Выбор винта для лодочного мотора


Правильно подобранный гребной винт обеспечивает не только быстрое достижение лодкой своей максимальной скорости, но и гарантирует длительный срок эксплуатации лодочного мотора. А учитывая особенности работы винта при разной нагрузке самой лодки и разных оборотах двигателя, наиболее оптимальным решением будет несколько запасных винтов, с разными характеристиками.

Винт на лодочный мотор Ямаха

Как работают гребные винты

Первое изобретение, похожее на современный гребной винт, приписывается ещё Архимеду, и использовалось для подъема воды, а не для движения плавательных средств. Гребной винт – это устройство, принцип работы которого базируется на преобразовании вращения гребного вала в движение плавательного средства.

В результате такой разницы давления возникает подъемная сила, которую в свою очередь можно разложить на две составляющие:


  • Упор гребного винта – сила, направленная в ту же сторону, что и направление движения плавательного средства, зависит от угла атаки профиля лопасти. Если угол отличается от рационального для данной лодки, то в случае малого угла мощность двигателя будет использоваться не полностью, в ситуации же с большим, чем нужно углом, мощность мотора будет идти на преодоление крутящего момента.
  • Крутящий момент – сила, которая направлена по перпендикуляру к условной линии движения судна.Если говорить упрощённо, то такая конструкция винта обеспечивает движение плавательного средства путём засасывания порции воды передней частью винта, и последующим выбрасыванием с большей скоростью задней.

Гребные винты классифицируют по следующим параметрам:

  • шаг – дистанция, проходимая винтом за один полный оборот вокруг собственной оси;
  • диаметр винта;
  • количество лопастей – чаще всего встречаются с 3, но могут также быть с 2, или с 7 и больше;
  • дисковое отношение – отношение площади поверхностей лопастей винта к площади поверхности круга такого же диаметра;
  • материал изготовления – сталь, чаще нержавеющая, реже углеродистая, сплав на основе алюминия или титана, пластик;
  • диаметр ступицы;
  • конструкция ступицы – с выведением выхлопной системы под антикавитационную плиту, или через ступицу.

Шаг винта лодочного мотора Ямаха

Неправильно подобранный шаг гребного винта, при условии достаточно длительной эксплуатации, может стать причиной многих проблем с мотором.

Если двигатель не в состоянии с полностью открытой дроссельной заслонкой выйти на свои оптимальные обороты, или же наоборот, работает на оборотах, превышающих допустимые, то последствия будут сходными – возрастёт нагрузка на клапаны, ускорится износ деталей, быстрее будет возникать перегрев, и вскоре выйдет из строя даже такой надёжный двигатель как Ямаха.

Алгоритм подбора шага винта будет выглядеть следующим образом:

  • Узнать из идущей в комплекте с мотором документации максимально допустимое количество оборотов на «полном газу», чаще всего это до 6000 оборотов в минуту.
  • Разогнать лодку до максимальных оборотов при полностью открытой заслонке дросселя.
  • Если количество оборотов на тахометре меньше указанных в инструкции к мотору, то шаг винта нужно уменьшить.
  • Если оборотов больше, чем нужно, то шаг винта, соответственно, следует увеличить.

При подборе шага винта удобно пользоваться закономерностью – изменение шага на 1 дюйм приводит к изменению количества оборотов примерно на 200.

Если плавательное средство многоцелевое, то следует помнить, что лучшим выбором будет подбор нескольких винтов, наиболее подходящих для каждого варианта использования и степени загруженности лодки.


Как выбрать винт

На выбор гребного винта для установки на лодочный мотор должен влиять не только его шаг. Важен также диаметр, дисковое отношение, материал изготовления, а также компания-производитель.

Инструкция

  • лучшим выбором будет отдать предпочтение известному производителю, такому как, к примеру, Solas или Michigan;
  • для небольших лодок вполне подойдут гребные винты из пластика или алюминия;
  • нержавеющая сталь подойдёт для относительно более крупных плавательных средств с мощными моторами.

Характеристики

Винт на лодочный мотор
Гребной винт со средними характеристиками поставляется вместе с подвесным мотором

Основными характеристиками гребных винтов считаются шаг винта, его диаметр, дисковое отношение и проскальзывание.


Все параметры взаимосвязаны и оптимальное значение каждого из них определяется заводом производителем еще на стадии проектирования. К примеру, моторы мощностью 20-30 л.с. обычно идут в комплекте с винтом 9,9*12, где 9,9 – диаметр, а 12 – шаг винта.

Также такие характеристики как толщина профиля лопастей и площадь их поверхности влияют на обороты, при которых возникает такой нежелательный эффект, как кавитация. Кавитация – это по своей сути закипание пузырьков воздуха вследствие образования участка с очень низким давлением.

Маленькие пузырьки сливаются в большие, и при достижении определённых размеров могут повреждать сам винт.

О наступлении кавитации свидетельствуют следующие явления:

  • движение плавательного средства рывками, скачкообразно;
  • вибрация корпуса, которая передается от гребного винта;
  • появление стороннего шума в работе винта;
  • при увеличении количества оборотов в минуту на тахометре не происходит увеличения скорости движения лодки.

Скоростные винты

Для увеличения скорости лодки можно:

  • Заменить пластиковый или алюминиевый винт на изготовленный из нержавеющей стали с хорошей полировкой. Правда стоит помнить о том, что при попадании на топляк лодки со стальными винтами рискуют получить повреждение редуктора, а в случае с пластиком повреждается только винт.
  • Для достижения плавательным средством максимальной скорости можно порекомендовать поискать специальный скоростной винт с максимально высоким коэффициентом полезного действия на высоких скоростях. При установке таких винтов может наблюдаться увеличение количества оборотов, что нужно скорректировать или шагом винта, или заменить 3 лопастной на 4 лопастной винт.

  • Если установлен стандартный винт, то может иметь смысл установить винт с большим шагом и меньшим диаметром – это обеспечит двигателю возможность выйти на более высокие обороты, что положительно скажется на скорости. В таком случае следует особенно внимательно следить за показателями тахометра на «полном газу», чтобы количество оборотов в минуту не превышало максимально допустимых для конкретной модели значений.

Замена

Благодаря тому, что замена гребного винта операция быстрая и несложная (понадобится только гаечный ключ и минута-другая времени), есть смысл иметь на лодке целый набор разных винтов – для высокой максимальной скорости, для быстрого выхода на глиссирующий режим, для максимально нагруженного плавательного средства. Только такой подход обеспечит максимально длительный период эксплуатации подвесного мотора.

myownship.ru

Гребные винты различаются между собой по большому количеству параметров и характеристик.

*

Внешний диаметр винта — это диаметр окружности, описываемой внешними кромками лопастей. Как правило, для небольших лодок используют винт с большим внешним диаметром, а для скоростных судов — с меньшим; диаметр тем больше, чем меньше обороты двигателя (меньше скорость двигателя и/или больше редуктор). При увеличении поверхности лопастей диаметр будет увеличиваться.

Шаг винта — это расстояние, пройденное винтом в осевом направлении за один оборот. Если гребной винт имеет характеристику 13 3/4 х 21, то это значит, что его диаметр 13 3/4 (35 см) и шаг — 21 (53 см). Таким образом, теоретически этот винт проходит расстояние 21 "(53 см) за один оборот. Изменение шага гребного вина в некоторой степени эквивалентно изменению передаточного отношения. Если Вы хотите, чтобы двигатель имел заданное число оборотов, то имейте ввиду, чем быстрее движется судно, тем больший шаг винта необходим.

Увод лопасти винта — это угол между задней кромкой лопасти винта и перпендикуляром к оси ступицы. Как правило, стандартные винты для подвесных и стационарных двигателей имеют увод лопасти равный 150. Более эффективные гребные винты имеют переменный увод лопасти, доходящий до 3000 у периферии лопастей. Больший увод лопасти гребного винта обеспечивает лучшую работу в ситуации, когда лопасть винта встречает сопротивление поверхности воды.


более легких и быстрых лодках больший увод лопасти позволит поддерживать оптимальное положение лодки, и как результат увеличить максимальную скорость и снизить гидравлическое сопротивление. Однако для некоторых легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти.

Количество лопастей винта. Гребной винт с одной лопастью будет наиболее эффективен в том случае, если вибрация не особо Вам досаждает. Если же Вы хотите достичь баланса между эффективностью и вибрацией, Вам следует выбрать двухлопастной винт. Чем больше лопастей, тем меньше эффективность винта, но в то же время плавнее работа. Большинство винтов идут с тремя лопастями для достижения оптимального уровня вибрации, размеров, эффективности и стоимости. Разница в эффективности между двух- и трехлопастными винтами практически не заметна, а вот разница в уровне вибрации ощутимая. Практически все скоростные винты трех- или четырех лопастные.

Материал изготовления гребного винта. Алюминиевые винты наиболее часто применяются на подвесных моторах и колонках. Алюминиевые винты формируются в литейной форме целиком (вместе с лопастями и внутренней ступицей).
Средние и большие подвесные лодочные моторы, а также колонки в качестве опции комплектуются гребными винтами из нержавеющей стали.


ебные винты из нержавеющей стали выпускаются литьем по выплавляемым моделям. Эти гребные винты обладают высокой прочностью (приблизительно в пять раз превышающей прочность алюминиевых винтов) и лучшей, чем у алюминиевых винтов износостойкостью. Высокая прочность стали позволяет снизить толщину лопастей стальных винтов что повышает КПД винтов. Эти винты реже повреждаются при столкновении с подводными объектами, чем алюминиевые тех же размеров. Винты из нержавеющей стали окрашиваются или шлифуются.
Гребной винт из пластмассы поставляется в качестве опции только с подвесными моторами мощностью 2 л.с. Электрические подвесные моторы имеют пластмассовые гребные винты в основной комплектации. Пластмассовый гребной винт одинакового с алюминиевым типа и размера весит в два раза меньше. Пластмасса не подвержена коррозии. Ввиду более низкой по сравнению с алюминием прочностью и жесткостью пластмасс лопасти изготавливаемых из них винтов аналогичных размеров имеют большую толщину.

Выбор оптимального шага винта.

Несколько элементарных формул позволят на практике выяснить — какой винт наиболее оптимален.
Узнайте из инструкции к мотору, какое максимальное количество оборотов может он развить при полностью открытой заслонке дросселя ("полный газ"). Скорость вращения вала лодочного измеряют с помощью . Как правило, она не должна превышать 5500 об./мин.
Разгоните свое судно и лодочный мотор с выбранным винтом до максимальных оборотов на "полном газу". Положение лодочного мотора должно быть обычным и рекомендованным для конкретных условий.
Если скорость вращения вала Вашего лодочного мотора, при полностью открытой заслонке, меньше максимальных рекомендованных оборотов, то обратитесь к показаниям тахометра, и запишите их как верхний максимальный диапазон скоростей работы данного типа винта.


Пример:
Паспортные обороты двигателя = 5000-5600 об./мин.
Максимальные обороты двигателя = 5600 об./мин.
Показания тахометра = 4800 об./мин.
Разность = 800 об./мин.

Разность шага винта в 1 дюйм (2,54 см) соответствует примерно 200 об./мин. С учетом этого, разделим найденную в нашем примере разность между фактическими показаниями тахометра и максимальными паспортными оборотами двигателя на 200. Получим 4. На этом основании попробуйте использовать винт с шагом на 4 дюйма меньше, чем у данного винта. Теперь все должно быть в порядке.

В действительности, обойтись одним каким-либо винтом нельзя. Если Вы собираетесь использовать свое судно как многоцелевое — для прогулок, рыбной ловли или для буксировки воднолыжников, например, то Вам потребуется, безусловно, больше, чем один винт.
Настоятельно рекомендуется всегда иметь с собой на борту запасной винт с полным комплектом крепежа.

Как работают гребные винты? Лопасти винта толкают воду в одном направлении, а лодка движется в противоположном направлении («каждому действию имеется равно и противоположно направленное противодействие»).


На что влияет форма лопасти?
Лопасти могут иметь самую разнообразную форму. Наиболее распространены лопасти типа «круглое ухо» и эллиптические. Такие гребные винты обеспечивают оптимальное соотношение тяги и скорости. Лопасти других винтов сужаются к кончикам. Это уменьшает трение, и обычно такие лопасти ставят на винты скоростных судов.

Если лопасть отходит прямо от втулки или даже перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Лопасти с нулевым гребком обеспечивают оптимальный подъем носа лодки, который никак не хочет подниматься при глиссировании. Если лопасть наклонена к хвостовой кромке винта, то это и есть гребок. Если лопасть наклонена в обратную сторону, то говорят, что винт имеет сильный гребок. Такой гребок измеряют в градусах, и, как правило, чем больше гребок, тем больше подъем носа лодки.

Серповидные или полусерповидные винты можно узнать по прямой выходной кромке лопастей. Такая форма предотвращает засасывание воды, и кончики лопастей не захватывают воздух с поверхности, не допуская вентиляции. Пониженное сопротивление движению приповерхностных винтов позволяет при той же установленной мощности достигать более высокой скорости вращения. Винты, лопасти которых закручены в направлении вращения, называются косыми. Такая форма идеально подходит для движения в заросших водоемах, поскольку такие лопасти не склонны накручивать водоросли.

fishboatlive.ru

Вспоминая первый год моих занятий гонками на катерах, я просто поражаюсь своей наивности. Хотя перед тем я провел много времени, изучая всякие мелочи в конструкции лодки, я попросту упустил из виду три важнейших момента, которые влияют на характеристики любой лодки — минимум веса, максимум возможной мощности и наиболее подходящий винт.

Хотя с той поры конструкции лодок и моторов невероятно улучшились, но важность этих трех элементов абсолютно не изменилась.

Владельцы семейных лодок, скорее всего, не будут перестраивать вновь купленную лодку для ее облегчения и покупать дорогой лодочный мотор, чтобы добавить скорости. Однако каждый из них вполне может заменить гребной винт — на более подходящий.

Давайте посмотрим, как же правильно выбрать и применять гребной винт для улучшения характеристик современной прогулочной лодки.

Терминалогия

Чтобы выбрать подходящий гребной винт, сначала нужно познакомиться с терминами. На самом деле в терминологии ничего сложного нет, да и как же будет здорово козырнуть в компании приятелей словечком «отношение диаметра к площади»!

Размеры гребного винта определяют двумя цифрами. Первая — диаметр. Если у винта две или четыре лопасти, то достаточно просто измерить расстояние между кончиками противостоящих лопастей.

Если у винта три или пять лопастей, то следует замерить расстояние от центра втулки до кончика любой лопасти и умножить это число на два.

Вторая цифра — шаг, т.е. теоретическое расстояние (в принятых единицах — см или дюймах), на которое винт продвинется за один полный оборот.

Итак, если имеется винт диаметром 35 см и шагом 53 см, то конфигурацию винта записывают как «35×53». Центральную часть гребного винта называют «втулка». Втулка служит для центровки винта на приводном валу.

У винтов, через которые двигатель выбрасывает выхлопные газы, как это принято в большинстве современных подвесных моторов и кормовых приводов, вокруг втулки имеется обойма, к которой и крепятся лопасти.

Как работают гребные винты?

Лопасти винта толкают воду в одном направлении, а лодка движется в противоположном направлении («каждому действию имеется равно и противоположно направленное противодействие»).

Вращаясь и толкая воду назад, лопасти гребного винта также создают разрежение на передней поверхности каждой лопасти. Это разрежение столь сильно, что на это поверхности начинают взрываться пузырьки воздуха, которые обдирают краску с винта.

Это происходит при вовлечении воздуха в процесс в форме кавитации или вентиляции. Не все понимают разницу между кавитацией и вентиляцией.

Вентиляция возникает, когда пузырьки воздуха от дна или транца лодки начинают поступать к винту и окружают его. То же случится, когда винт захватывает кончиками лопастей воздух с поверхности.

Кавитация возникает, когда гребной винт крутится сам по себе (наподобие пробуксовывания колес машины в грязи) и создает воздушные пузырьки на передней поверхности лопастей.

Безошибочный признак вентиляции и кавитации — резкое возрастание скорости вращения гребного винта. Для устранения этого явления следует уменьшить обороты двигателя, пока винт не войдет в соприкосновение с водой.

На что влияет форма лопасти винта?

Лопасти могут иметь самую разнообразную форму. Наиболее распространены лопасти типа «круглое ухо» и эллиптические. Такие гребные винты обеспечивают оптимальное соотношение тяги и скорости.

Лопасти других винтов сужаются к кончикам. Это уменьшает трение и, обычно такие лопасти ставят на винты скоростных судов.

Есть и такие винты, у которых имеется наклеп на хвостовой кромке лопастей. Эти узкие полоски наклепа помогают отсечь воду от лопасти, что улучшает тягу и повышает сцепление с водой для уменьшения проскальзывания (количество неэффективного вращения винта, измеряемое в процентах).

К примеру, гребной винт с шагом 63 см сделав четыре полных оборота, теоретически должен будет продвинуть лодку на 256 см. На практике же, он сможет продвинуть лодку всего на 228 см. Проскальзывание в таком случае составит 10%.

Если лопасть отходит прямо от втулки, или даже если перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Лопасти с нулевым гребком обеспечивают оптимальный подъем носа лодки, который никак не хочет подниматься при глиссировании.

Если лопасть наклонена к хвостовой кромке винта, то это и есть гребок. Если лопасть наклонена в обратную сторону, то говорят, что винт имеет сильный гребок.

Такой гребок измеряют в градусах и, как правило, чем больше гребок, тем больше подъем нос лодки.

Серповидные или полусерповидные винты можно узнать по прямой выходной кромке лопастей. Такая форма предотвращает засасывание воды, и кончики лопастей не захватывают воздух с поверхности, не допуская вентиляции.

Пониженное сопротивление движению приповерхностных винтов позволяет при той же установленной мощности достигать более высокой скорости вращения.

Винты, лопасти которых закручены в направлении вращения, называются косыми. Такая форма идеально подходит для движения в заросших водоемах, поскольку такие лопасти не склонны накручивать водоросли.

Латунные, алюминиевые или стальные гребные винты

Первоначально гребные винты делали из латуни, но и сегодня их используют в сотнях разных размеров для применения самых различных судах со стационарными моторами.

За последние несколько лет приобрели популярность винты из латуни с упрочняющей добавкой никеля. Такой материал называют Нибрал. Следует иметь в виду, что гребные винты для стационарных моторов весьма специфичны, и в разгар сезона их подобрать весьма непросто.

Для подвесных моторов и кормовых приводов производители обычно используют алюминиевые винты, поскольку они дешевле, быстрее (латунных) и легче. Последние достижения в технологии, усовершенствование конструкции и производства винтов из алюминия дали такие превосходные результаты, что их характеристики ни в чем не уступают их цене. Именно поэтому на большинстве небольших лодок установлены такие винты из алюминия.

Винты из полированной нержавеющей стали — лучший выбор, когда, прежде всего, нужны прочность и эффективность. Поскольку стальные винты в семь раз прочнее алюминиевых, то изготовители могут делать винты значительно тоньше без ущерба для их прочности и жесткости.

К несчастью, если Ваша лодка несет мощный гоночный винт с несъемной втулкой, то винт из стали может выдержать удар о подводное препятствие, но этот же удар может разнести редуктор.

В этом причина широкого внедрения пластиковых втулок, которые при ударе или заклинивании винта прокрутятся или срежутся, как это происходит с алюминиевыми втулками.

Распространены два типа стальных винтов: полированные и шлифованные (менее полированные). Несмотря на распространенное мнение, полировка винта не имеет отношения к его характеристикам. В количественном отношении стальные винты примерно вдвое превосходят винты алюминиевые.

Наиболее современные винты делают из композитных материалов. Благодаря достижениям химии, нейлоновые и углеродные волокна широко применяются в судостроении.

Кроме повышенной, относительно алюминия, прочности, — винты из композитных материалов не подвержены коррозии, а потому поставляются с пожизненной гарантией на втулку или даже со сменными лопастями. По цене они очень близки к алюминиевым винтам.

Сколько нужно лопастей на гребном винте?

Мне часто задают вопрос «Для чего нужен винт с тремя, четырьмя лопастями?» Хотя четкого правила нет, но аналогия поможет упростить и понять.

По мере увеличения размера лопасти или увеличением количества лопастей, увеличивается так называемое отношение диаметра к площади. Хотя увеличение площади лопастей увеличивает площадь действия сил, толкающих судно, но увеличивается и трение.

Вообразите широкие колеса автомобиля, и сравнение будет полным. Чтобы уменьшить трение, создаваемое лопастями, лопастей должно быть меньше (но не меньше двух, разумеется).

В последние годы существенно возросла мощность лодочных моторов, а конструкторы корпусов современных лодок нашли новые методы уменьшения трения смачиваемой поверхности за счет использования облегченных и композитных материалов, а также придания «ступенчатой» формы днищу лодки.

В итоге стало возможным применение четырех лопастных винтов.

Если судно и установленный лодочный мотор способны работать с четырех лопастным гребным винтом, то станут доступными еще несколько полезных достоинств. У четырех лопастного винта количество противостоящих лопастей равно, что делает его работу ровной, позволяет быстрее разгоняться с холостого хода, уменьшает минимальную скорость выхода лодки на глиссирование, и даже экономит топливо при движении на крейсерском (экономичном) ходе.

Некоторые водномоторники переходят на четырех лопастные гребные винты только из-за одного этого. Следует помнить, что максимальная скорость судна в общем случае не возрастет, а иногда даже слегка уменьшится.

В общем, по моему опыту, вывод относительно количества лопастей можно сделать такой: суда длиной более 7 метров вроде легких круизных яхт в общем случае ведут себя лучше с четырех лопастными гребными винтами.

Во всех других случаях — берегите свой трехлопастной винт, и Вы сбережет деньги.

Многие покупатели новых лодок или подвесных моторов уверены, что производитель сразу же ставит наиболее подходящий гребной винт.

К сожалению, это далеко не всегда верно. Когда мы покупаем автомобиль, то покрышки на нем изготовитель автомобиля ставит такие, какие подходят для среднего подобного автомобиля в обычной дорожной обстановке.

Производители лодок, разумеется, не имеют представления о том, как Вы предполагаете использовать купленное плавсредство. Поэтому нет никакой гарантии, что комплектный гребной винт лодки подойдет к любому ее применению, которое Вам может потребоваться.

Некоторые винты одинакового размера ведут себя по-разному, тогда как разные винты разных размеров могут давать одинаковые результаты. Отсюда первый вывод из проведенных тестов.

Чтобы подобрать наиболее подходящий винт, нужно попробовать разные винты!

Можно также заметить, что один гребной винт может иметь преимущества в одной области, но проигрывать в другой. Возможно, это наиболее существенный вывод, который основывается на практическом опыте.

Так что, выбирая винт, решение следует принимать по наиболее важным для Вас характеристикам винта. Анализируя характеристики, следует иметь в виду, что у разных винтов лопасти разной формы. Можно выбрать винт, эффективно создающий подъем носа лодки, прежде всего винты для рыбацких лодок, а можно выбрать винт для прогулочных катеров, которые, прежде всего, создают оптимальную тягу.

Ремонт алюминиевого винта или покупка бывшего в употреблении винта — это плохое вложение денег, поскольку при ремонте винт нужно сначала накалить. Нагрев меняет молекулярную структуру материала, резко его ослабляя.

Даже если Вы всего лишь спрямляете зазубрины или обрезаете лопасти, то Вы тем самым меняете их форму (вместе с характеристиками всего винта).

Винты из нержавеющей стали, с другой стороны, равно как и винты из композитных материалов, можно надежно ремонтировать, так что им вполне можно вернуть первоначальные характеристики. А можно просто сменить лопасти как на винтах Turning Point.

И есть еще один важный вывод. Некоторые эксплуатационные характеристики новейших алюминиевых и композитных винтов волне могут вполне конкурировать с аналогичными параметрами более дорогих стальных винтов.

Однако винты из нержавеющей стали как по сумме характеристик, так и по прочности все равно будут лучше. В общем случае, также четырех лопастные гребные винты быстрее разгоняют судно, чем трехлопастные и предназначены для глиссирования на меньших скоростях.

Винты из композитных материалов прекрасно ведут себя в любых условиях и, кроме того, позволяют быстро менять лопасти.

Выбрав материал и дизайн винта, Вам следует определиться с его размером.

Если нужно больше тяги для тяжелогруженой лодки или для буксировки, то берите винты большего диаметра, как более широкие шины для автомобиля.

Если же нужна только быстроходность, то выбирайте винт увеличенного шага, но меньшего диаметра, чтобы мотор смог создать требуемые обороты.

Всегда записывайте обороты, скорость хода и размер испытуемого винта. Если испытывать собираетесь несколько винтов, то выбирайте для начала винт, размер которого лучше всего обеспечивает обороты мотора, рекомендованные изготовителем.

Представляйте всегда диаметр и шаг как две чашки весов, которые нужно сбалансировать. Если достигнуты максимальные возможные обороты лодочного мотора, то можно только увеличивать шаг при уменьшении диаметра, или увеличивать диаметр, соответственно уменьшая шаг.

Я же, со своей стороны, хочу Вам дать три важных совета:

ЛУЧШЕЕ — ВРАГ ХОРОШЕГО!

Имейте в виду, что для подбора оптимального винта для казалось бы обычной лодки нужно пробовать разные гребные винты.

ПРОБОВАТЬ!

Когда в ходе испытаний станет ясно, какого типа гребной винт оптимально подходит к Вашей лодке, то после этого следует перепробовать наибольшее количество винтов найденного типа.

Не стесняйтесь экспериментировать. Время, которое будет потрачено на тесты разных винтов, позволит Вам лучше почувствовать лодку, сэкономит топливо в будущем и, принесет больше удовлетворения

НЕ УСТУПАЙТЕ!

Винт — не та вещь, на которой имеет смысл зарабатывать или экономить деньги. Несколько лишних долларов, которые приблизят Вас к лучшему, для Ваших же потребностей, гребному винту — не бойтесь их потратить!

Они, безусловно, окупятся, — и через комфорт, и через экономию топлива.

Гребной винт — это важнейшая часть оборудования, отвечающего за приведение Вашей лодки в движение. Следуйте нашим рекомендациям, и Вы обязательно повысите эксплуатационные характеристики своей лодки.

По материалам одноименной публикации Билла Дженнингса
(Bill Jennings) на сайте www.acepropeller.com
Перевод Павла Дмитриева

motorka.org

На автомобиле с ручной коробкой передач мы, обычно, не пытаемся передвигаться на первой передаче на скоростях, для которых она не предназначена. 50 км/ч — и у нас уже как минимум, третья.  Да и не хватит передаточных чисел первой передаче. Мотор будет раскручен до предельных оборотов, а машина ехать быстро не сможет.

С лодочным мотором почти все тоже самое. На больших судах роль коробки передач может выполнять дистанционное изменение угла атаки лопастей гребного винта, на наших маленьких лодках мы можем играть нагрузкой на мотор, только переставляя сам винт.

В большинстве случаев, мы выбираем основной гребной винт для крейсерского режима передвижения при средней загрузке лодки и запасной, как правило, грузовой.
Исключая заблуждения о назначении «грузовых» и «скоростных» гребных винтов, основная цель в его подборе — дать возможность работать мотору в его нормальном диапазоне оборотов, выдавать свою полную мощность и крутящий момент.

Для подбора винта необходим тахометр, если определение частоты вращения коленвала мотора на слух является проблемой. Подойдет даже цифровой дешевый китайский, установка которого занимает минуты полторы. Единственная мелочь — не все показывают точное значение, а так же надо смотреть, совместим ли он с четырехтактными или с двухтактными моторами.  Впрочем, если нет — то можно изменить схему подключения, либо перемножить значения на два.

Но этот вариант — для маломощных лодочных моторов, на которых игра с винтами особого смысла не имеет, да и выбор характеристик там более, чем скромный. А на лодках с моторами помощней — тахометры, как правило, врезаны в приборную консоль.

Самым нежелательным явлением для двигателя является перекрут — превышение максимально допустимых паспортных оборотов. Вызывает огромные нагрузки на узлы мотора, на которые производитель не рассчитывал. При этом нарушается внутренняя работа смазочного механизма.

Из-за большой скорости вращательных и поступательных движений, нарушается целостность масляной пленки, покрывающая детали, задиры поршней и цилиндров, разрушение деталей ДВС — обычное дело для режимов работы выше расчетных. При постоянном проявлении — вызван параметрами гребного винта. При кратковременном — вентиляцией и кавитацией.

На небольших лодочных моторчиках перекрут — довольно редкое явление, чаще встречается обратное — недокрут, как следствие выбора слишком большой и тяжелой лодки для данного мотора. Самое бы время изменить одну из характеристик винта.

Диаметр — один из основных параметров. Для портативных лодочных моторов существует только возможность прикупить винт от предшествующей по мощности модели. На нем же будет изменен и еще один параметр — шаг винта. Это теоретическое расстояние в дюймах или в мм, пройденное винтом за один оборот в условно твердой среде без учета коэффициента скольжения, как если бы мы вкручивали его в пенопласт.

Каждый пройденный винтом в пенопласте дюйм за один оборот — снизит количество оборотов коленвала мотора на 180 — 220 об/мин, добавив на мотор дополнительную нагрузку и увеличив недокрут. Соответственно, что бы вернуть лодочному мотору номинальный режим его работы, для большинства лодочных моторов — 5000-5700 об/мин, следует уменьшить либо шаг винта, либо его диаметр.

Для решения проблем, связанных со скоростью выхода лодки в режим глиссирования, при использовании шага и диаметра, позволяющих работать мотору без перегрузок в своем номинальном диапазоне оборотов, можно применить не трех-, а четырехлопастные винты. Время выхода уменьшится, на крейсерском режиме может сократиться расход топлива, хотя конечная максимальная скорость может стать несколько ниже из-за дополнительного сопротивления и меньшего КПД относительно трехлопастного. Зато работа винта станет более плавной и менее шумной.

К тому же при использовании четырех лопастей, гораздо позже наступает явление кавитации. Кавитация — процесс, проявляющийся при увеличении разницы давления, в нашем случае, на разных сторонах лопастей. В какой-то момент времени, на передней стороне лопасти создается сильное разряжение, при котором происходит закипание и парообразование внутрь воды.

При встрече этой смеси на границе лопасти с областью высокого давления, происходят микровзрывы из-за схлопывания пузырьков воздуха. КПД такого микровзрыва довольно высок. Примерно, как у зубила и молотка. Это иногда чувствуется через корпус судна. Происходит выкрашивание кромок лопастей.Подбор гребного винта для лодочного мотора Поэтому этот процесс так же называют кавитационной эрозией.

При ее частом воздействии, побитые кромки лопастей начинают еще более способствовать ее созданию, в конечном счете, разумеется, сильно теряя свой КПД. Увеличение площади лопастей и диаметра винта отодвигают момент ее появления, но на скоростных судах избежать ее не представляется возможным. Поэтому проектируются гребные винты, способные работать в условиях кавитации.

goodboating.ru

Лодочный мотор, который не развивает паспортные обороты при полностью открытой заслонке дросселя, по сути дела «захлебывается» топливом. При этом сильно возрастает нагрузка на клапаны, поршни и подшипники. Лодочный мотор сильно нагревается и может перегреться от работы с опережающим зажиганием при недостаточном поступлении горючего в цилиндры. Работа лодочного мотора с опережающим зажиганием подобна работе автомобильного двигателя, который на третьей передаче заставляют тащить автомобиль с долины на вершину холма. Детонация, когда топливо дожигается в системе выхлопа, заклинивание поршня, общее повреждение мотора — всё из-за неправильно подобранного винта.

С другой стороны, превышение рекомендованной скорости вращения на валу лодочного мотора приводит к разрушению лепестковых клапанов, ускоряет износ всех деталей, в трущихся деталях образуются стружка и мелкие частицы. И, как результат — лодочный мотор разрушается.
Поэтому становится понятной важность правильного подбора оптимального винта для обеспечения нормальных условий работы лодочного мотора применительно к условиям эксплуатации, наиболее соответствующим Вашему выбору. Выбирайте винт к своему лодочному мотору по каталогу производителя, но помните, что наилучший результат, может быть, достигнут только на основе собственного опыта.

Типоразмеры винтов созданы таким образом, чтобы изменение шага винта на 1 дюйм (2,54 см) соответствовало изменению скорости вращения винта на 150-200 об/мин. Если первоначально выбранный винт «тормозит» судно, попробуйте винт с меньшим шагом для увеличения скорости вращения вала. Чем больше шаг винта, тем ниже скорость его вращения.

ВЫЧИСЛЕНИЕ ШАГА ВИНТА

  • Несколько элементарных формул позволят на практике выяснить — какой винт нужен именно Вам:
    Узнайте из инструкции к мотору Вашего судна, какое максимальное количество оборотов может он развить при полностью открытой заслонке дросселя («полный газ»). Скорость вращения вала лодочного двигателя можно измерять тахометром. Как правило, она не должна превышать 5500 об./мин.
  • Разгоните свое судно и лодочный мотор с выбранным винтом до максимальных оборотов на «полном газу». Положение лодочного мотора должно быть обычным и рекомендованным для конкретных условий.
  • Если скорость вращения вала Вашего лодочного мотора, при полностью открытой заслонке, меньше максимальных рекомендованных оборотов, то обратитесь к показаниям тахометра, и запишите их как верхний максимальный диапазон скоростей работы данного типа винта.

Пример:
Паспортные обороты двигателя = 5000-5600 об./мин.
Максимальные обороты двигателя = 5600 об./мин.
Показания тахометра = 4800 об./мин.
Разность = 800 об./мин.

Разность шага винта в 1 дюйм (2,54 см) соответствует примерно 200 об./мин. С учетом этого, разделим найденную в нашем примере разность между фактическими показаниями тахометра и максимальными паспортными оборотами двигателя на 200. Получим 4. На этом основании попробуйте использовать винт с шагом на 4 дюйма меньше, чем у данного винта. Теперь все должно быть в порядке.

В действительности, обойтись одним каким-либо винтом нельзя. Если Вы собираетесь использовать свое судно как многоцелевое — для прогулок, рыбной ловли или для буксировки воднолыжников, например, то Вам потребуется, безусловно, больше, чем один винт.
Настоятельно рекомендуется всегда иметь с собой на борту запасной винт с полным комплектом крепежа.

 Если начинающий судовладелец сначала полностью доверяет штатному винту лодочного мотора, то со временем он начинает задумываться над тем, как же улучшить скоростные показатели своего судна. Есть три важнейших момента, которые влияют на характеристики любой лодки — минимум веса, максимум возможной мощности и наиболее подходящий винт. Если с улучшением первых двух характеристик разобраться сможет любой, то вот как улучшить скоростные показатели, не приобретая новый мотор и не экономя на перевозимом грузе, а только лишь за счет грамотно подобранного винта?

Почетное право изобретения судового винта в его нынешнем виде принадлежит Смиту и Эрикссону, на что им в 1835 году был выдан соответствующий патент. Эта дата считается днем рождения судового винта. Патент описывал вращающееся колесо с лопастями, причем предполагалась возможность как одно-, так и двухвинтовой установки. С тех пор прошло почти два столетия, и судовой винт пережил множество модернизаций. Что же мы имеем на данный момент?

 

Характеристики современного винта

Размеры гребного винта определяют двумя цифрами. Первая — диаметр. Если у винта две или четыре лопасти, то достаточно просто измерить расстояние между кончиками противостоящих лопастей. Если у винта три лопасти, то следует замерить расстояние от центра втулки до кончика любой лопасти и умножить это число на два. Вторая цифра — шаг, т.е. теоретическое расстояние (в принятых единицах — сантиметрах или дюймах), на которое винт продвинется за один полный оборот.

Итак, если имеется винт диаметром 35 см и шагом 53 см, то конфигурацию винта записывают как «35×53». Центральную часть гребного винта называют «втулка».

Втулка служит для центровки винта на приводном валу. У винтов, через которые двигатель выбрасывает выхлопные газы, как это принято в большинстве современных подвесных моторов и кормовых приводов, вокруг втулки имеется обойма, к которой и крепятся лопасти.

 

Как работают гребные винты?

Лопасти винта толкают воду в одном направлении, а лодка движется в противоположном направлении («каждому действию имеется равно и противоположно направленное противодействие»).

 

На что влияет форма лопасти?

Лопасти могут иметь самую разнообразную форму. Наиболее распространены лопасти типа «круглое ухо» и эллиптические. Такие гребные винты обеспечивают оптимальное соотношение тяги и скорости. Лопасти других винтов сужаются к кончикам. Это уменьшает трение, и обычно такие лопасти ставят на винты скоростных судов.

Если лопасть отходит прямо от втулки или даже перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Лопасти с нулевым гребком обеспечивают оптимальный подъем носа лодки, который никак не хочет подниматься при глиссировании. Если лопасть наклонена к хвостовой кромке винта, то это и есть гребок. Если лопасть наклонена в обратную сторону, то говорят, что винт имеет сильный гребок. Такой гребок измеряют в градусах, и, как правило, чем больше гребок, тем больше подъем носа лодки.

Серповидные или полусерповидные винты можно узнать по прямой выходной кромке лопастей. Такая форма предотвращает засасывание воды, и кончики лопастей не захватывают воздух с поверхности, не допуская вентиляции. Пониженное сопротивление движению приповерхностных винтов позволяет при той же установленной мощности достигать более высокой скорости вращения. Винты, лопасти которых закручены в направлении вращения, называются косыми. Такая форма идеально подходит для движения в заросших водоемах, поскольку такие лопасти не склонны накручивать водоросли.

 

Алюминевые, стальные и
композитные гребные винты

Для подвесных моторов и кормовых приводов производители обычно используют алюминиевые винты. Последние достижения в технологии, усовершенствование конструкции и производства винтов из алюминия дали такие превосходные результаты, что их характеристики ни в чем не уступают их цене. Именно поэтому на большинстве небольших лодок установлены такие винты из алюминия.

Поскольку алюминий гребного винта — тот же алюминий, из которого сделан дейдвуд подвесного мотора или кормовой привод, то проблемы с коррозией также сведены до минимума.

Однако серьезные удары по алюминиевому винту порой нельзя с легкостью выправить без опасности растрескивания материала. По сравнению с гребными винтами из нержавеющей стали, алюминиевые хуже сопротивляются растягивающим напряжениям. Именно поэтому они изготавливаются с более толстыми лопастями, и как следствие, они примерно на 3 км/ч медленнее стальных при движении на полных оборотах.

Алюминиевые винты идеальны для тех, кто считает свои деньги, максимальные обороты менее важны, чем экономичная (крейсерская) скорость хода, на которой оба материала ведут себя примерно одинаково.

Винты из полированной нержавеющей стали — лучший выбор, когда, прежде всего, нужны прочность и эффективность. Поскольку стальные винты в семь раз прочнее алюминиевых, то изготовители могут делать винты значительно тоньше без ущерба для их прочности и жесткости. К несчастью, если ваша лодка несет мощный гоночный винт с несъемной втулкой, то винт из стали может выдержать удар о подводное препятствие, но этот же удар может разнести редуктор. В этом причина широкого внедрения пластиковых втулок, которые при ударе или заклинивании винта прокрутятся или срежутся, как это происходит с алюминиевыми втулками.

Распространены два типа стальных винтов: полированные и шлифованные (менее полированные). Несмотря на распространенное мнение, полировка винта не имеет отношения к его характеристикам.

Современные винты, как правило, делают из композитных материалов. Благодаря достижениям химии, нейлоновые и углеродные волокна широко применяются в судостроении. Кроме повышенной относительно алюминия прочности, винты из композитных материалов не подвержены коррозии, а потому поставляются с пожизненной гарантией на втулку или даже со сменными лопастями. По цене они очень близки к алюминиевым винтам.

 

Сколько нужно лопастей
на гребном винте?

Для чего нужен винт с тремя-четырьмя лопастями? По мере увеличения размера лопасти или с увеличением количества лопастей, увеличивается так называемое отношение диаметра к площади. Хотя увеличение площади лопастей увеличивает площадь действия сил, толкающих судно, но увеличивается и трение. Вообразите широкие колеса автомобиля, и сравнение будет полным. Чтобы уменьшить трение, создаваемое лопастями, лопастей должно быть меньше (но не меньше двух, разумеется).

В последние годы существенно возросла мощность лодочных моторов, а конструкторы корпусов современных лодок нашли новые методы уменьшения трения смачиваемой поверхности за счет использования облегченных и композитных материалов, а также придания «ступенчатой» формы днищу лодки. В итоге стало возможным применение четырехлопастных винтов. Если судно и установленный лодочный мотор способны работать с четырехлопастным гребным винтом, то станут доступными еще несколько полезных достоинств. У четырехлопастного винта количество противостоящих лопастей равно, что делает его работу ровной, позволяет быстрее разгоняться с холостого хода, уменьшает минимальную скорость выхода лодки на глиссирование, и даже экономит топливо при движении на крейсерском ходе. Некоторые водномоторники переходят на четырехлопастные гребные винты только из-за одного этого. Следует помнить, что максимальная скорость судна в общем случае не возрастет, а иногда даже слегка уменьшится.

В общем, вывод относительно количества лопастей можно сделать такой: суда длиной более 6 метров вроде легких круизных яхт в общем случае ведут себя лучше с четырехлопастными гребными винтами. Во всех других случаях выбирайте трехлопастной винт, и вы сбережете деньги.

 

Как подобрать наиболее
подходящий винт

Для начала замечу, что один гребной винт может иметь преимущества в одной области, но проигрывать в другой. Возможно, это наиболее существенный вывод, который основывается на практическом опыте. Так что, выбирая винт, решение следует принимать по наиболее важным для вас характеристикам винта. Анализируя характеристики, следует иметь в виду, что у разных винтов лопасти разной формы. Можно выбрать винт, эффективно создающий подъем носа лодки, прежде всего, винты для рыбацких лодок, а можно выбрать винт для прогулочных катеров, которые создают оптимальную тягу.

Ключ к выбору подходящего винта — знание оборотов используемого мотора. Если мотор выходит на максимальные обороты при полном газе и при обычной загрузке, то винт, скорее всего, выбран правильно. Если мотор не может развить максимальные обороты, то, пожалуй, следует подобрать винт размером поменьше. Если мотор развивает слишком большие обороты, размер винта можно немного увеличить. Однако в случае превышения максимальных оборотов мотора, следует обратить внимание на загрузку лодки. Если загрузка лодки мала, то, возможно, вам еще рановато менять «коней».

Если нужно больше тяги для тяжелогруженой лодки или для буксировки, то берите винты большего диаметра, как более широкие шины для автомобиля. Если же нужна только быстроходность, то выбирайте винт увеличенного шага, но меньшего диаметра, чтобы мотор смог создать требуемые обороты. Представляйте всегда диаметр и шаг как две чашки весов, которые нужно сбалансировать. Если достигнуты максимально возможные обороты лодочного мотора, то можно только увеличивать шаг при уменьшении диаметра, или увеличивать диаметр, соответственно уменьшая шаг.

 

Ремонт винта

Ремонт алюминиевого винта или покупка бывшего в употреблении — это плохое вложение денег, поскольку при ремонте винт нужно сначала накалить. Нагрев меняет молекулярную структуру материала, резко его ослабляя. Даже если вы всего лишь спрямляете зазубрины или обрезаете лопасти, то тем самым меняете их форму (вместе с характеристиками всего винта).

Винты из нержавеющей стали, с другой стороны, равно как и винты из композитных материалов, можно надежно ремонтировать, так что им вполне можно вернуть первоначальные характеристики. На некоторых современных винтах можно менять отдельные лопасти, что очень удобно.

Винт — не та вещь, на которой имеет смысл экономить деньги. Деньги, потраченные на новый грамотно подобранный мотор, безусловно, окупятся — и через комфорт, и через экономию топлива.

По материалам газеты
«Охотник и рыболов Сибири»

moto-room.ru

Рейтинг:  Выбор винта для лодочного мотораВыбор винта для лодочного мотораВыбор винта для лодочного мотораВыбор винта для лодочного мотораВыбор винта для лодочного мотора / 2

 

 

Выжимаем скорость

Подбор и доработка гребного винта

Иногда создается впечатление, что для отечественных водномоторников этот показатель является чуть ли не определяющим, способным полностью затмить все прочие качества мотолодки или катера. По крайней мере, именно «скоростная» тема подвергается в определенных кругах наиболее живому обсуждению, а после редакционных тестов нам с завидным постоянством задают один и тот же вопрос: «Ну, сколько едет?» Что ж, в стремлении двигаться побыстрей нет ничего дурного. На достижение этой цели направлена значительная часть усилий конструкторов и судостроителей, но многое зависит и от нас самих, конечных потребителей. Наиболее важный фактор в деле достижения максимальной скорости — это грамотный подбор гребного винта. На эту животрепещущую тему мы и побеседовали с нашим постоянным консультантом, одним из сильнейших спортивных винтовиков страны Александром Беляевским.

По словам Александра, только за счет этого на серийной прогулочной лодке со стандартным мотором можно добиться до 10% прироста «максималки». Впрочем, одним лишь подбором готовых винтов, как правило, не обойтись — фанату скорости, поставившему себе цель выжать из лодки и мотора все возможное, надо быть готовым к тому, что винт придется подвергнуть некоторой доработке. Вообще-то дело это не из простых, особенно когда речь идет о гонках или установлении рекордов — недаром даже именитые гонщики прибегают при этом к услугам специалистов, но на»потребительском» уровне неплохих результатов можно добиться и «малой кровью», когда каких-либо особых знаний и навыков, а также специального оборудования не понадобится — необходимо лишь умение держать в руках напильник.

Но для начала, чтобы более отчетливо понимать, что придется сделать и почему, освежим в памяти несколько теоретических моментов.

Три кита

Как правило, большинству даже начинающих водномоторников известна разница между «тяжелым» и «легким» гребными винтами (о тех, кто при этом применяет метод взвешивания в руках, речь в данном случае не идет). Понятно также, что сами по себе винты не могут относиться к той или иной категории — употребляются эти понятия только применительно к конкретному комплекту «лодка плюс мотор» с определенной нагрузкой. «Тяжелый» не позволяет мотору развить рабочие обороты, а с «легким» стрелка тахометра уходит за пределы шкалы.

В обоих случаях двигатель работает в неоптимальном режиме и не выдает всей заложенной в него мощности. Многие возлагают ответственность за это исключительно на такой показатель, как шаг винта (рис. 1), определяемый углом наклона его лопастей относительно ступицы. (Рискуя навлечь на себя гнев истинных «технарей», все же определим его для простоты дела как расстояние, которое прошел бы винт за один полный оборот, будь он не в воде, а в твердых ответных направляющих — наподобие болта, ввертываемого в гайку).

 Выбор винта для лодочного мотора

Рис. 1 Шаг винта можно условно представить как расстояние, котороe он пройдёт за один оборот в неподвижном и жестком резьбовом канале (а). Многие спрашивают, не изменяется ли шаг по длине лопасти, ведь каждая из них тоже «закручивается винтом». Нет, подавляющее большинство винтов для подвесных моторов имеют один и тот же шаг что у ступицы, что на концах лопастей. Разница углов объясняется разницей диаметров и, соответственно, длин окружностей. Вот, например, под какими углами располагается на разных диаметрах лопасть у гребного винта шагом 400 мм и диаметром 420 мм (б). Кстати, именно так и делаются угольники для контроля винта на шаговой плите. Винты с переменным по длине лопасти шагом можно встретить только у спортсменов, и достигается это, как правило, рихтовкой. На рисунке (в) показано построение контрольных угольников для того же винта, шаг которого начиная с диаметра 200 мм либо увеличен до 45° мм (красные линии), либо уменьшен до 35° мм (синие линии).

 Выбор винта для лодочного мотора

 Выбор винта для лодочного мотора

Изменение шага действительно позволяет привести обороты мотора в норму: при «недокруте» ставим винт меньшего шага («полегче»), при «пе-рекруте» — наоборот. Казалось бы, цель достигнута — используются все 100% мощности, так что, вроде бы, и максимальной скорости мы добились. Но не все так просто, и скоростные резервы наверняка остались неисчерпанными.

Для того чтобы понять причину, вновь обратимся к параллели с болтом и гайкой. Если, скажем, использовать электрический гайковерт, то болт с более крупным шагом нарезки будет завернут на место раньше такого же, но с мелкой резьбой. Причем быстрее определенного предела выполнить эту работу не выйдет, поскольку скорость продвижения болта ограничена двумя неизменными показателями — частотой вращения патрона и шагом резьбы.

Все сказанное можно в какой-то мере отнести и к гребному винту, установленному на лодке — за тем лишь исключением, что работает он в воде и по причине проскальзывания перемещается при каждом обороте не на заложенную величину шага, а на меньшее расстояние. И даже если этим «отставанием», которое вызывается не только особенностями среды, но и рядом других факторов, пренебречь, у него тоже есть свой скоростной «потолок», зависящий от частоты вращения и шага.

Определить его можно при помощи такой простейшей формулы, как VT=0.001524nhk, где VT — «идеальная» скорость в километрах в час, h — шаг винта в дюймах, n — рабочая частота вращения коленвала в оборотах в минуту и k — передаточное отношение понижающего редуктора, обычно отображаемое в виде дроби, например, 12:37. Так, с двухтактным «Mercury 50» (редуктор 1:1.83, рабочая частота вращения 5500 об/мин) и 15-дюймовым винтом мы бы «успокоились» на 68.7 км/ч — и то если бы он вращался не в воде, а в жестком резьбовом канале! (Кстати, мощность мотора в данном случае никакой роли не играет — в основе расчетов лежат только число оборотов и шаг).

Чтобы получить цифру, более-менее близкую к реальной, Александр Беляевский советует уменьшать «теоретический» результат на 20%, и здесь проще использовать готовую формулу Vn=0.001219nhk, в которой поправочный коэффициент уже учтен — при тех же условиях получаем 55 км/ч. Конечно, в зависимости от обводов лодки, ее веса и ряда иных факторов разница может оказаться и несколько иной, но в целом с порядком достижимых скоростей мы определились. И если вы рассчитывали на более существенный показатель, остается только увеличивать шаг — заложенную фирмой-изготовителем мотора рабочую частоту вращения коленвала, при которой достигается наиболее оптимальное соотношение мощности, крутящего момента и ресурса, во-первых, просто не удастся увеличить в существенных пределах, а во-вторых, такая мера приведет прежде всего к резкому уменьшению ресурса.

Но вот незадача — винт шагом 15 дюймов мы поставили как раз взамен 17-дюймового, который вполне устраивал нас по расчетной скорости (чуть более 60 км/ч), но на практике оказался чересчур «тяжелым» и не позволял мотору раскрутитьея до положенных оборотов!

Тут сразу вспоминается пословица «нос вытащишь — хвост увязнет», но выход из положения все-таки есть, если не зацикливаться на значении шага и вспомнить про такие показатели винта, как диаметр и дисковое отношение (рис. 2). Оба они так или иначе определяют такой важный фактор, как площадь лопастей, от которого, в свою очередь, напрямую зависят создаваемый упор и сопротивление, влияющие на обороты.

 

Выбор винта для лодочного мотора

Рис. 2 «Легким» или «тяжелым» применительно к конкретной лодке или мотору винт является не только из-за своего шага — большую роль играют также его диаметр и так называемое дисковое отношение, то есть отношение общей площади лопастей к площади круга, определяемой диаметром. Дисковое отношение влияет и на эффективность винта при разных частотах его вращения. Чем больше, тем лучше приемистость и упор на относительно небольших оборотах, но платить за это приходится некоторым снижением максимальной скорости

 

 

В общем, «тяжелым» или «легким» винт может оказаться не только из-за своего шага — влияние оказывают все три «кита» в равной степени. Можно упомянуть еще и так называемый «отброс» — угол отклонения лопастей относительно гребного вала (рис. 3), но на нашем начальном уровне этот тонкий момент вполне можно опустить.

Выбор винта для лодочного мотора

 

 

 

Рис. 3 Этот угол установки лопасти специалисты именуют «отброс». С его помощью тоже можно сделать винт более «тяжелым» или «легким», но откорректировать его, как и шаг, в домашних условиях достаточно сложно.

 

 

 

И если откорректировать шаг или отброс достаточно сложно (кроме хороших профессиональных навыков и опыта требуется специальное оборудование), то уменьшить площадь лопастей за счет диаметра или дискового отношения с технологической точки зрения проще простого. Именно по такому пути Александр Беляевский и советует пойти при настройке «потребительской» лодки на максимальную скорость.

…Подпилю ее немножко. Чтобы не уподобиться герою популярного стишка, действовать необходимо по принципу «семь раз отмерь, один раз отрежь». Спешка и стремление получить вожделенный результат с первой попытки чреваты риском погубить дорогостоящий винт или в лучшем случае получить слишком «легкий» вариант, пригодный разве что для использования с большой нагрузкой.

Кстати, в идеале стоит иметь на борту как минимум два гребных винта — «скоростной» для экипажа из одного-двух человек без багажа и «грузовой» на те случаи, когда выходить на воду приходится с полным комплектом пассажиров и большим количеством вещей. Надо сказать, что второй вариант, несмотря на название, тоже не остается за флагом борьбы за скорость, и порядок доводки такого винта ничем принципиально не отличается от изложенного ниже.

В ходе подбора и доработки винта нам обязательно понадобится тахометр, а также любой прибор для измерения скорости — приемник GPS или спидометр, работающий по принципу манометра. Не секрет, что последние нередко врут, но, по крайней мере, изменения скорости в ту или иную сторону засечь с их помощью можно.

Итак, порядок действий приблизительно таков.

Первым делом при помощи формулы h=Vп/0.001219nk, представляющей собой преобразованный вариант уже упомянутой зависимости с учетом 20-процентной «скидки», примерно определим, с винтом какого шага можно достичь интересующую скорость. Здесь советуем реально смотреть на вещи и не задавать высот, взять которые заведомо не удастся. В наиболее распространенном диапазоне скоростей 50-60 км/ч лучше теоретически закладывать прибавку примерно в 10-15 км/ч, не более (причем далеко не факт, что получите ее на практике, особенно если вам повезло и проданный в комплекте с мотором винт и без того максимально соответствует лодке). В качестве «стартового ориентира» используйте информацию о максимальных скоростях, достигнутых на аналогичных лодках, а также собственные результаты, полученные с имеющимся винтом.

Имейте в виду, что даже при всех скрытых возможностях пропульсивной установки, позволяющих наращивать скорость, в роли «ограничителя» может выступить сама лодка. У каждого корпуса есть свои скоростные пределы, превышение которых может быть чревато серьезными проблемами с управляемостью, и если с имеющимся винтом на максимальном режиме наблюдается, к примеру, продольная и поперечная раскачка с зарыскиваниями, «разгонять» лодку дальше просто опасно — неприятные симптомы могут выйти на угрожающий уровень.

В первом приближении подыскать винт необходимого шага для той или иной модели мотора лучше всего при помощи специальных таблиц, в которых указаны весовые и размерные показатели лодок — их публикуют практически все фирмы-производители подвесных моторов и гребных винтов. В принципе, приведенные в них рекомендации более-менее соответствуют действительности, хотя доверять указанным показателям скорости можно далеко не всегда — нередко они слишком близки к «идеальным» расчетным цифрам. Хорошо, если перед покупкой у вас есть возможность испытать сразу несколько вариантов, отличающихся по шагу и диаметру. Некоторые торговые фирмы специально держат комплект «тестовых» винтов на подобные случаи, но такая практика, увы, не столь широко распространена.

Поскольку вы нацелены на максимальную скорость, винт-основа потребуется максимально большого шага, и вполне естественно, что он окажется для вашей лодки тяжеловат, тем более что и диаметр с учетом последующей обработки рекомендуется выбирать самый большой из имеющихся. Но, тем не менее, при выборе соблюдайте два простых правила. Во-первых, он должен в любом случае выводить лодку на глиссирование — пусть «туго» и с минимальной нагрузкой, а во-вторых, на полном газу «недобор» оборотов по сравнению с рекомендуемым производителем режимом не должен превышать 1000 об/мин. В противном случае есть риск, что доработки, которые придется осуществить в незапланированных масштабах, не принесут желаемого результата.

Ну а дальше, собственно, остается удалить с винта то, что мешает мотору раскрутиться до положенных оборотов. Уменьшать площадь лопастей можно двумя способами. При первом подрезаются их кромки, отчего лопасти превращаются в узкие «ножи» (рис. 4). Такой способ, к которому часто прибегают гонщики, Александр Беляевский для «потребительских» винтов не рекомендует, поскольку уменьшение дискового отношения сопряжено с рядом тонкостей. В частности, возможно заметное снижение приемистости и упора на промежуточных и разгонных режимах (наибольшая тяга при относительно невысоких оборотах обеспечивается как раз при большом дисковом отношении, и именно поэтому, например, при буксировке воднолыжников и парашютистов наиболее эффективны винты с широкими «лопухами» или четырехлопастные).

Выбор винта для лодочного мотора

 

Рис. 4 Чтобы сделать этот гоночный винт, изменили не диаметр, а дисковое отношение — за счёт значительной подрезки выходных кромок. Площадь лопастей уменьшена по сравнению с исходным вариантом практически наполовину. Применять такой метод, «разгоняя» прогулочные лодки, не рекомендуется из-за уменьшения упора на переходных режимах.

Уменьшение площади лопастей за счет изменения диаметра — более спокойный и прогнозируемый вариант, да и технологически он проще.

Главное, как уже говорилось, действовать без спешки, постепенно, и не лениться проводить промежуточные испытания. По словам Александра Беляевского, уменьшение длины каждой из лопастей на 8-10 мм вызывает рост частоты вращения коленва-ла примерно на 250-300 об/мин. От размера самого винта это соотношение, как правило, не зависит, но постоянный контроль полученных результатов не повредит.

Разметку достаточно сделать только на одной из лопастей, лучше всего в три приема -вначале провести линию, более-менее соответствующую окружности уменьшенного диаметра (высокая точность тут не обязательна), потом «отхватить» небольшой участок входной кромки и завершить новую конфигурацию лопасти небольшим скруглением на конце выходной (рис. 5). Саму же выходную кромку, обычно снабженную отгибом-интерцептором, не трогайте ни под каким видом, предупреждает наш консультант!

Выбор винта для лодочного мотора

 

 

 

 

Рис. 5 Предварительная разметка лопасти при уменьшении диаметра винта. Особая точность тут не требуется — просто попытайтесь повторить в уменьшенном виде существующую конфигурацию.

 

 

 

Далее лопасть-образец обрабатывается по контуру напильником (для быстроты черновую обработку можно сделать на наждачном круге), после чего ее очертания легко перенести на остальные при помощи простейшего бумажного шаблона. Александр делает это так: бумажная заготовка подгоняется к ступице (рис. 6), обжимается по контуру и обрезается ножницами по полученному «слепку» (рис. 7). Кстати, если руки слегка испачканы машинным маслом или алюминиевой пудрой, оставшейся после опиливания, контур получается более отчетливым.

Выбор винта для лодочного мотора

 

 

 

 

Рис. 6 Вначале бумажную заготовку шаблона нужно подогнать к ступице

 

 

 

Выбор винта для лодочного мотора

 

 

 

 

Рис. 7 Самый простой способ перенести контуры лопасти на шаблон — это сделать бумажный «слепок».

 

 

 

 

 

После того, как по бумажному шаблону опилены остальные лопасти, винт можно установить на лодку и проконтролировать обороты на полном газу. Если по-прежнему наблюдается «недокрут», лопасти придется еще немного подрезать, а когда частота вращения в норме, их можно обработать вчистую, немного завалив острые кромки на концах и придав входным обтекаемую форму со стороны нерабочих поверхностей лопастей (рис. 8). До этого этапа у нас остается возможность «малой кровью» подкорректировать в сторону увеличения и шаг — если подпилить рабочие поверхности лопастей так, как показано на рис. 9. При аккуратной работе плоским напильником контроль на шаговой плите (рис. 10) может и не понадобиться, поскольку соответствующие кромки лопасти сами по себе служат надежными ориентирами.

 

Выбор винта для лодочного мотора

Выбор винта для лодочного мотора

Рис. 10 При доработке винта за счёт диаметра и дискового отношения шаговая плита не нужна, но если вы планируете расширить и усложнить свои эксперименты с винтами, это приспособление вам пригодится. Саму плиту можно заказать токарю или фрезировщику, но есть и иной способ — например, выпилить необходимые кольца или сегменты электролобзиком и наклеить их на твёрдую основу. Такой метод, кстати, обеспечивает и строго одинковую глубину канавок. При установке валика тоже необходима высокая точность, поскольку от него зависит параллельность плиты и плоскости вращения винта (для центровки обычно используют распорные конусные втулки). Опирать винт ступицей непосредственно на плиту не рекомендуется. Щаговые угольники должны располагаться в канавках строго перпендикулярно плите, поэтому их фиксируют пластилином.

Многие спрашивают, надо ли удалять литьевые выступы в корневой части лопастей у ступицы (рис. 11). По словам Александра Беляевского, это лишь напрасная трата сил и времени, поскольку расположены они в нерабочей зоне и на общее сопротивление влияния практически не оказывают. Полировка «потребительского» алюминиевого винта до блеска специальными пастами — тоже предрассудок. После обработки его достаточно ошкурить и по возможности покрасить водостойкой эмалью.

Выбор винта для лодочного мотора

 

 

 

Рис. 11 Удалять литьевые выступы у ступицы нет смысла — они находятся в нерабочей зоне и практически не оказывают влияяния на общее сопративление. Полировка алюминиевого винта желаемой прибавки скорости тоже не даст.

 

 Приступая к работам по «выжиманию скорости», не забывайте о том, что на этот показатель помимо характеристик гребного винта оказывают влияние и другие факторы. Прежде всего это относится к сопротивлению подводной части мотора, напрямую зависящему от того, насколько глубоко она погружена в воду. Кстати, пользуясь случаем, развенчаем распространенный миф о суперкавитирующих и полупогруженных винтах. Многие убеждены, что они хороши сами по себе и бьют обычные по всем параметрам, но на скоростных лодках, прежде всего гоночных, их используют, что называется, не от хорошей жизни — просто только с их помощью подводную часть подвесного мотора или угловую колонку удается поднять как можно выше из воды, уменьшая сопротивление.

В общем, перед тем, как дорабатывать винт, поэкспериментируйте с высотой установки мотора (как правило, транцевые крепления лодки переместить сложно, и действовать приходится в пределах, ограниченных шагом крепежных отверстий в подвеске мотора). Имейте в виду, что критичной зоной с точки зрения сопротивления является антикавитационная плита, которая должна располагаться либо выше, либо ниже среза транца, но ни в коем случае не совпадать с ним. (На легких лодках наш консультант советует любителям скорости устанавливать мотор так, чтобы она оказывалась на 2-3 см выше днища, хотя бывают и исключения). И хотя с точки зрения скорости, чем выше — тем лучше, здесь тоже стоит знать меру: при излишне поднятом моторе будьте готовы к целому ряду неприятных явлений, начиная от подхватов воздуха винтом в поворотах и заканчивая его быстрым разрушением под воздействием кавитации. Кроме того, это может вызвать и эффект, противоположный ожидаемому — из-за уменьшения длины рычага, образуемого колонкой, лодка может вяло реагировать на триммер и «рыть носом», в то время как наивысшая скорость обычно достигается при максимальном кормовом дифференте, когда лодка идет «на пятке».

Вкратце резюмируя основные положения нашей очередной консультации, повторимся: главное — это разумный и взвешенный подход, требующий постановки реальных задач и их последовательного решения. Быстрота, к которой мы стремимся на воде, в процессе работы способна только навредить. При этом полной гарантии успеха дать невозможно -в процесс вовлечено слишком много разнообразных факторов, полностью оценить которые вряд ли удастся даже владельцу конкретной лодки и мотора. Однако, как показывает опыт, взяв изложенные советы за основу, заметно улучшить скоростные характеристики мотолодки или катера более чем реально.

Многие рекомендации носят чисто практический характер и основаны на многолетнем опыте. Поэтому редакция не стала изменять некоторые спорные моменты, например, приводимое в статье утверждение о малой эффективности полировки гребного винта.

«Катера и Яхты» №195 (2005 год)   

lovchii74.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.