ПЛМ для вертолета

cloud

Мне нравятся бесшатунные моторы
Откуда
Украина
Авиаконверсия мощных (но не обязательно) подвесных лодочных моторов для использовании в малой авиации - есть ли желающие порассуждать на эту тему?
 
так тут уже про это столько рассуждают, что какой смысл опять тему заводить? Подключайтесь,читайте,предлагайте, обсуждайте.
 
Я начал тему про использование стосильного четырехцилиндрового двухтактного ПЛМ Меркурий....
Результаты конверсии и использования на самолете типа Зодиак ( построенном по чертежам - но с некоторыми вольностями ) - весьма положительные.
К сожалению, тема не закончена.... планирую продолжить.
Самолет переодически летает.
Жалоб на тему неверного выбора мотора - нет.
Детские болезни - были. Но не фатальные.
Иномарочные ПЛМ - очень перспективны.
Тема :
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1409686540



Один из перспективных вариантов -
( ближайший родственник, практически младший ( по году выпуска ) брат  ) нашего мотора  в родном лодочном виде :
Mercury_115_ELPTO.JPG
 
Я начал тему про использование стосильного
там хранят молчание...
Иномарочные ПЛМ - очень перспективны.
Подтверждаю. Работаем с трехсотсильным мотором для вертолета.  Основная проблема это система охлаждения. Предварительные результаты обнадеживают.
 
Система охлаждения ПЛМ ( имеются в виду мощные и не советские ) как правило имеет систему подогрева забортной воды выхлопными газами. При применении охлаждения тосолом из замкнутого контура - вся эта приблуда предварительного подогрева не нужна.

На картинке ПЛМ Меркурий 4 цилиндровый 2 тактный.
Видна вскрытая коробка подогрева воды. Путь выхлопных газов через лабиринт системы подогрева и далее в ногу - выделен красным. Нога естественно на ЛА не нужна.



- - - - - - - - -
Две плиты с лабиринтом для воды и газов - мы сняли долой.



- - - - - - - - - - -



- - - - - - - - -
На фото плиты теплообменника  снятом в боковой проекции видны выступы обеспечивающие плавный загиб выхлопных газов :



На месте где был теплообменник - осталась большая ниша, являющаяся частью рубашки охлаждения и в ней отсеченные перегородками выхлопные порты цилиндров.
Этот проем нам предстояло закрыть стальным листом для герметизации рубашки охлаждения и вывести через лист выхлп из цилиндров напрямую, так как на месте ноги теперь крепится переходная дюралевая плита с редуктором.



- - - - - - - - - -



- - - - - - - -

Мы думали из чего изготовить лист или плиту закрывающую проем.... Очевидно что дюралевая плита толщиной примерно 5 - 6 мм была бы довольно жесткой и удобной при монтаже. Кроме того - дюраль не ржавеет. Однако к дюралю сложнее приварить выхлопные штаны. Кроме того - тосол не вода. Ржавление не поддерживает. На ЛА мотор воды больше увидеть не должен. В результате остановились в качестве материала на стальном листе марки СТ3А - который удалось купить на заводе изготавливающем топливные емкости. Купить лист метр на метр - иногда бывает сложно... А два на три метра - девать некуда. Так что пришлось искать завод имеющий обрезки, а не металлобазу. При сварке пришлось варить небольшими участками - чтоб лист не повело - ибо его привинчивать нужно к плоскости. Сплошной шов составляли из небольших фрагментов - давая изделию остыть. Предварительно - изготовили прокладку из паранита толщиной порядка 2 мм.  На параните получили оттиск привалочной поверхности ниши мотора ( измазанной смазкой ).  Вырезали и примерили прокладку.
Потом положили прокладку на стальной лист и разметили лист.  Вырезали лист болгаркой по форме. Просверлили отверстия для крепежных болтов и штуцеров сисемы охлаждения. Прорезали отверстия для прохода выхлопных газов. Порезали и переварили под расположение выхлопных окон двое штанов выхлопных коллекторов от мотора Буран. Все примерили и приварили к листу выхлопные штаны.  С внутренней стороны листа прикрепили болтами и после примерки приварили дефлекторы для перекрытия выхлопных каналов идущих в сторону прежнего выхлопа в ногу.  Дефлекторы в виде стального угольника. Одна часть перекрывает канал - вторая прилегает к листу и крепится болтом и сваркой. Каналы перекрываются не абсолютно герметично,  подгоняли дефлекторы по месту - в меру сил. Однако отсутствие большой дыры вбок - предотвращает завихрение газов и лишний нагрев мотора.

Пластина с выхлопными штанами и штуцерами системы охлаждения в процессе примерки и установки.



- - - - - - - - -



Штуцеры для отвода ( это большой в углу ) и для подачи тосола ( это 5 маленьких ) были переделаны из жигулевских. Маленькие из штуцеров для печки - большой не знаю точно как называется - но тоже из жигулевского магазина с доработкой по месту. Штуцеры со стандартным диаметром - позволяют использовать стандартные шланги.  Далее я постараюсь подробнее описать систему охлаждения.... Штука не сложная в целом - но описание получается не маленьким. Как известно черт таится в мелочах. Да, я не написал что пластину поставили на паронитовую прокладку промазав привалочную поверхность мотора и потом прокладку сверху серым термостойким герметиком для мотора. Он сохнет чуть дольше других, и за это его любят волжатники.
У них мотор тоже говорят собирается мешкотно. Нам нужно было чтобы пока мы мажем прокладку - ставим лист и тянем равномерно ( по схеме из мануала ) болты - герметик не засох. Вопреки опасениям - из под листа за все время не просочилось ни капли жидкости. При некоторой аккуратности закрытие ниши  не штатной пластиной вполне возможно и оправдало себя.
 
Продолжим разговор про охлаждение ПЛМ.
Для этого нам нужно рассмотреть схему циркуляции воды в родном варианте, ибо на системе предварительного подогрева воды  ( устранение которой рассмотрено в предидущем посте ) особенности охлаждения ПЛМ не заканчиваются.

Хорошей картинки с схемой циркуляции воды в мощных ПЛМ Меркурий у меня нет. Однако система подобного рода весьма распространена на импортных моторах.

Для общего понимания принципа действия охлаждения мы можем использовать схему шести сильного мотора Джонсон скроенной по аналогичному принципу.

Оригинальное название картинки - Johnson - Water Pump - 6 hp water passage.
( картинка - как и все остальные - увеличивается по клику )



Представим что холодный ПЛМ опущен ногой в холодную воду и мы его запустили.  Термостат контролирующий слив воды из мотора закрыт. Насос расположенный в ноге подает воду в  теплообменник выхлопной системы   ( exhaust cooling chamber ) из которого вода поступает в рубашку охлаждения цилиндров. Система быстро заполняется - в ней не создаются воздушные мешки, так как мимо термостата есть маленькая дырочка на сброс воды в ногу или на контрольную струйку. Иногда контрольная струйка воды сбрасывается из другого места системы.... Разные моторы имеют небольшие отличия - но общий принцип один. Контрольный сброс ( контрольная струйка ) и маленькая дырочка в районе термостата обеспечивают удаление воздуха и дают возможность минимальному протоку воды по системе охлаждения на холодном моторе. Удалению воздушных  мешков также могут способствовать маленькие отверстия между верхнейчастью водоподогревателя и водяной рубашкой цилиндров. Мотору нужно дать немного прогреться на холостых оборотах, так как если сразу дать ему большой газ - возможен холодный клин.... или как минимум сумасшедший износ цилиндров. У мощных моторов ( типа нашего 4 цилиндрового Меркурия ) для медленного экономичного прогрева, и для того, чтобы при трогании с места ротозеи ( пассажиры ) не улетели за борт - предусмотрена еще одна хитрость. Мотор на малом газу работает на двух цилиндрах. Если не ощибаюсь - работают первые два цилиндра от маховика магнето. Для этого в соответствующих карбюраторах стоят урезанные распылительные трубочки и эмульсионная система тоже имеет упрощенную конструкцию. После иткрытия карбюраторов примерно на  1/4 или на 1/3 - вторые два цилиндра подхватывают, и лодка движущаяся уже с приличной скоростью - получает пинок в зад и выходит на глиссирование. Это также удобно при медленном маневрировании у пирса.... О такой особенности лодочникам следует предупреждать раззяв/пассажиров.... А желающим летать - нужно вовремя позаботиться о преобретении на вторичном рынке полноценных карбюраторов для всех цилиндров. Это важные особенности, но пора вернуться к охлаждению.

И так - допустим мы немного погрели мотор на холостых оборотах, но термостат еще не открылся. Тоесть циркуляция воды происходит условно - в час по чайной ложке. И тут мы решили удивить ротозеев и дали полный газ. Не умное решение - но чего не бывает. Если мотор дохленький - шестисильный - катастрофы скорее всего не случится. Он не вскипит моментально. Он не свернет себе маленькую дохлую помпу.  Если он хоть немного нагрелся - он и не заклинит. Другое дело стосильный мотор. Он не заклинит - если был хоть немного нагрет. Но повредить помпу ( работающую фактически на сливной усик ) - может получиться. Кроме того - при отсутствии активной циркуляции воды - можно вскипятить водяную рубашку за несколько секунд. Естественно для предотвращения такого сценария давно придумали ставить перепускной клапан. В более ранних моделях ПЛМ его ставили на сброс воды из водогрейки. Защищали насос. Такая конструкция показана на следующей картинке ПЛМ Меркурий со сьемной головкой цилиндров. Из водогрейки  в блок - конечно начинала поступать более холодная вода... Но это полумера.  В более поздних моделях редукционный клапан стали ставить рядом с термостатом - на слив горячей воды из блока долой. Более холодная, но подогретая вода при этом начинает активно поступать в блок из водогрейки.

На картинке - старая система с редукционным клапаном сливающим воду из водогрейки :



На картинке видна дырочка мимо термостата и иные дренажные отверстия для противодействия завоздушиванию системы и обеспечения минимальной циркуляции воды.  Показанные на картинке перемычки между цилиндрами ( в оригинале отрезки шланга воткнутые в желобки ) для круговой циркуляции воды отсутствуют в нашем моторе с несьемной голоовкой цилиндров. Видимо от этой опции отказались лет 20 назад.

Зато, как я писал выше - поставили редукционный клапан рядом с термостатом.  На фото термостат - редукционный клапан и их общая крышка. Обратите внимание - что термостат весьма маленький - об этом чуть позже.



Как я понял, при работе прогретого мотора на полную мощность ( с уже открывшимся термостатом ) пропускной возможности термостата немного не хватает для эффективного охлаждения. Напор воды от помпы на полных оборотах - большой. И в этом режиме - редукционный клапан немного преоткрывается, и помогает охлаждать мотор за счет улучшения циркуляции воды.... Кажется по теории охлаждения мощных ПЛМ Меркурий можно ставить точку.

Вы спросите - зачем я все это подробно описал ?
Чтобы Вам было понятно, по каким причинам мы выбросили родной термостат и родной редукционный клапан. Они были актуальны для системы не имеющей выраженных двух контуров охлаждения и работавшей по открытому циклу на забортной воде - в которой иногда даже льдины могут плавать. Мы ликвидировали клапан и термостат - но сделали замкнутую систему охлаждения с двумя контурами, автомобильным термостатом и  автомобильным радиатором. Для циркуляции воды применили сперва один электро насос  ( помпу печки ) от Газели. Затем поставили два параллельно. Производительности летом немного не хватало.
Из потенциальных улучшений - ИМХО предпочтительнее было бы применить  помпу типа как от ВАЗ 2108 с доработкой корпуса и механическим приводом от редуктора... или при помощи  зубчатого ремня. Мне не нравится лишняя зависимость от электропитания и я не в восторге от качества электромоторов газелевских помп. Одна помпа попалась с треснувшим магнитом и она показала нам букву зю при наземных испытаниях. Я по этому поводу громко плевался. Хорошо что она в воздухе не озябла. Еще был случай - когда при рулежке по полосе выбило предохранитель. Мотор выключидся ( так как встал электробензонасос ). Но помпа тоже встала - мотор вскипел на остаточном тепле и показал фонтан тосола.
После этого была пересмотрена система электропитания, применены независимые АЗСы достаточной мощности...
Но я думаю, что следует стремиться свести  к минимуму или совсем устранить зависимость от аккумулятора после пуска мотора. Тем более что зажигание от внешних источников тока не зависит.
 
Продолжу про удаление термостата и редукционного клапана.
На следующем фото можно видеть мотор со снятой крышкой ( не головкой ) блока. Цилиндры имеют цельнолитую конструкцию. Крышка блока закрывает только водяную рубашку.  В правом верхнем углу видно место где стояли клапан и термостат. Больше их нет.  Однако видна приклепанная нами на три вытяжных заклепки круглая дюралевая крышечка перекрывающая байпасный канал. Чтобы канал не обсох, не завоздушился или не создалась паровая пробка - в центре этой жестянки просверлено отверстие диаметром около 4 мм. Отверстие мало влияет на температурный баланс - но поддерживает слабую циркуляцию жидкости в байпасном канале.



Фото покрупнее. Справа рядом с мотором видна самодельная крышечка из 4 мм дюраля, предназначенная закрыть отверстие в крышке блока ( вместо крышки прикрывавшей термостат и клапан ).  Самодельная крышечка привинчивается поверх крышки блока - место для нее видно на крышке блока внизу. Позднее  в крышечке  ( бывшего ) термостатно-клапанного отсека просверлили отверстие 10 мм и привинтили к ней штуцер шланга идущего к дну расширительного бачка.



на следующем фото мотор занял полетное положение на самолете - слева виден шланг и штуцер для подвода тосола от низа расширительного бачка.



На следующем фото виден расширительный бачек ( от москвича 2141 ) , толстый шланг идущий к показанному выше штуцеру, а также тонкий дренажный шланг идущий от расширительного бачка к штуцеру, который я врезал в зоне между первым и вторым цилиндрами ( считая от пропеллера ). Система не герметизированная - в крышке расширительного бачка есть  маленькое отверстие без клапана.



Далее - на фото где мотор испытывался на стенде можно видеть справа толстый шланг по которому помпа высасывает тосол из блока.  Помпа тоже видна левее и ниже. Помпа ( напомню ) газелевская печная. Из помпы тосол идет на термостат от жигулевского классического мотора. От термостата естественно тосол может направляться или обратно в блок по малому кругу ( через разветвитель и пять малых штуцеров в нижней крышке ), или по большому кругу - через радиатор - разветвитель и пять малых штуцеров в нижней крышке. Потом я постараюсь подобрать еще фотографии, и возможно нарисовать то - что на фотографиях не видно.



Тот же стенд - вид сбоку. Термостат немного виден...
Видны шланги радиатора. Разветвитель тосола не виден....  Видны повернутые карбюраторы с измененным приводом заслонок. Видно что два правых карбюратора от стосильного мотора, а два левых от стопятнадцатисильного -  большими отверстиями. Одинаковых не нашли. Почему у каждого мотора с завода только два годных карбюратора я писал выше.



И тот же мотор с другой стороны :



На фотографиях мотор в разное время фигурирует с разными глушителями,  разными комплектами электрооборудования и т. п. В процессе экспериментов - пробовали разное.... Сломали маховик при попытке открутить подручными средствами.... Поменяли всю электрику ( кроме маховика был предположительно полудохлый коммутатор ). Пробовали ставить глушители от  Бурана ( душат нвполовину - не годятся ). Пробовали глушители от снегохода и от мотора ИЖ 700  ( понравились - но по конфигурации не гут ). Сварили в результате самодельные резонаторы с глушителями  и подобрали их параметры - так и нужно делать. В общем экспериментов было много.  Я точно забыл написать еще чтото важное...
Но наступил рассвет. У Шех#резады ( в моем лице ) свело руки на клаве и мозг в черепной коробке. Продолжение точно будет. Но возможно не моментально.

По ссылке :Все фотографии с меткой «мерк»    Вы сможете увидеть все фотографии схемы и картинки запасенные по теме мотор Меркурий. Со временем они должны перекочевать на форум с соответствующими пояснениями.

Как пишут любители албанского языка - можете задавать Ваши  ответы 🙂
 
Спасибо kvadratov за полезную и интересную информацию. Буду немногословен - https://www.youtube.com/watch?v=_pYEzz1iWiY

Р.S. Не  получилось развернуть картинку... :  :-?
 
Спасибо kvadratov за полезную и интересную информацию. Буду немногословен -
https://www.youtube.com/watch?v=_pYEzz1iWiY


Мотор выглядит солидно, и работа проделана не малая.
Если не секрет - какая марка и модель мотора ?
Помпа, как я понял поставлена с механическим приводом - и это хорошо.  Мне показалось что из мотора подтекает вода ?  У Вас система работает под давлением ?  Мы решили у себя сделать систему охлаждения без избыточного давления, и при достаточной скорости циркуляции тосола - система показала свою пригодность.  Зато вероятность что теплоноситель погонит давлением через не вполне совершенные стыки доработанных узлов - резко уменьшается. На воде заводить мотор пробовали. На следующий день - вода пожелтела. Срочно вылили воду и далее пользовались только тосолом. У нас конечно есть самодельная стальная пластина - которая может ржаветь...  Но я считаю что вода в любом случае зло - источник коррозии и накипи. Кстати при работе на воде по замкнутому циклу - количество накипи будет больше чем на проточной воде. Даже если температура воды не будет превышать 80 градусов. Повторюсь - вода - зло. Ее не даром выгнали уже из всех автомобилей.
Отбор мощности на вертолетный редуктор планируете снизу - или от маховика магнето - где приводы вспомогательных агрегатов ?
Водогрейные лабиринты у Вас были ?  Ликвидировали их ?
 
Помпа, как я понял поставлена с механическим приводом - и это хорошо.
Мехпривод для помпы и вентиляторов радиатора. Так лучше.
Мне показалось что из мотора подтекает вода ?
Это действительно показалось. В двигателе применена закрытая система охлаждения с расширительным бачком. Охлаждающая жидкость - антифриз (красный). Воду для системы охлаждения даже не пробовали.
Если где-то видно, что течет водичка, то это временная схема охлаждения регулятора напряжения водопроводной водой.
Отбор мощности на вертолетный редуктор планируете снизу - или от маховика магнето - где приводы вспомогательных агрегатов ?
Отбор мощности планируется сверху - гидротормоз красного цвета находится примерно на месте редуктора.
 
Водогрейные лабиринты у Вас были ?  Ликвидировали их ?
В нашей Yamaha применена система предварительного подогрева забортной воды одновременно как охладитель выпускных коллекторов.
 
Судя по видео, у Вас используется для авиаконверсии ПЛМ Yamaha F 300  BETX  ?

Почитал что про него пишут :
http://www.moto-market.ru/yamaha/yamaha_f_300_betx.shtml

Техническая характеристика лодочного мотора Ямаха 300

Характеристики двигателя: 4-тактный
Рабочий объем: 4 169 куб.см.
Число цилиндров/конфигурация: V6 (60°), 24-valve, DOHC with VCT
Диаметр цилиндра x ход поршня: 96,0 x 96,0 мм
Мощность на валу винта в среднем диапазоне оборотов: 220,7 кВт / 5 500 об/мин
Диапазон работы при полном газе: 5 000 - 6 000 rpm
Система смазки: мокрый картер
Fuel Induction System: электронный впрыск топлива (EFI)
Зажигание / доп. система: транзисторная TCI/
Микрокомпьютерная
Система запуска: эдектрический Prime Start™
Передаточное отношение: 1.75 (21/12)
Рекомендуемая высота транца судна: 635 мм
Масса с винтом: 260.0 кг.
Емкость топливного бака: опция
Емкость масляного картера: 6.0 л
Рулевое управление: дистанционное управление
Управление подачей топлива и переключением передач: цифровой электронный пульт дистанционного управления, цифровая сеть II
Способ изменения дифферента и наклона: электропривод
Катушка зажигания/генератор: 12В - 70А with rectifier/regulator

Особенности подвесного мотора Yamaha F 300 BETX

24-клапанный двигатель с двумя верхними распредвалами (DOHC) и электронным впрыском топлива (EFI)
Точное цифровое электронное управление дросселем/переключением передач
Цифровые сетевые приборы (традиционные и премиум-класса)
Синхронизация двигателей (сдвоенные/строенные установки)
Система амортизации переключения (SDS) для плавного переключения передач
Переменная частота вращения для рыбной ловли
Мощный генератор (70 А) для мотора этого класса
Опциональная система ограничения угла наклона
Y-COP (система защиты подвесного мотора Yamaha)
Соответствие последним экологическим требованиям RCD (EU 2006)
Многоуровневая система изменения дифферента и угла наклона с электроприводом для плавной регулировки
Простое и быстро подключаемое устройство для промывки пресной водой.
http://www.moto-market.ru/yamaha/pdf/yamaha_f_300_betx-ad.pdf

Для представления о изначальном виде мотора - нагляднее конечно не фото а видео  🙂




https://m.youtube.com/watch?v=WkDCpqgFkHs
 
Назад
Вверх