Воздушные винты-ликбез — Wiki о коптерах

img-8hfyk9 Статьи
Содержание
  1. Динамические характеристики гребного винта.
  2. Режимы работы гребного винта.
  3. Гребной винт, конструкция, виды, принцип и механизм работы.
  4. Гребной винт судна
  5. Принцип и механизм работы гребного винта
  6. Характеристики. Лопасть гребного винта. Схема сил и скоростей на лопасти гребного винта
  7. Конструкция винта
  8. Количество лопастей гребного винта
  9. Диаметр гребного винта
  10. Интерцептор гребного винта
  11. Другие важные параметры и показатели работы гребного винта
  12. Виды гребных винтов
  13. Винты фиксированного шага
  14. Винты регулируемого шага
  15. Преимущества и недостатки гребных винтов
  16. Способы и этапы замены винта на лодочном моторе
  17. Способы замены
  18. Преимущества замены
  19. Особенности выбора гребного винта
  20. Делаем гребной винт для лодочного мотора своими руками
  21. Тип конструкции
  22. Материал
  23. Количество оборотов мотора
  24. Грузовое и скоростные винты
  25. Увод лопасти
  26. § 11. Работа гребного винта на разных режимах
  27. Маркировка винтов
  28. Диаметр винта
  29. Шаг винта
  30. Проскальзывание винта
  31. Шлицевая посадка винта на вал
  32. Шпоночная посадка винта на вал
  33. Материал изготовления гребного винта
  34. Прочие характеристики гребного винта
  35. Угол увода лопастей
  36. Как подобрать гребной винт
  37. Какой винт лучше 3 или 4 лопастной?
  38. Какой винт лучше двух или трех лопастной?
  39. Как правильно выбрать гребной винт?
  40. Чем больше шаг винта?

Динамические характеристики гребного винта.

Запишем
формулы для упора
P
и момента
M,
развиваемого винтом в виде:

img-8hfyk9-9943629

img-nugnur-2373787

img-ls_vaw-3291895

img-gsihhk-6548965

n
— частота вращения гребного винта;

D-
диаметр гребного винта.

Мощность,
потребляемая гребным винтом,
Np
равна:

img-4vzags-6051232

Где

–окружная скорость гребного винта.

Полезная
мощность,
производимая винтом, равна
,
поэтому коэффициент
полезного действия винта
найдем из выражения:

img-hrminp-1994543

В
этих формулах
называетсякоэффициентом
упора,
а
-коэффициентом
момента. Графическое представление
,

и

в зависимости от
называетсякривыми
действия винта
или его динамическими
характеристиками
(рис

Рис
5. Кривые действия гребного винта

Режимы работы гребного винта.

0
— винт
вращается, но не перемещается вдоль
оси. Этот режим наз

Рассмотрим
некоторые характерные режимы работы
гребного винта.

  • =
    0 наывается
    режимом
    работы винта на швартовах.
    В этом случае
    ибудут наибольшими , так как углы атаки
    элементов будут наибольшими . Упор и
    момент имеют наибольшие величины ,
    (КПД)
    =0,т.к.
    нет перемещения винта .
  • С
    увеличением
    углы
    атаки лопастей уменьшаются , что приводит
    к падению упора и момента и , соответственно
    ,
    и. При некоторой поступиупор винта иобращаются
    в нуль . Работа гребного винта в режиме
    плавания при поступи , находящейся в
    пределахот
    =0 до=
    , т.е.
    в промежутке от режима на швартовых до
    режима нулевого упора
    называется
    обычным режимом плавания
    .
  • =0;
    =0;=0;>0.
    Этот режим называется
    режимом нулевого упора.
    Он наступает, когда подъемная сила
    лопасти будет настолько малой, что
    только уравновесит отрицательную
    составляющую упора от лобового
    сопротивления. Линейная поступь винта
    в этом режиме называется
    шагом
    нулевого
    упора
    ,
    обычно
    >.
    Отношение

    есть гидродинамическое
    шаговое отношение.
    При еще большей поступи обращается в
    нуль момент на винте.

  • =0;<0
    и<0.
    Это
    режим нулевого момента.
    Линейная поступь винта в этом режиме
    называется
    шагом нулевого момента
    , обычно>
    .
  • шаговое
    отношение.
    При еще большей поступи обращается в
    нуль момент на винт (зона
    параля).
  • .9.
    При еще
    большей поступи упор и момент будут
    отрицательными.
    Это будет работа винта в режиме
    турбины
    (например, вертушечный лаг или свободно
    вращающийся гребной винт у многовального
    судна). Схемы скоростей и сил на различных
    режимах работы винта приведены на
    рис.5.11. .

Рис
5. Схемы многоугольников скоростей и
сил при специальных режимах работы
гребного винта : а – швартовый режим; б
– винт-движитель; в – режим
нулевого упора; г – режим нулевого
момента; д – зона параля ; ж –
режим турбины.

Соседние файлы в предмете Теория и устройство судна

Гребной винт, конструкция, виды, принцип и механизм работы.

tablitsa-mendeleeva-5785417

e60konomika-4324829

zoloto-4169158

serebro-7605223

usdaud-2679130

usdchf-9576641

usdgbp-7332576

usdcad-2968388

usdjpy-9404074

brent-i-wti-4661337

zakazat-statyu-1-7482954

razmestit-statyu-1-9190727

Гребной винт – это устройство, чье прямое предназначение состоит в создании упорного давления, необходимого для приведения в движение судна.

Гребной винт судна

Принцип и механизм работы гребного винта

Характеристики. Лопасть гребного винта. Схема сил и скоростей на лопасти гребного винта

Конструкция винта. Количество лопастей. Диаметр винта. Интерцептор

Другие важные параметры и показатели работы гребного винта

Виды гребных винтов. Винты фиксированного шага. Винты регулируемого шага.

Преимущества и недостатки гребных винтов

Гребной винт судна

Гребной винт – это устройство, чье прямое предназначение состоит в создании упорного давления, необходимого для приведения в движение судна. Достигается этот результат за счет простых физических процессов: вращающийся вал двигателя преобразуется в силу, толкающую водный транспорт, на котором он размещен, что и обеспечивает движение судна.

Если рассмотреть это подробно, то при вращении гребного винта каждая лопасть захватывает массу воды и отбрасывает её назад, сообщая ей заданный момент импульса, – сила реакции этой отбрасываемой воды передаёт импульс лопастям винта, лопасти, в свою очередь, – гребному валу посредством ступицы, и гребной вал, далее, – корпусу судна посредством главного упорного подшипника.

Решение такой задачи (обеспечение движения судна) дало гребному винту еще одно название – движитель, а от того, какого он вида, из какого материала сделан и какую конструкцию имеет, зависит скорость и тип хода транспорта.

Принцип и механизм работы гребного винта

Основа механизма работы гребного винта – преобразование вращения вала двигателя судна в силу, заставляющую его двигаться, т. создание из толщи воды своеобразного упора, от которого как обычная лодка, так и многотонный крейсер могут оттолкнуться и начать (а в дальнейшем – продолжать) ход.

Главная составляющая винта – лопасти, от правильного расположения которых зависит ход машины. Когда конструкция начинает вращение, на поверхности лопастей создаются определенные силы:

– на стороне, обращенной по ходу движения (засасывающая), возникает разрежение;

– на стороне, расположенной против хода (нагнетающая) – увеличенное давление водной массы.

Разница в получаемом с разных сторон давлении и образует искомую силу (Y), имеющую название подъемной. Она, в свою очередь, состоит из сил, направленных в сторону движения машины (Р) и перпендикулярно к самому судну (Т), благодаря чему:

– достигается нужный упор для работы винта;

– образуется крутящий момент, чье преодоление возложено на двигатель.

Большое значение имеет и угол атаки профиля лопасти (α), который должен находится в пределах 4-8 градусов. Угол атаки – это угол, образующийся между вектором скорости потока воды, надвигающейся на лопасть, и самой поверхностью нагнетающей лопасти. Повышение этого значения приведет к увеличению крутящего момента, а значит, производительность двигателя будет затрачиваться впустую. При снижении возникнет обратная ситуация: уменьшатся подъемная сила и упор, что приведет к недоиспользованию мощности двигателя.

Характеристики. Лопасть гребного винта. Схема сил и скоростей на лопасти гребного винта

212-3561219

На указанном рисунке показаны схема сил и скоростей на лопасти гребного винта правого вращения, где:

Р – сила, создающая упор гребного винта,

Т – сила, образующая крутящий момент,

Y – подъемная сила,

W – скорость потока воды,

Vа – скорость поступательного перемещения,

Vr – окружная скорость винта. Vr = 2·π·r·n. Таким образом, чем больше значение r гребного винта, тем больше окружная скорость Vr, а следовательно, и суммарная скорость W,

r – радиус гребного винта,

n – число оборотов гребного винта, об/сек,

α – угол атаки,

Н – шаг винта. Шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта,

H·n – теоретическая скорость перемещения винта вдоль оси. Она представляет собой произведение шага винта на число оборотов.

Конструкция винта

Обязательная часть конструкции гребного винта – наличие лопастей и ступицы, на которых они расположены. Для получения нужного угла атаки и работы винта установка лопастей на ступицы проводится:

– с равным расстоянием между ними,

– с одинаковым углом поворота относительно плоскости вращения.

Сами же лопасти могут иметь малое или среднее удлинение, в зависимости от размера и конструкции машины, на которую будут устанавливаться движитель. Для того, чтобы винт пришел в движение, его насаживают на гребной вал, вращение которого обеспечивает двигатель машины посредством ступицы. При вращении лопасти захватывают воду и отбрасывают ее, в результате чего образуются нужные физические силы и импульсы, упор воды и, как следствие, корпус водного транспортного средства начинает ход при помощи упорного подшипника.

Количество лопастей гребного винта

Основной разницей в конструкции гребных винтов является количество лопастей, обеспечивающих коэффициент полезного действия (КПД) устройства. Так, наиболее высоким КПД обладает движитель, имеющий всего две лопасти, но он эффективен лишь при малых дисковых отношениях (около 0,5). При повышении шага дисковых отношений до 1-1,5 (отношение площади спрямленных лопастей к площади самого диска) обеспечить прочность лопастей очень сложно, поэтому используют их лишь на водных судах, где нагрузка на винт приближена к минимальной (гоночные яхты) или винт используется как вспомогательное средство движения (парусно-моторные суда).

На малых судах наибольшее распространение получили гребные винты, имеющие 3 лопасти. Четырех и пяти лопастные движители применяются обычно на крупных водных судах, океанских лайнерах, где их основными задачами считаются не скорость хода транспорта, а обеспечение тишины и уменьшение вибрации.

Диаметр гребного винта

Диаметр гребного винта определяется по диаметру окружности, которую описывают концы лопастей, расположенных на движителе. В зависимости от размеров судна, для которых они предназначены, размер диаметра может колебаться от нескольких десятков сантиметров до 5 метров.

«Гигантами» последнего типа обычно оборудуют океанские лайнеры, для приведения в движение которых требуются значительные размеры винтов и затраты соответствующих физических сил.

Интерцептор гребного винта

Название этой части конструкции переводится как «захватчик» и полностью его оправдывает. Интерцептор – это загнутая кромка, расположенная по исходящей траектории лопасти на гребном винте, а ее основное предназначение состоит в повышении способности движителя к захвату жидкости. Наличие интерцептора весьма актуально на судах, где мотор установлен очень высоко и ходовой дифферент имеет большие углы.

Также установка «захватчика» позволяет:

– дополнительно поднять нос судна, если он установлен на линиях угла наклона лопастей;

– повысить шаг лопасти при установке его на внешней и исходящей кромках.

Важный нюанс: установка интерцептора уменьшает количество оборотов винта в среднем на 200-400 в минуту, что требует соответствующего снижения шага в среднем на 1-2 дюйма.

Другие важные параметры и показатели работы гребного винта

От скорости вращения движителя зависит интенсивность хода судна, на котором он установлен, но и этот параметр имеет оптимальные показатели. В среднем это до 300 оборотов в минуту, для крупных лайнеров оптимальны показатели не выше 200. Обусловлено это тем, что высокие скорости увеличивают износ деталей двигателя, ощущающих наибольшую нагрузку, а это приводит к поломкам, незапланированным ремонтам или окончательному прихода в негодность дорогостоящего механизма.

Устанавливать ось вращения гребного винта рекомендуется в горизонтальной плоскости, это улучшает параметры его работы. При наличии наклона гребного вала возникает «косой» поток воды, обтекающий лопасти, в результате чего производительность движителя снижается, и чем выше этот угол, тем больше снижение КПД. Первые потери мощности ощутимы уже при появлении разницы в 10 градусов.

Особого внимания требует оснащение крупных и тяжелых водных судов, используемых в промышленности или обороне. Так, для танкеров, атомных ледоколов, авианосцев и прочих судов большого водоизмещения актуально наличие и возможность передачи высокой мощности. Для этого их оборудуют двух или трех вальными установками, а также устанавливают по несколько винтов. Чаще всего это 4 движителя, расположенные симметрично. Одним же из важных параметров винтов для арктических ледоколов считает прочность, т. они должны иметь возможность дробить толщи льда при движении не только вперед, но и назад.

Виды гребных винтов

Видов гребных винтов очень много. Они могут изготовляться из разных материалов (сталь, бронза, латунь, чугун, пластмасса), иметь разную конструкцию (цельнолитую, со съемными или поворотными лопастями), а также другие принципиальные отличия, влияющие на их работу и, непосредственно, движение судна, на котором они установлены.

Еще один параметр различия гребных винтов – возможность управления углом атаки лопастей движителя. По этому принципу они разделяются на винты фиксированного шага и винты регулируемого шага.

Винты фиксированного шага

Винты фиксированного шага (ВФШ) – это движители, которые имеют единственный и постоянный угол установки лопастей, что обусловлено способом их производства. Такие движители отливают цельными, поэтому они имеют небольшие габариты и вес. Устанавливают их преимущественно на машинах малого водоизмещения:

– морских судах, предназначенных для торговли;

– кораблях, требующих увеличенной прочности винта и прочих.

Движение таких судов предполагает длительный ход в одном направлении, поэтому маневренность винтов фиксированного шага как основная характеристика отходит на второй план.

Разновидность данного механизма – винты со съемными лопастями. Их шаг остается фиксированным, но конструкция предполагает не литое изготовление, а крепление лопастей к диску движителя в одной позиции. Это дает возможность замены при поломке отдельных деталей (лопастей), а не всего устройства, и позволяет изготавливать прочные движители с большим диаметром, цельное литье которых достаточно затруднительно.

Винты регулируемого шага

Винты регулируемого шага (ВРШ) предполагают возможность изменения поворота лопастей в ступице. Крепление составляющих винта производится таким образом, что благодаря особому приводу лопасти могут вращаться вокруг своей оси и, при необходимости, менять угол атаки. Достигается эта возможность приводом, известным как механизм изменения шага (МИШ).

Механизм изменения шага может быть:

– электрогидравлическим.

В состав механизма изменения шага (МИШ), за исключением ручного, входят: механизм поворота лопастей, размещаемый, как правило, в ступице винта; сервомотор, создающий усилия для поворота лопастей и располагаемый на участке между гребным валом и главным двигателем; обратная связь или устройство, показывающее величину нового шага винта.

В свою очередь, механизм поворота лопастей, являющийся составной частью механизма изменения шага, может быть:

– зубчатым – используется на винтах малых диаметров и на судах, не предполагающих развитие высоких мощностей;

– кривошипным – отличается высокой степенью надежности и прочности, применяется на напряженных конструкциях, высокооборотных винтах и пр.

Размещается механизм поворота лопастей внутри ступицы гребного винта, что отражается как на ее размерах, так и на габаритах самого винта.

Самым часто используемым приводом считается гидравлический привод управления винтами регулируемого шага. В нем поворот лопастей производится за счет воздействия жидкостей с малой вязкостью, а само устройство механизма отличается сравнительной простотой. Еще одно преимущество гидравлики – возможность создавать большие рабочие мощности даже на маленьких и легких движителях.

За счет управления винтом дистанционно, непосредственно с ходового мостика, облегчилась и координация движения самого судна. Применение же небольших, но мощных и крепких, движителей даже на габаритных судах улучшило их ходовые качества и маневренность, позволили скоординировать шаг винта с любой скоростью машины. В результате таких действий производительность гребного винта увеличивается в несколько раз, а это снижает общие затраты на эксплуатацию судна.

Преимущества и недостатки гребных винтов

Несмотря на технические достижения, гребной винт не является идеальным механизмом. Так, его работа в качестве движителя возможна лишь при условии, что скорость его вращения будет постоянной или увеличивающейся, в противном случае лопасти, сталкиваясь с толщей воды, будут выполнять роль тормоза, причем достаточно активного.

Хотя теоретические расчеты коэффициента полезного действия движителя достигают показателей 75 %, он не способен достичь этих параметров, и они обычно находятся в пределах 30-50 %. Создать же идеальный винт с КПД в 100% невозможно, т. его работа зависит от условий окружающей среды, которые постоянно изменяются.

Интересный факт: хотя гребной винт значительно облегчил человеку управление водными судами и позволил двигаться на машинах значительных габаритов, его КПД все же уступает обыкновенным веслам, параметры которых достигают 60-65%. Если же сравнивать движитель с гребным колесом, то преимущество все же за механическим устройством (гребным колесом): его производительность выше, а габариты и вес – меньше. Однако в случае повреждения ремонт гребного колеса провести не только возможно, но и проще. Ремонт же цельнолитых гребных винтов невозможен, а сборных требует наличия соответствующего оборудования, навыков и проводится исключительно в условиях дока.

К преимуществам механического движителя (гребного колеса) стоит отнести его меньшую уязвимость, которую обеспечивают размеры и материал, их которого он изготовлен, т. ломаются они в несколько раз реже. При этом он более безопасен для жителей водного мира и оказавшихся за бортом людей. Что касается оборонной и военной промышленности, то здесь несомненное лидерство именно за гребными винтами. Так, помещение движителя под воду позволило использовать в военных целях всю поверхность имеющихся палуб, а также практически исключило возможность попадания по движителю снарядов неприятеля.

История изобретения и модернизации гребных винтов уходит корнями в глубокую древность, но лишь с развитием технического прогресса человечество смогло получить механизмы, прототипы которых используются по сей день. Однако эта отрасль промышленности продолжает совершенствоваться: ученые и изобретатели ищут сплавы и материалы для повышения производительности движителей и разрабатывают конструкции, способные устранить или уменьшить их недостатки.

гребной винт для лодочного мотора судов судна solas suzuki катера хонда спб меркурий чертеж меркури цена ветерок
лодочный купить гребной вращение винт ямаха сузуки тохатсу 9 11 4 5 6 7 8 9 9. 8 9. 9 10 11 15 30
расчет диаметр лопасть защита изготовление производство размеры характеристики вал гребного винта
ремонт гребных винтов

Коэффициент востребованности
4 422

Способы и этапы замены винта на лодочном моторе

zamena-vinta-na-lodochnom-motore-300x200-3561970

Гребной винт на лодочном моторе – это устройство которое преобразовывая энергию двигателя в работу приводит в движение транспортное средство (лодку).

zamena-vinta-na-lodochnom-motore-6545578

Для того чтобы произвести замену винта необходимо знать, как он устроен и из чего состоит.

Состоит винт из:

  • Ступицы – центральной части вращающейся детали, имеющей отверстие, для того чтобы можно было насадить деталь на ось или вал;
  • Лопастей, которые располагаются на ступице под определенным углом и на одинаковых расстояниях друг от друга, представляют собой «крылья» со средним или малым удлинением.

Для того чтобы заменить винт необходимо открутить крепления, которые держат старый винт, снять его.

Далее определиться с видом необходимого винта и с тем для каких целей нужно сменить винт.

Гребные конструкции подвергаются замене при:

  • Поломка.
  • Необходимости увеличения скорости или ускорения.
  • Необходимости увеличения мощности или тяги.

Определившись с выбором и купив подходящий насадить его на гребной вал и закрепить согласно инструкции.

Способы замены

Для того чтобы правильно определиться с необходимым видом винта необходимо знать величины веса лодки, характеристики мотора, шаг и диаметр винта.

Название и номер модели мотора указывается в судовом журнале.

Шаг и диаметр старого винта указываются на ступице или втулке. Диаметр можно также узнать, измерив расстояние от центра до конечной точки длины лопасти и умножить на

Для того чтобы правильно подобрать нужные параметры по скорости, тяге, разгону нужно выйти на воду и отметить обороты двигателя на ходу, когда дроссельная заслонка открыта. С этими знаниями можно идти за покупкой.

Преимущества замены

Сменив количество лопастей можно придать большую мощность судну, сэкономив на топливе, но при этом потерять в скорости движения.

Для среднего размера лодок достаточно винта, имеющего 3 лопасти. А для маленькой лодки – 2. Это обеспечит хорошую работоспособность сохранив бюджет.

Форма лопасти влияет на уровень подъема носовой части лодки. Все необходимые запчасти смотрите здесь.

Особенности выбора гребного винта

Сомневаясь при выборе перед покупкой стоит знать основные закономерности и особенности разновидностей винтов:

  • Винт из стали обеспечивает лучшим разгоном и более высокой скоростью если сравнивать с изделием из алюминия. Но наезд на препятствие сломает алюминиевый винт, а из стали винт всю силу удара передаст компонентам редуктора и сломаются они. Поэтому для не совсем чистых и мелких водоемов лучшим будет выбор алюминиевого винта, а для глубоководных акваторий – из стали.
  • Винт с 4 лопастями преобладает по тяге, скорости разгона, создает меньшую вибрацию, управляемости, но уступает по скорости хода трехлопастному винту. Меняя 3-х на 4-х лопастной необходимо и шаг уменьшить на дюйм.
  • Установив гребной винт, имеющий диаметр больше предыдущего уменьшаются обороты двигателя. Чтобы количество оборотов не изменилось необходимо шаг – уменьшить.
  • В винтах имеется защитная втулка, которая служит дополнительной защитой при ударе. Удар вызывает проворачивание втулки. Втулки изготавливаются из: пластика, их можно заменять (в моторах с мощностью от 40 л.с.); резины, не подлежат замене (меньше 30 л.с.).

Винт – это та деталь, на которой не стоит экономить, либо халатно относится к ее подбору. Разумный обдуманный выбор поможет улучшить условия пользования лодкой, сэкономить на топливе, создать нужный комфорт. Винт – это залог правильного движения судна.

Делаем гребной винт для лодочного мотора своими руками

Универсального винта не существует. Если бы такой и был, его бы с завода ставили на все моторы. Но гидродинамика винта гораздо сложней, чем может показаться на первый взгляд. Поэтому гребные винты следует выбирать исходя из параметров конкретного мотора с учетом тех задач, который водномоторник ставит перед своим судном. В частности, для рыбалки или для катания на водных лыжах потребуются различные винты. Более того, рыбалка в одиночку или в дружной компании из 3-4 человек — это совершенно разные сценарии использования судна. Чтобы сделать правильный выбор, нужно учитывать целый ряд параметров:

Тип конструкции

Все существующие варианты винтов можно разделить на несколько групп по количеству лопастей. Не существует однозначно лучших или худших типов — каждый обладает собственным набором сильных и слабых сторон:

  • Двухлопастные. Обладают высоким КПД, но не могут похвастаться высокой прочностью. Обычно используются на гоночных судах, болотоходах. Кроме того, двухлопастный винт будет полезен на парусно-моторных яхтах в качестве вспомогательного движителя.
  • Трехлопастные. Самый распространенный тип для малых судов. Оптимальная скорость обеспечивается уже на ¾ хода. Чем выше скорость, тем лучше себя показывают такие винты.
  • Четырехлопастные. В основном применяются на крупных моторных яхтах. Обеспечивают минимальную вибрацию и качественный упор. Благодаря быстрому старту и быстрому набору скорости отлично подходят для водных аттракционов. В то же время конструкция позволяет экономить топливо на среднем ходу.

В каких случаях можно делать литые винты?

Литые элементы можно делать небольшого диаметра

Из каких материалов можно делать формы для отливки?

Формы делаются из материалов: гипс, цемент, стеклопластик.

От каких факторов зависит уровень шума работающего движка?

Звуковые волны генерирует вибрация различных элементов конструкции, чем она больше, тем больше амплитуда звуковых волн.

Материал

Винт для лодочного мотора может быть изготовлен из алюминия или стали. И у первого, и у второго решения есть свои сторонники и противники. Алюминиевые и стальные винты имеют значительные различия по своим потребительским качествам:

  • Толщина. Стальные лопасти практически в 2 раза тоньше алюминиевых. Это позволяет плыть быстрее.
  • Форма. При использовании алюминия применяется технология кокильного литья со всеми ее ограничениями. Стальные винты производится с помощью выплавляемых форм — это позволяет с высочайшей точностью воплощать любые конструкторские решения.
  • Ремонтопригодность. Стальные винты являются более прочными, но в аварийной ситуации это становится, скорее, минусом. В случае попадания на мель или на топляк они выдержат нагрузку, но при этом передадут ее на редуктор.
  • Цена. Стоимость стального винта примерно в 2-3 раза выше по сравнению с алюминиевым аналогичного класса.

Количество оборотов мотора

В инструкции к мотору указано количество оборотов, рекомендованное для конкретной модели. Для проверки необходимо взять тахометр, разместить одного пассажира в лодке со стандартным винтом и выкрутить полный газ. Если мотор раскручивается ровно до рекомендованного числа оборотов (например, 5500), то винт подобран правильно. Любые отклонения нежелательны:

  • Если число оборотов больше— мотор быстро изнашивается и портится. «Перекрут» способен сократить срок службы мотора в несколько раз.
  • Число оборотов меньше— идет дополнительная нагрузка на механизмы. «Недокрут» не позволяет добится оптимальной разгонной динамики и топливной эффективности.

Если мотор демонстрирует эталонные значения с 1 пассажиром, то с 3 пассажирами число оборотов просядет. В этом случае нужно установить грузовой винт — у него будет ниже показатель шага (измеряется в дюймах). Чем выше этот параметр, тем быстрее плывет лодка. например, винт с шагом 12 «вытягивает» только 4600 оборотов. Один шаг меняет число оборотов примерно на 200-300. Если установить «девятку» (винт с шагом 9), то удастся выйти на рекомендованное значение в 5500 оборотов.

Гребные винты для катеров, яхт, лодок

Пожалуй, в большей степени, чем от двигателя, скорость катера зависит от правильно подобранного и установленного гребного винта. Более того, эффективная работа гребного винта является необходимым условием для обеспечения нормальной эксплуатации двигателя и полной отдачи его мощности.

Сказанное в значительной мере относится и к подвесным моторам, которые хотя и выпускаются с винтами, специально рассчитанными на мощность их двигателя, но при установке на судах различного типа не всегда работают с оптимальной отдачей.

Для выбора элементов гребного винта нужно знать скорость, на которую»рассчитано судно при работе двигателя на полную мощность. Проще всего получить эти данные, если есть возможность посмотреть катер приблизительно тех же размерений и примерно с той же мощностью двигателя. Тогда можно либо просто скопировать гребной винт, либо сделать новый с откорректированными элементами. Технология изготовления модели и самого винта будет рассмотрена ниже. Сейчас ознакомимся с основными закономерностями, которые определяют эффективность его работы.

Шаг гребного винта, как и шаг обычного резьбового соединения, является величиной, которая характеризует осевое перемещение его за один полный оборот. В отличие от шурупа, гребной винт при полном своем обороте перемещается не на величину шага, а на несколько меньшую величину, так как он «ввинчивается» не в твердое тело, а в воду. Проскальзывание гребного винта в определенных пределах — явление не только неизбежное, но и необходимое, для того чтобы винт выполнял свое основное назначение — двигал судно вперед. Отсюда понятно, что между числом оборотов винта, его шагом и скоростью хода судна существует определенная взаимосвязь. Если, например, на водоизмещающем катере установить подвесной мотор, который при нормальной мощности дает 4500 об/мин, то ясно, что винт с большим шагом будет «молотить» воду, и лишь незначительная часть мощности мотора превратится в полезную энергию, обеспечивающую движение судна.

Кроме шага, основными элементами винта, определяющими его эффективность, являются диаметр и дисковое отношение, характеризующее площадь лопастей.

Приведем зависимости, которые определяют эти элементы.

Величина шага рассчитывается по формуле

Диаметр винта представляет собой диаметр круга, который описывают лопасти при вращении.

Дисковое отношение вычисляется по формуле

где А — площадь спрямленной поверхности всех лопастей;

Ad — площадь диска винта.

Для выбора этих элементов существует ряд расчетных методов, описанных, например, в книге Л. Кривоносова «Гребной винт к твоей лодке» (М. , ДОСААФ, 1970 г.

На практике любители-судостроители, однако, предпочитают обходиться без этих расчетов и либо обращаются за помощью к специалистам, либо эмпирически подбирают элементы винта, сравнивая ходовые качества собственного судна и судна, близкого по размерениям. Если имеется близкий прототип, можно просто позаимствовать у его владельца гребной винт и, используя его в качестве модели, отлить по нему копию.

Гребной винт, выбранный любым из указанных способов (в том числе и расчетным) нуждается в проверке и доводке. Суть этих операций заключается в том, чтобы установить согласованность винтомоторного комплекса и корпуса и, если винт не позволяет снимать с двигателя полную мощность (является легким), то увеличить его шаг, а если не дает двигателю возможности развивать номинальные обороты (тяжелый винт), то уменьшить шаг или диаметр.

Из сказанного уже можно сделать вывод, что доводить проще тяжелый винт, так как подрезать лопасти чаще бывает проще, чем изменить шаг.

Перед доводкой винта двигатель катера должен быть обкатан и отрегулирован хорошим специалистом. Необходимо иметь внешнюю характеристику двигателя — график изменения мощности на различных оборотах при полностью открытой дроссельной заслонке.

Доводка винта заключается в проведении скоростных испытаний судна, при которых определяются скорость хода, ходовой дифферент, число оборотов и количество топлива, расходуемого двигателем. Расход топлива дает возможность оценить мощность, развиваемую двигателем на различных режимах работы. Чтобы использовать этот критерий, необходимо иметь в своем распоряжении универсальную характеристику серийного двигателя, представляющую собой ряд кривых зависимостей мощности от числа оборотов.

Рис. 163. Внешняя и винтовые характеристики двигателя. 1 — внешняя характеристика; 2 — винтовая характеристика тяжелого гребного винта; 3 — рекомендуемая винтовая характеристика; 4 — теоретическая винтовая характеристика (кубическая парабола; 5 — винтовая характеристика легкого гребного винта.

Испытания проводятся на мерном участке, ограниченном створами. Чтобы исключить влияние внешних условий (ветра, течения), замеры скорости делаются при прохождении мерного участка в обоих направлениях, а результат вычисляется как среднее арифметическое. Наилучшее согласование гребного винта с двигателем достигается в том случае, когда винтовая характеристика 3 проходит через точку А (рис. 163), соответствующую номинальному режиму работы двигателя, и пересекается с внешней характеристикой 1 при максимальных значениях мощности и числа оборотов (точка А).

При гидродинамически тяжелом гребном винте винтовая характеристика 2 пересечется с внешней характеристикой (точка Б) при числе оборотов, меньшем номинальных. Наоборот, при легком винте винтовая характеристика 5 вообще не пересечется с внешней характеристикой, так как мощность, развиваемая винтом, меньше, номинальной.

На практике, однако, при часто изменяющихся нагрузках катера обеспечить постоянную работу двигателя в номинальном режиме не представляется возможным. Оптимальный режим, к которому следует стремиться при подборе винта, должен соответствовать. 90-95% располагаемой мощности. Это исключит недопустимые перегрузки двигателя при некотором возрастании сопротивления катера в процессе его эксплуатации.

Для выполнения указанных замеров необходимо располагать счетчиком оборотов для вала двигателя или любым подходящим для этой цели тахометром. Желательно также оборудовать специальное приспособление для точного учета расхода топлива с целью определения развиваемой двигателем мощности. Такое приспособление может, например, состоять из мерных бачков с точной градуировкой, включаемых в систему подачи топлива.

Требующееся изменение шага или диаметра винта достаточно точно можно определить по следующей приближенной формуле:

в которой Н — исходный шаг винта;

по — число оборотов винта, которые он должен развивать при мощности N;

ni-число оборотов винта, достигнутое на испытаниях при той же мощности N.

Знак в скобках в формуле принимается минус при тяжелом винте и плюс — при легком.

Корректировка шага винта с латунными или бронзовыми лопастями достигается соответствующим поворотом (в горячем состоянии) его лопастей. Понятно, что работа эта требует навыка и должна выполняться достаточно точно (разношаговость в соответствующих сечениях лопастей не должна превышать 1-2% от Я). Чтобы иметь возможность контролировать величину шага в процессе работы, необходимо изготовить для нагнетающей поверхности лопасти новые шаговые. угольники (подробнее об этом будет сказано дальше).

Технологически проще производить корректировку винта подрезкой лопастей (имеется в виду тяжелый винт). Однако и эту операцию нужно выполнять очень аккуратно, так как в результате утолщения концевых сечений может возникнуть кавитация. Новый контур лопасти должен плавно сопрягаться со старым. Следует по возможности избегать изменения дискового отношения винта.

Рекомендуется обрезку лопастей производить за два, а то и за три раза, проверяя каждый раз полученные результаты на повторных скоростных испытаниях судна. Корректировка не должна нарушать статической балансировки винта. Откорректированным винтом можно пользоваться в дальнейшем как эталоном, помня, что его можно заменить другим с разницей по шагу Н или по диаметру D в пределах 10% при условии, что сумма Н + D останется неизменной. С обрезанными лопастями винта при увеличении оборотов можно попасть в зону кавитации. Винт в этом случае как бы внезапно становится легким: обороты резко возрастают, а мощность и тяга падают, в результате судно теряет скорость. Обнаружив появление кавитации, винт нужно заменить на новый-с меньшей толщиной лопастей или с большим дисковым отношением. Теперь непосредственно об изготовлении гребного винта. Проще всего его отлить из силумина. В качестве исходного материала можно использовать, например, отслужившие свой срок головки блоков цилиндров двигателей.

Моделью для отливки может служить готовый винт, элементы которого близки к элементам, полученным расчетом или подбором с последующей доводкой. В более общем случае придется изготовить специальную модель винта, точнее его лопасти.

Модель для литья выполняют из дерева, стеклопластика, цемента, органического стекла. Каждый из этих материалов имеет свои достоинства и недостатки. Для деревянной модели лучше всего взять липу, но можно обойтись и сосновой или ольховой доской; важно, чтобы она была без сучков и каких-либо других дефектов. Готовую модель нужно пропитать горячей смолой и покрасить. Изготовить деревянную модель винта представляется, однако, делом не простым. Поэтому, чтобы упростить задачу, рассмотрим сначала, как делается модель из пластических материалов, в частности из цемента.

Прежде всего надо изготовить основание приспособления (рис. 164). Оно состоит из квадратной доски 1 размером на 50-100 мм больше длины лопасти. В краю доски сверлится отверстие диаметром 20-30 мм, в котором строго перпендикулярно к поверхности доски крепится на клею гладкий центрирующий стержень 2 (лучше металлический) высотой 2/3 H. На стержень насаживается формовочный шаблон 3.

Рис. 164. Изготовление цементной модели лопасти гребного винта. 1 — доска-основание; 2 — центрирующий стержень по оси ступицы винта; 3 — вращающийся вокруг стержня деревянный формовочный шаблон с острой кромкой; 4 — шаговый угольник; 5 — шаблон профиля; 6 — цементная модель лопасти.

Из миллиметровой фанеры или тонкого железа вырезается шаговый угольник 4, острый угол которого а вычисляется по формуле

где Н — шаг винта; R — радиус установки шагового угольника: R=1. 1Rmax

Для установки шагового угольника 4 нужно прочертить на основании дугу радиусом установки /? и набить вдоль нее два ряда мелких гвоздей, между которыми и зажимается угольник 4. Пространство между стержнем 2 и шаговым угольником 4 заполняется густым раствором цемента 6. Перемещая деревянный формовочный шаблон 3 относительно стержня 2, образуют поверхность А, которая будет соответствовать нагнетающей поверхности винта. Когда цемент застынет, на его поверхности из центра стержня 2 прочерчивают несколько дуг (радиусами 0,25/?, 0,5/?, 0,75/?).

Из жести вырезают шаблоны засасывающей поверхности винта на выбранных радиусах. Шаблоны изгибают так, чтобы они совпадали с прочерченными на поверхности А дугами. Наносят на поверхность А слой разделительной смазки, например солидола, а сверху накладывают слой цемента. Для придания модели необходимой прочности лучше заформовать в цемент арматуру в виде металлической сетки. В месте перехода лопасти в комель заформовывается винт Мб или М8 так, чтобы наружу выходила нарезная часть длиной 40-50 мм.

Лопасть формуют вручную, производя контроль с помощью шаблонов. Для упрочнения модели в ее наиболее тонких местах по контуру лопасти делается утолщение в виде валика. На отливке это утолщение легко снимается напильником.

Модель лопасти из стеклопластика может быть изготовлена примерно таким же способом. Дело несколько упростится, если пространство между центральным стержнем и шаговым угольником заполнять не цементом, а воском или парафином, которые легко поддаются обработке и не трескаются при застывании. На шаблоне 3 профиля следует сделать пропилы на расстояниях, соответствующих контрольным радиусам; при формовании поверхности А они оставят риски, которые будут служить основой для разметки лопасти.

Более высокая точность может быть достигнута при изготовлении модели винта из термопластичного материала, например из органического стекла. Работы выполняются в следующем порядке.

По чертежам винта, из какого-нибудь легко обрабатываемого материала, например из пенопласта, вырезается шаблон спрямленной лопасти. На корневой части шаблона делается шип на всю ширину лопасти для установки ее в ступице.

По шаблону методом точного литья или на копировальном станке изготовляются заготовки модели лопасти из органического стекла. Можно упростить перечисленные операции и изготовлять заготовки из органического стекла вручную по шаблонам, снятым с чертежа, но точность в этом случае будет, безусловно, ниже.

Из органического стекла вытачивается также модель ступицы, в которой профрезеровываются пазы под шипы лопастей. Угол наклона паза к оси ступицы определяется выражением

где Я — шаг винта;

d — диаметр ступицы.

Заготовки лопастей устанавливаются в модель ступицы на клею по шаблону, обеспечивающему идентичность их положения.

Заготовкам лопастей, изготовленным вышеописанным способом из бетона, по винтовой поверхности придается окончательная форма (рис. 165). Для этого заготовку из органического стекла нужно разогреть до пластического состояния (например, в масляной ванне) и, приложив к винтовой поверхности 3, прижать сверху мешочком с песком. Таким же образом изгибают и остальные лопасти.

При окончательной отделке модели винта необходимо зашпаклевать место соединения лопастей со ступицей, а саму модель покрасить.

Отливку винта по изготовленной модели производят в следующем порядке (рис. 166). Сначала. делают опоку из трех кусков стальной полосы толщиной миллиметров пять и шириной чуть больше длины ступицы винта. Из этой полосы собирают сектор с внутренним углом 180° для двухлопастного винта, 120°-для трехлопастного и 90°-для четырехлопастного. Величина внутреннего угла должна быть выдержана с возможно большей точностью: чтобы при дальнейшей работе она не изменялась, радиальные стенки опоки прихватывают накладками. Наружная. изогнутая по окружности стенка делается съемной (лучше откидной на шарнирах), что обеспечивает выем готовой формы из опоки.

Рис. 165. Формование модели лопасти винта из органического стекла. 1 — центрирующий стержень; 2 — готовая модель лопасти; 3 — винтовая поверхность; 4 — основание.

Модель гребного винта устанавливают в опоку и крепят к ней винтом, заделанным в комель модели. Прежде чем набивать опоку формовочной смесью, ее поверхность, а также модель смазывают керосином или соляркой. Опоку с моделью устанавливают на ровную доску или на стальной лист.

В качестве формовочной смеси при отливке гребного винта из силумина, температура плавления которого невелика, может быть использован практически любой песок. Лучше всего для этой цели подойдет кремнезем — мягкая земля темно-коричневого цвета. В такой земле на берегах устраивают гнезда стрижи. Конечно, земля должна быть тщательно просеяна, очищена от посторонних примесей, прежде всего от корешков. Для получения хорошей газопроводности смеси и хорошей чистоты отливки, и песка с помощью сита с ячейкой около 1 мг нужно удалить слишком крупные частицы а затем изъять слишком мелкие на сите с ячей кой 0,3-0,55 мм. Сухой песок смешивают с 3- 5% жидкого стекла. Смесь после этого тщательно растирают руками до получения одно родного состава.

Рис. 166. Отливка гребного винта по модели: а — модель лопасти, закрепленная в опоке; б — нижняя часть формы; в — форма, подготовленная к заливке.

Опоку набивают землей примерно до верх них кромок лопасти, так чтобы получить оттиск нижней части модели. Землю вокруг модели утрамбовывают, а затем тщательно заглаживают мастерком. Полученную поверхность (плоскость разъема) покрывают тонким слоем графита, талька или просто толченого древесного угля. Излишек присыпки сдувают.

Когда форма нижней части лопасти будет закончена, ее можно будет вынуть из опоки, предварительно удалив оттуда модель и сняв откидную стенку. В таком же порядке изготовляют формы и остальных лопастей, после чего их в течение 15-20 час сушат на воздухе. Процесс сушки может быть ускорен, если, например, обдувать формы отработавшими газами двигателя. В этом случае для полного высыхания формовочной земли достаточно 20 мин.

Чтобы очистить гребной винт от грязи, водорослей, тины, ракушечника, нужно купить моющее средство Фаворит-К для мойки катеров.

Высушенную нижнюю часть формы вновь укладывают в опоку. Устанавливают на свое место и модель (крепить ее к опоке болтом на этот раз не нужно), заполняют верхнюю часть опоки землей и накрывают ее сверху доской. Далее опоку переворачивают верхней частью вниз, снимают с формы, затем снимают высушенную часть формы, а оставшуюся часть отправляют на просушку.

После изготовления формы приступают к литью. Для этого на ровной плите собирают сначала нижние части формы, а затем устанавливают на них верхние части. Чтобы при заливке расплавленный металл не вытекал через разъемы формы, все стыки нужно замыть глиной или цементом.

Металл заливают сверху через отверстие, диаметр которого должен быть чуть больше диаметра ступицы. Этот припуск обеспечивает хорошую плотность отливки, так как усадочная раковина выводится в прибыль, которая впоследствии при механической обработке винта срезается.

Силумин можно плавить в любом металлическом сосуде, важно только, чтобы стенки его были достаточно толстыми и сохраняли температуру расплавленного металла необходимое время. Плавить силумин лучше с перегревом — для повышения его текучести. На глаз готовность металла можно определить при помешивании: он не должен прилипать к металлической мешалке. Прежде чем заливать металл в форму, нужно снять образовавшийся на его поверхности шлак.

Готовую отливку после извлечения из формы подвергают закаливанию. Закаливание можно для простоты заменить естественным старением, которое заключается в том, что горячую деталь оставляют на воздухе на 5 дней. Далее производят механическую обработку и статическую балансировку винта и затем ставят его на катер. Маленький совет: если предполагается использовать формовочную землю повторно, ее в горячем виде выколачивают в ящик, где хранится неиспользованная еще земля, которую предварительно смачивают водой. Содержимое ящика хорошо перемешивают, после чего его плотно закрывают. Пригодность земли в дальнейшем определяют так: сжимают в кулаке горсть земли: если комок потом не рассыпается, значит, все в порядке, можно приступать к изготовлению новой формы.

Грузовое и скоростные винты

Правильный выбор винта позволит экономно расходовать топливо и в оптимальном режиме эксплуатировать мотор. Даже если имеющийся винт (например, комплектный) полностью устраивает по всем параметрам, то все равно стоит помнить, что винты — это в первую очередь расходный материал, и лучше все равно держать под рукой «запаску». Например, можно приобрести пару винтов для различных условий эксплуатации:

  • Скоростной. Позволяет быстро выйти на глисер, но даже с небольшой нагрузкой обороты двигателя сильно падают. Оптимально подойдет для скоростных «прохватов» налегке.
  • Грузовой. Винт с меньшим числом оборотов отлично покажет себя в переходах с большой нагрузкой.

Увод лопасти

Другой важной характеристикой является угол между перпендикуляром оси ступицы и задней кромкой лопастей. Подбирая гребные винты для лодочных моторов «Ямаха» и прочих движков, внимание стоит уделять изделиям с большим уводом, что обеспечивает лучшую работу при значительном сопротивлении поверхности воды.

Увеличение показателя увода на быстрых и легких плавательных средствах передвижения способствует поддержанию стабильного, оптимального положения лодки и, как результат, – снижению гидравлического сопротивления при движении.

Определяющей характеристикой при выборе рассматриваемой детали выступает ее диаметр. Как правило, подбирая гребной винт для лодочного мотора грузового судна, предпочтение отдают изделиям с наибольшим внешним диаметром. Для лодок, где основной упор делается на скорость передвижения, подбираются винты, лопасти которых описывают круг меньшего диаметра.

§ 11. Работа гребного винта на разных режимах

Для оценки условий
работы двигателей судна надо знать
основные характеристики винта: упор Р,
момент М и к. ηр
на разных режимах, т. при любых значениях
поступательной скорости υp
и частоте вращения n
(при разных значениях λр
= υp/nD). Рассмотрим некоторые характерные режимы
работы винта, условно заменив его одним
эквивалентным элементом лопасти,
расположенным на радиусе центра тяжести
площади спрямленной поверхности лопасти
(при r
= 0,7R).

Швартовный
режим
(рис. 113,а). Этот режим работы винта
наблюдается при снятии судна с мели,
движении в ледяных торосах. В швартовном
режиме υp
= 0 и λр
= υp/nD
= 0, т. винт работает на месте не совершая
полезной работы, КПД его ηр
= Р υp/2πnМ
= 0. Так как угол атаки

для элемента
лопасти достигает наибольшей

величины,
упор винта Р и момент М (коэффициенты
и
)
оказываются наибольшими (рис. 112). В этом
режиме работа винта с полной частотой
вращения недопустима из-за перегрузки
двигателей и опасности повреждения
валопроводов по причине больших осевых
усилий и крутящих моментов. Максимальная
частота вращения винта на швартовном
режиме составляет 600,65%
частоты вращения расчетного режима
полного хода, т. nшв
< (0,600,65)nп.

img-4gkh1e-1903911

Рис. 113. Режимы работы элемента лопасти

Основной
(расчетный) режим переднего хода
(рис. 113,б). Этот режим соответствует
относительной поступи λр
>0, при
которой винт создает полезный упор Р
(>0)
за счет подведенного от двигателя
вращающего момента М (>0),
причем КПД ηр
находится
в области максимальных для данного
винта значений (рис. 112). Угол атаки

элемента
лопасти, коэффициенты

и
в рассматриваемом режиме меньше, чем в
швартовом режиме.

Режим нулевого
упора
(рис. 113,в). С дальнейшим увеличением
относительной поступи угол атаки

для элемента
лопасти продолжает уменьшаться, в в
связи с чем снижаются значения упора

и
момента винта. При некотором λр
= λр1
упор Р (коэффициент упора)
обращается в нуль и ηр
= Р υp/2πnМ
= 0, т. винт не совершает полезной работы
(рис. 112). Момент М (коэффициент момента)
остается положительным, т. винт требует
подведения от двигателя некоторого
вращающего момента, который целиком
расходуется на преодоление сопротивления
вращению винта. Относительную поступь
λр1
принято обозначать называют Н1/D
и называть шаговым отношением нулевого
упора или гидродинамическим шаговым
отношением, а величину Н1
— шагом
нулевого упора или гидродинамическим
шагом. Шаговое отношение нулевого упора
Н1/D
превышает конструктивное Н/D,
и их численное соотношение специфично
для каждой серии гребных винтов. Режим
нулевого упора наблюдается при реверсе
винта и является кратковременным.

Режим нулевого
момента (рис. 113,г). При увеличении относительной поступи
за режимом нулевого упора при λр
= λр2
наступает режим нулевого момента винта,
когда коэффициент момента становится
равным нулю. Понятие КПД винта ηр
здесь не имеет смысла, так как к винту
от двигателя вращающий момент не
подводится. Винт вращается под действием
набегающего на него потока, а возникающий
при этом момент целиком расходуется на
преодоление сопротивления вращению
винта. Работающий
винт
оказывает набегающему потоку сопротивление,
которое соответствует отрицательному
значению упора Р (коэффициент упора). Таким образом, в пределах относительной
поступи от λр
= λр1
до λр
= λр2
гребной винт уже не является движителем,
он как бы “парализован”
или находится в так называемой зоне
Параля (рис. 112).

Дальнейшее
увеличение относительной поступи за
предел λр2
приводит к тому, что не только упор Р,
но и момент М оказываются отрицательными,
т. гребной винт из движителя превращается
гидротурбину (рис. 113,д), что соответствует
турбинному
режиму работы
винта.

Маркировка винтов

Маркировку наносят на ступицу или лопасти в дюймовых размерах.

На примере Yamaha:

11 1/4 х 15 – G

Первое число обозначает диаметр лопастей, второе – шаг винта.

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

13х19 3RH, или 3х10-3/8х11 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.

По количеству лопастей гребные винты бывают:

  • Двухлопастные;
  • Трехлопастные;
  • Четырехлопастные.

Двухлопастные винты чаще устанавливаются на маломощных моторах.

3744618602_w640_h2048_grebnoj_1-9467291

Трех- и четырехлопастной винт более распространен на лодочных моторах.

Трехлопастной винт обеспечит наибольшую скорость судну. Он одинаково хорошо работает на любых скоростях, сохраняя высокий КПД и низкий уровень вибрации.

3744619048_w640_h2048_grebnoj_2-1816803

Четырехлопастной винт обеспечивает более быстрый старт, низкий уровень вибрации при использовании с мощным двигателем и плавный ход.

3744619644_w640_h2048_grebnoj_3-5123794

Отличие между трехлопастным и двухлопастным винтом в том, что трехлопастной винт имеет преимущества в скоростных качествах. Чем больше скорость, тем менее эффективным становится четырехлопастной винт.

В то же время четырехлопастной винт имеет лучшие характеристики при разгоне и выходе на режим глиссирования. Он применяется для водных развлечений.

3744620230_w640_h2048_grebnoj_4-7418497

Трехлопастные винты для подвесных моторов наиболее распространенные и популярные, так как имеют наивысшую скорость и слаженную работу. Четырехлопастные имеют более быстрое ускорение, лучшую тягу, плавную работу, но меньшую максимальную скорость, по сравнению с 3-х лопастным, также на 4-лопастном винте можно достичь экономии топлива в крейсерском режиме.

Диаметр винта

Внешний диаметр винта – это диаметр окружности, описываемой внешними кромками лопастей. Больший диаметр применим для груженых и тяжелых лодок. Малый – для легких и скоростных.

3744621280_w640_h2048_grebnoj_1-5277755

Чем больше диаметр винта, тем больше становится упор. С помощью большего диаметра винта можно увеличить тяговые свойства двигателя лодки, но проиграть в скорости.

Шаг винта

Шаг винта – это расстояние, которое пройдет винт за один оборот в воде. Чем больше шаг, тем это расстояние будет больше. Шаг гребного лодочного винта измеряется в дюймах. Каждый дюйм шага равен приблизительно 150 +/- 50 об/мин.

3744622627_w640_h2048_grebnoj_5-5744647

Теоретически винт с 14-дюймовым шагом за один полный оборот будет двигать лодку на 14 дюймов. В действительности так не получается. Это отклонение называется «проскальзывание».

3744623310_w640_h2048_grebnoj_6-4050824

Расшифровка обозначений шага и диаметра на примере лодочного мотора Yamaha 15 л. Шаг винта составляет 9 ¼ x 11. Цифра «9 ¼» — это диаметр винта. В технических характеристиках это значение всегда пишется первым.

Следующая за ней цифра «11» является шагом винта и измеряется в дюймах. Это расстояние, которое винт пройдет за один полный свой оборот. Чем больше шаг винта, тем более скоростным считается гребной винт. Но чем меньше шаг винта, тем более грузовым считается винт.

Винт с низким шагом имеет лучшее ускорение и тягу. Винт с высоким шагом — меньшее ускорение, но больший потенциал для достижения высоких скоростей.

Правильный подобранный винт позволить двигателю достичь максимальных оборотов, заданных производителем мотора.

Диаметр и шаг винта производители указывают на ступице или на лопасти. Единых стандартов нанесения этой технической информации нет. Все данные по винту дублируются на упаковке.

Проскальзывание винта

Коэффициент проскальзывания гребного винта — это процентная разница между реальным и расчетным шагом винта. Грубо говоря — это сколько воды убежало с лопастей, пока винт делал один оборот, то есть величина, обратно пропорциональная КПД винта.

3744624059_w640_h2048_grebnoj_7-8684838

Больше всего скользит на малых оборотах — больше воды успевает убежать от ступицы винта к краю лопасти. Поэтому для уменьшения проскальзывания увеличивают диаметр винта и/или дисковое отношение.

Соответственно, чем быстрее крутится винт, тем больше воды он толкает в нужную сторону (назад), а не разбрасывает ее по сторонам. Поэтому же у винта с большим шагом выше КПД.

Проскальзывание зависит от множества величин: от самого винта, плотности и вязкости жидкости, формы корпуса, загрузки лодки, передаточного отношения (которое отвечает за обороты винта) и др. переменные. Моторы разной мощности, выдающие одинаковые обороты на винте, покажут одинаковое значение проскальзывания.

Шлицевая посадка винта на вал

В большинстве случаев используется шлицевая посадка винта на гребной вал. Разные производители оснащают винты различным количеством шлиц.

Гребные винты также могут отличаться диаметром ступицы.

3744624732_w640_h2048_grebnoj_8-1726495

На гребном валу винт фиксируется гайкой и контрится шплинтом. Современные двигатели оснащены выхлопом через ступицу винта. Этот способ считается более эффективным. Такой винт оснащен дефлектором для создания области разряжения, чтобы понизить давление на выхлопе, а, следовательно, увеличить мощность лодочного двигателя в целом.

Чтобы при ударе винта о грунт редуктор был надежно защищен, используется резиновая втулка демпфер. Если совпадает диаметр посадки, то технически можно перепрессовать втулку с одного винта на другой. Но для слаженной работы рекомендуется использовать оригинальные винты.

Иногда производители винтов делают втулку съемной, чтобы была возможность один и тот же винт устанавливать на разные моторы.

Шпоночная посадка винта на вал

На лодочных моторах небольшой мощности используется посадка винта на шпонку. Для этого на втулке винта имеются специальные пазы. Если винт ударился о препятствие, то шпонка срезается и тем самым защищает шестерни и вал редуктора.

3744625298_w640_h2048_grebnoj_9-2787794

В таких моторах для выхлопа предусмотрено отдельное отверстие под антикавитационной плитой. Это не так эффективно, чем выхлоп через винт, но тоже неплохо работает.

Материал изготовления гребного винта

По материалу гребные винты бывают:

  • алюминиевые (AL);
  • стальные (SS);
  • пластиковые.

В основном используют винты из алюминиевого сплава, так как они берегут редуктор и стоят дешевле, чем остальные.

Пластиковые винты применяются на компактных моторах, мощностью 2-3 лошадиных сил.

Стальные винты применяются на скоростных лодках и катерах. Рекомендованы для эксплуатации на глубоких водоемах, где нет топляков и препятствий в виде порогов, поскольку при налете винта из стали на препятствие есть вероятность выхода из строя редуктора.

Основное преимущество стальных винтов состоит в том, что его лопасти можно сделать максимально тонкими. Если сравнить толщину лопасти стального и алюминиевого винта для однотипных моторов, то можно увидеть, что стальные лопасти гребного винта будут втрое тоньше алюминиевого.

Алюминиевые винты считаются одними из самых популярных. Если лопасти такого винта погнулись, то их можно выпрямить прямо на берегу.

Прочие характеристики гребного винта

Загиб кромки – это небольшой изгиб или выступ на задней кромке лопасти гребного винта. Он позволяет гребному винту цепляться за воду, обеспечивая управление при волнении и в крутых поворотах.

Также загиб снижает вентиляцию и проскальзывания винта. Малый радиус кривизны — важнейшей элемент конструкции гребного винта, для которого должны быть соблюдены точные размеры иначе может вызвать чрезмерный рулевой крутящий момент, люфт и сложность в поддержки оборотов.

Угол увода лопастей

Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем судна, а также обеспечивать отличную устойчивость при волнении и при высокой установке мотора.

Угол увода выражается в градусах. Высокий угол лучше подходит для скоростного применения, особенно при высокой установке двигателя, где есть риск проскальзывания и кавитации. Помогает поднять нос судна и уменьшить смачиваемую поверхность.

Для легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти. Низкий угол вызывает меньшую нагрузку на двигатель. Помогает удержать нос лодки в низу. Является более распространенном и универсальным.

Как подобрать гребной винт

Подобрать оптимальный шаг винта поможет тахометр. Если мотор выдает 6000 оборотов в минуту, то при правильно подобранном винте на максимальных оборотах он должен выдавать 5800-6000 оборотов.

Если мотор крутит менее 6000 оборотов, требуется понизить шаг винта.

Если лодочный двигатель выдает больше нужных оборотов, нужно его нагружать, повышая шаг винта.

При понижении или повышении шага гребного винта на 1 дюйм, обороты мотора изменяются в среднем на 200 оборотов в минуту.

По соответствию 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 винт. 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 (так называемый «перекрут»), срабатывает ограничитель оборотов. В этом случае нужен винт с большим шагом.

Рекомендуется иметь в запасе дополнительный винт. В идеале оптимально иметь гребной винт грузового и скоростного типа.

Какой винт лучше 3 или 4 лопастной?

4 -х лопастной винт уменьшает время выхода на глиссирование, может экономить топливо при движении на крейсерском ходе. Но максимально достигаемая скорость судна с 4 -х лопастным винтом меньше по сравнению с 3 -х лопастным винтом того же диаметра и шага

Какой винт лучше двух или трех лопастной?

КПД лучших гребных винтов не превышает 75-80%. Из практики известно, что из обычных погруженных ГВ наиболее эффективны 2 -лопастые винты , их КПД на 6-12% выше, чем 3 — лопастных , и на 9-15% — чем 4- лопастных

Как правильно выбрать гребной винт?

Чем больше шаг винта , тем более скоростным считается гребной винт. Но чем меньше шаг винта , тем более грузовым считается винт. Винты с большим шагом называются скоростными, а винты с меньшим шагом – грузовыми. При покупке нового основного или дополнительного винта следует всегда учитывать этот шаг

Чем больше шаг винта?

Чем больше шаг винта — тем большее усилие требуется для его вращения, тем большую скорость может развить лодка. Диаметр винта — это диаметр окружности, описанной концами лопастей винта

Оцените статью
RusPilot.com