В известной степени это вопрос риторический, когда речь идет о выборе двигателя для туристского или прогулочного судна серийного производства. С одной стороны, мощность выпускаемых отечественной промышленностью подвесных моторов ограничивается 30 лошадиными силами; с другой стороны, стационарные двигатели в специальном катерном исполнении труднодоступны для указанной выше цели, имеют значительную массу и габариты. Если не считать двухтактного двигателя «СМ-557Л», имеющего мощность 13,5 л. с. и ныне снятого с производства, мощностной ряд отечественных стационарных (автомобильных) двигателей начинается с 70 л. с. Таким образом, сравнение обоих возможных вариантов механической установки на малом судне уместно провести именно для мощности 60 л. е.: два подвесных мотора по 30 л. с. или один стационарный 70 л. с.
Бесспорным преимуществом подвесных моторов является то, что они представляют собой готовый комплекс двигатель—движитель— руль. При установке его на судно, кроме несложного монтажа дистанционного управления, не требуется выполнять каких-либо работ, разумеется, если транец судна уже приспособлен для этой цели.
ПОДВЕСНОЙ или СТАЦИОНАРНЫЙ ВОДОМЕТ? NorthSilver PRO 645 Jet мощный водометный катер.
Подмоторная ниша занимает небольшой объем в корпусе судна, обычно меньший, чем объем моторного отсека при стационарной установке. В эксплуатации подвесной мотор прост; благодаря откидывающейся конструкции гребные винты обладают достаточной живучестью, судно может подходить к необорудованному берегу. Лодка с подвесными моторами обладает хорошей маневренностью и малым радиусом циркуляции. Для ремонта мотор легко снять с лодки. Масса двухмоторной установки составляет всего 96 кг против 380—400 кг для стационарного двигателя.
К числу отрицательных качеств установки с подвесными моторами можно отнести: сравнительно большой расход горючего — на полном дросселе расходуется 380—420 г/л. с. ч; увеличенное сопротивление подводной части; плохую защищенность моторов, висящих за бортом, от повреждений при навалах лодки на причал или заливания свечей попутной волной; необходимость вводить масло в бензин. Не всегда удается подобрать гребной винт оптимального диаметра, так как он ограничивается конструкцией мотора. Высокосборотный двухтактный двигатель имеет ограниченный моторесурс, исчисляемый обычно несколькими сотнями часов.
Анализ экономических показателей серийных отечественных моторов показал, что установка на транец лодки двух моторов общей мощностью 50 л. с. целесообразна при водоизмещении от 600 до 1100—1200 кг. Это видно из рис. 198, где приведены зависимости путевого расхода топлива от водоизмещения мотолодки при установке одного мотора («Нептун-23» или «Вихрь-М») или двух.
Среди положительных качеств стационарной установки, по сравнению с подвесными моторами, можно отметить: экономичность (расход горючего на полном дросселе около 270 г/л. с. ч); более высокую надежность; больший крутящий момент на валу; возможность подобрать гребной винт с оптимальными параметрами; размещение двигателя внутри катера.
Стационарный или подвесной лодочный мотор? Какой выбрать?!
Однако* 60—80-сильные двигатели с угловым реверсредуктором, которые поставляются на катеростроительные заводы, имеют значительную массу (360 кг), занимают много места внутри корпуса, требуют изготовления гребного вала, дейдвудного подшипника, кронштейна, гребного винта, рулевого устройства, систем охлаждения, газовыхлопа, топливной системы и дистанционного управления. Монтаж самого двигателя на фундамент и линии вала в корпусе катера также достаточно сложны. Гребной винт и вал часто повреждаются; Для стоянки катера требуется оборудованный причал с определенной глубиной воды. От этих недостатков можно избавиться, применив водометный движитель или угловую откидную колонку, однако эти устройства в серийном производстве не освоены.
В зарубежной практике стационарные двигатели мощностью яо 100 л. с. устанавливаются на сравнительно тяжелых катерах средней быстроходности, где важно обеспечить экономичность работы двигателя и значительный крутящий момент для получения большого упора гребного винта. Подвесные моторы мощностью до 150 и даже 200 л. с. применяются на быстроходных прогулочных мотолодках длиной So 5,5 м. На глиссирующих судах большей длины считается целесообразным устанавливать один или два стационарных двигателя мощностью до 120—240 л. с.
Рис. 1. Зависимость путевого расхода топлива от водоизмещения мотолодки при одномоторной установке с 25-сильным подвесным мотором (кривая 2) и двух-моторной 2×25 л.с. (кривая 1).
Малая масса и компактность подвесного мотора получены за счет высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя (3800— 6000 об/мин), а ограниченные габариты корпуса редуктора не позволяют применить передачу на гребной вал с большим передаточным отношением. Частота вращения гребного винта составляет 2500— 3000 об/мин, поэтому достаточна высокий КПД винта может быть получен только на сравнительно быстроходных глиссирующих лодках. Если подвесной мотор устанавливается на тяжелом корпусе (свыше 800 кг для 20-сильного мотора, например), то необходимо принять меры к повышению эффективности движителя — установить гребной винт с малым шагом и широкими лопастями, применить профилированную насадку гребного винта.
Категория Катера и лодки
Источник: sea-technics.ru
Какой двигатель выбрать cтационарный или подвесной/
Когда у вас есть лодка, очевидно, что в какой-то момент вам нужно подумать о покупке какого-либо мотора. Чаще всего владельцы лодок колеблются между двумя типами двигателей — подвесными и стационарными силовыми установками. В целом различия кажутся очевидными, хотя для того, чтобы выбрать подходящую, нужно немного внимательнее изучить характеристики двух машин. На что обратить особое внимание?
Стационарный двигатель
Стационарная силовая установка, как можно понять из названия, представляет собой двигатель вейма, установленный внутри корпуса лодки , что делает его хорошо демпфированным и передает относительно небольшую вибрацию на палубу. Стоит помнить, что эти двигатели гораздо меньше подвержены воздействию внешних факторов , они имеют большую мощность, чем подвесные двигатели. Они приводятся в движение шестерней типа «Z».
Подвесные моторы
Моторы значительно меньше весить , чем стационарные двигатели, и мы потратим немного меньше на них. Также они отличаются меньшим расходом топлива . Их легко заменить на более новые модели или увеличить емкость. Еще одна отличительная черта — так называемые фут , что означает, что они составляют единую трансмиссию. Двигатели этих типов можно поднимать над уровнем воды — еще одна особенность, которая отличает подвесные двигатели от внутренних. Однако одним из самых больших недостатков этого двигателя является способ его установки — существует риск того, что посторонний может разобрать привод на неохраняемой акватории, хотя следует помнить, что такие ситуации все реже и реже.
Какая сила?
Предполагается, что двигатель должен иметь большую мощность по отношению к весу лодки , чтобы повысить комфорт плавания и безопасность. Такой «запас мощности» может оказаться чрезвычайно полезным в некоторых экстремальных ситуациях, например, при большем количестве людей на борту или при плохих погодных условиях.
Однако следует учитывать, что большая мощность связана с большим расходом топлива , хотя, как опытные яхтсмены, мы можем снизить затраты, используя более низкий диапазон оборотов. Из-за запаса мощности более мощные двигатели реже работают на максимальных оборотах. С другой стороны, маленькие двигатели работают более энергично. Однако следует помнить, что их преимущество — более низкая закупочная цена. Дополнительная важная информация о каждом двигателе: наличие каталитического нейтрализатора выхлопных газов обязательно .
Источник: prosto-remont.net
Как поставить на катер стационарный двигатель + видео обзор
Установка стационарного двигателя с водометом вместо ПМ
Уменьшение гидродинамического качества столь существенно, что переоборудованный катер, несмотря на большую мощность двигательной установки, не выходит на глиссирование. Теоретически в этом может убедить простейший расчет с использованием экспериментальных данных. Из графиков, приведенных в статье В. Вейнберга «Глубокое V, за и против» (см. «КЯ» №44), величину гидродинамического качества можно получить в зависимости от т — величины. характеризующей центровку, и Св — коэффициента удельной нагрузки.
где D — вес судна; ρ — плотность воды; V — скорость судна; Вск — ширина скулы.
Для нашего примера в случае использования ПМ гидродинамическое качество корпуса составит 7—7,2 при угле килеватости β=12°, m=1,2—1,4 и Вск=1,6 м. При этом сопротивление корпуса составит
140 кг, а мощность, необходимая для движения со скоростью 36 км/ч, — менее 50 л. с.
Тот же корпус, но с установленным стационарным двигателем, будет иметь качество, равное 6,5 при СВ=0,095 и m=0,8—1,0. Уменьшение m произошло из-за смещения центра тяжести в корму в результате установки у транца более тяжелого двигателя. В этом случае сопротивление корпуса достигнет 192—200 кг.
При пропульсивном КПД установки 0,5 потребная мощность составит 53 л. с. Можно предположить, что катер будет двигаться с той же скоростью. Однако, если определить сопротивление корпуса в момент выхода на глиссирование, т. е. при скорости 22 км/ч, то СВ увеличится до 0,25, что при m=1 дает величину гидродинамического качества, не превышающую 3,5—4. При значении качества, равном 4, сопротивление корпуса превысит 320 кг. Таким образом, катер на глиссирование не выйдет.
Чтобы катер вышел на глиссирование, следует принять m=2,5. В этом случае качество возрастет до 5, а сопротивление снизится до 250 кг — катер легко выйдет на глиссирование. Но величина m=2,5 соответствует смещению центра тяжести в нос на расстояние до 4 м от кормы, что для 5-метрового судна нельзя получить никакими разумными конструктивными способами.
Если же корпус удлинить до 7 м, то все встанет на свои места. Правда, при этом форма днища исказится, мореходность ухудшится, общая прочность корпуса уменьшится, вес судна существенно возрастет. Таким образом, небольшое судно нецелесообразно оборудовать стационарным двигателем.
Несколько иной эффект получается при замене двигательной установки более крупного судна. Например, комфортабельный мореходный катер длиной 5,8 м, шириной по скуле 2,2 м, с полной массой 1450 кг под двумя «Нептунами-23» развивает 26 км/ч. При этом СВ=0,113, m=1,2. Гидродинамическое качество, определяемое из тех же графиков, равно 6,3, что соответствует сопротивлению корпуса 230 кг. По фактическим же замерам сопротивление корпуса составляет 220 кг, что соответствует качеству 6,6.
Предполагалось два ПМ заменить двигателем «ГАЗ-21» или «ГАЗ-24», у которых длительная мощность 60 л. с., но при несколько меньшем пропульсивном КПД, так как планировалось использование водомета. В этом случае масса судна увеличивается на 250 кг за счет реверс-редуктора, аккумулятора и другого оборудования, СВ становится равным 0,112, центровка смещается в корму и становится близкой к 1, гидродинамическое качество уменьшается с 6,5 до 5,7, а сопротивление возрастает с 220 кг до 300 кг. При пропульсивном КПД 40% потребная мощность составит 75 л. с., что неприемлемо из-за резкого снижения срока службы двигателя.
Для уменьшения потребной мощности двигателя было решено перенести в носовые отсеки катера топливные баки и аккумуляторную батарею, тем самым сместить центровку в нос. Все эти меры позволили довести т до 1,2 и получить гидродинамическое качество 6,1, что соответствует сопротивлению
280 кг и мощности 70 л. с.
Следующая конструктивная мера — удлинение корпуса при помощи установки пустотелых транцевых плит большого объема размером 1,0X0,8X0,3 м. За счет плит общий вес возрастет на 40 кг. Центровка, качество, величина сопротивления и мощность, соответственно, составят 1,6, 6,7, 260 кг и 65 л. с. Это было принято в качестве рабочего варианта.
Теперь требовалось выбрать передачу и тип движителя. Прямая передача на винт, несмотря на простоту изготовления и высокий КПД, обладает большой уязвимостью при столкновении с подводными препятствиями. Угловая колонка обладает и высоким пропульсивным КПД, и защищенностью, но очень сложна для изготовления в условиях единичного производства. Был принят вариант с водометным движителем, который ненамного сложнее прямой передачи. Осталось лишь разработать конструкцию с максимально возможным пропульсивным КПД.
Для этого необходимо выявить основные факторы, снижающие КПД водометной установки. К ним относятся потери на входе в водовод, потери на повороты потока и потери на трение по длине; кроме того, на КПД насоса водометной установки существенное влияние оказывает степень разгона потока перед диском ротора. При частоте вращения ротора 2800 об/мин увеличение скорости потока перед ним существенно повышает КПД насоса, но одновременно с этим увеличивается вероятность кавитации. Еще большее значение имеет давление в потоке воды на срезе сопла водомета. Оно должно быть равно атмосферному. Отклонение величины этого давления на 0,1 кг/см2 в ту или иную сторону приводило к потере тяги на 60 кгс, что эквивалентно потере мощности двигателя на 14 л. с.
Какие-либо работы с лопастной системой насоса нецелесообразны, так как ее конструкция уже хорошо изучена на моделях гидротурбин и доведена до высокой степени совершенства.
Немаловажным достоинством «полуторцевого» водомета является уменьшение чувствительности входного окна водовода к изменению режима обтекания, следовательно, и к возможным ошибкам при проектировании. Сопло выполнено коротким с диаметром выхода 267 мм. Внутри сопла расположен подшипниковый узел в корпусе диаметром 103 мм. Корпус подшипников крепится к соплу при помощи четырех лопаток спрямляющего аппарата. Лопатки имеют тупые задние кромки, совпадающие со Срезом сопла, что позволяет подвести атмосферное давление к заднему торцу подшипникового узла и свести до минимума разрежение за ним.
В подшипниковом узле, воспринимающем тягу ротора, установлен короткий гребной вал, на переднем конце которого размещен трехлопастной ротор диаметром 298 мм, с шагом 280 мм и дисковым отношением 0,8. Ротор вынесен за пределы сопла вперед и вращается в специальном кольце, заформованном в корпусе водомета.
На кольце имеется фланец, к которому крепится сопло с подшипниковым узлом и ротором. Впереди ротора на конце короткого гребного вала размещена шлицевая полумуфта. Она входит в сопрягаемую часть, закрепленную на заднем конце основного гребного вала, который передним концом соединен с реверс-редуктором через предохранительную муфту с шарниром Кардана. Такая конструкция валовой линии позволяет компенсировать все монтажные погрешности. Для более точной установки шага лопасти ротора сделаны поворотными.
Следует отметить, что из-за больших габаритов осевого насоса водомета не удалось сделать сколько-нибудь изящный гидрореверс. Поэтому на катере был установлен обычный угловой реверс-редуктор, который позволяет осуществить движение задним ходом за счет изменения направления вращения ротора. Благодаря тому, что водомет полностью погружен в воду, подсос воздуха на заднем ходу происходит лишь в начале движения при большей частоте вращения. Понижение частоты вращения в полтора раза позволяет несколько повысить КПД лопастной системы.
Наличие реверс-редуктора позволило разместить двигатель у самого транца под небольшим капотом, что очень удобно, с точки зрения обитаемости.
Все перечисленные меры позволили повысить пропульсивный КПД установки до 40—45% при скорости движения катера 26—28 км/ч. Судно прошло испытания в навигации 1983—1984 гг. Полное водоизмещение составило 1800 кг, максимальная скорость — 28 км/ч, крейсерская скорость — 25—26 км/ч, расход топлива — 70—75 л на каждые 100 км пути. Для дальнейшего снижения расхода топлива и повышения скорости планируется установить транцевые плиты длиной до 1 м, что позволит улучшить центровку, понизить сопротивление корпуса и потребляемую мощность и повысит моторесурс двигателя.
Источник: altarena.ru