Электромотор для лодки характеристики

В отличие от бензиновых моторов лодочные электромоторы подразделяются по мощности, измеряемой не в киловаттах или лошадиных силах, а по развиваемой ими тяге (lbs).

Тяга – основная характеристика электромотора, это усилие, которое способен развить данный мотор. Тяга представляет собой постоянно действующую силу, возникающую в результате работы электродвигателя, она также зависит от формы, шага и размера винта, а также скорости его вращения. В свою очередь, винты, которыми комплектуются электромоторы, рассчитаны на развитие максимального ускорения сразу после запуска электродвигателя.

Как правило, величина тяги указывается в его названии модели лодочного электромотора. Однако, следует учесть, что часто в наименовании используется американская единица измерения – фунт, которую для перевода в привычную нам метрическую систему необходимо умножить на 0,45 (1 фунт = 0,45359237 кг).

Пример: Электромотор Minn Kota ENDURA 30 C2 обладает тягой 30 фунтов или 13,5 кг.

Необходимая величина тяги электромотора находится в прямой зависимости от водоизмещения Вашего судна. Именно, поэтому при описании технических характеристик той или иной модели лодочного электромотора обязательно указывается максимальные водоизмещение и габариты лодок, на которых их рекомендуется использовать.

Для удобства определения подходящей именно для Вашей лодки тяги электромотора, была составлена приведенная ниже график:

Пользоваться данным графиком очень просто. К примеру, Ваша лодка весит 450 кг. С грузом, электромотором, запасом топлива (аккумулятором), пассажирами вес (водоизмещение) лодки доходит до 850 кг. Отмечаем на горизонтальной оси данное значение водоизмещения. Далее находим на вертикальной оси соответствующее значение тяги, которое измеряется в фунтах, получаем значение 40 lbs. Электромотор именно с такой тягой будет оптимален для Вашей лодки.

А что если поставить электромотор с большей тягой – пойдет ли наша лодка быстрее?

Попробуем ответить на этот вопрос. Для начала, немного теории. Прежде всего, необходимо учесть, что лодка под управлением электромотора движется в водоизмещающем режиме, то есть поддерживается на плаву за счет силы Архимеда, вследствие чего частично погружена в воду. В таком режиме невозможно развить большую скорость из-за большого сопротивления воды.

Соответствие размеров судна и скоростью его движения определяется через число (формулу) Фруда. Для водоизмещающих судов число Фруда всегда меньше единицы, как правило, 0,2-0,3.

Максимальные скорости лодок, двигающихся в водоизмещающем режиме, приведены ниже в таблице:

Многие обладатели надувных лодок не раз задумывались об установке на свои судна электрического мотора. Бесшумность, столь ценимая при ловле на спокойной воде, в сочетании с высокой маневренностью снискали добрую славу электромоторам у многих рыболовов.

Данный тип двигателей сильно выручает при ловле щуки, окуня, жереха, подходя к ним максимально мягко, не поднимая лишних волн, в отличии от гребли веслами. Надувная лодка в сочетании с электромотором идеально подходит для озер, прудов, заливов, малых рек. Немаловажным фактором, является экономия на бензине, а также легкость в обслуживании.

Что представляет собой лодочный электромотор

Давайте взглянем на конструкцию лодочного электромотора, она состоит из:

  • Струбцины Винта с двигателем, который, собственно, и задает движение и тягу. На многие современные модели ставится система, выравнивающая скачки при переходе с маленькой передачи на высокую. Технология обеспечивает плавные обороты винта, защищая аккумулятор от перегруза.
  • Штанги, на которую крепится движок. Её высота регулируется и обеспечивает легкое прохождение на мели.
  • Струбцины, скрепляющие мотор с транцем лодки.
  • Подвижного румпеля, позволяющего выбирать направление движения лодки.
  • Панели управления, через которую регулируется скорость, либо включается задний ход.

При этом двигатель состоит из:

  • прочной композитной трубы;
  • обтекателя редуктора;
  • мотора и закрепленного на его вал гребного винта.

Разные компании выпускают модели винтов с различным размерами и количеством лопастей. Популярными считаются винты с двумя лопастями. Они не цепляют водоросли и ил, хотя периодически очищать их от травы все же необходимо.

Помимо этого, от глубины погружения винта, зависит мощность работы двигателя. Чем винт глубже, тем эффективнее мощность, но здесь появляется вероятность повреждения винта о дно.

Преимущества и недостатки

Несмотря на ряд очевидных плюсов электромоторов, некоторые любители рыбалки до сих пор, не воспринимают их серьезно. В основном так думают владельцы крупных моторных лодок с бензиновым движком.

Тем не менее, электрический мотор обладает рядом преимуществ:

  • Легкость в эксплуатации. Уход за агрегатом прост и дешев. Необходимость в смазке практически отсутствует. Также не требуется подготавливать мотор к хранению на зиму.
  • Цена. Электромотор стоит относительно дешево и работает от аккумулятора не требуя постоянных затрат на топливо. Аккумулятор придется покупать отдельно. При этом цена комплекта, все же значительно ниже бензинового двигателя
  • Бесшумность. Одно из самых главных преимуществ для любителей умиротворенного отдыха. Лодка без труда может зайти в самые мелкие водоемы, не создав лишнего шума и волн. Идеально подходит для ловли «на дорожку».
  • Хождение на мелководье.
  • Удобное управление, не требующего большого опыта и мобильность. Двигатель запускается за секунду, а передачи переключаются быстро.
  • Возможность троллинга на скорости 3 км/ч.
  • При спокойном ветре может заменить якорь.
  • Вес самого мотора, редко переваливающий за 9 кг. Некрупные габариты вполне позволяют уместить агрегат в багажнике машины.
  • Индикатор заряда батареи. Аккумулятор заряжается относительно быстро, однако зарядку нужно планировать заранее.
  • Экологичность. Электричество не загрязняет окружающую среду, в то время как бензиновые моторы запрещены на некоторых водоемах.
Читайте также:  Расчет балок на прочность онлайн

При всех плюсах, электромотор имеет и некоторые минусы:

  • В первую очередь необходимость покупки тягового аккумулятора. Необходим тяговый аккумулятор, автомобильный не годится, в силу того, что требуются постоянная поддержка напряжения, а не единичные импульсы.
  • Вес аккумуляторной батареи может достигать 30кг. Размер батареи зависит от длины лодки. Если лодка меньше пяти метров годятся 12 и 24 вольтные модели, с весом примерно 20 кг. При длине судна более пяти метров нужны 36 вольтные АКБ.
  • Зависимость от погоды. При сильных волнах появляется вероятность сильно «замочить» батарею. Сюда же относится сильный ветер, уменьшающий эффективность работы электромотора.
  • Малая скорость движения. При загрузке в 250 кг максимальная скорость средней электромоторной лодки против ветра достигает 5 км/ч. Наибольшей скоростью при минимуме нагрузки для лодок длиной больше 8 метров может стать 12-15 км/ч. Для лодок меньше 8 метров, то есть для большинства, этот показатель понижается до 7-10 км/ч.
  • Время непрерывной работы аккумулятора 100 А/ч на максимальной скорости в среднем составляет 2 часа, а пройденное расстояние 10-12 километров. То есть порыбачить на электромоторе, в среднем удастся не более 2 дней. Правда, всегда можно взять второй аккумулятор, но это ударит по весу судна.

Данные недостатки, однако, являются, скорее, некими техническими ограничителями. Если у владельца лодки имеется возможность для постоянной зарядки АКБ, данный тип моторов является идеальным средством для ловли рыбы не только в небольших водоемах, но и в крупных реках и даже морях.

Электромоторы для надувных лодок – цены

Цена на электромотор напрямую зависит от его мощности, которую измеряют в тягах и обозначают в фунтах(lbs). Тяговое усилие получается из максимальной массы, которую способен толкнуть двигатель при максимальных оборотах. Для отечественного покупателя многие магазины все же переводят фунтовую тягу (lbs) в привычные лошадиные силы (л.с.) или, по крайней мере, в кг.

В целом цены на электромоторы можно поделить на 3 сегмента:

  • До 10 тыс. руб. Моторы начальной категории с тягой не более 35 lbs (0,5 л.с.). Такие модели редко имеют плавное переключение скоростей. При этом имеют индикатор уровня заряда и потребляют 12в.
  • От 10 тыс. руб. до 40 тыс. руб. Большинство моделей на рынке входят в эту ценовую нишу. Их мощность примерно равна 0,7 л.с. Они оснащены плавным переключением передач имеют цифровые вольтметры и повышенный порог максимально потребляемого тока. Также здесь встречается ножная система управления и телескопический румпель.
  • От 40 тыс. руб. до 300 тыс. руб. за самые топовые модели. Профессиональные моторы, сделанные из самых лучших материалов, способные тянуть самые большие лодки. Их мощность может достигать 3 л.с. Имеют функции автопилота и управление через педали или пульт. Усовершенствованные винты, встроенные сонары – все это обеспечивает максимальный комфорт, но и требует существенных затрат.

Лучшими фирмами, производящими электромоторы сегодня являются:

Отдельного слова заслуживает аккумуляторная батарея.

Изначально, аккумуляторы делятся на:

  • стартовые, подающие мгновенные импульсы тока, не способные работать длительно;
  • тяговые, применяемые для лодок, тяговые работают долго и не выходят из строя даже при полном разряжении.

Из характеристик здесь можно отметить:

  • емкость аккумулятора, измеряемую в А/ч, зависящую от мощности мотора;
  • мощность аккумулятора в вольтах, влияющую на эффективность работы двигателя.

Стоимость тяговых аккумуляторов варьируется от 1500 руб. за самые простенькие и до 30 тыс. руб. за дорогие гелиевые модели.

Как выбрать электромоторы для надувных лодок

Говоря о мощности мотора, следует учитывать размер имеющегося плавсредства:

  • лодкам длиной до 3 метров и максимальным весом 500 кг подойдут моторы с тягой 30 lbs или 0,4 л.с.;
  • лодкам от 3 до 4 метров и максимальным весом до 900 кг необходимы моторы не меньше 40 lbs;
  • для суден длиной от 4 метров и грузоподъемностью более 1000 кг нужны самые мощные электромоторы в 50 lbs и выше.

Также выбирая мотор, вы должны планировать, время его работы без подзарядки:

  • аккумуляторы емкостью до 75 А/ч способны питать мотор 1 день и пройти не более 12 км на 5 передачи, и 22 км на первой;
  • аккумуляторы имеющие объем 100 А/ч продержат судно на плаву около 2 дней и способны пройти до 26 км на первой передаче;
  • емкость выше 100 А/ч используется не так часто, в силу громадного веса (до 50 кг) высокой стоимости и требования специального зарядного устройства.

Системы управления

Для лодочных электромоторов доступны три системы управления:

  • Управление посредством румпеля называется ручным и не отличается от управления обычными моторами на бензине. Переключает скорость поворот ручки румпеля, а направление меняется перемещением всей его конструкции. Данный способ управления удобен тем, что винт всегда «под рукой» и в случае чего, его можно оперативно поднять.
  • Педальное управление осуществляется ногами. Нажатием на педаль регулируется выбор передачи, направление и даже повороты. Данный способ управления особенно удобен спиннингистам.
  • Дорогие модели оснащены дополнительно пультом, правда, данный способ управления целесообразен для особенно больших лодок.

Советы по использованию электромоторов на лодках

  • Если аппарат не оснащен плавным регулятором переключения скоростей, то менять передачи следует мягко и по порядку. Помимо вреда самому мотору, урон наносится и по аккумулятору. Тяговый аккумулятор не любит скачков в напряжении.
  • Правильно распределяйте вес на судне. Мотору гораздо легче тянуть лодку, поэтому расположить его можно на носу, хоть это и требует дополнительного тюнинга. Основные тяжести расположить следует равномерно посередине судна. Это поможет легко контролировать повороты.
  • Самая предпочтительная скорость – третья. На ней максимально экономится аккумулятор, плюс с неё удобно плавно переключаться.
  • Следите за глубиной винта. Если в воде есть сети браконьеров, поднимите штангу повыше.
  • Периодически чистите винт от посторонних предметов.
  • Не забывайте менять щетки.
  • Раз в сезон просушивайте и смазывайте движок.
Читайте также:  Температура плавления стали 09г2с

Как правильно установить электромотор на надувную лодку

Подвесной мотор поставить на лодку может запросто каждый.

В основном, на надувные лодки моторы вешаются:

  • На транец. Правда, здесь, каждый мотор имеет свой предпочтительный вариант крепления.
  • На уже установленный мотор. Такой вариант популярен, когда электромотор используется в роли дополнительного двигателя.
  • Также возможно крепление на нос. Тут владельцу лодки может потребоваться небольшая кастомизация.

Электромотор для лодки своими руками

Теоретически хороший мотор можно собрать и вручную. Тем, кому не по карману дорогостоящие агрегаты всегда могут попробовать сделать движок для своей лодки самостоятельно. Для этого нужны прямые руки, хорошие инструменты и конечно желание.

Требуется:

  • Электрический мотор. Народный ум додумался брать моторы даже из дрели. Здесь важно, чтобы «вольтаж» мотора совпадал с аккумулятором.
  • Собственно источник питания – аккумулятор. Как уже было отмечено, щелочные АКБ не годятся для данной цели.
  • Винт, который можно снять с неработающего мотора или сделать самому из металла.
  • Редукторы, которые можно взять например от сломанной болгарки.
  • Трубка для самой конструкции.
  • Рулевая колонка.
  • Струбцины, крепящие мотор с рулем и лодкой.

Итоги, блиц-советы

Итак, выбирая электромотор, владелец лодки получает легкое и удобное приспособление для ловли пугливой рыбы, хорошего спиннинга и троллинга. Приемлемая цена в сочетании с легкостью в обслуживании делают электромоторы желанным аппаратом на многих суднах.

Время рыбалки в 2 дня, которое можно провести в экологически чистых водоемах оценили многие любители бестревожного отдыха. А постоянно развивающиеся технологии, со временем позволят увеличить это время еще.

Какой электромотор для лодки считать самым мощным? Тот, который потребляет большую мощность от аккумуляторной батареи? Или может быть тот, который легко толкает вперед даже тяжелую лодку, потребляет маленький ток и долго работает от аккумуляторов?

Какая бывает мощность

Единый критерий для сравнения важен. Мощности измеренные в разных местах существенно отличаются друг от друга. Мотор, развивающий на валу 4 л. с., на винте выдает всего 1 л.с.
Производители лодочных моторов используют разные виды мощности. Встречаются мощность на валу, потребляемая мощность и даже тяга. Поэтому прежде чем сравнивать различные электромоторы для лодок нужно привести имеющиеся данные к «общему знаменателю»

Мощность потребляемая, на валу и на винте

Потребляемая мощность – часто используется как характеристика электродвигателя для лодки (мощность = ток х напряжение). Выражается в Ваттах или лошадиных силах. Производители бензиновых или дизельных лодочных моторов этот вид мощности не используют. Однако для двигателя внутреннего сгорания потребляемую мощность также можно посчитать, если умножить теплотворную способность топлива на его расход.

Виды мощности, используемые производителями бензиновых и электрических лодочных двигателей

Мощность на валу – используют производители подвесных бензиновых лодочных моторов. Этот вид мощности считается также как у автомобиля (мощность = крутящий момент х угловая скорость). Измеряется в лошадиных силах или ваттах. Мощность на валу учитывает потери в редукторе, но не учитывает потери на винте, которые составляют от 20 до 70%.

Мощность на винте – более ста лет служит общепринятой характеристикой двигателя в судостроении. Учитывает все потери мощности и определяет энергию, передаваемую лодке двигателем.

Тяга лодочного электромотора

Во время вращения винта на поверхностях лопастей возникает подъемная сила. Составляющая этой силы направленная по оси движения лодки называется упором или тягой. Она характеризует ту часть подъемной силы, которая толкает судно вперед.

Полезная мощность, производимая лодочным винтом, равна его тяге, умноженной на текущую скорость лодки. В характеристиках электромоторов производители всегда указывают максимальное значение тяги. Сделать по ней вывод о мощности электромотора на винте без установки датчиков и проведения измерений нельзя.

Тягу определяют в ходе испытаний, во время которых лодку соединяют с пирсом динамометром и заставляют электромотор толкать ее вперед. Проверку проводят на спокойной воде, в безветренную погоду, на достаточной глубине и расстоянии от берега. Для лодочных электромоторов значение тяги чаще всего указывают в фунтах силы (lbs).

Наименование Torqeedo Travel 1003 СS Minn Kota Traxxis 55

Сравнить тягу и мощность электромоторов

Потребляемая мощность, Вт 1000 600
Рабочее напряжение 29,6 12
Мощность на винте, Вт 480
Тяга, lbs * 68 (* 102 lbs по методике производителей троллинговых электромоторов) 55
Полный КПД, % 48
Вес без аккумуляторов, кг 8,9 13,6
Вес с аккумулятором, кг 14,9
Максимальный вес лодки, кг 1500 1500
ЗАКАЗАТЬ ЗАКАЗАТЬ

Бензиновый и электрический моторы для лодки

Лодочные электромоторы могут развивать ту же тягу, что и двигатели внутреннего сгорания обладая при этом значительно меньшей мощностью на валу. Это происходит благодаря различной форме кривых крутящего момента электрического и бензинового двигателей. У двигателя внутреннего сгорания график крутящего момента имеет выраженный пик, из-за которого максимальный момент доступен только в ограниченном диапазоне оборотов вала. Зависимость крутящего момента от оборотов у электродвигателя гораздо более плоская и его достаточно при любой частоте вращения

Максимальный крутящий момент и мощность – это важные характеристики двигателя. Момент определяет способность быстро ускоряться и тянуть груз, а мощность (приведенная к весу) максимальную скорость. Крутящий момент зависит от числа оборотов вала. У разных типов двигателей эта зависимость имеет свой вид. У электродвигателя скорость преобразования энергии от аккумуляторной батареи не связана с частотой вращения вала. В двигателях внутреннего сгорания с ростом числа оборотов давление и температура возрастают и достигают оптимального сочетания при определенной частоте вращения на которую и приходится пик крутящего момента.

Пологая характеристика момента позволяет устанавливать на лодочные электромоторы более эффективные гребные винты. КПД гребного винта у некоторых электромоторов для небольших лодок в три раза выше, чем у подвесных бензиновых двигателей того же класса.

Читайте также:  Чеканка в интерьере фото

Чтобы пользователю было проще сравнивать подвесные бензиновые моторы, для которых указана мощность на валу с электрическими двигателями, компания Torqeedo ввела понятие «эквивалентная мощность». Лодочный электромотор Torqeedo с маркировкой «3 HP equivalent» обеспечивает на винте ту же мощность, что и подвесной бензиновый двигатель мощностью 3 л.с. Хотя при этом потребляемая мощность и мощность на валу у электромотора могут быть существенно ниже.

Типичный лодочный электромотор 2000 Вт (2,7 л.с)
Мощность на валу 1112 Вт (1,5 л.с) 995 Вт (1,4 л.с)

Потери мощности в лодочном электромоторе

Общая эффективность силовой установки на судне с двигателем внутреннего сгорания 5- 15%. Для лодки с электромотором такой показатель – непозволительная роскошь. Считается, что лодочный электродвигатель работает эффективно, если с учетом потерь на винте его КПД около 50 %. При этом КПД электромотора должен быть не менее 80%, а винта не мене 63%.

Сравнение эффективности и мощности лодочных электромоторов и небольших подвесных бензиновых двигателей. Полный КПД бензинового двигателя — 5-15%. КПД типичных электромоторов для лодок около 20%, лодочных электромоторов Torqeedo около 50%

Напряжение в системе

Потери мощности пропорциональны сопротивлению проводника и квадрату протекающего через него тока. Если ток возрастает вдвое, потери возрастают в четыре раза. Если ток растет в десять раз, потери увеличиваются в сто. Уменьшить ток и потери можно, если повысить напряжение в цепи.

Общепринятое на сегодня напряжение мощных лодочных электродвигателей 48 вольт, но для небольших лодок подходят и 24-вольтовые электромоторы. При силе тока 50 А максимальная мощность электромотора в 12-вольтовой системе составит 600 Ватт, а в 24 Вольтовой – 1200 Ватт

Второй способ снизить потери в цепи постоянного тока – это увеличить сечение кабеля. Правильно подобранный кабель повышает эффективность и безопасность электрической системы, устраняет локальный перегрев и снижает потери энергии. Например, максимальный ток лодочного электромотора Torqeedo Cruise 2.0 более 80 А (потребляемая мощность 2000 Вт при 24 В). Если подключать электромотор к аккумуляторам, находящимся от него на расстоянии пять метров, кабелем сечением 25-35 мм², то потери составит 17 Вт, что соответствует 0,8% от общей мощности или 3,4 Вт на метр кабеля.

Электродвигатель

Электродвигатели, используемые в лодочных электромоторах, можно разделить по нескольким критериям:

  • Способ создания переменного магнитного поля
  • Способ возбуждение основного магнитного потока
  • Конструкция

Ротор, щеточный узел и щетки лодочного электромотора Minn Kota

Переменное магнитное поле в электродвигателе создают с помощью механической или электронной коммутации. В классическом двигателе неподвижные щетки скользят по расположенным на валу кольцам и переключают направление тока в обмотках в зависимости от положения ротора. Щеточный узел преобразует постоянный ток от внешнего источника в переменный и служит механическим инвертором. Со временем щетки стираются, начинают искрить и в месте контакта с кольцами возникает дополнительное сопротивление. Потери снижают КПД двигателя и увеличивают потребляемый им ток.

В бесколлекторном двигателе переменное поле создает ток, получаемый от высокочастотного DC-AC конвертера. Потерь из-за щеток у бесколлекторных двигателей нет, КПД выше и их не нужно обслуживать.

Создать первичный магнитный поток в двигателе можно двумя способами – с помощью постоянных магнитов или током в обмотках возбуждения. Двигатели с электромагнитным возбуждением дешевле, но по сравнению с моделями на постоянных магнитах тяжелее и занимают больше места. Потери в катушках возбуждения снижают КПД двигателя и увеличивают его энергопотребление.

Разрез лодочного электромотора Torqeedo Travel 1003 CS. Слева — колокол внешнего ротора с постоянными магнитами, внутри которого расположен статор с обмотками. Зеленая плата в центре — электронный коммутатор, который заменяет щетки и кольца

Конструктивно бесколлекторные двигатели бывают с внутренним или внешним ротором. В традиционном варианте ротор вращается внутри статора. За счет этого двигатель лучше охлаждается, однако создает относительно небольшой крутящий момент.

В современных двигателях ротор находится снаружи статора. На роторе располагают магниты, а на неподвижном статоре обмотки, которые создают переменное магнитное поле. Крутящий момент у двигателя с внешним ротором вдвое сильнее. Поскольку площадь поверхности внешнего ротора больше на нем помещается вдвое больше магнитов, что дополнительно увеличивает крутящий момент. Момент возрастает еще сильнее, когда вместо обычных ферритовых используют редкоземельные магниты.

В мощные лодочные электромоторы устанавливают синхронный бесколлекторный двигатель на постоянных магнитах с внешним ротором. Он создает большую тягу, чем двигатель обычного троллингового электромотора, меньше весит, потребляет меньший ток и дольше работает от аккумулятора

Высокий КПД имеет винт с большим диаметром, шагом и низкой скоростью вращения. Однако с таким винтом может работать только мотор, развивающий высокий крутящий момент. При этом разница между наибольшим и наименьшим значениями момента у двигателя должна быть минимальной.

Большинство винтов бензиновых и электрических моторов, используемых на небольших лодках, созданы на основе испытаний проведенных еще в 1940–1960-х годах прошлого века. Общие принципы проектирования, появившиеся тогда, систематизированы в виде таблиц и графиков и применяются производителями до сих пор.

Другой подход используют при разработке винтов для электромоторов Torqeedo . Сначала на компьютере создают трехмерную модель, а затем шаг и кривизну профиля винта оптимизируют для каждого сечения с учетом изменяющихся вдоль диаметра условий обтекания потоком воды. Винты этого типа называют винтами с переменным шагом и профилем. Их потери меньше, а КПД выше.

Аккумулятор для электромотора

Оптимальный источник энергии для современного лодочного электромотора – это литиевая аккумуляторные батарея. По сравнению с другими типами аккумуляторов литиевые хранят больше энергии, обеспечивают высокий разрядный ток без потери емкости и выдерживают гораздо больше циклов заряда-разряда.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector