Под прикрытием

Резерв для последующих модернизаций имеется.

Эти двигатели, когда-то выпускались… Будут(!) выпускаться в СССР для нефтяной промышленности - под привод бурильных станков.

Конечно, один в один копировать не будем, да это и невозможно – у меня не чертежи, а всего лишь схематические рисунки. Из размеров имеется лишь диаметр цилиндра – 200 миллиметров и ход поршня – 240: вот от этого и буду исходить, проектируя.

Разумеется, это будет на первых порах одноцилиндровый двигатель, рабочим объёмом 10 литров и мощностью 22-е «лошадки» - вместо 16-ти у конкурента из Запорожья. Однако, привнесём некоторые изменения в конструкцию: расположение единственного цилиндра будет горизонтальным – в отличии вертикального на реальном «Запорожце».

Рисунок 72. Схема эжекторного охлаждения цилиндра двигателя.

Охлаждение выбираю воздушное, с сильным оребренением наружной стороны литого чугунного цилиндра. Для улучшения его эффективности применяю «изюминку»: принудительно-эжекционное устройство, в котором выхлопные газы - проходящие через специальное простейшее устройство – «эжектор», создают поток воздуха вдоль заключённого в жестяной кожух рабочего цилиндра двигателя. Дёшево и сердито, да к тому же – из-за отсутствия движуще-трущихся деталей, сверхнадёжно… Но, будет «несколько» шумновато – за все ништяки без исключения, надо платить!

Правильнее такой двигатель называется: «калоризаторный двигатель», «двигатель с калильной головкой» - ибо воспламенение происходит в его специальной калильной головке-«калоризаторе». Нефтяной двигатель вполне может быть четырёхтактным, но я на первое время выбираю двухтактную схему с картерной продувкой (поршень одной стороной принимает давление расширяющихся газов - образующихся при сгорании топлива, другой - сжимает воздух в кривошипной камере для продувки цилиндра от остаточных продуктов сгорания) для опять же - упрощения и удешевления конструкции.

Основной особенностью данного типа двигателей является калильная система зажигания: на «Запорожце» к примеру - докрасна нагревали специальный болт служащий чем-то вроде запальной свечи и, затем вворачивали его в головку цилиндра. Заведясь, двигатель нагревался до температуры воспламенения рабочей смеси 300-600 градусов по Цельсию и, далее работал от самовоспламенения.

На первых моделях этот запорожевский запальный «болт» оставим, затем в процессе модернизации перейдём к калоризаторной головке - нагреваемой перед запуском паяльной лампой. Ну, а там возможно придумаем ещё чего, к примеру – к нагреванию электрической спиралью, как в автономной печке ушастого «Запорожца»-автомобиля.

Принцип работы нефтяного двигателя такой: в момент запуска - в ходе такта впуска (в момент прохождения поршнем «нижней мёртвой точки»), через форсунку в раскалённую калильную головку подаётся топливо - где оно сразу же испаряется не

воспламеняясь. Калильная головка в этот момент заполнена отработавшими газами и для вспышки не хватает кислорода.

Рисунок 73. Схематичное устройство горизонтального калоризаторного (нефтяного) двигателя:1– кривошип:2– шатун; 3– компрессорная (кривошипная) камера; 4– отверстиедлявоздуха, поступающеговкамеру3; 5– выхлопноеокно; 6– окномеждуполостьюцилиндраикамерой3; 7– полостьцилиндра; 8– калоризатор; 9– форсунка; 10– резервуардлянефти.

Далее, поршень поднимается вверх - в «верхнюю мёртвую точку», сжимая богатый кислородом свежий воздух и, пары топлива наконец-то воспламеняются - происходит рабочий цикл двигателя и процесс начинается с начала.

Интересная особенность: «момент зажигания» воспламенения топлива зависит от температуры калильной головки, которая от нагревания в процессе работы может изменяться с непредсказуемыми последствиями.

Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать температуру калоризатора в пределах 360 – 600 градусов. При более низкой - топливо либо не воспламенится, либо произойдёт поздняя вспышка - что приведёт к снижению мощности двигателя или вообще к его остановке. При температуре калоризатора выше 600 градусов произойдёт преждевременная вспышка – что тоже ничего хорошего не обещает.

У большинства нефтяных двигателей регулирование температуре калоризатора производилось путём увлажнения продувочного воздуха водой, подаваемой из специального водокапельника… Например у «Запорожца» - на полтора пуда топлива, уходило пять вёдер воды.

Для сельхозтрактора эта особенность, в принципе не имеет значение… А вот для тягача такое совершенно неприемлемо. Ибо вода имеет одно нехорошее свойство – она замерзает при отрицательных температурах – что может иметь фатальные последствия где-нибудь «на дальних и ближних подступах».

Однако ничего страшного!

Двигатель «1-ПД 18/20» - с которого я «копиратю» тракторный, имеет одно важное преимущество перед другими своими «сородичами»: форма и размер запальника у него подобраны так - что температура в центре запальника обеспечивает нормальное воспламенение топлива, даже при холостом ходе двигателя и, регулирования момента воспламенения при работе двигателя не требуется.

Как уже можно понять, никаких топливных насосов - горючее в такой двигатель поступает самотёком из выше расположенного топливного бака. Степень сжатия у этого «недодизеля» просто смехотворная, поэтому впрыск будет производиться плунжерной форсункой самого примитивной конструкции.

Этот двигатель, вовсе не изобретение древних шумеров… Ой, извините – шустрых запорожских хлопчиков из херсонского Кичкасса. Такой двигатель запатентовал какой-то англичанин ещё в конце прошлого века и, он был довольно широко распространён в России под названием «болиндер», особенно на небольших самоходных судах. Именно с таким движком должен был быть «баркас» на котором - «обидевшись за державу», подорвался и пошёл ко дну со всем басмаческим хабаром таможенник Верещагин из «Белого Солнца пустыни».

Достоинства этого типа двигателя – уже упомянутые простота конструкции, надёжность и неприхотливость к обслуживанию и топливу. Он, кроме сырой нефти, может одинаково успешно работать практически на любом виде жидкого топлива: топочном мазуте, керосине, лигроине, дизтопливе, отработке моторного масла и даже…

На растительном масле!

«Зелёная экономика», мать её етти…

Среди недостатков нефтяного (калоризаторного) двигателя - низкий КПД, долгий запуск - связанный с необходимостью нагрева калильной головки, сильная вибрация, необходимость массивного маховика и, неустойчивая работа при малой нагрузке. Думаю, многие из них в процессе массового производства и непрерывных модернизаций, удастся если не ликвидировать вовсе – то значительно нивелировать.

Кроме двигателя, у «Запорожца»-трактора перенимаем его удручающую разум простоту: никаких к примеру роликово-шариковых подшипников – вместо них обычные смазываемые солидолом из тавотницы втулки, которые можно выточить в любой мастерской на самом раздолбанном токарном станке. Часто менять придётся? Да и фиг с ним: конструкцию трактора специально сделаем такой, чтоб его разбирать-собирать было как конструктор «Лего» - легко и просто.

У меня мощный компьютер и программа трёхмерного автоматического проектирования – за час я могу перебрать несколько вариантов и выбрать из них наилучший. Правда, сперва надо по-новой с ним освоиться и как говорится – «набить руку». Специально машиностроительным проектированием, я всерьёз на «Компас 3D» не занимался.