АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА КАТЕРЕ

Раздел: Техника

Основное требование, которое предъявляется к дистанционному управлению,— надежность передачи команд от водителя к органам управления двигателя, реверсредуктора н рулевого устройства в Учение длительного времени. Усилие, прилагаемое к рукояткам управления, не должно 6—-12 кгс; эти ограничения связаны с тем, о мощность, длительно развиваемая человеком средней физической силы, составляет приблизительно 7,5 кгс -м/с. При этом рабочий орган, приводимый в движение руками человека, должен быть расположен в удобном для водителя месте.

Штурвальное колесо приспособлено для удержания его в положении «прямо» в течение практически неограниченного времени. Однако в условиях движения по извилистому фарватеру или волнения непрерывные манипуляции рулем требуют затраты значительной работы, что приводит к усталости и появлению погрешностей в управлении. В связи с этим целесообразно уменьшить уснлне Р на штурвале до 3—4 кгс, а мощность N, необходимую для поворота колеса, ограничить значением 3—4 кгс-м/с.

Если среднее усилие на штурвале принять равным 3 кгс, то при диаметре штурвального колеса 360 мм путь за 1 оборот будет составлять 1,13 м.

В случаях, если усилие на штурвале будет больше 4 кгс, необходимо либо принять меры к уменьшению силы, либо увеличить число оборотов штурвала между крайними положениями. Естественно, что увеличение числа оборотов штурвала ухудшает маневрен* ность катера. Уменьшить силу, действующую на штурвал, можно путем изменения формы руля (см. § 21) нлн повышения КПД передачи на руль. Такие конструктивные мероприятия, как установка блоков, баллера, оси штурвала на подшипниках качения, уменьшение диаметра штуртроса (до 4—5 мм), способствуют повышению КПД передачи.

Усилия от штурвала к тросу передаются при помощи барабана с винтовой канавкой (диаметр которого, как и диаметры блоков, должен быть не менее 20-кратного диаметра троса) либо при помощи мотоциклетной или велосипедной цепи н звездочки. Усилия от троса к румпелю могут передаваться непосредственно с помощью тросов, а также велосипедной или мотоциклетной цепью. Последний вариант предпочтителен в случае, еслн перо руля или специальный рулевой комплекс должны поворачиваться на угол значительно более 30—40°. В этом случае на баллер руля насаживают звездочку большого диаметра, соответствующую используемой цепи (например, ведущую звездочку велосипеда илн ведомую мотоцикла); угол поворота руля при этом ограничен практически только длиной цепн.

Однорычажный румпель целесообразно использовать на катере с транцевой кормой, а двухрычажный обычно навешивается на руль при вельботной корме; ндтяжеиие троса регулируется винтовым талрепом. Существенным усовершенствованием однорычажного грумпеля следует считать румпель, выполненный в виде сектора.

Использование секторного румпеля позволяет сохранить постоянное передаточное отношение от штурвального колеса к рулю, устраняет угловые колебания троса в горизонтальной плоскости в процессе перекладки руля и допускает весьма близкое расположение роликов тросовой проводки. Натяжение троса в этом случае проще всего регулировать с помощью ролика, поворачивающего трос в обратном направлении и установленного на длинном резьбовом штыре, который с помощью гайки и контргайки крепится к переборке, кронштейну илн иному жесткому элементу набора. Натяжение троса производится лишь в одной ветви управления, что приводит к изменению положения штурвала при нахождении руля в ДП. Это оказывается неудобным, если в качестве штурвала используется автомобильное рулевое колесо с несимметричным расположением спиц, так как после регулировки рулевое колесо окажется повернутым вправо или влево.

Часто возникает вопрос, какой пепользовать штурвал: со спицами и торчащими рукоятками («под старину») или автомобильное рулевое колесо. Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Очевидно, если проектируется парусно-моториое судно, внешний вид которого вызывает ассоциации со старинными парусинками, то штурвал целесообразно выполнить с деревянной окантовкой и торчащими рукоятками. На быстроходном комфортабельном катере современных форм целесообразно использовать автомобильный руль. Если катер выполняется со «спортивным уклоном», то соответствующее ему «спортивное» рулевое колесо лучше изготовить самостоятельно, причем диаметр его может быть уменьшен до 350—320 мм.

Кроме того, следует отметить, что «старинный» штурвал позволяет водителю в случае необходимости развивать гораздо большие усилия в процессе перекладки руля (что характерно для катера большого водоизмещения). «Старинный» штурвал лучше использовать в том случае, если водитель при управлении судном в основном находится в положении стоя, если же водитель сидит, целесообразно использовать автомобильное рулевое колесо. Это особенно удобно при движении по взволнованной акватории, где требуется постоянная перекладка руля па некоторый угол для компенсации зарыекпвання. Наличие выступающих рукояток не только не способствует улучшению управляемости, но, наоборот, приводит к частым ударам рукоятками по пальцам руки, что при длительном переходе вызывает ухудшение работоспособности.

Существует также ряд других схем передачи вращения от руля к румпелю — например, с помощью вращающегося вала и конических шестерен. Однако такая схема сложна и в последнее время почти ие применяется.

Управление газом и реверсом проще всего осуществлять с помощью простейших рукояток рычажного типа и тросовой нли штанговой проводки, причем рукоятки газа и реверса желательно располагать на одной осн у борта. Ось располагается на расстоянии 400—420 мм впереди спиики сндення водителя и на 50—80 мм выше горизонтальной части сидения, причем длина рычага от осн до рукоятки должна составлять 250—-280 мм. В этом случае высота расположения рукояток над снденнем составляет 310— 330 мм, что следует признать наиболее удобным.

Максимальное усилие допускается лишь иа рукоятках, имеющих ие более одного среднего фиксированного положения,— например, для рукоятки управления реверсом, у которой два крайних положения (вперед-назад) и одно среднее (нейтраль); для рукоятки привода дроссельной заслонки максимально допустимое усилие перемещения должно быть существенно уменьшено (до 0,5—1 кгс). Это связано с тем, что положение дроссельной заслонки и соответственно частоту вращения двигателя необходимо устанавливать достаточно точно, точная же установка рукоятки возможна лишь прн небольшом прикладываемом усилии. Кроме того, рукоятка газа должна надежно фиксироваться в выбранном положении и легко выходить из исго. Фиксация рукоятки в любом положении возможна с помощью различного вида фрикционных нлн стопорных устройств, представленных иа рнс. 39, б. Частоту вращения увеличивают усилием рукн водителя путем перемещения рукоятки 1 в сторону, обозначенную стрелкой. Фиксация в необходимом положении осуществляется рычагом 2, сцепляющимся с зубчатым сектором 3. Усилие на рычаг дроссельной заслоикн 6 передается тои- ким гибким тросиком 5. Тросики дистанционного привода газа, реверса и других органов должны иметь минимальное удлинение под действием прикладываемого усилия.

Уменьшение частоты вращения осуществляется усилием пружины 7, установленной непосредственно на рычаге привода заслонкн. Прежде чем переместить рукоятку в сторону уменьшения газа, необходимо сжать рукой стопорный рычаг 2 с рукояткой 1; прн этом нижний конец рычага выйдет из зацепления с зубчатым сектором и освободит рукоятку. Для более точной фиксации рукоятки на секторе 3 должно быть сделано не менее 10—15 зубцов. Направление движения рукоятки для открывания дроссельной заслонки нужно выбирать таким образом, чтобы при внезапном обрыве троснка заслонка усилием пружины возвращалась в положение холостого хода.

В качестве привода управления дросселем можно использовать штатное дистанционное управление подвесными моторами. К достоинствам его следует отнести простоту установки, надежность н компактность. Зтн системы имеют кроме привода газа еще н привод реверса, сблокированный с рукояткой газа. Блокировка ограничивает перемещение рукоятки газа при положении рукоятки реверса, соответствующем заднему ходу н нейтрали.

Рукоятка привода реверса может иметь трн фиксированных положения, которые необходимо согласовывать с положением фиксаторов рабочего органа реверсредуктора путем изменения длины установленных иа нем рычагов.

Указанные приводы не приспособлены для управления реверсивными механизмами, которые переключаются без отжима сцепления (например, реверсре- дуктором типов УРР и СРР).

В большинстве случаев целесообразно отказаться от фиксаторов, установленных иа рукоятках дистанционного управления, н ограничиться фиксаторами, установленными на реверсредукторе. В случае достаточно жесткого привода работа фиксаторов исполнительного механизма на реверсредукторе будет четко передаваться на рукоятку дистанционного управления и ощущаться водителем.

К недостаткам выпускаемых систем дистанционного управления следует отнести малое количество зубцов на секторе управления газом, что не позволяет достаточно точно регулировать частоту вращения двигателя, а также малую жесткость рычагов.

Выпускаемый привод управления поворотом подвесного мотора имеет хороший внешний вид. Однако малая жесткость крепления подшипникового узла, тонкие тросы, небольшой диаметр роликов не позволяют использовать этот привод без существенных переделок.

Усилие от рукоятки к исполнительному механизму помимо тросового привода может быть передано штанговым, гидравлическим или электромеханиче* ским приводом, которые, как правило, являются более жесткими, но конструктивно более сложными, чем тросовый привод. Жесткость привода определяется не только жесткостью его элементов, но и жесткостью опор, к которым эти элементы крепятся. Жесткость набора современных быстроходных катеров весьма невелика. Поэтому для повышения жесткости опор элементы привода необходимо крепить к нескольким элементам набора (двум стрингерам и шпангоуту), а для разгрузки от моментов — применять жесткие раскосы. Жесткость установки можно считать удовлетворительной, если при действии максимальной нагрузки (например, при вывернутом до упора штурвале) перемещение кронштейнов блока не превышает 0,5 мм.

Чтобы устранить вредное влияние амортизаторов двигателя на общую жесткость привода, необходимо полностью разгрузить амортизаторы от внешних усилий со стороны привода. Это означает, что опора привода исполнительного механизма должна быть расположена непосредственно иа амортизированном узле. Перенос опоры привода на подвижное основание, т. е. на двигатель, возможен с помощью тросов в гибких оболочках. Лучше всего использовать боу- деновские тросы, применяемые для привода ножного тормоза мотоцикла. Эти тросы имеют малую длнну, но большую жесткость и прочную заделку концов, 180 поэтому они предпочтительны для привода реверса н сцепления. На современных автомобильных двигателях привод сцепления — гидравлический; его целесообразно оставить, особенно если двигатель установлен на амортизаторах.

Особый интерес представляет проблема ручного запуска двигателя на катере, которая может возникнуть при выходе нз строя аккумуляторной батареи или ее разряде во время длительной стоянки при интенсивном пользовании электроприборами. Основное неудобство связано с тем, что ось коленчатого вала расположена на небольшом расстоянии от днища, поэтому использовать обычную рукоятку ручного за- йуска неудобно. Кроме того, зачастую перед двигателем ие оказывается достаточного места для размещения водителя с рукояткой. В этом случае применяют механическую передачу, позволяющую удобнее разместить водителя. Обычно это съемная цепная передача, дающая возможность с палубы произвести запуск двигателя, расположенного в машинном отдеденни под ногами водителя. Однако конструкция такой передачи бывает весьма неудобной, громоздкой и трудоемкой в исполнении. Кроме того, расположение ее на катере требует дополнительного места.

схема аварийного запуска двигателя и чертеж шкива, позволяющего вручную запустить двигатель. Такой привод ие требует места, имеет минимальную трудоемкость в изготовлении и достаточно прост в работе.

Принцип работы аналогичен запуску подвесного мотора с помощью шнура. Для размещения пускового шнура вытачивают комбинированный шкив (рнс. 40,Ь). Ручей А служит для размещения 1— 1,5 витков шнура, ручей Б — для привода насоса забортной воды, ручей В стандартного размера —для привода штатных генератора и водяного насоса внутреннего контура. Диаметр ручья А выбран из расчета размещения на нем 600—700 мм шнура, — для запуска исправного двигателя этого бывает достаточно. Усилие, затрачиваемое водителем при пуске, составляет 20—30 кгс при диаметре шкива 250—300 мм.