Potkurista ja sen akselista
Sauli Ihalainen
Joku on syönyt potkuriakselista kierteet huonoksi ja mutteri on lukittu
paikalleen poraamalla mutterista ja akselista läpi reikä.
Reiän läpi on pistetty 8 mm pultti. Potkuri on kyllä pysynyt paikoillaan
vuosia.
Nyt olisi kuitenkin tarvetta suurempi nousuisemmalle potkurille.
Nykyinen potkuri on 22x15 3-lapainen ja sen kartion kapeamman pään
halkaisija on n.31 mm.
Onko tuo vakio halkaisija 40 mm akseliin tulevissa potkureissa vai
vaihteleeko paljon?
Mutterista tai potkuriakselista viilaamalla saa potkuri kiinnitys kohtaa
kyllä muutettua jonkun verran.
Vene kulkee maksimikierroksilla (akseli 1225 rpm) 11 solmua, josta laskin
luistoksi 29%
11 solmun vauhdilla vene etenee perä syvälle painuneena, mutta
ylikierroksilla perä alkaa selvästi kantamaan (12+ solmua)
Potkurin luisto varmaan kasvaa kun ylitetään runkonopeus, mutta väheneekö se
kun puoliliukuva vene nousee puoliliukuun?
Entä jos potkuriksi valitaan 23X25 3-lapainen tai 22X21 4-lapainen, niin
mikä on arviotu luisto, kun akseli pyörii 1000 kierrosta minuutissa?
Vanhalla potkurilla 34 % ja vauhtia 8,5 solmua.
Joakim Majander
> Vene kulkee maksimikierroksilla (akseli 1225 rpm) 11 solmua, josta laskin
> luistoksi 29%
Minä sain 27%
>
> 11 solmun vauhdilla vene etenee perä syvälle painuneena, mutta
> ylikierroksilla perä alkaa selvästi kantamaan (12+ solmua)
> Potkurin luisto varmaan kasvaa kun ylitetään runkonopeus, mutta väheneekö se
> kun puoliliukuva vene nousee puoliliukuun?
Potkurin työntövoima kasvaa nopeuden neliössä, jos luisto on vakio.
Runkonopeuden tietämillä veneen vastus kasvaa nopeuden kuutiossa,
joten luisto kasvaa. Puoliliukuvalla alueella vastus ei kasva yhtä
jyrkästi (en tiedä miten) ja täysin liukuvalla alueella vastus kasvaa
nopeuden neliössä (ainakin suurilla nopeuksilla, jolloin aalto- ja
kitkavastus mitätön), jolloin luisto on siis lähes vakio.
Runkonopeuden vastuskäytös johtuu lähes pelkästään
aallonmuodostuksesta. Suurilla nopeuksilla vastus syntyy
muotovastuksesta (sekä ilma, että vesi), joka on aina nopeuden
neliössä.
On aika venekohtaista miten vastusvoima ja luisto käyttäytyvät
(puoli)liukukynnyksen lähettyvillä. Todennäköisesti luisto on pienempi
kynnyksen jälkeen kuin ennen sitä.
>
> Entä jos potkuriksi valitaan 23X25 3-lapainen tai 22X21 4-lapainen, niin
> mikä on arviotu luisto, kun akseli pyörii 1000 kierrosta minuutissa?
> Vanhalla potkurilla 34 % ja vauhtia 8,5 solmua.
Sain luistoksi 34% sijaan 31%.
Aika suuri muutos nousussa! Ilmeisesti vanhalla potkurilla kone menee
helposti ylikierroksille?
Nousun kasvattaminen pienentää työntövoimaa samalla luistolla, joten
luisto kasvaa.
Lasketaanpa nykyistä potkuria ensin:
Arvataan lapapinta-alasuhteeksi 40%
1000 rpm:llä ja 8,5 s:llä työntövoimaksi saan 3900 N, joka vastaa ~50%
(potkuri+vaihteisto) hyötysuhteella n. 34 kW konetehoa.
1225 rpm:llä ja 11 s:llä vastaavasti 5400 N ja 61 kW.
Sitten 23x25 potkuri:
Arvataan lapapinta-alasuhteeksi 40%
8,5 s:llä ja 3900 N:llä saan akselin kierrosluvuksi 690 rpm ja
luistoksi siis 40%. Hyötysuhde on siis huonompi ja konetehoa
tarvittanee ~40 kW
Vastaavasti 11 s ja 5400 N:lla 830 rpm ja luistoksi 35%. Luisto siis
taas selvästi suurempi=> tarvitaan enemmän konetehoa.
Taitaa olla liian jyrkkä??
Lasketaan nyt vielä toi 22x21 potkuri:
Koska lapoja on 4 arvataan lapapinta-alasuhteeksi 60%
8,5 s ja 3900 N => 700 rpm ja 30%
11 s ja 5400 N => 860 rpm ja 26%
Eli paljon parempi (pienemmät luistot), mutta ehkä edelleen liikaa
koneelle? Huomaa, että 22x21 potkurin lapapinta-ala on 0,147 m2 ja
23x25:n 0.107 m2 eli selvästi pienempi, vaikka halkaisija on suurempi.
Tämä ja suurempi nousu aiheuttaa eron luistossa.
Jos tehoa on yllin kyllin, kannattaa kasvattaa ensisijaisesti
lapapinta-alaa, sillä luisto nykyisellä potkurillakin on paljon
suurempi kuin hyötysuhteen kannalta olisi optimaalista. Nousun
muuttaminen ~50% kuulostaa aika hurjalta!
Kerroppa vielä koneen teho, suositeltu kierroslukualue ja kaikkien
potkureiden pinta-alasuhteet, niin nähdään ovat laskuni lähellä
totuutta.
Joakim
Sauli Ihalainen
Kilowatteja löytyy 138 kpl kierroksilta 2400 (max)
Vääntö on jotain 630 Nm @ 2050 rpm
Veneen pitäisi kulkea noilla tehoilla n. 20 solmua.
Matkanopeudeksi olisi tarkoitus saada 14-16 solmua kahdella tuhannella
kierroksella.
Vaihteiston välitys 1,96:1
Potkureiden lapapinta-aloista ei ole mitään tietoa. Esittämäni potkurikoot
löytyi Mepra-tuotteen (www.mepratuote.fi) vaihtopörssistä.
"Joakim Majander" <joakim....@fortum.com> wrote in message
news:e6e5a72d.0203...@posting.google.com...
Sauli Ihalainen
Runko:puoliliukuva
Kone: 138 kw@2400
Välitys: 1,96
Akseli: 40 mm
paino: n 3t
pituus: 8,5 m
leveys: 3 m
Potkurin max. koko: 23"
Vanha potkuri: 22x15 3-lapainen, 11 solmua/27% luisto@2400
Alimpana olevasta viestistä katsottuna luistot seuraavilla potkureilla :
23x25 3-lapainen 11 solmua: 35%
22x21 4-lapainen 11 solmua: 26%
Jos oletetaan että luisto pysyy vakiona tuosta kovemmilla nopeuksilla, niin
molemmilla potkureilla nopeus lienee 14 solmun tienoilla molemmilla
potkureilla kun kierroksia on 2000 ???
Oikeastaan tuo 21" nousu on liian pieni, vaikka luisto olisi vain 20%.
Veneen maksiminopeus noilla tehoilla on lienee kuitenkin lähempänä 20
solmua? Jos arvataan 23x25 potkurin luistoksi 27% niin vauhdit olisi
ilmeisesti: 18 solmua@2400 ja 15 solmua@2000
23x26 antaisi vastaavasti 19 ja 16 solmua. Jos luistoa onkin enemmän niin
tuo 26 nousuinen olisi varmempi valinta. Mutta jos luistoa onkin oletettua
vähemmän niin taitaa moottori joutua aika kovalle rasitukselle. Jälkimmäinen
vaihtoehto on ilmeisesti kuitenkin aika epätodennäköistä.
Jos jotain tuon kokoisia käytettyjä potkureita on saatavilla jossain, niin
olisin kiinnostunut.
4-lapainen 22 tuumainen olisi parempi hyötysuhteen ja värinöiden kannalta.
Taitaa olla jotain tuumakokoa tuon vanhan potkurin keskiö, kun sen pituus
106+ milliä ja isompi halkaisija 41+ milliä
noista tulee 4" 3/16 ja 1" 5/8. Vai kuuluuko 40 mm akselilla luvut olla
tuollaisia. Pienempi halkaisija on 31 millin luokkaa.
Tuolla mitalla sen pitäisi mennä teoriassa sentin verran kartion alku kohdan
yli, mutta käytännössä se ei mene kuin millin tai kaksi.
"Sauli Ihalainen" <sauli.i...@tp.spt.fi> wrote in message
news:a6n2al$8bn$1...@news1.song.fi...
Joakim Majander
> yhteenveto:
>
> Runko:puoliliukuva
> Kone: 138 kw@2400
> Välitys: 1,96
> Akseli: 40 mm
> paino: n 3t
> pituus: 8,5 m
> leveys: 3 m
> Potkurin max. koko: 23"
>
> Vanha potkuri: 22x15 3-lapainen, 11 solmua/27% luisto@2400
> Alimpana olevasta viestistä katsottuna luistot seuraavilla potkureilla :
> 23x25 3-lapainen 11 solmua: 35%
> 22x21 4-lapainen 11 solmua: 26%
>
> Jos oletetaan että luisto pysyy vakiona tuosta kovemmilla nopeuksilla, niin
> molemmilla potkureilla nopeus lienee 14 solmun tienoilla molemmilla
> potkureilla kun kierroksia on 2000 ???
Kutakuinkin.
>
> Oikeastaan tuo 21" nousu on liian pieni, vaikka luisto olisi vain 20%.
> Veneen maksiminopeus noilla tehoilla on lienee kuitenkin lähempänä 20
> solmua? Jos arvataan 23x25 potkurin luistoksi 27% niin vauhdit olisi
> ilmeisesti: 18 solmua@2400 ja 15 solmua@2000
> 23x26 antaisi vastaavasti 19 ja 16 solmua. Jos luistoa onkin enemmän niin
> tuo 26 nousuinen olisi varmempi valinta. Mutta jos luistoa onkin oletettua
> vähemmän niin taitaa moottori joutua aika kovalle rasitukselle. Jälkimmäinen
> vaihtoehto on ilmeisesti kuitenkin aika epätodennäköistä.
Enpä osannut arvatakkaan, että nykyinen potkuri on noin pahasti
pielessä ja tehoa on noin hurjasti. Tossa 20 solmun nopeudessa luisto
saattaa hyvinkin olla paljon vähemmän (esim 20%) kuin 11 solmussa.
Onko sinulla tietoa luistosta nykyisellä potkurilla mainitsamallasi
12+ s nopeudella ja ylikierroksilla?
Edellisessä vastauksessa laskin, että 11 s vastaa 5400 N työntövoimaa
(voi olla selvästi vähemmänkin, jos esim. potkurin pinta-ala onkin
pienempi kuin arvattu 40%). Tämä 5400 N vastasi siis n. puolta
moottorisi tehosta. Jos TIEDÄT, että ko. yhdistelmällä voi päästä 20
s, täytyy luiston olla selvästi pienempi 20 s nopeudella, sillä
vakioluistolla työntövoima kasvaa nopeuden neliössä:
(20/11)^2*5400 N = 18 000 N eli työntötehoa tarvitaan 18 kN *
20*1,852/3,6 m/s = 184 kW eli enemmän kuin koneen teho vaikka
hyötysuhdetta ei ole otettu huomioon. Todellisuudessa työntövoima ei
ainakaan voi olla enempää kuin 0,7*138 kW/(20*1,852/3,6 m/s)=9400 N.
Tällä 9400 N työntövoimalla, 20 s ja 22x21 potkurilla akselikierrokset
olisivat 1370 (siis liikaa) ja luisto 15%.
Vastaavasti 23x25 potkurilla akselikierrokset olisivat 1250 ja luisto
22%.
Jos TIEDÄT, että 20 s on mahdollinen, näyttää siltä että 25-26" nousu
olisi sopiva. Muista, että sivuvaikutuksena nopeus tyhjäkäynnillä
kasvaa huomattavasti. Tyhjäkäynnillä luisto on usein hyvin pieni.
Joakim