Лодка с электродвигателем бесшумна и всегда готова к работе. Мотор не надо заводить, он постоянно включен и в этом состоянии не потребляет энергии. В режиме ожидания работают только электронные компоненты, энергопотребление которых измеряется миллиамперами и не влияет на состоянии аккумуляторной батареи.
Поскольку назначение электромотора для лодки бесшумно перемещать рыбака между точками лова или вдоль береговой кромки, то высокая мощность электрическому двигателю не нужна и одна или несколько 12-вольтовых аккумуляторных батарей способны обеспечивать его энергией в течении нескольких десятков часов.
Согласно закону Ома, потери мощности в проводнике пропорциональны его сопротивлению и квадрату тока, протекающего через него, поэтому если ток возрастает вдвое, потери возрастают в четыре раза. Если ток растет в десять раз, потери увеличиваются в сто раз.
Из-за квадратичной зависимости потерь от тока, мощные электромоторы для лодок выпускают рассчитанными на напряжение 24, 36 или 48 вольт. Если максимальный ток мотора ограничить 50 А, то при напряжении 12 Вольт можно подключить мотор мощностью 600 Ватт, при напряжении 24 Вольта – 1200 ватт, а при напряжении 36 вольт – 1800 ватт. Естественно, напряжение в системе должно соответствовать напряжению мотора, иначе он просто выйдет из строя.
Электромотор для лодки Minn Kota Terrova развивает тягу 55 lbs (25 кг) и на максимальной скорости потребляет ток 50 А, а его электрическая мощность составляет 600 ватт. Для подключения такого мотора необходим кабель сечением 13 мм2(AWG 6). Точно такой же кабель подойдет для подключения 24-вольтового электромотора Terrova 80 с потребляемой мощностью 1200 Ватт.
В описаниях лодочных моторов встречаются разные виды мощности — мощность на валу, потребляемая мощность и тяга. Чтобы выяснить какой лодочный электромотор самый мощный, нужно сначала привести данные к «одному знаменателю», а затем сравнить.
Выбор единого критерия для сравнения важен, поскольку между видами мощности существует большое отличие — мотор с мощностью на валу 4 л. с., обладает всего 1 л.с. на винте.
Разные виды мощности и силы действующие на судно. Rt — сопротивление воды; Pe — эффективная (буксировочная) мощность; Pt — мощность на винте; Pв — мощность на валу; Pb — мощность двигателя. T — тяга; V — скоростьВ судостроении более ста лет общепринятой характеристикой двигателя является мощность на винте, поэтому разберемся с понятиями:
Потребляемая мощность – часто используется как характеристика электродвигателя для лодки (мощность = ток х напряжение). Выражается в Ваттах или лошадиных силах. Этот тип мощности не используется с бензиновыми или дизельными лодочными моторами. Однако для них она также может быть определена — для этого надо умножить расход топлива на его теплотворную способность.
Мощность на валу – мощность бензиновых лодочных моторов, аналогичная мощности автомобиля (мощность = крутящий момент х угловая скорость). Эта мощность также измеряется в лошадиных силах или ваттах и учитывает потери энергии в редукторе мотора, но не учитывает потери мощности на винте, которые составляют от 20-70%.
Мощность на винте – показатель используемый при проектировании судов. Измеряется в ваттах или лошадиных силах, учитывает все потери мощности мотора и определяет энергию, передаваемую лодке двигателем.
| Наименование | Torqeedo Cruise 2.0 | Torqeedo Travel 1003S | Minn Kota Terrova 112 | MotorGuide Xi5 105 | Minn Kota Terrova 80 | Minn Kota Traxxis 55 |
| Потребляемая мощность, Вт | 2000 | 1000 | 1872 | 1344 | 600 | |
| Рабочее напряжение | 29.6 | 29.6 | 36 | 36 | 24 | 12 |
| Мощность на винте, Вт | 1120 | 480 | — | — | — | — |
| Тяга, lbs * | 115/172.5 | 68/102 | 112 | 105 | 80 | 55 |
| Полный КПД, % | 56 | 48 | — | — | — | — |
| Вес без аккумуляторов, кг | 16.2 | 8.9 | 31 | 27 | 27 | 13.6 |
| Длина штанги, см | 72.5 | 62.5 | 152 | 152 | 152 | 107 |
| Установка | Транец | Транец | Нос | Нос | Нос | Транец |
| Максимальный вес лодки, кг | 3000 | 1500 | 2500 | 2500 | 1850 | 1450 |
* Для сравнения статической тяги Torqeedo с тягой обычного электромотора к значениям статической тяги Torqeedo необходимо добавить 50%
Тяга — еще одна часто используемая характеристика электромоторов для лодок. Она измеряется в фунтах или ньютонах (lbs) и характеризует силу, возникающую при вращении винта. Тяга определяется в ходе испытаний, во время которых лодка соединена с пирсом, а ее двигатель работает на полную мощность. Испытания проводятся в спокойной воде, в безветренную погоду, на достаточной глубине и расстоянии от берега.
Тягу используют при выборе электромотора для лодки определенного размера и веса. Если предполагаемые условия эксплуатации лодки отличаются от тестовых, то выбирают мотор с большей тягой.
Тяга и мощность связаны следующим образом. Во время вращения лодочного винта возникает сила, которая заставляет лодку двигаться и преодолевать сопротивление воды и ветра. Перемещая лодку сила совершает работу. Мощность, которую необходимо подводить к винту для выполнения этой работы равна сопротивлению воды, умноженному на скорость лодки.
N = R*v
Так как из-за неэффективности системы часть энергии теряется, мощность, затрачиваемая на движение судна, меньше потребляемой двигателем.
Тяга, указываемая производителем электромотора для лодки — это максимальная тяга, которую он развивает. Если лодка двигается со скоростью 2 узла или 1м/с и электромотор работает на полную мощность, то сопротивление движению на этой скорости составляет
55 lbs = 0,245 кН
(0,245 кН) * (1 м / с) = 0,245 кНм / с = 0,245 кВт ~1/3 л.c.
Если эффективность винта лодочного мотора – 50%, то мощность, подводимая к винту равна 0,49кВт или 2/3 л.с. КПД электромотора около 80%, поэтому потребляемая мотором мощность — 0,62 кВт, а ток 26 ампер в 24-вольтовой системе и 52 А в 12 вольтовой.
Различные способы оценки эффективности электромотора для лодкиЭти расчеты опираются на предположение, что тяга электромотора известна на определенной скорости. Но на практике без установки датчиков и проведения измерений такие данные не доступны, поэтому сделать заключение о мощности электромотора по его тяге без данных о скорости нельзя.
Поскольку тяга — это статическая характеристика силы, толкающей лодку, не обязательно, что большая тяга приведет к большей скорости движения. Скорость лодки с электромотором в первую очередь зависит от шага винта и числа оборотов двигателя.
Если известно число оборотов двигателя и шаг винта 4” (винт Minn Kota) можно вычислить скорость с которой электромотор толкает или тянет небольшую лодку. Для этого воспользуемся следующей формулой:
Шаг винта в дюймах, умножим на число оборотов двигателя в минуту и на 0,85 (коэффициент проскальзывания винта). Получим дюймы в минуту. Разделив результат на 12 — футы в минуту. Футы в минуту, умноженные на 60 равны футам в час. Футы в час, деленные на 5280 (количество футов в миле) дадут мили в час.
((4 х 1540 х 0,85) / 12) х (60/5280) = 4,96
Сравнение эффективности и мощности электромоторов для лодок и лодочных бензиновых двигателей. (по данным компании Torqeedo)После того как с видами мощности разобрались, приведем характеристики разных моторов к мощности на винте и сравним между собой.
Как видно из графика некоторые мощные электромоторы для лодок превосходит 2-6 сильные бензиновые двигатели не только по эффективности, но и по мощности (мощность на винте в серии электромоторов Torqeedo Cruise от 5 до 20 л.с.). Причина этого — кривая крутящего момента двигателя внутреннего сгорания. Она имеет выраженный пик в ограниченном диапазоне оборотов вала, а график крутящего момента электрического мотора пологий и его достаточно при любых оборотах двигателя.
Форма крутящего момента позволяет электромотору Torqeedo использовать винт, КПД которого в три раза выше чем у тех, что устанавливаются на бензиновых моторах и эффективный винт толкает лодку с той же силой, даже при меньшей мощности на валу.
Существует три характеристики эффективного винта:
Другими словами, моторы с высоким крутящим моментом могут использовать винты с высоким КПД, а остальные нет. Однако одного большого крутящего момента недостаточно, минимальной также должна быть разница между наибольшей и наименьшей величиной момента. Если это условие не соблюдается, винт придется проектировать под маленький момент, а эффективность работы при больших значениях снизится.
Бензиновые моторы малой мощности и троллинговые электромоторы для лодок используют одинаковые винты для широкого диапазона мощностей, но у лучших электрических двигателей винты выглядят по-разному. Для достижения высокого КПД их профили рассчитываются такими же методами трехмерного моделирования как у кораблей и подводных лодок, а все параметры – диаметр, длина хорды, шаг, угол наклона и толщина лопастей многократно оптимизируются.
Редуктор, винт и электрический двигатель электромотора для лодки TorqeedoГребные винты работают эффективнее, если они вращаются с медленной скоростью и обладают высоким крутящим моментом, поэтому в лучших моделях электродвигателей для лодок устанавливают планетарные редукторы. Срок службы таких устройств — до 50 000 часов.
Еще одна особенность мощного лодочного электромотора – электродвигатель. В троллинговые электромоторы устанавливают коллекторные электродвигатели постоянного тока. Но коллектор — это сложный и ненадежный узел с регулярно изнашивающимися щетками, которые являются источником дополнительного сопротивления. Чтобы этого избежать, в дорогих моделях устанавливают безколлекторные моторы с внешним ротором. Сила, вращающая такой ротор, создает в два раза больший крутящий момент, чем у мотора с традиционной компоновкой.
Крутящий момент дополнительно увеличивают, заменяя ферритовые магниты в 5-6 раз более мощными магнитами из редкоземельных материалов, а внешний ротор большого диаметра позволяет увеличить их количество вдвое по сравнению с мотором ротор, которого вращается внутри статора.
Благодаря таким конструктивным улучшениям лучшие электромоторы для лодок развивают в 20 раз больший крутящий момент по сравнению с традиционными моделями
fisherninja.ru
Мифов о дизельных движках для катеров и яхт, конечно, значительно больше. Но мы выбрали самые популярные, порождающие наибольшее количество споров.
Миф 1. Дизельные двигатели работают до капитального ремонта, многие-многие тысячи часов, что в разы превышает ресурс бензиновых собратьев.
Самое распространенное утверждение. Мифом, это, однако, является лишь частично. Вся проблема в том, что абсолютное большинство катеров и яхт, используют свои силовые установки, лишь раз от разу. Для дизелей, особенно, судовых, длительный простой крайне вреден. Все дело — в коррозийных процессах.
Основываясь на этом факте, следует, при покупке подержанного катера, соотносить возраст силовой установки с количеством моточасов, что бы избежать приобретения плавсредства, простоявшего несколько лет в доке без работы.
Обобщенные данные свидетельствуют, что средняя продолжительность жизни дизеля до ремонта, на судах, относящихся к типу «pleasure», основное назначение которых — короткосрочный отдых, составляет не более 2 000 моточасов.
Другая проблема — в стоимости обслуживания. Судовладельцы нередко экономят на замене элементарных расходников, а стоимость капремонта, намного переплюнет бензиновую установку.
Хотя механический износ дизеля, катерам и яхтам, из pleasure-спектра, не грозит, основные причины ремонта будут заключаться в простое двигателя. Но это не имеет отношения к следующему мифу.
Миф 2. Дизельный двигатель может работать на холостых оборотах, сколь угодно, долго. И лучше его вообще не глушить. Тем более, что простой для него вреден.
Нет. Без нагрузки, дизелю давать работать, вообще не следует. Вероятно, многие подобные заблуждения, идут от сопоставления с генераторами. Но генераторы, никогда не работают без нагрузки.
Длительная работа на холостом ходу, в ряде случаев, губительна для большинства двигателей. Следствием этого, может быть и закоксовывание распылителей форсунок, и попадание излишков топлива в масло (хотя вредность этого, является спорным вопросом), и механические повреждения ЦПГ. Дизельные двигатели, без нагрузки, не нагреваются до рабочей температуры.
Более всего, от длительной работы на холостом ходу, страдают старые дизеля.
Миф 3. Дизель здорово сэкономит на топливе.
Это частично затрагивалось в статье про выбор двигателя при покупке катера.
Возможно, это было бы более актуально, когда разница в стоимости бензина и дизтоплива, была ощутимой. Тем не менее, всю экономию, запросто сведут на нет, общие затраты на обслуживание, ремонт, да и стоимость самого двигателя. И чем меньше лошадиных сил у вас на корме, тем менее уместны разговоры об экономии на топливе. Особенно, когда мы говорим о большинстве катеров для непродолжительного отдыха.
Миф 4. Дизельный двигатель тоже следует немного прогревать на холостом ходу.
Максимальный износ происходит при холодном пуске, поэтому, многие дизеля, оборудуются нагревательными контурами и дополнительными масляными насосами.
При их отсутствии, необходимо полминуты холостого хода, для распределения масла, а рабочей температуры, дизель, все равно, достигает только под нагрузкой. Поэтому, длительные «прогревы», возвращают нас к мифу 2. Вот чего действительно не следует делать, так это сразу же давать полный газ, независимо от типа двигателя.
Опять же, мы возвращаемся к тому, что не существует таких понятий, как «лучше» или «хуже», в отношении типов силовых судовых установок. Любой двигатель, можно рассматривать, только в привязке к данному плавсредству, и к тому, какая эксплуатация его ожидает.
Евгений Шеметов, для журнала GoodBoating.rugoodboating.ru
 | Как устроен дизельный двигатель яхтыСтационарный дизельный двигатель – самое дорогое устройство на борту яхты. Как он работает? Что должен знать о нем шкипер?Современный дизель для парусной яхты мощностью 40 л.с. стоит 11.500 евро. За эти деньги вполне можно купить автомобиль. К примеру, «рено логан», у которого, кстати, силенок ровно в два раза больше. Такую разницу в цене производители объясняют небольшими объемами продаж дизельных моторов для малых судов. Нельзя не заметить, однако, что этот аргумент имеет весьма существенные изъяны. Дело в том, что очень многие дизельные установки для яхт – это, по сути, моторы, в больших количествах выпускаемые для строительства и сельского хозяйства. Они всего лишь адаптированы к морским условиям. Кроме того, за прошедшие несколько десятилетий малые судовые двигатели не претерпели сколько-нибудь заметных изменений. То есть затраты на конструкторские разработки в цену тоже не входят. Производители утверждают, что никакая модернизация и не требуется. Нет, мол, никакой необходимости в электронном управлении, а соблюдение современных строгих нормативов по выбросам можно обеспечить и за счет существующих, проверенных временем механических систем. Тем не менее факт остается фактом: стационарная дизельная электроустановка – чертовски дорогая вещь, самое дорогое устройство на борту очень многих яхт. Ее поломка – обычно серьезный удар по кошельку владельца. Поэтому четкое понимание принципов работы судового дизеля и особенностей его эксплуатации на борту яхты не помешают. Тем более что такие дизели сильно отличаются от автомобильных, подвергавшихся значительным усовершенствованиям за последние 15 лет. Прежде чем, обсуждать преимущества новых разработок для таких дизелей вроде системы впрыска Gommon Rail, стоит вспомнить их основные принципы работы. Базовые знания весьма полезны: без них найти и устранить неисправность в дизеле очень сложно. И отсутствие значительного прогресса в судовом дизелестроении – это не так уж и плохо. Ведь все, что касается старых двигателей, вполне применимо и к новым моделям. Впуск и выпуск – вниз вверх. Принцип работы дизеля известен уже более ста лет. Поршень движется вверх в цилиндре и сжимает воздух находящийся в нем; распыленное в камере сгорания топливо самовоспламеняется от соприкосновения с сильно разогретым от сжатия воздухом. Резко возросшее давление газообразных продуктов сгорания движет поршень вниз. Через качающейся шатун усиление передается на вращающейся коленчатый вал. Таким образом, возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращение вала гребного винта. Всасывание воздуха и отвод отработавших газов происходит через клапаны, расположенные над цилиндром. Открывание и закрывание клапанов в нужный момент обеспечивает кулачковый механизм распределительного вала, приводящийся в движение коленвалом. Аналогичным образом работает привод топливного насоса высокого давления (ТНВД), именно он обеспечивает впрыск дизельного топлива в камеру сгорания в нужное время. Каждый цикл работы двигателя состоит из четырех тактов, отсюда и название - четырехтактный. На судах часто применяются также двухтактные дизельные установки. Двухтактный двигатель проделывает за один оборот коленвала ту же работу, какую четырехтактный – за два: во время рабочего хода поршня происходит как выпуск отработавших газов, так и всасывание воздуха, а по инерции происходит только такт сжатия, завершающийся впрыском топлива в камеру сгорания. В теории такой цикл более эффективен. Однако для парусных яхт более важны такие фактора, как мягкость хода и низкий уровень шума и вредных выхлопов, и двухтактные дизели на них практически не применяются. Поэтому наш рассказ – только о четырехтактном дизеле. Впрыск: как это происходит   В конце второго такта, когда поршень поднялся и сжал воздух в соотношении 20:1 так, что он разогрелся до 900С, в камеру сгорания необходимо подать топливо. Причем его необходимо подавать под давлением, достаточно высоким для того, чтобы оно могло потеснить и без того уже сильно сжатый воздух. В обычных дизелях эту задачу выполняет топливный насос высокого давления (ТНВД). После впрыска распыленное топливо, воспламенившись от высокой температуры, сгорает практически мгновенно, образовавшиеся газы давят на поршень, и он совершает третий такт – рабочий ход. Способ подачи топлива, при котором вся порция, необходимая для совершения цикла, сразу впрыскивается в камеру сгорания в верхней части цилиндра, называется «непосредственный впрыск». Несмотря на высокую эффективность (относительную простоту конструкции и низкий расход топлива), такой способ имеет существенный недостатки: двигатель работает жестоко – с повышенным шумом, подшипники шатунов и коленвала подвергаются повышенным нагрузкам. Но конструкторы давно нашли решение этой проблемы – непрямой, так называемый вихревой или форкамерный впрыск.  Вихревая камера (форкамера) представляет собой небольшую сферическую или цилиндрическую камеру, воздух во время такта сжатия закручивается внутри ее с очень большой скоростью. Поэтому топливо очень хорошо перемешивается с воздухом, а топливо-воздушная смесь поступает в камеру сгорания постепенно. Двигатель работает мягче и тише, подшипники не испытывают повышенных нагрузок.  В другом варианте конструкции форкамеры топливо, впрыскиваемое через форсунку под относительно низким давлением, в дальнейшем распыляется посредством диффузора – нескольких узкий каналов, чьи форма и сечения подобраны так, что между цилиндром и форкамерой возникает значительный перепад давления. Распыленное топливо протекает по ним с очень большой скоростью, что также повышает эффективность смешивания топлива с воздухом и улучшает характеристики сгорания. При этом форкамера (вихревая камера) должна быть достаточно разогрета, иначе процесс воспламенения топлива будет затруднен – дизельное топливо не такое летучее, как бензин. С этой проблемой сталкивался еще сам Рудольф Дизель больше ста лет назад. Сегодня она решается с помощью мощных аккумуляторов, которые выдают достаточный ток для подогрева форкамеры посредством специальной свечи накаливания. В то же время дизели с системой непосредственного впрыска практически не нуждаются в предварительном нагреве. В камере сгорания обеспечивается более высокая степень сжатия и тем самым более высокая температура воздуха. Глубокий вдох  Само по себе дизельное топливо не горит. Для его сгорания нужен кислород. Когда в первом такте поршень движется вниз, в цилиндре создается разряжение и воздух всасывается через открытый выпускной клапан. В двигателях, оснащенных системой турбонадува, уже во впускном канале создается повышенное давление, в цилиндр попадает больший объем воздуха, что способствует более полному сгоранию топлива в камере сгорания. Мощность и КПД двигателя возрастают. Обычно турбированные дизели яхт имеют мощность от 75 л.с. Турбина, обеспечивающая дополнительную подачу воздуха, приводится в движение выхлопными газами. Их поток вращает крыльчатку, на валу которой уставлен нагнетатель, подающий воздух под давлением во впускной канал. Очень важно, чтобы воздух был чистым – от этого зависит срок службы всей силовой установки. Его может вывести из строя мельчайшая металлическая стружка, попавшая в цилиндр. Поэтому все двигатели оборудуются воздушным фильтром., при условии регулярной замены он надежно защищает от загрязнений. Топливо  ТНВД – топливный насос – доставляет топливо под высоким давлением к форсункам. Откуда оно подается? Правильный ответ - из бака. Однако между ним и форсунками имеется еще несколько устройств, очень важных для всей силовой установки. Прежде всего непосредственно у бака установлен запорный кран. Далее в топливопровод встроен топливный фильтр с крупноячеистой (грубой) сеткой. Он служит для предварительной очистки топлива. Иногда фильтр оборудуется сепаратором. С помощью смотрового глазка можно проверить уровень накопившейся в фильтре воды и при необходимости слить ее. За ним стоит мембранный топливный насос, который приводится в действие кулачковым механизмом. Вращающийся эксцентрик обеспечивает перемещение мембраны, нагнетающей топливо. К цилиндрам всегда подается несколько больше топлива, чем необходимо. Излишки топливо отводятся по обратному трубопроводу в бак. Постоянная циркуляция топлива снижает шлакообразование. Перед форсунками установлен фильтр тонкой очистки. Чистое топливо – один из важнейших факторов надежной и длительной работы двигателя. Чужеродные частицы опасны в первую очередь для топливного насоса высокого давления и самих форсунок, имеющих подчас филигранную конструкцию.  Не стоит горячится Очевидно, что при сгорании топлива в двигателе выделяется большое количество тепла. Кроме того, тепло выделяется и в результате трения движущихся частей, не смотря на наличие смазки. Правда, для них высокие температуры (в разумных предела, конечно) – благо: нагреваясь, масло становится более текучим и проникает в самые труднодоступные места. Но если температура выше 80С, оно становится слишком жидким, снижается его вязкость, масляная пленка на поверхности деталей теряет устойчивость. Последствия этого для двигателя могут быть самыми печальными. Предотвратить перегрев помогает система водяного охлаждения. Существует два типа систем охлаждения: одноконтурная и двухконтурная. Одноконтурные системы, где проточная забортная вода непосредственно омывает нагретые поверхности, сейчас практически не применяется. В наши дни на яхта устанавливаются двигатели с двухконтурной системой водяного охлаждения.  В двухконтурной системе забортная вода попадает в теплообменник, где охлаждает пресную воду или антифриз, циркулирующие во втором контуре и непосредственно охлаждающие двигатель. Двухконтурная система, конечно, сложнее. Для нее нужен второй насос, обеспечивающий циркуляцию во втором контуре, и упомянутый теплообменник. Но не смотря на относительную сложность конструкции, эта система имеет существенные преимущества: в двигатель поступает не морская вода, агрессивная по отношению к конструкционным материалам, а специальная охлаждающая жидкость – смесь пресной воды и хладагента, не вызывающая коррозию металла и засорения осадками и накипью очень тонких каналов системы охлаждения. Кроме того, охлаждающая жидкость не замерзает при минусовых температурах, что также увеличивает срок службы и надежность двигателя. Ко всему прочему внутренний контур такой системы очень быстро нагревается до рабочей температуры (как правило 80С), оптимальной с точки зрения расхода топлива, условий смазки и износа. В одноконтурной системе двигателю некоторое (довольно продолжительное) приходится работать при температуре ниже оптимальной. Кроме того, соленая вода, циркулируя, образует налет на стенках каналов системы охлаждения, их фактический диаметр с годами уменьшается, и двигатель начинает перегреваться.  Чтобы как можно быстрее разогреть двигатель до рабочей температуры, воды (независимо от типа системы) после холодного пуска сначала подается только на крупные его части и сразу же отводится. И только после достижения номинальной температуры срабатывает термостат, и вода начинает охлаждать весь двигатель. У двухконтурной системы охлаждения есть еще одно важное преимущество. Если первый контур, подающий забортную воду, выйдет из строя, например, засорится, то двигатель перегреется не сразу, второй контур будет продолжать охлаждать его еще некоторое время. Если же двигатель охлаждается только забортной водой, то при выходе системы из строя его придется немедленно выключить, иначе не избежать дорогостоящего ремонта или замены всей силовой установки. Отличия яхтенного дизеля от автомобильного Новые разработки коснулись прежде всего системы впрыска: количество топлива и момент впрыска зависят от числа оборотов и нагрузки. В малых судовых дизелях регулирование до сих пор механическое. ТНВД приводится в действие от коленвала. Когда достигается определенное давление в форсунке, она открывается и топливо поступает в форкамеру. Электроника для расчета объема подаваемого топлива и момента впрыска тут не нужна; поскольку нет системы зажигания, после запуска двигатель может работать и без аккумулятора. В то же время в форкамерных дизелях с механической системой впрыска топливо не всегда сгорает максимально эффективно – при различных режимах работы двигателя не всегда удается подать в нужный момент оптимальное количество топлива. В дизелях легковых автомобилей эта задача решается с помощью электроники: на основании данных, полученных от многочисленных датчиков, она точно определяет, когда и сколько топлива должно поступить в цилиндр, и даже под каким давлением. Пьезофорсунки обеспечивают в тысячу раз более точный впрыск, чем обычные. При этом объем топлива для совершения одного рабочего такта может быть разделен на семь «порций». В результате обеспечивается более равномерное сгорание топлива даже в системах с непосредственным впрыском. Одна труба на всех Но настоящего прорыва в том, что касается равномерности работы дизельных двигателей с системой непосредственного впрыска, добилась Alfa Romeo, выпустившая первый двигатель с аккумуляторной системой впрыска (Common Rail). В этой системе давление впрыска не зависит от числа оборотов коленвала, поскольку создается в общей топливной магистрали (именно это и означает английское словосочетание Common Rail) внешним электрическим насосом, а уже из нее топливо распределяется между пьезофорсунками. Современные дизели, оборудованные такой системой, развивают максимальный крутящий момент уже при низких оборотах. Эффективность сгорания топлива растет, расход уменьшается, уровень токсичности выхлопных газов снижается. Но для яхт крутящий момент не столь важен, как для автомобилей. Вероятно, по этой причине Common Rail пока не применяется на судовых дизелях. Перспективы Как считают эксперты, в яхтенных дизелях малой мощности (до 50 л.с.) в ближайшем будущем применение электроники не планируется. И это не страшно. Ведь механическая версия системы управления впрыском работает очень надежно, и в современные нормативы по выхлопам небольшие дизели укладываются и без электроники- благодаря низкому расходу топлива. К тому же работа дизеля с механическим управлением впрыском не зависит от электропитания, а никакая электроника без него функционировать не способна. В общем, яхтенная техника хоть и не новая, но отработанная и надежная. Только дорогая…   |
|
www.yachtingacademy.ru
Какой двигатель лучше ставить на небольшую парусную яхту? Бензиновый, дизельный, электро? Стационарный или навесной? Попробую ответить на этот вопрос в этой статье.
Итак, если коротко - то универсального ответа на этот вопрос не существует, но можно подобрать вариант наиболее подходящий под то, как яхта будет использоваться.
Я для себя разделяю применение яхт на такие категории:
1) Дейсейлер (Daysailer) - яхты для крейсерских плаваний на один день, обычно в выходные дни. Утром вышли на реку, вечером вернулись к причалу. Для этого типа яхт важно иметь двигатель для того чтобы отойти от причала, вернутся на причал и моторить некоторое время (недолго) когда нет ветра. Нет особых требований к весу или мощности мотора, на первый план выходит цена.
2) Спортивные яхты - яхты для регат. Этому типу яхт необходимо иметь легкий двигатель, достаточный для выхода на стартовую линию и возвращению с регаты к причалу, т.е. его использование минимально. Эти яхты обычно отлично ходят под парусом.
3) Крейсера - для многодневных плаваний. Для этого типа яхт главное надежность, возможность долговременной работы, возможность борьбы с ветром и волнами.
Условно, в Украине 45% парусных яхт используется как дейсейлеры, еще 45% как спортивные и остальные 10% - крейсера для многодневных плаваний. Очень часто daysaler временно используется как спортивная яхта и наоборот. А вот долгие крейсерские плавания - это редкость в наших краях.
Теперь о типах двигателей.
Подвесные бензиновые моторы.
Обычно, универсальное и пользуется наибольшим спросом и эти двигатели как раз и есть универсальные. Их легко ставить, легко снять чтобы отвезти на ремонт, они не очень дорогие. Они подходят для всех типов яхт, однако для дальних плаваний придется запасаться большим количеством топлива. На пример для перехода через Черное море хорошо бы иметь на борту 100-200 литров топлива.
Электрические подвесные моторы.
Их можно разделить на две категории: троллинговые и мощные.
Первая категория питается от бортовой сети 12В и способна медленно перемещать яхту по спокойной воде, к тому же, недолгое время. Обычно такие моторы используются в паре с тяжелыми свинцовыми аккумуляторами, из-за чего они бесполезны для спортивных яхт. Для крейсерских яхт у них слишком слабая мощность и ограниченное время работы. Для дейсейлеров - с большой натяжкой подходит.
Вторая категория это мощные моторы от именитых европейских брендов типа torqeedo. Эти моторы имеют встроенную литиевую батарею, а значит весят не много, кроме того они достаточно мощные для спортивных яхт и дейсейлеров. Для крейсеров они имеют слишком малое время работы.
Стационарные бензиновые моторы.
Это большая редкость для малых парусных яхт. Судовые маломощные бензиновые двигатели практически не выпускаются, однако умельцы приспосабливают двигатели для сельхоз техники на яхты либо двигатели от старых авто. Это бюджетный вариант двигателя, особой надежностью не отличается. Чаще всего такие двигатели ставят на катера или моторные яхты - там где нужная высокая скорость при малом весе двигателя. Для спортивных яхт не подходит, для дейсейлеров - более-менее, для крейсеров - скорее менее, ввиду низкой надежности.
Стационарные дизельные двигатели.
Дорогие и тяжелые двигатели, но экономичные и способны на долгую работу. Хороший вариант для крейсеров, но бесполезный для спортивных яхт. Для дейсейлеров - слишком дорого.
Стационарные электродвигатели.
Если погуглить про них то можно прочесть много холиваров на тему заменит ли этот тип двигателей все остальные. В будущем - возможно. Сами двигатели очень хороши - отзывчиво реагируют на управление, быстро переключают на реверс, почти не ломаются и достаточно мощные. Однако сейчас остро стоит проблема хранения электроэнергии на борту: доступные варианты это свинцовые и литиевые аккумуляторы. Первые дешевые, но очень тяжелые, вторые - дорогие и полегче. Какой бы тип аккумуляторов ни использовался идти так же долго как на дизеле не получится - слишком мало энергии запасется в аккумуляторах сравнительно с дизельным топливом. Да, есть солнечные панели, однако чтобы полностью обеспечить работу двигателя энергией потребуется покрыть всю палубу ими. Есть ветрогенераторы - с ними та же история что и с солнечными панелями. Наконец есть бензиновые и дизельные электрогенераторы - они позволяют ходить далеко, однако нивелируют основные преимущества электродвигателей - тишину работы и надежность. Этот вариант для тех, кто привык ходить под парусом и если нет ветра - подождет пока он появится.
Для своей яхты я выбрал стационарный электродвигатель в основном как эксперимент. Вторая не менее важная причина - на мою яхту просто не влезет судовой дизель. Я планирую первое время использовать свою яхту как дейсейлер, так что этот вариант мне подходит. А позже - посмотрим. Для многодневного плавания можно поставить генератор.
www.dnevki.net
Лодочные моторы, имеются в виду, подвесные, как таковые, начал активно «продвигать» в 1909 году американо-норвежец Оле Эвинруд, уставший махать веслами на лодке, плавая для своей возлюбленной за мороженым, цветами или еще какими-то презентами.
Хотя Оле и считается основателем ПЛМ, конструкций и до него было придумано немало. Правда, его варианты были более совершенны. Так, Томас Рис, в 1866 году, получил патент на свое изобретение подводного пропеллера для лодки, с креплением на транце. А чуть позже, на Всемирной выставке в Париже, был представлен первый подвесной электромотор, созданный Густавом Труве из Франции. Стационарные движки применялись и до этих событий, однако, они не были адаптированы для моря совершенно.
Но все это предыстория, для общего развития, так сказать. Нас она волнует мало. Мы хотим промчаться на своей моторной лодке, здесь и сейчас. Поэтому, мы лучше взглянем на современный рынок.
Выбор и покупка лодочного мотора напрямую связана с вашей будущей лодкой, а точнее, с ее размерами и водоизмещением. Не допускайте распространенной ошибки, как, «сначала лодку надо выбрать, а там на моторы посмотрим». Зачастую, потом, на подходящий для выбранной лодки движок, денег не хватает. Либо, хватает, но только на китайский.
В случае, если выбор лодки ограничен надувными лодками из ПВХ (рейтинг лодок ПВХ), то, в этом случае, лучше сэкономить на лодке, чем на лодочном моторе. Ведь надувную лодку, можно в последствии апгрейдить, поменять клапана, усилить швы, транец и налепить на нее все, что душе угодно. Причем, самому это сделать не сложно, и общая стоимость апгрейда будет копеечной. А ПЛМ можно только перепродать, добавить денег и купить новый.
Не ждите космических скоростей от лодочного мотора, мощностью всего в 3.5 лошадиных силы. Не будет разницы, на какую лодку вы его повесите. Эти моторчики больше подходят для яхтенных тузиков.
Не забывайте, что позиция «мне просто, что бы не гребсти», довольно быстро теряет свою актуальность. Ведь очень скоро захочется пойти на лодке дальше, выйти в залив, дойти по реке до соседнего города. Длительные переходы в маленькой лодке в водоизмещающем режиме, будут навевать тоску. Не путайте с водоизмещающими катерами и яхтами, ведь в данном случае, ощущения от неторопливого длительного передвижения, совершенно иные. Как и уровень шума.
В связи с этим, целесообразно брать только подвесные лодочные моторы, которые способны передвигать ваше судно вместе с вами, в режиме глиссирования. Если, конечно, корпус является глиссирующим.
Речь не идет о гребных лодках ПВХ, с подвесным транцем, где максимальная мощность лодочного мотора — 3.5 л.с. Но, приемлемая начальная мощность, для самостоятельного судна, начинается от 5 л.с. Тогда, в случае выхода в режим глиссирования, вы сможете приблизиться к скорости 20-24 км/ч. И длительный переход уже не будет таким уж утомительным, а его время резко сократится.
Но вы, в этом случае, не сможете иметь достаточного запаса мощности, для такого же быстрого перехода, скажем, с другом. Ведь и лодка уже должна быть чуть больше, что бы кроме вас двоих, еще и вещи влезли. Тут вам понадобится уже мощность ПЛМ, ближе к 10 л.с. (см. Лодки ПВХ — критерии выбора)
И тогда, стоит вспомнить, что, почти все лодочные моторы (двухтактные), мощностью 10 (9.9) л.с., имеют абсолютно такой же вес и объем, как и 15 л.с. Это не удивительно, ведь они собраны на одной базе в одном корпусе. Именно поэтому, среди малых мощностей, лодочные моторы, мощностью 15 л.с., являются самыми распространенными. В данном случае, речь идет о двухтактных движках.
Правда, с тех пор, как закон перестал требовать регистрацию лодок с ПЛМ до 10 л.с., десятки (9.9) начали уверенно набирать популярность. А Tohatsu 9.8М, вероятно, вообще стал лидером по продажам, так как, только он весит 27 кг, при такой мощности. Потому что, это восьмерка, а не пятнашка.
Ну, и , конечно, 9.9 л.с. покупают с целью дальнейшей переделки в пятнашку. У большинства эта затея, так затеей и остается. Стоимость того же диффузора карбюратора, к примеру, 7 тысяч рублей.
При подборе мотора, необходимо руководствоваться максимальной мощностью, указанной производителем лодки на шильде. Хотя и присутствует запас прочности, но, при превышении указанной мощности, ваше судно просто не зарегистрируют в ГИМСе, и избыток мощности (а значит, и веса) не лучше, чем ее недостаток.
Множество катеров в наше время, проектируются под ПЛМ. Помимо ряда других причин, это позволяет более точно подобрать мощность лодочного мотора.
На сегодняшний день, серийные подвесники достигают мощности 350 л.с. Но есть и помощнее. Например, модель
557, от компании Seven Marine. Ребята впихнули в него блок двигателя V-8 от Cadillac, полностью алюминиевый, с электронным впрыском топлива, и, разумеется, с турбонаддувом. Этот лодочный мотор уже имеет замкнутый контур охлаждения.
Для лодочных моторов такой мощности и, соответственно, веса, большую роль будет играть конструкция корпуса судна. Для более удачной развесовки, вероятно, было бы лучше использовать стационарный двигатель, который можно расположить ближе к миделю. Хотя вес стационарного двигателя, будет больше подвесного такой же мощности, центр тяжести окажется ниже, плюс, шумоизоляция.
Но, если брать подвесники, то, в более выигрышном положении окажется катер, на котором стоит один большой подвесной лодочный мотор, чем два (а то и четыре), сопоставимой мощности. Связано это с меньшим весом одного большого и, конечно, с меньшим сопротивлением.
Все же, двухмоторная установка довольно популярна во всех странах. Кроме двойной надежности, она позволяет использовать гребные винты разнонаправленного вращения. Это убирает реакцию лодки в виде уваливания налево, от винта правого (стандартного) вращения, при использовании одного лодочного мотора. Ну, и конечно, раздельное дистанционное управление для каждого ПЛМ, позволяет добиться недоступной для одномоторной установки маневренности.
В поворотно-откидных колонках, для стационарных бензиновых и дизельных двигателей, таких, как MerCruiser или Volvo Penta, проблема реактивного момента решена использованием двух гребных винтов, расположенных оди за другим. Кроме того, такое решение увеличивает общий упор. Ну, и, конечно, двухколоночные компоновки, с двумя двигателями, так же широко применяются.
Стационарные судовые двигатели предлагаются нам, как бензиновые, так и дизельные. При выборе и покупке катера с бензиновым двигателем, не стоит забывать, что, со временем, стоимость бензиновой установки падает сильнее, нежели дизельной.
Это напрямую связано с ресурсом. Ведь нагруженность дизеля меньше, как и количество рабочих оборотов. В то же время, дизель обеспечит отличный крутящий момент.
Вообще, для круизных катеров, с расчетом на длительные 
переходы, предпочтительней дизельный двигатель, хотя он и дороже. Помимо экономичности, он более предсказуем в расходе топлива, и его (расход) можно заранее спрогнозировать довольно точно.Да и танки для топлива на судне, так же не безграничны. А разница в обжорстве бензина и дизеля, довольно ощутима.
Зачем же тогда бензиновые стационары? Они гораздо легче. Раза в два. Дизель не подойдет на легкий катер глиссирующего типа. А, так как запуск бензинового двигателя легче, то и емкость АКБ нужна тоже меньше. В несколько раз. Бензиновый более ремонтопригоден для судоводителя и не имеет топливных зон высокого давления, что снижает вероятность утечки топлива. И ко всему прочему, конечно, стоимость. Она в разы ниже. Если всерьез говорить о надежности и ресурсе, то бензиновые двигатели для катеров от ведущих производителей, по-сути, тоже неубиваемые.
Есть много разных мнений, но стационарный двигатель, конечно же, имеет больше преимуществ, чем недостатков. Кроме основных преимуществ (эстетика судна, шумоизоляция, возможность выбора бензин-дизель, свободная корма, огромный ресурс, ниже центр тяжести и т.д.), двухконтурная система охлаждения, предохраняет двигатель (рубашку) от негативного воздействия морской воды и отложения солей.
Привод стационарных лодочных моторов, бывает нескольких типов. Самые используемые — это поворотно-откидная колонка (ПОК или КПО) и двигатель с прямой линией вала.
Так называемая, валовая линия, в последнее время, используется только там, где нельзя использовать ПОК. А именно : водоизмещающие корпуса лодок, неподходящая ширина и угол наклона транца (50-58мм и 9-17град) и спортивные катера (корма должна быть свободна).
Во всех остальных случаях (речь идет о глиссирующих судах, длиной до 35 футов), предпочтительней использовать ПОК. Все плюсы налицо: отсутствие лишних подводных частей, большая производительность, возможность уменьшения осадки судна, возможность изменения угла атаки гребного винта, отверстие под фланцем — выше ватерлинии, внутренняя система выхлопа, простота установки и снятия, возможность парной установки, ну, и, конечно же, самое главное — возможность замены гребного винта, без поднятия катера из воды.
Это все реализовано, благодаря двойному пространственному шарниру и Z-образному расположению валов. Volvo Penta приняла эту схему ПОК, за основную, много лет назад. С тех пор схема не меняется и остается лучшей.
Лидерами на рынке самих силовых установок, бесспорно, являются Mercruiser и Volvo Penta. Если сравнивать все параметры, начиная от стоимости и заканчивая качеством, несомненно, на верхних позициях окажется Mercruiser, который берет за основу движков, силовые установки от GMC.
Но если вы решили купить б.у. стационарный двигатель для катера от Mercruiser, то уточните, не снята ли эта модель с производства. А иначе, будут проблемы с запчастями. Может попасться так же и устаревшая силовая установка от Форда.
Volvo Penta использует, помимо своих дизелей, так же и моторы General Motors. Единственный недостаток стационаров и колонок VP — это стоимость. Качество и надежность не обсуждаются, а дилерская сеть довольно развита.
Можно так же встретить на воде катера с силовыми установками от OMC, Yamaha, Chrysler и других. OMC прекратила выпуск движков, у Крайслера могут возникнуть проблемы с запчастями, а Yamaha — это тот же GM, со своими обвесами и колонкой.
Тут повествование о стационарных моторах для катеров заканчивается, если, конечно, забыть сейчас о гибридных двигателях. Но про них будем отдельно вести речь, в специальной публикации.
Стоит вернуться к подвесникам.Так получилось, что почти во всем современном мощностном ряду ПЛМ, есть диапазоны, в которых один производитель популярней другого и наоборот.
Если же смотреть на вещи действительно трезво, то можно точно сказать, что, в своем абсолютном большинстве, лодочные моторы всех известных марок, функционируют прекрасно. Это касается как двухтактных, так и четырехтактных, как впрысковых моделей, так и карбюраторных.
Даже неоднократно созданные рейтинги поломок и неисправностей, доказывали это. Все остальное, скорее, можно отнести к стереотипам и предубеждениям, которые накапливаются довольно быстро, вместе с изучением всяких отзывов, форумов, советами продавцов и т.п.
Подвесной лодочный мотор должен хорошо выполнять поставленную задачу для конкретного судна. Отсюда уже вытекают такие требования, как мощность, вес, тактность, передаточное число. Если эти требования определены, то выбор ПЛМ должен, в принципе, сводиться к наличию ближайшего дилера любого из известных производителей. Это определит сроки сервисного обслуживания и доставки расходных материалов.
Любой лодочный мотор составляет существенную часть стоимости катера. И если вы планируете купить лодку или катер б.у. в полной комплектации, то, в этом случае, двигатель требует действительно особого внимания.
О том, на что надо обратить внимание в данном случае, вы можете узнать из статьи Покупка б.у. лодочного мотора. Диагностика.
Михаил Сафронов, для журнала GoodBoating.rugoodboating.ru
Большая часть движков современных легких быстроходных катеров переоборудовано из авто . Изготовка так именуемых чисто катерных движков уменьшилось уже в 30-е годы, когда некие фабрики стали скупать движки у авто заводов, чтоб потом переоборудовать их в катерные. В то время еще верили, что для чисто катерного мотора нужен в особенности крепкий коленчатый вал, неотклонимы чугунные поршни, а водяные рубахи должны обеспечивать увеличенный расход воды.
Техника преобразования транспортных движков в катерные тем временем так развилась, что многие фабрики изготовители катерных движков вообщем не стали создавать движки, а брали их у заводов, выпускающих авто, грузовики и тракторы. Транспортные движки, специально созданные для переоборудования в судовые, в большенном количестве поставлялись по особым техническим спецификациям.
Движки в критериях эксплуатации подвергаются коррозии. Потому что транспортный двигатель не имеет контакта с морской водой, то неувязка коррозии решается методом использования замкнутого водяного остывания. В катерном движке осуществляется таковой же циркуляционный цикл пресной воды, как и в транспортном, т. е. с внутренними стенами мотора морская вода не соприкасается.
Критичным местом остается промежный водяной теплообменник, работающий на забортной воде, который подменяет воздушный радиатор сухопутного транспортного мотора.Заводы-изготовители катерных движков уделяют огромное внимание совершенствованию циркуляционной охлаждающей системы, включая и теплообменник, зачем устанавливают приводной водяной насос, выпускной коллектор с водяным остыванием и нередко масляный холодильник, также реверсивную передачу с редукцией различной величины. Реверсивная передача обычно поставляется особым заводом.
Можно ли своими силами приспособить для катера транспортный двигатель, в большинстве случаев прошлый в употреблении, но в неплохом состоянии? Если катер будет эксплуатироваться в пресной воде, то при наличии определенных познаний это может быть. Но нужно учитывать ряд событий.Авто коробка совместно с муфтой сцепления может давать фронтальный ход, но не задний, потому что при его включении частота вращения выходит так низкой, что не оказывает деяния на катер. У авто коробки отсутствует упрямый подшипник, работающий в обоих направлениях, который принимает тягу гребного винта на фронтальном и заднем ходу. Его нужно устанавливать специально. Из этих суждений, во избежание огромных расходов, обычно предпочитают нормальную катерную реверсивную передачу.
При эксплуатации мотора в пресной воде может быть его остывание забортной водой, но заместо циркуляционного авто насоса нужно установить самовсасывающий насос. Некие движки чувствительны к коррозии даже от слабо грязной пресной воды. Другие, в особенности переоборудованные из тракторных движков, могут долгое время работать с остыванием морской водой. В любом случае лучшее решение — замкнутая циркуляция охлаждающей воды с теплообменником. Правда, своими силами выполнить такую систему нелегко. Для упрощения в качестве теплообменника можно использовать забортные трубки, проложенные повдоль киля либо днища.Выпускной коллектор у авто движков охлаждается воздухом. Но использовать его на катерах воспрещается, потому что он греется до красноватого каления, что может вызвать пожар. Время от времени на выпускной коллектор удается приварить специальн изготовленную Еодяную рубаху, но в большинстве случаев его приходиться изготавливать поновой.
Авто движки устаревших моделей при использовании на катерах нередко вызывали разочарование, потому что при установке мотора с наклоном и в итоге дифферента во время хода нарушалась смазка. Но в случае горизонтальной установки мотора требуются кардан и двойной упрямый подшипник, создающие много неудобств и проблем. Катерный двигатель, сделанный в промышленных критериях, имеет углубленные масляные ванны с увеличенной емкостью, которые отсутствуют в транспортных движках. Если позаботиться о том, чтоб масло повсевременно поступало к масляному насосу, то отменная смазка будет вероятна даже при сильном наклоне катера.
Смотрите также последующие статьи:Один либо два мотораСрок службы мотора катера
ctirling.ru
ИЛИ «15 ЛОШАДЕЙ», КОТОРЫЕ ВЕСЯТ 12 КИЛОГРАММОВ. В ассортименте отечественных двигателей внутреннего сгорания на которые могут ориентироваться при создании вездеходных машин самодеятельные конструкторы, до сих пор отсутствуют модели рабочим объемом 125 см3, имеющие достаточную удельную мощность и приемлемый удельный вес (порядка 0,8—0,9 кг на одну лошадиную силу). Попытки приспособить мотоциклетные двигатели — М1А и им подобные — связаны с трудоемкой работой по удалению коробки перемены передач и переделкой системы зажигания на более легкую и надежную. А ведь при наличии хорошего двигателя класса 125 см3 неизмеримо возросли бы возможности создания легких аэросаней, экранолетов и глиссеров.
Такой двигатель построен в любительских условиях. Инженер А. Геращенко решил эту задачу очень остроумно, использовав ряд деталей снятых с производства подвесных лодочных моторов, которые можно выписать через Посылторг (эти детали продаются сейчас по сниженным ценам).
Испытания двигателя А. Геращенко показали, что он очень близок по своим данным к лучшим на сегодняшний день зарубежным образцам.
На большинстве серийных двухтактных двигателей легкого транспорта кривошипные камеры в картере за редким исключением вместе с поршнями используются и в качестве продувочного насоса. Следовательно, технические показатели таких двигателей — литровая мощность и экономичность — прямо зависят от степени наполнения горючей смесью цилиндра двигателя (выше поршня). А наполнение цилиндров смесью в первую очередь зависит от качества работы системы впуска, основное назначение которой — обеспечивать наиболее полное наполнение кривошипной камеры, то есть объема, расположенного ниже поршня, свежей горючей смесью.
В двухтактных двигателях применяются механизмы управления впуском трех типов: поршневые, золотниковые, клапанные.
ПОРШНЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВПУСКОМ
modelist-konstruktor.com
