Шхуна «Чава». Эволюция судовой машины. 2004—2018

1 – кингстон охлаждения, 2 – фильтр морской воды, 3 – водо-водяной холодильник, 4 – крышка первого контура охлаждения

Водо-водяной холодильник (ВВХ)

В качестве ВВХ использован подвернувшийся холодильник для масла от польского дизеля «Рекен». Морская вода внешнего контура проходит по медным трубкам-теплообменникам. Вместо масла вполне можно пустить тосол внутреннего контура. Чтобы понять, подходит ли холодильник, нужно снять его крышку, посчитать количество трубок-теплообменников, измерить их длину и внутренний диаметр. У «нашего» оказалось 58 трубок с Ф внутр. 6мм длина 275 мм, в результате поверхность теплообмена S = 3005 см2. Рекомендуемая поверхность теплообмена не менее 45—55 см2 на 1 л.с. мощности двигателя (Ю. Н. Мухин, Б. Е. Синильщиков. Автомобильный двигатель на катере), 3005/55=55л. с.

Холодильник оказался с хорошим запасом по теплообмену, который полезен при эксплуатации, и увеличивает надежность системы. Корпус ВВХ потребовал небольшой доработки. Рекомендованный диаметр трубопровода внутреннего контура не меньше d=3,5*корень из (мощность в л.с.) = 20мм. Поскольку штатные патрубки, предназначенные для масла, были меньшего диаметра, они были срезаны, диаметры отверстий увеличены, и приварены новые патрубки с внешним диаметром Ф28, таким же, как и у патрубков охлаждения двигателя.

Охлаждение выпускного коллектора

Выхлопной коллектор двигателя в штатном режиме (на комбайне) охлаждался потоком воздуха от вентилятора. Поскольку вентилятор в конвертированном варианте отсутствует, коллектор придется охлаждать принудительно.

Охлаждаемый морской водой выпускной коллектор (светлый). Ниже – выхлопной тракт с врезанной в него под острым углом трубой «мокрого» выхлопа.

Для этого достаточно напаять на него твердым припоем кусок медной трубки внутренним диаметром около 15 мм, и пустить через нее поток воды внешнего контура. Теплообмена по месту пайки достаточно, чтобы снизить температуру коллектора до 70—90 С. Охлаждение коллектора необходимо еще и по следующей причине – после коллектора проходит неохлаждаемый участок выпускного тракта, условия работы которого очень желательно смягчить.

1 – «водяной замок» (ватерлок), 2 – расширительный бачок первого контура охлаждения, 3 – воздушный фильтр впускного тракта. После охлаждения выпускного коллектора морская вода поднимается петлей шланга до подволока машинного отделения (столешницы мойки), чтобы исключить возможность заполнения двигателя водой через выпускной коллектор, затем под углом впрыскивается в выхлопной тракт, формируя «мокрый» выхлоп.

Выпускная система

Яхтенный двигатель, как правило, оборудуют «мокрой» системой выпуска. При этом в выпускной тракт впрыскивается вода внешнего контура, выполнившая свою задачу по охлаждению двигателя. Выхлопные газы, смешиваясь с водой, охлаждаются и уменьшают свой объем, за счет чего эффективно глушится шум выхлопа. Выхлопные газы, проходя по выпускному тракту, увлекают за собой воду охлаждения, и выбрасывают ее наружу. И хотя особенности внутренней компоновки парусной яхты часто заставляют располагать выпускную трубу с «неправильным», обратным уклоном, подобное исполнение выпуска, как оказалось, успешно справляется со своей задачей. Однако такое решение порождает новые проблемы, первая из которых – опасность повреждения двигателя морской водой. Дизель на яхте обычно расположен ниже ватерлинии, при его остановке и охлаждении, он будет втягивать воду, оставшуюся в выпускном тракте. При определенных условиях, за счет «сифонного» эффекта, цилиндры дизеля могут быть полностью заполнены морской водой через открытые выпускные клапана. Особенно неприятно, когда эти «определенные условия» складываются в море, вдали от цивилизации и подходящих инструментов для ремонта. Рассмотрим, как это может происходить, и способы борьбы с такой опасностью.

Вода может заполнить выхлопной тракт через изношенную или разрушенную крыльчатку помпы морской воды, пропускающую воду. Чтобы предотвратить это, один из участков внешнего контура охлаждения между помпой и выпускным трактом нужно поднять выше уровня ватерлинии. Конечно, нужно сделать запас – использовать уровень ватерлинии при максимальной загрузке лодки и добавить еще 20—30 см. Наиболее подходящий для формирования колена участок внешнего контура – непосредственно перед местом впрыска воды в выпускной тракт.

Опасность «сифонного» эффекта можно предотвратить, врезав в верхней точке колена клапан или тройник, соединяющий трубопровод с атмосферой, однако без него в реальных условиях можно обойтись – при типичных диаметрах трубопровода 15—20 мм и сопротивлении, создаваемом на входе фильтром, крыльчаткой, холодильником, «сифон» не образуется.

Второй путь, доступный для воды, ищущей дорогу к двигателю – со стороны выпускного тракта. В выпускной трубе после остановки двигателя всегда остается какое-то количество воды, которая собирается в ее нижней точке. Если труба длинная, воды будет довольно много. В условиях длительного движения с попутным штормом, вода будет попадать в выпускной тракт через выходное отверстие в транце, постепенно заполняя его. Опасность заливания двигателя со стороны выхлопа может быть снижена путем установки в нижней точке выпускного тракта ватерлока – буферной емкости для воды специальной формы, подъемом выпускной трубы на 40 – 50 см выше ватерлинии, и установкой на выходе лепестковых клапанов.