Подвесной мотор — это двигательная система для лодок , состоящая из автономного агрегата, включающего двигатель, коробку передач и гребной или водометный привод , предназначенный для крепления к внешней стороне транца . Это наиболее распространенный моторизованный способ приведения в движение небольших плавсредств. Подвесные двигатели не только обеспечивают движение, но и обеспечивают рулевое управление, поскольку они спроектированы так, чтобы поворачиваться над своими креплениями и, таким образом, контролировать направление тяги. Скег также действует как руль направления , когда двигатель не работает. В отличие от стационарных моторов , подвесные моторы можно легко снять для хранения или ремонта.
Чтобы исключить возможность удара подвесного мотора о дно, мотор можно поднять в приподнятое положение электронным или ручным способом. Это помогает при движении по мелководью, где может быть мусор, который потенциально может повредить двигатель и гребной винт . Если электродвигатель, необходимый для перемещения поршней, поднимающих или опускающих двигатель, неисправен, каждый подвесной мотор оснащен устройством ручного освобождения поршня, которое позволит оператору опустить мотор до минимального положения. [1]
Большие подвесные двигатели крепятся к транцу с помощью зажимов и управляются либо румпелем, либо с помощью штурвала. Обычно двигатели мощностью более 100 л.с. связаны с органами управления на руле. Они варьируются от моделей с 2, 3 и 4 цилиндрами мощностью от 15 до 135 лошадиных сил, подходящих для корпусов длиной до 17 футов (5,2 м), до мощных блоков цилиндров V6 и V8 мощностью до 627 л.с. (468 кВт). [2] с достаточной мощностью для использования на лодках длиной 37 футов (11 м) и более.
Небольшие подвесные моторы мощностью до 15 лошадиных сил легко переносить. Они крепятся к лодке с помощью зажимов и поэтому легко перемещаются с лодки на лодку. В этих двигателях обычно используется система ручного запуска с органами управления дроссельной заслонкой и переключением передач, установленными на корпусе двигателя, а также румпелем для рулевого управления. Самые маленькие из них весят всего 12 кг (26 фунтов), имеют встроенные топливные баки и обеспечивают достаточную мощность для перемещения небольшой лодки со скоростью около 8 узлов (15 км / ч; 9,2 миль в час). Обычно используется этот тип двигателя:
Электрические подвесные моторы — это автономные силовые установки для лодок , впервые изобретенные в 1973 году Мортоном Рэем из Ray Electric Outboards. [3] Их не следует путать с троллинговыми двигателями , которые не предназначены для использования в качестве основного источника энергии. Большинство подвесных электрических моторов оснащены электродвигателями постоянного тока (DC) мощностью от 0,5 до 4 кВт , работающими при напряжении от 12 до 60 В постоянного тока. Недавно разработанные подвесные моторы приводятся в действие электродвигателем переменного тока (AC) или постоянного тока в силовой головке, как и обычный бензиновый двигатель . При такой установке двигатель может производить мощность 10 кВт и более и способен заменить бензиновый двигатель мощностью 15 л.с. и более. Преимуществом асинхронного или асинхронного двигателя является передача мощности на ротор посредством электромагнитной индукции . Поскольку в этих двигателях не используются постоянные магниты , они требуют меньшего обслуживания и развивают больший крутящий момент при более низких оборотах .
Насосно-реактивная движительная установка доступна в качестве опции для большинства подвесных моторов. Хотя они менее эффективны, чем открытые гребные винты, они особенно полезны в тех случаях, когда важна возможность работы на очень мелкой воде. Они также исключают опасность порезов открытого гребного винта.
Пропановые лодочные моторы доступны от нескольких производителей. Эти продукты имеют ряд преимуществ, таких как более низкие выбросы, отсутствие проблем, связанных с этанолом, и отсутствие необходимости в дросселировании, когда система находится под давлением. [4] Журнал Popular Mechanics и другие издания , посвященные лодкам, считают Лера первым производителем, выпустившим на рынок подвесной мотор, работающий на пропане . [5] [6] [7] [8]
Первым известным подвесным мотором был небольшой электрический агрегат массой 5 кг (11 фунтов), разработанный примерно в 1870 году Гюставом Труве [ 9] и запатентованный в мае 1880 года (Патент № 136,560). [10] Позже, в 1896 году, компания American Motors Co, возможно, выпустила около 25 подвесных моторов с бензиновым двигателем [9] — но ни одно из этих двух новаторских усилий, похоже, не имело большого эффекта.
Подвесной двигатель Waterman, по-видимому, является первым подвесным двигателем с бензиновым двигателем, выставленным на продажу в значительном количестве. [11] Он был разработан в 1903 году в Гросс-Иле, штат Мичиган, а заявка на патент была подана в 1905 году. [12] Начиная с 1906 года, [13] [14] компания продолжала производить тысячи его «Порто-Мотор» [15] ] единиц, [16] заявлено о 25 000 продажах к 1914 году. [17] Фирма по производству лодочных моторов Caille Motor Company из Детройта сыграла важную роль в изготовлении цилиндров и двигателей.
Самый успешный ранний подвесной мотор [16] был создан норвежско-американским изобретателем Оле Эвинрудом в 1909 году. [18] Исторически сложилось так, что большинство подвесных моторов представляли собой двухтактные силовые головки, оснащенные карбюратором из-за присущей конструкции простоты, надежности и экономичности. низкая стоимость и легкий вес. К недостаткам относятся повышенное загрязнение окружающей среды из-за большого количества несгоревшего бензина и масла в выхлопных газах, а также более громкий шум.
Хотя четырехтактные подвесные двигатели продавались с конца 1920-х годов, особенно Roness и Sharland, в 1962 году Homelite представила коммерчески жизнеспособный четырехтактный подвесной двигатель мощностью 55 лошадиных сил, основанный на 4-цилиндровом автомобильном двигателе Crosley . Он назывался Bearcat и позже был куплен компанией Fischer-Pierce, производителем Boston Whaler, для использования в своих лодках из-за их преимуществ перед двухтактными двигателями. В 1964 году компания Honda Motor Co. представила свою первую четырехтактную силовую установку. [19] В 1984 году Yamaha представила свою первую четырехтактную силовую головку. Эти двигатели были доступны только в меньшем диапазоне мощности. В 1990 году Honda выпустила четырехтактные модели мощностью 35 и 45 л.с. Они продолжали лидировать в разработке четырехтактных двигателей на протяжении 1990-х годов, поскольку правила США и Европы по выбросам выхлопных газов, такие как CARB ( Калифорнийский совет по воздушным ресурсам ), привели к распространению четырехтактных подвесных двигателей. Сначала североамериканские производители, такие как Mercury и OMC, использовали технологии двигателей японских производителей, таких как Yamaha и Suzuki, пока не смогли разработать свой собственный четырехтактный двигатель. К неотъемлемым преимуществам четырехтактных двигателей относятся: меньший уровень загрязнения (особенно масла в воде), снижение шума, повышение экономии топлива и увеличение крутящего момента на низких оборотах.
Honda Marine Group , Mercury Marine , Mercury Racing, Nissan Marine, Suzuki Marine, Tohatsu Outboards, Yamaha Marine и China Oshen-Hyfong Marine разработали новые четырехтактные двигатели. Некоторые из них карбюраторные, обычно это двигатели меньшего размера. Остальные оснащены электронным впрыском топлива. В зависимости от производителя, новые двигатели выигрывают от передовых технологий, таких как несколько клапанов на цилиндр, система изменения фаз газораспределения (Honda VTEC), повышенный крутящий момент на низких оборотах (Honda BLAST), трехходовые системы охлаждения и впрыск топлива с замкнутым контуром. Четырехтактные двигатели Mercury Verado уникальны тем, что имеют наддув .
Mercury Marine, Mercury Racing, Tohatsu, Yamaha Marine, Nissan и Evinrude разработали двухтактные двигатели с прямым впрыском с компьютерным управлением. Каждый бренд может похвастаться своим методом DI.
Экономия топлива как на подвесных двигателях с прямым впрыском, так и на четырехтактных двигателях увеличивается на 10–80 процентов по сравнению с обычными двухтактными двигателями. В зависимости от оборотов и нагрузки на крейсерской скорости можно рассчитывать на увеличение пробега примерно на 30 процентов. [20]
Однако разрыв между экономией топлива двухтактных и четырехтактных подвесных двигателей начинает сокращаться. Производители двухтактных подвесных моторов недавно представили новые технологии, которые помогают улучшить экономию топлива в двухтактных двигателях. [21]
В 2012 году Lehr Inc. представила несколько небольших (<5 л.с.) подвесных двигателей на основе модифицированных китайских бензиновых двигателей, работающих на пропане . Tohatsu в настоящее время также производит модели, работающие на пропане, мощностью 5 л.с. Переоборудование более крупных подвесных двигателей для работы на сжиженном нефтяном газе считается необычным и экзотическим, хотя некоторые любители продолжают экспериментировать.
Важно выбрать двигатель, который хорошо подходит к корпусу с точки зрения мощности и длины вала.
Превышение мощности является опасным состоянием, которое может привести к ускорению транца, обгоняющего остальную часть судна [22] , а недостаточная мощность часто приводит к тому, что лодка становится неспособной выполнять ту роль, для которой она была спроектирована. Лодки, построенные в США, имеют паспортную табличку береговой охраны , на которой указана максимальная рекомендуемая мощность корпуса. Двигатель с нагрузкой менее 75% от максимальной, скорее всего, приведет к неудовлетворительной производительности. В Великобритании лодки будут иметь табличку CE на транце, на которой указаны максимальная мощность, длина вала, максимальный вес двигателя и максимальное количество человек/багажа.
Длина вала подвесного мотора стандартизирована и рассчитана на 15-дюймовые, 20-дюймовые и 25-дюймовые транцы . Если вал слишком длинный, он будет углубляться в воду дальше, чем необходимо, создавая сопротивление , что ухудшает производительность и экономию топлива. Если вал слишком короткий, двигатель будет подвержен вентиляции. Хуже того, если водозаборные отверстия нижнего агрегата недостаточно погружены в воду, вероятен перегрев двигателя, что может привести к серьезному повреждению.
Разные марки подвесных двигателей требуют разных размеров и размеров транца, что влияет на производительность и дифферент.
Высота двигателя на транце является важным фактором достижения оптимальной производительности. Двигатель должен быть расположен как можно выше, без вентиляции и потери давления воды. Это сводит к минимуму эффект гидродинамического сопротивления во время движения, обеспечивая большую скорость. Как правило, при нейтральном дифференте двигателя противовентиляционная пластина должна быть примерно такой же высоты или на два дюйма выше киля .
Дифферент — это угол двигателя по отношению к корпусу, как показано ниже. Идеальный угол дифферента — это тот, при котором лодка движется ровно, большая часть корпуса находится на поверхности, а не бороздит воду.
Если мотор отклонить слишком далеко, нос будет подниматься слишком высоко в воде. При слишком малом дифференте лук опускается слишком низко. Оптимальная настройка дифферента будет варьироваться в зависимости от многих факторов, включая скорость, конструкцию корпуса, вес и балансировку, а также условия на воде (ветер и волны). Многие большие подвесные двигатели оснащены силовым триммером : электродвигателем на монтажном кронштейне и переключателем на руле, позволяющим оператору регулировать угол дифферента на ходу. В этом случае двигатель следует полностью включить для запуска и отрегулировать (следя за тахометром ) по мере того, как лодка набирает обороты, пока он не достигнет точки непосредственно перед началом вентиляции, или дальнейшая регулировка дифферента не приведет к увеличению числа оборотов в минуту с увеличением никакого увеличения скорости. Двигатели, не оснащенные силовым триммером, регулируются вручную с помощью штифта, называемого фиксатором наклона топпера.
Вентиляция — это явление, которое возникает, когда поверхностный воздух или выхлопные газы (в случае двигателей, оснащенных выхлопом через ступицу) втягиваются во вращающиеся лопасти гребного винта. Поскольку гребной винт толкает в основном воздух, а не воду, нагрузка на двигатель значительно снижается, в результате чего двигатель начинает вращаться, а гребной винт вращается достаточно быстро, что приводит к кавитации , и в этот момент вообще создается небольшая тяга. Это состояние продолжается до тех пор, пока винт не замедлится настолько, чтобы пузырьки воздуха поднялись на поверхность. [23] Основными причинами вентиляции являются: слишком высокая установка двигателя, чрезмерная обрезка двигателя, повреждение противовентиляционной пластины, повреждение гребного винта, посторонний предмет, застрявший в кольце диффузора.
Если рулевой выйдет за борт, лодка может продолжать работать под напряжением, но неконтролируемо, что может привести к серьезным или смертельным травмам рулевого и других людей, находящихся в воде. Мерой безопасности является « защитный шнур », прикрепленный к лодке и рулевому, который отключает двигатель, если рулевой упадет за борт. [24]
Самый распространенный тип охлаждения , используемый на подвесных двигателях всех эпох, использует резиновую крыльчатку для перекачки воды из-под ватерлинии вверх в двигатель. Эта конструкция осталась стандартной, главным образом благодаря эффективности и простоте конструкции. Одним из недостатков этой системы является то, что если крыльчатка работает всухую в течение длительного времени (например, если оставить двигатель включенным при вытаскивании лодки из воды или, в некоторых случаях, наклонить двигатель из воды во время работы), крыльчатка скорее всего, будет испорчен в процессе.
Некоторые производители в настоящее время производят подвесные двигатели с воздушным охлаждением. Обычно это небольшие двигатели мощностью менее 5 лошадиных сил. Подвесные двигатели Briggs & Stratton имеют воздушное охлаждение [25].
В подвесных двигателях производства Seven Marine используется замкнутая система охлаждения с теплообменником. Это означает, что соленая вода не прокачивается через блок двигателя, как в большинстве подвесных двигателей, но ее все равно приходится прокачивать через теплообменник.
Двигатель глохнет
Подвесной двигатель может заглохнуть, если у него нет правильных входных сигналов. Распространенными проблемами, которые приводят к остановке, являются проблемы с электричеством, некачественный бензин или засорение топливного фильтра. [26] Другие проблемы могут включать повреждение масляного переключателя карбюратора.
Во Вьетнаме и других частях Юго-Восточной Азии на лодках с длинным хвостом используются подвесные моторы, в которых гребные винты выдвинуты далеко от остальной части мотора. Во Вьетнаме эти подвесные двигатели называются «May Duoi Tom» («Мотор с креветочным хвостом») и представляют собой небольшие бензиновые, дизельные или даже модифицированные автомобильные двигатели с воздушным или водяным охлаждением, прикрепленные болтами к сварной стальной трубчатой раме с еще одной длинной стальной трубой длиной до Длина 3 м для удержания удлиненного приводного вала, приводящего в движение обычный гребной винт. Под рамой, удерживающей двигатель, имеется короткий поворотный стальной штырь/трубка длиной примерно 15 см, который вставляется в соответствующее отверстие на транце, или в цельный блок или деревянный брусок, специально встроенный в него. [27] [28] [29] [30] [31] Такая вставная конструкция позволяет очень быстро переносить мотор на другую лодку или на хранение — все, что необходимо, — это вынуть его. Поворотная конструкция позволяет оператору поворачивать подвесной мотор практически во всех направлениях: вбок для изменения направления, вверх и вниз для изменения линии тяги в зависимости от скорости или подъема носа, полный подъем над водой для облегчения запуска, установка приводного вала и гребной винт вперед вдоль борта лодки для обратного хода или поместите их внутрь лодки для замены гребного винта, что может быть обычным явлением для дешевых гребных винтов из литого алюминия на внутренних водных путях, часто подверженных засорению.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )