Лодочный мотор гибрид что это
e-Motion. Гибрид для яхт будущего – уже сегодня
Защита окружающей среды, комфорт на борту, эффективность и низкий расход ископаемого топлива – заставляет разрабатывать и внедрять технологически продвинутые силовые установки, устанавливать аккумуляторы повышенной эффективности для большей автономности. Гибрид – это реальность, и он все более и более электрический, и менее дизельный.
на фото: Яхта Tankoa Bentador 50 м с силовой установкой e-Motion
В традиционном понимании, чем больше яхта, тем больше расход топлива. Сегодня это уже не так, в первую очередь благодаря дизель-электрической силовой установке и, в частности, более инновационным системам, таким как параллельный гибрид e-Motion. Прежде чем понять, что это означает, было бы неплохо написать несколько слов о человеке, который руководит этой компанией. Микеле Маджи (Michele Maggi) был единственным итальянским агентом по двигателям MTU. Он приобрел опыт на заводе компании во Фридрихсхафене. Перед тем, как заняться маркетингом, обслуживанием и продажами, Микеле два года занимался сборкой.
Затем он вернулся в Италию и возглавил компанию, которая принадлежала его деду, а затем и отцу, поставив на все крупнейшие верфи мира около 15 000 судовых двигателей.
Параллельный гибрид e-Motion
Параллельный гибрид предлагает несколько режимов: круиз с традиционными двигателями, смешанный дизель-электрический или только электрический.
Микеле Маджи, выросший на дизельном топливе, однако, понял, что гибрид – это будущее силовых установок. Двигатели будущего будут производить малые или даже нулевые выбросы. Чтобы меньше загрязнять окружающую среду, необходимо меньше потреблять. И он понял это некоторое время назад, учитывая, что в 2006 году он разработал гибридную систему для Mochi 23 M Long Range, первой серийной яхты с такой силовой установкой. Микеле продолжил свои исследования и разработки, и в 2014 была оснащена Sanlorenzo 106 системой e-Motion – параллельный гибрид, полная система, обеспечивающая движение и энергию для бортовых коммуникаций.
Полный пакет для установки в машинном отделении идеально подходит для яхт длиной от 15 до 65 метров. Маджи упорно трудился, чтобы сделать все компоненты как можно меньше. На практике гибрид может быть установлен без изменения размера машинного отделения. Это означает, что эта система также может быть адаптирована для существующих яхт, включая модели серийного производства, которые должны быть построены верфью, и суда, которые уже используются, когда принимается решение о переходе на этот тип силовой установки.
В итоге установка приобрела особые преимущества:
– Комфорт, тишина, отсутствие вибраций и выбросов
– Одинаковый вес и габариты в машинном отделении
– Снижение потребления до 30% во время круиза в экономичном режиме
– Круизы с нулевым уровнем выбросов для входа и выхода из гавани и на охраняемых территориях
– Режим повышения мощности для увеличения тяги с использованием генераторов вместе с дизельными двигателями.
– Быстрая зарядка аккумулятора
– Компактная, не требующая обслуживания система
– Помощь, в том числе дистанционная, гарантированная на любой широте
– Бортовые коммуникации могут работать на якоре в течение 12 часов без генераторов и двигателей.
Цена вполне доступная, особенно если в любом случае была запланирована замена двигателя, на этот раз с менее загрязняющей системой. «Мир становится электрическим, и яхтенная индустрия не исключение. Сегодня возможно строительство полностью электрических яхт. Технология уже есть, но запас хода пока недостаточен. Все зависит от аккумуляторов».
Гибридная система e-Motion
Гибридная система e-Motion используют генераторы с регулируемой скоростью, инверторы, генераторы с постоянными магнитами и литиевые батареи. Те, которые доступны в настоящее время, могут гарантировать дальность круиза на электричестве 15 или 20 миль, в зависимости от яхты и скорости. Это немаловажно. Это означает, что можно маневрировать вокруг гавани, как при выходе, так и при возвращении, и, возможно, даже совершить круиз до бухты перед остановкой. Двадцати миль электрического круиза часто бывает достаточно, чтобы удовлетворить повседневные потребности.
Когда батарей недостаточно, в дело вступают генераторы. «Чем эффективнее аккумуляторы, тем меньше вредных выбросов в круизе, но наши системы уже подготовлены к будущему. Заменить батареи легко, а это означает, что если через несколько лет выйдут более эффективные, которые предлагают дальность плавания, например, 500 миль, конечно, в водоизмещающем режиме, все, что вам нужно сделать, это заменить их. И в недалеком будущем система уже сможет предлагать круизы только на электричестве, а единственная задача генераторов – гарантировать, что судно не останется на мели посреди моря “.
Сегодняшняя дизель-электрическая система будет становиться все более и более электрической, и меньше дизельной в будущем, пока не станет полностью электрической. Эта технология пришла из автомобильной промышленности, и поэтому мы вправе ожидать быстрого развития.
В дополнение к двигательной установке, электрический режим e-Motion используется для всех бортовых систем. Это гарантирует 12 часов автономной работы на якоре без использования двигателей или генератора.
Сверхбыстрая зарядка: особенность высокотехнологичного литий-ионного аккумулятора от e-Motion заключается в том, что вы можете быстро зарядить его всего за 30 минут. Либо от генераторов яхты на якоре, либо от главных двигателей на ходу, чтобы зарядиться примерно на 90 процентов за полчаса.
В этом секторе всегда считалось, что точка равновесия будет достигнута, когда стоимость будет ниже $100 за кВтч. Если этого можно добиться с помощью аккумулятора, то будет экономичнее сделать электромобиль, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Это то, что известно, как плотность энергии, а именно отношение запаса хода к скорости перезарядки. Это равновесие уже достигнуто в автомобилях, и неслучайно Volkswagen и Mercedes производят множество полностью электрических моделей. Volvo и PSA объявили, что через несколько лет они прекратят выпуск автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, в то время как многие страны Северной Европы и Великобритания заявили, что с 2025 года больше нельзя будет продавать автомобили с двигателями внутреннего сгорания на их территории.
Параллельный гибрид на судне позволяет потреблять меньше топлива и, следовательно, меньше загрязнять окружающую среду. Яхта, потребляющая 700 литров в день, может сократить это количество до 120 литров с помощью этой системы. Как следствие, сокращаются и выбросы NOx. Снижение может достигать 50–60%, что намного выше, чем требуется новыми правилами IMO III, действующими с января 2021 для яхт более 24 метров и 500 GT.
На фото: Sanlorenzo 62 м можно заказать в версии e-Motion
На сегодняшний день продано 15 000 судовых двигателей; они установлены и на известных суперяхтах, отмеченных международными наградами: Bintador (модель S501, 50 м, 2019, итальянская верфь Tankoa), E-volution (42метровый алюминиевый шлюп, 2019, верфь Perini Navi) и Sanlorenzo SL106 (верфь Sanlorenzo).
Компания e-Motion усовершенствовала свой модельный ряд и предлагает три основных пакета Parallel Hybrid. Последние разработки компании позволили создать систему Series Hybrid с пятью функциональными режимами, которая требует меньше места на борту, а это означает, что архитекторы могут выделить больше пространства для жилых помещений.
Лодочный мотор гибрид Lifan 1P70FV-B 6 л.с. с подводной “Ветерок 8”
У многих первое знакомство с техникой, имеющей двигатель, начиналось с мопедов, мокиков, простых и маломощных мотоциклов типа “Восход” или “Минск”, иногда отцовских жигулей, москвичей и запорожцев. Моим же первым пожирателем бензина оказался подвесной лодочный мотор Ветерок 8Э 1986 года выпуска. Каждые летние школьные каникулы проводя в деревне всегда сопровождались прохватом по реке на лодке, рыбалкой и т.д. Мотор эксплуатировался не более месяца-двух в году, после чего консервировался и отправлялся на хранение. И каждый новый сезон ему давался всё труднее, без ящика с инструментами нельзя было отплыть от берега. Приехать с рыбалки с руками не испачканными в масле — почти невозможная задача. Однажды у меня накрылся бензонасос в 20 км от деревни и всё это расстояние пришлось методично рукой качать грушу для прокачки топлива. Плюс аппетит у мотора совсем не маленький, и бензин ему нужен 80ый. Ворох поломок в результате настолько надоел, что мотор был положен в дальний угол. В замен ему в 2013 году вскладчину с отцом была куплена Yamaha F5A вот уже три года радующая беспроблемной эксплуатацией. Если бы не один минус — она куплены специально для деревни, а деревня в свою очередь в 8-10 часах езды по довольно лютой дороге, что для поездки на выходные не вариант, а на рыбалку то хочется. Тем более, что я живу рядом с морем и поблизости куча рек и озёр — вот так назрел вопрос обзавестись ещё одним лодочным мотором. И тут я вспомнил про своего старичка “Ветерка”. Притащил его в город, годы простоя не прошли даром — зажигания не было вообще. Поменял магдино — завёлся, пару раз даже съездил на рыбалку, а потом накрылась помпа, начал выделываться нижний цилиндр, начались проблемы с запуском. В общем надо было с этим что то делать.
Полез я в инет по форумам копаться, кто что делает и наткнулся на форум гибридных моторов. Идея зацепила и понеслось. Было принято решение собрать самый дешманский вариант на 6-ти сильном лифановском движке от газонокосилки/мотокультиватора. На том же форуме был найден онлайн-магазин, в котором все заказывают детали для переделки, и на моё счастье этот магазин находится в соседнем городе Архангельске. Цены они конечно задирают, но зато не надо париться с изготовлением вала, проставок и переходной пластины. Двигатель на тот момент у них стоил 11500р. Эта цена меня не устроила, и найдя официального диллера лифан в Вологде я по возвращению из летней поездки в Крым приобрёл Lifan 1P70FV-B прямо со склада за 8800 рубликов. Кто то из путешествий магнитики привозит, сувениры там всякие, а я вот двигатель привёз =).
Далее были куплены вышеупомянутые и необходимые для переделки:
— Переходная пластина
— Комплект проставок
— Комплект болтов
— Торсионный вал с муфтой 22,2мм
— Тросик газа
— Подшипник 1201 (ставится в помпу)
Откручиваем старую голову ветерка и нижний кожух. Разбираем подводную.
Делаем ревизию редуктора: замена подшипников, сальников, регулировка. Меняем износившиеся детали, например вилку включения передачи как у меня. Убираем помпу, как следствие водяные трубки тоже, убираем перегородку выхлопа.
Допиливаем муфту торсионного вала, чтобы она безпроблемно садилась на вал двигателя. Внутри дейдвуда спиливаем полотном от ножовки по металлу ребро, упирающуюся в муфту. Некоторые ещё переносят ручку включения передачи — я лично не стал, у меня зазор 2 мм, который считаю достаточным.
Сборка подводной не очень удобная, так как торсионный вал надо сначала сверху завести в дейдвуд, а потом уже собирать низ — корпус помпы, зеркало помпы, стакан помпы с новым сальником, подшипник 1201, шестерня муфты. Вкручиваем тягу включения/выключения передачи в вилку включения передачи. И соответственно с новой прокладкой прикручиваем редуктор к дейдвуду. Нижняя часть готова.
Переходим в “свадьбе”. Прикручиваем переходную платину через проставки к дейдвуду. Далее так же через проставки устанавливаем сам двигатель, не забываем про шпонку муфты торсиона и вала. Часть болтов при сборке надо подрезать под нужную длинну. Желательно использовать самоконтрящиеся гайки или с гравером.
Как установить двигатель лифан на лодочный мотор ветерок
Лодочный мотор из ноги от «Ветерка» и газонокосилки
Раз уж зашла у нас речь о превосходстве «Меркурия» над «Ямахой» , то я не могу не написать о своем опыте использования такой штуки, которая в нашем простонародье зовется «гибридом» и представляет собой подвесной мотор, сделанный из ноги от «Ветерка» и двигателя от мощной газонокосилки.
Я сразу замечу, что легкие глиссирующие лодки меня не интересуют, и говорю я обо всем применительно к тяжелым медленным водоизмещающим судам. Для передвижения без парусов таким лодкам нужен мотор малой мощности, способный создавать большой упор на низких оборотах. И вот как раз таки этот самый «ветерковский гибрид» когда-то очень неплохо работал на нашем тримаране.
Ну, собственно, что сказать по конструкции? Никаких чертежей у меня не было. Народ в интернете чертит всякие разные переходные плиты, но мне оказалось проще все сделать на глаз. Я купил у какого-то мужика ветерковскую ногу в сборе, потом купил стандартный для такого подвесника двигатель с вертикальным валом — «Чемпион G160VK», а также еще немного мелких шалабушек. Потом порылся в своем металлоломе, и буквально на следующий день уже заводил готовый мотор.
По большому счету, основная деталь, которую надо делать самостоятельно, и которая требует относительно высокой точности — это переходная плита, служащая для установки двигателя на «ногу». Если мне не изменяет память, то я сперва просто пропилил в толстом листе окошко под вал двигателя, потом приложил это дело к картеру и скопировал его форму, нарисовав фломастером крепежные дырки, которые потом просверлил.
Следующий номером шел гребной вал и его соединение с мотором. Колхозные технологии предписывают использовать для этого шестигранную инструментальную головку (в моем случае на 22) и удлинитель воротка. На всякий случай поясню про головку. На валу двигателя у нас имеется шпонка, которая заходит в одну из «выемок» внутри головки. Вот так вот, без всяких токарных и долбежных станков можно получить прекрасную соединительную втулку.
Вал делается очень просто: обрезаем родную «рессору» Ветерка, насаживаем на нее удлинитель, и аккуратно это обвариваем. Почти все!
На верхнюю часть дейдвуда, куда раньше крепилась родная мотоголовка, прикручиваются, например, стальные уголки. Далее с дейдвудом нужно соединить редуктор; на квадратный конец получившегося вала надевается головка, в головку суется вал двигателя, собранного с переходной пластиной. Остается выставить положение двигателя так, чтобы все было соосно и прихватить наши уголки. Ну а потом уже и обварить. И все! Простейший лодочный мотор готов теперь уже окончательно!
Теперь расскажу про эксплуатацию этого чуда техники. Для тяжелой медленной лодки такой мотор, и вправду, очень хорош. Первое время я использовал его с винтом от Ветерка-12, но такой винт оказался явно тяжеловат для нашего тримарана. Он очень хорошо и быстро мог идти по ровной воде, но вот против крутой волны, мотору, очевидно, не хватало силенок. Тогда я поставил скоростной винт от Ветерка-8 и все стало гораздо лучше. Думаю, что если бы я использовал грузовой винт, то все стало бы совсем замечательно, но такого винта у меня в хозяйстве не нашлось.
Расход топлива на этом моторе был поразительно мал; упор, как я говорил — огромен. Видимо, сказывался чуть больший диаметр винта, по сравнению с современными моторами аналогичной мощности. Однако, имела эта система и недостатки. Самый главный заключался в отсутствии реверса. Вторым и незначительным был высокий шум. Тарахтел он так, что иногда мне хотелось даже одеть промышленные наушники. Но эта проблема, конечно, легко решаема изменением конструкции выхлопа. А вот реверс… Ну, тут можно было бы взять, например, ногу от какого-то совсем другого мотора. Но в целом — я до сих пор вспоминаю характеристики данного изделия, как идеальные, к которым нужно стремиться.
Гибриды ВЕТЕРОК
Рассмотрим основные плюсы и минусы наиболее часто встречающегося лодочного гибрида: нога Ветерок и голова китайского четырёхтактного мотора.
Итак, начнём с редуктора. Почему именно Ветерок?
Преимущества:
- Подходящее передаточное число редуктора. При чем как прямозубого, так и косозубого. Разница лишь в шумности работы механизма (косозубый заметно тише работает).
- Удачная конструкция с точки зрения установки переходной втулки. В обтекателе ноги достаточно места для её установки.
- Высокий показатель модуля зуба. Что очень важно, так как в отличии от двухтактных двухцилиндровых голов, крутящий момент передаётся импульсно (1 раз на 2 оборота), а не плавно (4 раза за 2 оборота).
- Сравнительно небольшой вес редуктора.
- Наличие линейки доступных винтов.
- Неприхотливость и ремонтопригодность механизмов.
- Использование стандартизированных и дешёвых подшипников.
Недостатки:
- Отсутствие реверса.
Какой же двигатель использовать вместо оригинальной головы? Существует линейка моторов, подходящих под спецификации редуктора Ветерка. Это одноцилиндровые четырехтактные двигатели на 160, 200 и 225 кубиков. Наиболее распространённые бренды: Loncin, Champion, E-Mak, Zongshen, Sadko и т.д. Серии 65FA, 68SA, 70FA.
Наиболее подходящими являются моторы на 200 и 225 кубиков, так как позволяют без особых дополнительных доработок использовать заводские винты от Ветерка 8.
Винты от Ветерка 12 можно использовать только после значительной доработки и в качестве докатки.
Рассмотрим основные вопросы, связанные с этим лодочным гибридом:
- Сборка лодочного гибрида ВЕТЕРОК;
- Регулировка лодочного гибрида ВЕТЕРОК
- Наборы переходников на лодочный гибрид ВЕТЕРОК;
- Аксессуары для гибридов ВЕТЕРОК: Винты на Ветерок;
- Гидрокрылья для Ветерка;
- Дистанционное управление гибридом Ветерка.
Николаевский Центр Альтернативного Судостроения соберет мотор полностью или переделает ногу вашего Ветерка под лодочный гибрид Sadko, Loncin, Emak 196 (200) кубиков (серии LC1P65FA, LC1P68SA, LC1P70FA).
Лодочный мотор нога Ветерок и голова Садко, Loncin, EMAK
Есть две варианта: скоростной (под надувные и малые лодки) и маршевый/докатка (под большие лодки и малый расход топлива). Отличаются винтами.
Предоставляем следующие услуги:
1. Поставить переходную пластину, проставки, тросик газа и установить переходную втулку с разъёмным переходником на основе квадрата 13 мм (не 10 мм как обычно. Практически не убиваемая) — 1799 грн.
При необходимости система легко разбирается. Втулка и разъёмный переходник — хром ванадий. Проставка алюминиевая. При этом можем выполнить следующие работы:
- Провести дефектовку редуктора, отрегулировать зацепление шестерен, заменить сальники и самые нагруженные подшипники (201 — хх и 205 вала) на закрытые — 749 грн. Можем дополнительно установить гребной вал и крышку редуктора из нержавейки, + 700 грн.
- Вскрыть акриловым грунт-лаком (чёрным) — 299 грн.
- Установить мотор, залить масло, провести первичную обкатку (до 2-х часов), отключить регулятор оборотов (не вскрывая мотор для сохранения гарантии) — 699 грн.
- Собрать мотор. Вы отправляете нам ногу ветерка и новую 4-х тактную голову. В течении 10 дней (обычно 4-5 дней) получаете готовый мотор — 3499 грн. Перед отправкой высылаем видео работы готового мотора на Viber или email.
При необходимости, можем закупить ногу от Ветерка в местном РОПе. Цена за ногу с косозубым редуктором — 2499 грн, с прямозубым — 2199 грн.
Лодочный мотор нога Ветерок и голова Садко, Loncin, EMAK
2. Собрать полностью подготовленную ногу: купить ногу, заменить сальники и нагруженные подшипники, отшлифовать места соприкосновения валов с сальниками, залить масло в редуктор, установить комплект переходников, поставить тросик газа, вскрыть чёрным акриловым грунт-лаком, залить масло — 4999 грн.
3. Собрать мотор полностью: собрать полностью подготовленную ногу, закупить и поставить мотор (обычно Loncin 196 кубиков. Можно другой по желанию заказчика), провести пробный запуск и 2 часа обкатки, предоставить чек на сам двигатель с СЕРИЙНЫМ НОМЕРОМ мотора (если необходимо для официальной регистрации) — 8999 грн*.
* Цена мотора в сборе может меняться исходя из курса доллара.
Моторы могут комплектоваться 2 разными винтами:
- скоростным — для лодок ПВХ или маленьких жестких
- грузовым — для больших тяжёлых лодок и экономичного передвижения с большой загрузкой и малым расходом. Расход на 100 км снижен на 15% + снижается шумность (ссылки на видео дальше в описании).
Можем установить выхлоп в воду — 699 грн или гидрокрыло стальное — 499 грн, нержавеющее (1 мм) — 699 грн.
Мотор в сборе на фотографии. ФОТО РЕАЛЬНОЕ. На данный момент есть в наличии.
Гибрид ноги Ветерок и двигателя Лончин
Оплата доставки за счёт покупателя. Товар страхуется на полную стоимость. При получении обязательно проверяйте целостность ноги/мотора.
Система разъёмных переходников проверена на двух лодках:
- ПВХ 3,2 метра в течении 150 часов в 2018-2019 годах.
- Большой пластиковый катер в качестве докатки в течении 80 часов (по 8-10 часов без перерыва при волнении до 3-х баллов) в 2019 году. Признаков скручивания/повреждения не было.
Видео пробных заездов по ссылкам ниже:
Заезд с 1 человеком:
Заезд с 2 людьми:
Переход на большой лодке:
Стакан под квадрат 10 мм может слизывать вал так как не все валы ветерка достаточно калёные.
Сам на своём первом гибриде пробовал формировать квадрат на 10 мм. Без фрезерного станка, процесс обработки и притирки (чтобы небыло люфта) занял 2 часа, а не 30-40 минут, как пишут. Квадрат на 10 мм был сорван через 12 часов работы.
Лодочный мотор-докатка
Испытания гибрида Ветерок в спарке с лодочным мотором с воздушным охлаждением Tomking на большой лодке:
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!
Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 3
Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.
Двигатель Лифан на лодочный мотор «Ветерок»
Установка двигателя Лифан 6 л.с на лодочный мотор Ветерок-8Э: подробные фото по переоборудованию.
Есть в наличии лодочный мотор Ветерок-8Э, 1986 года, часто ломается, да и прожорлив очень. Поэтому решил его модернизировать и переделать, для этого приобрёл двигатель Lifan 1P70FV-B (Этот двигатель с вертикальным валом) прямо со склада за 8800 р.
Дополнительно приобрёл в специализированном магазине запчасти:
- — Переходная пластина.
- — Комплект проставок.
- — Комплект болтов.
- — Торсионный вал с муфтой 22,2мм.
- — Тросик газа.
- — Подшипник 1201 (ставится в помпу).
Снял старую голову ветерка и нижний кожух, разобрал подводную. Делаем ревизию редуктора: замена подшипников, сальников, регулировка. Меняем износившиеся детали, например вилку включения передачи как у меня. Убираем помпу, как следствие водяные трубки тоже, убираем перегородку выхлопа. Допиливаем муфту торсионного вала, чтобы она безпроблемно садилась на вал двигателя. Внутри дейдвуда спиливаем полотном от ножовки по металлу ребро, упирающуюся в муфту. Некоторые ещё переносят ручку включения передачи — я лично не стал, у меня зазор 2 мм, который считаю достаточным.
Сборка подводной не очень удобная, так как торсионный вал надо сначала сверху завести в дейдвуд, а потом уже собирать низ — корпус помпы, зеркало помпы, стакан помпы с новым сальником, подшипник 1201, шестерня муфты. Вкручиваем тягу включения/выключения передачи в вилку включения передачи. И соответственно с новой прокладкой прикручиваем редуктор к дейдвуду. Нижняя часть готова.
Прикручиваем переходную пластину через проставки к дейдвуду. Далее так же через проставки устанавливаем сам двигатель, не забываем про шпонку муфты торсиона и вала. Часть болтов при сборке надо подрезать под нужную длинну. Желательно использовать самоконтрящиеся гайки или с гравером.
Для установки тросика газа сделал вот такой кронштейн.
В итоге получился переделанный лодочный мотор Ветерок, с но уже с более экономичным и практичным двигателем Лифан. Гребной винт поставлен скоростной — не подрезанный.
Как ведёт себя мотор на ходу? Уже прошли обкатку, за две недели наездил не очень много — на данный момент 10 моточасов — обкатка пройдена.
Экономичный — на расстояние 16 км (8 против течения и столько же обратно) уходит ровно бачок 1,7 литра. Заводится отлично, тащит тяжёлую плоскодонку и трёх человек по течению 18,4 км/ч, против течения 14 км/ч (по gps). По ощущениям чуть медленнее ветерка. В сравнение с моей же пятисильной Ямахой — та же лодка и так же 3 человека: по течения 19,5км/ч, против течения 15,4 км/ч. И сравним цены: переделка ветерка мне обошлась в 12500 р. Ямаха в 2013 году покупалась по акции со скидкой за 68000 р.
Гибридные двигатели на катерах и яхтах
Электрические моторы устанавливают на лодках с 1838 года. Принцип их работы прост. Электродвигатель подключают к аккумуляторной батарее, а контроллер регулирует количество оборотов винта и скорость движения судна. Но даже с аккумуляторами большой емкости запас хода у лодки с электромотором ограничен. После того как тяговые аккумуляторы разрядятся для их зарядки приходится запускать двигатель внутреннего сгорания или возвращаться на базу и подключать зарядное устройство к береговой электросети. В результате электроустановка работает менее эффективно, чем дизельный двигатель с правильно подобранным дополнительным оборудованием. При этом она оказывается тяжелее, стоит дороже и занимает больше места.
Чтобы затраты на электромотор оказались оправданными, аккумуляторная батарея большой емкости и мощное зарядное устройство должны работать эффективнее традиционного двигателя
Транспортное средство с гибридной силовой установкой использует для движения две независимые системы привода. Чаще всего это двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель. В настоящее время гибридные двигатели – это основная технология в автомобильной промышленности, которая постепенно получает распространение и в судостроении.
Отличительная особенность гибридных энергосистем — накопитель энергии, благодаря которому бортовое оборудование может использовать несколько источников мощности. На катерах и яхтах это дизельный двигатель, береговая электрическая сеть, ветрогенератор, солнечные панели или гидрогенератор. Полученная из разных мест электрическая энергия сохраняется в аккумуляторах, позволяя гибридной установке длительное время работать на созданном запасе или сразу направляется потребителям.
Последовательная гибридная установка
Гибридную установку, состоящую из дизельного генератора переменного или постоянного тока и электродвигателя называют последовательной. Генератор увеличивает запас хода и питает электромотор, после того как разрядятся аккумуляторы. Чаще всего используют DC генератор на постоянных магнитах, для которого электромотор это единственная и самая большая нагрузка. Электромотор в последовательной установке должен быть достаточно мощным, чтобы противостоять неблагоприятным условиям, в которых может оказаться судно.
Режим работы при котором электродвигатель, вращающий гребной винт, напрямую работает от генератора называется дизель-электрическим
Эффективность использования последовательной гибридной установки зависит от скорости движения. Испытания, проведенные на яхте длиной 14,5 метров с дизельным двигателем мощностью 75 л.с показали, что на скорости 4 узла гибрид сохраняет 50% топлива. Но поскольку в этом режиме потребление топлива у традиционной системы также не высокое, экономия в литрах оказывается не значительной.
Удельное потребление топлива вдоль рабочей кривой винта в зависимости от скорости яхты. Данные испытаний в реальных условиях дизельного двигателя мощностью 75 л.с на яхте длиной 48 футов (14,5 м) и весом 16 тонн. На графике видна неэффективность обычной силовой установки при небольших нагрузках и медленной скорости судна. Точки пересечения горизонтальных линий с рабочей кривой отображают оптимальную скорость для различных режимов работы двигателя — дизель-электрического или от аккумуляторов. Выше этих скоростей эффективнее двигатель внутреннего сгорания
С ростом скорости экономия топлива снижается, и при 6,8 узлах двигатель внутреннего сгорания становится эффективнее (пороговая скорость). Если электродвигатель работает от аккумуляторных батарей, а не напрямую от генератора, то из-за того, что КПД аккумуляторов составляет 80-90%, удельный расход топлива на валу возрастает, и пороговая скорость снижается до 5,4 узлов.
Так же, как и в двигателях внутреннего сгорания эффективность электродвигателей падает при небольших оборотах и низких нагрузках. Чем мощнее двигатель, тем выше скорость, при которой возрастают потери. Последовательный гибрид станет экономически оправданным, если большую часть времени судно будет двигаться со скоростью ниже пороговой, лишь иногда превышая ее.
Альтернативные источники энергии
В основе гибридной установки лежит шина, с помощью которой электродвигатель и бортовое оборудование подключают к источникам электрической энергии. Для катеров и яхт такие источники — это береговая сеть, солнечные панели, ветро или гидрогенератор. Каждый кВтч выработанный без помощи двигателя внутреннего сгорания снижает удельный расход топлива, а в некоторых случаях не моторные источники энергии компенсируют всю потребляемую мощность. Например:
- Небольшой паром, работающий на коротком маршруте,заряжает аккумуляторные батареи во время высадки и посадки пассажиров от береговой электрической сети. 20-30 минут работы мощного зарядного устройства достаточно, чтобы подготовить судно к новой поездке.
- На скоростных парусных катамаранах за счет регенерации судно создает большой запас энергии, который сохраняется в аккумуляторах и используется для питания электродвигателя. Свободная площадь на катамаране позволяет дополнительно устанавливать солнечные панели большой мощности.
- Электрический двигатель на яхте, часто используется только чтобы войти и выйти из гавани, а в остальное время яхта двигается под парусом.
Во всех трех примерах судно работает на электрической тяге, а генератор находится в резерве для аварийных ситуаций и длительных поездок. Чем меньше работает генератор во время движения судна, тем экономичнее гибридная установка. Суммарное удельное потребление топлива у нее будет ниже, чем у традиционной системы, несмотря на то, что во время работы генератора расход топлива может быть больше.
В настоящее время, кроме регенерации, которая используется только на парусных яхтах, основных источников альтернативной энергии два – солнце и ветер. Их полноценному использованию мешают два обстоятельства – низкая удельная мощность устройств, вырабатывающих электричество и невысокая плотность хранимой в аккумуляторах энергии.
Каждый раз, когда в водоизмещающем режиме судно разгоняется выше предельной скорости, его сопротивление резко возрастает, мощности, генерируемой не связанными с двигателем источниками энергии становится недостаточно и аккумуляторные батареи быстро разряжаются. Последовательная гибридная установка не может поддерживать длительное время скорость движения выше пороговой без использования генератора и в этом режиме проигрывает двигателю внутреннего сгорания.
Напряжение системы
Самое большое сечение кабеля которое без затруднений можно использовать на судне – 2/0 AWG (70 мм2). Такой кабель рассчитан на ток 300 А, что при напряжении 12 вольт эквивалентно потребляемой мощности 12 х 300 = 3600 Вт. Чтобы не превышать уровень 300 А и использовать более мощные устройства увеличивают напряжение в системе.
Последовательные гибридные системы на судах длиной более 25 футов (7,5метров) используют напряжения от 70 до 700 вольт. При токе 300 ампер это дает мощность до 200 кВт. Высокое напряжении заставляет тщательно учитывать вопросы безопасности и устанавливать большое количество последовательно соединенных аккумуляторов. Чем больше аккумуляторов, тем больше проблем с их балансировкой и контролем и тем больше число потенциальных точек отказа.
Параллельные гибридные установки
В параллельной гибридной установке внешний электродвигатель дополняет уже установленный двигатель внутреннего сгорания. Электромотор подключают к валу, вращающему винт, с помощью муфты, благодаря чему он может работать как одновременно, так и независимо от основного двигателя.
Параллельная гибридная установка Fischer Panda. Цифрами на схеме обозначены: 1. Электрический двигатель 2. Контроллер EasyBox 3. Панель управления GD2 4. Рычаг управления 5. Электромагнитная муфта 6. Зарядное устройство 7. Береговое подключение 8. Инвертoр для оборудования 220 Вольт EasyBox – это сердце силовой установки. В нем находится блок управления электромотором, блок предохранителей, зарядное устройство и разъемы для подключения рычага управления, контрольной панели и аккумуляторной батареи.
При параллельной компоновке электродвигатель не обязательно должен быть очень мощным, его должно хватать для движения со скоростью ниже пороговой или выполнения маневров, а на высокой скорости винт вращает двигатель внутреннего сгорания. Менее мощный электродвигатель эффективнее на небольших скоростях, однако в параллельной установке он может работать только от аккумуляторов, которые являются источником дополнительных потерь энергии. Однако несмотря на потери в аккумуляторной батарее общая эффективность параллельной установки выше, чем последовательной.
Емкость аккумуляторов при параллельной установке меньше, чем при последовательной, а значит меньше их объем, вес и стоимость. Если придерживаться ограничения тока в 300 ампер, то максимальная мощность двигателя составит 300 ампер × 48 вольт = 14,4 кВт. Этого достаточно для маневрирования в гавани на яхте длиной 18-20 м.
В параллельном гибриде во время работы двигателя внутреннего сгорания электромотор может работать как генератор. При этом винт может вращаться или быть отключен. На парусных яхтах электромотор подключают к выходному валу таким образом, что во время движения под парусом винт вращает ротор электромотора и двигатель работает как гидрогенератор, заряжая аккумуляторные батареи
Работа электродвигателя в режиме генератора позволяет питать бортовую электрическую систему постоянного тока, и силовая установка оказывается более компактной, чем автономный генератор
Преимущества гибридного двигателя
Оба типа установок позволяют использовать электродвигатель для маневрирования в гавани и передвижения в водоемах, где запрещено использовать двигатели внутреннего сгорания. Принять решение о установке гибридного двигателя можно после сравнения крейсерской и пороговой скорости судна. Если пороговая скорость в дизель электрическом режиме выше крейсерской, то последовательная гибридная установка большую часть времени будет работать эффективнее дизельного двигателя. Если регулярная скорость больше пороговой, но используются дополнительные источники энергии, то расход топлива будет меньше, чем при работе двигателя внутреннего сгорания.
Если на судне планируется устанавливать вспомогательный генератор, то параллельная гибридная установка может заменить его. Как правило она работает эффективнее, чем генератор переменного тока, стоит не дороже его, занимает меньше места и не требует монтажа выхлопной, охлаждающей и топливной системы. Электродвигатель в этом случае оказывается дополнительным бонусом.
Задайте вопрос,
и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты
