Меню

Как измерить шаг винта для лодочного мотора



Методы измерения шага гребного винта

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

Шаг каждого радиального сечения лопасти Н i можно выразить общей формулой

H i = 2πR i tgv i (1)

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

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

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

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

1 метод определения шага гребного винта

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

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

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

h i = h 1 — h 2 . (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Н i = h i 360º / αº. (3)

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

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

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

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

2 метод определения шага гребного винта

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

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

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

H45 = 2Rx tgν = 6,28Rx. (7)

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

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

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

Простейший измеритель шага гребного винта

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

Источник

Как замерить диаметр и шаг винта

Обращается к вам постоянный подписчик «КиЯ» В. Н Чернов (г. Апатиты) с просьбой ответить на два интересующих меня вопроса: как определить диаметр гребного винта? что такое шаг винта и как его измерить?

Диаметр гребного винта D это наибольший диаметр диска, ометаемого концами лопастей винта при его вращении.

Чтобы его измерить, нужно в отверстие в ступице для вала вставить цилиндрическую деревянную пробку, найти на торце пробки ее центр, и наколов шилом, вставить в углубление обломок иголки либо иголку от чертежного циркуля так, чтобы ее острие выступало над торцом на 1—1,5 мм. Затем нужно положить лист плотной бумаги на ровную поверхность стола и поставить сверху винт, проколов бумаг) центровой иголкой.

Читайте также:  Измерение суммарной бета активности

Взяв разметочный металлический угольник (можно воспользоваться и обычным чертежным треугольником), переносят проекции нескольких самых крайних точек с края лопасти на бумагу, помечая их положение карандашом. Затем снимают винт и находят наиболее удаленную от центра из помеченных точек (это можно сделать при помощи циркуля). Удвоив этот размер, получают диаметр гребного винта.

Если измеряется бывший в эксплуатации винт, то эту процедуру рекомендуется проделать для всех лопастей, так как возможна разность радиусов различных лопастей вследствие износа или повреждения тонких кромок.

Теперь о шаге. Глядя на гребной винт, вы легко можете обнаружить, что лопасти представляют собой не просто лопатки с плоской нагнетательной стороной, а они изогнуты по сложной винтовой поверхности. Такую поверхность можно получить, если, например, вращать горизонтальную линейку вокруг вертикальной оси и одновременно перемещать ее с постоянной скоростью вверх. В результате такого движения каждая точка линейки образует винтовую линию, а совокупность этих линий дает винтовую поверхность. Конец линейки опишет на цилиндрической поверхности с радиусом R направляющую винтовой поверхности.

Если развернуть цилиндр на плоскость, то направляющая предстанет в виде наклонной прямой. Расстояние АВ, очевидно, представляет собой путь, который прошел конец линейки за один полный оборот. Эта величина и является геометрическим шагом винтовой поверхности Н, а угол v называется шаговым углом.

На практике при изготовлении и проверке гребных винтов применяют шаговые угольники.

Очевидно, если вращать линейку с постоянной частотой вращения и перемещать ее с постоянной поступательной скоростью, то величина шага на каждом радиусе будет одинаковой — каждая точка линейки поднимется за один оборот вокруг оси на одну и ту же величину. А вот шаговый угол для каждого радиуса будет разный: чем ближе к оси, тем больше этот угол. Это легко установить, сравнив угол наклона лопасти к столу у ступицы и у внешнего края лопасти.

Для замера шага винта можно воспользоваться той же пробкой с иголкой и угольником. Наколов острием иголки центр на бумаге, из неге описывают циркулем дугу радиусом 0,6R — наибольшего радиуса винта. Установив винт снова иголкой в центр, к обеим кромкам лопастей приставляют чертежный угольник таким образом, чтобы его ребро с делениями стояло на прочерченной дуге и прикасалось к кромке лопасти. На дуге в месте пересечения ее с ребром угольника отмечают точку, одновременно замеряют высоту от поверхности стола до входящей и выходящей кромок лопасти. Вновь сняв винт, соединяют прямыми линиями полученные точки на дуге и транспортиром измеряют центральный угол α. Искомый шаг определяется расчетом по формуле:

Источник

О лодочных винтах:

Не существует универсального лодочного винта, подходящего под все типы корпусов лодок, но есть способ, нахождения что вам нужно. Как правило, правильно подобранный винт позволяет достичь вашему лодочному мотору максимальное количество оборотов при полностью открытой заслонке дросселя, без недобора и превышения их. Например, если ваш подвесной двигатель имеет максимальные обороты 5000-6000 об./мин., вам нужен винт, который попадет в диапазон между 5700 и 6000 об/мин. при средней нагрузки в судне.

Обязательно учитывайте такие переменные, как запас топлива, число пассажиров и вес всего оборудования с учетом якоря, цепи, аккумулятора и так далее.

При описании пропеллера даются как диаметр, так и шаг. Сначала указан диаметр, вторым — шаг. Винт: 12″ x 9″ имеет характеристики: диаметр — 12, шаг — 9.

Выбор шага — важнейшей параметр для определения эффективной и производительной работы двигателя. Шаг — это расстояние (в дюймах), которое проходит за один полный оборот). Теоретически, винт с 14-дюймовым шагом, за один полный оборот, будет двигать лодку на 14 дюймов. В действительности, ни какой винт с 14 шагом, не двинет шлюпку на 14 дюймов за один полный поворот. Это отклонение называется «проскальзывание»

Как изменяются обороты от шага винта

Винт с низким шагом — имеет лучшее ускорение и тягу

Винт с высоким шагом — меньшее ускорение, но больший потенциал для достижения высоких скоростей.

Увеличение шага — дает уменьшение на 150-200 оборотов.

Уменьшение шага — дает увеличение на 150-200 оборотов.

Правильный подобранный винт позволить вашему двигателю достичь максимальных оборотов заданных производителем мотора. Каждый дюйм шага равен приблизительно 150 +/- 50 об/мин.

Диаметр

Диаметр лодочного винта

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

Количество лопастей

Кол-во лопастей лодочного винта

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

Площадь межлопастной поверхности

Межлопастная поверхность в гребно лодочном винте

Площадь межлопастной поверхности относится к общей поверхности лопасти винта. Чем больше данной площади, тем лучше упор, ускорение. Но также может создать избыточное сопротивление на двигатель и ограничить его обороты. Недостаточная межлопастная поверхность грозит кавитацией и недостаточной тягой.

Геометрия лопастей

Геометрия лопастей в лодочном винте

Геометрия лопастей фактически относится к форме лопасти (уха). Путем манипулирования формой, диаметром, шагом лопасти — создаются винты с различными характеристиками, для различных условий.

Загиб кромки лопасти

Загиб кромки в лодочном винте

Загиб кромки – это небольшой изгиб или выступ на задней кромке лопасти гребного винта. «Чашка» позволяет гребному винту «цепляться» за воду, обеспечивая великолепное управление при волнении и в крутых поворотах. Также снижает вентиляцию и проскальзывания винта. Это позволит вам повесить ваш двигатель более высоко на транец. 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.

Читайте также:  Трансформаторы предназначенные для расширения пределов измерения приборов переменного тока

Угол увода лопастей

Угол увода лопасти гребного винта

Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем вашего катера, 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. Однако, для некоторых 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.

Передаточное число

Передаточное число в лодочно моторе

Передаточное число — это есть отношение числа зубцов на ведомой шестеренке к числу зубцов на ведущей. Чем выше передаточное число — тем мотор, более тяговитей, лучше стартует, но имеет меньшую максимальную скорость. С низким коэффициентом лучше ставить на более легкие и скоростные корпуса. Важно подобрать винт, чтобы он достигал максимальные обороты вашего двигателя

Вентиляция

Увод воздуха или выхлопных газов в гребном винте

Эффект вентиляции — это когда гребной винт касается воздуха или выхлопных газов. Вентиляция, как правило, вызывает увеличение оборотов, но с потерей скорости, так как лопасти находятся в «воздушном кармане». Обычно, такой эффект возникает при крутых поворотах, когда мотор навешен слишком высоко на транец или при определенных состояниях воды (вода после шторма). На некоторых винтах, предусмотрена «система контроля вентиляции» (отверстие в пропеллере со стороны редуктора), которая помогает набрать обороты двигателю при резком старте. Отверстие помогает увести воздух/выхлопные газы через дыру. Чаще всего такие винты используются в двухтактных двигателях. В четырехтактных, обычно, не используются. Вентиляцию часто путают с кавитацией.

Кавитация

Кавитация в гребном винте

Кавитацию гребного винта обычно рассматривают как явление вскипания воды в потоке, вызванном винтом, при снижении местных давлений до давления насыщенных паров. Давление понижается настолько, что вода, обтекающая лопасть, вскипает, выделяя пузырьки пара. Пузырьки, лопаясь, создают огромное местное давление, отчего поверхность лопастей выкрашивается и повреждается. Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение числа оборотов; гребной винт при этом издает специфический шум, на корпус передается вибрация, лодка движется скачками. Кавитацию часто путают с вентиляцией.

Проскальзывание

«Проскальзывания» в гребно лодочном винте

Коэффициент проскальзывания гребного винта это процентная разница между реальным и расчетным расстоянием (шагом винта), проходимым винтом за один полный оборот вокруг своей оси. Грубо говоря — это сколько воды убежало с лопастей, пока винт делал один оборот. Иначе говоря — это величина, обратно пропорциональная КПД винта. 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.

Быстрый старт

Быстрое старт, когда лодка из «состояния покоя» (стоит на месте или медленно передвигаться) за короткое время резко ускоряется и достигает режима глиссирования с максимальной рассчитанной для лодки скорости.
Это достигается когда винт подобран правильно по отношению к лодке и к мотору и они оба работают вместе.

Источник

Что такое шаг винта лодочного мотора?

27 Фев 2019 | 17:33

Важно! Если вам нужен новый гребной винт, вы можете приобрести его в нашем интернет-магазине Лодки Деда Мазая, с быстрой доставкой и консультацией по всем вопросам.

Шаг винта — что это?

Разберемся, что собой представляет такой показатель, как шаг винта. Под шагом винта стоит понимать определенное расстояние, которое способен пройти винт, совершая полноценный оборот. Измеряется этот показатель в дюймах. Винт, который имеет большой шаг, способен развивать значительную скорость, а лодки с внушительной грузоподъемностью имеет меньший шаг.

К примеру, если коленвал двигателя совершит одинаковое количество оборотов, винт лодки может пройти меньшее расстояние. Если сравнивать с автомобилем, это все равно что проехать путь на низкой передаче – скорость авто будет меньше, а тяга при этом станет выше. Среди характеристик, более важная отведена именно скорости винта. Важно, чтобы лодка удачно выходила на глиссирование, тогда мотор сможет достичь максимально возможных оборотов. То есть, в этом случае скорость лодки достигнет своего максимума.

Как определить шаг винта лодочного мотора

Внимательно посмотрите на грань лопасти, и вы заметите, что это не прямая плоскость, а выгнутая по определенному алгоритму. К примеру, если подвижно закрепить горизонтально расположенную деревянную планку на вертикальном упоре, раскрутить ее при этом поднимая с не изменяющейся скоростью вверх, то любая точка планки будет двигаться по винтовой траектории, а их множество образует винтовую поверхность. Конец планки будет двигаться при этом по поверхность цилиндра с радиусом, равным длине планки, образуя направляющую винтовой поверхности. Подобную форму и имеет каждая лопасть гребного винта.

Если сделать развертку цилиндра на бумаге, то направляющая будет выглядеть, как наклонная прямая. Таким образом, расстояние от точки А до точки В (см рис) и называется шагом винта. А угол V называется шаговым углом.

Читайте также:  Как измерить высоту сидения для инвалидной коляски

Вернемся к эксперименту с планкой. Не подлежит сомнению, что, если вращать и поднимать ее с одной и той же скоростью, то каждая точка планки будет подниматься на одну и ту же величину. Но при этом шаговый угол для двух разных точек будет разным. Чем дальше от оси вращения, тем меньше будет угол.

Чтобы замерить шаг винта самостоятельно, можно также воспользоваться цилиндриком с иголкой, листом бумаги и угольником. Установив острие на листе, нужно циркулем прочертить часть окружности с радиусом, равным 0,6 R, где R — наибольший радиус винта. Теперь необходимо в центр прочерченной дуги установить иглу цилиндрика, с каждой стороны лопасти приставляют угольники так, чтобы они пересекали начерченную дугу. Точки пересечения отмечают карандашом, одновременно замеряют, на какой высоте от поверхности листа находятся соответствующие точки на лопасти. Теперь можно убрать винт, он больше не понадобится.

Как измерить шаг винта лодочного мотора

Диаметр винта.

Вот первое определение: диаметр гребного винта — это диаметр окружности, которую проходит точка на лопасти, максимально удаленная от оси.

Чтобы узнать этот размер, нужно установить деревянный цилиндрик с диаметром, подходящим под посадочное место вала, найти центр цилиндра и установить острый наконечник (иголка от циркуля, обломок гвоздя и т. д.). Далее следует перенести винт на плотную бумагу, воткнуть в нее острие цилиндра.

После необходимо вооружиться металлическим или обычным чертежным угольником. Уперев в лист прямой угол, перенесите проекцию нескольких точек лопасти, наиболее отставленных от оси, на лист. Теперь снимите винт с бумаги и определите, какая из точек находится на самом удаленном от оси расстоянии. Для этого удобно использовать циркуль. Раствор циркуля показывает радиус винта, соответственно, чтобы найти диаметр, необходимо удвоить его значение.

Если вам необходимо замерить диаметр побывавшего в употреблении, то описанную операцию стоит провести для каждой лопасти, потому что возможен неравномерный износ или сколы по краям элементов.

Подбор гребного винта для лодочного мотора.

Для переключения передач недостаточно использовать только редуктор подвесного мотора. Если вы хотите использовать на полную мощность мотор лодки, необходимо внимательно подойти к выбору гребного винта, который позволит достигнуть:

• оптимального выхода на глиссирование;

• максимальных оборотов, которые возможны для данного типа мотора;

• максимально возможной скорости или грузоподъемности (зависит от конкретной цели).

Правильно подобранный винт, позволяет сэкономить топливо, снизить шум, создаваемый мотором, а также способствует увеличению его ресурса.

Как правильно подобрать винт.

Прежде всего, стоит определить, какая перед вами стоит задача – хотите ли вы увеличить скорость и улучшить выход в глиссер, или же вас интересует возможность большей грузоподъемности для лодки. Одновременно максимально увеличить все эти показатели за счет одного лишь винта не представляется возможным, однако вы можете выбрать такой винт, который позволит удачно сбалансировать все важные показатели. Можно подобрать один винт с оптимальными показателями или же купить несколько винтов и возить их с собой. Однако, как показывает практика, менять винты в процессе не всегда удобно. Существуют также винты, которые способны изменять свой шаг, в зависимости от требований. Но сегодня мы разберем другие варианты винтов, которые отличаются по своим показателям.

Итак, какой винт лучше приобрести – из стали или из алюминия? Давайте разбираться.

Преимущества винтов из стали.

Стальные детали отличаются лучшим КПД, если сравнивать с алюминиевыми – это связано с тем, что стальные лопасти имеют меньшую толщину, а крыльчатка имеет более сложное строение. Винты из стали менее подвержены кавитации, что непосредственным образом сказывается на их скорости – в сравнении с алюминиевыми агрегатами, они развивают большую скорость (примерно на 5-7%).

Стальной винт имеет высокий уровень прочности, поэтому он не стирается и не повреждается при контакте с песчаным дном. Винт не деформируется даже при ударе об дно, он не подвергается коррозийным процессам из-за длительного нахождения в воде.

Недостатки винтов из стали.

Основной минус – высокая стоимость. Винты из стали обойдутся вам несколько дороже, чем их алюминиевые аналоги. Также важный недостаток – при сильном ударе возможно повреждение и деформация редуктора, несмотря на то, что сам винт может остаться без повреждений.

Преимущества алюминиевых винтов.

Винты из алюминия стоят сравнительно недорого, особенно это касается неоригинальных деталей для моторов Suzuki, Yamaha, Honda и многих других. В случае повреждения винты из алюминия можно отремонтировать. Алюминиевый винт весь удар возьмет на себя, зато сохранит более важные и дорогостоящие части двигателя.

Недостатки винтов из алюминия.

По сравнению со сталью, алюминий – более мягкий материал, который при ударе о песчаное дно деформируется, на поверхности винта появляются выщерблены, что мешает набирать скорость и существенно уменьшает КПД. В результате столкновения с небольшими препятствиями лопасти винта могут погнуться.

Принципы подбора винтов для лодок.

Шаг винта – одна из важнейших технических показателей, которая оказывает влияние на развитие скорости лодки. Шаг винта показывает расстояние, которое способен пройти винт, совершая один полный оборот, измеряется этот показатель в дюймах.

Чем большим будет шаг, тем большим будет упор, создаваемый вращающимися лопастями, а он, в свою очередь, перейдет в энергию движения лодки. Такой показатель, как шаг винта, имеет непосредственное влияние на обороты лодочного мотора. Если шаг мотора меньше, то максимальные обороты будут больше.

Очень важно подобрать винт, чтобы обеспечить максимальные обороты, хорошую скорость и удачный выход на глиссирование. При этом важно, чтобы показатели находились в том диапазоне, который предусмотрен производителем мотора. Таким образом, можно обеспечить оптимальную производительность и избежать преждевременного износа двигателя.

Источник