Курс → Урок 3

Урок 3. Двигуни та їх обслуговування

Тема «двигуни і силові установки» (двигуни та приводи) — друга тема офіційної програми іспиту, і питання з неї трапляються в кожному тесті. Добра новина: іспит не вимагає знань механіка — він перевіряє, чи вмієте ви безпечно користуватися двигуном: правильно запустити, вчасно помітити перегрів, не влаштувати вибух парів бензину і не зламати редуктор різким реверсом. У цьому уроці розберемо всі ці ситуації разом із польською термінологією, яку ви побачите в тесті.

Типи силових установок

На моторних яхтах (моторна яхта) застосовують чотири основні схеми приводу. Найпоширеніший на внутрішніх водах — підвісний двигун: компактний агрегат, який цілком (двигун + редуктор + гвинт) кріпиться струбцинами до транця. Він повертається разом із гвинтом, тому одночасно є і рушієм, і стерном; на мілководді його можна нахилити (трим) і підняти гвинт з води.

На більших яхтах ставлять стаціонарний двигун усередині корпусу. Класична схема — прямий гребний вал, що проходить крізь дно до гвинта, а за гвинтом працює окреме стерно. Компроміс між двома світами — кормовий привід типу Z: двигун стоїть усередині біля транця, а назовні крізь транець виведена поворотна колонка з гвинтом, яка кермує і піднімається, як «нога» підвісного двигуна. Четвертий варіант — водомет: ротор, схований у каналі всередині корпусу, засмоктує воду з-під дна і викидає її струменем через сопло на транці. Саме водомет стоїть на кожному гідроциклі (водний скутер).

Двотактний і чотиритактний двигуни

Бензинові підвісні двигуни бувають двох родин. Двотактний двигун — простіший і легший: робочий цикл вміщається у два ходи поршня. У нього немає окремої системи змащення і немає оливного піддона (оливний піддон) — мастило потрапляє в циліндр разом із паливом. Тому двотактник заправляють сумішшю бензину з оливою у пропорції, яку вказує виробник (типово 1:50). Якщо залити чистий бензин у двотактник — двигун працює без змащення і швидко «клинить».

Чотиритактний двигун — це той самий принцип, що в автомобілі: чотири ходи поршня, окремий оливний контур, олива живе у піддоні, і її рівень перевіряють щупом (щуп) перед кожним виходом. Заправляється він чистим бензином. Якщо на кожусі написано «four stroke» — перед вами чотиритактник, і лити в його бак суміш (або бензин з оливою) не можна так само, як і чистий бензин у двотактник.

Паливна система

Типова паливна система (паливна система) підвісного двигуна: переносний паливний бак → паливний шланг з ручною підкачувальною грушею (паливна помпочка) → паливний кран → паливний фільтр → карбюратор або упорскування. Перед запуском грушею підкачують паливо, доки вона не стане пружною.

Найпідступніша деталь системи — маленький повітряний гвинтик у кришці бака: вентиляційний (повітряний) гвинт. Коли двигун витрачає паливо, у бак має заходити повітря. Якщо гвинтик закручено (так його лишають на час перевезення, щоб бензин не вихлюпувався), у баку утворюється розрідження — паливо перестає надходити, і двигун через кілька хвилин глухне, потім знову запускається і знову глухне. Це «фірмовий» симптом, який обов'язково буває в тестах.

Витрата палива і розрахунок запасу

На воді паливо рахують не «на сто кілометрів», а на годину роботи двигуна — бо витрата залежить від обертів і навантаження, а не від пройденої відстані. Груба, але корисна оцінка для бензинового двигуна: на повному газі він спалює приблизно 0,3–0,4 л на кожну кінську силу за годину (тобто приблизно 0,5 л на кожен кіловат потужності). Для двигуна 40 к.с. це близько 14 л/год «у підлогу» і приблизно вдвічі менше на спокійному крейсерському ходу.

Найдорожчий режим — не максимальна швидкість, а перехідний: коли човен уже задер ніс, але ще не вийшов на глісування, він тягне за собою власну хвилю і жере паливо без користі. Тому економно йти або зовсім повільно, у водотоннажному режимі, або впевнено в глісуванні на помірних обертах — і ніколи не «висіти» між цими станами. Витрату збільшують перевантаження, неправильно підібраний або пошкоджений гвинт, обростання днища, зустрічний вітер і хвиля, а також невдалий трим.

Запас палива планують за правилом третин: одна третина бака — на дорогу туди, одна — на повернення, одна — недоторканний резерв на зустрічний вітер, обхід негоди, буксирування чи просто помилку в розрахунках. Приклад: човен із двигуном 40 к.с. і баком 60 л на крейсерському ходу витрачає близько 9 л/год і йде 30 км/год — це 0,3 л на кілометр. За правилом третин на дорогу «туди» можна витратити лише 20 л, тобто приблизно 65 км. Хочете далі — беріть запасну каністру: на озері немає заправки кожні десять кілометрів.

Безпечна заправка

Пожежі й вибухи на прогулянкових суднах найчастіше трапляються не в морі, а біля заправного пірса. Порядок дій простий і його варто знати як послідовність:

1. Надійно пришвартуватися, заглушити двигун, вимкнути електрику й газову плиту, погасити відкритий вогонь; курити на борту й на пірсі заборонено.
2. Висадити пасажирів на берег — на судні лишається тільки той, хто заправляє.
3. Закрити люки, ілюмінатори і двері каюти, щоб пари не затягнуло всередину.
4. Тримати вогнегасник напоготові, під рукою.
5. Переносний бак винести на берег і поставити на землю; пістолет (лійку) весь час тримати в контакті з горловиною бака.
6. Лити повільно і не по вінця — залишити 5–10% об'єму на теплове розширення палива.
7. Розлите витерти насухо; ганчірку забрати на берег, у воду не викидати.
8. Провітрити моторний відсік і зензу кілька хвилин. Понюхайте трюм: пахне бензином — не запускати, шукати причину.
9. Запустити двигун і перевірити контрольний струмінь охолоджувальної води.

Охолодження двигуна

Човнові двигуни охолоджуються забортною водою (забортна вода). Помпа з гумовою крильчаткою (крильчатка водяної помпи), розташована в «нозі» двигуна, засмоктує воду через водозабір (водозабірний отвір) на редукторі й проганяє її через сорочку охолодження блока. У підвісного двигуна частина цієї води виходить назовні тонким контрольним струменем — витік охолоджувальної води. Тече струмінь — охолодження працює.

Якщо струменя немає — вода не циркулює: забився водозабір (пакет, трава, мул) або зруйнувалася крильчатка. Продовжувати рух не можна: без охолодження настає перегрів двигуна, який за лічені хвилини руйнує поршневу групу. Гумова крильчатка гине передусім від роботи «всуху» — тому двигун ніколи не запускають на березі без подачі води.

Електрообладнання

Електрика на моторному човні проста, але без неї нікуди. Акумулятор живить стартер, навігаційні вогні та прилади; його клеми мають бути затягнуті й захищені від вологи, а сам він — закріплений так, щоб не зірвався на хвилі. Свічка запалювання дає іскру, що підпалює суміш у циліндрі бензинового двигуна: мокра чи закопчена свічка — типова причина, чому стартер крутить, а двигун «не схоплює». Кожне коло захищене запобіжником (запобіжник): перегорів — шукайте причину перевантаження, а не ставте «жучок». Запасні свічки та запобіжники — обов'язковий мінімум бортового ЗІПу.

Бортова мережа моторного човна — це майже завжди 12 вольт постійного струму. Акумулятори бувають двох родин, і плутати їх невигідно. Стартовий акумулятор уміє коротко віддати дуже великий струм на стартер, але не любить глибоких розрядів. Тяговий (глибокого розряду) віддає струм повільно й довго — саме він живить холодильник, помпу, вогні та навігацію. На яхтах із каютою ставлять обидва й розділяють кола, щоб «посидіти з музикою» не означало залишитися без стартера.

Заряджає акумулятор генератор, який працює лише разом із двигуном; у найменших підвісних двигунів зарядки може не бути взагалі — тоді акумулятор заряджають на березі. Стан батареї показує напруга у спокої, приблизно за півгодини після зупинки: близько 12,7 В — заряджений, 12,2 В — половина, нижче 12,0 В — розряджений і скоро не проверне стартер. На стоянці мережу знеструмлюють головним вимикачем — це і захист від саморозряду, і одна з найдешевших протипожежних мір на борту.

Кожне коло захищає запобіжник потрібного номіналу. Перегорів — шукають причину перевантаження чи замикання, а не ставлять «жучок» і не беруть більший номінал: запобіжник рятує не прилад, а проводку від перегріву й пожежі. Клеми мають бути затягнуті й змащені, сам акумулятор — закріплений так, щоб не перекинувся на хвилі. Знімають клеми починаючи з мінуса, ставлять — мінус останнім; під час заряджання свинцевий акумулятор виділяє водень, тому заряджають лише у провітрюваному місці подалі від іскри.

Запуск і зупинка двигуна

Правильний запуск двигуна — це послідовність, яку іспит перевіряє і в теорії, і на практиці:

1. Провітрити моторний відсік (моторний відсік) — відкрити кожух/люк на кілька хвилин або увімкнути вентилятор наддуву.
2. Перевірити рівень палива й рівень оливи (у чотиритактного — щупом).
3. Відкрутити повітряний гвинтик бака (śruba odpowietrzająca), відкрити паливний кран, підкачати грушею.
4. Переконатися, що важіль передач на нейтралі (нейтраль) — гвинт вимкнено.
5. Одягти петлю аварійного шнура — зривка — на зап'ястя або пристебнути до одягу.
6. Запустити двигун і одразу перевірити контрольний струмінь води.

Зупинка — у зворотному порядку: збавити оберти, нейтраль, заглушити вимикачем запалювання; на стоянці закрити паливний кран, а на час перевезення — закрутити вентиляційний гвинтик бака. Зривка з'єднує керманича з вимикачем: випав за борт чи відлетів від стерна — чека висмикується, двигун глухне, човен не тікає без вас. На гідроциклі користуватися зривкою обов'язково.

Гребний гвинт

Гребний гвинт характеризують два головні параметри: діаметр D — діаметр кола, яке описують кінці лопатей, та крок H — теоретична відстань, яку гвинт пройшов би за один повний оберт, якби «вкручувався» у тверде тіло. Більший крок — вища швидкість, але важчий розгін; менший — краща тяга. Гвинт добирають до човна й двигуна так, щоб на повному газі оберти сягали робочого діапазону.

Гвинт обертається через редуктор зі зчепленням (зчеплення): важіль має три положення — вперед, нейтраль, назад. Перемикати безпосередньо з «повний вперед» на «повний назад» заборонено: удар приймають шестерні редуктора і зчеплення, і саме вони руйнуються першими. Правильно: газ на мінімум → нейтраль → коротка пауза → задній хід. Пам'ятайте і про бічний ефект гвинта: правообертовий гвинт (правообертовий гвинт) на передньому ході зносить корму праворуч, на задньому — ліворуч (докладно — в уроці 4 про маневрування).

Кавітація і вентиляція гвинта

Два схожі на слух явища, які постійно плутають, хоча природа в них різна. Кавітація — це пара самої води. На тильному боці лопаті тиск падає так низько, що вода закипає при звичайній температурі: утворюються бульбашки пари, які за мить потрапляють у зону вищого тиску і схлопуються, б'ючи по металу мікроударами. Гвинт шумить, тяга падає, а з часом на лопатях з'являються раковини — кавітаційна ерозія. Причини: завеликі оберти для цього гвинта, пошкоджені чи «загострені» після ремонту лопаті, зазубрини від каменя, а також перешкода перед гвинтом, що зриває потік.

Вентиляція — це звичайне повітря, яке гвинт затягує з поверхні. Оберти різко підскакують, двигун реве, а човен майже не рухається. Причини: двигун посаджений на транці зависоко, різкий поворот на швидкості, різке додавання газу з задертим тримом, робота на хвилі, коли корма вискакує з води. Ліки прості: скинути газ, дати гвинту «схопити» воду, вирівняти трим і перевірити висоту монтажу. Саме проти вентиляції працює горизонтальна пластина над гвинтом — попри звичну польську назву płyta antykawitacyjna вона відсікає повітря, а не пару.

Монтаж підвісного двигуна

Підвісний двигун ставлять точно по центру транця, струбцини затягують до упору, а сам двигун додатково прив'язують до корпусу страхувальною линвою (страхувальна линва) — вібрація здатна послабити кріплення, і без страховки мотор іде на дно. Висота підвісу теж нормована: антикавітаційна плита (антикавітаційна плита) має бути приблизно на 2 см нижче продовження лінії дна, а вісь двигуна — перпендикулярна до дзеркала води (офіційне формулювання PZMWiNW: «płyta kawitacyjna 2 cm poniżej dna, prostopadle do lustra wody»). Занадто високо — гвинт підхоплює повітря з поверхні, тобто зривається у вентиляцію (не плутайте з кавітацією — див. розділ вище); занадто низько — зайвий опір і бризки.

Водомет проти гвинта. Гідроцикл

Водометний рушій (струменевий рушій) влаштований інакше, ніж гвинт під днищем. Через решітку водозабору в дні насос із ротором (крильчатка-ротор) засмоктує воду і викидає її назад через сопло. Сопло рухоме й зв'язане з кермом — воно й повертає судно. Звідси головна особливість, про яку питають: немає газу — немає керування. Скинули газ у повороті — струменя немає, і гідроцикл поїде прямо, куди його несе інерція.

Гідроцикл (водний скутер) — це той самий водомет у мініатюрі. Корпус зі склопластику з внутрішніми повітряними камерами робить його практично непотоплюваним, керують ним, як мотоциклом: правою ручкою — газ, кермом — сопло. Гальм у скутера немає: після зняття газу він проходить ще від десятків метрів до сотні, тому дистанцію тримають із великим запасом. У воду скутер сідає низько, і кожна помилка коштує дорого — звідси свій набір правил.

• Зривка — на зап'ясті або на нозі керманича, завжди. Впав — двигун зупинився, і скутер не поїхав без вас.
• Жилет — на керманичу і на кожному пасажирові; корисний також гідрокостюм чи неопренова майка проти переохолодження і травм при падінні.
• Заходити на скутер з води можна лише з корми — з борту він перевертається.
• Перекинутий скутер повертають у той бік, який указує стрілка чи схема на кормі. У зворотний бік — заллєте водою моторний відсік; довго догори дном не тримають.
• Патент стерника моторноводного потрібен для скутера практично завжди — їхня потужність майже ніколи не буває меншою за 10 кВт; особи молодші 16 років обмежені 60 кВт.
• Плавати можна лише там, де це дозволено: знак A.20 забороняє рух гідроциклів, E.24 дозволяє; у «зонах тиші» (strefy ciszy) заборонені двигуни внутрішнього згоряння взагалі. Розганятися і піднімати хвилю біля портів, пристаней і купалень заборонено.

Догляд і консервація двигуна

Двигун живе рівно стільки, скільки за ним доглядають, і на іспиті трапляються питання саме про рутину. Після кожного виходу ногу двигуна піднімають з води. Якщо плавали по морю, Віслинській затоці чи в мінералізованій воді, систему охолодження обов'язково промивають прісною водою — через спеціальні «навушники» на водозабір або в баку з водою, хвилин п'ять-десять на холостих обертах. Сіль кристалізується в вузьких каналах сорочки охолодження і поступово душить проток.

Регулярно перевіряють кілька дрібниць. Стан протекторних анод — з'їдена наполовину міняється. Гвинт — на зазубрини й на волосінь чи линву, намотану на вал за гвинтом: вона перетирає сальник, і в редуктор потрапляє вода. Колір оливи в редукторі: якщо вона стала сіро-білою, як кава з молоком, — вода вже всередині, треба міняти сальники. Гумову крильчатку водяної помпи міняють профілактично раз на два-три сезони, не чекаючи перегріву.

Перед зимою двигун консервують (зимівля двигуна) — послідовність приблизно така:

1. Промити систему охолодження прісною водою і дати їй попрацювати кілька хвилин.
2. Додати в паливо стабілізатор і дати двигуну попрацювати, щоб той розійшовся системою; або виробити паливо з карбюратора і злити бак.
3. Замінити моторну оливу і фільтр (у чотиритактного) та оливу в редукторі, оцінивши її колір.
4. Викрутити свічки, впорснути в циліндри консерваційну оливу (оливний туман), кілька разів провернути двигун вручну і поставити свічки назад.
5. Змастити тяги й шарніри, перевірити та за потреби замінити аноди.
6. Повністю злити воду з системи охолодження і зберігати двигун вертикально: залишки води взимку замерзають і розривають канали.
7. Зняти акумулятор, дозарядити його і тримати в сухому теплому місці, підзаряджаючи раз на кілька тижнів.
8. Помити й висушити корпус, зняти кранці, накрити судно тентом так, щоб під ним лишалася вентиляція.

Типові несправності

Більшість «відмов» на воді — дрібниці, які можна знайти за симптомом. Іспит любить саме таку діагностику:

Підсумок

• Чотири типи установок: підвісний (silnik przyczepny), стаціонарний з валом, кормовий привід typu Z, водомет (strumienica).
• Dwusuw живиться сумішшю бензину з оливою (mieszanka), бо не має оливного піддона; «four stroke» = чотиритактний, олива окремо.
• Перед запуском: провітрити відсік (пари бензину важчі за повітря!), перевірити паливо й оливу, відкрутити śrubę odpowietrzającą, нейтраль, зривка на зап'ясті.
• Одразу після запуску — контрольний струмінь охолоджувальної води; немає струменя — негайно глушити.
• Гвинт: головні параметри — крок H і діаметр D; прямий реверс «повний вперед → повний назад» руйнує редуктор і зчеплення.
• Монтаж підвісного: центр транця, страхувальна линва, антикавітаційна плита ~2 см нижче лінії дна.
• Переносний бак заправляти тільки на березі; на скутері зривка обов'язкова.
• Паливо рахують на годину роботи, а запас планують за правилом третин: 1/3 туди, 1/3 назад, 1/3 недоторканний резерв.
• Заправка: двигун заглушений, пасажири на березі, люки закриті, вогнегасник під рукою, носик лійки в контакті з горловиною (статика!), потім витерти і провітрити.
• Електрика 12 В: акумулятор 12,7 В — повний, нижче 12,0 В — розряджений; на стоянці вимикати wyłącznik główny; запобіжник міняти тільки на такий самий номінал.
• Кавітація — бульбашки пари води від падіння тиску на лопаті; вентиляція — повітря, затягнуте з поверхні (оберти вгору, тяга вниз).
• Водомет: мінімальна осадка і безпека для людей у воді, але слабкий задній хід і жодного керування без газу. Гідроцикл — тільки зі зривкою і в жилеті, заходити з води лише з корми.
• Догляд: після моря промивати систему охолодження прісною водою, стежити за анодами й кольором оливи в редукторі; на зиму — промити, законсервувати, злити воду і зберігати двигун вертикально.