Устройства, облегчающие запуск лодочного двигателя

Проблема облегчения запуска интересует практически всех судоводителей-любителей — вне зависимости от вида двигателя, установленного на судне.

Достаточно напомнить, что при ограниченном сроке службы стоимость аккумуляторов, применяемых для питания электростартеров, неуклонно растет. В то же время для современных высокооборотных автомобильных карбюраторных двигателей, в отличие от старых двигателей, таких, как «М-20» («Победа»), необходимы достаточно высокие пусковые обороты; именно поэтому они плохо запускаются вручную.

Современные автотракторные дизеля, имеющие неразделенные камеры сгорания, при номинальных пусковых оборотах 150—250 об/мин запускаются за 1—3 с, однако высокая степень сжатия и большие потери на трение приводят к тому, что для запуска необходимы стартеры большой мощности (1 кВт на 1 литр объема дизеля).

Устаревшие модели дизелей с форкамерами («Д-50», «4ЧСП 8,5/11») запускаются дольше — за 5—10 с, да к тому же требуют дополнительно большого тока (40—50 А) для питания свечей накаливания.

Ручной запуск дизеля

Для облегчения запуска дизель может быть оборудован декомпрессионным механизмом, маховиком повышенной массы, электрофакельным подогревателем воздуха. Для той же цели используют эфиросодержащую пусковую жидкость «Холод». Комплекс этих мер позволяет осуществить ручной запуск дизеля мощностью 10—20 л. с. усилием одного-двух человек, однако для этого необходимо удобное расположение пусковых рукояток 1.

Для того чтобы хорошо отрегулированный дизель запускался быстро, необходимо исключить появление пузырьков воздуха в насосе высокого давления. С этой целью рекомендуется устанавливать расходный бак выше насоса высокого давления и осуществлять интенсивную вентиляцию моторного отсека, чтобы не допустить нагрева топлива, поступающего к форсункам, выше 40—50°С.

Конденсаторная система

Следует иметь в виду, что стартерная емкость аккумулятора, определяемая при разрядке стартерным током (i=3·Q, где Q — номинальная емкость аккумулятора, которая определяется при разрядке аккумулятора током i=0,05·Q), в 4 и более раз меньше, чем его номинальная емкость. В связи с этим будет полезна конденсаторная система запуска.

При помощи транзисторного преобразователя, похожего на преобразователь для питания лампы-вспышки или судовой отмашки, напряжение повышается до 300—500 В и за 20—50 с заряжает мощный электролитический конденсатор емкостью

20 000 мф. При запуске к этому конденсатору непосредственно подсоединяется высоковольтный стартер, который за 1—3 с и заводит двигатель.

Для эксплуатации автомобильного двигателя, оборудованного такой системой, достаточно мотоциклетного аккумулятора, а для дизеля мощностью 200 л. с. — аккумулятора от «Запорожца». Аккумулятор при этой схеме запуска не работает в стартерном режиме, благодаря чему его ресурс возрастает в 2 и более раз; к тому же, становится возможным применение более надежных щелочных аккумуляторов.

Наиболее сложный узел в этой системе — высоковольтный стартер. В принципе возможно создание хотя и довольно громоздкой, но работоспособной системы, состоящей из высоковольтного преобразователя, понижающего трансформатора и выпрямителя или мощного машинного преобразователя, позволяющих использовать штатный низковольтный стартер.

Для запуска форкамерных дизелей конденсаторная система потребует установки конденсатора слишком большой емкости и поэтому вряд ли применима.

Установив пускового двигателя

Более универсальна система запуска при помощи специального пускового двигателя.

Наиболее распространен тракторный пусковой двигатель «ПД-10У». Это двухтактный двигатель водяного охлаждения мощностью 10 л. с. и весом 70 кг, имеющий электростартер и аварийный ручной запуск. Перед запуском при помощи специального рычага шестерня привода вводится в зацепление с зубчатым венцом маховика дизеля. Пусковой двигатель заводится при разомкнутой муфте сцепления, прогревается, а так как система охлаждения пускового двигателя и дизеля общая, при этом частично подогревается и сам дизель. После прогрева включается сцепление; несмотря на резко возрастающую при этом нагрузку, число оборотов пускового двигателя остается постоянным благодаря центробежному регулятору.

После запуска дизеля число его оборотов, а следовательно, и число оборотов шестерни привода, увеличивается в 4—8 раз и вступает в работу обгонная муфта, предохраняющая пусковой двигатель от разноса. Одновременно за счет возросшей центробежной силы грузики шестерни привода расходятся и шестерня с помощью сжатой пружины выходит из зацепления с зубчатым венцом маховика.

Помимо «ПД-10У» промышленность выпускает пусковой двигатель воздушного охлаждения «ПД-8» мощностью 8 л. с. для четырехцилиндровых тракторных дизелей типа «Д-37» («Д-144»); конструкция этого двигателя подобна «ПД-10У».

Инерционные системы запуска

Запустить любой современный двигатель, в том числе и дизель, можно вручную при помощи инерционного устройства.

Основой такой системы является маховик, который раскручивается вручную через повышающую передачу. После раскрутки маховика до номинальных (весьма высоких) оборотов включается сцепление (как правило, сухое однодисковое), и вращение от маховика через систему понижающих передач и обгонную муфту передается на шестерню привода, устройство которой может быть таким же, как и у пускового двигателя.

Для уменьшения массы маховика его угловую скорость целесообразно повышать так, чтобы окружная скорость приближалась к предельно допустимой исходя из прочности материала. Для обычных марок сталей допустимая окружная скорость .составляет 100—120 м/с.

Теоретически для запуска 70-сильного бензинового двигателя достаточна масса 1 кг, а для запуска дизеля такой же мощности — 5 кг (в обоих случаях D = 200 мм, n = 10 000 об/мин). При понижении числа оборотов маховика придется повышать его диаметр либо массу. Поскольку и то и другое нежелательно, приходится вводить наиболее сложный узел такой схемы — редуктор с передаточным числом 100—50, имеющий высокий КПД. В противном случае при заводке большая часть энергии будет тратиться не на разгон маховика, а на прокручивание редуктора.

Такой привод целесообразно дополнить электромотором либо маломощным стартером (от того же пускача). Отметим, что жесткая механическая связь увеличивает нагрузки на передачу и требует точной регулировки сцепления. Изготовить такой узел можно только в заводских условиях.

Пусковой двигатель, выпускающийся серийно, естественно будет самым доступным вариантом, однако его, как правило, рассчитывают на дизель какой-то определенной марки и приспособить его для запуска дизелей других моделей не удается. Во-первых, модуль зубьев шестерни привода больше, чем модуль шестерни электростартера. Так, дизель «Д-240Л», оборудованный пусковым двигателем, и дизель «Д-240», оборудованный электростартером, комплектуются маховиками с различными зубчатыми венцами. Однако еще большим препятствием является невозможность расположить пусковой двигатель вплотную к блоку дизеля: у дизеля «Д-21», например, мешает насос высокого давления, у дизеля «4ЧСП» — коллектор.

Комбинированные схемы

По-видимому, более доступными будут различные комбинированные схемы. Например, для запуска маломощного дизеля это может быть система, состоящая из бензинового двигателя (того же пускача), соединенного с генератором мощностью 3—4 кВт, который питает штатный стартер. Если не удастся достать мощный генератор на 12 В, можно установить генератор на 220 В, понижающий трансформатор и выпрямитель на мощных диодах. Дополнительным достоинством такой схемы является возможность запускать двигатель от сети 220 В, пользоваться стандартным электроинструментом (в походных условиях), а при наличии дополнительной обмотки на 50 В — иметь и маломощную сварочную установку.

Для запуска автомобильного двигателя можно ограничиться установкой двух машин (1—1,2 кВт) стандартных генераторов напряжением 12 В. Можно использовать мощные 24-вольтовые судовые или авиационные генераторы. Однако в этом случае придется либо установить стартер на 24 В (от «КАМАЗа»), либо уменьшить число оборотов генератора, или установить дополнительное подавительное сопротивление.

Можно применить маломощный двигатель, например, от мопеда или на базе подвесного моторчика «Салют», но между двигателем и генератором придется установить дополнительный маховик. Так, для дизеля «Д-21» будет достаточно маховика 6—8 кг (диаметр 300 мм).

Сначала запускается пусковой двигатель, он прогревается и выводится на номинальные обороты (по тахометру или за счет установки регулятора оборотов). Затем включается электростартер, причем основная энергия при запуске потребляется от маховика. Впрочем, раскрутить маховик, соединенный с генератором, можно и вручную — при помощи ускоряющего редуктора, либо при помощи маломощного электродвигателя, питающегося, например, от щелочного аккумулятора. При этом не потребуются ни сцепление, ни сложный понижающий редуктор, однако массу маховика из-за двойных потерь в генераторе и стартере, а также из-за малых оборотов генератора (5000—7000 об/мин) придется заметно увеличить, по сравнению с чисто механическим инерционным пусковым устройством.

Применение гидравлики

Помимо электрической передачи в рассмотренных выше схемах можно применить и гидравлическую. В этом случае бензиновый двигатель соединяется, например, с широко распространенным тракторным шестеренным насосом НШ-10. Максимальная мощность такого насоса — 7,5 кВт, максимальное число оборотов — 3000 об/мин, масса — 2,4В кг (для сравнения: масса судового генератора сопоставимой мощности превышает 100 кг).

Следует иметь в виду, что современные насосы, в отличие от устаревших конструкций, имеют гидроуплотнение шестерен и поэтому нормально работают только при определенном направлении вращения шестерен (НШ-10 — против часовой стрелки, если смотреть со стороны привода).

Гидростартер собирают из гидромотора типа ГМШ-10 или, что хуже, используют такой же насос НШ-10, который соединяют с приводом от штатного электростартера. При этом используются конец вала с винтовыми шлицами, обгонная муфта с шестерней и электромагнит с приводом.

Перед запуском бензинового двигателя напорную магистраль от гидронасоса при помощи распределителя или вентиля соединяют с масляным баком. После запуска и прогрева двигателя сначала включают электромагнит и вводят шестерню гидростартера в зацепление, а затем, закрывая вентиль или переключая распределитель, включают гидростартер. Электромагнит включают через реле стартера, поэтому после запуска дизеля шестерня автоматически выходит из зацепления.

Гидропривод можно применять для схемы с маломощным двигателем и маховиком, однако применять его для схемы с ручной раскруткой маховика (без применения дополнительного сцепления) невозможно в связи с большими потерями при прокручивании гидронасоса. Необходимо также учитывать, что максимальное число оборотов гидродвигателя 3000 об/мин; поэтому для уменьшения массы маховика его целесообразно подключать через повышающую (2:1—3:1) зубчатую или ременную передачу.

Пусковой механизм подвесного лодочного мотора Ветерок

Устройство пускового механизма лодочного мотора Ветерок

Нижнее расположение ручки пускового механизма на подвесных лодочных моторах « Ветерок » имеет свои положительные и отрицательные стороны. К достоинствам можно отнести меньшую вероятность откидывания мотора при резких рывках пускового шнура в процессе запуска; уменьшение высоты и следовательно, массы мотора; простота конструкции; более легкий доступ к магнето при обслуживании системы зажигания, чем при традиционной конструкции ручного стартера, располагаемого над маховиком.

Недостатками такого типа механизма, который кроме «Ветерков» применялся также на моторах «Прибой» и «Привет-22», являются неудобство запуска при установке мотора в рецессе (подмоторной нише) или на кронштейне за высоким транцем и меньшее число оборотов, сообщаемое коленчатому валу при запуске, по сравнению с верхним пусковым механизмом. Хорошее знание устройства и работы пускового механизма «Ветерка», своевременное обслуживание и тщательный уход за ним обеспечивает его надежное функционирование в течение длительного срока эксплуатации мотора. Конструкция пускового механизма включает полый вал-шкив из алюминиевого сплава 1 (рис. 1), на шкив которого намотан плетеный капроновый шнур 12 диаметром 4 мм.

Рис. 1 . Устройство пускового механизма:
1 — шкив; 2 — трубка; 3 — пружина тормозная; 4 — пружина; 5 — упор; 6 — шестерня; 7 — штифт; 8 — подшипник верхний; 9 — упор; 10 — штифт; 11 — подшипник нижний; 12 — шнур; 13 — ручка; 14 — шайба; 15 — вкладыш; а — кожух нижний.

Один конец шнура закреплен на шкиве, а другой в резиновой ручке 13. Шкив на двух капроновых подшипниках 8 и 11 крепится винтами М6×45 к приливам впускного патрубка.

При вытягивании шнура за ручку шкив начинает вращаться, шестерня 6 благодаря винтовым прорезям во втулке и усилию тормозной пружины 3 поднимается вверх и входит в зацепление с зубчатым венцом маховика. В результате коленчатый вал начинает проворачиваться и мотор запускается. При освобождении пускового шнура от натяжения шкив вращается в противоположную сторону под действием пружины 4, а шестерня расцепляется с венцом маховика. При этом пусковой шнур наматывается на шкив. Спиральная пружина находится внутри шкива между подвижным упором 5, связанным штифтом 7 с шестерней, и неподвижным 9, который удерживается от проворачивания штифтом 10. Оба упора центрируются между собой трубчатой осью 2. Большинство деталей пусковых механизмов моторов «Ветерок» мощностью 8 и 12 л. с. унифицированы между собой. Не являются взаимозаменяемыми только патрубок 1 (рис. 2), штифт 2, шкив 10 и труба 13.

Рис. 2. Детали пускового механизма:
1 — патрубок; 2 — штифт; 3 — прокладка; 4 — подшипник верхний; 5 — шайба; 6 — шайба пружинная; 7 — штифт; 8 — пружина тормозная; 9 — шестерня; 10 — шкив; 11 — винт; 12 — пружина; 13 — труба; 14 — упор; 15 — вкладыш; 16 — шайба; 17 — ручка; 18 — шнур; 19 — гайка; 20 — подшипник нижний; 21 — штифт; 22 — шпилька; 23 — винт.

Нередко из-за неисправности пускового механизма лодочный мотор эксплуатируется без верхнего кожуха, а пусковой шнур наматывается на маховик. Такая эксплуатация мотора небезопасна: в случае откидывания мотора при наезде на препятствие водитель, управляющий румпелем, может получить травму от вращающегося маховика. Работа мотора без верхнего кожуха не рекомендуется также из-за возможности попадания воды и грязи на детали двигателя и повышенного шума работы двигателя.

Если шестерня не входит в зацепление с маховиком, снимите и подогните внутрь тормозную пружину, чтобы она проворачивалась с некоторым трением. Если не втягивается шнур механизма, причина заключается в попадании грязи в подшипники пускового механизма. Прочистите их и смажьте. Смажьте также тормозную пружину. При перетирании и обрыве шнура необходимо выяснить причину повышенного износа. Осмотрите поверхность щечек шкива, надфилем и шкуркой удалите с них острые наплывы. Проверьте отверстие направляющей втулки.

При плохом запуске лодочного мотора неопытные водители делают пусковым шнуром несколько десятков рывков подряд. При этом направляющая втулка разогревается от трения, капроновый шнур теряет прочность от нагрева и может оборваться. При установке нового шнура концы его прядей необходимо оплавить пламенем спички и в горячем состоянии сжать, чтобы предотвратить распускание волокон, затем заделать шнур на шкиве (рис. 3).

Рис. 3. Заделка шнура в шкиве.

Если шнур привязывать к отверстию без петли, он обрывается в заделке через несколько десятков прокручиваний. Для пускового механизма используется капроновый шнур диаметром 4 мм и длиной 1700 мм.

Более серьезные дефекты пускового механизма: заедание шестерни на шкиве, заедание и обрыв пружины возврата шнура потребуют разборки механизма. Для этого, придерживая отверткой упор 5 (рис. 1) вытащите штифт 7, после чего плавно спустите пружину 4. Отвернув винты верхнего подшипника, снимите подшипник и шкив. Выньте пружину механизма с упорами.

Заедание шестерни на шкиве появляется обычно из-за очень сильных и резких рывков шнура.

При запуске необходимо сначала плавным движением ввести шестерню в зацепление с маховиком, и только затем резко вытянуть шнур. Не следует также вытягивать шнур до самого конца и бросать его после запуска. Причиной заедания шестерни является наклеп металла в месте соединения штифта со шкивом и в концах криволинейных пазов шестерни. Места наклепа следует аккуратно зачистить напильником.

Пружина пускового механизма деформируется от чрезмерной предварительной закрутки и при значительной остаточной деформации подлежит замене. Для этого нужно извлечь из старой пружины наконечники и стержень и через крайний виток вставить их в новую пружину. Затем крайний виток подгибают так, чтобы он вошел в паз наконечника.

При сборке пускового механизма нанесите на пружину тонкий слой консистентной смазки, установите пружину в шкив, наденьте на шкив верхний подшипник и шестерню. Перед затяжкой винтов крепления под подшипник установите необходимое количество фигурных регулировочных шайб. Не затягивайте винты с большим усилием, это приводит к деформации подшипника. Шкив в подшипниках, поверхности которых перед сборкой нужно смазать тонким слоем солидола или масла, должен вращаться свободно. Продев шнур через направляющую нижнего кожуха и ручку пускового механизма, наденьте на шнур фасонную шайбу 16 (рис. 2), конец шнура как можно короче завяжите узлом и затяните узел с шайбой в углубление ручки.

Вставьте в углубление пластмассовую крышку. Вращением шкива по часовой стрелке уложите аккуратно шнур в его катушку. Придерживая шкив рукой, закрутите возвратную пружину на 5-6 оборотов против часовой стрелки и установите на место штифт, соединяющий шестерню со шкивом и пружиной. Отверстия под штифт на шкиве выполнены на разной высоте: следует выбрать из них то, которое обеспечивает зазор между торцом зубчатого венца маховика и шестерней в пределах 3-7 мм при нижнем положении шестерни.

Боковой зазор между зубьями должен быть не более 0,4 мм (регулируется перемещением подшипников пускового механизма при помощи металлических прокладок 2 (рис. 4)). Канавку тормозной пружины на шестерне смажьте консистентной смазкой.

Рис. 4. Установка шестерни пускового механизма:
1 — штифт; 2 — прокладка.

Усовершенствование пускового механизма

Разработана усовершенствованная конструкция пускового механизма (авторское свидетельство 479879) обеспечивающая повышение надежности и долговечности его работы. Приводная шестерня выполнена с открытым винтовым пазом.