содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

4.3.

Двигатели, передачи, нагнетатели и воздушные винты любительских АВП (судов на воздушной подушке)

На любом любительском АВП должны быть установлены двигатели, нагнетатели для образования воздушной подушки и движители — для создания тяги. Типы и количество этих агрегатов зависят от размеров любительского АВП, функционального назначения, а также от типа воздушной подушки и способа получения горизонтальной тяги. Примером могут служить уже созданные различные конструкции любительских аппаратов.

Опытный конструктор может решиться на создание собственной оригинальной системы. Однако для этого следует приобрести или изготовить собственными силами все необходимые узлы АВП либо переделать их для конкретных условий.

Что же касается нагнетателей, воздушных винтов и передач, то можно приступить к их самостоятельному изготовлению, только предварительно выполнив расчеты и разработав чертежи конструкции. Относительно двигателя существуют более строгие требования, вследствие чего его очень трудно самостоятельно спроектировать и построить. Работа над двигателем требует значительных материальных затрат. Лучше всего приспособить, переделать или усовершенствовать серийные двигатели внутреннего сгорания для косилок, мотоциклов и автомобилей. Очень валено, чтобы двигатели были безопасны в работе, невелики по своим габаритам и массе и надежно работали.

Мотоциклетные моторы имеют коробку скоростей, которая не нужна для АВП, поэтому длч использования мотора на АВП коробку скоростей демонтируют.

К основным особенностям приспособления мотоциклетного двигателя для использования на АВП можно отнести доработки вспомогательных агрегатов и демонтаж коробки скоростей. Нашли свое применение на АВП также лодочные подвесные моторы, моторы для бензопил и косилок с воздушным охлаждением. В зависимости от категории аппарата объем двигателя варьируется в диапазоне от 50 до 750 см3.

Предпринимаются также попытки применения для любительских АВП двигателей, которые выпускают специально для картинга. Это прежде всего двигатели объемом более 100 см3. Они отличаются наличием вращающегося дроссельного клапана, з котором открытие и закрытие всасывающего канала производятся не поршнем, а с помощью специального диска, вращающегося синхронно с коленчатым валом. Кроме того, эти двигатели не имеют коробки скоростей и муфты сцепления. Нижняя часть двигателя представляет собой только картер коленчатого вала. Высокие степень сжатия и скоростные показатели этих моторов вызывают необходимость использования значительных охлаждающих поверхностей, что, в свою очередь, вынуждает делать поверхность головки цилиндра ребристой. Эти особенности картинговых моторов придают им специфический внешний вид: значительных

размеров головка цилиндра, установленная на небольшом карте-ре коленчатого вала, к которому сбоку прикреплен карбюратор.

Следует также добавить, что картинговые двигатели характеризуются небольшим относительным ходом поршня, а это способствует увеличению частоты вращения коленчатого вала до 8000— 12 000 об/мин, благодаря чему достигается мощность 11—15 кВт.

Кроме уже описанных типов мотоциклетных и картинговых моторов нередко применяют специальные двигатели, приспособленные для любительских АВП на предприятиях либо в мастерских любителей-моделистов. Для этого форсируют мощностные характеристики двигателей и дорабатывают некоторые элементы их конструкции с тем, чтобы они выдерживали увеличенные нагрузки. Эти изменения прежде всего касаются главного картера двигателя, изменения углов газораспределения, усиления коленчатого вала, смены карбюратора.

Форсирование двигателей может повысить мощность до 22 кВт при объеме до. 200 см3. Необходимо устанавливать новый карбюратор, не реагирующий на центробежную силу. Примером такого карбюратора с центральной поплавковой камерой может служить карбюратор, использованный в двигателе MZ 125 см3.

Из практики известно, что значительное увеличение частоты вращения двигателя снижает вращающий момент и перемещает •его максимум в сторону пониженных оборотов. Не следует стремиться к достижению слишком большой частоты вращения, поскольку это невыгодно. При частоте вращения порядка 7000 об/мин можно получить мощность 10 кВт, при вращающем моменте— 1,4 Н-м, что считается достаточным для движения любительских одноместных АВП.

Доработка мотора, непосредственно влияющая на форсирование мощности, состоит в следующем: увеличении степени сжатия, изменении углов газораспределения, уменьшении «мертвого» пространства в главном картере двигателя, подборе параметров системы всасывания, подборе параметров выхлопной системы, угла опережения зажигания.

Следует соблюдать меру при осуществлении модификации двигателя. Любые изменения должны в итоге обеспечивать необходимые характеристики, особенно при изменении углов газораспределения.

В любительских АВП применяются в равной степени как осевые нагнетатели, так и центробежные. Осевые нагнетатели предназначаются для небольших и несложных конструкций, центробежные— в более сложных конструкциях АВП со значительным давлением в воздушной подушке.

Осевые нагнетатели, как правило, имеют четыре лопасти или больше, их обычно изготовляют из дерева или металла: из дерева четырехлопастные нагнетатели, из металла — нагнетатели с большим количеством лопастей. Если они из алюминия, то их отливают, а если из стального листа — сваривают. Диапазон давления, создаваемого осевыми нагнетателями, составляет 600-

800 Па при четырех лопастях и около 1000 Па при большем числе лопастей. КПД этих нагнетателей достигает 90%.

Центробежные нагнетатели изготовляют из металла и пластмасс. Металлические (стальные, алюминиевые) нагнетатели обычно делают сварными, пластмассовые — выклеиваются. Профили лопастей изготовляют гнутыми из тонкого листа либо профилированными. Центробежные нагнетатели создают достаточно высокое давление — до 3000 Па, а КПД их достигает 83%.

Рис. 80. Характеристика металлического центробежного нагнетателя типа FK-40 продукции фабрики «Термовент», Польша.

На рис. 80 представлены характеристики центробежного нагнетателя типа FK-40, который автор использовал и испытал с , хорошими результатами в сельскохозяйственной платформе грузоподъемностью 500 кг. Можно также воспользоваться аэродинамическими характеристиками (см. рис. 70) и геометрическими соотношениями (рис. 81), по которым можно изготовить любой нагнетатель с нужными параметрами. Это лучше, чем проектировать нагнетатель самостоятельно.

Воздушный винт, применяемый в любительских АВП, делают обычно из твердых пород дерева, например, ясеня, который обладает высокой прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям. Чаще всего встречаются двухлопастные винты, используются и четырехлопастные. Количество лопастей зависит от условий эксплуатации и назначения винта — для развития большой скорости или создания значительной силы тяги в момент старта. Достаточную силу тяги может обеспечить и двухлопастной винт с широкими лопастями.

В связи с тем, что используются разнообразные типы двигателей для привода воздушных винтов, для каждого типа в целях получения требуемых результатов специально проектируется и воздушный винт. Необходимая информация по созданию проекта воздушного винта имеется в разделе, посвященном проектированию воздушных винтов и технологии их изготовления. Важно помнить, что сила тяги винта увеличивается в том случае, если он помещен в кольцо.

При выборе нагнетателей и воздушных винтов следует помнить об условиях, гарантирующих полное использование мощности при достаточно высоком КПД на всех режимах движения, в против-ном случае будут напрасно затрачены и без того незначительные

мощности двигателя.

В зависимости от частоты вращения вала двигателя и характеристик вращения нагнетателя или воздушного винта применяется их монтаж непосредственно на валу двигателя или при помощи передач. Небольшие и легкие нагнетатели, а также винты малого диаметра удается укрепить непосредственно на валу высокооборотного двигателя, например, мотоциклетного. Хуже обстоит дело с нагнетателями большого диаметра и массы, которые требуют использования передачи, уменьшающей частоту вращения двигателя. То же самое можно сказать и о воздушном винте большого диаметра, применение которого, в свою очередь, вызывает использование передач, уменьшающих частоту вращения.

В любительских АВП применяются цепные, зубчатые, ременные передачи. Из-за простоты изготовления и конструирования наиболее часто употребляются ременные передачи. Недостатком этого типа передач является соскальзывание ремней при большой нагрузке. Зубчатые передачи дороги в изготовлении, но обеспечивают высокий механический КПД и надежную работу при небольших габаритах.

Муфты сцепления, которые применяются в любительских АВП, могут быть дисковые или центробежные. Недостатком дисковых муфт считается необходимость включения и выключения, В центробежных муфтах, работающих в автоматическом режиме, включение происходит при достижении определенных оборотов.

Рис. 81. Осевой нагнетатель, сваренный из металлического листа типа МС - (серия ЦАГИ): а — рабочее колесо, б — геометрические соотношения лопатки.

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..