Неизбежное общее увеличение сложности и, следовательно – нежелательное повышение стоимости, компенсируем технологически – при изготовлении каждой отдельной детали.
В зависимости от подачи топлива и соответственно числа оборотов двигателя, скорость на первой передаче – не более трёх-четырёх километров в час, на второй – порядка восьми-двенадцати. Подвеска жёсткая, мосты неразрезные, рабочее место тракториста без всяких изысков – поэтому быстрее и не надо.
Для заднего же хода, я думаю приспособить способность двухтактных ДВС работать при любом направлении вращения маховика – так называемый «реверс». Для включения «заднего» хода, надо будет остановившись – плавно снижать обороты двигателя до тех пор, пока очередная вспышка топлива не произойдёт раньше, чем поршень подойдёт достаточно близко к «верхней мёртвой точки». После чего маховик остановится и начнёт вращение в обратную сторону.
В отличии от «Запорожцев» и прочих «карликов» с «гномиками», у этого трактора будет какая-никакая, но кабина. Ничего сложного – простая рама, на которую в случае непогоды можно натянуть брезентовый тент. Не позабыл я позаботиться о каком-никаком, но комфорте: не железное «седло» под седалище трактористу (как у «Фордзона» и «Запорожца») – для увеличения его простаты и более раннего образования геморроя, а более-менее продвинутое кресло – с пружинами, обтянутое брезентом и войлоком.
И про вал отбора мощности надо обязательной не забыть – для привода жаток, молотилок и прочей сельхозтехники и, не только оной.
А вот двигатель у нас всё же будет «запорожевского» типа – так называемом «нефтяным» или, иначе – «полудизелем»… У меня в компе совершенно случайно (роман собирался писать) оказалась скопированная статья[56] про такой – 22-ти сильный «1-ПД 18/20», с поперечным и продольным разрезами, схематичными рисунками отдельных важных деталей узлов – вот от него и будем плясать… Мне он ещё интересен тем, что на его основе был создан двухцилиндровый, сорока-сильный двигатель «НД-40»…
Резерв для последующих модернизаций имеется.
Эти двигатели, когда-то выпускались… Будут(!) выпускаться в СССР для нефтяной промышленности – под привод бурильных станков.
Конечно, один в один копировать не будем, да это и невозможно – у меня не чертежи, а всего лишь схематические рисунки. Из размеров имеется лишь диаметр цилиндра – 200 миллиметров и ход поршня – 240: вот от этого и буду исходить, проектируя.
Разумеется, это будет на первых порах одноцилиндровый двигатель, рабочим объёмом 10 литров и мощностью 22-е «лошадки» – вместо 16-ти у конкурента из Запорожья. Однако, привнесём некоторые изменения в конструкцию: расположение единственного цилиндра будет горизонтальным – в отличии вертикального на реальном «Запорожце».
Охлаждение выбираю воздушное, с сильным оребренением наружной стороны литого чугунного цилиндра. Для улучшения его эффективности применяю «изюминку»: принудительно-эжекционное устройство, в котором выхлопные газы – проходящие через специальное простейшее устройство – «эжектор», создают поток воздуха вдоль заключённого в жестяной кожух рабочего цилиндра двигателя. Дёшево и сердито, да к тому же – из-за отсутствия движуще-трущихся деталей, сверхнадёжно… Но, будет «несколько» шумновато – за все ништяки без исключения, надо платить!
Правильнее такой двигатель называется: «калоризаторный двигатель», «двигатель с калильной головкой» – ибо воспламенение происходит в его специальной калильной головке-«калоризаторе». Нефтяной двигатель вполне может быть четырёхтактным, но я на первое время выбираю двухтактную схему с картерной продувкой (поршень одной стороной принимает давление расширяющихся газов – образующихся при сгорании топлива, другой – сжимает воздух в кривошипной камере для продувки цилиндра от остаточных продуктов сгорания) для опять же – упрощения и удешевления конструкции.
Основной особенностью данного типа двигателей является калильная система зажигания: на «Запорожце» к примеру – докрасна нагревали специальный болт служащий чем-то вроде запальной свечи и, затем вворачивали его в головку цилиндра. Заведясь, двигатель нагревался до температуры воспламенения рабочей смеси 300–600 градусов по Цельсию и, далее работал от самовоспламенения.
На первых моделях этот запорожевский запальный «болт» оставим, затем в процессе модернизации перейдём к калоризаторной головке – нагреваемой перед запуском паяльной лампой. Ну, а там возможно придумаем ещё чего, к примеру – к нагреванию электрической спиралью, как в автономной печке ушастого «Запорожца»-автомобиля.
Принцип работы нефтяного двигателя такой: в момент запуска – в ходе такта впуска (в момент прохождения поршнем «нижней мёртвой точки»), через форсунку в раскалённую калильную головку подаётся топливо – где оно сразу же испаряется не воспламеняясь. Калильная головка в этот момент заполнена отработавшими газами и для вспышки не хватает кислорода.
Далее, поршень поднимается вверх – в «верхнюю мёртвую точку», сжимая богатый кислородом свежий воздух и, пары топлива наконец-то воспламеняются – происходит рабочий цикл двигателя и процесс начинается с начала.
Интересная особенность: «момент зажигания» воспламенения топлива зависит от температуры калильной головки, которая от нагревания в процессе работы может изменяться с непредсказуемыми последствиями.
Для нормальной работы двигателя необходимо поддерживать температуру калоризатора в пределах 360–600 градусов. При более низкой – топливо либо не воспламенится, либо произойдёт поздняя вспышка – что приведёт к снижению мощности двигателя или вообще к его остановке. При температуре калоризатора выше 600 градусов произойдёт преждевременная вспышка – что тоже ничего хорошего не обещает.
У большинства нефтяных двигателей регулирование температуре калоризатора производилось путём увлажнения продувочного воздуха водой, подаваемой из специального водокапельника… Например у «Запорожца» – на полтора пуда топлива, уходило пять вёдер воды.
Для сельхозтрактора эта особенность, в принципе не имеет значение… А вот для тягача такое совершенно неприемлемо. Ибо вода имеет одно нехорошее свойство – она замерзает при отрицательных температурах – что может иметь фатальные последствия где-нибудь «на дальних и ближних подступах».
Однако ничего страшного!
Двигатель «1-ПД 18/20» – с которого я «копиратю» тракторный, имеет одно важное преимущество перед другими своими «сородичами»: форма и размер запальника у него подобраны так – что температура в центре запальника обеспечивает нормальное воспламенение топлива, даже при холостом ходе двигателя и, регулирования момента воспламенения при работе двигателя не требуется.
Как уже можно понять, никаких топливных насосов – горючее в такой двигатель поступает самотёком из выше расположенного топливного бака. Степень сжатия у этого «недодизеля» просто смехотворная, поэтому впрыск будет производиться плунжерной форсункой самого примитивной конструкции.
Этот двигатель, вовсе не изобретение древних шумеров… Ой, извините – шустрых запорожских хлопчиков из херсонского Кичкасса. Такой двигатель запатентовал какой-то англичанин ещё в конце прошлого века и, он был довольно широко распространён в России под названием «болиндер», особенно на небольших самоходных судах. Именно с таким движком должен был быть «баркас» на котором – «обидевшись за державу», подорвался и пошёл ко дну со всем басмаческим хабаром таможенник Верещагин из «Белого Солнца пустыни».
Достоинства этого типа двигателя – уже упомянутые простота конструкции, надёжность и неприхотливость к обслуживанию и топливу. Он, кроме сырой нефти, может одинаково успешно работать практически на любом виде жидкого топлива: топочном мазуте, керосине, лигроине, дизтопливе, отработке моторного масла и даже…
На растительном масле!
«Зелёная экономика», мать её етти…
Среди недостатков нефтяного (калоризаторного) двигателя – низкий КПД, долгий запуск – связанный с необходимостью нагрева калильной головки, сильная вибрация, необходимость массивного маховика и, неустойчивая работа при малой нагрузке. Думаю, многие из них в процессе массового производства и непрерывных модернизаций, удастся если не ликвидировать вовсе – то значительно нивелировать.
Кроме двигателя, у «Запорожца»-трактора перенимаем его удручающую разум простоту: никаких к примеру роликово-шариковых подшипников – вместо них обычные смазываемые солидолом из тавотницы втулки, которые можно выточить в любой мастерской на самом раздолбанном токарном станке. Часто менять придётся? Да и фиг с ним: конструкцию трактора специально сделаем такой, чтоб его разбирать-собирать было как конструктор «Лего» – легко и просто.
У меня мощный компьютер и программа трёхмерного автоматического проектирования – за час я могу перебрать несколько вариантов и выбрать из них наилучший. Правда, сперва надо по-новой с ним освоиться и как говорится – «набить руку». Специально машиностроительным проектированием, я всерьёз на «Компас 3D» не занимался.
Ещё одна особенность, которую я хочу придать каждой детальке – технологичность изготовления. Большинство из них будут литыми из чугуна («ульяновского», я надеюсь!) в стальной кокиль, без значительной механической обработки на металлорежущих станках. Плюс электросварка и холодная штамповка и, думаю – наш трактор (название ему я так ещё и не придумал) выйдет по цене немногим дороже «Фордзона» и выпускаться будет – хотя бы по десятку-другому в день…