книги из ГПНТБ / Сапожников Е.Н. Пособие судоводителю-любителю

развиваемую судном скорость. Размеры винта должны быть хорошо согласованы с сопротив­ лением движению судна и мощностью установ­ ленного двигателя.

Гребные винты изготовляются из чугуна, бронзы, латуни, стали и алюминия. Они быва­ ют,с двумя, тремя и четырьмя лопастями. Опыт показывает, что наибольший к. п. д. достигает­ ся при двухлопастных винтах. Лопасти делают цельнолитые или сменные.

Чугунные винты несложные в изготовлении, но малопрочные, так как чугун хрупок и ло­ пасть винта может быть легко отбита даже при несильном ударе. Бронзовые, латунные и алю­ миниевые винты более устойчивы в работе. Они нашли широкое применение на моторных лод­ ках и катерах.

Для отливки гребных винтов применяются специальные сорта бронзы, например марган­ цовистая, которая при небольшой хрупкости обладает достаточной прочностью и вязкостью.

На моторных лодках и катерах чаще всего применяют двух- и трехлопастные гребные вин­ ты. Форму лопасти выбирают обычно такой, чтобы при развертывании она имела приблизи­ тельно эллиптическую форму.

Сторона лопасти, обращенная к лодке, на­ зывается з а с а с ы в а ю щ е й или с п и н ­ к о й л о п а с т и . Кривизна поверхности этой стороны зависит от формы сечения лопасти на различных радиусах.

Сторона лопасти винта, обратная засасыва­ ющей, называется н а г н е т а ю щ е й . Фигура, образующаяся при пересечении лопасти с ци­ линдром, соосным с винтом, называется с е ч е ­

39

лопасти, обращенная в сторону вращения винта

Рис. 12. Сечения и проекции лопастей винта:

при переднем ходе судна, называется в х о д я ­ щей, а противоположная — в ы х о д я щ е й .

Винт подвергается действию весьма значи­ тельных сил, поэтому его лопасти должны быть достаточно толстыми. Для этого, а также для упрощения процесса изготовления винта боль­ шее количество материала располагают на спинке лопасти, т. е. стороне поверхности, по­ вернутой к судну. Благодаря этому получается выпуклая поверхность задней стенки. Лопасти сверху закругляют, чтобы получить меньшее сопротивление при вращении винта в воде.

Гребные винты бывают правого и левого вращения. У одновинтовых судов винты всегда

40

делаются правого вращения. При определении направления вращения винта необходимо смот­ реть на него со стороны кормы.

Основными характеристиками гребного вин­ та являются его диаметр Я и шаг Я. За диаметр винта принимают диаметр круга, описываемого краем лопасти. Шагом винта называется рас­ стояние, которое винт прошел бы при вращении за один оборот в неподвижной среде. Фактиче­ ски при вращении гребной винт за один оборот проходит расстояние меньше шага. Разность между шагом и пройденным расстоянием назы­ вается с к о л ь ж е н и е м .

При работе движительного механизма мо­ гут быть два нежелательных случаях:

а) двигатель развивает число оборотов меньшее нормального и следовательно «не до­ бирает» мощность;

б) двигатель развивает большее, чем нор­

шить. При этом лучше варьировать величи­ ной Я.

Для того чтобы вращение винта было рав­ номерным, его необходимо отбалансировать (уравновесить). Винт считается статически уравновешенным, когда его центр тяжести ле­ жит на оси вращения; если центр тяжести не находится на этой оси, то при вращении греб­

41

Движители на лодках

сподводными крыльями

Вкачестве движителя на лодке с подводными крыльями может быть использован авиацион­

ный или обычный гребной винт.

Авиационный винт устанавливается на од­ ном валу с двигателем. Центр тяжести судна при этом повышается, что приводит к пониже­ нию его остойчивости. Кроме того, высокое рас­ положение винта создает крутящий момент, препятствующий отрыву корпуса судна от воды при выходе его на крылья. Уменьшить действие этого момента можно, придав заднему крылу положение, при котором создается отрицатель­ ная подъемная сила. При боковом ветре неиз­ бежно некоторое снижение к. п. д. винта.

Работа авиационного винта сопряжена с опасностью для людей, находящихся в лодке, и поэтому на современных судах этот винт не получил широкого распространения.

Основным недостатком обычного гребного винта, установленного в качестве движителя на катере с подводными крыльями, является боль­ шая длина линии гребного вала. Часть вала, которая при ходе на крыльях оказывается над водой, затягивает под воду воздух и приводит к усилению кавитации. Для уменьшения угла наклона гребного вала двигатель приходится устанавливать в носовой части либо вводить дополнительное колено гребного вала.

Весьма удобно на катерах с подводными крыльями привод гребного винта осуществлять через коническую или кардацную передачу. В последнем случае в транце делается верти­

43

кальный вырез, а в днище — водонепроницае­ мая ниша, в которую вдвигается кронштейн вертикальной колонки.

Для катеров небольших размеров могут быть использованы подвесные моторы с удли­ ненной колонкой. Вертикальное перемещение движителя в этом случае осуществляется при помощи специальной регулировочной плиты, к которой крепится кронштейн подвесного мо­ тора.

Силовая установка лодки

Для того чтобы лодка могла передвигаться по воде, ее оборудуют силовой установкой, состо­ ящей из двигателя внутреннего сгорания, ре­ версивно-разобщительной муфты, валопровода и гребного винта.

Двигатель должен быть прочно укреплен в корпусе лодки на специальном фундаменте, ко­ торый можно сделать из двух изогнутых сталь­ ных угольников и деревянных подушек, при­ крепленных к шпангоутам и днищу лодки болтами.

Мощность от двигателя передается к винту через промежуточный и гребной валы, а на небольших лодках — через один гребной вал. Валы могут соединяться между собой муфтами

сгибким (резиновым) сцеплением (рис. 13) или шарниром Гука.

Такие способы соединения вала двигателя

сгребным валом очень удобны, так как они допускают некоторые неточности в центровке. В качестве опорных подшипников валов слу­ жат шарикоподшипники или бронзовые втул­ ки. На одном конце гребного вала установлен

44

упорный подшипник, прикрепленный к корпу­ су. Другой конец гребного вала входит в воду.

Труба, через которую вал проходит сквозь корпус лодки, называется д е й д в у д н о й . У моторных лодок нет отдельно дейдвудного вала, а сквозь дейдвудную трубу проходит ко­ нец гребного вала, для которого труба в то же время служит подшипником. Соединение дейд­ вудной трубы с корпусом лодки должно быть прочным и герметичным.

В зависимости от конструкций валопровода дейдвудную трубу пропускают через днище лодки либо через транцевую доску. Чтобы во­ да, наполняющая дейдвудную трубу, не могла Проникнуть внутрь судна, на переднем конце дейдвудной трубы установлен сальник.

Лодочные двигатели

Общее устройство двигателя внутреннего сгорания

На современных лодках устанавливаются пор­ шневые двигатели (см. приложения) внутрен­ него сгорания (рис. 14).

45

Двигатель внутреннего сгорания преобра Зует химическую энергию топлива в механиче

Рис. 14. Общий вид поршневого карбюраторного двигателя внутреннего сгорания:

/ — впускной клагтан; 2 — пружина; 3 — магнето; 4 — вы­

скую работу. Для этого в цилиндр двигателя через одни и те же промежутки времени вво­

46

дится в определенных пропорциях воздух и жидкое или газообразное горючее. Эта смесь воспламеняется и сгорает, образуя большое ко­ личество газов, нагретых до высокой темпера­ туры (примерно до 2000° С). Газы, стремясь расшириться, давят на днище поршня, стенки и головку цилиндра, вызывая при этом посту­ пательное движение поршня, которое при по­ мощи кривошипно-шатунного механизма пре­ образуется во вращательное движение колен­ чатого вала. Затем отработанные газы удаля­ ются из цилиндра, и процесс повторяется снова.

Совокупность этих последовательных и периодически повторяющихся процессов на­ зывается р а б о ч и м ц и к л о м д в и г а ­ т е л я .

Отдельные процессы рабочего цикла, совер­ шающиеся в цилиндре двигателя за один пол­ ный ход поршня, называются т а к т а м и (всасывание, сжатие, рабочий ход и выпуск газов).

В е р х н е й и н и ж н е й м е р т в ы м и т о ч к а м и называются положения коленча­ того вала, при которых поршень, перемещаясь в цилиндре, достигает крайних точек (верхняя мертвая точка — в. м. т., нижняя — н. м. т.).

Путь, который проходит поршень при дви­ жении от одной мертвой точки до другой, назы­ вается х о д о м п о р шн я .

Ход поршня соответствует повороту колен­ чатого вала на 180°. От величины хода поршня зависят многие параметры работы двигателя, в частности средняя скорость поршня, по кото­ рой судят о быстроходности двигателя.

47

называется объем, образованный между голов­ кой цилиндра и днищем поршня при положе­ нии поршня в в. м. т.

Р а б о ч и м о б ъ е м о м ц и л и н д р - а (1Л.) называется объем, описываемый днищем поршня между мертвыми точками.

Сумма рабочих объемов всех цилиндров многоцилиндрового двигателя, выраженная в литрах, называется л и т р а ж о м д в и г а т е - л я, который определяется по формуле

где Б — диаметр цилиндра, мм; 5 — ход поршня, мм;

I — количество цилиндров.

П о л н ы м о б ъ е м о м ц и л и н д р а (Уа) называется сумма объемов камеры сгорания и рабочего цилиндра.

Степенью сжатия (е) называется отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия

С увеличением степени сжатия повышается мощность и экономичность двигателя. Величи­ на степени сжатия современных бензиновых двигателей находится в пределах 6—7,5 и огра­ ничена физическими свойствами бензина, кото­ рый при чрезмерно высокой степени сжатия сгорает с большой скоростью, вызывая взрывы, что нарушает нормальную работу двигателя.

48