Как подобрать винт при помощи тахометра
Опубликовано: 17.05.2024
Сегодня тема разговора винт лодочного мотора.. Начну с плохой «новости», у лодочного мотора нет коробки передач ,как в автомобиле. Мы все время «ездим на одной передаче» и эту передачу надо так тщательно выбрать, что бы она оптимальной на всех режимах. Выбор такой "передачи", является правильный выбор параметров винта. Скажу сразу, универсальный совет вам ни кто не даст, так как выбор винта зависит от очень большого количества вводных и параметров. Вот только некоторые из них:
Для чего нужно подбирать характеристики винта ? Что мы этим достигнем?
Основные характеристики лодочных винтов:
Обычно производители моторов указывают в описании размерность винтов подходящих к конкретному мотору.
Обозначение винта обычно выбито на втулке и выглядит примерно так, может быть добавлено R-правое вращение L-левое вращение, размеры указаны в дюймах.
Для выбора винта, нам понадобиться лодка, мотор и тахометр! Процесс выглядит примерно так: лодка загружается нагрузкой, с которой она обычно эксплуатируется и полностью разгоняется, переводя дроссель в положение «полный газ». Смотрим на тахометр, обороты должны находится в диапазоне указанном в паспорте мотора. Возьмем для примера диапазон 5000-6000об/мин (на разных моторах, разные диапазоны). Так в случае нашего примера, если обороты будут ниже 5000об/мин, значит винт "тяжел" для этой лодки и мотора, двигатель «не докручивает», если наоборот обороты превышают 6000об./мин, значит винт легок и «перекручивает». Оба эти режима крайне вредны для мотора (особенно «перекрут»).
Предположим обороты находятся в заданном диапазоне, дальше требуется более точная подборка винта в зависимости от ваших задач. Если требуется выводить лодку на глиссер с максимальной загрузкой, то ставиться "грузовой" винт, с шагом при котором обороты в «полный газ» будут приближены к максимальным, достигается это уменьшением шага винта. При выходе на глиссер будут в этом случае некоторые потери в скорости. Если требуется максимальная скорость, надо двигаться к увеличению шага винта, но быть готовым, что лодка будет неохотно выходить на глиссирование, а в случаях большой загрузки, может вообще не выйти. Как всегда, истина где то по середине и надо подбирать универсальный винт .
Поставлю скоростной винт – лодка поедет быстрее.
Поставлю грузовой – и моя 3-х метровая «ласточка» под мотором 3,5 л.с. легко будет выводить на глиссирование 4-х человек.
К сожалению, это очень распространенные заблуждения. Давайте попробуем разобраться, как правильно подобрать винт, и в каких случаях от этого будет толк, а в каких нет.
Сначала тезисы - утверждения, что должно быть.
Правильно подобранный винт должен дать мотору возможность работать в оптимальном режиме:
в рабочем диапазоне оборотов
выдавать максимальный крутящий момент и, соответственно, мощность.
Очень важный момент! Шаг винта подбирается под конкретный комплект лодка+мотор и очень сильно зависит от габаритов, конструкции, веса и непосредственно загрузки лодки. На разных лодках один и тот же мотор дает разные динамические показатели. Поэтому сказать заранее о необходимом шаге винта невозможно!
Правильно подобрать шаг винта можно только зная обороты мотора, на слух определить их очень сложно, а для новичка невозможно, следовательно, нужен тахометр. И, только измерив обороты, можно говорить, что нужен винт с большим (меньшим) шагом.
Обычно винт подбирается исходя из средней, наиболее часто используемой загрузки лодки, каждый раз менять винт будут далеко не все, поэтому выбирается винт, оптимальный для этого режима, и в случае большей или меньшей загрузки нужно просто контролировать нагрузку на мотор за счет оборотов.
Если обороты мотора превышают максимально допустимые «перекрут», значит установлен винт с маленьким шагом или слишком «легкий» винт. Если мотор не может развить максимально возможные обороты «недокрут», значит установлен винт со слишком большим шагом «тяжелый» винт.
Работа мотора в условиях «перекрута», также как и при «недокруте», когда мотор не может развить нужных оборотов чрезвычайно вредна для мотора и значительно сокращает его ресурс. Поэтому попытки «выжать» из мотора мощность и скорость, которые он не может выдать, за счет смены шага винта ведут к поломкам мотора.
Эксперименты с винтами на слабосильных моторах до 8-10 л.с. крайне неэффективны и дают минимальный положительный эффект или не дают его вовсе! Поскольку на многие слабосильные моторы идет возможность установки только винта с одним диаметром и шагом, то пытаются найти нестандартные винты, которые могут привести к серьезным дисбалансам в работе двигателя.
Здесь совет один, хотите, чтобы лодка ехала быстрее – лучше менять не винт, а мотор, на более мощный.
Теперь немного теории.
Шаг винта
Это расстояние в дюймах, пройденное винтом за один оборот. Или наклон лопастей. Фактически пройденное винтом расстояние меньше теоретического за счет "проскальзывания".
Увеличение шага на 1 — снизит количество оборотов мотора на 200 — 250 об/мин, добавит на мотор дополнительную нагрузку. И наоборот.
Режимы работы двигателя
Превышение максимально допустимых оборотов вызывает огромные нагрузки на все узлы лодочного мотора, нарушается внутренняя работа смазочного механизма, целостность масляной смазывающей пленки, покрывающая детали, возникают задиры поршней и цилиндров, разрушение всех деталей двигателя вследствие возросших вибраций и биений, это называется работа мотора «вразнос». (По одной из этих же причин запрещается обкатка лодочного мотора в бочке – двигатель работает без нагрузки, следовательно, легко может превысить максимальные обороты).
Если мотор постоянно не может развить свои рекомендуемые максимальные обороты он так же быстро может выйти из строя, как и при «перекруте». Здесь также возникают чрезмерные нагрузки на все узлы, возникает перегрев, существует мнение, что это способствует выходу из строя элементов электронного зажигания. Возникает эта ситуация, если слабосильный мотор вешают на большую для него лодку и при этом сильно загруженную, или используют «тяжелый» винт с большим шагом.
Кавитация — процесс, возникающий при увеличении разницы давления на разных сторонах лопастей. На одной стороне лопасти создается сильное разряжение, при котором происходит закипание воды. При встрече этой области на границе лопасти с областью высокого давления, происходят микровзрывы, сила которых довольно высока. Происходит выкрашивание кромок лопастей, которое так же называют кавитационной эрозией. При этом кромки лопастей с механическими повреждениями еще больше разрушаются.
Крейсерская скорость движения – скорость лодки при которой достигается наименьший расход топлива, при небольшом уменьшении скорости относительно максимальной.
Четырехлопастные винты. Для уменьшения времени выхода лодки в режим глиссирования можно применить не трех-, а четырехлопастные винты. При этом, на крейсерском режиме движения максимальная скорость может уменьшиться из-за возросшего сопротивления и меньшего КПД относительно трехлопастного. Работа винта станет более плавной и менее шумной. К тому же при использовании четырех лопастей, гораздо позже наступает явление кавитации.
Стальные винты — самые хорошие винты, особенно, для соленой воды. За счет прочности стали толщину лопастей можно существенно уменьшить, по сравнению с алюминием.
При одинаковых параметрах, стальной винт обладает большим КПД и можно ставить винт на шаг больше. Мотор будет развивать такие же обороты, скорость возрастет, а кавитация не будет наносить винту из стали такой же ущерб, как на алюминиевом. У стальных винтов есть существенный недостаток - они значительно дороже, а еще найти такой винт на мотор до 10 л.с. задача не из легких.
При ударе о подводное препятствие алюминиевый винт оказывается более разрушительным для редуктора. Жесткий алюминий при ударе всю энергию передает редуктору, а стальной — часть ее тратит на свою деформацию. Больший вес стального гребного винта не скажется отрицательно на работе мотора, редуктор рассчитан на гораздо большие нагрузки.
Стальные винты гораздо долговечней, при критическом износе вы увидите маленькие трещины, что даст Вам возможность вовремя поменять винт. Алюминий, накопив усталость и внутренние повреждения, может разваливается сразу.
За состоянием своего гребного винта надо тщательно следить. Сколы и погнутости вносят серьезный дисбаланс при вращении на высоких оборотах, вызывают разрушительные процессы в редукторе, кавитацию на лопастях и серьезно снижают КПД мотора.
При дальних переходах, желательно иметь запасной винт, особенно если он алюминиевый.
Толщина лопастей винта у разных производителей разная. Более толстые лопасти, возможно, имеют больший ресурс работы, но худшие гидродинамические показатели.
Демпфер - впрессованная резиновая втулка предохраняет детали редуктора от резкого пуска при включении передачи, и не служит для защиты редуктора от удара о подводное препятствие. В некоторых случаях при ударе она помогает, но, чаще всего, сработать просто не успевает. На слабосильных лодочных моторах гребной винт прочней деталей редуктора. При ударе вал гнется, зубья шестерен выкрашиваются. На мощных моторах редуктора гнут и ломают более слабые гребные винты. Поэтому нужно очень внимательно следить за глубиной, вовремя поднимать мотор (или переводить в режим мелководья).
Неправильный выбор винта повышает риск поломки двигателя лодки. Когда мотор не способен развить заявленную в сопроводительной документации скорость на высоких оборотах, он практически тонет в топливе. Становится высока вероятность деформации подшипников, поршней и других расходников. Все это чревато разрывом в глушителе, заеданием поршня и выводом мотора из строя.
В обратной ситуации, когда обороты вала превышают допустимые, лепестковые клапаны разрушаются, при трении деталей образуется стружка, все элементы быстрее изнашиваются.
Но всего этого можно избежать, если подойти ответственно к выбору винта для лодки. Конечно, при покупке придется опираться на мнение производителя и данные из каталога, но оптимальный вариант подбирается экспериментальным путем. Винты различаются между собой по следующим параметрам: на каждые 2,54 см (1 дюйм) приходится 150-200 оборотов в минуту. Бывает так, что вы установили новый винт, но он замедляет ход. Решением проблемы станет установка устройства с шагом поменьше, чтобы увеличить скорость.
Расчет винтового шага
Что бы рассчитать шаг винта, необходимо знать несколько параметров:
- Посмотрите в документах на мотор предельное число оборотов для режима «полный газ». Стандартно это число не больше 5500 об/мин.
- Теперь разгоните лодку до предельного значения на «полном газу».
- Если показатели тахометра меньше, чем те, что прописаны в паспорте, зафиксируйте их как предельное число оборотов.
Исходя из данных, что на 1 дюйм приходится примерно 200 оборотов в минуту, можно подсчитать, на сколько дюймов нужно уменьшить шаг:
1000 : 200 = 5.
Таким образом, уменьшение шага на 5 дюймов должно решить проблемы со скоростью.
Практика показывает, что обойтись одним каким-либо винтом нельзя. Для каждой задачи необходима своя модель. Поэтому настоятельно рекомендуется брать с собой в путешествие запасной винт в полном комплекте.
На начальном этапе новоиспеченный владелец судна полностью полагается на винт, установленный производителем. И только с опытом приходит понимание, что, изменяя параметры веса и мощности, можно добиться оптимальной скорости хода при экономном расходе топлива. Поэтому рано или поздно перед владельцем встает дилемма: как выбрать винт, чтобы улучшить характеристики и не обновлять мотор полностью.
Параметры винта
Величина шага.
Это число обозначает, на какое расстояние переместится винт вперед, пройдя полный виток. Как правило, винты сопровождают маркировкой. К примеру, «10х15», что значит, что диаметр изделия составляет 10 дюймов, а его шаг равен 15 дюймам.
Центральная ось называется «втулка». При помощи втулки винт отцентровывается по отношению к валу. Существуют модели моторов с выхлопными газами. Винт, рассчитанный на эти модели, имеет обойму, удерживающую лопасти.
Лопасти отвечают за создание тяги, выталкивая воду. Таким образом лодка движется вперед.
Геометрия лопасти
Алюминий или сталь?
Число лопастей винта.
Выбор оптимальной модели.
Ремонт винта лодочного мотора
Для подбора винта на ваш лодочный мотор нужно иметь ввиду:
- Увеличение шага на 1 дюйм дает уменьшение оборотов на 150 +/- 50 об/мин.
- Уменьшение шага на 1 дюйм дает увеличение оборотов на 150 +/- 50 об/мин.
- Иметь тахометр
- Знать какой винт у вас стоит (характеристики винта - обычно выбиты на самом винте, бывает на винте есть артикул - в данном случае, необходимо посмотреть каталог и в самом каталоге посмотреть характеристики винта)
- Знать максимальные обороты (обычно диапазон) вашей техники
Разгоните свое судно до максимальных оборотов на "полном газу" (положение лодочного мотора должно быть обычным и рекомендованным для конкретных условий) и посмотреть показания тахометра. Правильно подобранный винт должен развить и "попасть" в диапазон максимальных оборотах вашего лодочного двигателя. Если он не "попадает" в рекомендованный диапазон, то вам необходимо менять винт (смотрите формулу при увеличение и уменьшение шага выше)
Пример: у вас лодочный мотор Yamaha 15 c 3-х лопастным винтом 11-ым шагом. Максимальные обороты мотора 4500-5500. Показания тахометра 4300. Вам нужно повысить обороты мотора до 4500-5500, то есть вы можете предположить, что если возьмете винт след. шага:
- с 10 шагом - будет 4500 об/мин
- с 9 шагом - будет 4700 об/мин
- с 8 шагом - будет 4900 об/мин
- с 7 шагом - будет 5100 об/мин
- с 6 шагом - будет 5300 об/мин
- с 5 шагом - будет 5500 об/мин
Для большинства водно-моторников - идеальным винтом, считается тот, который попадает в середину диапазона, так как тогда появляется "запас по попаданию оборотов": загрузили не запланированного пассажира - обороты упали, но все равно двигатель попадает в рекомендованный диапазон, высадили человека - обороты выросли, но все равно двигатель попадает в рекомендованный диапазон.
В теории по подбору винта все просто. На практике все намного сложнее, так как нужно учитывать множество переменных:
Специалист магазина Моторка.PRO Максим Остапенко поделится секретами о тонкостях настройки совместной работы лодки и мотора для достижения наилучшего результата.
Приветствую всех водномоторников!
В этой статье хочу поделиться с Вами опытом подбора правильного винта к мотору.
Рассмотрим ситуацию: Вы купили мотор и лодку или купили новую лодку, а мотор остался прежний, или наоборот. Итак, мотор установлен на транец, вы всё сделали правильно: установили нужный угол дифферента, настроили высоту погружения антикавитационной пластины, но… мотор не может вывести лодку в глиссирующий режим!
В чем же дело? Ведь лодка и мотор вроде бы соответствуют друг другу. Например, лодка длиной 3,8 метра и мотор 9.9 (15) л.с., а в глиссирование комплект не выходит!
Первое, на что стоит обратить внимание, это на параметры гребного винта. На моторы с этикеткой 9,9, которые по факту являются 15-сильными двигателями, часто установлен винт 11-го шага. Это значит, что мотору не хватает мощности развить номинальные обороты. В этом случае необходим более тяговый винт, с меньшим шагом - 10 или даже 9 дюймов.
Как правило, это в большинстве случаев решает проблему вывода лодки в глиссирующий режим, однако бывают и более сложные ситуации, когда поставить «грузовой» или «скоростной» винт недостаточно.
Для того, чтобы понять, почему мотор не выводит лодку в глиссирующий режим, нужно выяснить, что необходимо самому мотору (случай, когда мотор явно не подходит к лодке, не рассматриваем), а именно выяснить, в какие обороты развивает мотор. Для этого необходим тахометр.
Очень полезная вещь! Помимо того, что вы будете знать, на каких оборотах работает двигатель, тахометр покажет вам еще и наработку вашего мотора, так как большинство современных тахометров для ПЛМ оснащены счетчиком моточасов.
Итак, вы установили тахометр, правильно выбрали режим работы (для 2-тактных, 4-тактных, одно/двух/трёхцилиндровых моторов) и выбрались на водоем. Тахометр измеряет обороты во всём диапазоне работы двигателя, Вам остаётся только наблюдать за его показаниями. Даёте полный газ и смотрите: если показания в пределах 5000-5500 (для некоторых моделей - до 6000, см. инструкцию) оборотов в минуту, значит, мотор работает в номинальном режиме, менять винт не нужно. Если же обороты меньше или больше номинальных, то следует установить винт нужного шага!
Рассмотрим несколько примеров.
Пример 1 – нехватка оборотов. Например, тахометр показывает 4500 оборотов в минуту при полностью открытом газе. Это говорит о том, что мотору тяжело вращать установленный винт. Значит, у этого винта слишком большой шаг и за один оборот он захватывает большое количество воды, которое мотору толкнуть очень тяжело. Следовательно, необходимо установить винт с меньшим шагом.
Пример 2 – избыток оборотов. Например, тахометр показывает 6300 оборотов в минуту при полностью открытом газе. Это говорит о том, что мотору слишком легко крутить такой винт. Мощность мотора избыточна для такого винта, он захватывает очень мало воды за один оборот. Значит, нужно установить винт с большим шагом.
Итак, Режим работы выяснен, обороты известны. Какой винт подобрать?
Существует относительное правило: 1 шаг винта – 300 оборотов.
Соответственно, при оборотах, например, 6300 необходим более скоростной винт, чтобы нагрузить мотор должным образом! Если у вас был установлен винт 9-го шага и были такие высокие обороты, то путём элементарных математических вычислений выясняем что необходим винт 12-го шага.
И также наоборот. При очень низких оборотах уменьшаем шаг винта до необходимого.
Опять же, эта формула является относительной и в действительности может не подходить, ведь лодки и условия их эксплуатации у всех разные!
Еще один важный момент. Не забывайте, что мотор должен быть правильно установлен на транец! Об этом в следующей статье (Читайте статью "Как правильно установить мотор на транец лодки" в разделе "Полезная информация" сайта Моторка.PRO).
Читайте также: