Как подобрать оптимальный винт для подвесного мотора и лодки, потерянные силы

Замена одного гребного винта лодочного мотора на другой объясняется просто. Таким способом изменяют характеристики движения лодки. Разные конструкции гребных винтов дают разные характеристики.

Материал: нет хороших и плохих, есть подходящий именно вам

При выборе материала нужно взвесить все за и против, понимая, где и как будет эксплуатироваться искомый винт. Как правило, выбор встает между алюминиевым и стальным винтами. Но на рынке также имеют место менее популярные пластиковые, а также производные из различных сплавов и соединений.

Алюминий

Если вы спокойно ходите по пресному мелководью без стремления летать и периодически встречаетесь с корягами и прочими нежелательными объектами, то недорогой алюминиевый винт станет для вас хорошим выбором. При небольшой деформации его можно поправить хоть камнем, а если все-таки происходит встреча с сильным разрушающим эффектом, алюминиевый винт отдаст свою недорогую жизнь во имя спасения дорогостоящего редуктора, приняв удар на себя. А это точно — меньшая боль, особенно, если помнить о том, что винт — это расходник. В идеале всегда нужно иметь с собой второй — на случай смены активности или неожиданного происшествия. С подходящим инструментом заменить его самостоятельно не составит труда. Алюминий — мягкий металл, его форму нарушить может встреча даже с небольшой бутылкой или корягой, а на мелководье песок быстро покроет лопасти выщербинами, что, естественно уменьшит КПД. Однако его невысокая стоимость и защищенность более значимого редуктора заставляют закрыть глаза на такие мелочи.

Сталь

Если ваша единственная мечта — это скорость, то прочный стальной винт — то, что вам нужно. Он, конечно, дороже алюминиевого, но и его КПД значительно выше предыдущих версий: прочность материала позволяет сильно уменьшить толщину лопасти, повысить зеркальность поверхности, кавитация на него действует не так значительно. В связи с этим показатели скорости увеличиваются на 5–7% в сравнении с алюминиевыми аналогами. Стальному винту не страшен песок и мелкий абразив — он не сотрется и даже выдержит несильный удар о топляк или дно, не изменив геометрии лопастей. Но при встрече с камнем крепкий винт не погасит всю силу удара — она перейдет на редуктор и вал, что гораздо больнее в плане ремонта и кошелька. Иногда спасает пластиковая втулка, принимающая удар на себя, но лучше все же избегать незнакомого мелководья на большой скорости и внимательно следить за показателями эхолота.

Поэтому, если вы любите погонять и радеете за скорость, ускорение и эффективность, если ваш маршрут — это знакомый фарватер и хорошая глубина, стальной винт оправдает все надежды. Не боящийся коррозии, он также будет идеален для гуляющих по морю. Если же риск наткнуться на подводную неприятность велик, а показатели скорости в несколько километров в час — всего лишь личные амбиции, алюминиевый винт будет более разумным решением. Все-таки винт — это, хоть и дорогой, но расходник. И всегда, имея на борту запасной вариант с ремкомплектом, несложно самостоятельно заменить внезапно сломавшееся устройство. Это дешевле, проще и быстрее, чем ремонт редуктора. Главное, не забудьте при замене смазать вал и убедиться в наличии сетки.

Зачем нужны разные винты

По сути, гребной винт является аналогом трансмиссии (коробки передач), которая используется для регулирования оборотов и скорости автомобиля. Например, заменив винт можно увеличить ускорение, но уменьшить максимальную скорость.

Но если гребной винт не подходит под характеристики лодочного мотора и под нагрузку лодки, даже на максимальных оборотах двигателя отдача будет практически нулевая. Или на малых оборотах лодочный мотор будет перегружаться. Оба варианта приводят к быстрому износу деталей ПЛМ.

Точный подбор гребного винта меняет дело. Правильно подобранный гребной винт обеспечивает оптимальный режим работы мотора. Появляется возможность наращивать тягу, лодку можно приспособить для буксировки различных грузов. К этим преимуществам добавляется ещё и экономия топлива.

Разновидности

Для выбора и приобретения наиболее подходящего гребного винта первоначально следует разобраться в существующих классификациях. Имеется множество различных критериев для их деления, самые значимые из них рассмотрены ниже:

1. Показатель расстояния, которое винт способен преодолеть при совершении одного оборота. Данный критерий называется шагом, скольжение при этом не учитывается.
2. Диаметр – это крайние точки окружности, которая создается при вращении лопастей.
3. Соотношение общей площади всех лопастей и площади диаметра, данный критерий обычно называют дисковым отношением.
4. Число лопастей, которое может составлять 2, 3, 4 или 5 штук в зависимости от особенностей конструкции выбранной модели. На сегодняшний день наиболее распространены трехлопастные варианты.
5. Материал, который использовался для изготовления. Чаще всего встречаются модели из различных алюминиевых сплавов, углеродистой стали, латуни, нержавеющей стали или пластика. Меньшей популярностью пользуются бронзовые устройства, поскольку они отличаются слишком высокой стоимостью при отсутствии видимых преимуществ перед аналогами из латуни. Пластиковые модели изготавливаются из современного и прочного материала, но металлические варианты все равно остаются более надежными и отличаются длительным эксплуатационным сроком.
6. Особенности конструкции ступицы, от которых также зависит способ выведения выхлопов.

Размер имеет значение

Количество лопастей

Определившись с материалом, необходимо решить, какое количество лопастей станет для вас наиболее оптимальным. Это напрямую влияет на эффективность и плавность хода. Чем больше лопастей, тем меньше скорость, меньше вибрация и больше тяга.

Двухлопастные винты используются очень редко. Их область применения — это, как правило, болотоходы и электромоторы. Самые распространенные и оптимальные по своим свойствам — трехлопастные винты.

По мере увеличения площади упора увеличивается и площадь действия толкающих сил, и трение. Если нужна скорость налегке — выбирайте три лопасти. Это обеспечит вам высокий КПД, максимальную скорость и шанс, что, воткнувшись в песок, винт ляжет на две продольные лопасти, а третья будет торчать сверху, без повреждений.

Четырехлопастной винт считается грузовым, от него не стоит ждать максимальной скорости. Но зато более быстрый старт и уменьшение скорости выхода на глиссер вам обеспечены — и это хороший бонус для увлекающихся водными видами спорта. Очень важный момент, который часто становится решающим — большая площадь лопастей сэкономит расход топлива на крейсерском ходу. Благодаря четному числу расположенных друг напротив друга лопастей вибронагрузка снижается и ход лодки становится более плавным. Все эти плюсы актуальны, пока вы используете двигательную установку на  70–80% от полной мощности. Стоит достичь максимальной скорости — и четырехлопастной винт теряет все свои преимущества. Поэтому важно понимать, какую из ваших целей можно назвать первоочередной. Если вы — тягач, если вам не важна скорость и экономия топлива для вас — решающий фактор, то четыре лопасти в помощь. В остальных случаях лучше взять скоростной трехлопастной винт.

Диаметр винта

Также переменным значением является диаметр винта, измеряемый по внешнему краю лопастей. Чем больше диаметр — и, соответственно, площадь — тем выше тяговые свойства мотора, тем — как следствие — ниже скорость.

Самые часто встречающиеся: «круглое ухо» и эллипс, обеспечивающие оптимальное соотношение тяги и скорости. Для скоростных судов обычно ставят лопасти, сужающиеся к кончикам — такое строение уменьшает трение и увеличивает скорость перемещения легких судов. Для движения в заросших водоемах идеально подойдут косые винты, лопасти которых закручены по направлению движения и не имеют привычки накручивать водоросли.

Маркировка

На каждом гребном винте обязательно присутствует специальная маркировка, которая может быть нанесена на его лопасти или непосредственно на ступицы; все размеры указываются в дюймах.

Маркирование устройств на сегодняшний день осуществляется разными способами, наиболее распространенные примеры приведены ниже:

1. 1¼х15–G – в данном примере имеется два числовых значения, они обозначают показатели диаметра лопастей и шага устройства.
2. 3х10-3/8х11R – является более детализированной маркировкой, которая показывает, что устройство оснащено тремя лопастями и обладает правосторонним вращением.
3. 3213-101-14 – является каталожной маркировкой, расшифровка артикулов должна присутствовать в прилагаемой инструкции или на упаковке.

Выше скорость — больше шаг

Самый важный показатель, который часто приходится подбирать опытным путем — шаг винта. Это расстояние в дюймах, которое проходит лодка за полный оборот винта в 360 градусов. Поменяв шаг винта на одну единицу, мы получим разницу в 150–200 оборотов двигателя в ту или иную сторону. При изменении шага винта действует простое правило: больше шаг — выше скорость, меньше шаг — больше груза. Несмотря на кажущуюся простоту, очень важно подбирать винт под конкретный мотор, конкретную лодку и среднюю планируемую загрузку, так как и размер, и вес — имеют значение. Задача состоит в том, чтобы у загруженной лодки на полном газу максимальные обороты двигателя стремились к значениям, рекомендованным в мануалах производителя мотора.

Чтобы подобрать шаг винта опытным путем, необходим обычный тахометр и загруженная под обычную эксплуатацию, прошедшая двенадцатичасовую обкатку лодка. Представим, что рабочий режим работы двигателя, установленного на лодку, составляет 5800–6000 об/мин. Выводим загруженную лодку на максимальные обороты и смотрим показания тахометра. Если значение выше диапазона работы двигателя — значит, винт перекручивает и на мотор идет повышенная нагрузка. Необходимо занизить обороты, повысив шаг из расчета 1 шаг — 200 оборотов.

Если обороты достигают 6000 — значит, увеличилась максимальная скорость, это лучший выход на глиссирование, мотор работает ровно — винт подобран оптимально.

Если тахометр показывает 5700–5800 — максимальная скорость увеличится еще на несколько показателей, но выход на глиссирование станет более затяжным, а работа мотора будет ощущаться с натягом. Но если избавиться от груза в виде пары-тройки человек, то показатели сразу войдут в оптимальную норму.

Сильно заниженные обороты — 5400 и ниже — говорят о слишком тяжелом винте: упадет максимальная скорость, выход на глиссер станет сильно затруднителен, повысится расход топлива и нагрузка на двигатель. Обороты повышаются посредством уменьшения шага винта. При этом значения разных винтов одного и того же диаметра и шага будут отличаться. Например, обороты четырехлопастного винта за счет большого упора будут на 100 единиц меньше, чем трехлопастного — аналогичного размера. А если мы поменяем алюминиевый винт на стальной, то значение шага у второго должно быть ниже на единицу.

Если шаг подобран правильно, вы получите хорошее значение максимальной скорости, быстрый выход на глиссер, а также убережете двигатель от чрезмерного износа, а себя — от лишних хлопот. Для тех, кто любит разнообразие и эксперименты, ходит с разной загрузкой лодки и меняет цели путешествия от буксировки лыжника до спокойной рыбалки  и перевозки тяжелых грузов с режимом экономии топлива, стоит иметь на борту сменный винт с ремкомплектом, предназначенным для решения разных задач. 

Либо подобрать винт с переменным, изменяемым шагом, что, безусловно, дороже, но менее хлопотно и позволяет менять характеристики винта в зависимости от условий. Шаг винта меняется простым движением руки — вращением кнопки, расположенной непосредственно на винте.

Выбор производителя остается за личными предпочтениями. Но если вы решили сэкономить на неоригинальном китайском винте, обязательно обратите внимание на края лопасти (они могут быть изначально кривыми), размер ступицы с одной и другой стороны, толщину лопасти (чем толще, тем хуже работает). Так же маркировка может отличаться от действительности, то есть — не удивляйтесь, если вдруг, купив винт на шаг больше, вы не получите необходимого снижения оборотов.

Выбор винта — важный аспект будущей качественной эксплуатации судна, поэтому подходить к процессу лучше со всем вниманием и заботой о двигателе. Правильно подобранный винт позволит получить оптимальные ходовые показатели, сэкономить бензин и главное — продлить срок службы мотора. Поэтому лучше не экономить ни на времени, ни на средствах. Дешевле выйдет.

Как подобрать винт

1. Купить недорогой индукционный тахометр.
2. Выполнить обкатку лодочного мотора (не менее 12 часов).
3. Узнать параметр шага гребного винта (по маркировке) и параметры количества оборотов мотора (по спецификации на мотор).
4. Загрузить лодку по весу, на который рассчитывается дальнейшая эксплуатация судна и под который нужно подобрать винт.
5. Установить нормальный дифферент мотора.

К примеру, на лодке с двигателем мощностью 15 л.с. и диапазоном оборотов 4500-5500 установлен винт 10-го шага. На максимальной скорости движения судна с помощью тахометра замеряют число оборотов мотора. Допустим, прибор показал 5300. В этом случае винт подобран правильно, так как число оборотов не выходит за пределы допустимого диапазона.

Если поменять винт 10-го шага на другую конструкцию с шагом 11, максимальная скорость движения повысится, число оборотов мотора снизится до 5100. Однако при этом снизится тяга и ускорение, для выхода лодки на глиссер потребуется больше времени.

Установка винта с шагом 9 при испытаниях показывает снижение скорости и увеличение силы тяги, максимальной скорости. Число оборотов двигателя возрастает до максимально допустимой границы диапазона (5500). Этот вариант можно применить, но только уже как чисто грузовой – не скоростной.

При установке винтов с шагом 8 или 7 уже отмечается эффект перекрута мотора. Такая работа недопустима, так как ведёт к быстрому износу двигателя. Но если в лодку поместить дополнительный груз, наблюдается выравнивание баланса нагрузки и мощности. То есть, таким образом можно подбирать винт под конкретные условия передвижения.

Делаем расчеты

На сегодняшний день существует большое количество различного программного обеспечения, которое позволяет рассчитывать оптимальные параметры гребного винта с учетом задаваемых показателей.

Считается, что наиболее точным расчеты формируются программами, которые для этих целей задействуют диаграммы Пампеля. Однако даже в таком случае допускаются погрешности, поэтому окончательный подбор показателей осуществляется только путем тестовых заводов.

Для получения наиболее точных расчетов необходимо учитывать следующие значимые факторы:

1. Размеры и вес плавательного средства.
2. Особенности формы днища моторной лодки.
3. Объем воды, который вытесняется лодкой.
4. Наличие продольных или поперечных реданов, снижающих сопротивление.
5. Рабочие показатели двигателя.
6. Показатели редукции.

Основная задача заключается в получении навыка осуществлять максимально точные расчеты при наличии минимального объема информации. Для этого потребуется располагать следующими сведениями:

1. Передаточное отношение редуктора, которое можно посмотреть в документации, прилагаемой к двигателю.
2. Обороты максимальной мощности мотора. Эти сведения наносятся непосредственно на двигатель или в моторном отсеке, при их отсутствии данную информацию можно уточнить у производителя или посмотреть на его официальном сайте.
3. Максимальная скорость, которую предполагается достичь. Необходимо приводить реальные показатели, которые можно получить при сопоставлении мощности двигателя и особенностей лодки.

Для расчета шага обычно используется следующая формула:

(750х (желаемая максимальная скорость)) / количество оборотов вала.

Для точного подбора устройства полученный показатель шага необходимо использовать следующим образом:

1. Диаметр устройства и ее шаг являются взаимосвязанными показателями, но даже при известном шаге будет присутствовать около 2-3 моделей с различными диаметрами. Здесь необходимо учитывать максимально разрешенную мощность двигателя: чем она выше, тем больше должен быть диаметр винта.
2. При наличии возможности рекомендуется попросить продавца провести тестовые испытания или взять под залог винт с шагом, который соответствует не только рассчитанному показателю, но и близкими к нему значениями. Это позволит на практике проверить правильность расчетов путем замеров скорости и выбрать наиболее подходящий вариант.

Заключение

Практика показывает, что правильным решением будет иметь под рукой два-три разных по конструкции гребных винта под разные нужды. Каждый из них рассчитан на работу при разных условиях загрузки.

Соответственно, придётся иметь и комплект инструментов для крепления. Как альтернативный вариант стоит рассмотреть возможность применения конструкций гребных винтов с изменяемым шагом.

Правила эксплуатации

Даже самые прочные и надежные гребные винты отличаются повышенной уязвимостью, это наиболее хрупкая часть лодки. Ниже приведен список правил, соблюдение которые повышает безопасность и положительно сказывается на эксплуатационном сроке устройства:

1. Реверс разрешено включать только при полной уверенности, что гребному винту хватает глубины. Лучше не рисковать лишний раз и несколько раз оттолкнуться от мелководья при помощи весел.
2. Необходимо следить за состоянием лопастей, поскольку любые деформации, неровности и выбоины мешают полноценному функционированию винта и способны вывести его из строя.
3. При прохождении судна возле наиболее проблемных участков водоема, которыми являются мелководья и разнообразные подводные препятствия, нужно не забывать пользоваться гидроподъемом.
4. Постоянно нужно следить, чтобы гребной винт даже кратковременно не соприкасался с поверхностью дна – это является основным условием для обеспечения длительной службы.

Вопрос — ответ

Сегодня мы пригласили эксперта, который ответит на наиболее частые вопросы читателей, касающиеся гребных винтов.

—Как проще проверить, насколько подходит к катеру имеющийся винт?

-Нужно замерить обороты в «полный газ» с максимальной и минимальной загрузкой. Обороты должны находиться в пределах, рекомендованных изготовителем. Если мотор «недобирает» оборотов – поставьте винт с меньшим шагом, если происходит «перекрут», то есть превышение оборотов – то шаг требуется увеличить.

—Сколько лопастей лучше – 3 или 4?

-Смотря что требуется от лодки. Если нужна устойчивая минимальная скорость глиссирования, грузоподъемность, больший упор – то 4 лопасти имеют определенные преимущества. Если важнее скорость налегке – то выбираем винт с тремя лопастями.

Следует иметь в виду, что за счет большего упора обороты четырехлопастного винта будут приблизительно на 100 меньше, чем трехлопастного аналогичного диаметра и шага.

—Какой винт лучше – алюминиевый или стальной?

-Опять же, что важнее для пользователя. Если нужна максимальная скорость, возможность максимального увеличения ходового дифферента тримом без возникновения подхвата воздуха, то стальной винт предпочтительнее. Но он сильнее нагружает редуктор за счет большей массы и стоит гораздо дороже.

Для повседневной эксплуатации вполне подходит алюминиевый винт. Относительно недорогой, он обладает весьма достойными гидродинамическими характеристиками, к тому же при ударе о подводное препятствие меньше вероятность повреждения вертикального и гребного валов, а также деталей редуктора за счет более хрупких лопастей.

Если же вы решите провести эксперимент со стальным винтом, следует иметь в виду, что стальной винт нужно брать с шагом на 1″ меньше, чем алюминиевый.

—При выходе на глисс такое ощущение, что «буксует сцепление» Как с этим бороться? Винт с виду целый.

-Возможно, провернулся демпфер, находящийся между втулкой и ступицей. Попробуйте установить другой винт – ситуация должна измениться.

-Как продлить срок службы винта?

-Основная рекомендация — избегать касания дна: внимательно следить за изменением глубины и пользоваться гидроподъёмом при прохождении проблемных мест: отмелей, подводных препятствий.

-Обязательно ли использовать оригинальный винт?

-Нужно понимать, что многие оригинальные винты сделаны на тех же предприятиях, что и «неоригинал». Существует ряд проверенных производителей, выпускающих качественную замену оригиналу при более низкой цене. Поэтому говорить о необходимости использования именно оригинальных винтов некорректно.

К сожалению, формат статьи не позволяет максимально подробно рассмотреть все нюансы подбора винта, но основные вопросы мы рассмотрели, и теперь при необходимости можем подобрать наиболее подходящий винт для моторной лодки или катера. Тем, кто заинтересовался темой и хочет изучить теорию гребных винтов, можно порекомендовать труды Х. Баадера, Л.Л. Хейфеца, В.В. Вейнберга, а также книгу «Гребные винты. Современные методы расчета» В. Бавина и др.

Блиц-советы

Подводя итоги, можно привести следующие советы, касающиеся гребных винтов и их использования:

1. Не рекомендуется дополнительно покрывать подобные устройства краской, поскольку при отсутствии у нее водоотталкивающих свойств, поверхность в скором времени начнет сильно шелушиться, что ухудшит функционирование винта. В результате скорость будет падать даже при увеличении количества совершаемых оборотов.
2. Лучше всего приобретать гребные винты у крупных производителей, которые успели зарекомендовать себя с хорошей стороны и имеют достаточное количество положительных отзывов. Такие компании дают продолжительную гарантию на свое оборудование и зачастую дают предварительно протестировать выбранные модели.
3. Для обеспечения прямолинейности движения судна можно установить два винта с разным направлением вращения. Необходимо помнить, что монтаж нескольких устройств, имеющих одинаковое вращение, будет способствовать наклону плавательного средства в одну из сторон.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...