«Капля» на кордодроме

Большое количество всего было в «судьбе» гоночной автомодели! Кроме того на данный момент, в то время, когда все они строятся фактически по одной схеме, в беседах спортсменов возможно услышать термины «лодка», «капля», «стрела», означающие определенные направления в компоновке. Отыщем в памяти, что представляла собой «капля». Уже само наименование говорит о форме корпуса.

Аэродинамика постоянно утверждала, что каплеобразные тела имеют мельчайшее лобовое сопротивление, на преодоление которого тратится большая часть мощности двигателя. Преимущество «капли» и в том, что на ней удачно расположен центр тяжести автомобиля: он совсем рядом с ведущими колесами. А это указывает, что на неровности кордодрома модель для того чтобы типа будет реагировать значительно меньше.

Но эта схема не выдержала опробований практикой и временем. Дело в том, что мидель таковой модели получался непомерно громадным из-за отсутствия особых двигателей, и исходя из этого преимущества лучшей обтекаемости просто не могли проявиться. Да и весьма уж некомфортно монтировалась «начинка»: оставалось большое количество свободного места, чего на должно быть на современной модели.

на данный момент, в то время, когда многие спортсмены обучились делать двигатели, ни в чем ко уступающие лучшим серийным примерам, «капля» опять привлекла интерес. Дело в том, что возможно сделать мотор длиной не больше, чем ширина простого двигателя с лапками крепления. Значит, его нетрудно разместить так, дабы ось вала стала перпендикулярна продольной оси модели. В итоге снова «капля», но с совсем новыми особенностями.

Пристально сравнивая модели современной школы и предлагаемый вариант, нельзя не обратить внимание на следующее.

Двигатель возможно практически «положить», тогда площадь миделевого сечения значительно уменьшается приблизительно вдвое. Аэродинамические расчеты показывают (с учетом трансформации удлинения корпуса, носовой части и полной смачиваемой поверхности), что это снижает сопротивление в 1,89 раза. Большое количество ли это?

Да, в случае если учесть, что, по экспериментальным данным, на модели с ДВС рабочим количеством 10,0 см3, идущей со скоростью 300 км/ч, аэродинамическое сопротивление корпуса равняется приблизительно 0,5 кг. На его преодоление расходуется 0,55 л. с. двигателя! Разве вам не необходимы «лишние» 0,26 л. с.!

При новой компоновке на модель «просятся» цилиндрические шестерни.

Как утверждают справочники по машиностроению, КПД таковой передачи выше конической на 2,5 процентов (при однообразном качестве доводки). Возможно перейти к установке более эргономичного при новой схеме двухступенчатого цилиндрического редуктора без утрат мощности.

Сохраняется преимущество схемы «каплям — маленькое расстояние между центром тяжести модели и ведущей осью. А это условие устойчивого прохождения автострады.

Рис. 1. Сравнение размеров моделей ветхого и нового типа.

А — гоночная модель нового типа с горизонтально расположенным двигателем; Б— гоночная модель ветхого типа с вертикально расположенным двигателем.

Рис. 2. Гоночная модель с передними ведущими колесами и горизонтально расположенным двигателем, имеющая минимальное аэродинамическое сопротивление.

Угол между выхлопным патрубком и осью цилиндра получается оптимальным. Изучения громадных двигателей внутреннего сгорания продемонстрировали, что при открывании выхлопных окон кромкой движущегося вниз поршня отработавшие газы вытекают под углом, в среднем равным 30° относительно оси цилиндра.

На модельных моторах условия истечения такие же, исходя из этого новое положение патрубка ликвидирует необычное дросселирование выброса, вызываемое резким разворотом струи выхлопных газов в простом варианте. В один момент постоянно совершенствуются условия работы резонансной трубы в комплексе с двигателем. Отраженная от обратного конуса глушителя волна давления направляет газовый поток не к бустерному каналу, а практически на протяжении стены гильзы.

Создаются оптимальные условия обдува мотора. Головка охлаждается действенно и, что самое серьёзное, равномерно, чего нельзя сказать о классическом обдуве. Чего лишь не делали раньше, стремясь избежать коробления мотора, вызываемого неравномерным охлаждением двигателя с задним выбросом!

Пробовали использовать и вытянутые назад ребра, и замечательное оребрение на особых насадках на выхлопных патрубках, по-особенному растачивали картеры, пробовали закрыть переднюю часть рубахи цилиндра, обдувая только заднюю часть. Но… неравномерный нагрев все равно приводил к разному температурному расширению участков картера и приводил к изменению поршня и геометрии гильзы, искажение параллельности осей вала и поршневого пальца.

Вследствие этого возрастали механические утраты, и шатун начинал «сползать» с кривошипа. Новая же схема снабжает, не считая равномерного охлаждения головки, еще да и то, что участок картера в районе выхлопных окон выясняется не в «тени» рубахи, а в чистом потоке воздуха. Все это сокращает коробление. Любой опытный моделист подтвердит вам сокровище для того чтобы варианта обдува.

Очень принципиально важно, что в следствии коробления может показаться только очень малая дезаксиация (смещение оси цилиндра относительно оси коленчатого вала), которая не окажет влияние на работу двигателя.

Отправимся дальше в отечественных рассуждениях. В случае если решено сделать ведущую ось подрессоренной, то… попутно появляется возможность применять энергию, которая раньше гасилась в пружинах либо резиновых вкладышах подвески.

А вот и еще преимущества цилиндрического редуктора.

Отпадает необходимость установки кардана, являвшегося необходимым элементом передачи. Сейчас он уже не будет «съедать» собственные проценты мощности двигателя. Исчезает влияние гироскопического момента вращающегося маховика на распределение нагрузки между задними и передними осями колес модели. Остаются только кренящие моменты, с которыми легко бороться подбором точки крепления кордовой планки. Отсутствуют связи осей с корпусом.

Так как мото-установка вместе с ведущим мостом планирует раздельно, устраняется влияние деформаций корпуса при заезде.

Рис. 3. Схема появления «подкрутки» при наезде на препятствие:

1 — амортизатор, 2 — колесо, 3 — зубчатое колесо, 4 — ведущая шестерня.

А — неподвижное положение, Б — при подъеме колеса модели зубчатое колесо обкатывает ведущую шестерню, разворачиваясь на определенный угол.

Рис. 4. Гоночная модель с двигателем рабочим количеством 10 см3:

1 — резонансная выхлопная труба, 2 — хомут трубы, 3 — амортизатор в сборе, 4 — ведущее колесо, 5 — мотоустановка, 6 — канал подвода охлаждающего воздуха, 7 — топливный бак, 8 — автомат остановки двигателя, 9 — переднее колесо, 10 — вилка переднего моста, 11 — передний амортизатор, 12 — рама (поддон), 13 — ось передней вилки, 14 — обтекатель (кузов).

Картер изготовлен из термообработанной стали 30ХГСА.

Он имеет достаточно несложную форму, но маленькая толщина стенок пара изменяет разработку его обработки. В начерно расточенной заготовке фрезеруются каналы перепуска, и на том же станке доводится внешняя форма. После этого направляться термический процесс нормализации и лишь по окончании него — расточка цилиндрических внутренних поверхностей и посадочных торцов.

Подшипниковая стена из той же стали. В ней сделаны гнезда под подшипники № 1000900 (10X22) коленчатого вала.

Крепежные лапки обработаны на фрезерном станке. Стена крепится на картере винтами М4.

Распределительная стена также из стали 30ХГСА. Впускной канал высверлен, посредством шарошек ему придана требуемая форма.

Крепится подробность равно как и подшипниковая: четырьмя винтами М4. Возможно занизить внутренний торец стены на 0,5 мм, покинув нетронутым только поясок двухмиллиметровой ширины около впускного отверстия и по краю этого торца.

Коленчатый вал выполнен из стали 38ХМЮА, азотирован, термообработан и отшлифован в оправке.

Изюминками его являются зубчатым пояс, резьбовые гнезда в валу и пальце кривошипа, конусный вход в гнездо в пальце подвергнут предварительной накатке. Подготовка коленвала заканчивается напрессовкой уплотнительного пояска, в один момент играющего роль дополнительного маховика. Шестерня: Z = 30, модуль — 1.0.

Шатун в обеих головках имеет запрессованные медные втулки, сделанные с одной стороны (внешней при перемещении модели по кольцевой дорожке кордодрома) с буртиком.

Золотник представляет собой фигурную шлифованную пластинку из легированной стали толщиной 0,4—0,5 мм. К ней приварен фланец, конус которого прижимается винтом М3,5 к накатанной поверхности гнезда в пальце кривошипа. При сборке двигателя добейтесь того, дабы между торцом и золотником распределительной стены остался зазор, равный 0,08—0,1 мм.

Поршневой палец облегчен высверливанием, термообработан и отшлифован.

Материал — ШХ15.

Поршень предельно облегчен. Громадные углубления в юбке предназначены не только для уменьшения веса, ко и для действенного охлаждения потоком поступающей в картер свежей смеси.

Резьбовое кольцо, фиксирующее вставку с шатуном и пальцем, в один момент предохраняет палец от осевого перемещения. Большое облегчение поршневой группы разрешает сделать центробежные нагрузки продольно малыми, повысить рабочую частоту вращения мотора и сократить вибрации. Балансировка осуществляется запрессовкой в щеку кривошипа пробок из сплава типа ВНМ.

Материал поршня — Ал-26.

Гильза из бронзы ЛС-62. Рабочая поверхность (зеркало) хромирована и притерта. В металлическую рубаху вставляется вольно.

Головка для уменьшения напряжений в гильзе сделана навертывающейся на рубаху. Отличается от простых конструкций относительно замечательными радиальными ребрами охлаждения и вихреобразующими канавками на внутренней поверхности. Выполнена на материала АК4-1Т.

Рис.

5. Мотоустановка с ведущим колёсами и мостом:

1 — колесо с наваренной резиной и вклеенными бальзовыми бобышками, 2 — зубчатое колесо, 3 — шпонка, 4 — ось ведущих колес, 5 — щека, 6 — промежуточная шестерня, 7 — затяжной болт, 8 — шайба-винт, 9 — колончатый вал, 10 — подшипниковая стена, 11 — уплотнительное кольцо, 12 — рубаха цилиндра, 13 — цилиндр, 14 — головка двигателя, 15 — шатунно-поршневая несколько в сборе, 16 — жиклер, 17 — распределительный диск, 18 — штифт, 19 — распределительная стена, 20 — картер, 21 — затяжной болт, 22 — вилка, 23 — распорная втулка, 24 — опорная шайба, 25 — плечо амортизатора.

Рис. 6. Мотоустановка с двухопорным коленчатым валом двигателя и одноступенчатым редуктором (лепестковый клапан всасывания установлен на стенке бустерного канала).

Ведущий мост не отличается от простых. Вилка (30ХГСА) максимально облегчена и имеет медные втулки.

Подшипники ведущей оси — № 1000098 (8X19). Такой же и в промежуточной шестерне. Ее ось, в один момент служащая пальцем навески вилки, изготовлена из стали, при сборке запрессована в ушко картера. Имеет с обеих сторон гнезда под фиксирующие болты.

Шестерни — из стали 40Х. Твердость по окончании цементации и калки 45НRС. Промежуточная Z=40, а ведомая Z = 45. Ширина венца в любых ситуациях равна 4,3 мм.

Ведущие колеса облегченной конструкции, дюралюминиевые, с навулканизированной резиной. На ступицах крепятся винтами. Окна облегчения распилены и по окончании балансировки колес заклеены бальзовыми пробками, что существенно сокращает возмущения, вносимые в обтекающий поток.

ОПИСАНИЕ МОДЕЛИ

Рама (поддон) фрезеруется из бруска дюралюминия (Д16Т). Отличается довольно большой если сравнивать с размерами всего кузова высотой. Это разрешает сделать ее более твёрдой и прекрасно оформить крепление двигателя. При обработке рамы особенно пристально отнеситесь к посадочным местам мотоустановки: углубление под отверстие и подшипниковую стенку под шпильку распределительной стены.

Из материала поддона вытачивается и воздухозаборник для карбюратора. Щель между ними хорошо загерметизировать. Это обеспечит полное применение анергии набегающего потока для наддува двигателя. она не такая маленькая — скоростной напор при достижении моделью 300 км/ч равен 0,04 атм. Желаете представить себе, что это за давление?

Тогда попытайтесь зажать рукой выходное отверстие домашнего пылесоса — напор в том месте такой же.

Верхний обтекатель (кузов) выдолблен из липы и оклеен со всех сторон Стеклотканью толщиной 0,2 мм на эпоксидной смоле. Канал для подвода к головке мотора охлаждающего воздуха выполнен из трех слоев такой же стеклоткани на пенопластовой оправке и вклеен в кузов.

Передние колеса ножевидной формы делаются по простой разработке. Отличительная черта их — небольшой диаметр и большое расстояние между ними. Первое разрешает аэродинамически грамотно решить носовую часть модели (самая важную в отношении обтекания) и уменьшить вес неподрессоренных подробностей, не смотря на то, что и предъявляет повышенные требования к резине. Второе позволяет, как ни необычно, избавиться от лишнего сопротивления воздуха.

Дело в том, что близко расположенные колеса приводят во вращение целый кольцевой слой потока, находящийся между дисками. Итог такой же, как если бы мы поставили одно носовое колесо, но с шириной беговой дорожки, равной расстоянию между дисками.

Передний мост — простая вилка маятникового типа с расточенными гнездами под подшипники № 1000095 (5X13).

Пристально отнеситесь к подбору материала амортизатора. От эластичности и сечения резины, из которой он сделан, зависит работа всего моста на разных по качеству покрытиях кордодромов.

Бак количеством 80 см3 спаян из жести толщиной 0,4 мм. Он устанавливается на резиновых прокладках, быстро уменьшающих вспенивание горючего. Остановочное приспособление трудится по принципу защелки, пережимая резиновую питающую трубку.

Амортизатор ведущего моста простого пружинного тина.

Нужно предусмотреть возможность регулировки затяжки самой пружины — это понадобится вам при отладке «боеприпаса».

Обратите внимание еще на две характерные подробности. Первая — воздухозаборник расположен с внутренней стороны модели, а выхлопной канал резонансной трубы загнут во внешнюю.

Это сделано чтобы постараться избежать прохождения расстояния в спутной струе выхлопных газов. Так как отечественный «боеприпас» оказывается на одном и том же месте через считанные доли секунды! А попадание выхлопных газов в воздухозаборник никак нельзя счесть нужным. Второе — на модели нет маховика.

Расчеты продемонстрировали, что для обычной работы достаточно имеющихся вращающихся подробностей. Так что, в случае если вас тревожит небольшой вес этого микроавтомобиля, для повышения сцепления колес с дорожкой применяйте дополнительную загрузку.

Напоследок хотелось бы обратиться к тем, кто не опасается экспериментировать.

Мы желаем предложить схему с передними ведущими колесами. Применяв горизонтально расположенный двигатель с раздвоенной в районе этих колес (либо медлено огибающей их) резонансной выхлопной трубой, возможно быстро улучшить аэродинамику модели. Сжатые передние ведущие колеса закрыты спереди снизу клиновидным рассекателем воздуха, их большинство находится в кузова, а выступающий верх закапотирован прекрасно обтекаемым «фонарем» самолетного типа.

Это разрешает сделать площадь миделя еще меньше при успешной эллиптической форме сечения. Всецело закрытые колеса не будут перемешивать набегающий воздушное пространство кроме того собственными боками и создавать вихревой след, в котором прячется вся хвостовая часть модели, сводя на нет влияние ее формы на величину неспециализированного аэродинамического сопротивления. А ведь на создание для того чтобы вихревого «хвоста» затрачивается большая энергия!

В случае если же колеса закрыты и только малый часть их встречает набегающий поток собственными прямоугольными «лбами», имеет суть сделать зализанной и заднюю часть кузова. Кстати, такая схема модели владеет еще одним преимуществом: у нее нет склонности поднимать шнобель, отрывая колеса от дорожки кордодрома.

Определенный интерес представит и необыкновенная мотоустановка с применением самая перспективной конструкции коленвала — двухопорной.

Преимущество для того чтобы мотора — количество картера возможно снижен до минимума, что обеспечит самая рациональную форму перепускных каналов. В случае если же вы вычисляете, что в этом нет никакой необходимости, то сделайте дольше шатун: так уменьшатся если сравнивать с общепринятыми моторами боковые нагрузки на поршень. Всасывание отправится через лепестковый клапан, заканчивающийся в полости бустерного канала.

Помимо этого, при малом повышении колеи возможно перейти к одноступенчатому цилиндрическому редуктору, всецело применяв преимущество таких шестерен. Выигрыш при мощности мотора в 3 л. с. если сравнивать с коническими редукторами составит чуть ли не 0,1 л. с.! Действительно, тут не обойтись без маховика, поскольку число и масса вращающихся элементов мелки. Но выполнить его легко — нужно на щеку кривошипа напрессовать кольцо, выточенное из сплава типа ВНМ, имеющего значительный вес .

В. ТИХОМИРОВ, мастер спорта СССР

Случайные записи:

• Модель воздушного боя
• Что вы знаете об авиамоделях?

Детская Лига Картинга на картодроме Le Mans City (5 этап)

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Вездеход на кордодроме

  Данный универсальный автомобиль грузоподъемностью 2 т рекомендован для людей и перевозки грузов, и для буксировки прицепов неспециализированным весом 2 т…

• Резино-моторная формула

  В то время, когда среди школьников, освоивших только начальные азы автомоделизма, заходит разговор о классе несложных автомобилей с резиномотором, о нем…

• Амфибия на ледяном кордодроме

  Прототипом модели послужили аэросани-амфибия, созданные в 60-х годах группой молодых экспертов под управлением советского авиаконструктора А. Н….

• Новая схема — новые возможности

  …Сзади первые опробования «детской» электромодели, первые старты на соревнованиях. А что дальше? Само собой разумеется, нужно переходить на более…