Импеллер для водомета


Новые или отремонтированные импеллеры устанавливаются таким же способом.

Установка импеллера:

  1. Поместите пластиковый монтажный конус в центр импеллера и завинтите винты вручную без применения ключа. Помните, местоположение клинообразного паза отмечено в центре импеллера (рис. 30). Тяга, образуемая импеллером, передается через сборочную гильзу на вал (рис. 31). Муфта имеет левую резьбу.
  2. Вкрутите регулировочную втулку на максимальную глубину, поворачивая ее против часовой стрелки.
  3. Прикрепите монтажный конус к импеллеру и проверьте правильность его положения, затем затяните винты без использования ключа.
  4. Наденьте импеллер на вал и убедитесь, что клин был предварительно установлен. Аккуратно прижмите импеллер к стенкам патрубка.  Следует учитывать, что вал отвисает вниз под действием силы тяжести и из-за ремня смазочного насоса. В связи с этим следует немного приподнять вал во время установки импеллера.

  5. Равномерно затяните крепежные винты импеллера крест накрест. Момент затяжки составляет 20 Нм. Во время затягивания винтов импеллер немного смещается назад, в
    результате чего образуется небольшой зазор для лопастей импеллера (0,2–0,4 мм).
    ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ
    Слишком большой зазор приводит к снижению мощности и ухудшению рабочих характеристик.
  6. Рукой через смотровой люк затяните регулировочную втулку на импеллере.
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
    Если не затянуть втулку, импеллер может сместиться вперед и застрять в стенках патрубка во время работы водомета, что приведет к механической поломке.
  7. Установите статор и рулевое сопло на место, выполняя действия демонтажа в обратном порядке (см. Демонтаж импеллера). Используйте момент затяжки, применимый к болтам M10.
Импеллер для водомета  

Рисунок 30. Местоположение клинообразного паза

Импеллер для водомета  

Рисунок 31. Регулировочная втулка


Импеллер для водомета  

Рисунок 32. Клиновидный паз

Источник: www.katera-lodki.ru

Новые или отремонтированные импеллеры устанавливаются таким же способом.

Установка импеллера:

  1. Поместите пластиковый монтажный конус в центр импеллера и завинтите винты вручную без применения ключа. Помните, местоположение клинообразного паза отмечено в центре импеллера (рис. 30). Тяга, образуемая импеллером, передается через сборочную гильзу на вал (рис. 31). Муфта имеет левую резьбу.
  2. Вкрутите регулировочную втулку на максимальную глубину, поворачивая ее против часовой стрелки.
  3. Прикрепите монтажный конус к импеллеру и проверьте правильность его положения, затем затяните винты без использования ключа.
  4. Наденьте импеллер на вал и убедитесь, что клин был предварительно установлен. Аккуратно прижмите импеллер к стенкам патрубка.  Следует учитывать, что вал отвисает вниз под действием силы тяжести и из-за ремня смазочного насоса. В связи с этим следует немного приподнять вал во время установки импеллера.

  5. Равномерно затяните крепежные винты импеллера крест накрест. Момент затяжки составляет 20 Нм. Во время затягивания винтов импеллер немного смещается назад, в
    результате чего образуется небольшой зазор для лопастей импеллера (0,2–0,4 мм).
    ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ
    Слишком большой зазор приводит к снижению мощности и ухудшению рабочих характеристик.
  6. Рукой через смотровой люк затяните регулировочную втулку на импеллере.
    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
    Если не затянуть втулку, импеллер может сместиться вперед и застрять в стенках патрубка во время работы водомета, что приведет к механической поломке.
  7. Установите статор и рулевое сопло на место, выполняя действия демонтажа в обратном порядке (см. Демонтаж импеллера). Используйте момент затяжки, применимый к болтам M10.
Импеллер для водомета  

Рисунок 30. Местоположение клинообразного паза

Импеллер для водомета  

Рисунок 31. Регулировочная втулка


Импеллер для водомета  

Рисунок 32. Клиновидный паз

Источник: www.katera-lodki.ru

     Выбор импеллера очень ответственное и важное мероприятие. От того какой установлен импеллер в водомётном движителе зависит  ходовые характеристики и расход топлива, и при определённых обстоятельствах безопасность прохождения сложных порожистых участках рек. В этой статье постараюсь подробно изложить методику выбора импеллера. Так как именно импеллер преобразует крутящий момент ДВС в реактивную силу движущую катер. Чем больше воды подаст импеллер и чем выше будет скорость выходящей струи, тем быстрее поедет  катер. Кажется  всё просто, за количество воды отвечает шаг импеллера, чем больше шаг, тем больше воды, и больше скорость…но…?

       Увеличение и снижение скорости катера с обычным гребным винтом происходит почти пропорционально частоте вращения двигателя. Совсем по-другому ведет себя водометный движитель.

      Высокая скорость выброса струи достигается благодаря создаваемому в водомете давлению, а так же правильно подобранному импеллеру или площади выпускного сопла.


обы струя создавала наибольший упор, вся движительная установка, состоящая из двигателя и водомёта, должна быть рассчитана на максимальные мощность и частоту вращения двигателя. Как только частота вращения снижается, катер теряет скорость, начинает уменьшаться давление в сопле, так как площадь сопла отрегулирована на максимальную частоту вращения. При этом напор и скорость струи снижается в значительно большей степени, чем частота вращения двигателя.

       Моделирование, и процесс изготовления импеллеров производится с использованием 3Д технологий и на оборудовании с  ЧПУ.

             ООО «ПКФ Борус» выпускает серийно импеллеры диаметрами 180, 200, 220, 240, 400 мм. (информацию по каждому импеллеру можно посмотреть внизу страницы, открыв файл с нужным диаметром)

      По индивидуальному заказу  штучно и мало серийно импеллеры от 120 до 600 мм, с различным направлением вращения, различным дисковым и ступичным отношением. Количество лопастей и профиль лопасти разрабатываются под конкретный крутящий момент двигателя и его номинальные и максимальные обороты.

Размеры импеллеров.jpg


Импеллеры для водомётных движителей различаются:

1.      Наружному диаметру  D  (180-200-220-240-400 мм)

2.      Шагу на входе лопасти H (измеряется расстояние между лопастями импеллера на входе и умножается на G количество лопастей)

3.      Количеству лопастей G ( двух, трёх, четырёх, пяти, шести и многолопастные с расположением лопастей на разных уровнях).

4.      Профилю лопасти (код профиля лопасти, последнее обозначение на импеллере).

5.      Дисковому отношению  (отношению суммарной площади лопастей к площади полости импеллера, чем больше зона перекрытия лопастей Р, тем больше дисковое отношение). 

6.      Размеру ступицы D1 (обычно диаметр ступицы импеллера D1 равно 0,45 диаметра импеллера D, но все чаще используют отношение 0,6-0,65 D, на водомётных движителях с более высоким пропульсивным КПД, работающих на более высоких оборотах)

7.      Направлению вращения

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: по умолчанию (если не указано направление вращение) это импеллер ЛЕВОГО вращения наиболее распространённый. 

Маркировка импеллеров ООО «ПКФ Борус» отражает наиболее важные параметры


Пример: 200-Н170-4Л-Кт54   

200- Наружный диаметр импеллера D, мм. Н-Шаг на входе лопасти H*G 

170-величин шага, мм. 4-количество, шт.  Л-лопастей  Кт-54 Код профиля лопасти. Вращение не указано, значит импеллер левого вращения.

             Код лопасти всегда связан с числом лопастей. Код лопасти содержит информацию производителя о профиле лопасти импеллера.

Профиль лопасти может быть с различными углами на входе и выходе, а так же сама лопасть может быть расположена под постоянным углом как 4Л-Кт56 и 3Л-555, а также иметь прогрессии. Меняя значения углов, прогрессии и величину дискового отношения можно иметь бесконечно много вариантов профилей.  Вот рабочие профили лопастей ООО «ПКФ Борус».

4Л-111 Импеллер разработан в 2007 году для водомётных движителей с полостью импеллера 50-60 мм, позволяет получать максимальные скорости, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: при резком старте в среднем и полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты».

4Л-211 Импеллер разработан в 2007 году для водомётных движителей с полостью импеллера 60-70 мм, позволяет получать максимальные скорости, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: при резком старте в среднем и полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты»


4Л-112 Импеллер разработан в 2009 году для водомётных движителей с полостью импеллера 50-60 мм, позволяет получать максимальные скорости, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: при резком старте в среднем и полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты».

4Л-Кт54 Импеллер аналог импеллера КТ12……..54 (Комсомольск на Амуре) Серийно выпускается с 2010 года для водомётных движителей с полостью импеллера 50-60 мм, позволяет получать максимальные скорости, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: при резком старте в среднем и полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты».

4Л-Кт56 Импеллер аналог импеллера КТ12……..56 («морковка» Комсомольск на Амуре) Серийно выпускается с 2010 года для водомётных движителей с полостью импеллера 50-60 мм, работает ровно, в экономичном и номинальном режиме даёт большую скорость в сравнении с другими импеллерами, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: Не даёт максимальной скорости на этом диаметре импеллера, при резком старте в среднем и полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты».

3Л-222 Импеллер разработан в 2011 году для водомётных движителей с полостью импеллера 50-60 мм, позволяет получать максимальные скорости, при малой и средней загрузки маломерного судна.

Недостатки: На ДВС с крутящим моментом более 140 Н*м при очень резком старте в  полном водоизмещении возможны срывы потока «прохваты».


3Л-113 Импеллер разработан в 2014 году для водомётных движителей с полостью импеллера 80-90 мм, для эксплуатации с постоянной максимальной загрузкой катера, работает ровно, в экономичном и номинальном режиме даёт большую скорость в сравнении с другими импеллерами, не имеет срыва потока «прохватов»

Недостатки: Не дает максимальной скорости, которая возможна на этом диаметре импеллера.

2Л-200 Импеллер разработан в 2015 году для водомётов с полостью импеллера не менее 100 мм, для любой загрузки и получение максимальной скорости,  срыва потока «прохватов» НЕТ.

Недостатки:  На определённых оборотах возможна небольшая вибрация, повышенный расход топлива.

3Л-123 Импеллер разработан в 2016 году для водомётов с полостью импеллера не менее 90 мм, для любой загрузки и получение максимальной скорости, работает ровно,  срыва потока «прохватов» НЕТ.

 3Л-321 Импеллер разработан в 2017 году для водомётов с полостью импеллера не менее 90 мм, для любой загрузки и получение максимальной скорости, работает ровно,  срыва потока «прохватов» НЕТ.

 3Л-555 Импеллер разработан в 2016 году для водомётов с полостью импеллера не менее 80 мм, для любой загрузки и получение максимальной скорости, работает ровно,  срыва потока «прохватов» НЕТ

 


В описании импеллеров по профилю лопасти с указанием кода, обязательно указываются дополнительные параметры:  дисковое отношение, максимальные обороты импеллера при максимальном крутящем моменте ДВС, рекомендации по использованию импеллера, а также размер ступицы импеллера и направление вращения.

        При выборе импеллера необходимо учитывать максимальную мощность, максимальные обороты  ДВС, и максимальный крутящий момент.

        Пример 1: Водомётный движитель БОРУС 200 jet (Минусинск ООО ПКФ Борус) и ДВС TOYOTA 2JZ-GE максимальная мощность 225 л.с. на 6000 об/мин, максимальный крутящий момент 300 Н*м на 4400 об/мин. Из продукции  ООО «ПКФ БОРУС» для этого комплекса нам подойдет

импеллер с шагом Н200-Н215 Серия 4Л-111, 4Л-Кт-56, 2Л-200 имеют серьёзные недостатки, поэтому их не рассматриваем.

Серия 3Л-113 разрабатывалась для походов с большим грузом на дальние дистанции и имеет ограничения по максимальной скорости, для кого-то это не важно. Серия 3Л-321, 3Л-123 и 3Л-555 однозначно фаворит в выборе, с той лишь разницей, что 3Л-321 и 3Л-123 даст максимально возможную скорость и совсем немного проиграет в экономичности 3Л-555.

        Пример 2: Водомётный движитель КнААПО (Комсомольск на Амуре) 200мм и ДВС TOYOTA 2JZ-GE максимальная мощность 225 л.с. на 6000 об/мин, максимальный крутящий момент 300 Н*м на 4400 об/мин. Из продукции  ООО «ПКФ БОРУС» для этого комплекса нам подойдет

200-Н215-4Л-111 и  200-Н215-4Л-Кт56, к сожалению, из-за ограничения по размерам  водомётного движителя другие импеллеры будут выступать за границы полости, и нам не подойдут. Выбор не велик, но все же есть серия 4Л-111, даст максимально возможную скорость, серия 4Л- Кт56 даст немного большую скорость в номинальном и экономичном режиме,  у каждого из этих импеллеров есть недостатки,  «прохваты» при резком старте.

ВАЖНО:  при выборе импеллера нужно учитывать длину  полости импеллера. Импеллер не должен выступать за полость импеллера (рабочую зону).  Пример: водомётный движитель КнААПО Кт 12 (Комсомольск на Амуре) 200мм имеет длину полости всего 50 мм.

1.      Импеллер 200-Н200-4Л-Кт56. Шаг импеллера Н200 разделить на количество лопастей 4Л и умножить на дисковое отношение 1,1 мы узнаем рабочую зону 200/4*1,1=55 мм, этот импеллер подойдёт для водомёта КнААПО.

2.      Импеллер 200-Н200-3Л-555. Шаг импеллера Н200 разделить на количество лопастей 3Л и умножить на дисковое отношение 1,4  200/3*1,35=90 мм, этот импеллер будет выступать за рабочую зону и его нельзя устанавливать в водомётный движитель КнААПО.

ВАЖНО: ступица импеллера имеет размеры с точностью до 0,1 мм. Обязательно смотрите и сравнивайте размеры,  указанные в паспорте водомётного движителя и размеры заказываемого импеллера.

ВАЖНО: самое распространенное вращение ДВС и импеллеров ЛЕВОЕ.

Но существуют и правосторонние водомётные комплексы, в основном это комплексы с  ДВС HONDA объёмом от 2 до 3 литров, и в случаях, когда применяется редукция. Как правило, левое направление вращение не указывается в маркировке. напорные характеристики импеллера, но и сопротивление потока воды тоже выше и соответственно пропульсивный КПД ниже. Как правило, импеллеры с дисковым отношением более 1,1 используются при постоянной максимальной загрузке катера. В некоторых случаях используются для достижения максимальных скоростей на максимальных оборотах ДВС

 ВАЖНО: Дисковое отношение это, отношение площади всех лопастей импеллера к площади диаметра импеллера. Визуально можно увидеть по «перекрытию» лопастей. Чем больше дисковое отношение, тем выше антикавитационные свойства импеллера.   

лопасть импеллера.jpg

В зависимости от условий эксплуатации, импеллер подвергается износу,

и между стенкой полости и краем лопасти образуется зазор. Для

сохранения максимальной производительности зазор должен быть

минимальным. (На заводе устанавливается зазор 0,25-0,35 мм для водомётов 180-200 мм, 0,35-0,45 для водомётов 220-240 мм и 0,85 для водомёта 400 мм). С увеличением зазора КПД водомета снижается.

              

   

ПАМЯТКА

по использованию импеллера

______________________

При получении изделия необходимо проверить соответствие заказанной и полученной Вами маркировки импеллера. В случае несоответствия сообщить в ООО «ПКФ – Борус» по эл.почте, с указанием номера счета, или по телефону:   pkf.borus@yandex.ru   89135558870

ООО «ПКФ – Борус» снимает с себя гарантийные обязательства в случаях неправильной эксплуатации импеллера:

 — Импеллер выступает за габариты рабочей полости импеллера

— Зазор между полостью импеллера и лопастью импеллера менее 0,25 мм (при работе лопасть задевает за полость);

— Импеллер имеет механические повреждения (сколы, следы ударов, деформации);

— Импеллер имеет следы доработок (проточка по наружному диаметру, след работы УШМ).

ВАЖНО! импеллеры, используемые с нарушением правил эксплуатации, возврату и обмену по гарантийным обязательствам ООО «ПКФ – Борус» не подлежат.

Источник: svk-borus.ru

Конструкция водометного двигателя

Главными элементами такого механизма, как и в классическом варианте, являются двигатель внутреннего сгорания и винт, только последний расположен внутри длинной трубы, проложенной вдоль корпуса лодки. Разумеется, «труба» — это слишком упрощенный термин. Правильное название этой части двигателя – водовод, а состоит он из следующих узлов:

  • водозаборник: передняя часть, по которой вода поступает к винту;
  • спрямляющий аппарат: благодаря этому элементу вращательное движение закрученного винтом водного потока трансформируется в прямолинейное;
  • сопловой аппарат: завершающая часть «трубы», из которой вода выбрасывается наружу.

Еще один важный элемент водомета – реверсивно-рулевое устройство, благодаря которому лодка может менять направление движения, а также давать задний ход.

Винты (их также называют рабочими колесами или импеллерами) бывают нескольких видов:

  • Осевые: наиболее просты в изготовлении, но обеспечивают самый низкий КПД и ввиду ярко выраженного эффекта кавитации могут работать только на низких оборотах.
  • Осе-диагональные: имеют более высокий КПД и рассчитаны на среднеоборотистые двигатели;
  • Диагональные и шнековые: наиболее современные и чрезвычайно сложные в изготовлении разновидности, характеризуются самым высоким КПД и способны работать с высокооборотистыми двигателями.

Среди всех составляющих водомета винты находятся на первом месте по сложности изготовления. Для этого применяется метод точного литья с последующей шлифовкой.

Не стоит приобретать водомет с импеллером, лопасти которого приварены к ступице, а не составляют с ней единое целое: такие винты зачастую имеют дисбаланс, что приводит к их разрушению при повышенных оборотах.

Преимущества и недостатки

За счет установки водометного двигателя владелец плавсредства выигрывает в следующем:

  1. Поскольку спрятанному в водоводе винту наматывание водорослей не грозит, лодка приобретает способность легко перемещаться по заросшим водоемам.
  2. Удары винта о дно также исключены, что дает возможность беспрепятственно плавать в местах с небольшой глубиной или с отмелями.
  3. Лодка с водометом становится безопасной для купальщиков, водолазов и обитающей в водоемах фауны.
  4. В отличие от обычных гребных винтов, рабочие колеса водометов, особенно современные, защищены от негативного воздействия кавитации.

Но придется примириться и с некоторыми недостатками:

  1. При той же мощности двигателя лодка будет двигаться медленнее, чем с обычным винтом.
  2. Ухудшается управляемость.

Кроме того, лодка становится тяжелее из-за веса воды, заполняющей водомет.

Принцип работы

Выбрасывая с большой скоростью воду, водомет создает реактивную тягу, которая и приводит лодку в движение. Рассмотрим данный процесс более детально:

  1. Вода поступает в расположенный в передней части лодки водозаборник. Он снабжен сеткой, которая отфильтровывает водоросли и плавающий в воде мусор. Конструируя водозаборник, инженеры стремятся обеспечить ламинарное течение воды в нем, так как наличие турбулентности на подходе к винту значительно ухудшает характеристики двигателя.
  2. Винт с силой отбрасывает воду назад, при этом она попадает в сужение, благодаря чему ее скорость возрастает.
  3. Спрямляющий аппарат, как уже говорилось, увеличивает скорость потока за счет преобразования его вращательного движения в поступательное. Его лопаткам стараются придать такую форму, которая обеспечивала бы наименьшее сопротивление движущейся жидкости. Производители применяют различные конструкции спрямляющих аппаратов. Одна из них – лопаточное поджатие – позволяет использовать данный элемент одновременно в качестве соплового аппарата.
  4. Далее поток попадает в сопло (если эту функцию не выполняет спрямляющий аппарат). Благодаря небольшому проходному сечению, давление воды здесь преобразуется в скорость – этот эффект и называется поджатием.

Для придания двигателю наилучших характеристик очень важно придать соплу правильный профиль.

Водомет своими руками

Рассмотрим, как сделать водомет для лодки своими руками. Хитрые на выдумку умельцы придумали два варианта самодельных водометов.

На базе лодочного мотора

Как показал опыт, наиболее удачные самодельные водометы получаются из лодочного мотора «Ветерок-12». Но можно использовать и любой другой. Обычно применяют старые модели: «Москва», «СМ-557-9Л», «Стрела» и т.п. Главное преимущество «Ветерка» — в распространенности и доступности необходимых деталей.

Водовод можно размещать как снаружи лодки, так и внутри нее. Второй вариант применяется чаще, так как при наружном расположении увеличивается гидродинамическое сопротивление плавсредства. Некоторые элементы водовода изготавливают из труб, другие – сваривают из заготовок, вырезанных из листа нержавеющей стали.

Придать заготовкам нужную форму можно с помощью оправки (вручную) либо гибочных вальцов. Лопасти рабочего колеса вырезаются из того же материала. Затем их подвергают профилировке и и приваривают к ступице.

На этапе проектирования модель водовода можно сделать из папье-маше. Затем ее достаточно будет разрезать, чтобы получить выкройку для заготовки-развертки.

Передача вращения от двигателя осуществляется посредством обычного штатного редуктора. Он крепится к главному дейдвуду мотора при помощи специального фланца.

Водоизмещение этой версии самодельного водомета составляет 450 кг. Благодаря ему судно может развивать скорость до 20 – 25 км/ч и выполнять глиссирование.

На базе центробежного насоса

Помпа Pacer PumpsПредлагается использовать насос Pacer Pumps 200GPM с пластиковым корпусом (термостойкий полистирол), имеющий вес около 18 кг.

Нагнетательный механизм этого аппарата приводится в движение двигателем Intek мощностью в 5 л.с. производства Briggs & Stratton.

Насос развивает напор в 35 м и имеет 2-дюймовые патрубки всаса и нагнетания. Его стоимость составляет около 300 долларов.

Насос устанавливается в лодке, после чего к нему со стороны всаса присоединяется 2-дюймовая ПВХ-труба. Через отверстие в носовой части днища лодки ее нужно вывести в воду, снабдив патрубком с сетчатым фильтром – это будет водозаборник.

На резьбу нагнетательного патрубка навинчивается высоконапорный штуцер с выходным отверстием диаметром 24 мм. Подойдет изготовленный из упрочненного винила – такие сегодня продаются в любом магазине для садоводов и огородников. Роль сопла также будет возложена на отрезок ПВХ-трубы, имеющей тот же, что и у штуцера, диаметр. Для подсоединения штуцера к соплу следует использовать резиновый шланг.

Не стоит опускать сопло в воду. Вопреки распространенному мнению, такой прием не ускорит, а замедлит лодку, так как приведет к возникновению кавитации.

Величина реактивной тяги, развиваемой таким водометом, зависит от суммарной длины всасывающей и нагнетательной магистралей.

Поскольку гидравлическое сопротивление возрастает с уменьшением диаметра трубы и увеличением скорости движения жидкости в ней, выгоднее всего установить насос как можно ближе к корме, чтобы длина сопла оказалась минимальной. Предлагаемый двигатель был опробован в лодке длиной 3,5 м, причем длина всасывающей трубы была равна 3 м.

При таких условиях насос при максимальных оборотах двигателя развивал напор примерно в 20 метров водного столба (2 атм), благодаря чему лодка набрала скорость до 8 км/ч.

Испытателя подобного водомета может подстерегать неприятность: напорный штуцер довольно легко откручивается потоком воды, причем сила его воздействия настолько велика, что удержать деталь от вращения вручную нет никакой возможности.

Смазывание патрубка клеем перед навинчиванием штуцера желаемого эффекта не дает – штуцер все равно срывает. Рекомендуется разработать для резьбового штуцера дополнительное крепление либо использовать насос и штуцер с фланцами.

Источник: aquacomm.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.