Казанка с водометом своими руками

Водометы для лодок своими руками: рекомендации по изготовлению на базе лодочного мотора и центробежного насоса

Создание скоростного и экономичного водометного двигателя – весьма серьезная задача, требующая хорошей исследовательской и производственной базы.

Но примитивный вариант такого устройства вполне можно сделать самостоятельно.

Давайте посмотрим, как делают водометы для лодок своими руками, и какие особенности характерны для таких двигателей.

Конструкция водометного двигателя

Главными элементами такого механизма, как и в классическом варианте, являются двигатель внутреннего сгорания и винт, только последний расположен внутри длинной трубы, проложенной вдоль корпуса лодки. Разумеется, «труба» — это слишком упрощенный термин. Правильное название этой части двигателя – водовод, а состоит он из следующих узлов:

• водозаборник: передняя часть, по которой вода поступает к винту;
• спрямляющий аппарат: благодаря этому элементу вращательное движение закрученного винтом водного потока трансформируется в прямолинейное;
• сопловой аппарат: завершающая часть «трубы», из которой вода выбрасывается наружу.

Еще один важный элемент водомета – реверсивно-рулевое устройство, благодаря которому лодка может менять направление движения, а также давать задний ход.

Схема конструкции водометного двигателя

Винты (их также называют рабочими колесами или импеллерами) бывают нескольких видов:

• Осевые: наиболее просты в изготовлении, но обеспечивают самый низкий КПД и ввиду ярко выраженного эффекта кавитации могут работать только на низких оборотах.
• Осе-диагональные: имеют более высокий КПД и рассчитаны на среднеоборотистые двигатели;
• Диагональные и шнековые: наиболее современные и чрезвычайно сложные в изготовлении разновидности, характеризуются самым высоким КПД и способны работать с высокооборотистыми двигателями.

Среди всех составляющих водомета винты находятся на первом месте по сложности изготовления. Для этого применяется метод точного литья с последующей шлифовкой.

Не стоит приобретать водомет с импеллером, лопасти которого приварены к ступице, а не составляют с ней единое целое: такие винты зачастую имеют дисбаланс, что приводит к их разрушению при повышенных оборотах.

Преимущества и недостатки

За счет установки водометного двигателя владелец плавсредства выигрывает в следующем:

1. Поскольку спрятанному в водоводе винту наматывание водорослей не грозит, лодка приобретает способность легко перемещаться по заросшим водоемам.
2. Удары винта о дно также исключены, что дает возможность беспрепятственно плавать в местах с небольшой глубиной или с отмелями.
3. Лодка с водометом становится безопасной для купальщиков, водолазов и обитающей в водоемах фауны.
4. В отличие от обычных гребных винтов, рабочие колеса водометов, особенно современные, защищены от негативного воздействия кавитации.

Но придется примириться и с некоторыми недостатками:

1. При той же мощности двигателя лодка будет двигаться медленнее, чем с обычным винтом.
2. Ухудшается управляемость.

Кроме того, лодка становится тяжелее из-за веса воды, заполняющей водомет.

Для того чтобы поменять трубы в квартире, необязательно вызывать бригаду мастеров. Замена труб в квартире своими руками существенно сэкономит средства несмотря на всю сложность данного предприятия.

Как правильно соединить унитаз с канализационной трубой, смотрите тут. Обзор основных вариантов.

Слабый напор воды в квартире — не такая уж редкость. Если водоканал не может исправить ситуацию, воспользуйтесь нашими советами: http://aquacomm.ru/cancliz/mnogokvartirnyie-doma/santehnika/kak-uvelichit-napor-vody-v-kvartire.html. Способы увеличения давления воды — от замены труб до установки насосной станции.

Принцип работы

Выбрасывая с большой скоростью воду, водомет создает реактивную тягу, которая и приводит лодку в движение. Рассмотрим данный процесс более детально:

1. Вода поступает в расположенный в передней части лодки водозаборник. Он снабжен сеткой, которая отфильтровывает водоросли и плавающий в воде мусор. Конструируя водозаборник, инженеры стремятся обеспечить ламинарное течение воды в нем, так как наличие турбулентности на подходе к винту значительно ухудшает характеристики двигателя.
2. Винт с силой отбрасывает воду назад, при этом она попадает в сужение, благодаря чему ее скорость возрастает.
3. Спрямляющий аппарат, как уже говорилось, увеличивает скорость потока за счет преобразования его вращательного движения в поступательное. Его лопаткам стараются придать такую форму, которая обеспечивала бы наименьшее сопротивление движущейся жидкости. Производители применяют различные конструкции спрямляющих аппаратов. Одна из них – лопаточное поджатие – позволяет использовать данный элемент одновременно в качестве соплового аппарата.
4. Далее поток попадает в сопло (если эту функцию не выполняет спрямляющий аппарат). Благодаря небольшому проходному сечению, давление воды здесь преобразуется в скорость – этот эффект и называется поджатием.

Схема работы водомета

Водомет своими руками

Рассмотрим, как сделать водомет для лодки своими руками. Хитрые на выдумку умельцы придумали два варианта самодельных водометов.

На базе лодочного мотора

Как показал опыт, наиболее удачные самодельные водометы получаются из лодочного мотора «Ветерок-12». Но можно использовать и любой другой. Обычно применяют старые модели: «Москва», «СМ-557-9Л», «Стрела» и т.п. Главное преимущество «Ветерка» — в распространенности и доступности необходимых деталей.

Водовод можно размещать как снаружи лодки, так и внутри нее. Второй вариант применяется чаще, так как при наружном расположении увеличивается гидродинамическое сопротивление плавсредства. Некоторые элементы водовода изготавливают из труб, другие – сваривают из заготовок, вырезанных из листа нержавеющей стали.

Водомет на «Ветерке»

Придать заготовкам нужную форму можно с помощью оправки (вручную) либо гибочных вальцов. Лопасти рабочего колеса вырезаются из того же материала. Затем их подвергают профилировке и и приваривают к ступице.

На этапе проектирования модель водовода можно сделать из папье-маше. Затем ее достаточно будет разрезать, чтобы получить выкройку для заготовки-развертки.

Передача вращения от двигателя осуществляется посредством обычного штатного редуктора. Он крепится к главному дейдвуду мотора при помощи специального фланца.

Водоизмещение этой версии самодельного водомета составляет 450 кг. Благодаря ему судно может развивать скорость до 20 – 25 км/ч и выполнять глиссирование.

На базе центробежного насоса

Предлагается использовать насос Pacer Pumps 200GPM с пластиковым корпусом (термостойкий полистирол), имеющий вес около 18 кг.

Нагнетательный механизм этого аппарата приводится в движение двигателем Intek мощностью в 5 л.с. производства Briggs & Stratton.

Насос развивает напор в 35 м и имеет 2-дюймовые патрубки всаса и нагнетания. Его стоимость составляет около 300 долларов.

Насос устанавливается в лодке, после чего к нему со стороны всаса присоединяется 2-дюймовая ПВХ-труба. Через отверстие в носовой части днища лодки ее нужно вывести в воду, снабдив патрубком с сетчатым фильтром – это будет водозаборник.

На резьбу нагнетательного патрубка навинчивается высоконапорный штуцер с выходным отверстием диаметром 24 мм. Подойдет изготовленный из упрочненного винила – такие сегодня продаются в любом магазине для садоводов и огородников. Роль сопла также будет возложена на отрезок ПВХ-трубы, имеющей тот же, что и у штуцера, диаметр. Для подсоединения штуцера к соплу следует использовать резиновый шланг.

Не стоит опускать сопло в воду. Вопреки распространенному мнению, такой прием не ускорит, а замедлит лодку, так как приведет к возникновению кавитации.

Величина реактивной тяги, развиваемой таким водометом, зависит от суммарной длины всасывающей и нагнетательной магистралей.

Поскольку гидравлическое сопротивление возрастает с уменьшением диаметра трубы и увеличением скорости движения жидкости в ней, выгоднее всего установить насос как можно ближе к корме, чтобы длина сопла оказалась минимальной.

При таких условиях насос при максимальных оборотах двигателя развивал напор примерно в 20 метров водного столба (2 атм), благодаря чему лодка набрала скорость до 8 км/ч.

Испытателя подобного водомета может подстерегать неприятность: напорный штуцер довольно легко откручивается потоком воды, причем сила его воздействия настолько велика, что удержать деталь от вращения вручную нет никакой возможности.

Смазывание патрубка клеем перед навинчиванием штуцера желаемого эффекта не дает – штуцер все равно срывает. Рекомендуется разработать для резьбового штуцера дополнительное крепление либо использовать насос и штуцер с фланцами.

При монтаже систем водоснабжения часто необходимо соединять между собой разные виды труб. Соединение металлопластиковых труб с металлическими и полимерными при помощи фитингов — этой теме посвящена следующая статья.

Практические советы по установке поддона для душа смотрите на этой странице.

Видео на тему

Источник

«Казанка» с водометом.
Установка автомобильного двигателя на лодку

Хочу поделиться опытом установки на лодке двигателя от автомобиля «Запорожец» и рассказать о трудностях, с которыми мне пришлось встретиться в процессе двухлетней эксплуатации его на «Казанке» с водометом. Конечно, нужно учитывать, что все нижеизложенное — результаты испытаний только на одной лодке.

Общий вид «Казанки» с водометом

Конвертируя двигатель, я оставил воздушное охлаждение и дополнительно ввел водяное охлаждение масла в картере двигателя. В картер уложил змеевик из медной трубки с внутренним диаметром 10 мм. Трубка имеет тепловой контакт с внутренними ребрами картера для лучшего охлаждения масла. Масляный радиатор снял, вместо него установил перепускную трубку, а образовавшийся проем закрыл заглушкой. Теперь воздух, который раньше проходил через радиатор, используется для более интенсивного охлаждения цилиндров двигателя. Вода подается в змеевик, затем через тройник попадает в водяные рубашки глушителей и, охлаждая выхлопные трубы, выбрасывается за борт. Больше никаких переделок я не делал, кроме самых мелких: установка реле-регулятора и т. д.

Двигатель установлен вентилятором в корму и без капота, так что встречный поток воздуха складывается с потоком вентилятора. Крутящий момент от двигателя к валу водомета передается с помощью цепной передачи в масляной ванне. Коробка передачи жестко соединена с двигателем. Вся силовая установка размещена между транцем и предпоследним шпангоутом, занимая в длину примерно 600 мм от транца.

Схема водометной установки на базе автомобильного двигателя

1 — сопло водомета; 2 — карданный вал; 5 — цепная передача;
4 — двигатель; 5 — выброс воздуха.

Над бортами лодки выступают вентилятор и частично головки цилиндров. Несмотря на такое «двухэтажное» расположение силовой установки, центр тяжести ее размещен достаточно низко, примерно по линии коленчатого вала двигателя, что значительно ниже, чем при установке на «Казанке» двух моторов «Москва». Двигатель закреплен с наклоном до 5° на трех стандартных резиновых амортизаторах. Между выходным валом коробки передач и валом водомета установлен карданный валик, для которого использована полуось мотоколяски вместе с двумя шарнирами.

Установка имеет дистанционное управление и щиток контрольных приборов от автомобиля «Победа». Бензобак от автомобиля «Москвич 401» расположен под задним сиденьем.

Силовая установка должна обязательно иметь разобщительную муфту. Дело в том, что двигатель нельзя глушить после работы под нагрузкой. При выключении зажигания он дает длительное время вспышки, сопровождающиеся сильными стуками поршневой группы. Двигатель должен некоторое время поработать на холостых оборотах. При этом головки цилиндров быстро охлаждаются, и после выключения зажигания двигатель сразу останавливается. При работе двигателя на малом газу с постоянной нагрузкой быстрого охлаждения не происходит — слишком мало число оборотов, что затрудняет быструю остановку двигателя, например, при подходе к берегу.

Температура масла и головок цилиндров оказалась даже ниже, чем на автомобиле при работе в летних условиях. При переходах длительностью 3—4 часа температура масла не поднималась выше 70—75°, в то время как на автомобиле она достигает 100°. При прохождении заросших водоемов весьма желательна разобщительная муфта. Мгновенное разобщение — и подсоса в заборник нет, лодка свободно проходит заросли.

Несомненными преимуществами установки автомобильного двигателя на лодке являются наличие электростартера, малый расход бензина и масла. Легкость запуска двигателя вполне окупает некоторое увеличение веса (электростартер, аккумулятор).

Общий расход бензина за 1967 г. на «Казанке» с водометом оказался примерно наполовину меньше, чем с двумя моторами «Москва» с такой же нагрузкой и за тот же период. Следует помнить, что бензин должен быть с октановым числом не ниже 72. За период отпуска смена масла не производилась.

Применение цепной передачи позволяет расположить двигатель над водозаборником и экономно использовать объем лодки. Кроме того в этом случае вал, соединяющий коробку передач с валом турбины, работает при минимальных углах в шарнирах. Поэтому кпд передачи в целом получается достаточно высоким. Нагрев коробки передач не превышает допустимого (не более 70°), так что дополнительного охлаждения не требуется. Это тоже свидетельствует о высоком кпд цепной передачи. Я испробовал три варианта передачи с передаточным числом i = 1 и устройством натяжки цепи за счет эксцентричности опор.

Вариант I. Втулочно-роликовая цепь мотоколяски имеет шаг 15,88, ширину 9 мм, звездочки с числом зубьев 19. По расчету может работать до 1900—2000 об/мин, но практически легко и бесшумно работает до 2800 об/мин. При увеличении числа оборотов до 4000 увеличивается нагрев коробки и через 8—10 часов происходит раскалывание роликов. Результат проверен на трех цепях.

Вариант II. Зубчатая цепь с шагом 12,7, шириной 20 мм, числом зубьев в звездочках 21. По расчету может работать до 3300 об/мин, практически во всем диапазоне до 4000 об/мин работает очень хорошо. Требуется периодическая подтяжка, что, возможно, объясняется плохим качеством примененной цепи.

Вариант III. Двухрядная втулочная цепь от мотоцикла ИЖ, шаг 9,525 мм, число зубьев 24, работает до 5000 об/мин. Результатов длительной эксплуатации пока нет, но мне эта цепь кажется наиболее подходящей.

Во всех передачах при проверочных расчетах удельное давление на зуб превышает допустимое, указанное в таблицах. Поэтому для смазки цепи применялось гипоидное масло (ГОСТ 4003—51), позволяющее работать при повышенных удельных давлениях. При осмотре цепей и звездочек заметного износа не обнаружено.

При использовании автомобильного двигателя «Запорожец» на лодках в длительном эксплуатационном режиме до 3000 об/мин (что соответствует 20 л. с.) можно получить отличные результаты по надежности, долговечности и экономичности. Конвертирование двигателя не представляет особых трудностей. При установке двигателя под капотом надо подумать о дополнительном охлаждении. Может быть, достаточно иметь на каждой головке ребро, поджатое под верхние наружные гайки и охлаждаемое водой. Установка двигателя вентилятором вперед удобнее для отбора мощности, но при этом и требуются громоздкие воздухоотводы.

Использование цепей для передачи крутящего момента позволяет создать компактную установку, обладающую высоким кпд и достаточной долговечностью. Надо только помнить, что при вертикальном расположении цепи в ней могут возникать колебания, приводящие к ее разрушению, поэтому необходимо своевременно подтягивать цепь или устанавливать специальные гасители из резины, пластмассы и т. п. на пути цепи, препятствующие возникновению колебаний большой амплитуды.

Необходимо использовать цепи с возможно меньшим шагом и обязательно производить расчет передачи перед установкой на лодку.

Двигатель с коробкой передач

Шаг цепи 12,7 мм; передаточное число i = 1;
число зубьев z = 21.

Несколько слов о водомете. Его данные: диаметр водовода — 190 мм; диаметр сопла — 120 мм; шаг ротора — 130 мм; число лопастей — 4; зазор между ротором и корпусом — 0,25 мм; число лопастей спрямляющего аппарата — 10.

Задней опорой гребного вала служит самоустанавливающийся подшипник 1204, для уплотнения которого использованы четыре сальника 25х42х7 (по два с каждой стороны). В качестве передней опоры применены два конических роликовых подшипника 7204.

Для увеличения кпд движителя в дальнейшем я решил уменьшить число оборотов ротора — рабочего колеса водомета — до 3000, соответственно изменив шаг или диаметр сопла до получения необходимого согласования. В новой цепной коробке с передаточным отношением 24/31 и двухрядной цепью с шагом 9,525 от мотоцикла «ИЖ» я хочу попробовать изготовить разобщительную муфту по типу «Селектрик» (см. сборник «Кия», вып. 6, стр. 71).

В. С. Коровин, «Катера и яхты», 1968 г.

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

Источник