Jak dobrać śrubę napędową do swojej łodzi ?

Krótki przewodnik po śrubach napędowych czyli
Jak dobrać śrubę napędową do swojej łodzi ?

Śruby napędowe dobiera się indywidualnie do każdej łodzi lub określonych potrzeb użytkownika.

Trzeba na początku wyjaśnić , że śruba napędowa jest jak skrzynia biegów w samochodzie:
im większy skok śruby tym śruba jest szybsza, ale radzi sobie z mniejszą masą,
im śruba ma mniejszy skok tym jest wolniejsza, ale radzi sobie z większą masą.

Nasze podpowiedzi w sprawie doboru śruby :

Najmniejszy skok (np. 5" lub 7") = najwolniejsza śruba do danego zakresu mocy silnika - ale o największym uciągu
Największy skok (np. 11" lub 12") = najszybsza śruba do danego zakresu mocy - ale najwolniej wchodzi w ślizg

Sprawdź jaki masz rozmiar śruby w tej chwili zamontowany na silniku i wybierz taką samą jeśli jest dla Ciebie odpowiednia

lub o skok większą jeśli chcesz uzyskać większą prędkość maksymalną (łódź z tą śrubą wolniej wchodzi w ślizg)
lub o skok mniejszą jeśli chcesz uzyskać niższą minimalną prędkość (trolling) lub większy uciąg (cięższe łodzie).

Zwiększajac skok śruby o 1" obroty maksymalne silnika spadają o 150-200 obrotów ,
zmniejszając skok śruby o 1" obroty maksymalne silnika wzrastają o 150-200 obrotów.

Silnik przy pełnym otwarciu przepustnicy MUSI pracować w zalecanym przez producenta zakresie obrotów maksymalnych  !

Aby dobrać odpowiednią śrubę napędową do łodzi trzeba znać lub ustalić dane poprzednio stosowanej śruby :
Parametry śruby napędowej na której pływaliśmy (ilość łopatek , średnica , skok i materiał) oraz przynajmniej obroty silnika : przy wejściu w ślizg i przy pełnym otwarciu przepustnicy.
Jeśli silnik podczas pływania bez problemu wkręca się na maksymalne obroty (w zależności od producenta 5000-6000 obrotów) to możemy zwiększyć skok śruby - uzyskując większą prędkość maksymalną.
Gdy natomiast łódź pływa zbyt wolno, zbyt długo lub wcale nie wkręca się na maksymalne obroty to powinniśmy zmniejszyć skok śruby, aby silnik przy naszym obciążeniu mógł wkręcić się na swoje maksymalne obroty.
Oczywiście dla użytkowników łodzi wypornościowych/jachtów żaglowych także obowiązują maksymalne obroty silnika , natomiast śruba w takim wypadku powinna mieć odpowiednio dużą średnica i mały skok , aby poradzić sobie z masą kadłuba i falą/wiatrem - zaleca się stosować w takich wypadkach śruby High Thrust (śruby uciągowe).

Śruba aluminiowa czy stalowa ?
Każdy z tych materiałów ma swoje zalety i wady. Pytanie brzmi, jak planujesz wykorzystać swoją śrubę?
Najbardziej popularnym materiałem wykorzystywanym na śruby do łodzi jest aluminium.
Jest mocne, łatwo naprawialne i bardzo odporne na korozje.
Stal nierdzewna natomiast to najbardziej trwały materiał z którego obecnie wykonuje się śruby napędowe.
Oznacza to także , że jest bardziej odporna na wszystkie typy zarysowań i uderzeń, stanowiących codzienną plagę śrub aluminiowych. Oznacza to również, że łopatki ze stali nierdzewnej mogą być cieńsze i bardziej skuteczne , czyli pozwolą osiągnąć wyższą prędkość maksymalną przy tych samych wymiarach śruby i mniejsze zużycie paliwa (gładka powierzchnia polerowanej stali nierdzewnej).
Śruby aluminiowe są projektowane do tzw. większości zastosowań przez co zakres ich średnic i skoków jest ograniczony , natomiast śruby z łopatkami ze stali nierdzewnej są wymierzone bardzo konkretnie – pozwalając bardziej dokładnie dobrać oczekiwane osiągi łodzi.
Jeśli szukacie większego przyśpieszenia, dużej prędkości maksymalnej i lepszej sprawności, powinniście uwzględnić śrubę ze stali nierdzewnej , pamiętając jednak o tym że mocne uderzenie twardą i wytrzymałą śrubą nierdzewną o przeszkodę zwykle powoduje nie tylko uszkodzenie jej samej ale także wałka napędowego i innych elementów przekładni.

Kierunek obrotów śruby - na foto pokazana jest śruba prawoobrotowa :


Wymiary śruby napędowej :

   Średnica to odległość mierzoną w poprzek okręgu zataczanego przez końce łopatek podczas obrotu śruby. W danej linii śrub napędowych , średnica zwykle zwiększa się dla śrub do wolniejszych (cięższych) łodzi  i zmniejsza dla szybszych/lżejszych łodzi .
Średnica śruby zwiększa się oczywiście wraz ze wzrostem mocy ; średnica będzie zwiększać się, gdy zmniejszają się obroty (RPM) (wolniejsze obroty silnika i/lub większe przełożenie redukcyjne); średnica powinna zwiększać się, gdy zwiększa się wynurzanie śruby.

 

 

 

 

 

    Skok śruby napędowej jest odległością, o którą śruba mogłaby się przesunąć podczas     jednego obrotu, gdyby poruszała się w miękkim ciele stałym, jak np. wkręt w drewnie.
Śruba o oznaczeniu 3 x 13 3/4 x 21, to śruba 3 płatowa o  średnicy 13 3/4 cala (349mm) i skoku 21 cali (533mm). Teoretycznie, śruba ta mogłaby podczas jednego obrotu wałka śrubowego przesunąć łódź o 53,3 cm do przodu .
Ze względu na poślizg na śrubie (większy na aluminiowej i mniejszy na stalowej) , odległość ta będzie ok. 5-16% mniejsza niż obliczona wartość teoretyczna. Dla danego konkretnego silnika, który ma pracować z zadaną prędkością obrotową (RPM), im szybciej ma płynąć łódź, tym większy powinien być jej wymagany skok.

 

   Kąt natarcia śruby jest stopniem pod którym łopatka śruby jest zorientowana w stosunku do jej piasty.

Podstawowe śruby dla silników zaburtowych i przekładni Zet  na ogół mają kąt natarcia ok. 15°.

Śruby bardziej wydajne (w tym większość śrub aluminiowych SOLAS i wszystkie śruby nierdzewne SOLAS) posiadają wzrastający kąt natarcia, który może osiągać 30° na końcu łopatki. Większy kąt natarcia na ogół zwiększa zdolność śruby do działania w sytuacjach kawitacji oraz wentylacji, gdy łopatki przecinają powierzchnię wody. W lżejszych, szybszych łodziach, większy kąt natarcia często zwiększa osiągi dzięki wyższemu przytrzymaniu dzioba łodzi, co zwiększa prędkość łodzi - ze względu na mniejszy opór kadłuba w wodzie.
Jednak przy niektórych bardzo lekkich, szybkich łodziach, większy kąt natarcia może powodować zbyt duże uniesienie dziobu, czyniąc je mniej stabilnymi i w tym przypadku śruba z umiarkowanym kątem natarcia mogłaby stanowić lepszy wybór.

 

Ilość łopatek śruby napędowej

Teoretycznie śruba z pojedynczą łopatką ma najwyższą sprawność ale również ma największy poziom wibracji.
Aby uzyskać akceptowalny poziom wibracji trzeba więc zastosować śrubę o przynajmniej dwóch łopatkach.
W miarę dodawania łopatek, zmniejsza się sprawność śruby ale maleje również poziom wibracji.
Większość śrub  jest wykonywana z trzema łopatkami jako kompromis wibracji i skuteczności pracy.

3-łopatkowe śruby napędowe:

- Najpowszechniej używane

- Dobrze przenoszą moc w normalnych warunkach

- Pozwalają uzyskać najwyższą prędkość maksymalną

- Dobre ogólne osiągi

4-łopatkowe śruby napędowe:

- Szybsze wejście w ślizg , także przy niższej prędkości obrotowej slinika

- Lepsza manewrowość łodzi przy niższych prędkościach obrotowych silnika

- Zwiększona prędkość w średnim zakresie (w porównaniu do śruby trójłopatkowej) przy takich samych obrotach silnika

- Pracuje spokojniej/mniej wibracji niż śruba trójłopatkowa.


MERCURY udostępnia kalkulator śrub napędowych :

MERCURY Prop Selector


YAMAHA również udostępnia możliwość doboru śruby napędowej na swojej stronie :

YAMAHA Prop selector

SOLAS Propellers udostępnia program do doboru śruby napędowej do Twojego silnika :

Aplikacja SOLAS Propellers