Выбор винта для ПЛМ под различные нужды

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.

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.

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.

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.

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.

Преимущества алюминиевых винтов

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

Рис.6 – Изображение алюминиевого винта моторной лодки.

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

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.

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.

Достоинств винтов из нержавеющей стали

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

Рис. 4 – Изображение винта из нержавеющей стали.

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

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.

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.

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.

Как определить шаг винта лодочного мотора

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

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

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

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

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

Какими бывают моторные винты

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

В состав основных элементов входят такие детали как:

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

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

Рис.2 – Винт фиксированного шага.

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

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

Подбор гребного винта для лодочного мотора

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

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

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

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

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

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

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

Как понять, что винт оптимальный

Размер винта и его техническое устройство и характеристики зависят от веса и корпуса судна, его длины и формы обводов, а также от мощности двигателя. Убедиться, что модель оптимально совместима с возможностями мотора и подходит к данной лодке, можно путем проведения тестов на воде.

Производители предлагают также «оригинальные» модели, которые идут в комплекте с двигателем. Но от ошибки выбора это не страхует – модель может не подойти к габаритам судна.

Определить, что гребной винт согласованный, можно по следующим признакам:

• лодка без труда и ощутимых вибраций выходит на глиссирование, при полной нагрузке наблюдается незначительное понижение скорости, что является нормой;
• при эксплуатации двигатель показывает обороты, заявленные в паспорте производителем;
• при большой загрузке нет значительного повышения сопротивления при движении по воде и выходе на глиссер;
• мотор не издает при работе излишних шумов и работает в равномерном режиме.

Если после установки двигатель не работает на заявленных оборотах, лодка даже при отсутствии груза тяжело выходит на глиссирование, или мотор совершает холостые перекруты, значит, расчеты оказались ошибочные.

В таком случае надо снять винт с лодочного мотора, отрегулировать шаг с учетом полученных показателей, и провести повторное тестирование.

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.

Разновидности

Винт лодочного мотора должен соответствовать марке и мощности двигателя судна, поскольку его работа напрямую зависит от возможностей движительного агрегата. Поэтому гребные винты выпускают разнообразных видов и конструкций.

Все лодочные гребные винты состоят из втулки, которая бывает двух разных типов:

• Когда лопасти изготовлены отдельно и закрепляются на втулке.
• Модели, в которых лопасти и втулка отлиты в единую конструкцию.

Кроме того существует ряд отличий по другим техническим параметрам, имеющим огромное значение при выборе:

• Диаметр винта – это размер окружности, которую описывают верхние края лопастей.
• Количество лопастей (выпускают от 2 до 7 единиц на устройстве).
• По шагу – бывают модели с фиксированным или регулируемым шагом.
• Направление вращения крыльев – правостороннее (по часовой стрелке) или левостороннее (против часовой стрелки).
• По материалу изготовления деталей. Используют алюминий, сталь, титановые сплавы, бронзу и высококачественный пластик.
• По дисковому отношению – это отношение площади лопастей к площади окружности с диаметром, идентичным винту.
• Проход выхлопа – бывает под антикавитационной плитой или через ступицу.
• Диаметр ступицы и размер лопастей.
• Число шлицов втулки (зубчатых соединений).

Лопастной винт может быть по гидродинамическим признакам легким или тяжелым. Когда двигатель не работает на полную мощность, а упор винта за счет диаметра или шага невелик, то лодка не достигает максимальной скорости. Такой гребной механизм называют легким.

Если мотор не использует все возможности при своей мощности, но при этом не может увеличить частоту вращения гребного винта – это тяжелый вариант. Гребной винт, который позволяет полностью эксплуатировать мощность двигателя и при этом соответствует типу и габариту судна является согласованным. Для достижения оптимального КПД надо правильно провести подбор винта.

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

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

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

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

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

Как подобрать винт

К примеру, на лодке с двигателем мощностью 15 л.с. 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.

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.

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.

Недостатки винтов из алюминия

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

Рис.7 – Деформация винта при повреждении о дно водоема.

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

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.

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.

Подбор винта и расчеты

При подборе важно изучить следующие показатели и сделать выбор с учетом мощности двигателя, конструкции и техническим характеристикам судна.

Самым прочным и долговечным материалом считается сталь. Но по весу он тяжелый, дополнительно нагружает редуктор и стоимость его высокая. Для легких небольших лодок больше подходит винт из алюминия. Он имеет достойные гидродинамические свойства, стойко переносит механические повреждения.

Пластмассовый винт – наиболее уязвимый среди конкурентов, но при этом самый экономичный тип.

Винт из двух лопастей имеет больший КПД, чем трехлопастный вариант. Но при этом проигрывает по сроку эксплуатации. Двухлопастные применяют на гоночных и спортивных судах, где важны высокие показатели скорости. На малых лодках и катерах обычно стоят трехлопастные модели. У них высокие ходовые показатели, они обеспечивают приемлемый уровень вибрации и доступны по цене.

Четырехлопастные винты также позволяют развить высокую скорость, при этом тяговая сила превосходит устройства из 3 лопастей. На глиссирование лодку выводят быстрее, при их установке повышается КПД двигателя, и снижается расход топлива. Ставятся чаще на мощные моторы, стоимость таких моделей выше, чем с 2 и 3 лопастями.

Судовые гребные винты на 5–7 лопастей обычно применяют на крупных морских или океанических судах, часто в количестве 2 и более экземпляров на одно плавсредство.

Шаг гребного винта

Главный расчет гребного винта – вычислить длину шага. Для этого надо знать:

• максимальную скорость, которая соответствует данным в паспорте и возможностям мотора (в формуле указана V);
• число, обозначающее количество оборотов гребного винта (буква N).

В формулу H=750V/N, где H – это размер шага, надо подставить нужные показатели.

Определение шага гребного винта можно увидеть на примере:

• максимальная скорость вращения вала 6300об/мин;
• скорость двигателя 70 км/час;

Надо найти максимальные обороты гребного вала: 6300:2,5=2520 об/мин. Теперь можно рассчитать шаг: 750х70:2520=20,83. После округления получается размер шага 21 дюйм.

Изготовление гребных винтов подразумевает фиксированный шаг или регулируемый вариант. На малых судах с мотором средней мощности обычно используют фиксированный шаг. Винт с изменяемым шагом представляет собой движитель, у которого при изготовлении не задан конкретный угол атаки.

Изменение шага винта лодочного мотора происходит за счет дополнительного устройства, благодаря которому осуществляется поворот и закрепление лопастей под нужным углом. Стоят такие модели дороже, чем фиксированные.

Размер винта в диаметре напрямую связан с шагом гребного устройства. В пределах одного шага производитель обычно предлагает 2–3 варианта подходящих по диаметру моделей. Выбирать надо по такому признаку – если мотор малой или средней мощности, больше подойдет меньший диаметр. Для мощных двигателей лучше приобретать модели с большей окружностью.

Шаг винта и скорость лодки также взаимозависимые показатели. В отдельных случаях, чтобы отрегулировать шаг и увеличить КПД двигателя, достаточно провести подрезку лопастей винта для лодочного мотора.

Форма лопасти

Конфигурация лопасти гребного винта бывает разной, самые распространенные виды – это эллиптические или круглые. Они влияют на регулировку соотношения скорость/тяга. Винты, у которых лопасти заужены к внешнему краю, способствуют уменьшению трения. Такие модели чаще встречаются на скоростных спортивных катерах.

Недостатки винтов из стали

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

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

Рис.5 – Дефекты стального винта.

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

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.

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.

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.

Маркировка гребного винта

Маркировка гребных винтов для лодочного мотора бывает 2 типов, диаметр указывается в дюймах. Данные проставляются на одну из лопастей.

• Производитель указывает диаметр и шаг устройства. Пример маркировки от фирмы Yamaha: 11 1/4х15 G, где 11 ¼ диаметр, а 15 длина шага.
• Расширенная форма маркировки, когда обозначают №3 количество лопастей, а под №4 направление вращения (правостороннее или левостороннее). Например: 3х10х11 R, где буква R указывает движение вправо.

Если на поверхности имеется только набор цифр, типа 3231х100х12 – это номер по каталогу, расшифровка напечатана в паспорте данной модели.

Правила эксплуатации гребного винта

Виды гребных винтов представлены на рынке в огромном ассортименте. Но основные правила по использованию одинаковы для всех типов и размеров:

• важно следить за глубиной при движении и не допускать, чтобы винт соприкасался даже с илистым дном;
• проверять состояние лопастей, поскольку механические повреждения, изгибы и сколы влияют на КПД и винта, и двигателя;
• обходить возможные подводные препятствия, заросшие густой растительностью мелководья, при наличии пользоваться гидроподъемником.
• запускать реверс только после того, как было установлено, что гребной винт погрузился на необходимую глубину.

Чтобы узнать, какой винт подойдет лучше для лодочного мотора, надо учитывать мощность двигателя, конструкцию и габариты судна, выполнить правильные расчеты и приобретать качественную продукцию с инструкцией и паспортом от производителя. Важно помнить, что правильный выбор винта положительно влияет не только на работу двигателя, но и на ходовые качества всего судна.

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.

Зачем нужны разные винты

По сути, гребной винт является аналогом трансмиссии (коробки передач), которая используется для регулирования оборотов и скорости автомобиля. Например, заменив винт можно увеличить ускорение, но уменьшить максимальную скорость.

Но если гребной винт не подходит под характеристики лодочного мотора и под нагрузку лодки, даже на максимальных оборотах двигателя отдача будет практически нулевая. Или на малых оборотах лодочный мотор будет перегружаться. Оба варианта приводят к быстрому износу деталей ПЛМ.

Точный подбор гребного винта меняет дело. Правильно подобранный гребной винт обеспечивает оптимальный режим работы мотора. Появляется возможность наращивать тягу, лодку можно приспособить для буксировки различных грузов. К этим преимуществам добавляется ещё и экономия топлива.