Двигатель «бурана»: вскрываем резервы

Двигатель РМЗ-640 «Буран» производства Рыбинского моторостроительного завода обширно употребляется не только на одноименных снегоходах, но и на дельталетах. Но в случае если отдельных обладателей снегоходов его характеристики в какой-то мере устраивают, то пилотов — за редким исключением. А о постоянной угрозе перегрева цилиндров и прогара поршней знают многие из тех, кто подолгу имеет дело с РМЗ.

Исходя из этого дельталетчики стараются заменить «шестисотсороковой» двигателем получше, по возможности импортным либо, на худой конец, усовершенствовать.

Дорог совершенствования у них, в неспециализированном-то, мало: или улучшать существующую конструкцию по мелочам, или переделывать по-большому. Самые решительные идут на глубокую модернизацию, затрагивающую главные совокупности рыбинского мотора.

Постоянные читатели отечественного издания знают примеры таковой модернизации. Самый узнаваемый, относящийся к осени 1996 года, приведен в публикациях «Жук-42: транспорт для земли и неба» («Моделист-конструктор» № 8,9,11 ’96). Анатолий Жуков, конструктор дельталета «Жук», поднял мощность «шестисотсорокового», снабдив его цилиндры глушителями и индивидуальными карбюраторами.

Температурную же проблему он решил кардинально, переделав двигатель с воздушного на жидкостное охлаждение.

Но резервы РМЗ-640 штатной комплектации далеко не исчерпаны. Вскрытием этих резервов занимаются многие конструкторы: и в Рыбинске— в заводском КБ, и в других городах — в аэроклубах, разных лабораториях и научно-технических центрах.

Сотрудник столичного НТЦ «Исток» Валерий НОВОСЕЛЬЦЕВ воображает собственный вариант улучшения рабочих черт известного двигателя.

В статье обрисованы работы по модернизации РМЗ-640 «Буран». Участники их ставили перед собой задачу улучшить эксплуатационные характеристики обширно распространенного двигателя. Одним из главных мероприятий по исполнению данной задачи была отработка конструкции обратных пластинчатых клапанов.

В нашем случае использован серийный двигатель с заводским № 88410219, проработавший до этого на двухместном дельталете 46 часов. Заявленная заводом мощность этого двигателя — 28 л.с. при 5500 об/мин. Он оснащен клиноременным редуктором с передаточным отношением 1:2,15, воздушным винтом диаметром1,6 м и шагом 0,79 м, и штатными свечами А17ДВ и карбюратором К-62Ж с диаметром диффузора 32 мм и каналом главного жиклера диаметром 1,36 мм.

Мотор трудился на горючем, складывающемся из смеси бензина АИ-93 (удельный вес 0,74) и масла МГД-14М в пропорции 1:30. Горючее самотеком поступало из расходного бака, установленного на высоте 2,5 м относительно карбюратора.

Перед опробованиями были проверены фазы газораспределения, уточнена действенная степень сжатия — она составила величину Еэф = 5,6. Была отмечена низкая величина среднего действенного давления серийного двигателя — всего3,56 кг/см2.

Все операции, связанные со снятием черт, проводились на комплексном моторном стенде, изготовленном в авиационном отделе Научного центра «Исток» и разрешавшем в один момент регистрировать величины крутящего момента, расхода горючего, температуры головок и числа оборотов цилиндров.

Стенд включает в себя балансировочный станок, мулинетку (древесный воздушный винт диаметром 840 мм), расходомер горючего (штихпробер) с герметичными контактами (герконами), термопару со стрелочным индикатором и расходный топливный бак емкостью 10 л.

Для трансформации момента сопротивления на финиши лопастей мулинетки крепились шесть пар сменных тормозных пластин, что разрешало взять семь точек замеров параметров внешней характеристики.

Мерительная база штихпробера складывалась из трех количеств, контролируемых герконами, магнитного поплавка и трехходовых кранов. Электронный тахометр — бесконтактный, с индукционным датчиком.

Измеритель температуры — летный, регистрирующий температуру головок цилиндра под свечой.

Для уменьшения сил трения все подвижные соединения станка оснащены подшипниками качения.

Работы проводились в четыре этапа:

1) снятие исходных (контрольных) черт серийного двигателя;

2) модернизация;

3) снятие черт модернизированного двигателя и проверочный облет его на дельталете;

4) снятие черт модернизированного двигателя без редуктора и воздуходувки.

Первый этап осуществлялся на комплексном моторном стенде.

Рис. 1. детали и Узлы серийного двигателя РМЗ-640 «Буран», каковые были снова изготовлены либо модернизированы.

Рис. 2. Доработанные впускное (а) и выпускное (б) окна цилиндра (поверхность цилиндра развернута в плоскости чертежа).

Рис. 3. Доработанный поршень (поверхность поршня развернута в плоскости чертежа).

Рис. 4. Вытеснители в картере:

1 — камера кривошипная;2 — вытеснители (АМг-6); 3 — винт М4 (20 шт.).

Рис. 5. Вытеснители на коленчатом валу:

1 — коленвал; 2 — вытеснители (стеклонить на эпоксидном связующем); 3 — лунки (сверление d4 на глубину 0,5 мм, 20 шт.).

Рис. 6. Блок манжет:

1 — обойма (анодированный Д16Т); 2 — кольцо уплотнительное, резиновое (от ВАЗ-2108);3 — манжета (от ВАЗ-2101, обрезанная).

Рис.

7. Коробка клапанов:

1 — клапан пластинчатый (2 шт.); 2 — корпус коробки (АЛ1); 3 — крышка (АЛ1); 4 — винт М5 (8 шт.).

Условия опробований: температура наружного воздуха +2°С; давление — 746 мм рт.ст.; горючее — смесь бензина АИ-93 с маслом МГД-14М (1:30); карбюратор — К-62Ж (диаметр главного жиклера — 1,36 мм; действенная степень сжатия Еэф = 5,6); свечи — А17ДВ.

Были взяты следующие результаты.

Винтовая черта (внешняя нагрузка — воздушный винт диаметром

1,6 м и шагом 0,79 м): Ne = 25,8 л.с. при 5086 об/мин, Се = 0,433 кг/ч л.с.

Внешняя черта (внешняя нагрузка — мулинетка): Ne = 27,9 л.с. при 5514 об/мин, Се = 0,416 кг/ч л.с. Температура головки t°C = 212°С.

Второй этап — фактически модернизация.

Доработке подверглись; картер (в углах кривошипной камеры установлены вытеснители), головки цилиндров (опорные поверхности головок подрезаны на

1,8 мм для повышения действенной степени сжатия, Еэф повысилась до 7,2, сами цилиндры (расточены впускные и выпускные окна), коленчатый вал (в углублениях щек установлены вытеснители), манжеты коренных шеек коленвала (обрезаны на 1 мм).

Расточен кроме этого диффузор карбюратора до диаметра 33,6 мм, увеличен диаметр главного жиклера до 2,12 мм, уменьшена высота распылителя на 0,76 мм.

выпуска газораспределения (и Фазы впуска) увеличены. В каждом цилиндре изготовлены два дополнительных канала перепуска с фазами, равными фазам главных каналов (гильза цилиндра наряду с этим не выпрессовывалась).

Изготовлены заново; поршни, коробка клапанов, крышка коробки, обратные пластинчатые клапаны (пластины, седла и ограничители), обоймы манжет.

Поршни откованы из сплава АК12Д. Они имеют по два продувочных окна, что снизило температуру верхних головок и колец поршней и исключило их прогар.

В отличие от серийного, юбка нового поршня имеет бочкообразность и эллипсность в соответствии с температурным градиентом. Геометрия юбки доводилась экспериментально.

Потому, что процесс данный сверхсложный, то возможно покинуть и штатные поршни, доработав их по прилагаемым чертежам.

Корпус и крышка коробки обратных пластинчатых клапанов отлиты из АЛ1. Но вероятно использование любого другого литейного термообрабатываемого алюминиевого сплава.

Седла клапанов изготовлены прессованием из органита (либо кевлара, как еще именуют данный СВМ — сверхвысокопрочный материал) на эпоксидном связующем с подогревом до 80—85°С в ходе полимеризации. Размеры седел с маленькими трансформациями забраны из книги В.М.Кондрашева и других (см. Литература).

Материал пластин клапанов — стеклотекстолит СТЭФ-1, ограничителей — сталь.

Так как расточка окон и размещение клапанов цилиндров увеличивают количество кривошипной камеры картера на 41 см3 (что ведет к уменьшению давления продувки и, как следствие, к понижению большой мощности двигателя), то в углублениях щек коленчатого вала и в углах кривошипной камеры установлены так именуемые вытеснители вредного количества.

На коленвале они выполнены из стеклонити на эпоксидном связующем (для лучшего сцепления намотки с щеками сверлом диаметром 4 мм в них намечены лунки глубиной 0,5 мм). В картере вытеснители являются алюминиевые полукольца треугольного сечения, прикрепленные винтами М4.

Сумма вытесненного количества в камере вместе с количеством, вытесненным обоймой манжет, образовывает 79 см3, что с избытком компенсирует повышение количества от расточки окон и размещения клапанов, что в конечном счете усиливает продувку.

Но повышение давления в картере стало причиной тому, что штатные манжеты стали выдавливаться из обойм. Это обнаружилось при первых же запусках двигателя.

Было нужно изготовить новые обоймы и вмонтировать в них манжеты от полуосей автомобиля ВАЗ-2101, подрезанные на1 мм и обращенные друг к другу лицевой стороной. Для уплотнения обойм использованы резиновые кольца с вала зажигания от двигателя автомобиля ВАЗ-2108.

Рис.

8. Пластинчатый клапан:

1 — седло клапана (органитили кевлар); 2 — болт М3 (4 шт.); 3 ограничитель (сталь, 2 шт.); 4 пластина клапана (стеклотекстолит СТЭФ-1, 2 шт.).

Перед монтажом манжет обоймы нагревались до 200—250°С.

После этого в полости манжет набивалась смазка ЦИАТИМ-201 с дисульфитом молибдена, по окончании чего обоймы монтировались на коленвал. Их заплечики заправлены в выточки картера, а штатные упорные кольца демонтированы.

Не считая этих работ, совершены простые для двухтактных ДВС процедуры по облагораживанию внутренних поверхностей, другими словами зачистка литья в окнах и каналах и подгонка линий сопряжения картера и цилиндров. Подробнее об этом в книге ИМ.Григорьева (см.

Литература).

Третий этап. На протяжении повторных опробований замерялись параметры внешней, винтовой, расходной черт и большая температура головки цилиндров под свечой. состав и Температура выхлопных газов не индицировались. Мощность приводилась к обычным условиям.

Совокупность зажигания не изменялась и не регулировалась.

Условия опробований: температура наружного воздуха — 8°С; давление — 748 мм рт.ст.; внешняя нагрузка и топливо те же, что и до модернизации; диффузор карбюратора расточен до диаметра 33,6 мм; основной жиклер — до диаметра 2,12 мм; Еэф = 7,2.

Результаты опробований модернизированного двигателя.

Винтовая черта: Nе = 31,7 л.с.при 5316 об/мин, Се = 0,321 кг/ч л.с.; температура головки t°Cтах = 204°С; прирост мощности — 22,8 процента, экономичности — 25,8 процента.

Внешняя черта: Ne = 38,2 л.с. при 5778 об/мин, Се = 0,332 кг/ч л.с. Температура головки — t°Стах = 208°С; прирост мощности — 36,9 процента, экономичности — 20,25 процента.

И, наконец, четвертый этап.

В комплектации без воздуходувки и редуктора двигатель раскручивался до 6840 об/мин, зафиксированная мощность— 19,6 л.с., Cе = 42,2 л.с. при 5978 об/мин, Се =0,338 кг/ч л.с.

Под чёрта модернизированного мотора был спроектирован и изготовлен новый воздушный винт с профилем Вортмана РХ-63-137 диаметром 1,6 м и шагом 0,8 м для скорости полета 72 км/ч. С ним на швартовых была взята тяга 152 кг.

До этого тяга на швартовых серийного двигателя со штатным винтом достигала 112 кг, по окончании модернизации — 135 кг.

Скороподъемность двухместного дельталета с штатным винтом и серийным двигателем составляла 1 м/с. По окончании модернизации, с тем же винтом, — 2,5—2,8 м/с; а свновь изготовленным — 3—3,2 м/с, наряду с этим часовой расход горючего не превысил 9 л.

Температура головки «тёплого» цилиндра модернизированного двигателя при работе в режиме набора и взлёта высоты при температуре наружного воздуха +28°С не превышала 195°С.

Результат: по окончании исполнения перечисленных этапов модернизации работа двигателя стала более ровной и мягкой, существенно облегчился запуск. Улучшились фактически все его главные характеристики: мощность, экономичность, преемственность и, основное, надежность.

На конец сентября 1999 года двигатель отработал в полетах на дельталете 32 часа без замечаний.

В. НОВОСЕЛЬЦЕВ

ЛИТЕРАТУРА

1. Кондрашев В.М., Григорьев Ю.С., Тупов В.В., Силлат P.P.,Абрамов В.И.,Строкин А.Н.

Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. — М., Машиностроение, 1990.
2. Григорьев И.М. Мотоцикл без секретов. — М., ДОСААФ, 1973.

Игромир

Двигатель «бурана»: вскрываем резервы

Рандомные статьи:

Что такое надежный двигатель снегохода \

Похожие статьи, которые вам понравятся: