Бензин и масла нынче дороги. Решающим фактором при поездках на мотолодках стала экономичность. Существенно уменьшить расход топлива двухтактным двигателем — проблема не из простых! Однако более рационально использовать расходуемое топливо можно, добиваясь неуклонного повышения КПД двигателя и всей установки в целом. Другими словами, если мы не можем решительно снизить часовой расход топлива двигателем, то постараемся увеличить часовую скорость лодки при том же расходе.
Конкретно речь пойдет о моторах семейства "Вихрь" — самых распространенных в нашей стране. Размеры деталей, приведенные в чертежах, соответствуют "Вихрю-30", однако сами рекомендации могут быть использованы для индивидуальной доводки силовой установки с двухтактным двигателем любого типа.
Свечи
Внимательнейшим образом относитесь к свечам. От правильной работы этой маленькой детали существенно зависит мощность, надежность. экономичность двигателя.
Свечи должны быть штатными или по допустимой замене. Свечи специальные — авиационные. гоночные и т.д. — хороши только при использовании по своему прямому назначению, их использование на серийных ПМ приводит к ухудшению пусковых свойств двигателя и снижению мощности. Не следует чрезмерно увлекаться "фирменными свечами": их преимущества. как правило, сильно преувеличены.
Плотная затяжка и наличие уплотнительных колец обязательны. При отсутствии уплотнительного кольца или слабой затяжке падает компрессия, прорывающиеся газы перегревают свечу и как следствие — вы получаете ухудшение пусковых свойств, падение мощности.
Совершенно недопустимо использование на разных цилиндрах свечей с различными тепловыми характеристиками.
Зазоры между электродами должны быть одинаковыми на свечах обоих цилиндров, а их величина находиться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Разные величины зазоров — разный момент и импульс зажигания и как следствие — потеря мощности. Чрезмерный зазор — вероятность пробоя индукционной катушки (бобины).
Головка блока цилиндров
Снимем головку, не выворачивая свечей, и проверим расположение торцов ввертной части свечей относительно поверхности сферы камеры. Окружность торца свечи должна лежать на поверхности сферы. При выступании внутрь — надо подложить подсвечу отожженную медную шайбу соответствующей толщины, приутопании — торцевать бобышку подсвечу.
Для уменьшения тепловых и гидравлических потерь внутреннюю поверхность камер сгорания следует отполировать.
Головка блока цилиндров — самая термически напряженная деталь двигателя, а охлаждение ее, в сравнении с цилиндром, недостаточно. Теплоотводу от головки к цилиндру существенно препятствует асбестовая прокладка блока. Неслучайно в современных конструкциях цилиндры выполняют заодно с головкой, несмотря на ухудшение технологичности и ремонтопригодности, либо уплотняют камеру сгорания притертыми посадочными поверхностями, а водяные полости на наружном стыке головки и блока — резиновой прокладкой.
У серийного "Вихря" штатную прокладку (очень дефицитную) можно заменить соответствующим набором прокладок из отожженной медной фольги толщиной 0.1 мм. Толщину пакета можно сделать равной 0.5 толщины штатной прокладки, что позволит несколько повысить степень сжатия и соответственно уменьшить расход топлива без увеличения октанового числа топлива.
При постановке головки на блок обратите внимание на состояние прокладки. Она не должна иметь никаких повреждений и выступать внутрь камеры сгорания.
Затяжку гаек крепления головки надо производить в порядке, предусмотренном инструкцией. После 2-3 мин работы на холостом ходу гайки необходимо подтянуть.
Блок цилиндров
Двигатель имеет блок цилиндров из алюминиевого сплава с запрессованными чугунными гильзами. При серийном изготовлении гильз и блока линейные и угловые размеры каналов и окон могут существенно отличаться от номинальных. При запрессовке гильз возможная неточность изготовления деталей усугубляется погрешностями сборки, что приводит к увеличению гидравлических потерь, ухудшению качества продувки и как следствие — существенным потерям мощности.
Все линейные и угловые размеры гильз необходимо привести в соответствие с указанными на рис. 1 с допуском в плюс. Все закругления в окнах надо выполнить радиусами с минусовым допуском, а кромки окон, выходящие на зеркало цилиндра, округлить радиусом 0.5 мм и заполировать.
Сопрягаемые размеры блока цилиндров следует привести в соответствие с гильзами и картером двигателя.
Все места сопряжений — зачистить заподлицо, каналы тщательно заполировать.
Поршень
Окна в обоих поршнях надо сделать одинаковыми, все острые кромки внутри поршня на входе в окна — скруглить радиусом 2-3 мм и заполировать.
Кромки окон, выходящие на зеркало цилиндра, не скруглять.
После выполнения этих операций надо взвесить поршень каждого цилиндра вместе с кольцами и пальцем. Масса обоих поршней должна быть одинакова. Разницу уравнять удалением неровностей на внутренней поверхности поршня и проточкой конусов на внутренней поверхности пальца примерно на 1/3 длины мальца с каждой стороны. Заполировать наружную поверхность днища поршня.
Картер
Крышки картера (верхняя и нижняя) доработки не требуют. Центральная часть картера тщательно осматривается: размеры впускных окон в верхний и нижний картер и перепускные каналы приводятся в соответствие с указанными на рис. 2 и 3. Все выступы и неровности на пути газовоздушного потока убираются, газовоздушный тракт полируется.
Коленчатый вал
Качество продувки зависит также от степени сжатия в картере: чем она выше, тем быстрее и точнее осуществляется процесс, тем больше разрежение в картере и, следовательно, его наполнение а отсюда и мощность.
Увеличить степень сжатия в картере и уменьшить гидравлические потери можно, установив на верхней щеке коленвала верхнего цилиндра и нижней щеке коленвала нижнего цилиндра вытеснители из пенопласта, заформованные в кольцевую обечайку (рис. 4).
Из любой марки стали изготавливается кольцо 1. Из плотного конструкционного пенопласта вырезаются вытеснители 2. Сборка осуществляется следующим образом: вытеснители покрываются по торцам эпоксидной смолой, ставятся по месту и закрепляются винтами М5 (поз. 3). Кольцо 1 плотно насаживается на щеку коленвала 4 и закрепляется 3 винтами М5 (поз. 5). Винты ставятся на эпоксидной смоле и контрятся керном. Боковые поверхности вытеснителей также покрываются эпоксидной смолой. После полимеризации все поверхности тщательно зашлифовываются.
Для снижения гидравлических потерь все острые кромки на щеках коленвала и шатунах скругляются радиусами 2-3 мм. Поверхности шатунов и коленвала полируются.
Для снижения механических потерь при вращении коленвала верхняя и нижняя цапфы коленвала доводятся вручную пастой ГОИ до обеспечения скользящей посадки коренных подшипников.
Карбюратор
Штатный карбюратор имеет главный жиклер постоянного сечения. Если бы мотор эксплуатировался при строго определенной температуре (например +20°С), то подбором жиклера можно было бы обеспечить оптимальный состав топливо-воздушной смеси, а стало быть — и максимальную мощность. На самом деле температура воздуха существенно изменяется даже в течение одного дня, не говоря уже о сезонных колебаниях. С изменением температуры воздуха меняется его плотность при снижении температуры — повышается, при повышении — снижается. Так, при снижении температуры воздуха на 3° наполнение повышается на 1%, зависимость между наполнением и мощностью пропорциональна, те на столько же должна увеличиться и мощность.
Должна. Но при жиклере постоянного сечения (в случае правильно подобранного жиклера) мощность при снижении температуры воздуха, несмотря но увеличение наполнения, упадет, так как смесь обедни гея. При увеличении температуры мощность также упадет — из-за обогащения смеси, что сопровождается увеличением расхода топлива.
Напрашивается вывод: максимальную мощность при любой температуре в данный момент можно получить только при наличии регулируемого жиклера. Удобна и практична конструкция узла регулируемого жиклера с приводом гибким валиком, предложенная в статье О. В. Лобусова и В. Ф. Балакина "Наш опыт эксплуатации мотора "Вихрь" (см. "КиЯ" №21).
Система зажигания
У моторов с механическими прерывателями зазоры в контактах прерывателей должны быть одинаковыми, а их величина — соответствовать инструкции все контактные наконечники должны быть тщательно припаяны к проводам и плотно закреплены на контактах приборов зажигания. Провода должны быть проведены в местах, исключающих нагрев и перетирание изоляции.
Обратите внимание на состояние подшипника скольжения платы магнето. Для обеспечения нормальной работы подшипник всегда должен быть смазан теплостойкой консистентной смазкой типа ЦИАТИМ-201, Литол, 1-13.
При наличии в этом узле ощутимых зазоров точную настройку прерывателей осуществить невозможно. В ряде случаев, при некоторых углах установки платы магнето, это вызывает перебои в работе цилиндров из-за исчезновения зазора в одном из прерывателей и чрезмерного увеличения зазора в другом.
Мотор - судно - движитель
Получить высокую мощность двигателя — это еще не все. Мощность надо реализовать с минимальными потерями, а это возможно лишь при правильном сочетании всех элементов сложного комплекса мотор-судно-движитель. Рассмотрим все элементы комплекса, хотя бы коротко (в принципе, этому вопросу посвящено в "КиЯ" немало публикаций).
Сопротивление подводной части самого подвесного мотора соизмеримо с сопротивлением корпуса лодки. Чтобы свести его к минимуму. необходимо соблюдение следующих условий.
Расстояние от антикавитационной плиты ПМ до нижней точки днища должно быть максимальным. Для каждого типа лодки и условий эксплуатации оно индивидуально и подбирается экспериментально. Критерий оценки: мотор должен быть установлен максимально высоко, но. в то же время, обеспечивать нормальную работу винта на волнении и поворотах при загрузке, типичной для данного судна.
Значительные потери тяги возникают при неправильном выборе угла установки ПМ. В любом случае на ходу ось гребного винта должна быть параллельна поверхности воды. Так как при установившемся глиссировании нос лодки обычно поднят на несколько градусов, приблизительно на столько же градусов должна быть наклонена ось гребного винта при статическом положении судна. При грубой оценке, при стоящем на "ровном киле" судне обтекатель винта должен быть направлен под небольшим углом к поверхности воды.
Все неровности подводной части мотора должны быть удалены опиловкой, поверхность тщательно зачищена, крепежные винты утоплены заподлицо с поверхностью, глубокие выборки под винты крепления нижней половинки подводной части ("Вихрь") заполнены до контура поверхности каким-либо водостойким компаундом и зачищены заподлицо с поверхностью (компаунд этот должен сравнительно легко разрушаться механически при разборке подводной части ПМ).
Все без исключения серийные мотолодки под моторы 25-30 л.с. — это глиссирующие лодки с кормовой центровкой груз и пассажиров надо размещать так, чтобы центр тяжести был несколько смещен в корму. Насколько? Это определяется довольно просто: при правильном размещении груза "петух" максимально удален от транца, а чем выше скорость, тем дальше "петух".
Так. например, для мотолодки "Крым" с "Вихрем", с точки зрения получения максимальной скорости при наличии на борту водителя и пассажира, идеальное расположение их обоих — на кормовой банке. При смешении одного из них на переднюю банку скорость сразу снижается на 4-5 км/ч. Оптимальное расположение поста управления на подобных лодках — примерно на 1/3 длины корпуса от транца.
Роскошь располагать пост управления прямо за ветровым щитком можно позволить только при очень мощных моторах (нашей промышленностью не выпускаемых).
И еще: если хотите "ходить" быстро, храните глиссирующую лодку не в воде, а на стеллажах или подвеске. При хранении на плаву днище обрастает "бородой", которая существенно снижает скорость.
Гребной винт ПМ "Вихрь" приемлем для лодок типа "Казанка" или "Крым" при малой нагрузке. Для других типов лодок он "тяжел", а с "тяжелым" винтом двигатель но развивает номинальные обороты и, следовательно, не добирает мощность, что приводит к снижению скорости и повышенному расходу топлива.
Расчет оптимального винта и последующая экспериментальная доводка — сложная задача, решать которую под силу только квалифицированному водномоторнику, а вот подобрать винт с достаточной для практики точностью — вполне возможно. Для этого необходимо иметь: винт регулируемого шага (типа "Днепр" или др.) и тахометр лабораторный с набором конусов.
Работа производится следующим образом. На тихой, свободной от движения других судов акватории надо установить на ВРШ штатный шаг винта "Вихрь" (240 мм) и произвести заезд с типичной для данной лодки нагрузкой и обычным размещением людей. При выходе мотора на режим надо замерить тахометром обороты (при снятом капоте от "зацентровки" верхней цапфы коленвала). Если они ниже номинальных — шаг велик. Следует установить шаг на 10 мм меньше, повторить выход и т.д. При выходе на номинальные обороты остается запомнить оптимальный шаг винта. С учетом того, что лодка вероятнее всего будет эксплуатироваться и при большей нагрузке, полезно снизить шаг винта на 10-15 мм.
Остается сделать отливку винта по зафиксированному ВРШ как по модели.
При тщательном выполнении этих основных (далеко не всех возможных!) рекомендаций, самый "тупой" серийный двигатель уверенно запоет мощным голосом спортивного мотора, а эффективная мощность возрастет на 3-4 л.с. без снижения надежности, ресурса и увеличения расхода топлива.