Электрический навесной лодочный мотор

Руководство по лодочным электрическим моторам

Удовлетворить потребности рыболовов в передвижении по водным объектам для поиска и ловли рыбы, где традиционные двигатели внутреннего сгорания не эффективны, призваны инновационные, экологичные, прогрессивные, бесшумные электромоторы.

Minn Kota Endura C2 30 – популярный экономный электромотор бюджетного класса

Электромотор – не замена топливному мотору, а надежный и вполне доступный помощник, с которым можно с легкостью маневрировать в трудных местах, на мелководье, небольших озерах и крупных водохранилищах без лишнего шума и вреда для экосистемы водоема.

Основные характеристики

Выбор модели электромотора будут определять характеристики, отличающиеся от привычных параметров при выборе двигателя на лодку или катер:

  • Тяга или тяговое усилие, которое развивает электромотор. Определяется в фунтах LBS. 1 LBS равен 0,453 кг. Необходимое значение тяги определяют по таблицам в зависимости от снаряженного веса лодки. Перемещение лодки водоизмещением 500 кг требует тягу в 30–33 фунта, а лодки водоизмещением 1000 кг – 45 фунтов. То есть зависимость не прямо пропорциональная.
  • Максимально потребляемый ток, А. Это ток, потребляемый при максимальной нагрузке. От этого показателя будет зависеть выбор емкости аккумулятора. От максимального потребляемого тока, емкости аккумулятора зависит время, которое будет работать мотор на максимальной нагрузке до глубокой разрядки аккумулятора.
  • Рабочее напряжение. Все как в автомобилях либо 12 В. либо 24 В.
  • Регулировка скоростей. Бывают моторы с плавной регулировкой скоростей, а бывают с переключением передач (2–5 вперед, 2–3 назад).
  • Масса мотора, кг. Зависит от величины тягового усилия, конструкции. Находится в пределах от 3 до 15 кг.
  • Длина дейдвуда, м. Позволяет подобрать мотор под любые условия эксплуатации от небольшой резиновой лодки до 7-метрового катера.

Управление

Управлять лодочным мотором возможно:

  • румпелем;
  • педалью, напоминающей пульт управления;
  • ручным пультом управления.

На румпеле традиционно располагается переключатель скоростей. Поворачиванием «ручки газа» осуществляется переключение передач скоростей. В некоторых моделях имеется плавная регулировка скорости (вариатор).

Телескопическая конструкция румпеля позволит настроить управление мотором как удобно рыболову. При управлении румпелем, может иметься также педаль для переключения скоростей, однако, управление направлением движения все равно осуществляется поворотом румпеля.

Применение ножного управления требует наличие на полу плавательного средства свободного места, что непозволительно для лодки малого размера, где ручное управление целесообразнее. Но свободная рука, возможность управлять стоя ногой, когда вес тела на другой ноге, маневрировать при вываживании делает незаменимой ножную педаль.

Преимущества и недостатки

Электромоторы обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с двигателями внутреннего сгорания:

  • бесшумность моторов позволяет подойти к пугливой рыбе на близкое расстояние, наслаждаться звуками природы, а не тарахтением двигателя;
  • отсутствие вредных выбросов и использование топлива позволяют сохранить экологический баланс водоема;
  • поддержание постоянной скорости при троллинговой рыбалке, на реках с небольшим течением или на озерах; медленное передвижение по стоячему водоему позволяет спиннингистам постепенно облавливать перспективные места;
  • малый вес, позволяющий рыболову в одиночку справиться с мотором, и установить его на легкую резиновую лодку.
  • электромотор позволяет маневрировать в трудных местах, лучше идти на электромоторе, чем грести веслами в заросшем камышом водоеме;
  • легкий запуск мотора;
  • нет необходимости периодического технического обслуживания и консервации мотора на зиму;
  • малые габариты;
  • отсутствие эксплуатационных расходов (топливо, масла, свечи);
  • низкая стоимость; мотор, аккумулятор и зарядное устройство стоит в 2 раза дешевле бензинового двигателя.

Недостатки:

  • ограничение по максимальной скорости передвижения в пределах 10 км/ч;
  • бесполезность применения на реках с быстрым течением и сильном ветре;
  • не предназначен для длительных и дальних переходов по водоему;
  • привязанность к объектам электрической инфраструктуры для зарядки аккумуляторов;
  • наличие тяжелого аккумулятора (20–30 кг), который весит в 2 раза тяжелее самого мотора.

Где используются

Преимущества и недостатки электромоторов и определили специфику их применения. Электромоторы устанавливают на небольшие лодки (деревянные, пластиковые, резиновые, ПВХ) для рыбалки и прогулках на озерах, небольших водохранилищах, реках со спокойным течением, а также как вспомогательный мотор на больших лодках и катерах.

Используют электромоторы в следующих целях:

  • троллинг;
  • маневрирование на мелководных участках;
  • медленное передвижение на спиннинговой рыбалке;
  • подруливание;
  • перемещение по заросшим водоемам;
  • простая прогулка по водоему на лодке с семьей.

Чем отличаются электрические лодочные моторы

Электрические лодочные моторы отличаются основными характеристиками, системой управления, конструкции, которые определяют выбор того или иного мотора под конкретные задачи.

Величину тягового усилия мотора определяет размерность лодки и масса перемещаемого груза. Чем больше и тяжелее снаряженная лодка, тем большее тяговое усилие мотора требуется.

Читайте также:  Реальный расход топлива лодочных моторов

Управление лодочными электромоторами отличается:

  • по способу правления (румпель, педаль, дистанционное управление);
  • по количеству скоростей (до 5 передач);
  • по способу регулировки скорости (плавная регулировка, переключение передач);
  • наличию реверса вращения винта для включения задней передачи (в некоторых моделях реверс не предусмотрен и для заднего хода необходимо поворачивать мотор вокруг своей оси на 180 градусов).

Различают электромоторы по длине дейдвуда: от 600 мм до 1350 мм.

В зависимости от месторасположения электромотора на лодке различают:

  • Подвесные лодочные электромоторы, которые крепятся на транце лодки. Механизм крепления резьбовыми зажимами позволяет легко устанавливать и снимать электромотор на плавательное средство. Электромотор может устанавливаться рядом с основным двигателем.
  • Навесные лодочные моторы, которые крепятся на кавитационной плите основного подвесного двигателя. Маневрирование лодкой осуществляется управлением основного двигателя. Скорость и направление вращения винта осуществляется дистанционно.
  • Носовые (баковые) лодочные электромоторы, которые устанавливаются в носовой части лодок и катеров с жестким корпусом. Установка баковых моторов сложнее подвесных, и требует значительного места в носовой части. Крепятся на монтажную платформу.

Электромоторы бывают со встроенным аккумулятором и без него. Встроенные в мотор батареи обладают малой емкостью, меньшим весом, предназначены для непродолжительной работы (на 2-3 часа).

Переносные аккумуляторы, подразделяются на стартовые и тяговые батареи:

  • Стартовые аккумуляторы используются для запуска двигателя и не могут значительное время выдавать необходимый ток, поэтому им требуется постоянная зарядка. Полный разряд таких батарей быстро выводит их из строя. Данные аккумуляторы используются в автомобилях.
  • Тяговые аккумуляторы долго держат необходимый ток. Они не боятся глубокого разряда. Разряжаются батареи медленно и длительное время. Тяговые аккумуляторы служат в 5–6 раз дольше стартовых, но при этом стоят в 2 раза дороже стартовых. Для продления службы стартовых аккумуляторов необходимо не доводить его разрядку более чем на 50 процентов и постоянно подзаряжать. Вес данных батарей достаточно велик (до 30 кг), но они позволяют эксплуатировать мотор без подзарядки до нескольких суток.

Электрическая схема лодочного мотора

Схема электромотора проста. Электродвигатель находится в нижней части дейдвуда. В верхней части дейдвуда находится электронный блок управления, который отвечает за запуск, переключение скоростей, реверс вращения двигателя.

От блока управления идут провода к аккумулятору. Блок управления соединяется с двигателем посредством ноги-штанги (дейдвудом).

Как выбрать

Для выбора электромотора необходимо определить задачи, которые он призван решать, на какое плавательное средство будет устанавливаться, на каких водоемах будет использоваться, какую массу должен перемещать. В зависимости от тяги, длины дейдвуда, системы управления электромоторы используют на байдарках, надувных лодках, маломерных судах, катерах и корпусных лодках.

Для легких лодок подойдут исключительно подвесные электромоторы, которые можно установить только на транец. Они просты и удобны в управлении, доступны по цене.

Для лучшего маневрирования катеров и лодок, имеющих жесткий корпус, целесообразнее выбрать носовые электромоторы. Они имеют большую функциональность (работа с GPS устройствами), набор управляющих устройств (румпель, педаль, дистанционный пульт), и в то же время высокую стоимость.

Источник

Самый мощный электромотор для лодки

Какой лодочный электромотор 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?

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.

Какая бывает мощность

Производители лодочных моторов используют разные виды мощности. Встречаются мощность на валу, потребляемая мощность и даже тяга. Поэтому прежде чем сравнивать лодочные электромоторы различных марок нужно привести имеющиеся данные к «общему знаменателю»

Читайте также:  Питерские лодки пвх под мотор фрегат

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.

Потребляемая мощность, на валу и на винте

Потребляемая мощность – часто используется как характеристика электродвигателя для лодки (мощность = ток х напряжение). Измеряется 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.

Мощность на валу – используют производители подвесных бензиновых лодочных моторов. Этот вид мощности считается также как у автомобиля (мощность = крутящий момент х угловая скорость). Единица измерения – лошадиные силы или ватты. 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 двигаться вперед. Проверку проводят на спокойной воде, в безветренную погоду, на достаточной глубине и расстоянии от берега. Для носовых лодочных электромоторов значение тяги чаще всего указывают в фунтах силы (lbs).

Потери мощности в лодочном электромоторе

Общая эффективность силовой установке на лодке с двигателем внутреннего сгорания около 15%. Для судна 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%.

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 электромоторов 48 вольт, но для небольших лодок подходят и 24-вольтовые модели. 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.

Высокий КПД имеет винт с большим диаметром, шагом и низкой скоростью вращения. Однако с таким винтом может работать только мотор, развивающий высокий крутящий момент.

Редуктор служит источником дополнительного шума и потерь. В профессиональных электромоторах их стараются не использовать

Большинство гребных винтов для подвесных моторов небольших лодок 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 используются изготовителями до сих пор.

При разработке современных винтов используют другой подход. 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. Их потери меньше, а КПД выше.

Виды электромоторов

Подвесные

Подвесные электромоторы устанавливают на транце или реже на носу лодки. В стандартном исполнении электромотор соединяется с системой рулевого управления, в моделях с румпелем лодкой управляют поворачивая двигатель. Мощность румпельных электромоторов варьируется от 1 до 4 кВт, а у моделей с рулевым управлением достигает 15 кВт.

Как правило мощные подвесные электромоторы рассчитаны на напряжение 24-48 Вольт. 24 вольтовый электрический двигатель мощностью 2,2 кВт развивает на винте тягу 124 lbs и сопоставим по этому показателю с подвесным бензиновым мотором мощностью 6,5 л.с. Двигатель мощностью 15 кВт эквивалентен бензиновому мотору 35 л.с

В подвесных лодочных электромоторах используют асинхронные двигатели переменного тока или синхронные двигатели на постоянных магнитах. Оба типа двигателей бесщеточные, не имеют изнашивающихся частей и не требуют обслуживания.

Pod электромоторы

POD электромоторы подходят как для однокорпусных лодок и катеров, так и для катамаранов

Фиксированные POD электромоторы выпускаются мощностью от 1 до 25 кВт. Они подходят как для небольших лодок, сдающихся в прокат, так и для судов весом несколько тонн

Читайте также:  Как отрегулировать карбюратор лодочного мотора парсун

Электромотор состоит из блока управления и гондолы внутри которой установлен асинхронный или BLDC электродвигатель. Гондола аэродинамической формы крепится к днищу судна фланцами из нержавеющей стали между килем и рулем. Чтобы избежать вибрации на руле, вызванной турбулентностью за винтом, и снизить сопротивление потоку воды гондолу стараются располагать ближе к килю.

Выпускается две модификации POD электромоторов — фиксированная и поворотная. Поворотная модель соединяется с системой рулевого управления или румпелем и обеспечивает более высокую маневренность судна

Электрические лодочные моторы типа Pod имеют мощность от 1 до 25 кВт.

Бортовые лодочные электромоторы

В бортовой силовой установке электродвигатель устанавливают внутри судна и соединяют с винтом валопроводом. Бортовым моторам требуется принудительное охлаждение. В зависимости мощности электродвигателя оно может быть воздушным или водяным.

Установка бортового электромотора на лодку сложнее чем подвесного или POD. Дополнительно потребуется вал, муфта, сальник, втулка Гудрича (дейдвудный подшипник), дейдвудная труба. Валы электромотора и винта необходимо центрировать – они должны иметь общую ось. При неправильной установке возможны протечки через сальник

Электромоторы для профессионального использования

Если лодка или катер используется для перевозки туристов, организации экскурсий или водных прогулок, то электрическая установка может оказаться выгоднее двигателя внутреннего сгорания. Экономия достигается из-за более низкой стоимости энергии и практически нулевых затрат на техническое обслуживание.

Установка подвесного лодочного электромотора для профессионального использования Aquamot на небольшой катамаран

Сравнение показывает, что при коммерческой эксплуатации судна переход с бензинового на электрический двигатель окупается за 1-2 года. Однако для этого профессиональный лодочный электромотор должен отвечать определенным требованиям:

  • Иметь высокий КПД – это позволит эксплуатировать его с аккумуляторной батареей меньшей емкости, снизит первоначальные затраты, время зарядки и стоимость потребляемой электроэнергии
  • Быть простым и надежным — электромотор должен выдерживать ежедневную интенсивную нагрузку и иметь минимум лишних функций. Дополнительные возможности, такие как встроенный компьютер c GPS, повышают цену и могут стать источником неисправностей в будущем.
  • Стоимость ремонта и технического обслуживания в течении периода эксплуатации должна быть минимальной Катамаран с установленным лодочным электромотором отправляется к месту эксплуатации

Надежность

Корпуса профессиональных лодочных электромоторов отливают из алюминия, а затем дополнительно наносят многослойное антикоррозионное покрытие. Вал делают из нержавеющей стали, а винт из бронзы. Для защиты от коррозии устанавливают жертвенный анод

В мощных электромоторах для лодок используют асинхронные двигатели переменного тока или BLDC PM электродвигатели, которые также называют вентильными. Питание вентильных двигателей осуществляется от импульсных источников энергии. При этом импульсы напряжения подаются на обмотки статора в заданные моменты времени – при определенном положении ротора относительно статора. Положение ротора определяют датчики, которые, как и импульсный источник питания, в моторах небольшой мощности находятся на печатной плате, расположенной внутри подводной части электромотора.

Зеленая плата в центре электромотора — электронный коммутатор, который заменяет щетки и кольца. Слева та же плата в увеличенном виде. В окружении воды электронные компоненты иногда работают не стабильно и отказ всего одного элемента на плате влечет за собой выход из строя всего электромотора. Заменять приходится плату целиком — это увеличивает стоимость ремонта, время простоя электромотора и срок его окупаемости при профессиональном использовании

Внутри корпуса трехфазного асинхронного двигателя дополнительных электронных компонентов нет. На долговечность двигателя влияют только подшипники и обмотки, однако качество этих элементов в настоящее время таково, что асинхронные двигатели служат до 50 000 часов без осмотра и ремонта. Асинхронные двигатели просты, надежны и эффективны. КПД мощного электродвигателя 85-92%, что на 30% выше, чем у двигателя постоянного тока, и на 40-50% больше, чем у двигателя внутреннего сгорания.

Система безопасности электромотора для коммерческих лодок имеет как механические, например, заданный предел прочности киля, так и электронные средства защиты. Электромотор отключается при перегрузке по току, при пониженном и повышенном напряжении аккумуляторов

Экономичность

Высокий КПД достигается только при последовательном и тщательном улучшении всех элементов электромотора. Потерь мощности стараются избежать во всех узлах. Воздушный зазор в двигателе, конструкция ротора, изоляция обмоток оптимизируют на компьютере так, чтобы электродвигатель подходил для использования на лодках.

Корпуса двигателей и винты проектируют по тем же правилам, что и в коммерческом судостроении. Сначала рассчитывают обтекание подводных частей по трехмерной модели, а затем результаты проверяют на натурных гидродинамических испытаниях.

Редуктор, который устанавливают на некоторых моделях лодочных электромоторов не используют. Вместо этого вал электродвигателя напрямую соединяют с винтом, и конструируют двигатель таким образом, чтобы его обороты совпадали с оптимальными для винта

В результате во время движения электромотор не теряет мощность, не создает дополнительное сопротивление и способен долго работать на одной зарядке аккумулятора

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Источник

Поделиться с друзьями