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船用螺旋桨需求(本田船外机优缺点?)
来源:www.ascsdubai.com    时间:2023-04-30 10:39    点击:261   编辑:admin

一、本田船外机优缺点?

优点:

  1、安装方便,直接悬挂在艉板上,没有艉轴对中等等复杂环节。

  2、不用机舱,节省船舱宝贵空间。

  3、本身是一个完整的推进系统,简化了用户和船厂的选购和采购流程。

  4、通常重量较轻,有利于提高船、特别是高速艇的航行性能。

  缺点:

  1、在2-5年。

  2、能量利用率低,燃油经济性较差,使用成本高。

  3、结构复杂,运动部件多,后期需要大量的保养,故障率高。

  4、储藏运输不方便,汽油泄漏不可避免,不但带来安全问题,同时污染周围环境。国内很多地区海事局已经禁止超过12客位的船只使用汽油舷外机作为动力。

3电动船外机

随着直流无刷电机技术的成熟及电池技术的进步,电动船外机也进入了人们的选择范围。

工作原理

电动舷外机以可以循环使用的蓄电池作为能量源,通过电动机将电能转换为动能。

构造

电动舷外机的核心部件是电机、蓄电池、以及控制电机转速的控制电路,其他就是外壳、连接体、悬挂装置、以及其他增值部件如GPS芯片、电池管理电路等等。

根据电机位置的不同,可分为电机下置式、电机上置式。

1、电机下置式,顾名思义是电机安放在船外机的下部,电机输出轴直接带动螺旋桨轴旋转。常用的电机为直流无刷电机,能量转化率高;转换后的动能直接传递给螺旋桨,能量损耗达到最低;中间连接体不涉及动力传递,外形设计完全从流体力学角度考虑,最大程度降低水阻系数,所以此结构能量利用率最高。电机转子及轴系是唯一的旋转部件,整台舷外机结构简单,故障率低,可靠性高。

但因为下部空间限制,电机尺寸不可能太大,所以此结构通常应用于较小马力的电动船外机上。如德国Torqeedo公司所有8马力以下的舷外机都采用此结构。

2、电机上置式,电机安放在船外机的顶端。电机动能输出通过齿轮箱中的传动轴传递到螺旋桨上。齿轮箱的结构和设计和传统的燃油船外机没有本质不同。这种设计的优点是上部电机受空间限制较小,体积可以相对较大,适合较大马力的舷外机。Torqeedo公司的20、40、80马力舷外机就是采用此设计。

另外根据蓄电池位置不同,分为内置式、外置式,通常较小马力对电池容量需求较小,可以做成电池内置式,这样用户使用更加方便;较大马力对电池容量需求较大,通常需要外置电池。

电动船外机的优缺点

优点:

1、绿色环保,零污染。这体现在两个层次。一是对环境无污染,对保护水资源和空气有积极意义;二是对使用者个体来说,储藏、运输、使用都很干净,没有讨厌的汽油味、油污、及吸入废气。

  2、安全。不管是汽油、液化气、还是柴油,都易燃易爆,非专业技术人员的普通用户操作时还是有些风险的。电动舷外机完全不用担心此类风险。

  3、推进效率高。低转速、高扭矩的输出特性非常适合船舶推进。

  4、使用成本低。日常充电的费用远远低于购买燃油的费用;结构简单,转动部件少,工作可靠,维护成本极低。

  5、储藏、运输、使用方便。

  缺点:

1、电池续航能力有限。续航能力较强的型号在经济航速下也只能达到2-3小时的续航能力,虽然个人休闲娱乐不是问题,但商业运营就必须通过增加电池组来满足续航要求。

  2、功率范围较小。目前马力最大的量产电动舷外机是德国Torqeedo公司的80马力,和汽油舷外机雅马哈、水星等动辄300、350马力相比还是太小,限制了它在大型船只的推广应用。

  3、首次购置成本较高。作为舷外机行业的高端产品,给用户提供优秀的使用体验的同时,因为成本的原因,价格也较高。

  需要指出的是,常见的众多的拖弋马达(Trolling Motor),包括进口的国产的,并不是严格意义上的“船外机”。他们的功率较小,扭矩更小,推进效率低,只能作为辅助动力调整船的位置、方向,而无法作为推进动力快速、持续航行。

二、螺旋桨用途材质及特点?

和大多数人猜想的不一样,螺旋桨其实基本不使用钢铁材料打造,因为这玩意儿不耐腐蚀,而且不易加工切割,因此在二战之前,不管是军用还是民用螺旋桨大多采用的是高强度黄铜(铜锌锡合金)铸造而成。这种材料强度较高,又比钢材更好加工塑型,特别是在海水的高盐环境下有很好的耐腐蚀作用,在造船业曾经得到了长时间的青睐。

(1911年泰坦尼克号黄铜螺旋桨安装)

但是随着船舶特别是军舰的快速发展,吨位越来越大,速度越来越快,黄铜逐渐显露出自己的劣势。首先万吨级海轮要求使用与自己体型相符的米级以上大叶片螺旋桨,而黄铜材质的抗拉强度和耐腐蚀疲劳性较弱,因此必须保持一定的厚度和体积才能满足要求,而这就造成了螺旋桨重量过大,不仅增加了船舶动力负担,而且对传动轴承的磨损也更加剧烈。

(脾斯麦号战列舰)

另一方面,船只速度的加快促使螺旋桨的旋转速度不断提高,附加在叶片上的空泡腐蚀量(旋转过程中气泡快速生成与爆裂造成的腐蚀)也成倍增加,而这就导致黄铜发生了不可逆转的脱锌现象,结构强度进一步降低。随着黄铜螺旋桨经常性的开缝破损断裂,迫切地要求人们找到一种更适用于大型船只的新型螺旋桨材料。

(螺旋桨边缘空泡腐蚀)

这样的尴尬最终被英国海军所打破,在二战中,英国海军为了提高鱼雷艇的速度,给它们加装了飞机发动机,这使得螺旋桨的速度成倍增加,结果在使用黄铜螺旋桨的试验过程中发生了非常严重的空泡腐蚀现象,有时候甚至没到100海里就直接龟裂折断。英国海军在经过多次试验对比后,最终选择了一种新型的镍铝青铜材料制造螺旋桨,并最终获得了成功。

(英国1935年级高速鱼雷艇)

镍铝青铜材料是具有跨时代意义的,它的密度比黄铜小10%,但是耐空泡腐蚀性能是黄铜的3倍,腐蚀疲劳强度是黄铜的2倍,在海水特别是高污染海水中的脱材料现象也比黄铜要小50%以上,难能可贵的是镍铝青铜还继承了黄铜材料易铸造,好切割的优点。经过实际应用统计,使用镍铝青铜材料制成的螺旋桨厚度减少了8%,重量减轻15%,螺旋桨的寿命提高两倍以上,效率提高20%。正因为它如此优良的特性,在二战后迅速普及,成为了大型船舶,特别是大型潜艇和军舰(包括航母)螺旋桨材料的不二选择!

在镍铝青铜材料的基础上,西方各国还通过调整镍铝成分配比以及使用新的急冷铸造法,进一步提高了军舰螺旋桨的耐腐蚀性能和抗拉强度。而为了减少船只噪音,又通过增加螺旋桨叶片和使用大倾斜的外形,取得了不错的静音效果,在泵推技术没有诞生之时,七叶大倾斜螺旋桨是各国核潜艇的标配,航母因为对噪音的要求没有核潜艇高,因此使用的多是维护性和成本更低一些的五叶大倾斜螺旋桨。

(潜艇七叶大倾斜螺旋桨)

而即使有了镍铝青铜材料和急冷加工技术,想要铸造打磨出合格的航母螺旋桨依旧不是那么容易。美军尼米兹和福特级航母上总共有4个五叶螺旋桨(便于转向机动),每一个直径大约6.4米,重量约为30吨。

(尼米兹级航母螺旋桨)

然而这么大的航母螺旋桨却对精度的要求极其严苛,表面要求绝对平整光滑,曲面角度要求丝毫无差,加工铸造难度极大。以几个工人轮班打磨数十天才能完成,现在多采用7轴五联动大型数控机床加工,效率提高了十倍以上,但是这种机器目前全世界能制造的不超过五个!你说难度大不大?

三、螺旋桨角度多大合适?

螺旋桨角度通常是按照具体的飞机和引擎类型来设定的,在飞机制造时就已经进行了相关的设计和测试,因此一般不需要在飞行时进行调整。具体而言,螺旋桨角度的设置主要考虑引擎输出功率和飞机的速度、飞行高度等因素,目的是使飞机达到最佳的飞行效果。一般情况下,螺旋桨在设计时会考虑到各种不同当量速度下的最大推力、最大功率、最大滑跑速度等因素,因此可以保证在各种特定的飞行情况下,螺旋桨角度都能够提供最佳的推力和效率。

总之,螺旋桨角度的设置是由飞机制造商在设计和生产过程中进行的,因此一般情况下不需要在飞行时进行调整。如果您是一名飞行员或机务人员,建议根据机型和厂家提供的相关资料来了解具体的螺旋桨角度和使用方法,以确保安全飞行。

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