Výběr vrtule

O co byste se měli snažit, když výběr vrtuleNa tuto otázku můžete odpovědět tím, že nejprve zvážíte úkoly, které si pro naši loď klademe. Pro některé je důležitá maximální rychlost, pro jiné je důležitý sebevědomý výstup do kluzáku s maximálním zatížením a někoho zajímá optimální rychlost pro trolling. Bohužel není vždy možné vyřešit všechny tyto problémy jednou vrtulí, ale vždy se dá najít kompromisní možnost, tj. zvolit nejpohodlnější vrtuli. Samozřejmě můžete mít dvě nebo tři vrtule pro všechny příležitosti, ale praxe ukazuje, že jsme prostě příliš líní na to, abychom vrtule znovu montovali.

Nejprve se rozhodneme pro materiál, ze kterého je šroub vyroben:

Ocel nebo hliník?

Ocelový šroub – výhody

Účinnost ocelové vrtule je vyšší než u hliníkové, čehož je dosaženo snížením tloušťky lopatek, složitějším matematickým modelem oběžného kola a lepší povrchovou úpravou. Ocelová vrtule je mnohem méně náchylná ke kavitaci. V důsledku toho má vyšší rychlostní charakteristiky (až o 5 % vyšší rychlost ve srovnání s hliníkovým analogem).

Pevnost ocelové vrtule jí umožňuje, aby se „neopotřebovala“ na písčitém dně nádrží, netvoří se na ní promáčkliny ani dutiny. Ocelová vrtule si poradí s malým naplaveným dřevem, aniž by se změnila geometrie lopatek.

Ocelová vrtule ve slané vodě nekoroduje.

Ocelový šroub – nevýhody

Cena ocelového šroubu je výrazně vyšší než u hliníkového. V případě „tvrdého“ nárazu kamenem poskytne ocelový šroub mnohem větší odpor než hliníkový a značná část destruktivní energie nárazu se „projde“ po převodovce. Důsledkem může být deformace jednotlivých částí převodovky.

Hliníkový šroub – výhody

Relativně nízká cena (zejména u neoriginálních šroubů SOLAS) Opravitelnost. V případě „tvrdého“ nárazu kamenem – minimální poškození drahých dílů převodovky motoru.

Hliníkový šroub – nevýhody.

Relativně měkká hliníková vrtule se „tře“ o písčité dno, vrypy, které se tvoří na jejích lopatkách (důvodem jsou malé úlomky vyzdvihované proudem vody při pohybu v mělké vodě), vytvářejí další turbulenci a snižují účinnost. Geometrie lopatek trpí při srážce s drobnými překážkami – ponořenými větvemi, zádrhely, lahvemi. Výběr vrtule podle stoupání

Stoupání vrtule je její hlavní technickou charakteristikou (měřeno v palcích). Stoupání vrtule odpovídá vzdálenosti, kterou vrtule urazí v hustém prostředí (bez prokluzování) za jednu celou otáčku. Nebo je to úhel sklonu listu k vodorovné ose oběžného kola. Čím větší je stoupání (úhel listu), tím větší je tah vytvářený listem (vrtulí) během otáčení.

Tah vytvářený vrtulí během otáčení se přeměňuje na energii pohybu plavidla. Stoupání vrtule přímo ovlivňuje maximální otáčky motoru. Čím menší stoupání, tím větší jsou maximální otáčky motoru. Naším úkolem je zvolit stoupání vrtule tak, aby při plně otevřené škrticí klapce byly otáčky motoru v provozním rozsahu doporučeném výrobcem tohoto motoru.

Pokud je tato podmínka splněna, získáme dobrý klouzání, slušnou maximální rychlost a hlavně správný chod motoru bez zvýšeného opotřebení.

Plastový člun o délce 5.5 metru s kormidelnou. (bez zrcadlových plechů) Motor 115 koní čtyřtaktní (pracovní rozsah 5400 – 5900 ot./min) Nakládka – 5 osob na palubě.

Stoupání vrtule Maximální otáčky Max. rychlost Závěry 15 6200 65 km/h Velmi rychlé plachtění, po 5500 ot/min se otáčky nezvyšují. Tendence k přetáčení motoru. Zvýšené zatížení ojnic. Vrtule je hydrodynamicky příliš lehká. 17 5900 72 Normální plachtění, otáčky se rovnoměrně zvyšují na 5700 ot/min. Motor běží pohodlně. Vrtule je optimální. 19 5400 75 Dlouhodobé plachtění (zatížení bylo přerozloženo), otáčky se rovnoměrně zvyšují na 5400 ot/min. Je zobrazena hodnota maximálních otáček. Motor evidentně pracoval s napětím. Zvýšená spotřeba paliva. Vrtule je trochu těžká. Ale pokud vysadíte tři cestující, pak je to normální. Otáčky se nezvyšují, ale plachtění je jisté. 21 5000 65 Kplachtění jsme dosáhli, až když na lodi zůstali dva. Zvýšené zatížení pístní skupiny motoru. Zvýšená spotřeba paliva. Vrtule je hydrodynamicky těžká.

V tomto příkladu není záměrně uveden výtlak lodi, její obrysy a značka motoru – to bude pro každou osobu individuální, ale princip změny technických ukazatelů bude stejný.

Základní pravidlo: změna stoupání vrtule o jeden palec (25,4 mm) ubere (přidá) motoru 150 – 200 otáček za minutu. Čtyřlisté vrtule.

Vše výše uvedené platí pro nejběžnější – třílisté vrtule. V přírodě se však vyskytují vrtule se čtyřmi nebo více listy. Vrtule se čtyřmi listy se aktivně používají v malých plavidlech. Například společnost HONDA zpočátku vybavuje své lodní motory přesně čtyřlistými vrtulemi.

Co vám dá další čepel:
Klady – nižší rychlost klouzání (může ušetřit palivo), stabilní a plynulý provoz při nízké rychlosti, zejména při rychlosti trollingu (4 – 7 km/h). Možnost klouzání lodi s velkým nákladem stejnou rychlostí jako s třílistou vrtulí.

Nevýhody – nižší maximální rychlost dosahovaná lodí ve srovnání s třílistou vrtulí stejného stoupání. (až 10% ztráta rychlosti)

Pravidlo říká, že změna stoupání vrtule o jeden palec (25,4 mm) ubere (přidá) motoru 250 – 300 otáček za minutu.

Volba vrtule je velmi individuální záležitostí. Je žádoucí, aby byl motor vybaven otáčkoměrem.

Protože máme více než pětileté zkušenosti s prodejem vrtulí, samozřejmě známe možnosti optimálního výběru vrtulí pro různé konfigurace lodních motorů.

Naši manažeři jsou vždy připraveni pomoci.

Výměna jedné vrtule lodního motoru za jinou je snadno vysvětlitelná. Tímto způsobem se změní charakteristiky pohybu lodi. Různé konstrukce vrtulí poskytují různé vlastnosti.

Proč jsou potřeba různé šrouby?

Vrtule je v podstatě analogem převodovky, která slouží k regulaci rychlosti a otáčkosti vozu. Například výměnou vrtule můžete zvýšit zrychlení, ale snížit maximální rychlost.

Pokud ale vrtule neodpovídá charakteristikám lodního motoru a zatížení lodi, bude i při maximálních otáčkách motoru výkon téměř nulový. Nebo bude při nízkých otáčkách lodní motor přetížen. Obě možnosti vedou k rychlému opotřebení součástí lodního motoru.

Přesný výběr vrtule mění věc. Správně zvolená vrtule zajišťuje optimální provozní režim motoru. Je možné zvýšit tah, loď lze přizpůsobit pro tažení různých nákladů. K těmto výhodám se přidává úspora paliva.

Parametry vrtule

Hlavní parametry výběru jsou:

• krok;
• počet lopatek;
• průměr;
• materiál.

Každý výrobce označuje svůj produkt. Označení S-9 ¼ x 10 ¼ Bs.Pro tedy označuje produkt Suzuki (první symbol je S), vyrobený divizí Bs.Pro. První číslice zde označuje průměr 9 ¼, druhá rozteč 10 ¼. Všechny digitální parametry jsou uvedeny v palcích.

Někteří výrobci se omezují na zkrácené informace, kde je uveden pouze průměr a stoupání (například 8,5×10). Označení je obvykle umístěno na vnitřním povrchu lopatek, v oblasti náboje, na tělese.

Průměr

Průměr je považován za nepřímý parametr, který nemá významný vliv na rychlost. Proto se jím nebudeme podrobně zabývat.

Rozteč šroubů

Stoupání vrtule je vzdálenost, která odpovídá jedné plné otáčce hřídele lodního motoru bez započítání prokluzování. Zhruba řečeno, jedná se o vzdálenost, o kterou se vrtule odtlačí při jedné otáčce o 360°. Stoupání vrtule lodního motoru je nejdůležitějším parametrem pro výběr. Změnou stoupání o 1 palec ve směru zvýšení nebo snížení se zvýší nebo sníží o 150–200 otáček.

Vrtule se dodávají s konstantním a progresivním (proměnným, měnitelným) stoupáním. Druhá možnost umožňuje měnit stoupání, takže s sebou nemusíte vozit sadu různých vrtulí. Takové vrtule jsou však mnohem dražší.

Počet lopatek

Nejoblíbenější modely vrtulí mají 3 listy. Třílisté výrobky ve většině případů splňují technické specifikace. Vlastnosti třílistých vrtulí umožňují jejich výběr pro různá zatížení, trupy lodí a lodní motory.

Používají se také čtyřlisté vrtule. Díky zvětšené ploše listů poskytují větší tah (tahovou sílu). Čtyřlisté konstrukce jsou preferovány pro nákladní účely. Obvykle se instalují na těžké trupy lodí nebo pro tažení. Zajišťují jistý přechod do kluzáku.

Materiál

Pro výrobu vrtulí lodních motorů se běžně používají následující materiály:

• nerezová ocel,
• bronz,
• titanová slitina,
• hliníková slitina,
• plast.

Nejdostupnější provedení jsou vyrobena z bronzu, hliníku a plastu. Nejdražší jsou titanové a kompozitní slitiny. Nejlepší volbou jsou ocelové vrtule. Poskytují dobrou účinnost díky malé tloušťce lopatek a jsou vysoce odolné proti opotřebení. V krajním případě můžete zvolit hliníkovou vrtuli. Tato možnost bude levnější, pokud si zakoupíte originální značkové výrobky. Plast je neodůvodněné plýtvání penězi.

Jak vybrat šroub

1. Kupte si levný indukční tachometr.
2. Nechte zaběhnout motor lodi (alespoň 12 hodin).
3. Zjistěte parametr stoupání vrtule (dle označení) a parametry otáček motoru (dle specifikace motoru).
4. Naložte loď podle hmotnosti, pro kterou se očekává, že bude plavidlo v budoucnu používáno a pro kterou je nutné zvolit vrtuli.
5. Nastavte motor na normální trim.

Například loď s motorem o výkonu 15 koní a rozsahem otáček 4500-5500 má nainstalovanou 10stupňovou vrtuli. Při maximální rychlosti plavidla se otáčky motoru měří pomocí otáčkoměru. Řekněme, že přístroj ukazuje 5300. V tomto případě je vrtule zvolena správně, protože otáčky nepřekračují povolený rozsah.

Pokud vyměníte 10stupňovou vrtuli za jinou konstrukci s 11stupňovou vrtulí, maximální rychlost se zvýší, otáčky motoru se sníží na 5100. Tím se však sníží tah a zrychlení a lodi bude trvat déle, než se dostane do klouzavého stavu.

Instalace vrtule s roztečí 9 během testování ukazuje pokles otáček a zvýšení tahu, maximální otáček. Počet otáček motoru se zvyšuje na maximální povolený limit rozsahu (5500). Tuto možnost lze použít, ale pouze jako čistě nákladní – nikoli vysokorychlostní.

Při instalaci vrtulí s roztečí 8 nebo 7 je již patrný efekt přetížení motoru. Taková práce je nepřijatelná, protože vede k rychlému opotřebení motoru. Pokud však na loď umístíte další zátěž, zaznamenáte vyrovnání poměru zátěže a výkonu. To znamená, že si tímto způsobem můžete vybrat vrtuli pro specifické cestovní podmínky.

Závěr

Zkušenosti ukazují, že správným řešením je mít dva nebo tři různé typy vrtulí pro různé potřeby. Každý z nich je navržen pro provoz za různých podmínek zatížení.

Proto budete muset mít také sadu nástrojů pro upevnění. Alternativně stojí za zvážení možnost použití vrtulí s proměnným sklonem.