Как измерить шаг винта лодочного мотора

Методы измерения шага гребного винта

Приобретая тот или иной гребной винт , на котором не обозначены его параметры или отсутствует паспорт, вы, в силу изложенных причин, непременно подвергаете свой мотор риску. Поэтому, прежде чем ставить неизвестный винт на лодку, необходимо, как минимум измерить его шаг. Напомним, что геометрическим шагом грибного винта называется то расстояние, которое прошел бы винт за один оборот в осевом направлении без скольжения. Это расстояние легко себе представить, если допустить, что вода стала твердой или провести аналогию с шурупом, ввертываемым в древесину.

Шаг каждого радиального сечения лопасти Н i можно выразить общей формулой

H i = 2πR i tgv i (1)

где R i -радиус сечения лопасти, v i — шаговый угол.

Наглядное представление о шаге развернутого на плоскость сечения лопасти Н дает шаговый треугольник, основанием которого является дуга окружности 360°, имеющая длину 2πR i ( рис. 43 ).

Рис. 43 . Шаговый треугольник сечения лопасти на радиусе R i .

Чтобы получить шаг гребного винта , необходимо как можно тщательнее замерить радиусы и шаговые углы для нескольких сечений каждой лопасти винта и после расчетов по формуле (1) найти среднее арифметическое значение. Однако из-за сложности конфигурации винта сделать это довольно трудно – нужны специальные приборы, так называемые шагомеры. Упростить измерение можно лишь за счет некоторого снижения точности. Известны несколько относительно простых методов измерения геометрического шага винта.

1 метод определения шага гребного винта

Из шагового треугольника, показанного на рис. 43 , видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° ( рис. 44 ).

Рис. 44 . Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.

Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний

h i = h 1 — h 2 . (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Н i = h i 360º / αº. (3)

Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид

Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять

Н i = h i 360° / 45° = 8 h i (5)
или
Н i = h i 360° / 60° = 6 h i (6)

При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.

2 метод определения шага гребного винта

Этот метод также основан на общей формуле (1). Здесь (согласно предложению Б. Григорьева) измеряются не углы наклона сечений лопасти, а только радиус одного сечения Rx, расположенного под шаговым углом ν = 45°. При горизонтальном положении гребного винта это сечение легко найти при помощи гибкого пластикового треугольника с углами при гипотенузе 45°. Изогнутый по окружности радиуса Rx треугольник нужно наложить гипотенузой на нагнетающую поверхность лопасти таким образом, чтобы верхний катет а — b стал горизонтальным. Вблизи искомого радиуса Rx при помощи рейки и отвеса (если нет более совершенного разметочного приспособления) на лопасти следует пробить одну-две винтовые линии ( рис. 45 ).

Рис. 45 . Схема установки гибкого треугольника на сечение лопасти гребного винта.

Это поможет более правильно изогнуть треугольник и более точно определить местоположение сечения лопасти, имеющего угол наклона 45°. Поскольку для найденного сечения tgν = tg45° = 1,0, формула (1) после подстановки известных значений π и ν примет совсем простой вид:

H45 = 2Rx tgν = 6,28Rx. (7)

Измерив указанным образом величины радиуса Rx на всех лопастях винта, по формуле (7) находят шаг каждой лопасти, а затем и шаг всего винта. Аналогичным образом можно измерить шаг еще на двух радиусах, лопастные сечения которых имеют шаговые углы 60° и 30°, а шаг винта определяют по формулам:

Н60 = 6,28 Rx tg60° = 10,88 Rx; (8)
Н30 = 6,28 Rx tg30° = 3,63 Rx; (9)

При помощи данного приспособления можно получить более или менее достоверные результаты лишь применительно к гребным винтам постоянного шага.

Простейший измеритель шага гребного винта

Метод, предложенный В. Полкановым состоит в том, что из толстой фанеры вырезают сектор с углом между сторонами 36° ( рис. 46 ). Отверстие в вершине сектора вырезается примерно на 2 мм больше диаметра отверстия в ступице. Если шаг замеряется на установленном на гребной вал винте, отверстие нужно сделать несколько больше гайки гребного винта или нарезной части вала. На секторе наносятся части окружностей «а» и «б» на 3-4 радиусах. Для определения шага сектор плотно прижимается к ступице, так, чтобы центр отверстия ступицы совпадал с вершиной угла сектора.

Как подобрать правильный винт к мотору

Подбор правильного винта — это как выбор резины на машину. Можно весь год ездить на всесезонке размера, выбранного производителем, и иметь средние показатели, а можно подобрать резину, точно подходящую под нужный вам тип эксплуатации. И тогда неважно — преодолеваете ли вы бездорожье или отжигаете на ровных магистралях. С винтом история примерно такая же: можно оставить все как есть или выбрать винт, оптимальный для своей лодки, нагрузки и варианта использования, получив максимальные характеристики с минимальными затратами топлива. Неправильно же подобранный винт грозит не только занизить все существенные характеристики, но и быстро убить двигатель: все детали подвергаются повышенным нагрузкам, что ускоряет их износ.

Прежде всего, нужно понимать, где лодка будет ходить, в каких активностях участвовать и с какой загрузкой передвигаться. Если нужна скорость и маневренность, то подбираем винт увеличенного шага и меньшего диаметра. Для буксировщиков, когда нужна хорошая тяга, отдаем предпочтение винтам большего диаметра — как колесам с более широкой резиной. Диаметр и шаг — два показателя, которые необходимо сбалансировать, подбирая наиболее оптимальный винт под необходимые вам условия. Кроме того, винты отличаются количеством и формой лопастей, материалом, из которого изготавливаются, диаметром ступицы, разной шлицевой посадкой. Чтобы использовать винт для разных моторов, делают съемную втулку, а вот если вы подбираете несколько винтов под один мотор, то диаметр ступицы и количество шлицов должно совпадать.

Основные показатели нанесены маркировкой на каждый винт. Более подробные значения, например, 3×10–3/8×11 R, поясняют количество лопастей (3), диаметр винта (10 3/8), шаг (11) и правостороннее движение (R). Некоторые производители указывают тип винтов и ступицы. Но главное — определить диаметр и шаг. Если на самом винте заводская маркировка вроде такой — 323-101-14, то полная расшифровка обязательно будет в прилагаемой инструкции.

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.

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.

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.

Выбор гребного винта

Одна из наиболее актуальных тем в кругу водномоторников – это подбор гребного винта. Какие преимущества даёт оптимальный винт? Подбор – насколько это дорого? Что обозначают числа на ступице винта?

Мы постараемся получить сегодня исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы:

Для чего нужно подбирать гребной винт?

Разновидности гребных винтов

Разнообразие марок, моделей и мощностей лодочных моторов требует огромного количества гребных винтов. Они различаются по:

• шагу (расстоянию, которое проходит винт за один оборот без учёта скольжения);
• диаметру (окружности, описываемой наиболее удалёнными от центра точками лопастей);
• дисковому отношению (отношению суммарной площади лопастей к площади круга с диаметром, равным диаметру винта);
• количеству лопастей (обычно 3, реже 4 или 2);
• материалу (сталь углеродистая и нержавеющая, алюминиевый сплав, пластик);
• конструкции ступицы (резиновый демпфер, сменная втулка, сменные лопасти);
• конструкции ступицы (выхлоп через ступицу или под антикавитационной плитой);
• диаметру ступицы;
• количеству шлицов втулки.

Маркировка винтов

Наносится на ступицу или лопасти, используются дюймовые размеры.

Обычно выглядит следующим образом:

11 ¼ х 15 – G – такую маркировку наносит на свой винт Ямаха.

Первое число обозначает диаметр лопастей, второе число – шаг винта.

Некоторые производители добавляют в маркировку количество лопастей и направление вращение винта, например:

13 х 19 3RH, или 3 х 10-3/8 х 11 R, где цифра «3» – количество лопастей, RH или R – правое вращение.

Если на винт нанесен только номер по каталогу, например, 3231-100-15, то расшифровка пишется на упаковке:

• Material: Stainless Steel
• Pitch (шаг): 15
• Blade (лопасти):
• Diameter: 10
• Engine (мотор): Yamaha

Расчет гребного винта

Для точного расчета необходимо знать:

• Размерения судна
• Килеватость
• Водоизмещение
• Размерения в зоне ватерлинии
• Наличие и расположение реданов
• Мощность и максимальные обороты двигателя
• Редукцию и многие другие параметры.

Наша задача – научиться рассчитывать с приемлемой точностью требуемые параметры алюминиевого винта под имеющуюся глиссирующую моторную лодку, располагая минимумом информации.

Для этого нам понадобятся следующие данные:

1. Желаемая максимальная скорость. Указывается в паспорте на лодку или берется от аналогичных комплектов. Естественно, не стоит указывать скорость 70 км/ч, имея мотор 30 л/с на прогулочной лодке, нужно рассматривать реальные значения.
2. Обороты максимальной мощности двигателя. Указаны в табличке, размещенной на струбцине мотора либо в моторном отсеке. Также данные присутствуют на сайтах продавцов лодочных моторов.
3. Передаточное отношение редуктора (узнаём из инструкции к мотору или из Интернета).

Для расчета шага скоростного винта используем соотношение:

H = 750V/n, где V – скорость в км/ч, n – число оборотов гребного вала.

В качестве примера приведём расчеты для килеватого глиссирующего корпуса длиной 17 футов с подвесным мотором Suzuki DF90ATL.

• Максимальная частота вращения коленчатого вала: 5300 – 6300 оборотов в минуту;
• Передаточное отношение: 2,59
• Максимальную скорость обозначим 68 км/ч.

1. Находим максимальные обороты гребного вала: 6300 : 2,59 = 2432 оборотов в минуту.
2. Считаем шаг: 750 х 68 : 2432 = 20,97″. Округляем до 21″.

Штатный винт имеет размерность 3 х 13 ¾ х 19, то есть достаточно близко к вычисленному. Его оставляем для движения с полной загрузкой и буксировки лыжника. В качестве скоростного приобретаем 21 шаг.

Поскольку обычно шаг и диаметр винта взаимосвязаны, в рамках одного шага предлагается не более двух – трёх различных диаметров винтов. Поэтому будем руководствоваться следующим правилом: если у нас мотор максимально разрешенной мощности, выбираем больший диаметр, если средней или минимальной – то меньший.

Для точного подбора винта следует взять под залог в магазине несколько винтов с шагом, близким к расчетному. После этого необходимо произвести замеры скорости лодки и оборотов двигателя. Следует заметить, что в некоторых регионах крупные продавцы водно-моторной техники периодически проводят фестивали винтов, где любой желающий может попробовать приглянувшийся винт, а также получить консультацию специалистов.

Выбор оптимального винта

Говоря про соответствие винта мотору и корпусу, можно провести определённую градацию.

• Тяжёлый винт. Двигатель не развивает полных оборотов, выход на глиссирование затруднен. Необходимо уменьшать шаг.
• Скоростной винт. Максимальные обороты и скорость достигаются только с малой загрузкой и верхнем положении гидроподъёма («трима»).
• Универсальный. С минимальной загрузкой мотор развивает максимальные обороты, с полной загрузкой позволяет выйти на глиссирование.
• Грузовой винт. Позволяет легко выходить на глиссирование с полной загрузкой путём некоторой потери скорости, максимальные обороты достигаются уже со средней нагрузкой.
• Слишком лёгкий винт. Лодка сильно недобирает в скорости, мотор превышает максимально допустимые обороты (т.н. «перекрут»), срабатывает ограничитель оборотов. В этом случае нужен винт с большим шагом.

Количество лопастей также влияет на ходовые качества комплекта. Наибольшее распространение получили трехлопастные винты, реже встречаются с четырьмя лопастями. Двухлопастные и пятилопастные в повседневной эксплуатации практически не применяются.

В общем случае можно сказать, что четырехлопастной винт будет более грузовым, чем трехлопастной за счёт большего дискового отношения. Обычно его выбирают, когда нужна большая тяга, а поставить винт увеличенного диаметра не позволяет конструкция редуктора.

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.

Определение шага винта лодочного мотора

Любая двигательная деятельность на судах становится возможной только при наличии вращательного элемента, создающего тягу при давлении на воду. Гребной винт в это время передает силу, действующую при этом, мотору, который, как правило, закреплен на лодочной конструкции. Чем больше движений на водной глади он сделает за определенный промежуток времени, тем выше будет скорость лодки. При этом размеры, внешний вид и форма должны полностью соответствовать требования определенной лодки, а именно ее физическим возможностям.

Сделав покупку винта, не зная его габаритов, параметров или не имея паспорта, можно ошибиться с выбором правильного, значительно навредив мотору. Помимо этого, перед тем как установить обновку, важно сделать тест на определение его шага.

Шаг винта – это расстояние в осевом направлении, которое может пройти хорда сечения лопастей при определенном угле установки за одно вращение. Визуально это легко изображается, если представить, что вода – это древесина, а лопасти – это шуруп.

1. Как определить шаг винта лодочного мотора
2. Достоинств винтов из нержавеющей стали
3. Недостатки винтов из стали
4. Преимущества алюминиевых винтов
5. Недостатки винтов из алюминия
6. Принципы подбора винтов для лодок
7. Заключение

Как определить шаг винта лодочного мотора

Для того, чтобы определить шаг винта, необходимо осмотреть все грани лопастей. Благодаря этому действию можно увидеть, что грань – это не ровная плоскость, а согнутая по определённому алгоритму. Например, если в движении закрепить горизонтально расположенную планку из дерева на вертикальном упоре, параллельно раскручивая ее и поднимая с единой скоростью, то и любая точка, расположенная на планке, будет двигаться по траектории. Множество таких траекторий создают винтовую поверхность. При этом конец планки будет вращаться по поверхности цилиндра с тем радиусом, что имеет равное значение в сравнении с ее длиной. Вместе они образуют направляющую поверхности.

Если представить все это на листке бумаги, то направляющая будет визуально выглядеть как прямая с небольшим наклоном. Следовательно, общее расстояние между двумя точками А и Б будет носить название винтового шага. А расстояние между точками Б и В будет называться шаговым углом (рис.1).

Таким образом, если вращать планку, поднимая с единой скоростью, то каждый раз все точки на планке будут подниматься на единую величину. Но шаговый угол для каждой из точек будет различным. То есть чем дальше планка будет располагаться от вращающейся оси, тем ниже будет величина угла.

Для самостоятельного замера винтового шага можно использовать цилиндр, иголку, циркуль, угольник и лист бумаги А4. Для начала необходимо установить остриё на бумаге, далее циркулем начертить окружность с тем радиусом, что будет составлять 0,6 R. В данном случае величина R является наивысшим радиусом угла. Затем в центр начерченного круга ставится цилиндр, по всем сторонам лопастей ставятся треугольники таким образом, чтобы образованная дуга была пересечена. Точки пересечения помечаются карандашом, при этом сразу же измеряют величину высоты, на которой находится соответствующие точки на самих лопастях (рис. 1).

Рис.1 – Схема определения винтового шага при помощи цилиндра, угольника.

Какими бывают моторные винты

На различных судах существуют гребные винты фиксированного шага, коротко обозначающиеся ВФШ. Их производство осуществляется путем выработки единой детали, литой, сварной, штампованной.

В состав основных элементов входят такие детали как:

• лопасти в количестве от 3 до 6;
• ступицы.

Самая нижняя часть лопастей, которая соединяет их со ступицей, имеет название корнем лопасти, а верхняя, соответственно, вершиной. Та поверхность, что повернута к корпусу судна, называется засасывающей поверхностью, а обратная сторона – нагнетающей. Как раз соединение этих двух сторон создает кромки лопастей (рис.2).

Также бывают винты регулируемого шага, способные влиять на разворот лопастей в нужную сторону. В данном случае лопасти способны принимать положение «полный вперед» и другие команды. Следовательно, в зависимости от того как развернуты лопасти судно может ехать вперед, остановиться, дать задний ход.

Рис. 3 – Схема изображения гребного винта регулируемого шага вперед/назад.

Подбор гребного винта для лодочного мотора

Для того, чтобы переключать передачи мало применять лишь силу редуктора подвесного мотора. В данном случае следует правильно подобрать гребной винт, чтобы получить максимальную мощность и выдержку мотора.
Правильно подобранные детали способствуют:

• оптимизации движения по водной глади;
• получению максимального количества оборотов, соответствующих модели мотора;
• получению наивысшей скорости (грузоподъемности).

Следовательно, правильно выбранная деталь мотора во многом влияет на качество и срок службы лодки.

1. Она дает возможность сэкономить топливо.
2. Сократить шум от мотора, создающийся при движении.
3. Увеличить технические ресурсы мотора, повысив срок эксплуатации.

В зависимости от требований, нужно выбрать какой именно материал подойдет:

• нужно увеличить скорость лодки, значительно повысив качество выхода судна;
• увеличить грузоподъемность судна.

Важно заранее определиться с приоритетами, так как выбор обоих вариантов невозможен. При этом есть возможность таким образом подобрать моторную деталь, что получится сбалансировать желаемое. Но так как его замена – процесс достаточно сложный и трудоемкий, важно заранее выбрать самый подходящий.

Достоинств винтов из нержавеющей стали

Лодочные винты, сделанные из нержавеющей стали, имеют более высокую цену, чем прототипы из алюминия и других материалов (рис.4). Тем не менее, срок эксплуатации, выносливость, а также эффективность во время движения у них значительно выше.

Рис. 4 – Изображение винта из нержавеющей стали.

Значимым достоинством является плотность металла, не позволяющая винту сгибаться при малейшем повреждении. Также в случае обнаружения повреждений при наезде на песчаной или каменистое дно, их можно исправить, восстановив изначальный вид детали.

Недостатки винтов из стали

Самым главным и весомым минусом является завышенная стоимость, значительно превышающая цену аналогов.

К примеру, алюминиевые образцы имеют более низкую цену. Помимо этого весомым недостатком стали является вероятность повреждения при сильном ударе обо что-либо, несмотря на то, что нередко все повреждения легко устраняются выправлением (рис.5).

Рис.5 – Дефекты стального винта.

Зачастую сам стальной винт может остаться целым, но спровоцирует значительные повреждения у редуктора, что в конечном итоге повлияет на общую работу мотора.

Преимущества алюминиевых винтов

Как уже говорилось ранее, алюминиевые винты превосходят стальные в плане своей стоимости (рис.6).

В особенности это прослеживается в каталогах, представляющих на продажу неоригинальные детали, сделанные под популярные фирмы: Honda, Suzuki, Mercury. Как правило, в случае удара или столкновения он берет именно на себя всю силу удара, сохраняя при этом более значимые моторные детали.

Недостатки винтов из алюминия

Главным недостатком является состав материала, являющийся по консистенции более мягким, что способствует повреждению каркаса при столкновении с песчаным дном (рис.7).

От столкновения на винтовой поверхности могут образоваться выщерблены, значительно ослабевающие потенциальный набор скорости, сильно снижающие коэффициент полезного действия. Не менее значимым недостатком является возможность погнуть лопасти винта от столкновения с любым днищем. В данном случае сыграет немаловажную роль мягкий материал, обладающий пластичностью в сравнении со сталью.

Принципы подбора винтов для лодок

Шаг винта – одна из определяющих технических характеристик, имеющая прямое влияние на время, в течение которого судно может набрать наивысшую скорость (рис.8). Также она демонстрирует расстояние, на которое способен выбранный гребневой винт за 1 полный оборот. Как правило, измерение данной величины происходит в дюймах.

Рис.8 – Схема винтового шага за 1 полный оборот.

Считается, что чем выше будет винтовой шаг, тем сильнее будет упор, образующийся при вращении лопастей. Сам упор в дальнейшем переходит в энергию, способную влиять на скорость моторной лодки. Следовательно, он оказывает прямое влияние на количество оборотов мотора за определенный промежуток времени. Если сам шаг будет меньше, то снизится и количество оборотов.

Выбирая конкретный вид нужно понимать, что от него будут зависеть практически все моторные и лодочные характеристики. При этом нужно соблюдать значения показателей, которые должны соответствовать требования к определенной модели лодочного мотора. Это поможет стабилизировать на момент движения работу мотора на лодочных судах, заранее избавляя двигатель от скорой поломки.

Важно также помнить, что винты, имеющий широкий шаг, называются более быстрыми, скоростными. Следовательно, те, у которых шаг меньше – грузовыми. Другими словами, он напоминает шаг резьбы на саморезе. Чем больше резьба, тем он быстрее будет вкручиваться в материал, но и усилий придется приложить намного больше, нежели если бы он имел меньшую резьбу. Это говорит о том, что быстрый или скоростной винт не всегда будет влиять на скорость мотора, зачастую наоборот снизит ее. То же самое касается и диаметра винта, способного либо увеличить скорость, либо значительно ее сократить. Поэтому при покупке деталей для мотора важно учитывать даже незначительные характеристики винтов, чтобы получить желаемый результат.

Заключение

Шаг винта – это величина, являющаяся одной из основных составляющих нормального функционирования лодочного мотора. От выбора его материала зависит то, как долго винт прослужит на определенной лодке в определенных условиях, а также какими характеристиками он наделит мотор. То есть в зависимости от того, алюминиевый он или стальной, винт может увеличить скорость лодки, может ее значительно сократить.

Помимо скорости он влияет на работу редуктора в случае получения различных деформаций во время столкновения с песчаным или каменистым дном. В случае с алюминием, редуктор может не пострадать, так как винт возьмет все повреждения на себя. Если это стальная конструкция, то редуктор в зависимости от степени полученных повреждений может получить ущерб, несовместимый с восстановлением.

Таким образом, обновляя детали на моторной лодке, следует внимательнее отнестись к их параметрам, разбираться в свойствах используемого материала, а также знать, что лучше всего подойдет под определенную модель двигателя. Приобретение правильного винта поможет уберечь мотор от множества потенциальных трудностей во время движения.