной замкнутым объемом дейдвуда, обеспечивает хорошее качество очистки цилиндра, но настройка ее для эффективного использования явления резонанса в выпускном тракте практически оказывается очень сложной из-за большой сложности происходящих в ней явлений.
Поскольку необходимо учитывать значительное количество эмпирических коэффициентов, устанавливаемых опытным путем, расчет настройки при разработке новых двигателей обычно не производят, а оптимальные размеры элементов системы определяют экспериментально на тормозном стенде. Правильно поставленная серия экспериментов позволяет значительно быстрее и точнее, чем расчетным путем, определить все необходимые характеристики конкретной конструкции подвесного мотора.
Видео:Приспособление для промывки мотораСкачать
Примером такого рода экспериментов могут служить исследования по уточнению длины конусного глушителя без задней стенки, имеющего диаметр входного отверстия 40 мм и выходного 100 мм. Было установлено (рис. 6), что на средних угловых скоростях выгоднее более длинная труба, чем на больших; что максимальная величина среднего индикаторного давления уменьшается с укорочением глушителя; что укорочение глушителя обеспечивает более плавный ход кривых среднего индикаторного давления и удельного индикаторного расхода топлива, способствует лучшему наполнению кривошипной камеры.
Эффективность настройки выпускной системы наглядно подтверждают (рис. 7), результаты испытаний мотора «Ветерок-14». Применение настроенного- выпуска улучшило технико-экономические показатели в диапазоне 3500—6000 об/мин.
Конструктивные решения системы настроенного выпуска могут быть различными. Один из вариантов для двухцилиндровых двигателей с рабочим объемом 250 и 350 см 3 показан на рис. 8. Выпускные газы отводятся через один изолированный канал квадратного сечения, причем на моторе с меньшей кубатурой проходное сечение канала уменьшено профилированной вставкой переменного сечения.
Настройка выпуска многоцилиндровых двигателей значительно сложнее, но зато и более эффективна. Приходится применять отдельные выпускные патрубки для каждого цилиндра, а такие системы получаются очень громоздкими и тяжелыми. В отдельных случаях удается настроить систему более простым способом. Например, на трехцилиндровом. «Эвинруде» выпускной тракт выполнен в виде короткой расширяющейся трубы. Параметры этой трубы выбраны такими, что перед моментом закрытия выпускного окна одного из цилиндров и началом открытия выпускного окна другого давление в трубе повышается, благодаря чему производится дозарядка первого цилиндра.
Особенностью рассматриваемой системы подвесных лодочных моторов является устройство так называемого свободного выпуска. Для облегчения запуска и работы двигателя на холостом ходу выпуск отработавших газов производится не под воду, а в атмосферу. Выпуск под воду на таких режимах работы двигателя был бы затруднен, так как патрубок выпуска, расположенный под антикавитационной трубой, на стоянке и малом ходу лодки оказывается чрезмерно заглубленным, а большая часть системы выпуска — заполненной водой,создающей большое сопротивление выходу газов.
Отработавшие газы, последовательно расширяясь в полостях и проходя через каналы системы свободного выпуска (рис. 9), теряют энергию, что приводит к снижению уровня шума от свободного выпуска. С этой же целью в системы основного и свободного выпуска выводится поток воды из системы охлаждения двигателя.
На всех отечественных .лодочных моторах вывод газов в воду производится через наклонный канал, патрубок которого расположен в потоке воды, отбрасываемой винтом. Вследствие этого в зоне патрубка получается разрежение, способствующее отсасыванию продуктов сгорания из выпускной системы. Можно создать еще большее разрежение в выпускной системе, если выпуск газов выполнить через ступицу гребного винта (рис. 10). Выпуск через ступицу имеет и еще одно немаловажное достоинство: значительно снижается уровень шума. Впервые такое решение применила фирма «Меркюри», а сейчас уже многие зарубежные фирмы, изготовляющие подвесные моторы, последовали ее примеру, хотя выпуск через ступицу значительно усложняет конструкцию редуктора и приводит к увеличению диаметра ступицы (последнее обстоятельство существенно для моделей малой и средней мощности).
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎦 Видео
⚙️🔩🔧HANGKAI 5 и 6: обзор, ремонт, слабые места лодочного мотораСкачать
Лодочный Двигатель: устройство, принцип работы, уход."О Рыбалке Всерьез" обучающее видео.Скачать
⚙️🔩🔧Хитрая неисправность лодочного мотораСкачать
⚙️🔩🔧Не повторяйте чужих ошибок. На примере лодочного мотора TOHATSU 5Скачать
Изготовление выхлопной трубы на лодочный мотор (триммер)Скачать
Система выхлопа автомобиля: из чего состоит, что ломается и как ремонтируется.Скачать
⚙️🔩🔧Контролька охлаждения работает, но мотор перегреваетсяСкачать
⚙️🔩🔧Недостаток двухтактного лодочного мотора TOHATSU 9.8Скачать
⚙️🔩🔧HANGKAI 3.5 Обзор, устройство, модернизация лодочного мотора.Скачать
⚙️🔩🔧Глупая неисправность лодочного мотораСкачать
Проверка сальника редуктора Tarpon 9.9 (15) смазка шлицов снимаю винтСкачать
Промывка лодочного мотора. Как опреснить мотор?Скачать
Как правильно глушить лодочный мотор. Советы новичкамСкачать
⚠️Для тех, кто только приобрел лодочный мотор. Краткая информация начинающим водномоторникамСкачать
Чихает лодочный мотор одна из причинСкачать
