Повышение мощности и экономичности гребного винта

Мощность и экономичность подвесного лодочного мотора "Вихрь"— параметры взаимосвязанные. Совершенно очевидно, что если повысить мощность двигателя без увеличения расхода горючего, то скорость глиссирующей лодки возрастет и на прежнем количестве горючего можно будет пройти большее расстояние, следовательно, экономичность мотора повысится.

Наиболее простой способ повышения мощности — увеличить степень сжатия, однако в этом случае лодочный мотор придется эксплуатировать на более дорогих высокооктановых сортах бензина. Именно поэтому конструкторы "Вихрей" считали нецелесообразным идти таким путем, несмотря на тенденции в зарубежном моторостроении. Заводские конструкторы и технологи постоянно работают над повышением мощности и снижением удельного расхода горючего "Вихрей" (он, кстати, находится на уровне зарубежных моделей аналогичной мощности), но многое зависит и от тех, кто эксплуатирует моторы.  

Поскольку выполнение ряда приводимых ниже рекомендаций потребует переборки двигателя, то применять их можно только на моторах, выработавших ресурс, или при их последующих ремонтах. Среди начинающих водномоторников бытует мнение, что стоит заменить какую-то деталь или отполировать канал, и мощность) мотора сразу же увеличится. Конструкция современного двухтактного двигателя и процессы, происходящие в нем, весьма совершенны. Поэтому повышение мощности — дело очень кропотливое, а успех складывается буквально из мелочей, небольших шагов, предпринимаемых на каждом узле и агрегате.

Опыт подобной работы с двигателями семейства "Вихрь" показал, что на мощность и расход топлива влияют в основном состояние узла блока цилиндров, поршней и поршневых колец. На их индивидуальную доработку и следует обратить основное внимание. Но начинать ее надо только после того, как вы убедитесь в правильности установки на лодке мотора и подбора гребного винта для конкретных условий эксплуатации, а также в том, что судно имеет нормальный ходовой дифферент и центровку. Как показывает практика, за счет доводки этих элементов можно получить прирост скорости на 25% и более и соответственно сократить путевой расход горючего.

В этом узле находятся перепускные воздушные каналы, каналы подачи топливной смеси и выброса отработавших газов. Поскольку скорости потока воздушной смеси близки к сверхзвуковым, поверхность каналов должна быть гладкой, без наплывов, шероховатостей, уступов и особенно — встречных реданов. Все это повышает сопротивление потоку и затраты мощности на процессы продувки. Поэтому желательно каналы отполировать, не изменяя их геометрию.

Важно, чтобы обеспечивалось полное совпадение кромок в месте соединения продувочных окон в гильзе цилиндра с каналом в блоке. Лучше, если не будет никакого уступа или он не более 0.5 мм по ходу смеси, как показано на рис. 73. Эффект доработки можно иллюстрировать результатами испытаний двух моторов "Вихрь-30", у которых кромки гильзы нависали над каналами блока цилиндров на 1.0-1.5 мм. После доработки до полного совпадения кромок мощность возросла на 1.6 и 2.3 л.с.

Рис. 73. Впускные каналы на переходе из блока цилиндров в гильзу: а — лучший вариант — кромки блока и гильзы совпадают; б — канал с уступом между блоком и гильзой. 1 — кромки совпадают; 2 — блок цилиндров; 3 — гильза; 4 — движение топливной смеси; 5 — допустимая величина уступа

Выхлопные окна доработок не требуют.

Поршни должны свободно вращаться на поршневом пальце (плавающий палец). Торцы пальцев нужно заполировать, чтобы не было торможения при касании их за стопорные замки, что одновременно вызывает износ усиков замков. Головки поршней также целесообразно заполировать—это улучшит протекание топливной смеси и отвод тепла, уменьшит отложение нагара. Перепускное окно желательно сделать максимально приближенным к прямоугольной форме с прямолинейностью сторон, с радиусами сопряжения 2-3 мм и размером по высоте 14.5+2.0 мм для "Вихря-25" и 23,5 мм для "Вихря-30".

Поршневые кольца — небольшая, но весьма ответственная деталь двигателя, обеспечивающая его мощность и долговечность. Они изготавливаются из специального чугуна, обладающего необходимой прочностью, упругостью, жаро- и износостойкостью. Важна также хорошая теплопроводность колец для отвода тепла от головки поршня к стенкам цилиндра. На мощность и экономичность двигателя сильно влияет зазор колец (табл. 3). Например, на моторе "Вихрь-30" были испытаны четыре комплекта поршневых колец. Два комплекта после установк на поршни и в цилиндры имели зазор в стыке в соответствии с чертежом 0.3+0.2 мм. У двух других комплектов с теми же поршнями цилиндрами зазор в стыке был равен 0.6 мм. Испытания велись на одном двигателе при идентичных условиях.

Таблица 3 Мощность мотора "Вихрь-30", л.с, в зависимости от зазора в стыке поршневых колец

Частота вращения, об/мин	Зазор, мм		Изменение мощности, л. с. (кВт)
	0.3+0.2	0.6
3600 4200 4500 4800 5000 5200 Часовой расход топлива, кг/ч	21.35 24.00 25.48 27.10 28.68 26.90 11.15	20.95 24.25 24.60 25.85 26.67 28.48 11.43	-0.40 (0.29) -0.25 (0.18) -0.88 (0.65) -1.25 (0.92) -2.01 (1.47) -1.58 (1.16)

Вторым важным условием является обеспечение полного прилегания кольца к стенкам цилиндра. Например, были испытаны два комплекта поршневых колец с просветом по наружному диаметру до 0.03 мм, до 0.02 мм и третий комплект — без просвета. Испытания проводились на одном "эталонном" моторе при совершенно равных условиях, с замером мощности двигателя после сборки и после обкатки в течение 5 ч на режимах от 2500 до 4500 об/мин (ступенями через 500 об/мин с работой мотора по 1 ч на каждом режиме). Результаты показали, что мощность двигателя с поршневыми кольцами первого и второго комплектов до обкатки оказалась ниже на 2.8-3.4 л.с. (на режиме 3800 об/мин). Однако падение мощности уменьшается с возрастанием частоты вращения, что объясняется увеличением быстротечности газодинамического процесса и снижением влияния просветов по наружному диаметру кольца.

После обкатки первых двух комплектов колец падение мощности увеличилось в диапазоне от 4500 до 5200 об/мин. Объясняется это резким уменьшением упругости поршневых колец, так как кольца с просветами по наружному диаметру имеют уменьшенную площадь контакта со стенками цилиндра, что вызывает резкое снижение теплоотдачи ими и перегрев поршневых колец. Поршневые кольца третьего комплекта, изготовленные без просветов по наружному диаметру, незначительно снизили мощность "эталонного" двигателя на режимах 3600-4800 об/мин, а после обкатки мощность в этом диапазоне частоты вращения практически соответствовала "эталонной". Упругость этих колец после 5-часового испытания снизилась незначительно.

Просветы, измеренные по хорде на поршневых кольцах первого и второго комплектов после испытаний, уменьшились, но потеря упругости до 30% первоначальной исключает возможность дальнейшей приработки поршневых колец по наружному диаметру даже в течение длительного времени. Следует отметить, что поршневые кольца с просветом по наружному диаметру от 0.02 до 0.03 мм и более вызывают снижение мощности двигателя на всем диапазоне частоты вращения. Чтобы снять с двигателя максимальную мощность, следует подбирать поршневые кольца без зазора по наружному диаметру, для чего необходимо иметь в запасе несколько комплектов.

Третьим условием повышения мощности и экономичности двигателя является хорошее прилегание торцов поршневых колец к канавке поршня. Надо иметь в виду, что у двухтактного двигателя поршневые кольца силой постоянно направленного газового потока в цилиндре прижаты в поршневой канавке своим нижним торцом. Поэтому его придется тщательно притереть на самой мелкой (бархатной) шкурке или на чугунном диске. Неплотности контакта нижнего торца кольца и стенки поршневой канавки снижают мощность двигателя на 1 л.с. и даже более.

У картера двигателя желательно заполировать входной канал топливной смеси из карбюратора в кривошипные камеры и удалить забоины и заусенцы на поверхностях обеих камер. Полировать поверхности кривошипных камер не нужно, так как даже небольшое увеличение объема кривошипной камеры приводит к уменьшению мощности. Дейдвудная часть не требует никакой доработки, а внутренние поверхности трубы настроенного выхлопа в модели "Вихрь-30" желательно, насколько возможно, заполировать.

Не рекомендуется заливать во внутреннюю полость редуктора излишнее количество смазки. Вполне достаточно 125-150 г. При этом шестерни редуктора оказываются погруженными в масло несколько больше, чем на длину зуба, и гидравлическое сопротивление от вращения зубьев в масле минимальное. Если масла залить больше, вращающиеся шестерни будут испытывать довольно значительное сопротивление от вязкой трансмиссионной смазки, на что будет бесполезно затрачиваться мощность двигателя. При неправильной регулировке реверса мотора и дистанционного управления, когда на тягу реверса, уже дошедшую до своего крайнего положения, действует излишняя нагрузка, усилия рычагов вызывают пружинящий изгиб тяги. В результате ее деформации скоба, закрепленная на нижнем конце тяги, своим торцом начинает тереться о торец канавки муфты переключения реверса. В результате такого трения теряется до 1.0-1.5 л.с. Мощности двигателя и, конечно, изнашивается скоба.