Как определить шаг гребного винта лодочного мотора при отсутствии маркировки

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.

Количество лопастей гребного винта

По количеству лопастей гребные винты бывают:

• Двухлопастные;
• Трехлопастные;
• Четырехлопастные.

Двухлопастные винты чаще устанавливаются на маломощных моторах.

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.

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

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.

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.

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.

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».

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.

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.

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.

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.

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.

Как подобрать винт на лодочный мотор?

Неправильный выбор винта повышает риск поломки двигателя лодки. Когда мотор не способен развить заявленную в сопроводительной документации скорость на высоких оборотах, он практически тонет в топливе. Становится высока вероятность деформации подшипников, поршней и других расходников. Все это чревато разрывом в глушителе, заеданием поршня и выводом мотора из строя. В обратной ситуации, когда обороты вала превышают допустимые, лепестковые клапаны разрушаются, при трении деталей образуется стружка, все элементы быстрее изнашиваются. Но всего этого можно избежать, если подойти ответственно к выбору винта для лодки. Конечно, при покупке придется опираться на мнение производителя и данные из каталога, но оптимальный вариант подбирается экспериментальным путем. Винты различаются между собой по следующим параметрам: на каждые 2,54 см (1 дюйм) приходится 150-200 оборотов в минуту. Бывает так, что вы установили новый винт, но он замедляет ход. Решением проблемы станет установка устройства с шагом поменьше, чтобы увеличить скорость.

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.

Что надо знать о гребном винте?

Рисунок 1. Схема сил и скоростей на лопасти винта (правого вращения)

Упор в большой степени зависит от угла атаки α профиля лопасти. Оптимальное значение α, для быстроходных катерных винтов 4-8°. Если α больше оптимальной величины, то мощность двигателя непроизводительно затрачивается на преодоление большого крутящего момента; если же угол атаки мал, подъемная сила и, следовательно, упор Р будут невелики, мощность двигателя окажется недоиспользованной.

На схеме, иллюстрирующей характер взаимодействия лопасти и воды, α можно представить как угол между направлением вектора скорости набегающего на лопасть потока W и нагнетающей поверхностью. Вектор скорости потока W образован геометрическим сложением векторов скорости поступательного перемещения va винта вместе с судном и скорости вращения vr, т. скорости перемещения лопасти в плоскости, перпендикулярной оси винта.

Так как сторона va в треугольнике рассматриваемых скоростей остается постоянной, то по мере удаления сечения лопасти от центра необходимо разворачивать лопасти под большим углом к оси винта, чтобы α сохранял оптимальную неличину, т. оставался одинаковым для всех сечений. Таким образом, получается винтовая поверхность с постоянным шагом Н. Напомним, что шагом винта называется перемещение любой точки лопасти вдоль оси за один полный оборот винта.

Рисунок 2. Винтовая поверхность лопасти (а) и шаговые угольники (б)

Гребной винт на «Вихре» имеет шаг Н=0. 3 м и частоту вращения n=2800/60=46. 7 об/с. Теоретическая скорость винта:

Таким образом, мы получаем разность

Эта величина, называемая скольжением, и обуславливает работу лопасти винта под углом атаки α к потоку воды, имеющему скорость W. Отношение скольжения к теоретической скорости винта в процентах называется относительным скольжением. В нашем примере оно равно

s=H*n-va =2. 9 =0. 207=20. H*n14

Максимальной величины (100%) скольжение достигает при работе винта на судне, пришвартованном к берегу. Наименьшее скольжение (8-15%) имеют винты легких гоночных мотолодок на полном ходу; у винтов глиссирующих прогулочных мотолодок и катеров скольжение достигает 15-25%, у тяжелых водоизмещающих катеров 20-40%, а у парусных яхт, имеющих вспомогательный двигатель, 50-70%.

Рисунок 3. Соотношение скорости лодки и осевой скорости винта.

Коэффициент полезного действия. Эффективность работы гребного винта оценивается величиной его КПД, т. отношения полезно используемой мощности к затрачиваемой мощности двигателя. Полезная мощность или ежесекундное количество работы, используемой непосредственно для движения судна вперед, равно произведению сопротивления воды R движению судна на его скорость V (Nп=RV кгсм/с).

Мощность, затрачиваемую на вращение гребного винта, можно выразить в виде зависимости Nз от крутящего момента М и частоты вращения n

Следовательно, КПД можно вычислить следующим образом:

В свою очередь и корпус судна, образуя попутный поток, уменьшает скорость потока воды, натекающей на гребной винт. Это учитывает коэффициент попутного потока w:

Значения w нетрудно определить по данным, приведенным выше.

Таким образом, полезная мощность с учетом взаимовлияния корпуса и винта равна

Nп=Pe*(1-t)*va кгсм/с, 1-w

а общий пропульсивный КПД комплекса судно-двигатель-гребной винт вычисляется по формуле:

η=Nп =Pe*va *1-t *ηM=ηp*ηk*ηM Na2π*n*M1-w

Максимальная величина КПД гребного винта может достигать 70-80%, однако на практике довольно трудно выбрать оптимальные величины основных параметров, от которых зависит КПД: диаметра и частоты вращения. Поэтому на малых судах КПД реальных винтов может оказаться много ниже, составлять всего 45%.

Максимальной эффективности гребной винт достигает при относительном скольжении 10-30%. При увеличении скольжения КПД быстро падает; при работе винта в швартовном режиме он становится равным нулю. Подобным же образом КПД уменьшается до нуля, когда вследствие больших оборотов при малом шаге упор винта равен нулю.

Коэффициент влияния корпуса нередко оказывается больше единицы (1. 1-1. 15), а потери в валопроводе оцениваются величиной ηM=0. 9÷0.

Диаметр и шаг винта. Элементы гребного винта для конкретного судна можно рассчитать, лишь располагая кривой сопротивления воды движению данного судна, внешней характеристикой двигателя и расчетными диаграммами, полученными по результатам модельных испытаний гребных винтов, имеющих определенные параметры и форму лопастей. Для предварительного определения диаметра винта можно воспользоваться формулой

D=4 4 √N =M, √n102va

Диаметр гребных винтов, полученный как по приближенной формуле, так и с помощью точных расчетов, обычно увеличивают примерно на 5% с тем, чтобы получить заведомо тяжелый винт и добиться его согласованности с двигателем при последующих испытаниях судна. Для «облегчения» винта его постепенно подрезают по диаметру до получения номинальных оборотов двигателя при расчетной скорости.

Шаг винта можно ориентировочно определить, зная величину относительного скольжения s для данного типа судна и ожидаемую скорость лодки:

Легкий или тяжелый гребной винт. Диаметр и шаг винта являются важнейшими параметрами, от которых зависит степень использования мощности двигателя, а следовательно, и возможность достижения наибольшей скорости хода судна.

Рисунок 4. Внешняя и винтовая характеристики мотора «Вихрь».

Наоборот, если шаг или диаметр винта малы (кривая 4), и упор и потребный крутящий момент будут меньше, поэтому двнгатель не только легко разовьет, но и превысит значение номинальной частоты вращения коленвала. Режим его работы будет характеризоваться точкой С. И в этом случае мощность двигателя будет использоваться не полностью, а работа на слишком высоких оборотах сопряжена с опасно большим износом деталей. При этом надо подчеркнуть, что поскольку упор винта невелик, судно не достигнет максимально возможной скорости. Такой винт называется гидродинамически легким.

Для каждого конкретного сочетания судна и двигателя существует оптимальный гребной винт. Для рассматриваемого примера такой оптимальный винт имеет характеристику 3, которая пересекается с внешней характеристикой двигателя в точке В, соответствующей его максимальной мощности.

Рисунок 5. Зависимость скорости мотолодки «Крым» от нагрузки и шага гребного винта мотора «Вихрь» мощностью 14. 8 кВт (20 л

Рисунок 6. Построение шаговых угольников (а) и кривые изменения кромчатого шага лопасти (б).

r/Rr, ммh, ммHср=0. 264мHср=0. 240м lLlL 0. 33662. 55975. 265. 582. 5 0. 56057. 483. 511992129. 5 0. 78452. 3105144. 5115154. 5 0. 910847. 2119. 5142131. 5165 1. 012044. 5124—139

Таблица 1. Величины для построения шаговых угольников (диаметр винта D=240мм)

Численные рекомендации для наиболее популярных моторов мощностью 14-18 кВт (20-25 л. ) могут быть следующие. Штатные винты, имеющие H=280÷300 мм, дают оптимальные результаты на сравнительно плоскодонных лодках с массой корпуса до 150 кг и нагрузкой 1-2 чел. На еще более легкой лодке массой до 100 кг можно получить прирост скорости за счет увеличения H на 8-12%.

На более тяжелых глиссирующих корпусах, на лодках, имеющих большую килеватость днища и при большой нагрузке (4-5 чел. ), шаг винта может быть уменьшен на 10-15 % (до 240-220 мм), но использовать такой винт при поездке без пассажиров с малой нагрузкой не рекомендуется: двигатель будет «перекручивать обороты» и быстро выйдет из строя.

При установке подвесного мотора на тихоходной водоизмещающей шлюпке рекомендуется применять трех- и четырех лопастные винты с соотношением H/D не менее 0. 7; при этом ширину лопасти и профиль ее поперечного сечения сохраняют такими же, как и на штатном винте мотора.

При замене согласованного с корпусом и двигателем гребного винта другим, с близкими величинами D и H (расхождение должно быть не более 10%), требуется, чтобы сумма этих величин для старого и нового винтов была равна.

Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение частоты вращения. Гребной винт при этом издает специфический шум, иа корпус передается вибрация, лодка движется скачками.

Упор, развиваемый гребным винтом, практически не зависит от площади лопастей. Наоборот, с увеличением этой площади возрастает трение о воду, и на преодоление этого трения дополнительно расходуется мощность двигателя. С другой стороны, надо учесть, что при том же упоре на широких лопастях разрежение па засасывающей стороне меньше, чем на узких. Следовательно, широколопастной винт нужен там, где возможна кавитация <т. на быстроходных катерах и при большой частоте вращения гребного вала).

В качестве характеристики винта принимается рабочая, или спрямленная, площадь лопастей. При ее вычислении принимается ширина лопасти, замеренная на нагнетающей поверхности по длине дуги окружности на данном радиусе, проведенном из центра винта. В характеристике винта указывается обычно не сама спрямленная площадь лопастей А, а ее отношение к площади Ad сплошного диска такого же, как винт, диаметра, т. A/Ad. На винтах заводского изготовления величина дискового отношения выбита на ступице.

Для винтов, работающих в докавитационном режиме, дисковое отношение принимают в пределах 0. 3-0. У сильно нагруженных винтов на быстроходных катерах с мощными высокосборотнымн двигателями A/Ad увеличивается до 0. 6-1. Большое дисковое отношение необходимо и при изготовлении винтов из материалов с низкой прочностью, например, из силумина или стеклопластика. В этом случае предпочтительнее сделать лопасти шире, чем увеличить их толщину.

Наибольшее распространение среди винтов малых судов получил сегментный плоско-выпуклый профиль. Лопасти винтов быстроходных мотолодок и катеров, рассчитанных на скорость свыше 40 км/ч, приходится выполнять возможно более тонкими с тем, чтобы предотвратить кавитацию. Для повышения эффективности в этих случаях целесообразен выпукло-вогнутый профиль («луночка»). Стрелка вогнутости профиля принимается равной около 2% хорды сечения, а относительная толщина сегментного профиля (отношение толщины t к хорде b на расчетном радиусе винта, равном 0. 6R) принимается обычно в пределах t/b=0. 04÷0. Ординаты профилей лопастей некавитирующих винтов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Ординаты симметричных профилей, рекомендуемых для некавитирующих гребных винтов

В конструкции лодочных моторов современные производители в основном используют шлицы. С их помощью винт крепится на вал. При одинаковой мощности двигателя количество шлицов на двигателях разных производителей может отличаться. Диаметр ступицы – тоже не постоянная величина.

При шлицевой посадке гребной винт крепится на вал при помощи шплинта и гайки. При этом выхлоп двигателя у таких моделей обычно идет через ступицу. Это помогает увеличить мощность двигателя. Для этого же на двигателях есть дефлектор, понижающий выхлопное давление.

Еще одной особенностью лодочных моторов при шлицевой посадке винта является демпфер. Это резиновая втулка, плотно облегающая вал. За счет нее крутящий момент передается на редуктор лишь при помощи силы трения. Демпфер предохраняет редуктор от поломки в случаях, когда винт может сильно удариться о дно.

Выбор оптимальной модели.

При выборе винта необходимо точно знать, для какой задачи вы его будете использовать. Модель, которая быстро и эффективно выведет лодку на глиссирование, не сможет создать максимальную тягу. И снова — параметр, который имеет наибольшее значение — количество оборотов мотора. Если ваш мотор набирает максимальные обороты согласно паспортным данным, значит винт подобран идеально. Если фактические показатели тахометра далеки до паспортных значений, необходимо заменить винт, регулируя шаг и диаметр последнего.

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

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

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

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

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

Параметры гребных винтов

Основными параметрами выбора являются:

• шаг;
• число лопастей;
• диаметр;
• материал.

Любой производитель маркирует своё изделие. Так, маркировка S-9 ¼ x 10 ¼ Bs. Pro указывает на продукт Suzuki (первый символ S), изготовленный подразделением Bs. Pro. Первая цифра здесь — 9 ¼ диаметр, вторая — 10 ¼ шаг. Все цифровые параметры указываются в дюймах.

Некоторые производители ограничиваются сокращённой информацией, где указывается только диаметр и шаг (например, 8,5х10). Ставят маркировку обычно на внутренней поверхности лопастей, в области ступицы, на корпусе.

Диаметр считается косвенным параметром, который не оказывает существенного влияния на скорость. Поэтому подробно рассматривать его мы не будем.

Шаг гребного винта – отрезок пути, соответствующий одному полному обороту вала лодочного мотора без учёта проскальзывания. Грубо говоря, это расстояние, на которое винт оттолкнётся за один оборот 360°. Шаг винта лодочного мотора – это самый главный параметр для выбора. Изменение шага на 1 дюйм в сторону увеличения или уменьшения, даёт прирост или сокращение на 150-200 оборотов.

Гребные винты бывают с постоянным и прогрессирующим (переменным, изменяемым) шагом. Второй вариант позволяет изменять шаг, чтобы не носить с собой комплект разных винтов. Но такие винты намного дороже.

Самые популярные модели винтов имеют 3 лопасти. Трёхлопастные изделия удовлетворяют по техническим характеристикам в большинстве случаев. Свойства трёхлопастных гребных винтов позволяют подбирать их под разные нагрузки, корпуса лодки и лодочные моторы.

Также применяются гребные винты с 4 лопастями. Благодаря увеличенной площади лопастей они дают большую силу упора (силу тяги). Конструкции с четырьмя лопастями предпочтительны под грузовые цели. Их обычно устанавливают на тяжёлых корпусах лодок или для буксировки. Они дают уверенный выход на глиссирование.

В качестве материала для производства гребных винтов лодочных моторов обычно применяются:

• нержавеющая сталь,
• бронза,
• сплав титана,
• сплав алюминия,
• пластик.

Самые доступные по цене конструкции из бронзы, алюминия, пластика. Максимально дорогие – титановые и на основе композитных сплавов. Оптимальные для выбора – стальные гребные винты. Они дают хороший КПД за счёт малой толщины лопастей и обладают высокой износостойкостью. В крайнем случае, можно выбрать алюминиевый гребной винт. Этот вариант обойдётся дешевле при условии приобретения оригинальных фирменных изделий. Пластик – неоправданная трата денег.

Материал гребного винта

Бывают стальные, алюминиевые и пластиковые винты. Последние используют на маломощных двигателях. Нередко у них заменяемые лопасти. В основном, приходится выбирать между стальными и алюминиевыми вариантами. Решая, какой винт лучше, нужно подумать, где и как быстро вы собираетесь кататься. Так можно сэкономить.

Гребные винты из алюминия значительно дешевле. Он подойдет для тех, кто на небольшой скорости плавает по мелкой воде с большим количеством коряг и камней. Если винт налетит, например, на бутылку или кусок дерева, он неминуемо погнется. Исправить его форму можно на берегу даже с помощью молотка или камня. Из-за мягкости алюминия винт легко сломается, если упрется в грунт. Во-первых, его легко заменить другим, имеют «запаску» и нужный инструмент. Во-вторых, из-за дешевизны «расходника» будет не так жалко. В-третьих, ломаясь, алюминиевый винт не передает ударную нагрузку на вал. Поэтому риск поломки дорогостоящего редуктора стремится к нулю. Этого преимущества нет у стальных винтов. Но алюминий покроется неглубокими царапинами даже из-за крупного песка при плавании на мелкой воде. Из-за этого снижается общий КПД двигателя. Алюминиевых винтов нужно иметь сразу несколько. Это поможет предупредить внезапные форс-мажоры на воде.

Стальные винты выбирают те, кто плавает на высокой скорости на глубине. Во-первых, лопасти примерно в 3 раза тоньше, чем у алюминиевых аналогов. Из-за этого скорость выше на 7%. Во-вторых, со стальным винтом лучше не плавать на мелководье. Он гораздо прочнее и выдержит несильные удары. Но если винт на скорости врежется в грунт, прочная сталь передаст ударную нагрузку на редуктор, и тот выйдет из строя. В результате придется отдать круглую сумму за ремонт. Чтобы застраховаться от такого варианта, лучше иметь на борту хороший эхолот.

Как подобрать правильный винт к мотору

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

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

Параметры винта

Сегодня винты различаются по нескольким характеристикам. Самый очевидный элемент — количество лопастей. Обычно их бывает от двух до четырех.

Вторая величина — диаметр. Он легко поддается вычислению. Когда у винта четное количество лопастей, нужно найти расстояние между двумя самыми удаленными от оси точками, расположенными на противоположных плоскостях. Если у винта три лопасти, то следует замерить расстояние от центра втулки до кончика любой лопасти и умножить это число на два.

Геометрия лопасти

По форме лопасти отличаются большим разнообразием. Перечислим варианты, которые больше всего полюбились опытным владельцам судов. «Круглое ухо» или эллиптические — самый популярный тип. Сочетание тяги и скорости здесь подобрано оптимально. Если лопасть отходит прямо от втулки или даже перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Такая модель приподнимает нос над водой, который никак не хочет подниматься при глиссировании. Если плоскость лопасти наклонена от хвостовой кромки винта, то это, так называемый, сильный гребок. Высота подъема носа прямо пропорционально зависит от градуса наклона лопасти. Серповидные или полусерповидные лопасти имеют прямую выходную кромку. Эта особенность позволяет при небольших оборотах сильно увеличить скорость. Косые винты закручены в сторону вращения. Это оптимальный вариант для рыбалки на заросшем пруду, потому что водоросли не наматываются на винт.

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. 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.

Втулки винта лодочного двигателя

Чтобы сделать использование катера максимально комфортным, производители внедряют различные наработки. Одной из них является втулка, на которой надет гребной винт. Она плотно прилегает к его стенкам, надежно передавая крутящий момент от редуктора. Если втулку вытащить из алюминиевого винта, она тут же расширится и пометить ее обратно не получится. Очень важная ее функция – защита вала редуктора. При резком переключении передач, ударах винта о дно или камни эластичная втулка гасит удары. Поэтому нагрузка не идет не редуктор, и он не сломается.

Самой распространенной поломкой втулки является ее проворачивание. Это тоже расходник, как и винт. Крупные производители выпускают модели втулок с защитой от проворачивания. Секрет долговечности таких деталей в заменяемом демпфере.

Диаметр винта.

Это число обозначает, на какое расстояние переместится винт вперед, пройдя полный виток. Как правило, винты сопровождают маркировкой. К примеру, «10х15», что значит, что диаметр изделия составляет 10 дюймов, а его шаг равен 15 дюймам.

Центральная ось называется «втулка». При помощи втулки винт отцентровывается по отношению к валу. Существуют модели моторов с выхлопными газами. Винт, рассчитанный на эти модели, имеет обойму, удерживающую лопасти. Лопасти отвечают за создание тяги, выталкивая воду. Таким образом лодка движется вперед.

Ремонт винта лодочного мотора

Алюминиевые модели нельзя ремонтировать, даже если это простое срезание зазубрин. Дело в том, что для того, чтобы починить что-то, необходимо сперва нагреть материал, но при этом меняется его взаимосвязь молекул и все характеристики. Винты из нержавейки и композита, наоборот, поддаются ремонту. Разработаны также модели со съемными лопастями, которые легко можно заменить на новые. Гребной винт — один из ключевых элементов в работе вашей моторной лодки. На нем нельзя экономить деньги, а покупать стоит модель, подходящую под характеристики мотора, и заточенную на выполнение определенных задач.

Технические характеристики винтов, необходимые для подбора

В классификации моторных винтов применяется ряд показателей, но ключевыми являются три: диаметр винта, шаг и количество лопастей.

Диаметр винта. Здесь все просто – эта величина означает длину окружности, которую описывают лопасти винта в рабочем положении. У четырехлопастных винтов такой показатель замеряется как расстояние от конца первой лопасти до конца противолежащей. У трёхлопастного требуется замерить длину одной лопасти от конца до середины втулки и умножить эту величину на два.

Шаг винта – величина, которая указывает, до какой степени винт продвинется при одном обороте. Данный показатель всегда следует вторым в маркировке. Нужно брать во внимание, что в маркировке обозначается теоретический шаг, без учета слипа или проскальзывания.

Число лопастей у лодочных винтов обычно три, реже четыре. Трехлопастный винт обычно ставится на лодки длиной до 6 метров, а четырехлопастный – на модели длиной более 6 метров. Двухлопастные винты можно встретить очень редко, в основном на малосильных моторах. При этом трехлопастные лучше могут подойти для высокоскоростного режима, а вот четырехлопастные являются «грузовыми» и лучше всего проявляются себя на крейсерской скорости, при этом их работа «ровнее», чем у трехлопастных заменителей из-за равного количества лопастей и большего дискового отношения.

Диаметр и шаг винта производят важное воздействие на поведение надувной лодки или катера. При большом шаге винт получается «скоростнее», так как за один оборот лодка проходит огромное расстояние. В то же время чем больше диаметр, тем более «тяговитость» у двигателя и он сможет толкать груженую лодку. По этой причине если требуется улучшить скоростные качества, то попробуйте увеличить шаг винта, а если нужно сделать его тяговым – повышайте диаметр или уменьшайте шаг винта. Следите за оборотами вашего двигателя. Они должны находиться в допустимых пределах.

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.

Выбор оптимальной модели.

Алюминиевые изделия — самый экономичный вариант. Винт отлично подойдет тем, кому не важна высокая скорость, а предпочтительнее плавный ход на глиссере. Алюминий, который используется для лопастей не подвержен коррозии, но при механическом повреждении может выгнуться. Поэтому лопасти делают более толстыми по сравнению со стальными аналогами, что влияет на скорость судна. Нержавеющая сталь в несколько раз прочнее алюминия, поэтому винты изготавливают меньшей толщины без потери прочности. Но если гоночный винт с несъемной втулкой ударится о неровность дна или подводную скалу, инцидент скорее всего приведет к разрыву редуктора. Поэтому все чаще выпускают модели с пластиковой втулкой, которая в случае механического повреждения провернется либо слетит с резьбы.

Число лопастей винта.

Возрастание количества и размера лопастей также увеличивает силу, которая толкает лодку вперед. Но также возрастает и сила сопротивления воды. Поэтому изначально обходились наименьшим числом лопастей — двумя. С приходом новых технологий, материалов изготовления и возможностей создавать многоступенчатое дно лодки, стало допустимым использовать до четырех лопастей. Четырехлопастной винт наделен рядом достоинств: в силу того, что лопасти противопоставлены друг другу, то винт функционирует более ровно, сокращает время разгона, снижает скорость, при которой лодка переходит на глиссирование и позволяет лучше контролировать расход горючего. При этом, скорее всего, максимальная скорость будет снижена. Оптимальный вариант для собственного пользования — три лопасти. Такой винт будет служить долго, при этом вы сэкономите значительную сумму при покупке.

Лопасть гребного винта

Как лодка будет вести себя в разных условиях зависит от количества лопастей. Чем их больше, тем лучше тяга, меньше скорость и вибрация. В основном используют винты, на которых:

• 2 лопасти. Такой вариант встречается относительно редко. В основном 2-лопастные винты применяют на двигателях небольшой мощности. Например, для плавания по болотам.
• 3 лопасти. Чем их больше, тем лучше толчок от воды, и выше движущая сила лодки. Для тех, кто хочет разгоняться без лишних грузов, 3 лопасти – оптимальный вариант.
• 4 лопасти. Такие винты применяют на грузовых лодках. Да, сильно на них не разгонишься. Зато можно взять хорошую скорость со старта и быстро выйти на глиссер. Если плыть на крейсерской ходу, можно сэкономить топливо и снизить вибрации двигателя. Все это идеально для тягачей. Но при наборе максимальной скорости лодки топливо уже расходуется в обычном режиме, а вибрации усиливаются.

Чтобы определиться, какие винты лучше, снова нужно задуматься, как будет использоваться лодка. Такой подход поможет сэкономить время, а иногда и продлить срок службы двигателя.

Размер имеет значение

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

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

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

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

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

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

Какие лодочные винты лучше

Гребной винт лодки одновременно позволяет ей двигаться и принимает на себя все нагрузки от соприкосновения с дном, камнями и плавучими корягами. При этом он считается расходным материалом, хоть и не самым дешевым. Покупая лодку, можно ходить на том винте, который установлен по умолчанию. Но лучше найти оптимально подходящую модель. Это поможет добиться максимальной скорости, сократить расход топлива, защитить двигатель от преждевременного износа и улучшить остальные характеристики. Выбирая, какие винты лучше для конкретной лодки, нужно отталкиваться от ее особенностей, режимов использования и условий водоема. Также многое зависит от загрузки судна. Покупая винт, стоит оценивать его характеристики и строение. Если их нужно несколько на один мотор, количество шлицов и диаметр ступицы должны быть одинаковыми.

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.

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.