«КОМПАКТ -800» — МОТОР ДЛЯ СЛА

Многочисленные слеты самодеятельных авиаконструкторов собирали сотни энтузиастов малой авиации, и это наглядно показывало, что интерес к конструированию любительских летательных аппаратов громадный. Однако во многих случаях неразрешимой проблемой для поклонников СЛА является проблема двигателя—мощного, легкого, компактного и экономичного. Полагаю, что если бы промышленность выпускала подобные двигатели, малая авиация в России развивалась бы куда более высокими темпами. Ну а пока единственным выходом для самодельщина остается изготовление такого мотора собственными руками.

Предлагаю авиаторам-любителям опыт изготовления такого рода двигателя, в котором сконцентрированы и радости успеха, и горечь разочарований, да к тому же и немало времени и материальных средств.

Хочу предупредить, что разработанный мной двигатель не являет собой нечто принципиально новое — это просто добротная разработка на базе уже существующих моторов, проверенных в процессе длительной практики.

Хотелось бы отметить также, что многих самодельщиков отпугивает кажущаяся сложность создания таких агрегатов, как авиационный двигатель. Могу заверить, что двигатель типа «Номпакт-800» может построить практически любой конструктор-любитель, обладающий слесарными навыками. Ну и, конечно, оптимальным набором комплектующих элементов, на базе которых и собирается даигатель. В частности, необходимо имвть пожарную мотопомпу МП-800 (подойдет даже негодная, списанная), два коленчатых вала и два цилиндра от мотоцикла «ИЖ-Планета-Спорт» (далее —ИЖ-П-С), два карбюратора «Иков-34» или «Иков-36» с набором жиклеров от спортивного мотоцикла CZ-400 (подойдут и отечественные К-62М от ИЖ-П-С), а также два поршня диаметром 82 мм с кольцами от мотоцикла CZ:400.

Несколько слов о технических характеристиках двигателя «Компакт-800». Этот рядный двухцилиндровый двухтактный мотор воздушного охлаждения массой 37,6 кг (без карбюраторов и системы зажигакия) имеет рабочий объем 600 куб. см, диаметр цилиндра 82 мм, ход поршня 76 мм и степень сжатия 10,7. Мощность двигателя — 70 л.с. при частоте вращения коленвала 5900…6100 1/мин. Топливо — бензин марки АИ-93 в смеси с 5 процентами масла МС-20. Выхлоп с применением двух настроенных резонаторов.

Исходные цилиндры расточены до диаметра 62 мм под поршни от CZ-400. При сборке примыкающие друг к другу части головок и оребрение цилиндров сфрезеровываются так, чтобы расстояние до плоскости фрезерования от оси цилиндра составляло 72

Для предотвращения турбулизации потока топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя и улучшения их продувки большую сферу головки цилиндра необходимо обработать на токарном станке (в четырех-кулачковом патроне) по радиусу днища поршня, а диаметр головки плавно свести к диаметру 82 мм. Необходимая степень сжатия подбирается с помощью прокладки требуемой толщины, устанавливаемой между картером и цилиндром.

Коленчатый вал от мотопомпы МП-800, состоящий из двух кривошипов с цанговым соединением в предпоследней щеке коленвала (со стороны магнето), легко разбирается без повреждения щек вала. Замечу, что ход шатуна у двигателя мотопомпы не совпадает с соответствующим па: раметром у ИЖ-П-С (85 и 76 мм соответственно). Именно поэтому в щеках разобранного коленвала штатные цапфы срезаются и в их отверстия запрессовываются (посадка — напряженная прессовая) новые цапфы из стали 40Х, имеющие припуск на последующую обработку под посадку подшипников. Старые отверстия нижних шатунных пальцев аккуратно завариваются, по возможности — без пористостей и посторонних аключений. Новые отверстия под нижний шатунный палец ИЖ-П-С разделываются на расстоянии 38 мм от центра щеки коленчатого вала. Обе половинки вала собираются отдельно и поочередно обрабатываются в токарном станке.

Рис. 1. Малогабаритный двухцилиндровый авиационный двигатель «Компакт-800»:

1 — головка цилиндра, 2 — цилиндр, 3 — ‘комплект прокладок, 4 — задняя цапфа коленчатого вала (штатная), 5 — стакан с сальником, 6 — роликовый подшипник 2306К, 7 — стяжной болт разъемных частей коленчатого вала, 8 — упорное кольцо, 9, 11 — шариковые подшипники 306К, 10 — межкамерная распорная втулка, с сальниками, 12 — нижний шатунный палец, 13 — картер двигателя, 14 — передняя цапфа коленчатого вала, 15 — передний стакан с сальником, 16 — упорный подшипник 8207, 17 — роликовый подшипник 42207К, 18-канал для смазки, 19 — щека коленчатого вала, 20 — проставка между картером и цилиндрами, 21 — шатун, 22 — поршневой палец, 23 — игольчатый подшипник верхней головки шатуна, 24 — поршень с двумя кольцами.

Рис. 2. Ступенчатая шпилька крепления цилиндров.

Рис. 3. Болт с цилиндрической головкой (для крепления проставки).

Р и с. 4. Длинная шпилька.

Р и с. 5. Проставкз.

Рис. б. Резонансная выхлопная труба под частоту вращения коленчатого вала 5800…6100 1/мин.

Собранный вал балансируется на линейках в сборе с поршнями, поршневыми кольцами и пальцами. Разница между комплектами цилиндров должна быть не более 2…3 г, в противном случав не избежать повышенной вибрации двигателя. Доводка при балансировке коленвала осуществляется высверливанием отверстий в щеках.

Шатуны, верхние и нижние пальцы с сепараторами использовались от двигателя ИЖ-П-С. Поршни с двумя кольцами обеспечивают минимальное трение цилиндро-поршневой паре и надежность работы мотора.

Картер двигателя — от уже не раз упоминавшейся мотопомпы, однако верхняя его половина частично доработана. Дело в том, что высота днища у поршня СZ-400 на 6 мм меньше, чем у ИЖ-П-С, поэтому с поверхности верхней крышки картера необходимо снять 4 мм и довести стыковочную плоскость на приторочной плите. Необходимо также уменьшить высоту цилиндра: на токарном станке подрезать на 2 мм его фланец.

Помимо этого, между верхней половиной картера и цилиндрами необходимо установить дюралюминиевую литую проставку, в которой разделаны отверстия под гильзы цилиндров и перепускные каналы, а также резьбовые отверстия М10×1 мм под четыре шпильки крепления цилиндров по совмещенным шаблонам, снятым с цилиндров и картера. В «Компакте-800» толщина простааки вместе с двумя паронитовыми прокладками толщиной по 0,5 мм составляет 20 мм.

Перед расточкой и доводкой верхней крышки картера на ней стяжными шпильками закрепляется проставка. Далее с одной установки в крышке и проставке растачиваются отверстия под гильзы цилиндров до диаметра 66 мм на глубину 24 мм. К сожалению, завершить работу по посадке цилиндров в картер (на глубину 6 мм) с помощью станка не удастся из-за того, что в картере в зоне расположения боковых перепускных окон возможны перфорации. Поэтому цилиндры окончательно подгоняются к картеру с помощю ручной его обработки. Ручная выборка металла с последующей шлифовкой неизбежна и при обработке в крышке картера плавных обводов перепускных каналов. При этом удобнее всего ориентироваться на эталон, в качестве которого можно взять старый картер мотора ИЖ-П-С.

При изготовлении картера хорошим подспорьем может стать аргонно-дугоаая сварка: с ее помощью можно наплавкой металла ликвидировать перфорации: наварить слой металла в зоне перепускного канала в случае, если перфорация неизбежна.

При монтаже в картер коленчатого вала следует учитывать, что цилиндры мотора работают в противофазах, и полости кривошипных камер двигателя должны быть изолированы друг от друга и не иметь перепуска давления. Для этого между камерами монтируют штатную распорную втулку с врезанными в нее двумя сальниками.

При сборке двигателя в картер мотора натуго вворачиваются четыре ступенчатые шпильки (каждая сваривается внакладку из двух стержней с резьбой М10 на одном из концов), ориентированные таким образом, чтобы обеспечивалась свободная посадка на картер цилиндров вместе с головками. Далее через паронитовую прокладку на картер с помощью болтов с цилиндрическими головками «впотай» закрепляется проставка, и в разделанные в ней резьбовые отверстия М10х1 вворачиваются длинные шпильки, после чего монтируются цилиндры с головками и фиксируются гайками с подложенными под них шайбами. Предварительно межреберные перемычки на цилиндрах необходимо удалить — это улучшит охлаждение двигателя.

Следует заметить, что «Компакт-800» развивает указанную выше мощность при работе с настроенными резонансными выхлопными трубами, оптимальные геометрические размеры которых показаны на одном из рисунков.

Штатная система зажигания, базирующаяся на магнето, непригодна для авиационного двигателя, поскольку стабильную и устойчивую искру магнето может гарантировать на существенно меньших оборотах, чем те, что развивает «Компакт-800». Именно поэтому на нем используется 12-вольтовая система зажигания от мотоцикла «Jawa». Параметры системы зажигания (опережение, зазор между контактами прерывателя) для каждого цилиндра устанавливаются как на двухцилиндровом мотоцикле — раздельно для каждого из цилиндров.

Отмечу, что для авиационного двигателя желательно иметь двухискровую систему зажигания (с парой свечей на цилиндр), обеспечивающую запаздывание появления искры на одной из свечей в 4…6 градусов поворота коленчатого вала. Разумеется, при использоввнии двухискрового зажигания источники энергии для каждой из свечей цилиндра должны быть автономными.

Хочу предупредить энтузиастов, пытающихся во что бы то ни стало повысить мощность любого попавшего им в руки мотора, что все возможные разумные меры для этого на «Компакте-800» уже были предприняты, и дальнейшая форсировка двигателя может привести к резкому снижению ресурса. В частности, уведено до оптимума среднее эффективное давление в цилиндре: 6,5 кг/кв.см. Предельной и максимально выгодной при оптимально устойчивой работе мотора можно назвать и степень сжатия, равную 9,5…10,7. Надо сказать, что мощности «Компакта-800» более чем достаточно для большинства любительских летательных аппаратов. Вот лишь несколько цифровых характеристик, показывающих возможности моего мотора. Так, при стендовых испытаниях окружная скорость концов лопастей полутораметрового воздушного винта достигала 240 м/с. Статическая тяга при этом составляла 160 кгс, и КПД винта — 67 процентов!

Появятся вопросы по конструкции — пишите мне по адресу: 624470, Свердловская область, г. Североуральск, ул. Комсомольская, дом 37, квартира 115.

В. ДУБРОВИН