Двигатели и устройства малотоннажного моторного судна
Общие сведения о двигателях
Угловые колонки
Угловые колонки (Z-образные передачи, вертикальные колонки) выполняют
функции валопровода, понижающего или повышающего редуктора, реверсивной
муфты и активного руля.
Угловая колонка состоит из верхнего и нижнего зубчатых конических
редукторов, соединенных вертикальным (дейдвудным) валом, который
заключен в дейдвудную трубу. Верхний редуктор приводится во вращение
двигателем, установленным в корме по ДП судна, а нижний вращает гребной
вал и винт.
Колонки бывают полноповоротные, допускающие поворот гребного винта
вокруг вертикальной оси на 360° и этим обеспечивающие реверс;
неповоротные, когда реверс осуществляют встроенной кулачковой муфтой, а
управление судном - навешенным на колонку рулем; полуповоротные - судном
управляют, повернув колонку на 30-40° вправо и влево, а реверс
производят встроенной кулачковой муфтой. Большинство колонок откидные -
при встрече с подводным препятствием откидываются назад на
горизонтальной оси.
По способу установки различают днищевые и транцевые колонки. Широко
распространены транцевые колонки. Для предотвращения подсасывания
воздуха в зону работы винта транцевые колонки обязательно снабжают
антикавитационными плитами, расположенными так же, как плиты на
подвесных моторах.
На неповоротных и полуповоротных откидных колонках иногда вместо
встроенной реверсивной муфты применяют ВРШ.
Для малотоннажных судов преимущества угловых колонок перед другими
типами валопроводов неоспоримы.
Удобство компоновки. Двигатель, располагаемый в обособленном моторном
отсеке у транца, занимает минимум полезной площади судна. Уменьшаются
шумы, укорачиваются коммуникации выхлопа и охлаждения, улучшается
вентиляция моторного отсека, исключается возможность попадания в бытовые
отсеки топлива и смазки, а также горячего, насыщенного неприятными
запахами воздуха.
Значительно улучшается проходимость по мелководью, что особенно важно
для туристов, рыбаков и охотников. Мотолодку с откинутой назад колонкой,
закрепленной по-стояночному, можно провести везде, где глубина воды
достигает 5-10 см. В таком положении судно можно оставлять у берега, не
боясь повреждения винта при ударе о дно из-за волн, поднятых проходящими
судами.
Улучшение условий ухода за винтом. Для осмотра и ремонта винта и нижнего
редуктора нужно всего лишь откинуть колонку. Очень легко очистить винт
от травы и водорослей при плавании по заросшему водоему.
Снижение требований к точности и упрощение центровки двигателя.
Колонка хорошо защищает гребной винт от повреждений при переходе через
мели - откидывается назад и после прохождения препятствия автоматически
опускается в воду, соединяется с двигателем и включается на передний
ход.
Количество выступающих деталей у колонки меньше, чем у наклонного
валопровода, что увеличивает к. п. д. силовой установки и повышает
скорость хода судна.
Большинство колонок - легкосъемные, отличаются небольшим весом; их
удобно хранить под замком в моторном отсеке судна; при необходимости
колонку легко можно отнести с причала в мастерскую для осмотра и
ремонта.
Главный недостаток угловых колонок, отмеченный большинством специалистов
по малотоннажному судостроению, - сложность их изготовления в условиях
любительской постройки.
В настоящее время конструкторы-любители нашли способы упрощения
конструкций и технологии изготовления узлов и деталей, позволяющие
успешно преодолевать этот недостаток. Созданные любителями конструкции
заслуживают подробного описания, так как угловые колонки, выпускаемые
промышленностью, пока в широкую продажу не поступают.
Колонка С. Н. Истратова. Колонка полуповоротная, откидная.
Реверс осуществляется автомобильной коробкой передач, смонтированной
между двигателем и колонкой. Выходной вал коробки передач и вал верхнего
редуктора соединены укороченным карданным валом с двумя шарнирами.
Ведущая коническая шестерня верхнего редуктора посажена на шлицах вала
верхнего редуктора. Вал может перемещаться по шлицам шестерни, при этом
колонка откидывается на 60° вверх на горизонтальной оси подвески. Угол
поворота колонки вокруг вертикальной оси -30° влево и вправо.
Колонка отличается простотой и надежностью конструкции. Сложность
представляет изготовление только конических шестерен и корпусов
редукторов.
Колонка рассчитана на передачу крутящего момента от двигателя до 70 л.
с. с редукцией 1:2. На катере Шторм с двигателем М-21 колонка находится
в эксплуатации с 1963 г. За это время автор внес изменения, повышающие
надежность конструкции и упрощающие технологию ее изготовления.
Откорректированные рабочие чертежи опубликованы в статье С. Н. Истратова
Поворотно-откидная колонка, сб. Катера и яхты. JL, Судостроение, 1967, №
12.
Колонка Ю. Л. Романенко. Основная задача конструктора
заключалась в том, чтобы разработать колонку, которую можно изготовить в
условиях любительского судостроения. С этой целью пришлось осуществить
следующие мероприятия:
- широко применить покупные детали и узлы;
- разделить колонку на отдельные узлы;
- снизить до минимума количество сложных станочных работ при
изготовлении деталей и узлов;
- заменить литые детали сварными, чтобы избежать литейных работ.
Колонка полуповоротная, самооткидывающаяся, легкосъемная, без реверса.
Колонка отключается от двигателя при подъеме ее в стояночное положение
(рис. 171).
Для изготовления колонки были использованы редуктор винта (подводная
часть) в сборе, винт, нижняя часть дейдвуда и торсион (рессора)
подвесного мотора Москва.
Рис. 171. Колонка конструкции Ю. Л. Романенко в
откину том положении.
Колонка предназначена для судов типа Казанка (и подобных ей) с
двигателем СМ-557-Л. Вес ее 15 кг.
Верхний редуктор и откидная часть колонки конструкции Ю. Л. Романенко
показаны на рис. 172.
Промежуточный вал с плитой подвески колонки соединяет колонку и
двигатель посредством полумуфты 1. К транцу лодки плита 3 прикреплена
болтами. Вал передает крутящий момент двигателя верхнему редуктору. На
плите размещена горизонтальная ось 5, на которой откидывается колонка
при встрече с препятствием, и текстолитовый упор 11 вместе с проушинами,
передающий нормальное и боковое усилия колонки на транец лодки.
Верхний редуктор с валами поворотной части - наиболее сложная в
изготовлении часть колонки, определяющая в значительной степени качество
работы колонки в целом.
Для изготовления вертикального вала - шлицевой муфты 8, сопрягаемого на
шлицах с торсионом подвесного мотора Москва, можно использовать обломок
коленчатого вала этого мотора.
Рис. 172. а - верхний редуктор колонки Ю. Л.
Романенко; б - откидная часть колонки в сборе с подводной частью. 1 -
полумуфта соединения с валом двигателя; 2 - трубка подвода сказки; 3 -
плита крепления колонки к транцу; 4 - транец; 5 - ось поворота колонки
при откидывании; 6 - обух крепления румпеля колонки при откидывании; 7 -
откидная часть; 8 - щлицевая муфта дейдвудного вала; 9 -
пальцево-колодочная муфта (при откидывании колонки разъединяется); 10 -
фланец соединения с подводной частью мотора "Москва"; 11 - упор; 12 -
плита; 13 - румпель.
Зацепление шестерен при сборке редуктора регулируют за счет толщины
прокладок под фланцы стаканов шарикоподшипников конических шестерен.
Редуктор может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 5. Промежуточный
вал соединен с горизонтальным валом верхнего редуктора муфтой 9.
Редуктор имеет дугу и обух 6 для румпеля 13, который обеспечивает угол
поворота редуктора гребного винта вокруг вертикальной оси - 36° на оба
борта.
Нижним редуктором гребного винта служит подводная часть подвесного
мотора Москва с укороченными дейдвудной трубой и торсионом.
Для установки этих деталей необходима небольшая доработка:
- с помощью отрезка трубки размером 10x12 мм, шайбы и винта
зафиксировать вилку реверса в положении передний ход\
- обрезать дейдвудную трубу, к нижнему отрезку приварить фланец;
- укоротить торсион, обеспечив размер 343 мм от заточки нижнего
подшипника до верха;
- проточить верхний конец торсиона и нарезать на нем шлицы (по образцу
отрезанной части торсиона).
Двигатель навешивают на плиту 12 и устанавливают на заготовленную опору
под передние лапы крепления. Опору (деревянный брусок) ставят поперек
лодки и укрепляют угольниками.
После того как соединены узлы редуктора, винта и основания, в собранном
виде проверяют длину торсиона, установив верхний редуктор на подшипник.
Торсион должен быть такой длины, чтобы между его торцом и внутренним
торцом шлицевого вала остался зазор 3-4 мм.
Колонка с весны 1964 г. эксплуатируется с двигателем М-10
(четырехтактный двухцилиндровый) мощностью 12-14 л. с. на глиссирующей
мотолодке (L = 3,8 м\ В = 1,4 м по скуле), обводы которой геометрически
подобны обводам быстроходного катера, показанного на рис. 36 [34].
Скорость хода лодки при полной нагрузке 250-270 кг - 36- 38 км/ч, с
увеличением веса до 320-340 кг скорость снижается до 31-32 км/ч. Лодка
оборудована дистанционным управлением двигателем и поворотом колонки.
