Установка стационарного двигателя на катере неизмеримо сложнее, чем
подвесного мотора на моторной лодке. Конкретно этот вопрос рассмотрен
при описании проектов катеров, помещенных в книге. Учитывая, однако, что
у любителя-судостроителя может возникнуть идея оборудовать стационарной
двигательной установкой судно, на котором проектом предусмотрен
подвесной мотор, считаем нужным привести несколько общих рекомендаций на
этот счет.
Прежде всего неплохо ознакомиться с книгой В. А. Лазарева "Автомобильные
двигатели в судостроении", о
ДВС и их конструкции, выпущенной издательством "Судостроение" в 1961
г. Из этой книги, в частности, можно узнать, какие из отечественных
автомобильных двигателей наиболее пригодны для установки на катере. Надо
иметь в виду, что двигателей специально для катеров, кроме единственного
CM-557JIM мощностью 13,5 л., в широкую продажу не поступает.
Следовательно, прежде чем приступать к постройке катера, нужно решить
вопрос о том, имеется ли возможность осуществить переделку
автомобильного двигателя в катерный. Конкретно речь пойдет о том, как
оборудовать двигатель реверсивным устройством и системой охлаждения.
Рис. 138. Схемы охлаждения двигателя забортной
водой: а - простейшая система, работающая за счет скоростного напора; б
- система с насосом и манипуляторным краном; в - система с насосом и
термостатом.
Наиболее простая - открытая (одноконтурная) система охлаждения, в
которой забортная вода непосредственно поступает на охлаждение
двигателя. Возможны три варианта такой системы.
В первом варианте забортная вода подается самотеком, т. е. за счет
скоростного напора. Этот вариант может быть использован при
конвертировании двигателей, не имеющих насоса охлаждающей воды,
конкретно - на двигателях ЛЗ/2 и Л6/3, выпуск которых, правда, давно уже
прекращен; но тем не менее эти двигатели не утратили своей популярности
благодаря высокой надежности и безотказности. Принцип действия такой
системы охлаждения показан на схеме (рис. 138, а). При движении катера
забортная вода за счет скоростного напора захватывается водозаборником
1, выполненным в виде козырька, и через
кингстон 2 по трубе 3 поступает в зарубашечное пространство двигателя.
Оттуда она попадает в выхлопную трубу 4 и выбрасывается за борт.
Необходимыми условиями функционирования системы являются: наличие
скорости хода не менее 12 км/час и достаточно низкая относительно
ватерлинии установка двигателя, так' как поднять воду за счет только
скоростного напора выше чем на 200-250 мм практически невозможно. Для
создания большего напора водозаборник может быть установлен
непосредственно за гребным винтом, что даст возможность использовать
отбрасываемую им струю воды (рис. 139).
Недостатком системы является отсутствие циркуляции охлаждающей воды при
работе двигателя на стоянке. Для двигателей ЛЗ/2 и Л6/3 это, впрочем, не
имеет значения, так как они не имеют разобщительной муфты. При
эксплуатации этих двигателей нужно следить за тем, чтобы температура
масла не превышала нормы (75°), так как специальной системы охлаждения
масла не предусмотрено.
Более универсальной и надежной является система охлаждения, выполненная
по второму варианту, в котором предусматривается подача забортной воды с
помощью насоса. Схема этого варианта показана на рис. 138, б. Кроме
насоса 6 забортной воды система дополнена фильтром 5 и холодильником
масла 8. Вода прокачивается насосом 6 последовательно через холодильник
масла 8, охлаждаемый выхлопной коллектор 9, зарубашечное пространство
двигателя и поступает в выхлопную трубу 4, откуда вместе с выхлопными
газами выбрасывается за борт. Между холодильником масла и насосом
установлен ручной манипуляторный кран 7, позволяющий регулировать
температуру воды на выходе из двигателя. Открывая этот кран, можно часть
воды отводить, минуя холодильник масла и двигатель, прямо в выхлопную
трубу. Регулируя таким образом подачу воды, можно поддерживать нужную
температуру двигателя.
Рис. 139. Водозаборник и установка резинометаллического подшипника в
кронштейне. 1 - металлический корпус подшипника; 2 - вулканизированная
резина; 3 - водозаборник системы охлаждения.
Рис. 140. Система измененного охлаждения
двигателя "Москвич".
Наконец, третий вариант системы одноконтурного охлаждения двигателя
(см. рис. 138, в), в котором с помощью термостата 10, автоматически
регулируется температура воды в системе. При прогреве двигателя, когда
вода холодная, основной клапан термостата закрыт. В этом случае вода,
пройдя через холодильник и двигатель, не выбрасывается за борт, а
возвращается назад, во всасывающую трубу насоса. Образуется замкнутый
цикл, который действует до тех пор, пока вода не разогреется до нужной
температуры.
Охлаждение масла в реверсредукторе может быть осуществлено за счет
отвода охлаждающей воды, проходящей через масляный холодильник
двигателя. Этого устройства может, однако, и не потребоваться, так как
нормально работающий реверсредуктор разогревается мало.
Рассмотрим конкретную конструкцию системы охлаждения (рис. 140),
разработанную А. И. Столяренко для конвертированного автомобильного
двигателя "Москвич". Из рассмотренных вариантов она соответствует
третьему.
Забортная вода поступает по шлангу 1 к штатной помпе 2 двигателя. Помпа
подает воду к тройнику 3, в котором вода разделяется на два потока.
Первый из них идет в блок цилиндров и далее через термостат в выхлопную
трубу. Второй по дюритовой трубе 4 и змеевику охлаждения масла в поддоне
направляется в зарубашечное пространство выхлопного коллектора, а затем
в нижнюю часть рубашки выхлопной трубы и оттуда через патрубок за борт.
Изготовление и установку выхлопного коллектора можно вести в следующем
порядке (рис. 141):
1) рассоединить штатные выхлопной и всасывающий коллекторы (последний в
дальнейшем снова устанавливается на место);
2) изготовить точные шаблоны фигурных фланцев патрубков по штатному
выхлопному коллектору и шаблон расположения фланцев и отверстий под
шпильки;
3) изготовить корпус коллектора (труба 48 X 3 мм); патрубки (труба 32x4
мм); фланцы патрубков толщиной, равной толщине фланцев на всасывающем
коллекторе, с припуском для чистовой обработки 0,5-1 мм; донышко
коллектора и квадратный фланец;
4) фланцы насадить на патрубки и приварить;
5) установить патрубки с фланцами на шаблоне или блоке цилиндров и
закрепить болтами; подогнать свободные концы патрубков к трубе
коллектора, разметить и высверлить для них отверстия; насадить трубу
коллектора на патрубки и прихватить сваркой; снять трубу коллектора с
шаблона или блока и окончательно приварить к ней патрубки;
6) подогнать и приварить донышко коллектора;
7) заглушить патрубки и испытать сварной шов на герметичность водой или
керосином;
8) из двухмиллиметровой стали изготовить верхнюю и нижнюю половины
кожуха-рубашки (разъем их идет в плоскости осей патрубков);
9) приварить к коллектору установочные планки 8x12x3 мм; насадить и
приварить кольцевое донышко; собрать на прихватках рубашку и донышко;
сделать на верхней части рубашки выбойки для прохода фланца всасывающего
коллектора; собрать на прихватках патрубки для воды; установить, для
проверки, на блоке выхлопной и всасывающий коллекторы;
Рис. 141. Сварной выхлопной коллектор.
10) снять выхлопной коллектор и окончательно приварить рубашку и
остальные детали; приварить к верхней части рубашки планку 15x30x3 мм,
предназначенную для крепления деталей управления дроссельной заслонкой
карбюратора. Приварить квадратный фланец; проверить плотность швов водой
или керосином;
11) фланцы патрубков прострогать или фрезеровать в чистый размер и с
таким расчетом, чтобы их сопрягаемые отверстия были строго в одной
плоскости.
Змеевик для охлаждения масла в картере изготовляется из медной трубки
наружным диаметром 14-16 мм и толщиной стенки 1 мм. Нормальную работу
системы обеспечат два витка такой трубки, однако смонтировать их в
поддоне картера затруднительно. Следует в поддоне сделать разрез с таким
расчетом, чтобы, отогнув вдоль него поддон, получить Рис. 142. Схема
замкнутого охлаждения конвертированного автомобильного двигателя М-51.
торцовые стенки коробки для установки змеевика. Боковые стенки и дно
коробки выгибаются из листа, как показано на рис. 140.
Более сложными по устройству, но зато и более надежными в эксплуатации
являются системы охлаждения, работающие по замкнутому циклу, или
двухконтурные. Для охлаждения двигателя в них используется пресная вода,
которая циркулирует так же, как и при работе двигателя на автомобиле.
Вместо радиатора, в котором у автомобиля температура воды понижается за
счет воздушного обдува, здесь устанавливаются специальные водомасляные и
водо-водяные холодильники, омываемые забортной водой. Одна из наиболее
распространенных схем такой системы охлаждения показана на рис. 142.
Рис. 142. Схема замкнутого охлаждения
конвертированного автомобильного двигателя М-51.
Забортная вода, так же как и в открытой системе, через заборник 1
(рис. 142), кингстон 2 и фильтр 3 засасывается насосом 13 и
прокачивается последовательно через холодильник масла 4, водо-водяной
холодильник 5, выхлопной коллектор 9 (первый контур). Далее вода
поступает в выхлопную трубу 10 и выбрасывается за борт. Часть забортной
воды отводится для охлаждения реверсредуктора 11.
Рис. 144. Пластинчатый забортный холодильник: а
- схема установки холодильника на катере; б - конструкция холодильника.
1 - вырез в днище катера; 2 - выходной патрубок; 3 - входной патрубок.
Вода второго контура, охлажденная в водо-водяном холодильнике 5,
специальным насосом 12 нагнетается в блок цилиндров. Оттуда она
поступает в корпус термостата 8, далее - в расширительный бачок 7 и
снова в холодильник 5. В холодном двигателе основной клапан термостата
закрыт, и вода поступает, минуя холодильник 5, через перепускной клапан
термостата по трубе 6 на вход насоса 12. После разогрева двигателя
основной клапан термостата 8 открывается, а перепускной клапан
закрывается, в систему включается холодильник.
Как видно, основной частью, отличающей систему с замкнутым циклом от
открытой системы, является водо-водяной холодильник 5. Принцип его
работы не отличается от масляного холодильника.
Рис. 145. Схема охлаждаемого глушителя.
Охлаждение воды, циркулирующей по замкнутому контуру, может
производиться и в каналах, омываемых снаружи забортной водой. Такие
каналы, называемые днищевыми холодильниками, размещаются снаружи корпуса
в районе киля или скулы.
Одна из возможных конструкций такого холодильника представляет собой
набор труб (рис. 143), приспособленный для крепления к днищу катера. На
катере с двигателем небольшой мощности вообще может быть установлена
вдоль киля одна 2-3-метровая труба диаметром 40 мм.
Другая конструкция днищевого холодильника (рис. 144) представляет собой
разделенную перегородками полость, образованную металлическими
оцинкованными листами, которая встраивается в днище катера. Наружная
поверхность такого холодильника заменяет на данном участке днища
вырезанную часть обшивки. Чтобы
очистить днище от водорослей воспользуйтесь Фаворитом-К, идеальным
моющим средством.
Расчет охлаждающей поверхности холодильников зависит от многих факторов
и носит приближенный характер. Можно считать достаточной площадь 120-180
см2 на I л. с. мощности двигателя.
Рис. 146. Крепление выхлопной трубы с помощью
дюритового соединения. 1 - глушитель; 2 - асбестовая изоляция; 3 -
трубка для подачи воды к дюритовому колену; 4 - выхлопная труба; 5 -
дюритовый участок выхлопной трубы; 6 - кожух.
Кроме охлаждения блока цилиндров, необходимо предусмотреть меры для
снижения температуры в системе выхлопа газов. На маломощном двигателе
достаточно просто изолировать выхлопной коллектор и выхлопную трубу
слоем асбеста. На автомобильных конвертированных двигателях оборудуется
более сложная система водяного охлаждения. Одна из конструкций такой
системы приводилась выше, на рис. 141.
Для охлаждения выхлопной трубы и глушителя, как это показано на рис. 138
и 142, вода подводится либо прямо от двигателя, либо от выхлопного
коллектора. Схема охлаждаемого глушителя показана на рис. 145. Следует
обратить внимание, что выходной патрубок располагается в нижней части
глушителя. Это сделано для предотвращения попадания забортной воды в
двигатель. С этой же целью на выхлопной трубе, если она выходит за борт
на уровне ватерлинии, должно быть предусмотрено кривое колено, верхняя
точка которого должна быть расположена выше выхлопного патрубка
двигателя (рис. 146). На рисунке показаны два варианта исполнения узла
впрыска охлаждающей воды в выхлопную трубу. Нижний вариант
предпочтительнее, так как обеспечивает мгновенное испарение воды и более
эффективное глушение шума выхлопа. При всех случаях выхлопную трубу и
глушитель необходимо надежно изолировать асбестом.
Крепление выхлопной трубы в отверстии транца или борта должно
осуществляться с учетом возможности продольных смещений ее в результате
нагрева. Одна из возможных конструкций, отвечающих этим требованиям,
приведена на рис. 147. Другой вариант эластичного крепления выхлопной
трубы заключается в использовании дюритового соединения, которое должно
охлаждаться водой, вводимой в полость выхлопной трубы в районе дюрита
(см. рис. 146).
При установке двигателя на катере должны строго соблюдаться правила,
обеспечивающие его безопасную эксплуатацию.
Так, в случае, когда с двигателя сняты автомобильные
воздухоочистители (это вполне допустимо, так как в судовых условиях
воздух в карбюратор поступает достаточно чистый), вместо них должны быть
поставлены простейшие фильтры-пламягасители с металлической сеткой.
В моторных отсеках необходимо предусмотреть систему вентиляции,
обеспечивающую приток воздуха, требующийся для работы двигателя при
закрытых дверцах отсека или при опущенном кожухе.
Топливные баки располагают в отсеке, изолированном от места расположения
механической установки, камбуза и пассажирских помещений.
Горловины бензобаков (по требованиям навигационно-технической инспекции
ОСВОД их диаметр не может быть менее 40 мм) следует обязательно вывести
на палубу и предусмотреть для их закрытия герметичные завинчивающиеся
пробки.
Конструкция бензобаков в принципе не отличается от бензобаков,
устанавливаемых на автомобиле, но на судне целесообразно придавать им
форму, соответствующую форме обводов днища в этом отсеке.
