Коробка передач реверсредуктор
Найбільш простим конструктивним рішенням, що дозволяє здійснити передній і задній хід на катері, оснащеному конвертованим автомобільним двигуном, є використання в якості реверсредуктора штатного зчеплення н коробки передач. При цьому передній хід забезпечується роботою на прямій нлі на одній з понижувальних передач, а задній - включенням заднього ходу. Однак таке рішення має низку суттєвих недоліків.
Так, при роботі на прямої передачі (якщо не застосовується додатковий редуктор) частота обертання гребного гвинта, як правило, значно вище оптимальної, що призводить до зменшення ККД гвинта н швидкості катера. Оцінити втрати потужності на такому віїті порівняно з гвинтом, що працює в області оптимальної частоти обертання, для двигунів ГАЗ-21 та УМЗ-412 можна за графіками (1Ь, а, б). На них представлені відносини упору Р гвинта, що працює через коробку передач, до упору гвинта Роіт, що працює з оптимальною частотою обертання. Криві побудовані для трьох значень потужності, що знімається: 60, 40 і 20 л.е., для двох гвинтів - нормального Я і важкого Т з кроком, іа 15 - 20% ' перевищує, нормальний, при роботі двигуна на прямий Г1 і другий У передачах . Передбачається, що при повністю відкритому дроселі двигуна. з нормальним гвинтом розвивають: УМЗ-412 - 4800 об/мии (72 л.е.), ГАЗ-21 -3700 об/мии (73 л.е.), а при частково прикритій дросельній заслінці - відповідно 60 л.с. при 4500 об/мии і 3400 об/хв, тобто саме ті потужності, які рекомеїдовані як експлуатаційні при конвертуванні даних двигунів. З важким гвинтом прн поліяністю відкритої дросельної заслінки двигуни розвивають 60 л.с. при 3900 об/ми (УМЗ-412) і 2700 об/ми (ГАЗ-21). Природно, що максимальна швидкість приустановці важкого гвинта буде менше, проте для водокамер, які двигуни експлуатуються переважно на часткових навантаженнях, застосування важкого віту дозволяє зменшити годинну витрату палива (див. § 2).
Незважаючи на те, що на великих швидкостях втрати на важкому гвинті не дуже великі, катери дуже погано виходять на гліссування, тому що на швидкостях виходу (18-22 км/год) втрати на гвинті залишаються дуже значними. Тому застосування прямої передачі на катері, що глісує зі швидкістю 35-45 км / год, змусить судноводія зменшити водотоннажність судна на 30-40% в порівнянні з тим, яким воно могло б бути прн нормальному гвинті, що працює на оптимальній частоті обертання.
Збільшити ККД вііта молено шляхом застосування знижувальних передач штатної коробки - як правило, другий (). Однак потрібно враховувати, що знижувальні передачі, особливо біля коробок легкових автомобілів, не призначені для тривалої роботи на максимальному режимі: потужності.
Зміна напряму обертання гребного вііта рахунок включення шестерень заднього ходу також не має недоліків. Відсутність синхронізаторів у шестерень призводить до появи тріска при включенні заднього ходу навіть з віджатим зчепленням при русі катера вперед за інерцією. Це пояснюється тим, що після вимкнення переднього ходу вііт під W дією потоку води, що набігає, продовжує ^ обертатися в колишньому напрямку. Диск зчеплення е проміжним блоком шестерень повільно повора-: чується також у напрямку переднього ходу. При V- включенні заднього ходу цей диск (оскільки його момент інерції менше, ніж у вііта) майже мгіовеіо повинен змінити напрямок обертання, що супроводжується ударом зубів шестерень. Іншим бракує-! кому є те, що через велике передатне відношенняшестерень заднього ходу частота обертання гвинта і задньому ходу значно менше, ніж на передньому. Оскільки упор гвинта пропорційний квадрату частоти обертання, швидкість катера на задньому ходу виявляється замалою.
Гвинт при використанні заднього ходу, коробки є «легким», тому при порожнистій відкритій дросельній заслоіці частота обертання двигуна може бути максимально допустимою. У цьому випадку потрібно або контролювати частоту обертання двигуна по тахометру, або передбачити упор для тяги дросельної заслінки, зблокований з важелем включення заднього ходу. Щоб досягти достатньої маневреності катера і задньому ходу, слід забезпечити швидкість заднього ходу не менше 7-8 км / год. При використанні на водотоннажному катері для руху вперед прямої передачі, а для руху назад — заднього ходу передатне відношення коробки виходить недостатнім.
Установка ланцюгової передачі дозволяє отримати прийнятні передавальні відносини і задньому ходу, а наявність синхронізаторів забезпечує м'яке включення як переднього, так і заднього ходу.
Переробка коробки ГАЗ-21 при роботі на другій передачі менш доцільна через відсутність сніхронізатора і а першу передачу і необхідність перемикання ходу двома важелями.
Для виготовлення ланцюгової передачі краще використовувати дворядні моторні ланцюги від мотоцикла або приводи кулачкового валу двигунів УМЗ-412 та ВАЗ з кроком 9,525 мм. У разі застосування для коробок передач двигуна ГАЗ-21 плі УМЗ-412 однакових зірочок з непарним числом -зуб'їв іа ланцюг іужио встановлювати натяжний пристрій. Простішим варіантом для двигуна ГАЗ-21, що не вимагає натяжного пристрою, буде встановлення іа проміжному валу зірочки з 26 зубами, а іа вторинному — з 18 (можна використовуватипровідну зірочку УМЗ-412).
Іншим заходом, що збільшує ресурс проміжних шестерень, є підвищення їх зносостійкості. З цією метою застосовують шестерні з цементованим зубом, що мають твердість HRC 57-65, замість ціаіірованних шестерень двигуна ГАЗ-21 з твердістю HRC 48-56.
Відомі рекомендації щодо збільшення ширини зубчастих коліс для підвищення їх здатності навантаження. Розрахунки показують, що збільшення ширини коліс у 2 рази призводить до підвищення їх довговічності при малих навантаженнях у 5-10 разів, а при великих навантаженнях у 3-5 разів. Однак таке збільшення можна досягти лише при ідеальному дотриманні як кутів нахилу зубів, так і паралельності валів. Ъ дійсності ж завжди є перекіс зубів, пов'язаний як з похибкою обробки шестерень, так і з прогином валів під навантаженням, причому ти похибки тим більше, чим ширше зубчасті колеса. В результаті зі збільшенням ширини шестерень і малої точності виготовлення (а також малої жорсткості валів, що характерно для коробок передач) ресурс може навіть зменшитися. Якщо є впевненість у якісному виготовленні нових шестерень, можна найбільше просто вирішити задачу шляхом переробки тільки другої, найбільш навантаженої пари шестерень (ескіз такої переробки див. іа рис, 16).