Stacjonarny silnik na RAGTIMIE

W maleńkim RAGTIMIE, który projektowałem do żeglugi morskiej, od początku miał być zamontowany silnik stacjonarny. Problem był ze znalezieniem tak małego diesla. Już na etapie rysowania, wymarzyłem sobie silnik BMW D7. Niestety taki silnik kilkanaście lat temu był dla mnie nieosiągalny. Zdecydowałem się „stworzyć” układ napędowy, specjalnie do RAGTIMA. Przez pierwsze kilka lat służył mi benzynowy, chłodzony powietrzem “lewoobrotowy” Briggs&Stratton o mocy 6,5 KM z poziomo ułożonym wałem korbowym i suchym wydechem; napędzał on paskiem klinowym dodatkowo zainstalowany mały alternator. Silnik palił niezawodnie – od pierwszego szarpnięcia; linkę rozrusznika można było sięgnąć z góry przez zejściówkę i bez schodzenia do kabiny uruchomić silnik. Moment obrotowy na wał śruby był przekazywany początkowo przez sprzęgło elektromagnetyczne; to dobre rozwiązanie pod warunkiem, że sprzęgło „po podaniu napięcia” rozłącza układ; ja niestety zastosowałem takie, które do sprzęgnięcia potrzebowało prądu – i kilka razy zostałem „bez silnika”… Potem zastosowałem sprzęgło mechaniczne – wielotarczowe, suche. Pływając po Zatoce Gdańskiej silnika używałem głównie przy manewrach portowych; nawet jeśli pracował 1-2 godziny (np. na Motławie w drodze do Gdańska), można było zazwyczaj uchylić skajlajt, by temperatura w kabinie nie była zbyt wysoka. Gdy w środku było za gorąco, jakiś „sprytny” bezpiecznik termiczny ukryty w instalacji zapłonowej wyłączał silnik – nie potrafiłem go znaleźć i wyeliminować. W czasie żeglugi po morzu, gdy wszystkie luki były szczelnie zamknięte, a powietrze do wnętrza dostarczane było chrapami, silnik miał zwyczaj gasnąć przy zwiększaniu obrotów – zwłaszcza gdy był potrzebny. Kolejnym usprawnieniem była elektryczna pompa wody, która chłodziła kolektor wydechowy. Wtedy temperatura była odpowiednia – wcześniej w kabinie topiło nam się masło. Nie mniej cały układ był zbyt złożony i „mało elegancki”. Niby awaria „elektryki” spowodowała by tylko odłączenie pompy i „Dzień hutnika” w kabinie; ale nie o to mi chodziło…

Już we wrześniu, pod koniec sezonu 2010, zacząłem rozglądać się za innym silnikiem. Na internetowej aukcji znalazłem wreszcie 4-suwowy, 1-cylindrowy silnik – sam motor, bez kolumny i spodziny – Honda 5 BF. Na pierwszy rzut oka wyglądał bardzo obiecująco – brakowało tylko automatu rozruchowego tzw. szarpanki. Cena 250 zł. Przyszła paczka – spodziewałem się ukrytych wad – i od razu okazało się, że nie ma iskry – cewka do wymiany – 200 zł. Przyszedł więc czas na kolejny eksperyment. Postanowiłem wykorzystać istniejący układ przeniesienia momentu obrotowego na śrubę. Przesunięta 25 cm od osi jachtu na prawą burtę, klasyczna linia wału z dławicą, epoksydową pochwą oraz elastycznym, gumowym łożyskiem sprawdziła się znakomicie – śruba nie wychodzi z wody na fali, jednak można oczyścić ją bez wychodzenia z kokpitu (wystarczy się tylko mocno wychylić za burtę); efektem ubocznym niesymetrycznego położenia śruby jest duża różnica w promieniu cyrkulacji – na silniku – przy skręcaniu w lewą i prawą stronę, ponadto przy zwrocie przez sztag z prawego na lewy hals – na skutek oporów niepracującej śruby – jacht zdecydowanie oporniej przechodzi linię wiatru.

Zaprojektowałem łoże do silnika oraz układy przeniesienia napędu i wydechu. Silnik przykręcony jest do stalowej płyty grubości 5 mm [1], do której zamocowany jest kolektor wydechowy [2]: stalowe kolanko o średnicy 50 mm – tu wpływa woda chłodząca silnik, koncentrycznie w tym kolanie umieszczone jest kolanko o średnicy 25 mm – tu wydobywają się spaliny z cylindra. Na końcu wału korbowego zamocowany jest wałek, na którym zmocowane zostało koło napędzające zębaty pas transmisyjny [3]. Dolny koniec tego wałka podparty jest łożyskiem, zamocowanym w stalowej płycie dolnej [4]. Płyta ta zamocowana jest do drewnianej ławy w kadłubie na niskich poduszkach [5]. Obie płyty połączone są trzema stalowymi szpilkami [6].

Moment obrotowy z wału korbowego na wał śruby przenoszony jest poprzez zmodyfikowaną spodzinę [7] od 8-konnej Yamahy i gumowy pas zębaty [3]. Wykorzystałem też oryginalną pompę wody od Yamahy i śrubę od tego silnika (jest nieco za ciężka do 5-konnego silnika). Aluminiowa płyta dolna [8] z gniazdem łożyska przyspawana jest do obciętej spodziny [7] – trzeba było ją skrócić, by zmieściła się pod podłogą kokpitu. Do korpusu przekładni przyspawana jest puszka [9], z przykręcanym deklem (uszczelnionym oringiem), która jest chłodnicą przekładni. Sitko od herbaty osadzone w puszcze-chłodnicy filtruje wodę doprowadzaną do pompy wody. W płycie górnej [10] wyfrezowane są kanały doprowadzające wodę do pompy oraz gniazdo na łożysko. Wałek odbierający [11] uszczelniają simmeringi. Odpowiedni rozstaw płyt dolnej i górnej zapewniają „dystanse” [12] z 3 prętów; między płytami na wałku zamocowane jest koło odbierające [13] napęd z wału korbowego. Przekładnią redukcyjno-nawrotną w zmodyfikowanej spodzinie steruje cięgło Bowdena – wyprowadzone do kokpitu – zakończone krótką dźwignią dwustronną z aluminiowej rurki. Połączenie poziomego wału przekładni z wałem śrubowym realizowane jest sprzęgłem podatnym – te wykonane jest z wysokociśnieniowego węża zbrojonego stalowym drutem o splocie diagonalnym. Końce węża zaciśnięte są na końcach wałów, szerokimi, stalowymi cybantami, które ściągnięte są śrubami.

Kolektor wydechowy [2] łączy z tłumikiem gumowa rura [14] o średnicy 50 mm – jest to pierwsza komora rozprężna tłumika. Pionowy element tłumiący [15] wykonany jest z aluminiowej rury o średnicy 70 mm, dolna puszka [16] – druga komora rozprężna – połączona jest z górną – trzecią komorą [17] – długą rurą o średnicy 30 mm; ciśnienie spalin wypycha wodę tą rurą do trzeciej komory i dalej, przez gumowy przewód o średnicy 30 mm, spaliny z wodą wydostają się za burę. Całkowita objętość układu wydechowego ma około 5-krotnie większą pojemność niż pojemność skokowa silnika. Objętość górnego zbiornika pozwala zebrać wodę, w przypadku zalania całej linii układu wydechowego, która znajduje się za tłumikiem.

Pierwsze próby – silnik działa, przekładnia działa, RAGTIME pływa do przodu i do tyłu… Są oczywiście kłopoty. Okazało się, że do oleju dostaje się woda z układu chłodzenia – niewiele, ale jednak… Trzeba też było dosztywnić fundament przekładni. Po sezonie rozebrałem silnik – przy prowadnicy zaworu wydechowego była wypalona dziura, którą ktoś już próbował pospawać – poznałem przyczynę atrakcyjnej ceny silnika. Nie dało się pospawać głowicy, trzeba było ją wymienić – 800 zł, a jak już rozgrzebałem Hondę, to przy okazji wymieniłem pierścienie tłokowe. Teraz silnik zaczął działać znakomicie; po drugim sezonie eksploatacji okazało się, że trzeba wymienić w przekładni łożyska i simmering na wale.

Wdały się oczywiście choroby wieku dziecięcego – jak to w prototypie. Po pierwsze połączenia kół z wałami – początkowo były kołkowane – teraz są na klinach. Po trzecim sezonie ujawniły się kolejne problemy – drgania jednocylindrowego silnika i zmęczenie materiału. Już w pierwszym roku urwała się jedna szpilka na spawie przy górnej płycie silnikowej, po pospawaniu tejże, jakiś czas później urwała się druga – w podobny sposób. Po wzmocnieniu tych węzłów – w tym roku – jedna ze szpilek pękła tuż poniżej wzmocnionego węzła. Na drgania nie mam mocnych – górna płyta zostanie posadowiona na trzech płaskich poduszkach zamocowanymi między szpilkami i górną płytą. Jeśli nie da się dostatecznie usztywnić to trzeba zrobić zrobić połączenie elastyczne.

Kolejną modernizacją było zastosowanie syfonu z odpowietrzeniem, który zapobiega zalaniu cylindra po wyłączeniu silnika. Wcześniej zamykałem po wyłączeniu silnika zawór odcinając dopływ wody do pompy wody. Teraz po włączeniu silnika część wody z pompy płynie przez trójnik do łożyska wału smarowanego wodą (tuż przy dławicy), a część przez syfon, w kształcie litery „U”, do układu chłodzenia; na szczycie miedzianej U-rurki znajduje się króciec o średnicy 3 mm, do którego podłączony jest giętki przewód wyprowadzony na zewnątrz; gdy silnik pracuje, pompa tłoczy wodę i część jej wypływa z tego przewodu, w chwili wyłączenia silnika, przez przewód zasysane jest do syfonu powietrze, co zrywa strumień.

Niezależnie od wspomnianych „dolegliwości”, irytuje mnie konieczność zejścia do kabiny by uruchomić silnik – linka nawijana na koło zamachowe, szarpanie się z silnikiem pod pokładem. Próbowałem sprzęgnąć paskiem zębatym 12-voltową prądnicę prądu stałego od Wartburga z wałem korbowym. 300-watowa prądnica pracująca jako silnik elektryczny okazałą się jednak za słaba po podłączeniu przekładni; przerobiłem samochodowy rozrusznik, z ułożyskowanym (na łożyskach kulkowych) wirnikiem; tu jednak z uwagi na miedziane szczotki komutator grzał się niemiłosiernie. Nie da się niestety adaptować rozrusznika o jakiegoś silnika przyczepnego, który by poruszał istniejącą zębatkę na kole zamachowym. Postanowiłem więc zastosować dynamostarter (prądnico-rozrusznik) od silnika Volvo-Penta MD1 – poszukiwania trwają…

 

fot. Stefan Ekner

 

Tags: silnik na jachcie, silnik przyczepny do łodzi, silnik stacjonarny na jachcie

Category: Spis treści, Technika, Cała naprzód