Микродвигатель компрессионный «ЦСТКАМ-2.5Д»

ЦСТКАМ-2.5 Д

Компрессионный микродвигатель с самовоспламенением ЦСТКАМ-2.5 Д предназначен для летающих моделей самолётов, самодвижущихся моделей глиссеров, автомобилей, аэросаней и т.п., а также как демонстрационно — наглядное пособие для учебных целей.

Форсирование компрессионного микродвигателя «ЦСТКАМ-2,5Д»

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1.  Диаметр поршня — 15 мм.
2. Ход поршня — 14 мм.
3. Рабочий объём — 2,47 куб. см.
4. Степень сжатия — 10- 16.
5. Частота вращения с воздушным винтом
   200 х 100 — 15000-16000 об/мин.
6. Максим. мощность при 16000 об/мин. — 0.34 л.с.
7. Масса без винта — 140 г.
8. Отношение S/D — 0,933.
9. Мощность 0,25 кВт.
10. Моторесурс — 6 час.

Микродвигатель внутреннего сгорания ЦСТКАМ 2,5 Д, разработанный в Центральном спортивно-техническом клубе авиационного моделизма ДОСААФ СССР в 1975 году, предназначен для использования на моделях самолетов, кораблей и автомобилей в качестве силовой установки. Он может быть использован в кружковой работе в качестве учебного пособия при изучении работы двигателя внутреннего сгорания.

С появлением этого микродвигателя была решена стоявшая в то время очень остро задача создания простого, надежного и дешевого микродвигателя внутреннего сгорания массового потребления.

Микродвигатель ЦСТКАМ 2,5 Д является одноцилиндровым двухтактным двигателем внутреннего сгорания с воздушным охлаждением компрессионного типа и рабочим объемом 2,5 см3. B нем применена газодинамическая схема типа Шнюрле с тремя продувочными каналами. Моноблочный картер микродвигателя изготовлен из алюминиевого сплава марки AK-7 литьем под давлением с последующей термической и механической обработкой. Для уменьшения массы микродвигателя и улучшения технологичности всей конструкции коленчатый вал микродвигателя вращается в подшипнике скольжения, образованном отверстием в носке картера, нагартованном с целью повышения износостойкости узла.

Зазор между валом и поверхностью подшипника выбран с таким расчетом, чтобы обеспечить достаточную смазку подшипника скольжения и сохранить герметичность полости картера. Исследования носка картера и коленчатого вала микродвигателя после ресурсных испытаний показали, что даже после 3-4 ч работы искажения формы и размеров указанных поверхностей остаются незначительными.

Коленчатый вал микродвигателя выполнен из цементируемой конструкционной стали марки 12ХН3А или 18ХНВА с последующей термообработкой, что позволило получить на трущихся поверхностях высокую твердость HRC 58-62. Носок коленчатого вала для съема мощности выполнен диаметром 6 мм c резьбой М6х0,75 для закрепления воздушного винта, маховика и т. д. Конструкция опорной шайбы такова, что позволяет осуществлять стартерный запуск микродвигателя. Коленчатый вал частично сбалансирован. В рабочем процессе микродвигателя коленчатый вал выполняет также роль золотникового устройства, осуществляющего впуск топливовоздушной смеси в полость картера.

Карбюратор типа КОКС позволяет осуществлять точную регулировку режима работы микродвигателя. Истечение топлива в критическое сечение всасывающего патрубка осуществляется из кольцевой камеры через четыре отверстия малого диаметра (0,6 мм), расположенных равномерно в плоскости критического сечения всасывающего патрубка. Дозирование топлива осуществляется с помощью жиклера обычной конструкции и снабженного для удобства эксплуатации цанговым зажимом иглы. Для герметизации всасывающего патрубка предназначено резиновое уплотнительное кольцо.

Рис. 2 Варианты продувочных каналов.
а, б — первоначальный вариант, в — серийный вариант

Стремление упростить конструкцию и улучшить ее технологичность привело к разработке реализованной в этом микродвигателе конструктивной схемы продувочных каналов (рис. 2), которые образованы здесь внутренней поверхностью картера и поверхностью поршня. Боковые поверхности продувочных каналов ограничены специальными сквозными окнами, профрезерованными в стенках гильзы цилиндра. Формирование потока топливовоздушной смеси осуществляется за счет профилирования окон. Для обеспечения достаточного проходного сечения продувочных каналов толщина стенки гильзы цилиндра несколько увеличена. Подобное конструктивное решение каналов не только обеспечило дополнительное охлаждение поршня (что облегчило его тепловой режим и снизило тепловые деформации), но и позволило значительно упростить картер микродвигателя. Отпала необходимость создания продувочных каналов во внутренней полости картера путем механической обработки или формирования их с помощью металлических разборных стержней при отливке заготовки картера. Такое решение существенно снизило трудозатраты при изготовлении одной из наиболее сложных деталей микродвигателя.

Первоначальные варианты конструктивных решений каналов показаны на рис. 2, а и б. Однако по требованию заводских технологов конструкция этого узла была предельно упрощена с некоторым ущербом для работы микродвигателя (рис. 2, в). Гильза цилиндра изготовлена из стали марки 40Х и в результате термообработки доведена до твердости HRC 40-50. Внутренняя поверхность гильзы цилиндра отшлифована и притерта. Поршень микродвигателя изготовлен из чугуна марки СЧ 21-40. Материалы рабочей пары цилиндр-поршень, а также геометрия притирки подобраны так, чтобы обеспечить хороший запуск микродвигателя в холодном и горячем состояниях.

Рис. 3 Диаграмма газораспределения

B процессе отработки опытных образцов микродвигателей была определена оптимальная конусность рабочей части гильзы цилиндра. Она составляет для выбранных материалов 1:1000 -1700. Нижняя часть гильзы цилиндра отшлифована на большую конусность, которая составляет приблизительно 1:200.

Для компенсации температурной деформации дна поршня и искажения формы верхняя часть поршня обработана на конус. Конусность составляет 1:80-1:100 на длине 3 мм.

Поршневой палец облегченного типа со сквозным сверлением из высокоуглеродистой стали закален и отпущен до твердости HRC 56-60. В поршне палец зафиксирован стопорными кольцами.

Шатун выточен из дюралюминия марки Д16Т. Головки шатуна не имеют втулок.

Конструкция узла контрпоршня обычная. Форма камеры сгорания обеспечивает эффективное воспламенение и сгорание топливовоздушной смеси и некритичность двигателя при регулировке степени сжатия. Контрпоршень установлен в верхней части гильзы цилиндра с натягом 3-6 мкм.

Диаграмма газораспределения приведена на рис. 3. Всасывание топливовоздушной смеси начинается на 35° после прохождения НМТ и заканчивается через 20° после ВМТ Продолжительность фазы всасывания составляет 165°. Фаза выпуска составляет 142°, продувки-126° (симметрично относительно НМТ).

Форсирование компрессионного микродвигателя «ЦСТКАМ-2,5Д»

Внешний вид, габаритные и установочные размеры микродвигателя ЦСТКАМ 2,5 Д приведены на рис. 4

Основные технические характеристики микродвигателя таковы: рабочий объем 2,47 см3, диаметр поршня 15 мм, ход поршня 14 мм, отношение S/D равно 0,933, максимальная мощность 0,25 KBT, частота вращения при максимальной мощности 15 500 мин-1, масса 0,14 кг.

Рис. 4 Габаритные и установочные размеры микродвигателя

Видео smopasmopa

В.Е. МЕРЗЛИКИН. 1991г.