Самодельное ДУ поворотом подвесного мотора. Часть I.

На соседнем дружественном форуме (стр. 9, сообщение 220) рассказывается о моей гребной лодке «Ирис» с самодельным дистанционным управлением газом, переключением нейраль-ход-нейтраль, а также поворотом моторчика Ямаха-3. Успешная эксплуатация лодочки навела на мысль: — а не собрать ли подобное ДУ поворотом ПЛМ для мотолодок с моторами мощностью до 20…30 лошадиных сил?
Основные идеи следующие:
– уйти от покупных систем с натяжными тросами или тросами типа «тяни-толкай», рулевых машинок, «кочерёг», металлопластиковых штурвалов (баранок), с их завышенным весом, прогрессирующими зазорами/износами, да и солидной по нынешним временам ценой;
– использовать самодельные рулевые тяги с закрытыми (от пыли и влаги) шаровыми шарнирами «от автопрома», стандартные шарикоподшипники закрытого типа, материалы, которые можно купить на строительном рынке или в магазинах типа OBI либо Леруа Мерлен;
– получить прогрессивную характеристику рулевого управления – с большим передаточным числом в околонулевой зоне и с меньшим i, т.е. с ускорением, при повороте мотора ближе к «право-/лево на борт».
Схемка ДУ на «Ирисе» была такая:



На «более серьёзные» мотолодки думаю сделать дистанционное рулевое управление ПЛМ следующим образом:



Итак, баранка в стиле болидов автомобильной формулы F-1 вращается на шарикоподшипниках совместно с эксцентрическим шкивом, перемещающим посредством тросиков носовую поперечную рулевую тягу впрао/влево, т.е. поперёк корпуса лодки. На втором конце этой тяги шаровой шарнир, закреплённый своим пальцем с гайкой на переднем рычаге качалки. Тяга наклоняет двухрычажную качалку, установленную продольно в корпусе лодки также в шарикоподшипниках. Качалка вторым своим (кормовым) рычагом через кормовую рулевую тягу и поводок поворачивает мотор. Кормовая рулевая тяга практически повторяет конструкцию таковой, применяемой в рулевых трапециях автомобилей.
Для необходимого поворота мотора на ±35º от ДП достаточно назначить следующие размеры элементов ДУ:
– угол поворота баранки ±90º;
– диаметр штурвала по оси рукояток 280 мм;
– малый радиус шкива эксцентрического в секторе ±30º от ДП составляет 46 мм, по крайним точкам – 72 мм;
– ход рейки (носовой рулевой тяги) 185 мм;
– радиус (длина) поводка подвесного мотора 200 мм;
– ход кормовой рулевой тяги (хорда траектории переднего конца) 210 мм.

С учётом того, что тросики (см. верхние элементы схемы) натянуты, обеспечивают беззазорное перекатывание друг по другу рейки и шкива, а также передачу минимально приемлемых усилий, можно сказать, что получили механизм как бы по схеме «зубчатая рейка-шестерня» с прогрессивной характеристикой.
Конструкция штурвала наборная, клеёная из фанеры, с пустотками внутри, лёгенькая, 260 граммов:



Конструкция эксцентрикового шкива аналогичная, склеен он эпоксидной смолой из пяти слоёв фанеры:



В качестве рейки взята метровой длины труба квадратного сечения 15х15 мм с толщиной стенки 1,5 мм из сплава АД-31:



Длина свободного конца рейки определится по месту, при компоновочных работах в конкретной лодке. К нему, свободному концу рейки, будет затем прикреплён вкладыш с резьбой М10х1 для ввинчивания хвостовика шарового шарнира. Как и остальные шаровые шарниры, этот представляет собой половинку стойки стабилизатора поперечной устойчивости от легкового автомобиля. Любого, практически. И вот тут-то самое халявное место (!) в моей схеме: знакомый с автосервиса вынес небольшую охапку изношенных и выброшенных стоечек… Но! Как правило, из двух шарниров одной стоечки хотя бы один не имеет износа, туговат при шевелении за палец… А то и оба – набил под резиновый чехол консистентной смазки, распилил пополам, нарезал резьбу, и в дело! Сама кормовая рулевая тяга будет выглядеть примерно так:



Тело тяги – круг Ø12…14 мм из того же сплава АД-31.
Подшипниковый узел штурвала выполнен на шарикоподшипниках закрытого типа размерности Ø52х Ø40х7 мм, «миллионной» серии. Детали, ступица и корпус, изготовлены из капролона, круг Ø72 мм:



Россыпь мелких подшипников будет использована в подшипниковых узлах качалки, а наружная обойма от постороннего подшипника использована как дистанционная втулка между «миллионниками» в ступице, которая весит в сборе менее трёхсот граммов:



Здесь шкив надет на ступицу, вставленную на подшипниках в корпус:



Для фиксации тросиков от проскальзывания по шкиву будут изготовлены резьбовые прижимы.
Вообще-то тросик здесь применён один, с запрессовкой концов в отверстия шпилек М5, которые ввёрнуты в сухарь (капролон), за который выполняется натяжение одним винтом М5 этой равновесной тросовой системы – левый на фото конец рейки имеет капролоновый же ролик. Чем и выравнивается система.
После запрессовки тросика в наконечники последние были поочерёдно закреплены в тисках и испытаны на вырывание; моих сил не хватило, чтобы их сдёрнуть каждого поодиночке, а уж при работе в паре…
Поворот мотора будет ограничиваться стопорами, но не на самом моторе, а упорами на баранке штурвала. Для надёжности…
Наш коллега Шурик натолкнул меня на идею применить в качестве элемента, передающего вращение от носового рычага качалки к кормовому, трубой, но не круглой, а квадратного сечения. Где-то квадрата стороной 30…35 мм со стенкой 1,5…2,5 мм из того же АД-31 будет достаточно. А на рычаги пойдёт тавровый профиль 40х20х2,0…3,0 мм. Всё есть в Мерлене. Да и скрепление элементов качалки в единую сборку в этом случае возможно выполнить на винтах/гайках, без аргоно-дуговой сварки. Ну а уж выточить детальки подшипниковых узлов качалки – дело техники и времени. Сами узлы будут вклеиваться в корпус по месту.
Крепление и угловая фиксация эксцентрикового шкива на ступице будет выполнена заодно с баранкой штурвала болтами через дистанционную (-ные) втулку (втулки). Но, для правильного, красивого расположения крепежа на штурвале и обеспечения при этом горизонтальности этой формульной баранки в нейтральном положении, а рейки – в середине хода и мотора – в положении «прямо», всё это будет размечаться на… лодке, которую собираюсь строить на замену старине Бесёнку.
Догадайтесь с двух раз: откуда взялись обводы и параметры Бесёнка-2? sunglasses
Вот такие мы странные люди, конструкторы: фанера ещё только закупается, а ДУ уже делается.
Так что, за попкорном, и на вторую серию. Которая, вполне возможно, раньше случится у Шурика с моим ДУ, но на его Физкультурнике.

PS: кому нужны будут подробности, эскизики сброшу.

PPS: Поколебался, да и соединил ступицу, эксцентриковый шкив и баранку в единый узел — рулевую колонку, прикинув угол смещения горизонтальных осей штурвала и эксцентрика чисто по прорисовке:




Продолжение следует…

13 комментариев

avatar
До 30 сил, эх unamused
А у меня тут вот какая мысль пришла:
Можно, можно применять подобную схему и на больших, вплоть до моих 60 л.с. моторах, если чуть усилить верхнюю и заменить нижнюю часть схемы.
То есть, верхний узел со штурвалом и рейкой остаётся, можно подумать о замене тросиков цепью, но это сильно усложнит конструкцию, можно просто увеличить диаметр тросиков или их число.
А вот потом… потом присоединить стандартный штуртрос с кочергой.
Надо просто продумать узел соединения штуртроса и рейки. На «мотолодке» Володя Междуреченский, на своих подвесных водомётах активно применяет рулевую рейку (американского производства) с обычными штуртросами, вот бы этот узел соединения подглядеть wink
avatar
Да, вполне можно и упрочнить все элементы схемы под 60 лошадок. И цепь — это не сложно! На Бесёнке рулевая колонка имеет звёздочку от гоночного велосипеда, цепь оттуда же и тросики — дальше от концов цепи.
Ещё вариант — использование зубчатого ремня и шкивов от ГРМ.
И ещё вариант — цепь или ремень закрепить на рейке, но в этом случае непросто будет конструктивно выполнить систему с прогрессивной характеристикой и обеспечить прижатие «шестерни» к «рейке». Но можно, вижу — как.
Применение витого рулевого троса в кожухе — вариант, приемлемый с оговорками: повышенное трение, прогиб кожуха при каждой перекладке руля, повышенная стоимость, проблемки с оформлением переднего конца троса: как сделать сборку «с двумя задними телескопами».
В принципе, ставишь конструктору задачу и получаешь адекватные варианты (не один!), отпимизированные по комплексу параметров: стоимость, вес, беззазорность, прогрессивная (или постоянная) характеристика, защищённость от коррозии и абразивного износа.
Обсуждаем дальше.
Штурмуем мозгами. smile
avatar
«Применение витого рулевого троса в кожухе — вариант, приемлемый с оговорками: повышенное трение, прогиб кожуха при каждой перекладке руля, повышенная стоимость, проблемки с оформлением переднего конца троса: как сделать сборку «с двумя задними телескопами».»

Просто дело в том, что и у меня и у Влада и у Лёхи, да много у кого, рулевой трос уже есть, он штатно стоит вместе с «кочергой», поэтому никакие «два задних телескопа» не нужны, нужно только заменить «длинный» редуктор на «короткую и прогрессивную» рейку.
avatar
В этом-то и проблема! Передний конец витого троса для исключения складывания от сжимающих нагрузок нужно во что-то заключить, в какой-то телескоп.
Но, раз народ просит, надо будет ещё подумать…
avatar
Но враги то как-то делают, попробую Володе междуреченскому написать, мож скинет фото как это у америкосов сделано?
avatar
Давай, посмотрим.
avatar
Кстати, у Влада штатный трос с «кочергой» не позволяет поворачивать мотор полностью на оба борта — нужна ли такая «штатная» система?
avatar
Это конкретная засада. Конструкция кочерги такая, что трос должен заходить в мотор справа (если смотреть с кормы в нос). А это значит, что рулевая машинка должна быть установлена справа.
Но тогда мотор имеет бОльший угол поворота вправо.
Когда решил пересесть влево, трос прокинул слева (по ходу) и практически потерял правый поворот. И до кучи обзор контрольки охлаждения…
avatar
Влад, я о таком в первый раз слышу.
Штуртрос, правда, всегда с права запихивал, ну да, есть небольшая разница в угле поворота, но совсем небольшая, никаких неудобств в эксплуатации она мне не доставляет.
Может быть это особенность твоего Мерка?
avatar
Вов, у меня не было других моторов с ДУ.
avatar
Кстати, сотоварищам уже имеющим рулевые машинки, вот вариант переделки «чтоб было поострее» forum.motolodka.ru/read.php?f=1&i=1701693&t=1699099#reply_1701693
avatar
Володя, сначала про применение исходной схемы для моторов мощности до 60 л.с.

Вариант такой: перепиливаем пополам, по диаметру, ведущую звёздочку от старого велика Ø140...150 мм, складываем в два этажа, совместив проекции, с минимальным промежутком между ними, лишь бы надетые на них цепи не соприкасались. Один кусок велоцепи закрепляем болтом на правом конце рейки, а второй — на левом. Обе половинки закрепляем на валу штурвала со смещением от общей оси бывшей звёздочки, эксцентрично. Разворотом зубчатых секторов (половинок звёздочки) обеспечиваем желаемое натяжение и беззазорность в квазисоединении типа «шестерня/зубчатая рейка».
Сам понимаешь, что рейку придётся взять прямоугольного сечения, чтобы ПАРАЛЛЕЛЬНО уложенные на ней куски велоцепи поместились по ширине.
avatar
Тут ещё пришло на ум:
— А зачем Ø140 мм? Можно купить и ведомую звёздочку (да хоть и две) в веломагазине, к примеру, «грузовую» Ø70...100 мм, от спортивного/туристского велосипеда. Так и механизм будет компактней, и ход тяги от борта до борта уменьшится. Усилие цепь передаёт в сотни кгс без перенапряжений, а в рулевом механизме — считаные килограммы.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.