А.С.Шикин. Повышение мощности двигателей “Ветерков”

Катера и Яхты №6 (40), 1972г.
Статья предоставлена Александром Калачевым.

От автора сайта.

  Желание повысить мощность своего мотора довольно часто появляется у водномоторников-любителей. Однако повышение мощности серийного мотора может быть оправдано далеко не во всех случаях. Фактически такой случай один: если при характерной, наиболее часто используемой загрузке глиссирующей лодки для выхода на глиссирование не хватает 10~20% мощности и все другие меры (такие, как установка транцевых плит, скуловых брызгоотбойников, подбор и полировка гребного винта) себя исчерпали. На водоизмещающей лодке небольшое повышение мощности двигателя практически не принесёт увеличения скорости, зато увеличит расход бензина, в этом случае для увеличения тяги лучше установить кольцевую профилированную насадку на винт. Если же мощности мотора и без всяких переделок достаточно для выхода на глиссирование лёгкой лодки, небольшое увеличение мощности даст весьма небольшую прибавку скорости. Кроме того, всегда нужно помнить, что любое увеличение мощности серийного двигателя связано с уменьшением его моторесурса.

  Со времени опубликования предлагаемой вниманию читателей статьи прошло почти 30 лет. С учётом накопленного за это время опыта эксплуатации "Ветерков" некоторые положения статьи следует воспринимать критически. Например, не рекомендуется повышать мощность старых "Ветерков-12", имеющих слабые бронзовые втулки верхних головок шатунов, которые и без всякой форсировки быстро выходят из строя. Новые "Ветерки-12" имеют более надёжные игольчатые подшипники в верхних головках шатунов, обеспечивающие надёжную работу серийных моторов, однако поскольку типоразмер подшипников тот же самый, что и у "Ветерка-8", гарантии их работы после форсировки двигателя нет.

  Поэтому полный комплекс описываемых в статье работ можно без опасений проделать только с новыми "Ветерками-8М", на старых "Ветерках-8" и новых "Ветерках-12" лучше ограничиться доработкой продувочных каналов и клапанной перегородки, а старые "Ветерки-12" не переделывать совсем.

  В любом случае доработанный мотор следует эксплуатировать аккуратно: выйдя на глиссирование, сбросить "газ" до среднего, не допуская длительной работы двигателя с перегрузкой.


Рис.1 Расточка карбюратора и изготовление новой дроссельной заслонки.
1 - карбюратор К33В; 2 - дроссельная заслонка;
3 - оправка.

  Мощность двигателя подвесного мотора может быть увеличена за счет совершенствования его тепловых процессов (наполнение картера, продувка, выхлоп и пр.) и уменьшения механических потерь на трение. Рассмотрим подробнее пути повышения мощности двигателей “Ветерка-8” и “Ветерка-12”.

  Начнем с карбюратора. Для улучшений наполнения картера свежей смесью на “Ветерке-8” следует установить карбюратор К-З3В от “Ветерка-12”, а на ”Ветерке-12” этот карбюратор расточить, увеличив диаметр диффузора. Перед расточкой из карбюратора нужно вынуть распылитель, трубку воздушного жиклера, дроссельную заслонку с осью, воздушную заслонку, крышку поплавковой камеры и вывернуть регулировочные винты. Отметим: чтобы вынуть распылитель, придется высверлить латунную пробку над ним. Трубки распылителя и воздушного жиклера вынимаются узкими плоскогубцами, но предварительно в трубки надо вставить проволоку Ж 2мм.

  Корпус карбюратора выполнен литьем под давлением. Учитывая, что стенки его имеют толщину 1,5—2,5 мм, растачивать воздушный канал больше, чем указано на рис. 1, не следует. Новая дроссельная заслонка протачивается с помощью оправки с косой опорной поверхностью.

Рис.2 Клапанная перегородка
(материал - гетинакс, текстолит, алюминий).

  После расточки распылитель и трубка жиклера ставятся (с натягом) на место. Отверстие над распылителем закрывается пробкой, сделанной из винта М 6 с контргайкой. Впускной патрубок в изменениях не нуждается, если не считать того, что диаметр входного отверстия надо увеличить до 22 мм. Клапанная перегородка дорабатывается по рис. 2. Если на ней видны следы выкрашивания по кромке впускных окон, замените ее новой или притрите. Новую перегородку можно сделать самому из текстолита или алюминиевого сплав Д1АТ толщиной 4—5 мм. Козырек при этом изготовляется отдельно и приворачивается с тыльной стороны перегородки двумя винтами М4 впотай.

  Алюминиевая перегородка более долговечна чем пластмассовая; если одновременно применить утолщенные до 0,25 мм клапаны улучшенной формы, это заметно увеличит срок службы и надежность клапанного механизма (такие клапаны устанавливаются на моторы “Ветерок” с середины 1970 г.).

  Ограничители подъема клапанов целесообразно отогнуть так, чтобы у конца ограничителя был прогиб 8,0—8,5 мм. Впускной клапан после затяжки крепежного винта не должен сильно прижиматься к перегородке лучше, если его незащемленный конец приподнимается на 0,5—1,0 мм.

  Теперь можно приступить к работе по улучшению продувки. Поскольку продувочные каналы расположены в двух деталях—картера и блоке цилиндров, а между ними находится прокладка, возможно несовпадение их контуров, увеличивающее сопротивление канала и тормозящее движение потока горючей смеси. Проверить совпадение контуров можно с помощью карманного зеркальца шириной 40-50мм, вставляемого в канал с боковой стороны блока. Можно найти такое положение зеркальца при котором будут видны уступы, образованные неровностями блока, прокладки или картера. Если неровности составляют 3-4 мм, надо разбирать двигатель для обработки продувочных каналов.

Рис.3 Съёмник для выпрессовки коленвала.

  Объем разборки зависит от того, в какой детали необходимы доработки. Если уступы и неровности только в каналах блока цилиндров, нужно снять только блок последовательность разборки — согласно инструкции). Хуже, если, осмотрев продувочные каналы в блоке и картере и их отпечатки на паронитовой прокладке, вы обнаружите, что нужно обрабатывать и картер: тогда придется выполнить и полную его разборку (естественно, тоже по инструкции). Выпрессовку коленчатого вала из картера удобно выполнять съемником, показанным на рис. 3. Съемник закрепляется на нижнем фланце так, чтобы хвостовик винта упирался в шлицованное отверстие коленчатого вала. Разбирать верхнюю и среднюю коренные опоры вала не нужно.

  На рис. 4 и 5 показаны контуры каналов соответственно “Ветерка-12” и Ветерка-8”. По ним сделайте шаблон из картона или плотной бумаги, приняв за базу отверстия под центрирующие штифты (помечены закрашенными секторами). Шаблон уложите на поверхность картера с проверкой положения по штифтам и очертите контур каналов чертилкой. По этому же шаблону контур каналов переносится и на фланец блока цилиндров; при этом для ориентации шаблона штифты из картера надо вынуть и вставить тонкими концами в отверстия блока.

Рис.4 Шаблон для обработки продувочных каналов на "Ветерке-12". Рис.5 Шаблон для обработки продувочных каналов на "Ветерке-8".

  Обрабатывать каналы можно при помощи пневматической бормашинки, дрели и любыми иными средствами, могущими привести во вращение борнапильник, развертку или другой подобный инструмент. После предварительной грубой обработки поверхности каналов надо шлифовать шкуркой. Окончательная чистота поверхностей должна быть не ниже шестой степени. Следует отметить, что лучше добиваться полного совпадения контуров каналов в разъеме, чем полировать до зеркального блеска их поверхности.

Рис.6 Разрез по продувочному каналу "Ветерка-12".

  Качество обработки контролируется круглым стержнем диаметром 10 мм, который должен свободно проходить по всему каналу в блоке; в канале от входа в картере до продувочных окон в цилиндре не должно быть никаких уступов и неровностей более 0,5 мм. Особое внимание следует обратить на конечную часть канала — поворот к продувочным окнам (см. рис.6, на котором показан разрез цилиндра и канала). Между стенкой цилиндра и вставкой может образоваться “мешок” (на рисунке заштрихован), создающий дополнительное сопротивление потоку продувочной смеси. Поверхность блока под вставкой следует отфрезеровать на глубину 1—1,5 мм, тогда вставка подвинется ближе к цилиндру и “мешок” будет устранен.

  Для уменьшения механических потерь в двигателе нижние поршневые кольца надо завальцевать в канавках, Для этого кольца следует укоротить на 3,5 мм со стороны, где нет выреза под стопор, а канавку на поршне сделать на 0,4—0,6 мм глубже, чем нужно, чтобы утопить в ней кольцо. Завальцовка выполняется легкими ударами молотка по кромкам канавки с утопленным в ней кольцом, начиная у стопора.

  Большое значение имеет правильный подбор зазора между жаровым поясом поршня (участок его боковой поверхности между верхним кольцом и днищем) и зеркалом цилиндра в рабочем состоянии. Отсутствие здесь зазора приводит к увеличению механических потерь, а слишком большой зазор нарушает уплотнение рабочего пространства. Принято считать наилучшим такой зазор, при котором на жаровом поясе отсутствуют следы контакта с зеркалом цилиндра и в то же время не откладывается нагар. По цвету пояс должен быть серым. Места с образовавшимся металлическим блеском после работы двигателя на полном дросселе в течение 20—30 мин. подшлифовываются тонкой шкуркой.

Рис.7 Водоотгонная втулка.

  Уменьшить трение и, следовательно, потери мощности можно также, установив в нижней опоре вместо нижнего сальника втулку с водоотгонной канавкой (рис. 7). Верхний сальник в опоре следует сохранить и установить пружинкой вверх. Перед сборкой двигателя необходимо убедиться о герметичности сальников. Для того надо вынуть сальники из гнезда картера и затем поочередно надевать их на нижнюю цапфу коленчатого вала, налив, а полость с пружинкой керосин. Сальник хорош, если ниже его керосин по валу не проникает. Лучший из проверенных сальников устанавливается на двигатель.

  Следует проверить легкость вращения и отсутствие заеданий всех шарикоподшипников коленчатого вала. Средняя коренная опора должна свободно вращаться и перемещаться в осевом направлении от одной щеки до другой.

  Вращение пальца в верхней головке шатуна должка быть легким. Зазор в паре втулка - палец должен быть в пределах 0,015-0,025 мм.

Рис.8 Оправка для защиты кромки сальника.

  Сборка двигателя производится по инструкции. Для выполнения наиболее трудной операции - запрессовки коленчатого вала с опорами желательно изготовить коническую оправку (рис. 8). Вставленная в нижний сальник оправка предохранит рабочую его кромку от загибания в момент прохода торца коленчатого вала.

  В одно из четырех отверстий в верхнем фланце картера нужно ввернуть шпильку длиной 40-50 мм: она будет служить направляющей при запрессовке верхней крышки картера. Если крышка не дошла до торца блока хотя бы на 0,3 мм, не дотягивайте ее винтами, а повторите операцию запрессовки с самого начала (при этом выпрессовывать коленчатый вал желательно не сразу, а после остывания деталей). Положение правильно запрессованного коленчатого вала показано на рис. 9.

Рис.9 Правильное положение запрессованного коленвала.
1 - контрольная пластина.

  Определенную трудность при установке блока цилиндров представляет сжимание поршневых колец. Для упрощения работы изготовьте обжимку (рис. 10), надеваемую на поршень с кольцами сверху и обжимающую их благодаря глубокой фаске. При надевании блока кольца войдут, а цилиндр, обжимка опустится по поршню и ее можно будет снять, пропустив стержень шатуна через прорезь.

Рис.10 Обжимка поршневых колец для "Ветерка-12".

  Еще одним путем повышения мощности двигателя "Ветерка" является повышение степени сжатия, однако увеличивать ее выше определенного предела (например, 7,5-8) нельзя, поскольку это приводит к перегреву свечей зажигания и других деталей двигателя. Начинать нужно с проверки действительной степени сжатия. Для этого при положении поршня в ВМТ следует замерить объем камеры сгорания, заливая ее веретенным маслом, отмеряемым бюреткой или мензуркой с точностью не ниже 0,5 см3. Двигатель для этого устанавливается свечными отверстиями вверх и масло заливается через них в камеру сгорания до третьего-четвертого снизу витка резьбы. Номинальный объём камеры сгорания для "Ветерка-8" 12.5 -13см3,а для" Ветерка-12" 18-18,5см3. Действительная степень сжатия при таких объёмах составляет примерно 6,0.

  Чтобы увеличить степень сжатия, нужно подрезать головку блока. Для уменьшения объема камеры сгорания на 1 см3 с торца головки необходимо срезать на "Ветерке-8" - 0,5 мм и на "Ветерке-12" - 0,35 мм. При степени сжатии около 7,5 объем камеры сгорания должен быть равен на "Ветерке-8" примерно 10 см3, в на "Ветерке-12" - 15 см3. Подрезку лучше производить на токарном станке, зажав головку за боковую поверхность в трехкулачковом патроне. Если замеренные объемы в обоих цилиндрах оказались одинаковыми, следует тщательно выставить плоскость головки относительно поперечной подачи суппорта. При неодинаковых объемах сторону головки с большей камерой нужно расположить ближе к резцу. Для улучшения чистоты поверхности подача суппорте при последнем проходе должна быть минимальной.

  По тем или иным технологическим причинам возможны отклонения расстояния продувочных и выхлопных окон от верха цилиндра. Поэтому, прежде всего надо проверить одновременность открытий всех продувочных или выпускных окон каждого цилиндра. Перед проверкой с двигателя снимаются вставки продувочных окон, крышка выхлопа и головка; работа облегчится, если с поршней снять и кольца. После этого поршень перемещается к НМТ до появления просвета в одном из продувочных или выпускных окон. Окна, открывающиеся позже того момента, обрабатываются - опиливаются круглым напильником до обеспечения полной одновременности открытия окон в обоих цилиндрах. Для опиловки блок цилиндров лучше снимать; перед каждой проверкой его следует промывать и крепить к картеру двумя центральными болтами.

  Желательно несколько увеличить фазы газораспределения — продувки и выпуска относительно номинальных (см. табл.). Увеличение фазы продувки достигается установкой в разъем между картером и блоком дополнительной прокладки толщиной 0,5—0,8 мм, а выхлопа — дополнительной опиловкой верхней части выхлопных окон. После установки прокладки нужно снова проверить объемы камер сгорания и при необходимости подрезать головку блока.

  Фазы газораспределения “Ветерка-8” и “Ветерка-12”

Процесс

Продолжительность открытия окон (град.)
и расстояние от верхней кромки окна до ВМТ (мм)

“Ветерок-8”

“Ветерок-12”

До переделки

После переделки

До переделки

После переделки

Продувка

Выхлоп

110º /36,6

140º /32,2

116º /35,8

150º /30,5

114º /36,1

145º /31,4

120º /35,3

156º /29,5

 

  Для дальнейшего увеличения мощности целесообразно также убрать или сгладить неровности и наплывы по всему каналу выпуска - от блока цилиндров до проставки в подводной части. Наибольший эффект дает расширение конического канала в проставке. Узкую часть его, находящуюся под стаканом водяной помпы, следует опилить круглым напильником подходящего диаметра до размеров 30x15 мм.

  При выполнении всех перечисленных выше работ по доводке двигатели мощность возрастает примерно на 20%,т.е. у “Ветерка-8” на 1.5-1.8 л. с., а у “Ветерка 12”- на 2.0-2.6 л.с.

  После сборки двигателя необходимо уже на ходу отрегулировать карбюратор и угол опережения зажигания (см. № 38 сборника).

  В заключение несколько слов о мерах, которые, правда, мощность двигателя не увеличивают, но способствуют более полному ее использованию при установке подвесного мотора на лодке.

  При обтекании подводной части лодочного мотора водой возникает сила сопротивления, зависящая, в частности, от площади поперечного сечения погруженной части мотора и чистоты ее поверхности.

  В любительских условиях целесообразно заниматься только опиловкой неровностей, заметных невооруженным глазом, и зачисткой деталей шлифовальной шкуркой; полировать детали не стоит.

  На ступице гребного винта рекомендуется опилить наплывы, тщательно обработать поверхности лопастей, не меняя их геометрии, и отполировать их. Большое внимание к обработке винта объясняется тем, что он работает в гораздо более тяжелых условиях, чем любые другие погруженные в воду части мотора или лодки. Например, окружная скорость концов лопастей составляет около 30 м/сек, тогда как скорость движения лодки и соответственно подводной части мотора не превышает 10—15 м/сек.

  Очень важно оценить скорость судна. Лучше всего это делать на мерном участке, длина которого известна с большой точностью. Необходимы тахометр и секундомер. Попутно отметим, что будет нелишне потренироваться в замерах числа оборотов на малом ходу лодки, так как работа с тахометром при большой скорости и неспокойной акватории требует известного навыка.

  Замеры скорости и числа оборотов дают возможность уточнить соответствие гребного винта данному судну и, в частности, подобрать диаметр винта. При достижении наибольшей скорости уменьшением диаметра винта надо добиваться выхода двигателя на режим максимальной мощности (4800—5000 об/мин.) на полном дросселе. В то же время уменьшать, диаметр винта более чем на 30 мм смысла не имеет, поскольку резко уменьшится его к. п. д. Это значит, что выпускаемые заводом для “Ветерков” гребные винты нецелесообразно подгонять по номинальному числу оборотов для тяжелых водоизмещающих лодок. Вместе с тем на тяжелой лодке возможно сочетание мотора “Ветерок-12” и гребного винте от “Ветерка-8”, но важнейшим условием при этом 6удет ограничение числа оборотов двигателя разумными пределами.

  Серийные винты подобраны таким образом, что на “Казанке” со средней загрузкой (160—240 кг), двигатели развивают около 4500 об/мин. При уменьшении загрузки обороты растут; с одним водителем число оборотов составляет уже 4800—5000 об/мин. На эти цифры и следует ориентироваться при подборе винта к лодкам других типов, а также при установке спаренных двигателей.

© ЗАО КПНП Журнал "Катера и Яхты" 1963-2003

Рейтинг@Mail.ru
На главную страницу
Rambler's Top100