Паливна економічність підвісного мотора

style = "width: 270px; height: 271px;" / Gt;Мал. 1. Графіки залежностей "тягової" роботи ПМ e, виконаної на 1 кг палива, від частоти обертання n колінчастого вала у моторів: 1 - "Нептун-23" до штатного пофарбованим ГВ (діаметр 0.23 м ґ крок 0.28 м) - 2 - " Привіт-22 "до штатного пофарбованим ГВ (0.235 ґ 0.285) - 3 ;" Вихор-30 "до штатного пофарбованим ГВ (0.24 ґ 0.3) - 4 ;" Вихор-М "до штатного пофарбованим ГВ (0.24 ґ 0.3) і 5 - з вантажним полірованим ГВ (0.24 ґ 0.24).

На рис. 1 наведені залежності показника паливної економічності e від частоти обертання n для чотирьох наших ПМ. Для "Вихора-М" всі вихідні дані взяті з "Кия" № 46, для "Нептуна-23" - з № 53, для "Привета-22" - з № 68. Для двох останніх додатково використані відомості про питому витрату палива з "Довідника по малотоннажному суднобудуванню" (Суднобудування, 1987). Для ПМ "Вихор-30" гідродинамічні дані перераховані автором на основі матеріалів з "Кия" № 46. Всі показники відносяться до ПМ зі штатними пофарбованим ГВ- для "Вихора-М" додатково розглянутий варіант з вантажним полірованим ГВ (див. "Кия" № 168).
Наведені графіки дозволяють зробити наступні висновки загального характеру.
По-перше, на повному газу, тобто при повному навантаженні двигуна, найкраща паливна економічність e0 (по крайней мере, у вітчизняних ПМ зі штатними ГВ) досягається при частоті обертання n0, меншою, ніж паспортна гранично допустима nm (відповідна максимальної потужності). А це значить, що в економічному режимі ПМ "не добирає" скільки-то "втрачених сил" (див. "Кия" № 41). І виникає, образно кажучи, дилема: "втрачені сили - втрачені літри". Оцінювати її кількість дозволяють наведені графіки і відповідна їм табл. 1, де недобормощності і швидкості характеризують коефіцієнти
m0 = N0 / Nm і c0 = v0 / vm,
де Nm і vm - значення велічінмощності і швидкості при гранично допустимій частоті обертання. Наприклад, у ПМ "Вихор-30" в економічному режимі недобір потужності становить 4%, а при максимальній потужності втрата економічності ( "втрачені літри") - 10%.
Сказане підводить до висновку, що для комплексної оцінки паливної економічності ПМ бажано враховувати не тільки величину показника e0, а й відповідні значення коефіцієнтів використання потужності m0 і швидкості c0. Чим ближче ці коефіцієнти до одиниці і чим більше показник e0, тим досконаліше ПМ.
Як і слід було очікувати, паливна економічність ПМ сильно залежить від параметрів змінних ГВ, "зсувають" графік на рис. 1. У "Вихора-М", наприклад, заміна штатного ГВ вантажним призводить до збільшення частоти обертання n0 економічного режиму майже на 20% і зменшення в цьому режимі частки "втрачених сил" з 20% до 4%.
Між іншим, "зрушувати" графік паливної економічності можна не тільки за допомогою набору змінних ГВ або регулювання мультіпітчі, але і за рахунок зміни передавального відношення редуктора ПМ при одному і тому ж ГВ. Хто знає, можливо це послужить колись стимулом до розробки для ПМ, наприклад, двошвидкісний передачі ( "Кия" № 168)!
Зауважимо, нарешті, що запропонований показник e можна розглядати як варіант так званого термічного ККД будь-якого рушійні комплексу, коли тягову роботу відносять до теплотворної здатності палива. При 100% -ному термічному ККД показник e дорівнює приблизно 12 кВт · год / кг-іншими словами, для наших ПМ цей ККД не перевищує 10%, що, на жаль, приблизно стільки ж, як у рідинних реактивних двигунів, і в кілька разів менше , ніж у колісного транспорту.
Які ж висновки з конкретних ПМ можна зробити на підставі наведених графіків і таблиці? Як відомо, "Нептун-23" - рекордсмен за критеріями колійного витрати ( "Кия" № 168) і "транспортного" показника паливної економічності ( "Кия" № 171). Залишається вона такою і при запропонованої комплексної оцінки, лідируючи за всіма параметрами табл. 1. При практично однаковій величині e0 "Нептун-23" в економічному режимі повного ходу недобирає всього 250 об / хв і 4% потужності проти 700 об / хв і 7% потужності у "Привета-22".
За показником e0 сімейство "Вихорів" далеко позаду: він у них менше майже на 40%! Причини такого істотного відмінності пов`язані і з двигуном, і з ходовою частиною: у "Вихорів" в економічному режимі питомі витрати g вище, а пропульсівние коефіцієнти h нижче в середньому на 15%.
Вже стало традицією порівнювати між собою близькі по потужності ПМ "Вихор-М" і "Нептун-23" (див., Наприклад, "Кия" № 53 і 168). І в нашому випадку більш потужний "Вихор-М" поступається "Нептуну-23". У останнього частота обертання в економічному


режимі вишена 750 об / хв, а коефіцієнти іспользованіямощності і швидкості більше відповідно на 17% і 43%!
Запропонований підхід дозволяє легко пояснити ці переваги "Нептуна-23": у нього в економічному режимі питома витрата g0 нижче на 23%, а Пропульсивную коефіцієнт h0 вище на 8% (табл. 1). До речі, ще в "Кия" № 53 була вказана одна з причин гірших пропульсивних якостей "Вихорів" - мінімальна відстань між ГВ і корпусом редуктора.
Відзначимо, що за величиною годинного G0 та питомої g0 витрат в економічному режимі (табл. 1) теж лідирує "Нептун-23", в той час як на останньому місці виявляється "Вихор-30". Хоча при цьому швидкість "Вихора-30" вище майже на 20%, зате шлях, пройдений на літрі палива, менше на 40%.
Як бачимо, і при більш скрупульозному підході "Нептун-23" очолює рейтинг наших ПМ по паливній економічності. Це свідчить або про щасливому випадку, або про гарну "кораблебудівної" інтуїції творців цього ПМ. Як би там не було, зайвий раз переконуєшся в тому, що "Нептун-23" вельми вдале дітище його розробників!
Наведені для сімейства "Вихорів" дані цікаві ще й тим, що дозволяють побачити, який "механізм" впливу на паливну економічність заміни ГВ (зокрема, штатного на вантажний), а також установки на колишню "ногу" потужнішою "моторної головки".
Як видно з рис. 1, заміна штатного ГВ вантажним "зрушує" графік паливної економічності в область більш високих частот обертання: остання для вантажного ГВ зростає на 700 об / хв (майже на 20%). Це призводить до істотного поліпшення параметрів економічного режиму - коефіцієнти іспользованіямощності і швидкості збільшуються на 17% і 38% відповідно. А тягове зусилля при цьому навіть більше, ніж у "Вихора-30" (на 3%). Причому форма графіка на рис. 1 залишається майже такий же, як у штатного ГВ.
Інша справа при заміні двигуна на більш потужний: змінюються не тільки параметри економічного режиму, а й форма графіка - він як би "сплющується", майже перекриваючи графіки зі штатним і вантажним ГВ для менш потужного двигуна "Вихора-М". Так що в сенсі паливної економічності можна сказати, що "Вихор-30" з одним штатним ГВ майже еквівалентний "Вихру-М" з набором змінних ГВ: штатним і вантажним.
Як бачимо, іноді істотну роль грає і ширина "пагорбів" на рис. 1, вказувати яку можна, встановивши певний "допуск" на практично прийнятне погіршення показника e0. Якщо вибрати, наприклад, 3% -й допуск, то у "Нептуна-23" економічний режим можна вважати практично збігається з режимом максимальної потужності (рис. 1).
Такі 3% -е інтервальні оцінки паливної економічності наведені в табл. 2. У цьому випадку у "Нептуна-23" до штатного ГВ і "Вихора-М" з вантажним ГВ можна знехтувати "втраченими літрами" в діапазонах швидкостей 27-34 км / ч і 23-30 км / год відповідно, хоча частка " втрачених сил "може досягати 8% у обох ПМ. А "Вихор-30" в економічному режимі (швидкості 27-42 км / год) може не добирати 2-14% потужності, хоча у "Вихора-М" до штатного ГВ цей недобір ще більше: 14-25% при швидкостях 25- 36 км / год.

Відео: Якщо ви придбали човновий двигун ... Майстер клас 183

рафик залежності гідродинамічного якості
Мал. 2. Графік залежності гідродинамічного якості До вітчизняних мотолодок від швидкості ходу v: 1 - усереднені значення-2 - діапазон розкиду значень.

Таким чином, при запропонованому "тяговому" показнику паливної економічності в рейтингу наших ПМ як і раніше (див. "Кия" № 168 і 1712) лідирують "Нептун-23" і "Привіт-22". (В "Кия" № 171 з рейтингу по "транспортному" показником випав "Привіт-22", оскільки на графіку крива 2 відноситься не до "Вихру-М", а до "Привіт-22" до штатного пофарбованим ГВ, за що автор приносить вибачення читачеві.) Але в сімействі "Вихорів" ролі перераспределились: тепер найкращим серед них виявився "Вихор-30" до штатного ГВ.
Які ж практичні завдання для водномоторніков-споживачів і заводів-виготовлювачів можна вирішувати, виходячи з запропонованої точки зору на паливну економічність ПМ?
Виробнику ПМ все сказане вище дозволяє доповнити традиційний часовий G і питома g витрати палива новим, комплексним показником паливної економічності e у вигляді тягової роботи, що виконується на кілограмі (літрі) палива. "Зв`язкою" між традиційними і запропонованим показниками служить Пропульсивную коефіцієнт h, що характеризує рушійні можливості ГВ з приводом.

Відео: Рецепт ідеальної паливної суміші для човнового мотора

Таблиця 1. Параметри економічного повного ходу
Інтервали параметрів економічного повного ходу при 3% -м допуск на величину e0 тягової роботи ПМ на 1 кг палива
Таблиця 2. Інтервали параметрів економічного повного ходу при 3% -м допуск на величину e0 тягової роботи ПМ на 1 кг палива
Рекомендоване водотоннажність і транспортна робота на 1 л палива у МЛ при економічній швидкості ходу
Таблиця 3. Рекомендоване водотоннажність і транспортна робота на 1 л палива у МЛ при економічній швидкості ходу
Паливна економічність підвісного мотора
D0 і Е0 - номінальне водотоннажність і відповідна транспортна робота;
Dгар і Єгар - найменші гарантовані значення параметрів D і Е;
Dпр і Епр - гранично можливі значення параметрів D і Е.

Найбільш повну інформацію про паливну економічність ПМ як "штовхача на транце" дає графік залежності показника e від частоти обертання n, яка у глиссирующих МЛ однозначно визначає і швидкість повного ходу з даними ПМ. У паспорті ПМ, як мінімум, досить вказувати максимальну величину e0 "тягового" показника при відповідній частоті обертання no колінчастого вала.
Бажано, однак (особливо при наявності комплекту змінних ГВ), приводити і інтервальні оцінки, подібні табл. 2. Це дає водномоторніку набагато більшу свободу вибору режиму руху. Підкреслимо, що вся ця паспортна інформація має сенс тільки при можливості контролювати частоту обертання ПМ. Звідси ще одна рекомендація виробникам ПМ: ввести в комплект поставки до ПМ тахометр, в ідеальному випадку - зі спеціальною шкалою діапазонів економічних режимів для всього набору змінних ГВ (у автомобілістів подібний прилад називають економетрії).
Водномоторнік зі стажем, маючи такі паспортні дані, зможе за показаннями тахометра визначати, чи досягається на повному ходу найкраща економічність, а якщо немає - зможе або скорегувати завантаження МЛ, або замінити ГВ на більш економічний для даної завантаження.
А водномоторнік-новачок, которийеще


тільки вибирає ПМ, на підставі цих даних може навіть оцінити, в якому діапазоні водотоннажність його майбутньої МЛ буде забезпечена найкраща паливна економічність! Адже водотоннажність (вага) судна D, як відомо, виражається через ефективний упор P і гідродинамічний якість K формулою:
D = K · P.
Величина упору P при економічному ході приведена в табл. 1, а для коефіцієнта K у МЛ зазвичай прийнято інтервал значень 5-6.5 ( "Кия" № 124).
Насправді у наших глиссирующих МЛ цей інтервал трохи ширше і гідродинамічний якість досить істотно залежить від швидкості ходу. Графік такої залежності, усередненої автором по більш ніж двом десяткам кривих буксирувального опору ( "Кия" № 168), наведено на рис. 2. Так що в діапазоні швидкостей від
5 м / с (18 км / ч) до 12 м / с (близько 44 км / ч) розкид значень K у окремих типів МЛ становить 2.8-7.4 (в середньому 4.2-6.3).
Тоді паспорта наших ПМ можна доповнити (табл. 3) інформацією про рекомендований (найменше гарантоване, номінальне і гранично можливе) водотоннажності МЛ, а отже, про передбачувану величиною "транспортного" показника Е паливної економічності МЛ. до речі, останній легко зв`язати з запропонованим "тяговим" показником e:
E = K · e.
Так що величина транспортної роботи, виробленої МЛ на одному літрі палива, як і слід було очікувати, зводиться, образно кажучи, до питомої витрати g, "скоригованого" по гідродинамічним характеристикам корпусу МЛ (гідродинамічний якість К) і "ноги" ПМ (Пропульсивную коефіцієнт h ): E = K · h / g.
Отже, можливо, коли-небудь в рекламному блоці на сторінках "Катерів і яхт" ми прочитаємо, наприклад, про ПМ "Нептун-23", що "найкраща паливна економічність 1.2 кВт · год / кг забезпечується при частоті обертання колінчастого вала 4750 об / хв і швидкості повного ходу
30 км / ч-рекомендований водотоннажність МЛ в середньому 560 кг (в залежності від обводів корпусу може коливатися в межах 420-670 кг) при обсязі транспортної роботи на одному літрі палива 2 ткм / л (1.5-2.4 ткм / л) і дорожньому витраті 3.5 км / л. А змінний ГВ, наприклад, вантажний для "Вихора-М", буде супроводжуватися зазначенням: "рекомендована частота обертання колінчастого вала на повному ходу 4500-4900 об / хв при гарантованих паливної економічності не нижче 0.8 кВт · год / кг і дорожньому витраті не менше 2.3 км / л ".
На закінчення одне зауваження загального характеру. Всі наведені вище графіки і таблиці побудовані для конкретних екземплярів ПМ, які випробовувалися в дослідному басейні. Через розкиду параметрів серійних ПМ їх оцінки паливної економічності можуть дещо відрізнятися, однак загальний характер отриманих залежностей і висновків зберігається.


Увага, тільки СЬОГОДНІ!
Поділися в соц мережах:
—хоже