Электрический лодочный мотор

Содержание статьи:

1. Достоинства электромоторов
2. Недостатки электромоторов
3. Фирмы производители электромоторов
4. Установка электромотора на лодку
5. Мощность лодочного электромотора
6. Скорость, время, расстояние
7. Зарядка лодочного аккумулятора
8. Винты для лодочных электромоторов

Многие рыбаки, практикующие ловлю с моторной лодки, ошибочно полагают, что использование электромоторов несовместимо с серьёзной рыбалкой, и они не могут составить конкуренцию бензиновым двигателям.

На самом деле электромоторы в некоторых случаях просто незаменимы, а с бензиновыми собратьями им и не нужно конкурировать, так как модели этих двух категорий применяются с довольно разными целями.

О достоинствах и недостатках, стандартных характеристиках и особенностях эксплуатации электромоторов и пойдет речь далее.

Важнейшим приспособлением при использовании электромотора является аккумулятор, без которого двигатель попросту бесполезен.

Сам электромотор отличается долговечностью и устойчивостью, а вот эксплуатация аккумулятора требует выполнения определенных важных правил.

Более эффективными считаются так называемые «тяговые» аккумуляторы, которые можно без опасений неоднократно полностью разряжать и заряжать обратно.

Однако вполне допустимо использование и обычных автомобильных аккумуляторов.

Сравнение бензинового и электрического моторов

Достоинства электромоторов

• Небольшой вес (до 10 кг);


• Бесшумность при работе;
• Мгновенный запуск;
• Хорошая маневренность и легкость управления;
• Возможность плавать по мелководью;
• Минимум затрат на эксплуатацию;
• Компактность и удобство при перевозке;
• Стоимость электромотора с аккумулятором в 2 раза меньше, чем стоимость бензинового двигателя с минимальной мощностью.

Недостатки электромоторов

• Малый запас хода (в среднем одной полной зарядки аккумулятора хватает на 1-2 дня использования);
• Низкая скорость перемещения (до 6-8 км/ч);
• При наличии сильного ветра или течения передвижение практически невозможно.

Стоит сказать, что указанные недостатки актуальны лишь при использовании электромотора в качестве единственного двигателя на судне.

Если же лодка оснащена ещё и бензиновым двигателем, недостатки электромотора компенсируются возможностями второго движка, а вы получаете в распоряжение универсальное средство передвижения по воде. 

Фирмы производители электромоторов

Хорошо себя зарекомендовали следующие компании, производящие электромоторы:

• Minn Kota;
• Motor Guide;
• Yamaha;
• Flover;
• Нaswing.

Установка (крепление) электромотора на лодку

Устанавливаются электромоторы на судно без каких-либо сложностей. Такие двигатели можно ставить на простейшие надувные лодки, имеющие подходящий навесной транец.

 

Электромотор на носу лодки

Если на лодке уже используется бензиновый двигатель, электромотор устанавливается параллельно ему или же крепится на носу лодки.

Мощность лодочного электромотора

Мощность электромотора для лодок указывается не в привычных лошадиных силах, а в тяговом усилии.

Чаще всего тяга электромотора указывается в фунтах. Измерять тяговое усилие можно самостоятельно, используя обычные рычажные весы.

Берём безмен, крепим одной стороной к лодочному фалу, а другой – к неподвижной опоре. Далее запускаем двигатель и смотрим показатель веса, который в данном случае и является тем самым тяговым усилием электромотора.

Статья по теме: выбор мотора для лодки

Скорость, время, расстояние

Время движения моторной лодки до разрядки аккумулятора рассчитывается весьма просто: нужно разделить емкость аккумулятора на потребляемый электромотором ток.

Обычно указывается максимальный показатель потребляемого тока при передвижении на самой высокой передаче. Естественно, движение на более низких скоростях уменьшает и затраты электроэнергии.  

В целом, аккумулятора с емкостью в 75-90 А/ч при полном заряде хватает на 2 дня более-менее интенсивной рыбалки с передвижением на средних скоростях. 

Зарядка лодочного аккумулятора

Тяговые лодочные аккумуляторы отличаются высокой чувствительностью к чрезмерной зарядке и требуют точности в поддержании тока.

В связи с этим вам потребуется специальное зарядное устройство, которое обладает функцией автоматического выключения. В самом зарядном устройстве должен быть встроен вентилятор, который убережет от перегрева электронные платы.

Заряжать аккумулятор нужно при силе тока, которая равна 10% от его емкости. Необходимое время для полной зарядки составляет примерно 9-10 часов.

Конечно, можно увеличивать силу тока, что ускорит процедуру зарядки, но такие действия негативно повлияют на долговечность вашего аккумулятора. 

Винты для лодочных электромоторов

Хотя слова производителей о том, что их винты-«незацепляйки» совсем не наматывают траву, не совсем соответствуют действительности, всё же большая доля правды в них есть: двухлопастные винты электромоторов действительно собирают намного меньше водной растительности, чем винты бензиновых двигателей, которые состоят с трех или четырех лопастей.

Стоит отметить, что винты для электромоторов довольно дорогие, их цена составляет 2000-3000 рублей.

fisher-book.ru

Плюсы и минусы электрических подвесных моторов

К преимуществам электромоторов можно отнести:

1. Малый уровень шума. По сравнению с работой бензиновых двигателей, электрические работают во много раз тише, даже практически бесшумно.
2. Плавность хода. Агрегаты, работающие по электрической схеме, дают возможность получить стабильное количество оборотов в любых режимах. Это тоже очень полезно для рыбаков, когда необходимо медленно передвигаться по воде.
3. Лёгкий вес. Небольшие стандартные габариты и лёгкость, сразу дали возможность использовать подвесные моторы в комплекте с лодками ПВХ. Это облегчает их транспортировку и не является лишним грузом для плавсредства.
4. Надёжность. Отсутствие большого количества деталей, по сравнению с бензиновыми собратьями, даёт электромотору преимущество в сроках бесперебойной эксплуатации.
5. Практичность. Двигатели не имеют сложной настройки и позволяют легко ими управлять.
6. Экологичность. Пожалуй, один из главных факторов нашего времени. Отсутствие вредных выбросов даёт возможность применять лодку с мотором на электрической тяге без засорения окружающей среды.


7. Использование аккумуляторов.
8. Удобство зарядки. Зарядить и привести подвесной мотор в готовность к использованию не составляет труда. Зарядку можно осуществлять от стандартных источников питания.
9. Цена. Сравнительно небольшая стоимость этих устройств является неоспоримым достоинством, дающим возможность пользоваться ими всем без исключения.

К недостаткам электрических подвесных двигателей относятся следующие:

1. Низкая мощность. Этот параметр ограничен небольшими габаритами моторов. Соответственно лодки с электродвигателями хоть и имеют неплохую скорость, но всё же им далеко до бензиновых аналогов.
2. Малая автономность. Электромотор позволяет лодке двигаться в течение трёх — пяти часов. Можно увеличить этот срок, уменьшая обороты, во время эксплуатации возрастет совсем незначительно.
3. Невозможность зарядить аккумулятор в полевых условиях. Проблема с зарядкой элементов питания для электродвигателя является, пожалуй, самым большим недостатком такого устройства. Находясь вдали от населённых пунктов, невозможно пополнить запасы электроэнергии. Автомобильного генератора для этого недостаточно.

Конструкция и особенности электрических моторов

Современный подвесной электродвигатель состоит из следующих частей:

1. Электросхема управления. Она находится в верхней части всего устройства. Обычно совмещена с румпелем. Румпель в большинстве случаев имеет телескопическую ручку, для удобства настройки. Это позволяет производить контроль за всеми режимами работы двигателя без особых усилий. Блок управления даёт возможность переключать обороты двигателя. Чаще всего такие моторы имеют 4-5 скоростей, рассчитанных на движение вперёд и 2-3, работающие в режиме реверса.
2. Сам мотор. Он находится в нижней, подводной части. Особенность всей конструкции – вал гребного винта непосредственно связан с валом ротора. Он как бы является его продолжением. Такое сочетание исключает использование большого количества передаточных деталей и доводит устройство до предельной простоты. Такая конструкция позволяет намного увеличить сроки эксплуатации. Износу подвергаются только токосъемные щётки, которые несложно заменить.

Соединение мотора с электроникой осуществляется при помощи штанги, которая, в свою очередь, обладает полезными достоинствами.

Такие штанги изготавливаются из специальных, гибких материалов, которые не позволят приспособлению получить сильные повреждения при соприкосновении с препятствиями под водой. И к тому же они имеют возможность регулироваться по глубине погружения. Такая особенность даёт преимущество при движении лодки по мелководью.

Запуск производится нажатием на тумблер, что также выводит электромоторы вперёд от топливных. Управление переключением скоростей может достигаться не только ручным, но и ножным способом. Ножное управление даёт рыбаку целый ряд преимуществ. Руки остаются всегда свободными.

Принцип действия такого устройства основан на работе реечного механизма, который подсоединяется к педали кабелем. Он позволяет, нажатием ноги, менять направление движения лодки, а также переключать скорости. Удобство ещё и в том, что такое управление можно осуществлять с любого места лодки.

Фирма Minn Kota пошла в этом направлении дальше. Некоторые модели электродвигателей с ножным управлением получили в своё распоряжение дистанционный беспроводный пульт.

Теперь управлять лодкой стало возможно при помощи небольшого блока, который можно прикрепить даже к удочке и свободно контролировать и изменять все движения лодки. Также для управления лодкой можно стало использовать новейшие системы AutoPilot, Sonar и i-Pilot.

Как увеличить улов рыбы? «>

За 7 лет активного увлечения рыбалкой мною найдены десятки способов улучшить клев. Приведу самые эффективные:

1. Активатор клева. Эта феромоновая добавка сильнее всех приманивает рыбу в холодной и теплой воде. Обсуждение активатора клева «Голодная рыба».
2. Повышение чувствительности снасти. Читайте соответствующие руководства по конкретному типу снасти.
3. Приманки на основе феромонов.

Как выбрать электромотор для лодки

Перед покупкой электромотора для лодки, необходимо чётко определиться в каких условиях будет использовано это устройство. Многие двигатели рассчитаны на эксплуатацию только в пресной воде. Работа таких моторов в условиях моря может уменьшить срок их надёжной работы и даже привести к выходу из строя.

Мощность является одним из важных критериев. Зависит она от длины надувной лодки и её грузоподъёмности. Чем тяжелее лодка, тем больше мощность должна быть у электромотора.

Скорости у лодок с электромоторами примерно одинаковые – от 5 до 7 км в час, а вот переключение скоростей отличается. Плавное переключение даёт возможность точнее подобрать необходимую скорость, но имеет более сложную схему. Это делает её менее надёжной, чем у моторов с дискретным переключением скоростей.

Также следует обратить внимание на вес самого электромотора. Этот фактор будет немаловажен при транспортировке и установке двигателя на лодку. Обычно популярные модели весят от 5 до 12 кг.

Внимательно нужно отнестись к энергопотреблению электромотора. Самая хорошая модель может уступать в этом качестве более дешёвой.

Популярные модели моторов

На сегодняшний день очень трудно сказать, какой именно электроагрегат для лодок ПВХ является самым популярным.

Самое большое применение среди рыбаков и отдыха на воде нашли силовые агрегаты следующих фирм:

Minn Kota.

Flover.

Haswing.

Yamaha.

Mercury MotorGuide.

Порядок расположения по объёмам продаж

Все представленные выше компании имеют в своём ассортименте богатый выбор подвесных электромоторов, которые можно подобрать на любой вкус, учитывая персональные возможности покупателей.

Далее будут приведены наиболее распространённые модели и их приблизительные цены на сегодняшний день.

Американская фирма лидирует на отечественном рынке электромоторов для лодок:

1. Endura 30 C2 по популярности оставил далеко позади всех своих конкурентов. Особенностью является надёжность и долгое время использования. При экономном режиме одного заряда аккумулятора хватит на 20 часов эксплуатации. Цена – 14400 рублей и выше в зависимости от увеличения мощности и возможности применять на более тяжёлых лодках.
2. Endura Max 40, самая дорогая модель, стоит 29300 р.
3. Edge. Самые простейшие в своей серии. В то же время, они являются идеальными для использования в любых условиях. Оснащаются двумя видами винтов. Отличаются универсальными возможностями по оснащению разными видами управления. Edge 45 имеет цену 56400 р. И самая дорогая модель – Edge 70 оценивается в 77000 рублей.
4. Traxxis 45. Эти моторы по-своему уникальны возможностями быстро складываться. Traxxis 45 стоит 35800 р. А более мощный Traxxis 55 – 37000 р.
5. Maxxum. Такие двигатели защищены от повреждений при столкновении с подводными препятствиями. Цены от 55000 рублей.
6. RiptideSP, RiptideSPи новейшая модель Ulterra представляют собой полное совмещение механики и электроники самого высокого уровня. От автоматического подъёма и спуска мотора в воду, до управления при помощи современнейшими системами навигации. Цены от 25000 до 80000 рублей.
7. Flover. Корейцы идут по протореному пути. Они хорошо используют копии с моторов других производителей. Но тем не менее электромоторы Flover имеют хорошие характеристики и при этом привлекают покупателя низкими ценами. Наиболее распространённые электромоторы:
8. Flover 33F. Самые простые функции, которых достаточно для использования на небольших плавсредствах. Цена – 12000 рублей.
9. Flover 40TG. Индикация заряда аккумулятора и быстрая установка на лодку – главные особенности этой модели. Цена – 16600 р.
10. Flover 50TG. Мощность доходит до 0,82 л. с., что позволяет передвигать полуторатонную лодку со скоростью 7 км в час. Цена – до 20000 р.
11. Flover 55TGS. Это флагманская модель. Цена – от 25000 р.
12. Haswing. Наверное, самые недорогие двигатели для надувных лодок. Отличаются простотой и надёжностью. Небольшое энергопотребление позволяет на одной зарядке проплыть более двадцати километров. Российский рынок предлагает следующую продукцию этой фирмы:
13. Osapian 30. Цена этого мотора говорит сама за себя – 6500 рублей.
14. Osapian 55. Вес 8.5 кг. Цена – около 8000 р.
15. Yamaha. Эта фирма не нуждается в особом представлении в мире моторов. Она также легко освоила выпуск подвесных электродвигателей для лодок с присущим ей японским качеством.

Сегодня можно приобрести следующие модели:

1. YamahaМ12. Электромотор защищён от перегрузок при защемлении винта. Низкий уровень шума. Цена – 29000 рублей.
2. Yamaha М20. Удобное управление рукояткой, которая выдвигается на 15 см. Цена – 39000 р.
3. Mercury MotorGuide. Эта фирма занимается электромоторами с середины двадцатого века. Надёжность и качество – вот её девиз. Дальше представлены цены на наиболее распространённые модели:
4. MotorGuideR3-30. Самая простая и недорогая модель своего класса. Цена – 8000 рублей.
5. MotorGuide VariMax 40 HT 30. К особенностям этого электродвигателя можно отнести трёхлопастной винт и дисплей, позволяющий отслеживать разряд аккумулятора и скорость передвижения. Цена – 20000 р.
6. MotorGuide VariMax 55 HT 42. Скорость меняется плавно. Обладает увеличенной мощностью. Цена – до 30000 рублей.

Как изготовить электромотор самостоятельно

Основная сложность при самостоятельном изготовлении мотора может возникнуть с выбором силового агрегата. Моторы постоянного тока, находящиеся в быту, редко отвечают необходимым условиям.

Требуемые параметры мотора:

1. Работа от источника постоянного тока напряжением 12 вольт.
2. Продолжительная эксплуатация без перегрева.
3. Приличная мощность, не ниже 150 ватт.

Оптимальным вариантом для самодельного изготовления двигателя на электротяге является обыкновенный перфоратор мощностью более 200 ватт.

Материалы, которые понадобятся для изготовления:.

1. Струбцина. 2 шт.
2. Кусок квадратной трубы. 25 на 25 мм.
3. Редуктор. 2 или 1, в зависимости от расположения мотора.
4. Кусок водопроводной трубы.
5. Кусок трубы большего диаметра.
6. Подшипник. 2 шт.
7. Металлический пруток.
8. Лист металла. 5-8 мм.

Сборка

Прежде всего необходимо обеспечить будущему двигателю возможность поворачиваться в двух плоскостях. В вертикальной – для подъёма винта над водой и защите от столкновения с подводными препятствиями. И горизонтальной – для возможности осуществлять управление.

Водопроводная труба, которая служит в качестве дейдвуда, отрезается на необходимую длину. Нужно учитывать подводную и надводную части. К заднему транцу лодки она крепится следующим образом.

Струбцины соединяются между собой параллельно при помощи квадратной трубы на расстоянии примерно 200 мм. Это делается при помощи сварки. Из листа железа вырезается два треугольника со сторонами 10 см. В одном из углов каждого треугольника сверлится отверстие диаметром 10 мм.

Треугольник приваривается к куску трубы, которая по диаметру немного больше, чем водопроводная. Другой треугольник соединяется при помощи сварки с квадратом на струбцинах. Оба треугольника между собой будут соединены винтом с гайкой. Необходимо, чтобы вся конструкция имела свободную подвижность.

Водопроводная труба вставляется в отрезок трубы, которая уже соединена с креплением на нужное расстояние. С двух сторон на неё одеваются подшипники, фиксируя её на отрезке большей трубки. Внутренние кольца подшипников привариваются к дейдвуду. Внешние – к отрезку трубы большего диаметра.

Таким образом, получается подвижность в горизонтальной плоскости. Редуктор используется от перфоратора.

Пруток соединяется с валом редуктора посредством сварки или муфты. На другой, выходной вал редуктора крепится винт, который вырезан из листа металла. Форма и размеры подбираются опытным путём. Вал вставляется в дейдвуд. Редуктор надёжно приваривается к концу водопроводной трубы. Подвеска готова.

В верхней части дейдвуда закрепляется мотор, который соединяется с валом. Установка мотора может быть вертикальной. Также можно применить горизонтальное соединение, но это потребует второго редуктора и усложнит всю конструкцию.

В качестве румпеля служит кусок всё той же водопроводной трубы, который крепится к основной в горизонтальном положении с помощью сварки.
Это всего лишь небольшой пример самостоятельного изготовления лодочного мотора. Вариантов может быть большое количество.

Установка мотора

На резиновые лодки подвесные электромоторы могут быть установлены в двух вариантах: стандартном – на кормовом транце, или на носу. При установке мотора на надувную лодку нужно учитывать следующие условия. Кормовой транец должен быть надёжно соединён непосредственно с корпусом.

При этом он должен обеспечивать необходимую высоту крепления антикавитационной пластины. Гребной винт должен постоянно находиться под водой на такой глубине, чтобы при волнении он не вылетал на воздух. Сильное заглубление увеличит нагрузку на мотор и создаст дополнительное трение о воду, что тоже снизит КПД.

Второе условие – антикавитационная пластина должна давать возможность валу гребного винта всё время быть в параллельной плоскости с водой. Этот параметр достигается посредством регулировки и достигается при помощи тех описания к каждому отдельному двигателю.

Для удобства и скорости присоединения электромоторов к лодке почти все они оснащаются креплением в виде струбцины. Это даёт возможность надёжно установить устройство в кратчайшие сроки.

Правила эксплуатации электромотора

Во время использования электромотора на надувной лодке не следует забывать некоторые правила:

1. Если электромотор не оснащен механизмом плавного увеличения скорости, нельзя резко включать максимальную. Это может повлечь за собой перегрузку двигателя и быстрый разряд батареи.
2. При подходе к берегу следует плавно переходить на более низкую передачу.
3. Не стоит давать возможность винту цепляться за дно или другие препятствия. Это может вывести весь мотор из строя.
4. Необходимо постоянно следить за состоянием аккумулятора.

Блиц-советы

1. После возвращения с рыбалки, каждый раз необходимо снимать двигатель и тщательно его вычищать. Где необходимо – провести смазку.
2. Если мотор работает неравномерно, нужно немедленно прекратить его эксплуатацию и обратиться к специалисту. Возможно подгорание обмотки электродвигателя.
3. Желательно всегда иметь запасной аккумулятор даже меньшей мощности. Это позволит дойти до берега в случае полного разряда основного.

prostokaras.com

Если требуется больше мощности

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.

Если на лодке используется напряжение 12 вольт, то через устройство мощностью 1000 -1200 Вт может протекать пиковый ток от 80 до 100 ампер. Если бы для подключения лодочного оборудования использовались обычные бытовые провода, то потери напряжения составляли бы до 15% только за счет сопротивления кабеля. Чтобы избежать потерь и перегрева кабелей, сопротивление стараются свести к минимуму. Для этого используется два основных средства – уменьшают длину кабеля между аккумулятором и мотором и увеличивают его сечение.

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.

 

Самые мощные электромоторы для лодок

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.

В 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	1476	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 электромотора

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.

Эти 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.

Тяга и скорость лодки

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

 

После того как с видами мощности разобрались, приведем характеристики разных моторов к мощности на винте и сравним между собой.

Какой электромотор для лодки лучше

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:

• Большой диаметр
• Большой шаг
• Низкая скорость вращения

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.

Гребные 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