Двигатели внутреннего сгорания для моделей кораблей

На моделях кораблей ставят двухтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания с рабочим объемом от 2,5 до 10 см³. По малому рабочему объему такие двигатели называют микролитражными. Благодаря легкости и относительно большой мощности их устанавливают не только на скоростных кордовых, но и на радиоуправляемых моделях, моделях кораблей с подводными крыльями и движущихся на воздушной подушке.

По действию системы зажигания различают двигатели калильные (рис. 92), у которых горючую смесь зажигает разогретая спираль свечи, и компрессионные (рис. 93), у которых горючая смесь воспламеняется от сильного сжатия. Мощность двигателя зависит от рабочего объема цилиндра, равного:

V=hS, где V — рабочий объем в см³;

h — ход поршня в см;

S — площадь внутреннего сечения цилиндра в см².

Поэтому правилами соревнований предусмотрена классификация всех поршневых микродвигателей по их рабочему объему на три группы:

I — с рабочим объемом до 2,5 см³;

II — с рабочим объемом до 5 см³;

III — с рабочим объемом до 10 см³.

Разделение двигателей по рабочему объему позволяет точнее сравнивать ходовые качества моделей и создает единообразные условия соревнований.

Рис. 92. Устройство калильного двигателя.

Учитывая это разделение, отечественная промышленность выпускает двигатели с рабочими объемами, близкими к классификационным. Иностранные фирмы выпускают двигатели и других объемов.

Рис. 93. Устройство компрессионного двигателя.

УСТРОЙСТВО ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Типичный калильный двухтактный двигатель для моделей показан в разрезе на рис. 92.

Картер — корпус, в котором смонтированы все остальные детали двигателя. На нем есть лапки или ушки для крепления двигателя на модели. В двухтактных двигателях картер является промежуточным резервуаром, в который засасывается и предварительно сжимается рабочая смесь до начала перепуска ее в цилиндр.

Цилиндр служит камерой, в которой сгорает рабочая смесь.

Внутренняя поверхность, по которой движется поршень, очень гладкая, ее называют зеркалом цилиндра. В стенках цилиндра сделаны продувочные и выхлопные окна.

Коленчатый вал преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение вала.

Шатун соединяет мотылевую шейку коленчатого вала с поршнем.

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном.

Поршень служит для сжатия рабочей смеси в цилиндре, передачи давления газов на шатун и засасывания в картер горючей смеси.

Головка цилиндра, отъемная или неотъемная, замыкает верхнюю часть цилиндра.

Калильная свеча воспламеняет сжатую рабочую смесь в цилиндре.

Крышки картера закрывают полость картера.

Подшипники вала, носовой и коренной, фиксируют положение вала.

Карбюратор приготовляет горючую смесь, дозирует и распыляет топливо (рис. 94). Он состоит из всасывающего патрубка, жиклера, иглы регулировки подачи топлива, штуцера, через который подается топливо, фиксатора иглы и крепежных деталей, гаек, шайб.

Воздух, всасываемый в картер через всасывающий патрубок в месте расположения жиклера (наиболее узком месте), создает разрежение, под действием которого топливо из бака устремляется в жиклер и вытекает через отверстие, регулируемое иглой. В патрубке оно распыляется и смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая при дальнейшем движении заполняет картер двигателя.

Вращая иглу, можно менять проходное сечение жиклера, а следовательно, и количество топлива, поступающего в патрубок карбюратора, обогащая или обедняя горючую смесь топливом.

Рис. 94. Схема действия простейшего карбюратора.

В зависимости от количества топлива в горючей смеси ее называют бедной, нормальной или богатой и переобогащенной (когда топлива избыток).

От расположения топливного бака и уровня топлива по отношению к отверстию жиклера существенно зависит работа карбюратора. Лучшим будет расположение бака вблизи мотора с таким расчетом, чтобы средний уровень топлива в баке располагался на одном уровне и в одной плоскости с отверстием жиклера.

Компрессионные двигатели (рис. 93) отличаются тем, что в них нет свечи, а степень сжатия регулируется контрпоршнем, который закрывает цилиндр сверху. Им регулируют давление газов в цилиндре путем перемещения регулировочного винта.

Фиксатор регулировочного винта препятствует самоотворачиванию винта.

Смесераспределителъные устройства: служат для управления впуском горючей смеси в картер двигателя. Функции этого устройства может выполнять поршень-золотник или клапан. В качестве золотника часто используют вал двигателя, для чего его делают пустотелым с отверстием, положение которого рассчитано так, чтобы при вращении это отверстие в нужный момент открывало всасывающий патрубок.

Рис. 95. Маховики для двигателей судовых моделей.

Достоинством распределения валом является его простота и возможность регулировать величину и положение фазы всасывания, а недостатком — удлинение пути движения смеси и ограничение возможности увеличения проходного сечения канала в валу. Распределение дисковым золотником позволяет наилучшим образом подбирать фазы впуска, но на вращение его затрачивается часть мощности, развиваемой двигателем. Дисковый золотник укрепляется на оси, расположенной на задней стенке картера, и вращается мотылевой шейкой вала, которая входит в отверстие, имеющееся в диске. Диск делают из дюраля или пластмассы, например гетинакса.

Маховик. Его вес и диаметр подбирают так, чтобы его инерции вращения хватало на повторение нескольких циклов. Тяжелые маховики обеспечивают мягкий спокойный ход на малых оборотах двигателя. Легкие, малого диаметра маховики ставят на скоростные модели. На рис. 95 показан типовой чертеж маховика для двигателей моделей судов.

Чтобы предотвратить тряску, маховик следует перед установкой на мотор отбалансировать, просверлив отверстия в торце его толстой части.

Глушители. Быстроходные двигатели издают резкий неприятный звук. Для устранения шума правилами соревнований предусмотрено обязательное применение глушителей, снижающих шум в 2—3 раза до уровня, не превышающего 80 децибелл.

Рис. 96. Глушители: А — цилиндрический; Б — коробчатый.

Глушители на моделях делают в виде цилиндров или коробок. Внутри их имеются перегородки или сетки, проходя сквозь которые

выхлопные газы, расширяясь и меняя направление движения, теряют свою энергию и ослабляют звук (рис. 96).

Применение обыкновенных глушителей, как правило, снижает мощность двигателя, так как затормаживает выпуск газов из цилиндра. Однако есть глушители, которые повышают максимальную мощность двигателя.

Это — резонансные или настроенные на определенную частоту (рис. 96, А). Действие их основано на том явлении, что волна выхлопа, отражаясь от выходного конуса глушителя, как бы подпирает выходящую из цилиндра горючую смесь, улучшает заполнение цилиндра и на определенных оборотах обеспечивает прирост мощности до 10%.