Владимиру Ленько - расчет гребного винта

Владимир Ленько

Старожил форума
Владимир, доброго дня!
Прошу помочь с расчетами винта.
Имеем удлиненный ТБС по ватерлинии до 14 метров, вставка посередине + переделана и удлинена плоская корма (как на Прайде), ширина - стандарт.
Установлен новый дизель Weichai WP4C95 c редуктором Hangzhou Advance C120.
Двигатель 95лс турбодизель, объем 4.5л, обороты 1800, крутящий момент 370N (график приложил) , передаточное редуктора 2.96:1.
Сейчас там стоит самодельный пустотелый винт, нужно менять.
Максимальный диаметр который влезет 620, ВОЗМОЖНО 630, а может и чуть больше узнаю только весной. (На фото примерно видно)
Рассматриваю два варианта покупки винта с доработкой:
1. Винт с адмиральца пр.371 бис - диаметр 700, шаг 950 вращение правое, с последующей обрезкой и максимально возможным изменением шага
2. Винт с БМК, точно не знаю какого - первых версий, мотор там от ЗИЛ 156. Диаметр 660, шаг 733, но он левого вращения (Вроде как 120C позволяет крутить в любую сторону?) с последующей обрезкой и максимально возможным изменением шага
Ступица не совпадает у обоих винтов, нужно под конкретный винт точить конус вала.
У меня диаметр вала 70, у этих посадочное 60 или 63. Конусность 1:10, больше подходит вроде как от Адмиральца.
Подскажите, какой лучше винт выбрать? И вопрос: можно ли как-то их доработать впоследствии - т.к они оба латунные? А главное нужно ли?
И какую мощность можно снять с дизеля при этих параметрах? На какую скорость рассчитывать?
Скорость я не рассчитываю, для подбора винта допустимо назначить скорость на глаз, небольшая ошибка на результате не скажется. Открыл оптимистичный глаз - он увидел 18 км/ч. Но сочетание исходных данных пессимистичное. Винт 620х733 (подрезанный первый) при 1800 об/мин двигателя и передаточном 2,96 загрузит двигатель лишь на 45 л.с. Винт 620х950 (подрезанный второй) - до 76 л.с. Второй винт имеет неблагоприятное шаговое отношение - точка на диаграмме намного выше зоны оптимальных по кпд винтов. Стало быть, увеличивая дальше шаг получим винт с ещё худшим кпд. Но если замена редуктора не рассматривается вообще - придётся смириться и задирать шаг дальше.
Если бы передаточное было 2,45 (из линейки 120С редукторов) - винт "подрезанный первый" оказался бы "нормальным" - 92 л.с. из 95 возможных. Если бы влезало 630 мм - ещё чуть лучше.
Винт из объявления 23х27 дюймов. Ясно, что ни для передаточного 2,96 ни для 2,45 он не годится - чересчур "лёгкий". Попробовал передаточное 1,94 - винт становится чрезмерно "тяжёлым" - 146 л.с. Тем не менее, если редуктор с передаточным 1,94 плывёт в руки - это судьба и оптимальный винт к такой установке подобрать можно.
Вывод тот же : лучше заранее, перед приобретением силовой установки, рассчитывать винт. Вновь имеем случай, когда подобрать оптимальный винт невозможно.
 
Последнее редактирование:

StayeR

Коллега
Вывод тот же : лучше заранее, перед приобретением силовой установки, рассчитывать винт. Вновь имеем случай, когда подобрать оптимальный винт невозможно.
Спасибо огромное за ваш труд!
Ситуация была такая - я забрал последний комплект ДРА из того, что было в наличии в России,
дабы не ждать, и с Китаем сейчас история мутная из-за вируса. Поэтому теперь без вариантов, агрегаты куплены и уже установлены в МО еще осенью.
Если я правильно понял - нужно смотреть в сторону увеличения диаметра винта. Теоретически - есть возможность сместить вал и дейдвут ближе к перу, и поставить что первый, что второй винт без обрезки. Более того, уточинил у тех кто делал корму - говорят что туда и без переделки встанет туда винт 700.
Можно тогда еще попросить вас - как будет выглядеть ситуация при всех исходных данных, но винты останутся без изменения диаметра?
Самый крайний случай - какой оптимальный винт изготовить на заказ для этого катера с этой силовой установкой ?
 

Владимир Ленько

Старожил форума
Спасибо огромное за ваш труд!
Ситуация была такая - я забрал последний комплект ДРА из того, что было в наличии в России,
дабы не ждать, и с Китаем сейчас история мутная из-за вируса. Поэтому теперь без вариантов, агрегаты куплены и уже установлены в МО еще осенью.
Если я правильно понял - нужно смотреть в сторону увеличения диаметра винта. Теоретически - есть возможность сместить вал и дейдвут ближе к перу, и поставить что первый, что второй винт без обрезки. Более того, уточинил у тех кто делал корму - говорят что туда и без переделки встанет туда винт 700.
Можно тогда еще попросить вас - как будет выглядеть ситуация при всех исходных данных, но винты останутся без изменения диаметра?
Самый крайний случай - какой оптимальный винт изготовить на заказ для этого катера с этой силовой установкой ?
Можно ориентироваться на винт 660х950 (подрезанный поменьше второй). С ним - баланс мощностей при 1800 об/мин двигателя. Кпд вполне приличный - 52-53%. Можно, конечно, дотянуть диаметр до 700 мм и подбирать винт чётко попадающий в оптимальную по кпд зону - если будете заниматься, рассчитаю шаг для такого винта. Но это уже изыски. Другое дело - можно влепить неподрезанный винт 700х950, который "тяжёл" и не даст раскручиваться дизелю до 1800 об/мин. Но с ним чуть лучше ходить на экономичном режиме.
 

StayeR

Коллега
Другое дело - можно влепить неподрезанный винт 700х950, который "тяжёл" и не даст раскручиваться дизелю до 1800 об/мин. Но с ним чуть лучше ходить на экономичном режиме.
На сколько будет не хватать? Глобально?
Просто мне подсказывают что на этом дизеле можно без проблем поднять мощности еще процентов 10%, без особых проблем. Это почти 10 л.с... Двигатели этой серии отличаются между собой по сути настройкой топливной аппаратуры.
 

Владимир Ленько

Старожил форума
На сколько будет не хватать? Глобально?
Просто мне подсказывают что на этом дизеле можно без проблем поднять мощности еще процентов 10%, без особых проблем. Это почти 10 л.с... Двигатели этой серии отличаются между собой по сути настройкой топливной аппаратуры.
В #2073 Вы приводили графики мощности и крутящего момента дизеля. Но разглядеть графики или таблицу я не смог. Если как либо продублировать данные - я смогу в понедельник сообщить частоту вращения дизеля и мощность, соответствующие точке баланса. Т. е. выше этой точки - перегрузка дизеля.
 

StayeR

Коллега
В #2073 Вы приводили графики мощности и крутящего момента дизеля. Но разглядеть графики или таблицу я не смог. Если как либо продублировать данные - я смогу в понедельник сообщить частоту вращения дизеля и мощность, соответствующие точке баланса. Т. е. выше этой точки - перегрузка дизеля.
Доброе утро, Владимир! Видимо графики порезались по качеству при загрузке на форум.
Обрезал и выложил на фотохостинг оба графика, вот ссылки:
 

Владимир Ленько

Старожил форума
Там по две кривые - синяя и красная. Ухватился за красную, поскольку там есть точка 1800 об/мин - 370 Н*м, этот крутящий момент и был в задании #2073. Если предположение верно - мощность дизеля со снижением оборотов очень резко падает и точка баланса с винтом 700х950 не наступает даже при 1500 об/мин. Так как такая характеристика для дизелей не характерна, возможно, что красная линия - винтовая характеристика с винтом, который рекомендуют вейчайцы. Но и это под сомнением : синяя линия даёт мощность 106 л.с. уже при 1700 об/мин, а в задании было 96 л.с. при 1800 об/мин. Похоже - характеристика другого дизеля. Надо разбираться. "Нормальный" винт 660х950 нет основания подвергать сомнению - он позволит дизелю отдавать 96 л.с. при 1800 об/мин. Прогноз "что будет с винтом 700х950" пока не получается.
 

StayeR

Коллега
Надо разбираться. "Нормальный" винт 660х950 нет основания подвергать сомнению - он позволит дизелю отдавать 96 л.с. при 1800 об/мин. Прогноз "что будет с винтом 700х950" пока не получается.
Владимир, спасибо за ответ! Уточню еще у поставщика по графикам этим.
Номинально хотелось бы поставить заводской и легко взаимозаменяемый винт без доработки напильником.
На всякий случай, нашли еще один вариант в своем городе, он тоже с Адмиралтеца, он 750x795.
Может быть он подойдет без обрезки? Если этот подойдет - я его и заберу
 

Владимир Ленько

Старожил форума
"620, в лучшем случае 630". Так было о диаметре. Теоретически - хорошо бы впихнуть 700 и снять проблему низкой частоты вращения винта. Так насколько реально расширить место под винт ? Винты 700х950 и 750х795 примерно равноценны, если каждому из них найдётся место. Если, к примеру, диаметр 700 мм будет впритирку, без зазора, то перспективнее винт с бОльшим шагом - чуть подрезанный он сможет загрузить двигатель.
 

StayeR

Коллега
"620, в лучшем случае 630". Так было о диаметре. Теоретически - хорошо бы впихнуть 700 и снять проблему низкой частоты вращения винта. Так насколько реально расширить место под винт ? Винты 700х950 и 750х795 примерно равноценны, если каждому из них найдётся место. Если, к примеру, диаметр 700 мм будет впритирку, без зазора, то перспективнее винт с бОльшим шагом - чуть подрезанный он сможет загрузить двигатель.
620-630 брал с исходных винтов, которые были ранее установлены (и сейчас), но момент был в том, что до доработки кормы была ступенька - которая затеняла одну лопасть, ее срезали и угол подъема кормы сделали круче, места стало больше. Это мне сообщили несколько позже.
Поэтому в теории туда 700 точно встанет, 750 примерить бы но тоже должен влезть. Узнаю только весной.
В крайнем случае, я бы наверное лучше один раз доработал вал и дейдвут - сместил проставкой ближе к перу например, дабы иметь возможность менять винт без доработки.
Получается 750х795 равноценно загрузит дизель как и подрезанный 660x950, все верно?
Теоретически - хорошо бы впихнуть 700 и снять проблему низкой частоты вращения винта.
Вы имеете в виду предполагается 750х795 подрезать до 700x795?
 
Последнее редактирование:

Владимир Ленько

Старожил форума
Получается 750х795 равноценно загрузит дизель как и подрезанный 660x950, все верно?

Вы имеете в виду предполагается 750х795 подрезать до 700x795?
Равноценны 750х795 и 700х950 (примерно). Чтобы зря не резать, надо найти правильную характеристику дизеля и посмотреть - что получается с винтом 700х950. В перспективе хорошо бы фото кормы увидеть - что там за обводы получились.
 

StayeR

Коллега
Равноценны 750х795 и 700х950 (примерно). Чтобы зря не резать, надо найти правильную характеристику дизеля и посмотреть - что получается с винтом 700х950. В перспективе хорошо бы фото кормы увидеть - что там за обводы получились.
Владимир, приветствую! Связался с дилером - они подтвердили что крутящий момент реально соответствует красному графику. Прикладываю сюда даташит на мотор Weichai WP4C95.
Расчет производится по формуле M = P x 9550 / N
Где P это мощность двигателя в кВт, N - обороты вала в минуту.
Расчеты на бумаге так же приложил все +/- сходится с данными из даташита Weichai
Т.е это реальные цифры, которые этот дизель может выдать.
Фото кормы так же приложил во вложение.
Что можете посоветовать из того, что имеем? 750х795 или 700х950?
З.Ы: У Адмиральца редуктор 1:2, мощность дизеля 110 кВт, может это поможет с расчетами.
 

Вложения

Последнее редактирование:

Владимир Ленько

Старожил форума
Теперь понятно. Дизель тот самый. Номинальные данные по мощности приведены для длительной работы - это 70 кВт (95 л.с.) при 1800 об/мин. Но приведена также максимальная мощность "с перегрузкой" и синяя кривая - это внешняя характеристика дизеля, она также показывает максимальную мощность при каждой частоте вращения. Ну что же, буду на неё ориентироваться, оставив тот же процент запаса, как на номинале.
Красная кривая - точно винтовая характеристика дизеля с "нормальным" винтом. Очень интересные данные - красная кривая удельного расхода топлива. Насколько он ухудшается при снижении нагрузки на дизель ! Мне нравится, что китайцы часто сообщают подробные технические характеристики и даже каталог деталей (как для реверсредуктора МА142А).
Данные есть, расчёт будет завтра. Фото кормы не насторожили - вроде, всё в норме, каких-то препятствий потоку воды натекающему на винт на них не видно.
 

Владимир Ленько

Старожил форума
Завтра наступило. С винтом 700х950 дизель уверенно разовьёт 1600 об/мин, так как винт потребит 80 л.с., а мощность 0,9 от внешней характеристики (с запасом) = 90,6 л.с. Кпд 56%. Тот же винт при 1700 об/мин потребует 96 л.с. сожрав часть запаса, но мощность по внешней характеристике = 103 л.с. он не достигает. Кпд 54%.
Винт 750х795 всё таки "легче", чем 700х950 (не равноценный, как я утверждал) : при 1600 об/мин двигателя мощность на винт 70,6 л.с., кпд 59%. При 1700 об/мин двигателя мощность на винт 91 л.с. в то время как мощность 0,9 от внешней характеристики = 93 л.с. Укладываемся. Кпд 56%.
Выводы :
- винт 750х795 попадает в оптимальную зону диаграммы по кпд, а винт 700х950 всегда чуть выше этой зоны, но разница по кпд винтов на сопоставимых режимах (54-56%) невелика ;
- точно не нужно резать ни один из винтов от Адмиральца - ограничение частоты вращения дизеля на 100-200 об/мин от номинала очень незначительно ограничивает мощность. Если учесть, что для достижения предельной для корпуса скорости и эта мощность, скорее всего, избыточна - тем более нет смысла гоняться точно за номиналом дизеля.
 
Последнее редактирование:

Владимир Ленько

Старожил форума
Владимир, огромное Вам спасибо!
С меня магарыч ;)
Напишите ваш номер в лс.
Ещё раз спасибо👍
Хоть я сейчас вещаю с рабочего компьютера (в обед, но не вместо него), но "отрабатываю" подаренный боутклубовцами ноутбук. Магарыч этот надо-о-олго вперёд...
 

Алексей С.

Коломенский водномоторник
Владимир, огромное Вам спасибо!
С меня магарыч ;)
Напишите ваш номер в лс.
Ещё раз спасибо👍
Это правильно. Материальная подпитка - залог длительного и плодотворного сотрудничества
 

Алексей С.

Коломенский водномоторник
Хоть я сейчас вещаю с рабочего компьютера (в обед, но не вместо него), но "отрабатываю" подаренный боутклубовцами ноутбук. Магарыч этот надо-о-олго вперёд...
Владимир Олегович, не скромничайте излишне :)
про длительное и плодотворное я выше написал :)
 

GoshaSmr

Коллега
Если шаг не говорят - отставляю кытайский винт из рассмотрения (пока). Если они гарантируют правильность параметров винта - отговаривать не буду, конечно. Диаметр 700 мм, судя по Вашим фото, можно впихнуть впритирку, чуть подрезав "лыжу". До днища есть зазор 45 мм примерно - я бы не опасался такого. Книжные 15% диаметра винта - чересчур шикарно, мало у кого такой зазор имеется.
Для справки - хорошо подходит винт 660х515 (кто-то говорит "от БМК", мне он известен по спасательно-буксирному катеру ВМФ, он на форуме опознан, можно разыскать номер проекта). Бронза, 4 лопасти обрезанные для работы в насадке (не считаю это существенным недостатком). Такой винт "нормальный" для Вашей предлагаемой кытайской установки - позволит выжимать всю (ненужную) мощность. Но если будет выбран такой дизель - с избыточной мощностью - не могу же я сразу предлагать "тяжёлый" винт, чтобы срезать "верхи" внешней характеристики (кривая мощности от оборотов). Потому даю ориентир 660х515 - реальный винт и экономия кучи долларяней. Помню и посадочные размеры: диаметр входного отверстия 40 мм, конусность 1:15, длина ступицы 150 мм. И зазор "по Мюнхаузену" будет выдержан.
Владимир здравствуйте! Большое спасибо за Ваши ответы! Что то помотало меня по командировкам в период с 11 по 20 января, около 6000 км на машине. Пост #2070 прочитал только что. ДРА уже успел заказать. Максимальная мощность 185 л.с. при оборотах 2100. Редуктор 1,94. Всё таки не покидают мысли заказать новый винт, возможно даже под имеющийся диаметр вала (55 мм). Поэтому еще раз Вас побеспокою вопросом. Какие характеристики винта лучше заказывать так сказать с нуля(диаметр, шаг, количество лопастей) и достаточен ли диаметр гребного вала для такой мощности? Графики двигателя прилагаю.
 

Вложения

Последнее редактирование:

Владимир Ленько

Старожил форума
Владимир здравствуйте! Большое спасибо за Ваши ответы! Что то помотало меня по командировкам в период с 11 по 20 января, около 6000 км на машине. Пост #2070 прочитал только что. ДРА уже успел заказать. Максимальная мощность 185 л.с. при оборотах 2100. Редуктор 1,94. Всё таки не покидают мысли заказать новый винт, возможно даже под имеющийся диаметр вала (55 мм). Поэтому еще раз Вас побеспокою вопросом. Какие характеристики винта лучше заказывать так сказать с нуля(диаметр, шаг, количество лопастей) и достаточен ли диаметр гребного вала для такой мощности? Графики двигателя прилагаю.
Характеристики есть - замечательно и, как и в случае с Вейчаем, номинальная мощность дизеля приведена с учётом запаса - максимальная (по внешней характеристике) заметно выше.
Насчёт винта : сочетание диаметр/шаг 650х515 для четырёхлопастного винта может служить универсальным ориентиром. Точка в нижней части оптимальной зоны диаграммы. Для трёхлопастного винта был бы чуть больше диаметр или шаг. Потому - лучше попробуйте найти конкретный винт, который точно не "легче", чем предложенный "нормальный". Его и проверю расчётом - насколько он подходит. Помню - когда заказывал Eliche Radice - винты диаметром более 610 мм это спецзаказ, в каталоге нет таких. Цены по нынешним временам o_O. Так что если импортный - лучше взять то, что предлагают с дизелем. Если отечественный - дело случая, "витрина" здесь, быть может... Если сравнивать с аналогами - диаметр вала 55 мм не вызывает сомнений. Если рассчитывать - попробую найти на катере древнюю книжку. Материал вала известен ?
Дополняю сообщение : на витрине за очразумную цену есть винт 25х31. Подставил его. Ясно дело - он "тяжёл", но приемлемо - при 1500 об/мин дизеля винт потребует 161 л.с., а двигатель с запасом 5 кВт от внешней характеристики спокойно может 170 л.с. при этих оборотах выдать. Выручает очень пологая характеристика - с падением оборотов мощность дизеля падает незначительно. По размеру вала винт с витрины близок - у него 50 мм отверстие. Тоже есть смысл примерить на вал.
Подробности : уточнил передаточное редуктора : "2" это 1,96. При расчёте пользовался диаграммой для винтов с дисковым 0,8 - ближе к винту на фото.
Да ! Хоть винт выскочил из оптимальной зоны диаграммы (шаговое отношение высокое), но кпд удержался в рамках приличия - 50%. Столько же было у 650х515 при номинальных оборотах дизеля.
 
Последнее редактирование:
Верх