МАЛ ЗОЛОТНИК, ДА ДОРОГ!

Подобрать подходящий двигатель для аэросаней — задача далеко не простая. Серийные двигатели по многим параметрам (в частности, по удельной мощности) не удовлетворяют самодеятельных конструкторов. Это и заставляет некоторых энтузиастов избирать достаточно сложный, но верный путь — создавать моторы собственных конструкций, используя узлы и детали серийных.

Редакция уже неоднократно предоставляла страницы журнала конструкторам-любителям, рассказывающим о принципах проектирования двигателей, технологии их изготовления, Так, особый интерес читателей вызвала статья Ф. Кизелова («М-К» № 6, 1978 г.), в которой описывалась технология изготовления оппозитного двигателя — мотора, имеющего ряд преимуществ по сравнению с двигателями других схем. Сегодняшняя статья А. Кожахметова из г. Троицка Челябинской области — о совершенствовании «оппозита».

На Троицкой городской станции юных техников мы построили несколько аэросаней и картов. Основной двигатель, который использовали, — тракторный пускач ПД-10. Что мы только не делали с этими моторами: и форсировали их, и спаривали, но желаемых результатов добиться так и не удавалось. Большой вес, габариты, сравнительно малая удельная мощность, а у форсированных вариантов и неважный моторесурс. Пытались увеличивать мощность, совершенствуя продувку, но и это не помогло.

Дело в том, что на подавляющем большинстве двухтактных двигателей впуском горючей смеси в картер управляет поршень. Окно он открывает, не доходя 60—65° до верхней мертвой точки (ВМТ), а закрывает его спустя те же 60—65° после ее прохождения. Таким образом, фаза впуска симметрична относительно ВМТ, и с этим уже ничего не поделаешь, поскольку взаимное положение кромок окна и поршня при ходе его как вверх, так и вниз одно и то же.

Для улучшения же наполнения цилиндра смесью впуск желательно начинать за 130—140° до ВМТ, а заканчивать спустя 40—50°.

Рис. 1. Фазы газораспределения двухтактных двигателей (цифрами обозначены следующие точки: 1 и 2 — начало и конец продувки (156°), 3 и 4 — начало и конец перепуска (120°), 5 и 6 — начало и конец впуска при управлении золотником (170°), 7 и 8 — начало и конец впуска при управлении поршнем (146°).

Рис. 2. Золотник.

И такие двигатели есть — с дисковым золотником или с лепестковым клапаном, управляющими впуском смеси. Они получили распространение лишь в последнее время. Распределение с помощью дискового золотника позволяет развить литровую мощность порядка 130 л. с.

Дисковый золотник, установленный на наш новый двигатель, представляет собой фигурную стальную пластину толщиной 0,4—0,6 мм (сталь 65Г). Геометрически это два сочлененных круговых сектора различных радиусов с плавными переходами между ними. Диск насаживается на шейку коленчатого вала и вращается в узкой щели, образованной левой половиной картера и крышкой золотника. В крышке и картере разделаны впускные отверстия, патрубок под карбюратор сварен из дюралюминиевых труб и прикреплен к фланцу крышки картера.

Работает дисковый золотник следующим образом. При вращении наступает момент совпадения выреза диска и отверстий в крышке и картере. При этом открывается доступ горючей смеси в картер из карбюратора. Продолжительность впуска определяется шириной выреза в диске. В нашем двигателе фаза впуска составляет 170°, но, по-видимому, оптимальный угол имеет смысл подбирать опытным путем, то есть постепенно увеличивать вырез в диске, одновременно замеряя тахометром обороты коленчатого вала двигателя. Таким образом можно добиться оптимальной продолжительности фазы впуска, а значит, и максимального момента на валу двигателя.

На коленчатый вал золотниковый диск установлен через промежуточную втулку и фиксируется на ней гайкой. Сама же втулка посажена на левую шейку коленчатого вала и может перемещаться по ней в осевом направлении между стенкой корпуса и крышкой золотника. Зазоры между золотником и крышкой и между золотником и корпусом должны быть в пределах 0,4—0,5 мм, регулируются они подбором соответствующих прокладок.

Если предполагается установка такого двигателя на летательный аппарат, где основополагающее значение имеет вес конструкции, то лучше всего применить магнето типа М-42. При использовании мотора на наземном (водном) транспорте имеет смысл использовать либо бесконтактное зажигание, либо обычное, с прерывателем. В последнем случае можно взять две шестивольтовые катушки от мотоциклов «Ява» или «ИЖ» и соответствующий генератор (например, Г424 с реле-регулятором РР-330).

Рис. 3. Универсальный оппозитный двухцилиндровый двигатель КА-1 с золотниковым распределением.

А — конструкция золотникового двигателя в варианте с воздушным винтом:

1 — золотник, 2 — щеки коленчатого вала, 3 — подшипники правой опоры, 4 — шейка коленчатого вала, 5 — штифт, 6 — сегментная шпонка, 7 — гайка, 8 — винт, 9 — контровочный шуруп, 10 — гайка, 11 — стакан крепления магнето, 12 — шпонка, 13 — сальник, 14 — втулка с гайкой крепления золотника, 15 — подшипник левой опоры, 16 — крышка золотника, 17 — левая половина картера, 18 — правая половина картера, 19 — шпилька крепления двигателя, 20 — распорные втулки, 21 — сальник, 22 — втулка винта со шкивом привода генератора.

Б — установка многоручьевого шкива на двигатель:

1 — корпус прерывателя, 2 — шпилька крепления крышки золотника, 3 — шпилька крепления половин картера, 4 — многоручьевый шкив.

В — картер и основные узлы двигателя:

1 — правая половина картера, 2 — левая половина картера, 3 — патрубок, 4 — карбюратор 2926СБД («Ява»), 5 — магнето М-42.