АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НА КАТЕРЕ

Раздел: Техника

Наиболее простым конструктивным решением, позволяющим осуществить передний и задний ход иа катере, оснащенном конвертированным автомобильным двигателем, является использование в качестве реверсредуктора штатного сцепления н коробки передач. При этом передний ход обеспечивается работой на прямой нли на одной из понижающих передач, а задний — включением заднего хода. Однако такое решение имеет ряд существенных недостатков.

Так, при работе иа прямой передаче (если не применяется дополнительный редуктор) частота вращения гребного винта, как правило, значительно выше оптимальной, что приводит к уменьшению КПД винта н скорости катера. Оценить потери мощности на таком виите по сравнению с винтом, работающим в области оптимальной частоты вращения, для двигателей ГАЗ-21 и УМЗ-412 можно по графикам ( 1Ь, а, б). На них представлены отношения упора Р винта, работающего через коробку передач, к упору винта Роит, работающего с оптимальной частотой вращеиия. Кривые построены для трех значений снимаемой мощности: 60, 40 и 20 л.е., для двух винтов— нормального Я и тяжелого Т с шагом, иа 15— 20%' превышающим, нормальный, при работе двигателя на прямой Г1 и второй В передачах. Предполагается,, что при полностью открытом дросселе двигателя. с нормальным винтом развивают: УМЗ-412— 4800 об/мии (72 л.е.), ГАЗ-21 —3700 об/мии (73 л.е.), а при частично прикрытой дроссельной заслонке — соответственно 60 л.с. при 4500 об/мии и 3400 об/мин, т. е. именно те мощности, которые рекомеидоваиы как эксплуатационные при конвертировании данных двигателей. С тяжелым винтом прн полиостью открытой дроссельной заслонке двигатели развивают 60 л.с. при 3900 об/мии (УМЗ-412) и 2700 об/мии (ГАЗ-21). Естественно, что максимальная скорость при установке тяжелого винта будет меньше, однако для водоизмещающих катеров, двигатели которых эксплуатируются преимущественно на частичных нагрузках, применение тяжелого виита по- зволяет уменьшить часовой расход топлива (см. § 2).

Несмотря на то, что на больших скоростях потери на тяжелом винте не очень велики, катера очень плохо выходят на глиссирование, так как на скоростях выхода (18—22 км/ч) потери на таком винте остаются весьма значительными. Поэтому применение прямой передачи на катере, глиссирующем со скоростью 35—45 км/ч, заставит судоводителя уменьшить водоизмещение судна на 30—40% по сравнению с тем, каким оно могло бы быть прн нормальном винте, работающем на оптимальной частоте вращения.

Увеличить КПД виита молено путем применения понижающих передач штатной коробки — как правило, второй (). Однако нужно учитывать, что понижающие передачи, особенно у коробок легковых автомобилей, не предназначены для длительной работы на режиме максимальной: мощиости.

Изменение направления вращения гребного виита счет включения шестерен заднего хода также не лишено недостатков. Отсутствие синхронизаторов у шестерен приводит к появлению треска пря включении заднего хода даже с отжатым сцеплением при движении катера вперед по инерции. Это объясняется тем, что после выключения переднего хода виит под W действием набегающего потока воды продолжает ^ вращаться в прежнем направлении. Диск сцепления е промежуточным блоком шестерен медленно повора- : чивается также в направлении переднего хода. При V- включении заднего хода этот диск (поскольку его момент инерции меньше, чем у виита) почти мгиовеиио должен изменить направление вращения, что сопровождается ударом зубьев шестерен. Другим недостат- ! ком является то, что из-за большого передаточного отношения шестерен заднего хода частота вращения винта иа заднем ходу значительно меньше, чем на переднем. Так как упор винта пропорционален квадрату частоты вращения, скорость катера на заднем ходу оказывается слишком малой.

Винт при использовании заднего хода, коробки является «легким», поэтому при полиостью открытой дроссельной заслоике частота вращения двигателя может быть больше максимально допустимой. В 7 этом случае нужно или контролировать частоту вращения двигателя по тахометру, или предусмотреть упор для тяги дроссельной заслонки, сблокированный с рычагом включения заднего хода. Чтобы добиться достаточной маневренности катера иа заднем ходу, следует обеспечить скорость заднего хода не менее 7—8 км/ч. При использовании иа водоизме- щающем катере для движения вперед прямой передачи,, а для движения назад — заднего хода передаточное отношение коробки получается недостаток ным.

Установка цепной передачи   позволяет получить приемлемые передаточные отношения иа заднем ходу, а наличие синхронизаторов обеспечивает мягкое включение как переднего, так и заднего хода.

 Переделка коробки ГАЗ-21 при работе на второй передаче менее целесообразна из-за отсутствия сниХ'ронизатора и а первой передаче и необходимости переключения хода двумя рычагами.

Для изготовления цепной передачи лучше использовать двухрядные моторные цепи от мотоцикла или приводы кулачкового вала двигателей УМЗ-412 и ВАЗ с шагом 9,525 мм. В случае применения для коробок передач двигателя ГАЗ-21 пли УМЗ-412 одинаковых звездочек с нечетным числом -зубьев иа цепь иужио устанавливать натяжное устройство. Более простым вариантом для двигателя ГАЗ-21, не требующим натяжного устройства, будет установка иа промежуточном валу звездочки с 26 зубьями, а иа вторичном — с 18 (можно использовать ведущую звездочку УМЗ-412).

Другим мероприятием, увеличивающим ресурс промежуточных шестерен, является повышение их' износоустойчивости. С этой целью применяют шестерни с цементированным зубом, имеющим твердость HRC 57—65, вместо циаиированных шестерен двигателя ГАЗ-21 с твердостью HRC 48—56.

Известны рекомендации по увеличению ширины зубчатых колес для повышения их нагрузочной способности. Расчеты показывают, что увеличение ширины колес в 2 раза приводит к повышению их долговечности при малых нагрузках в 5—10 раз, а при боль- щих нагрузках в 3—5 раз. Однако такое увеличение достижимо лишь при идеальном соблюдении как углов наклона зубьев, так и параллельности валов. Ъ действительности же всегда имеется перекос зубьев, связанный как с погрешностью обработки шестерен, так и с прогибом валов под нагрузкой, причем £ти погрешности тем больше, чем шире зубчатые колеса. В результате при увеличении ширины шестерен и малой точности изготовления (а также малой жесткости валов, что характерно для коробок передач) ресурс может даже уменьшиться. Если есть уверенность в качественном изготовлении новых шестерен, можно наиболее просто решить задачу путем переделки только второй, наиболее нагруженной пары шестерен (эскиз такой переделки см. иа рис, 16).