Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

Устройство этого двигателя то же, что и у компрессионного мотора Б-51.

Остановимся на принципе действия этого мотора.

При вращении коленчатого вала за маховик поршень начинает перемещаться в цилиндре вверх и вниз. При движении поршня вверх под ним, то-есть в кривошипной камере (4), закрытой в это время со всех сторон, давление падает. Этот момент используется для всасывания рабочей смеси (рабочей смесью называется смесь паров горючей жидкости с воздухом).

У данного мотора всасывание происходит через смесительную трубку карбюратора (18). Как только отверстие смесительной трубки приоткроется поршнем (10), наружный воздух с большой скоростью стремится заполнить разреженное пространство в кривошипной камере. Проходя по трубке (также с большой скоростью), он понижает в ней давление, делая его меньше атмосферного. В результате из отверстия жиклера начинает течь горючее, подаваемое из расходного бака за счет разницы давлений наружного и движущегося около жиклера воздуха.

Капельки истекающего горючего подхватываются проходящим воздухом, распыляются до мельчайшего тумана, испаряются и, перемешиваясь с воздухом, образуют рабочую смесь, способную гореть.

Всасывание воздуха длится до момента перекрытия поршнем отверстия смесительной трубки. Поршень, продолжая двигаться вниз; сжимает рабочую смесь. Немного не доходя до конца, то-есть до нижней мертвой точки, поршень открывает продувочное окно цилиндра, соединенное с полостью кривошипной камеры, и сжатая рабочая смесь устремляется по каналу, наполняя цилиндр. Поступление рабочей смеси продолжается и в начале движения поршня вверх вплоть до закрытия поршнем продувного окна. Продолжая свое движение вверх, поршень сжимает рабочую смесь. От высокой температуры, образовавшейся вследствие сжатия, рабочая смесь самовоспламеняется, быстро сгорает, выделяя большое количество тепла, от которого газы расширяются. Поршень, прошедший к этому времени верхнюю мертвую точку, с большой скоростью и под большим давлением устремляется вниз, сжимая новую порцию свежей смеси в кривошипной камере, и дает сильный импульс тяжелому маховику. Затем скорость поршня гаснет до нуля и маховик, связанный с поршнем шатунно-кривошипной системой, приобретает запас количества движения. Этот запас расходуется постепенно и позволяет маховику не только повернуть всю кривошипно-шатунную систему с поршнем вновь на 180° до следующего рабочего хода, но и произвести полезную работу.

В конце рабочего хода, когда поршень своим верхним обрезом приоткрывает выпускное отверстие (22), происходит выхлоп отработавших газов в атмосферу. После выхлопа давление в цилиндре падает. С некоторым запозданием против выпускных окон открывается продувное окно, и из кривошипной камеры поступает в цилиндр свежий, предварительно сжатый заряд рабочей смеси, вытесняя из цилиндра остатки отработавших газов.

В дальнейшем описанный процесс повторяется вновь и вновь до тех пор, пока карбюратор подает смесь.

Таким образом, мы проследили весь круговорот (цикл) горючего в моторе от момента всасывания до момента выхлопа газов.

Каждый цикл — всасывание, сжатие в картере, перепуск рабочей смеси в цилиндр, сжатие ее в цилиндре и сгорание — занимает всякий раз два хода поршня (два такта). Отсюда и происходит название «двухтактный цикл работы» в отличие от моторов с четырехтактным циклом.

Воспламенение рабочей смеси в моторе Ф-21 происходит от сильного сжатия и развивающейся вследствие этого высокой температуры. Воспламенение рабочей смеси, содержащей примесь этилового эфира, наступает уже при степени сжатия 16 и при температуре окружающего воздуха 15—20°. Для обеспечения необходимого сжатия урегулирования количества оборотов степень сжатия у мотора может изменяться. Она зависит от положения подвижного контрпоршня (12).

Мотор Ф-21 испытывался и был принят специальной комиссией ЦК Совета Досфлота в 1950 году. Во время испытаний мотор устанавливался на модель крейсера длиною 1 820 мм и весом 14,5 кг. Крейсер развил хорошую скорость.

Затем мотор был установлен на модель торпедного катера длиной 1 017 мм и весом 3,8 кг. Катер выходил на режим глиссирования на длине пути в4л.

При испытании на скорость запуска мотор показал хорошие результаты: на запуск этого мотора требуется от 5 до 30 секунд.