Винт на вихрь 30 какой лучше. Повышение мощности и экономичности гребного винта лодочного мотора "вихрь"

Лодки для туризма за последние годы изменили свой облик. Вместо традиционных плоскодонных промышленность освоила выпуск ряда новых моделей, отличающихся высокой мореходностью, повышенной комфортабельностью. Днище с килеватыми обводами дает возможность этим судам сохранять свои качества на крутой волне, позволяет избежать утомительной тряски на зыби.

В скорости на тихой воде новые мотолодки, однако, проигрывают плоскодонным. Это неизбежно: новые обводы имеют более высокое гидродинамическое сопротивление, да и сами корпуса лодок потяжелели.

Вопрос в другом: насколько велик может быть этот проигрыш? Теория, как будто, говорит, что он должен быть весьма незначительным. Практика убеждает в обратном.

А может быть, дело не только в лодках?

Вспомним, что все выпускаемые сегодня подвесные моторы разрабатывались в те времена, когда, кроме , у нас практически ничего не было. На нее, естественно, и ориентировались моторостроители, рассчитывая параметры своих первых 17-20-сильных подвесников.

Соответствуют ли эти параметры гидродинамическим характеристикам современных мотолодок?

Чтобы получить ответ на этот вопрос, редакция провела сравнительные ходовые испытания.

На нашу мерную милю вышли две мотолодки, серийно выпускаемые промышленностью (дюралевый «Прогресс» и пластмассовый «Нептун») и две фанерные лодки, построенные по (глубокое V «Косатка» и ). В нашем распоряжении были моторы «Вихрь», «Вихрь-М» и «Вихрь-30» и набор из трех гребных винтов, изготовленных в ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова. Один из этих винтов ничем не отличался от штатного винта «Вихря» (правильнее сказать «Вихрей», так как на 20-, 25- и 30-сильный моторы ставится один и тот же винт!). Этот винт, напомним, имеет диаметр 240 мм и шаг 300 мм. А вот два новых винта при том же диаметре имели шаг 264 и 240 мм.

В проведении испытаний, вместе с сотрудниками редакции, участвовали представители ЦНИИ имени Крылова и несколько ленинградских туристов-водномоторников. Замеры скоростей проводились в Гребном канале по обычной методике - мерный участок проходился по два раза в обоих направлениях, время фиксировалось двумя секундомерами.

Результаты (см. таблицы 1-3) получились, на наш взгляд, очень интересные.

Вот, например, на дистанции «Прогресс» с 25-сильным «Вихрем-М».

Владелец этой лодки В. Кузовкин отлично оборудовал ее для дальних путешествий: установил встроенный бензобак под переднее сиденье, подкрепил конструкцию транца, погрузил аккумулятор и т. п. Одним словом, вариант далеко не чисто прогулочный! С запасом горючего в 90 л и двумя человеками (водитель и пассажир) на борту водоизмещение лодки можно было оценить цифрой 490 кг. Со штатным гребным винтом на моторе этот «Прогресс» проходит 500-метровый мерный участок за 68,5 сек (среднее время за два пробега), т. е. скорость составляет 26,3 км/час.

Увеличиваем экипаж до четырех человек - скорость сразу же падает до 18,3 км/час, т. е. лодка на глиссирование уже не выходит.

Теперь заменяем штатный винт другим - с меньшим шагом, равным 264 мм, и вот, тот же «Прогресс» с теми же четырьмя человеками на борту идет в полтора раза быстрее - показывает скорость 27,3 км/час! Следующий винт - шаг еще меньше - 240 мм - еще 2 км/час прироста скорости, а максимальная скорость хода с двумя пассажирами достигает 30,2 км/час. Только с появлением на борту пятого человека (т. е. при увеличении водоизмещения примерно до 700 кг) лодка снова переходит в водоизмещающий режим движения - 16,7 км/час.

Надо еще отметить, что во время скоростных пробегов «Прогресса» только при нагрузке два пассажира с гребным винтом 240х240 мм мотор развивал повышенное (но не чрезмерное - 5200 об/мин) число оборотов!

Гребной винт с уменьшенным шагом 240 мм помог «Вихрю-20» «вытащить» на глиссирование и мотолодку «Нептун» с 4 пассажирами (водоизмещение 550 кг): она пошла со скоростью 36 км/час вместо 13,5, показанных со штатным винтом. Итак, скорость возросла в 2,6 раза!

Откуда же взялись у мотора силы? Почему небольшим уменьшением шага гребного винта удается компенсировать увеличение нагрузки?

Это можно проиллюстрировать графически. Каждый мотор имеет свою так называемую «внешнюю характеристику», т. е. зависимость снимаемой с вала мощности от числа оборотов коленчатого вала при полностью открытом карбюраторе. Для «Вихря», например, внешняя характеристика представляет собой кривую 1 с максимальной мощностью в 21,5 л. с. при 5000 об/мин. Мощность, которая поглощается на данной лодке гребным винтом, в зависимости от числа оборотов мотора показана на этом же графике тремя кривыми - винтовыми характеристиками 2, 3 и 4, - каждая из которых соответствует винту определенного шага. Точки, где внешняя и винтовая характеристики пересекаются, и показывают мощность и число оборотов мотора с данным винтом.

Оптимальный для данной моторной лодки при данном водоизмещении винт (винтовая характеристика 3) позволяет наиболее полно использовать мощность двигателя на номинальных оборотах. При постановке более «тяжелого» винта (кривая 2) на ту же лодку с той же загрузкой мотор будет работать на оборотах 3500 об/мин, которым по внешней характеристике двигателя соответствует мощность всего 12 л. с.; это значит, что используемая мощность 20-сильного «Вихря» будет такой же, как у обычной «Москвы» или «Beтерка-12».

Применение слишком «легкого» винта (кривая 4) также приводит к недоиспользованию мощности, так как внешняя характеристика при числе оборотов больше номинального резко падает. Но главная опасность здесь другая: значительное повышение числа оборотов сверх номинального резко сокращает срок службы мотора, а вероятность поломок его повышается. Однако даже в том случае, когда слишком «легкий» винт эксплуатируется на номинальных оборотах, снимаемая мощность «Вихря» также не превышает 12-13 л. с.

Можно подумать, что с «тяжелым» винтом получится значительная экономия топлива, - ведь мотор работает на пониженных оборотах! Это далеко не так.

На том же графике показана зависимость удельного расхода топлива (кривая 5) от числа оборотов. При числе оборотов, равном, например, 3700 об/мин, удельный расход составляет примерно 480 г/л. с. час вместо 360 на большем номинальном; мощность при этом равна 16 л. с. Перемножаем получившийся удельный расход на мощность и получаем парадоксальный результат - часовой расход топлива при меньшей снимаемой мощности остался прежним!

Вот к каким результатам приводит эксплуатация лодки с неподходящим гребным винтом: и скорость получается меньше, и расход топлива на 100 км пути увеличивается.

Сколько сил можно потерять, используя «тяжелый» винт, наглядно продемонстрировали испытания мотолодки «Косатка». Что можно сказать, глядя на таблицу замера ее скоростей?

Со штатным винтом на «Вихре-30» при увеличении нагрузки с двух человек до четырех скорость падает на 8 км/час. Установка же винта с меньшим шагом (264 мм) не только повышает скорость до 43,4 км/час (2 человека) и 39,0 км/час (4 человека), но и сокращает разницу в скоростях, которая получается при повышении нагрузки.

Под 20-сильным «Вихрем» со штатным винтом и с четырьмя пассажирами лодка не глиссирует и идет в переходном режиме - 17,6 км/час. Установка винта с шагом 240 мм приводит к поразительному результату: скорость с двумя человеками на борту становится почти такой же, как и при 30-сильном моторе со штатным винтом, а с четырьмя - даже на 2 км/час выше! Выходит, что, плавая на «тридцатке» со штатным винтом, мы в течение трех лет не использовали, по крайней мере, 8-9 л. с. имеющейся мощности!

С точки зрения экономики это означает, что сотни, а то и тысячи тонн бензина сейчас нерационально расходуются только потому, что самые распространенные у нас моторы «Вихрь» и «Вихрь-М» (как впрочем, и «Нептун») снабжаются одним единственным винтом, который приходится использовать и на легкой «Казанке» и на семейном «Прогрессе». Заводы экономят на шестирублевом винте (который, кстати, с удовольствием приобрели бы даже просто в качестве запасного все владельцы моторов!), а в общегосударственном масштабе это оборачивается не такими уж малыми потерями!

Правда, к моторам «Москва-25» и «Москва-30» выпускаются три гребных винта с шагом 250, 280 и 300 мм, но провести сравнительные испытания с этими моторами мы не имели возможности, так как в нашем распоряжении их не было.

Даже ориентировочная прикидка говорит о том, что штатные гребные винты опробованных моторов далеко не оптимальны . Сравним значения теоретических скоростей 20-25-сильных отечественных и зарубежных моторов («Крайслер», «Эвинруд» и «Меркюри» по 20 л. с., «Джонсон», «Сельва», «Кресчент», «Терхи» по 25 л. с. и «Кресчент» 35 л. с.). Если принять для штатных винтов всех сравниваемых моторов постоянное значение скольжения равным, например, 10%, то теоретическая скорость, достижимая при номинальных оборотах, на всех зарубежных моторах будет значительно ниже той, на которую рассчитаны штатные винты «Вихря» и «Нептуна». Так, если для «Вихрей» всех мощностей это 47 км/час (винт-то у всех один!), то для «Кресчента», «Сельвы», «Терхи» - это только 40 км/час, для «Крайслера» и «Эвинруда» даже 39 км/час! И это на штатных винтах, а ведь к каждому зарубежному мотору можно приобрести еще как минимум 2-3 других гребных винта, как правило, с шагом и меньше и больше чем у штатного.

Только «Казанка», на которую и подбирался винт «Вихря», может с этим мотором ходить с расчетной скоростью с одним водителем 43-45 км/час, недостижимой для современных лодок с тем же мотором и винтом.

Прошло десять лет. Наша промышленность освоила выпуск чуть ли не 20 разных . И теперь становится совершенно необходимой поставка в торговую сеть если не винтов с регулируемым шагом (типа «мульти-питчей», о которых не раз писалось в сборнике), то хотя бы набора сменных гребных винтов. Ответ на вопрос, какие это могут быть винты, должны дать судостроители. А для этого, помимо всего прочего, необходимо изменить утвердившуюся практику проведения ходовых испытаний. Сейчас при приемке новых образцов в нашем головном ЦКБ «Нептун», например, на лодку ставится мотор только со штатным винтом, а единственным показателем, снимаемым на мерной миле, является скорость. Если скорость с полной нагрузкой не устраивает - мала, вешают на транец еще один мотор (так было с мотолодкой «Нептун», рассчитанной, однако, на эксплуатацию с одним мотором).

А между тем на этих испытаниях имеется полная возможность не только снять все нужные характеристики, такие, как число оборотов мотора или расход горючего, но и подобрать оптимальные винты и главное - дать соответствующие рекомендации будущему владельцу. Именно так делают ведущие фирмы за рубежом.

Следует также убедиться в исправном состоянии свечей зажигания, проверить величину зазора в контактах прерывателей, удостовериться в свободном перемещении пластмассового толкателя прерывателя магнето МЛ-10-2с.

Неустойчивая работа двигателя может быть обусловлена и подсосом воздуха из-за неплотностей в прокладках патрубка карбюратора и вставки продувочного канала.

Винт от «Москвы» - на «Вихре»

Штатную втулку и резиновый амортизатор следует выпрессовать. Размеры новой втулки показаны на чертеже (дет. 2).

Из резинового жгута диаметром 5-6 мм нужно вырезать четыре куска длиной по 45 мм, которые в дальнейшем будут играть роль амортизаторов 3. Для облегчения втулки в ней необходимо сделать выборки в нерабочих местах, а глухие отверстия под круглые амортизаторы просверлить, вставив втулку в ступицу 1.

Окончательно втулка запрессовывается в ступицу совместно с амортизаторами 3 до упора и закрепляется на валу при помощи кольца 4 и штифта 5. Пробка 6 закрывает отверстие и торец втулки 2. В ступице следует просверлить отверстие диаметром 5 мм под контровочный шплинт, как это сделано на гребном винте у мотора «Вихрь».

Характеристики гребного винта лодочного мотора Вихрь

Штатные гребные винты лодочных моторов "Вихрь" , имеющие диаметр 240 и шаг 300 мм, позволяют мотолодке весом до 150 кг с одним человеком развивать скорость 40-43 км/ч. При этом двигатель работает с близкой к номинальной частотой вращения, при которой достигается его максимальная мощность. При увеличении нагрузки винт становится тяжелым - двигатель работает на пониженных оборотах при полностью открытой дроссельной заслонке карбюратора. В этом случае двигатель уже не развивает полной мощности, скорость лодки относительно невысока, а расход горючего максимальный.

Демпфирующее устройство гребного винта лодочного мотора "Вихрь" .

Все современные подвесные лодочные моторы комплектуются гребными винтами, снабженными демпфирующим устройством. Оно необходимо для предотвращения перегрузок узлов редуктора при работе на переходных режимах двигателя, а также эволюциях судна.

Демпфирующее устройство не должно быть ни слишком мягким, ни слишком жестким, так как в этих случаях оно не будет выполнять своих основных функций.

Демпфер гребного винта на лодочных подвесных моторах "Вихрь" изготовлен из достаточно прочной и высококачественной резины марки 4004. Толщину слоя резины и заполняемый ею объем рассчитывают по величине крутящего момента и тщательно проверяют при ходовых испытаниях. Предусмотренный запас прочности обеспечивает надежную работу демпфера в течение всего ресурса мотора.

Излишнее увеличение жесткости демпфера приводит к значительным перегрузкам, возникающим в узлах редуктора на пусковых и переходных режимах двигателя, и уменьшению их долговечности. Следует предостеречь любителей от применения самодельных гребных винтов со сплошной металлической ступицей без демпфера. Завод проводил испытания моторов с такими винтами. Первое, что было отмечено, - это срезание предохранительных штифтов на гребном валу при включении хода, даже на малых оборотах. При наработке всего в несколько часов сильно изнашивался роликовый подшипник на шестерне переднего хода и других деталях. Из практики многократных ходовых и прочностных испытаний определено, что проворачивание демпфера происходит при резком увеличении частоты вращения двигателя без необходимого постепенного набора скорости судном и при крутых поворотах лодки на максимальных оборотах двигателя.

Осевой люфт гребного вала на лодочных моторах "Вихрь" может достигать 2.0 мм. Это - не дефект редуктора, он обусловлен тем, что вал в осевом направлении не имеет постоянной жесткой связи с шестернями, а удерживается между их ступицами своей утолщенной средней частью, имеющей шлицы.

При замене гребного винта, особенно на самодельный, следует убедиться, что торец ступицы винта не касается корпуса редуктора или стакана. Если такое имеет место, то за счет сил трения стакан может проворачиваться в корпусе редуктора, в результате чего и стакан, и корпус редуктора приходят в негодность. Поэтому, поставив новый гребной винт на вал, нужно до закрепления винта шплинтом измерить щупом минимальный зазор между торцом винта и стаканом редуктора, отжав винт рукой в сторону редуктора.

Зазор при этом не должен быть менее 0.8 мм. Если зазор меньше или отсутствует вовсе, в отверстие винта под торец вала можно вставить шайбу Ø17.5+0.1 мм (см. 1 на рис. 72), сделанную из любого металла. Это обеспечит упор винта в гребной вал и необходимый зазор. Требуемую толщину шайбы можно также определить, измерив глубину расточки в ступице винта и длину выступающей из корпуса редуктора части гребного вала.

Рис. 72. Правильное положение гребного винта на валу.

Повышение мощности и экономичности гребного винта лодочного мотора "Вихрь"

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.

Блок цилиндров

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, поршневые кольца

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

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.

Отдельные узлы и агрегаты

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.

Подбор оптимального гребного винта для лодочного мотора Вихрь

Необходимо применять гребной винт, соответствующего по своим характеристикам сопротивлению воды, движению лодки или ее нагрузке (для глиссирующих судов).

Чем больше нагрузка, тем выше сопротивление и больший упор должен развивать гребной винт. При этом частота вращения коленчатого вала должна быть близкой к номинальной - в этом случае двигатель развивает свою полную мощность. Однако на практике двигатель может работать на меньшей частоте вращения и, следовательно, мощности, когда гидродинамически тяжелый гребной винт перегружает двигатель вращающим моментом. Или же двигатель легко развивает максимальную частоту вращения, но гребной винт не создает необходимого упора - это случается при гидродинамически легком гребном винте.

У подвесных лодочных моторов существует практически единственная возможность согласовать работу винта с двигателем - за счет изменения шага, так как размеры корпуса редуктора ограничивают максимальный диаметр винта, который может быть установлен на моторе. В некоторой степени винт можно "облегчить", если подрезать его по диаметру, однако оптимальным вариантом является применение комплекта сменных винтов с различным шаговым отношением.

Таким образом, если лодочный мотор устанавливается на глиссирующей лодке, нагрузка которой в процессе эксплуатации будет изменяться в широких пределах, владельцу следует позаботиться о комплекте из двух-трех сменных винтов разного шага. Решение о том, какой винт применять в том или ином случае, лучше сделать на основании контрольных пробегов на мерном участке с обязательным замером частоты вращения коленчатого вала и скорости лодки. Еще раз необходимо предостеречь от применения винтов малого шага на облегченных мотолодках, когда частота вращения двигателя может превысить максимально допустимую и не исключена его серьезная авария, например, обрыв шатунов или поломка коленчатого вала.

В настоящее время 25- и 30-сильные лодочные моторы "Вихрь" комплектуются двумя гребными винтами диаметром 240 мм - с шагом 300 мм (основной) и 282 мм (грузовой). Кроме того, при незначительных переделках гребного вала на моторах "Вихрь" можно использовать два гребных винта от моторов "Нептун-23" диаметром 230 и шагом 300 и 280 мм и три винта от моторов "Москва-25" и "-30" , имеющих DxH = 232x250, 230x280, 228x300 мм, но с обязательным замером частоты вращения коленчатого вала, помня о том, что "перебор" оборотов недопустим.

Реже могут оказаться доступными гребные винты изменяемого шага (мультипитчи), конструкция которых позволяет регулировать величину шага в определенных пределах (например, от 200 до 320 мм) при постоянном диаметре. Для изменения шага достаточно нескольких минут, причем снимать мультипитч с мотора не надо.

Поскольку форма лопастей таких винтов рассчитана на определенный конструктивный шаг, то при установке другого шага профили их поперечных сечений не совпадают с правильной винтовой поверхностью, вследствие чего КПД мультипитча оказывается ниже, чем сменного винта такого же фиксированного шага.

Иногда владельцы малых судов устанавливают лодочные моторы "Вихрь" на тяжелые водоизмещающие катера и яхты, не способные развить при данной мощности и частоте вращения скорость свыше 15 км/ч. В таких случаях рекомендуется применять легкие гребные винты с шаговым отношением не менее H/D = 0.7 и устанавливать их в кольцевые профилированные насадки.

За счет сужения поперечного сечения насадки в месте установки винта несколько повышается скорость потока, натекающего на винт. Кроме того, снижаются потери КПД, связанные с перетеканием воды через край лопастей из зоны повышенного давления на сторону разрежения. Благодаря применению насадки удается повысить скорость катера на 5-10%.

Торсионный вал

Передача крутящего момента (мощности) от двигателя к редуктору и гребному винту производится при помощи торсионного вала 2.004-000. На вид это очень простая деталь. Однако этот вал воспринимает большие статические и динамические нагрузки, особенно моменты резких изменений режимов работы двигателя и, кроме того, постоянно работает в среде горячих газов и водяных паров.

Эти обстоятельства обусловили довольно сложную технологию изготовления вала. Вначале два круглых прутка из нержавеющей стали Х18Н9 (Ø 9.0 мм) прокатываются по одному в полосы 5x10, затем для придания необходимой прочности гидродинамическим способом изготавливают два квадрата. Полосы их складывают рядом, на концы надевают два квадрата, после чего для придания эластичности две полосы с надетыми квадратами скручивают так, чтобы их остаточная деформация обеспечила скрутку на угол 45° по концам квадратов.

Самостоятельно такой валик изготовить нельзя. Но чем его заменить, если нет запасного?

Проводились многочисленные эксперименты по его изготовлению из различных материалов и всевозможными способами. Однако работоспособную, хотя бы кратковременно, деталь получить не удалось. Совершенно неожиданно дала положительный результат арматурная сталь в виде прутка Ø12.0-14.0 мм, концы которого на наждаке нужно запилить в квадраты 10x10 длиной 20 мм (общей длиной под наконечники 310 мм). Затем на концы этого прутка необходимо надеть снятые со старого торсиона два наконечника. Поскольку подобный торсион не имеет нужной эластичности, резкая перегазовка двигателя нежелательна, но во всяком случае доездить до конца сезона он вам позволит.

имеющие диаметр 240 и шаг 300 мм, позволяют мотолодке весом до 150 кг с одним человеком развивать скорость 40-43 км/ч. При этом двигатель работает с близкой к номинальной частотой вращения, при которой достигается его максимальная мощность. При увеличении нагрузки винт становится тяжелым - двигатель работает на пониженных оборотах при полностью открытой дроссельной заслонке карбюратора.

В этом случае двигатель уже не развивает полной мощности, скорость лодки относительно невысока, а расход горючего максимальный. Для повышения частоты вращения необходимо сменить штатный гребной винт на винт меньшего шага. Эффект замены можно проиллюстрировать результатами испытаний "Вихря-30" на мотолодке типа "Прогресс":

Из приведенных данных видно, что выпускаемый в торговую сеть винт с шагом 282 мм (с несколько измененным профилем лопастей) позволяет повысить частоту вращения двигателя на 3300 об/мин, что обеспечивает работу мотора на максимальной мощности и соответственно - наибольшую скорость и минимальный путевой расход горючего.

Следует учитывать, что на более легкой лодке с минимальной нагрузкой использование гребного винта уменьшенного шага может привести к обратному эффекту. В этом случае винт будет гидродинамически легким: при частоте вращения двигателя выше расчетной упор гребного винта оказывается недостаточным и лодка не разовьет максимально достижимую скорость. А поскольку дроссельная заслонка карбюратора открыта полностью, расход топлива максимальный и двигатель работает уже на опасном режиме завышенных оборотов.

Поэтому при установке винтов уменьшенного шага обязательно нужно контролировать частоту вращения коленчатого вала при помощи тахометра. Тахометр же позволит убедиться и в необходимости замены тяжелого винта на более легкий, если двигатель не развивает расчетных оборотов.

Важной характеристикой подвесного мотора является эффективный упор гребного винта, т. е. его упор за вычетом буксировочного сопротивления подводной части.

Эффективный упор - это сила, которая приводит лодку в движение. Поэтому важно всемерно снижать сопротивление подводной части мотора. С этой целью можно рекомендовать отполировать гребной винт, что заметно снижает трение лопастей о воду. Однако следует иметь в виду, что чем тоньше входящая кромка лопастей, тем выше эффективность винта, но при этом сильно снижается ее прочность при ударе о различные плавающие предметы. Повреждения кромок, деформация лопастей и забоины резко снижают гидродинамические свойства винта. Как показала практика, тоньше 1.0-1.5 мм входящую кромку делать не следует, конечно, скругляя ее в сечении лопасти по радиусу и не допуская углов и острых кромок.

Улучшает качество гребного винта и местная полировка входящей кромки по длине лопастей с двух сторон на ширине 15-20 мм. Полезно лопасти у ступицы винта подрезать - уменьшить хорду сечений, примыкающих к поверхности ступицы, а также удалить три технологических выступа на ступице. Такую доработку можно делать только на винтах с шагом 300 мм.

Сравнительные испытания двух винтов DxH= 240x300 мм, один из которых был окрашен, а второй отполирован, показали, что винт с полированными лопастями дает повышение частоты вращени двигателя на 100 об/мин с одновременным ростом тяги во всем диапазоне скоростей движения лодки - от 0 до 40 км/ч. Крайне желательно полировать всю наружную поверхность редуктора, включая обе стороны антикавитационной плиты, и заполнять нитрошпаклевкой семь отверстий крепления нижней крышки. При необходимости разборки редуктора эту шпаклевку легко удалить.

1.4.19. Крепление гребного винта.

Вариант 1.

Втулка гребного винта мотора "Вихрь" проворачивается в ступице обычно уже в течение первого сезона, и винт становится непригодным для дальнейшей эксплуатации.

Для его ремонта следует из ступицы извлечь бронзовую втулку и провернувшуюся резиновую. Бронзовую втулку устанавливают внутри ступицы на стержне Ø 12 мм, а промежуток между ступицей и втулкой заливают расплавленным капроном. Когда капрон остынет, винт можно ставить на место.

Вариант 2.

Изготавливается новая бронзовая втулка (рис. 72) и три резиновых пальца-амортизатора Ø 13 мм и длиной 33 мм.

Втулку можно сделать также из латуни Л С-59. На внешней поверхности втулки фрезеруются три продольных канавки.

В ступице винта (рис. 73) протачивается канавка для стопорного кольца из пружинной проволоки Ø 2 мм, удерживающего втулку с пальцами в ступице.

При сборке бронзовую втулку вставляют в ступицу винта так, чтобы совпадали пазы, затем в пазы вставляют резиновые пальцы. Далее в канавку внутри ступицы устанавливают стопорное кольцо. Вместо проволочного кольца можно установить шайбу, крепящуюся к ступице тремя винтами. Этот вариант более надежен.

1.4.20. Замена гребного винта.

Смена винта на "Вихре" затруднена необходимостью каждый раз разгибать и вынимать контровочный шплинт, который от таких операций быстро ломается.

Решить эту проблему можно, если проточить по окружности ступицы кольцевую канавку глубиной и шириной 2-3 мм, проходящую по отверстиям для шплинта. Вместо шплинта используется цилиндрический штифт такого же диаметра, который вставляется в отверстие ступицы и удерживается от выпадения пружинным кольцом, вставляемым в канавку. Для этого можно использовать подходящие по диаметру стопорные кольца от любых двигателей.

1.4.21. Винт от "Москвы" на "Вихре".

Посадка винтов и способы их креплений у моторов " Москва-25" и "Вихрь" совершенно различны. Чтобы применить винт от "Москвы" на "Вихре" ("Москва-25" и "-30" комплектовались тремя винтами разного шага), необходимо на винте заменить посадочную втулку. Штатную втулку и резиновый амортизатор следует выпрессовать. Размеры новой втулки показаны на рис. 74 .

Из резинового жгута диаметром 5-6 мм нужно вырезать четыре куска длиной по 45 мм, которые в дальнейшем будут играть роль амортизаторов 3 (рис. 75) .

Для облегчения втулки в ней необходимо сделать выборки в нерабочих местах, а глухие отверстия под круглые амортизаторы просверлить, вставив втулку в ступицу 1.

Окончательно втулка запрессовывается в ступицу совместно с амортизаторами 3 до упора и закрепляется на валу при помощи кольца 4 и штифта 5. Пробка 6 закрывает отверстие и торец втулки 2. В ступице сверлится отверстие Ø 5 мм под контровочный шплинт, как это сделано на гребном винте "Вихря".

1.4.22. Выпуск отработавших газов через ступицу.

Уже несколько десятилетий выпуск отработавших газов через ступицу применяется практически на всех зарубежных моторах вне зависимости от их мощности. Единственным исключением являются отечественные моторы, которые по своей шумности не вписываются ни в одни существующие нормы. Хорошо известны преимущества данной системы -это не только пониженная шумность, но и улучшенная гидродинамика редуктора, более совершенное протекание внутрицилиндровых процессов, снижение токсичности отработавших газов.

Известны попытки владельцев серийных моторов по переделке штатной системы выпуска на "ступичную". Одной из первых и удачных конструкций этого типа является разработка, выполненная В. Карасевым на "Вихре-М", описание которой приводится ниже.

В результате проведенной модернизации было снижено сопротивление редуктора и уменьшена шумность мотора. Реконструкция редуктора была выполнена так, чтобы при необходимости можно было использовать и штатный винт.

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 (рис. 76).

В горизонтальной перегородке между новым и существующим каналами выпуска газов в районе изгиба заборной трубки охлаждающей воды пропиливается отверстие площадью 4 см 3 . Форма накладок 13 и наружная поверхность втулки 12 подгоняются по месту, ими обеспечивается плавность переходов профиля корпуса редуктора.

Детали, необходимые для модернизации винта и редуктора, показаны на рис. 77 .

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.

Очередность операций по модернизации может быть следующей.

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.

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 МЗ (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.

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 срезании 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 буртиком стакана 11 в положении, когда вал 2 полностью подан вперед. Наружный диаметр кольца делается на 1 мм меньше диаметра конического буртика 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 моторов "Москва" или "Нептун". Технология реконструкции этих винтов заключается в следующем.

Внутренний диаметр бронзовой втулки винта растачивается до диаметра 17 мм для обеспечения посадки его на гребной вал мотора "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 "Москвы", часть хвостовика винта обтачивается до обнажения бронзовой втулки. Длина обточки должна на 0,5-1,0 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, а 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 выхлопных газов обрабатывают надфилем. Гребной винт в сборе с хвостовиком 5 и деталями 4, 7 и 8 весит 740 г, что соответствует массе штатного винта "Вихря".

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, также неодинаковы. В результате увеличения длины гребного вала представляется возможность увеличить длину втулки 1 и разместить в ней радиальный подшипник № 7.000-103 и радиально-упорный подшипник № 36203, две уплотнительные манжеты и резиновое кольцо.