Лодочный электромотор на сколько хватает аккумулятора

В отличие от бензиновых моторов лодочные электромоторы подразделяются по мощности, измеряемой не в киловаттах или лошадиных силах, а по развиваемой ими тяге (lbs).

Тяга – основная характеристика электромотора, это усилие, которое способен развить данный мотор. Тяга представляет собой постоянно действующую силу, возникающую в результате работы электродвигателя, она также зависит от формы, шага и размера винта, а также скорости его вращения. В свою очередь, винты, которыми комплектуются электромоторы, рассчитаны на развитие максимального ускорения сразу после запуска электродвигателя.

Как правило, величина тяги указывается в его названии модели лодочного электромотора. Однако, следует учесть, что часто в наименовании используется американская единица измерения – фунт, которую для перевода в привычную нам метрическую систему необходимо умножить на 0,45 (1 фунт = 0,45359237 кг).

Пример: Электромотор Minn Kota ENDURA 30 C2 обладает тягой 30 фунтов или 13,5 кг.

Необходимая величина тяги электромотора находится в прямой зависимости от водоизмещения Вашего судна. Именно, поэтому при описании технических характеристик той или иной модели лодочного электромотора обязательно указывается максимальные водоизмещение и габариты лодок, на которых их рекомендуется использовать.

Для удобства определения подходящей именно для Вашей лодки тяги электромотора, была составлена приведенная ниже график:

Пользоваться данным графиком очень просто. К примеру, Ваша лодка весит 450 кг. С грузом, электромотором, запасом топлива (аккумулятором), пассажирами вес (водоизмещение) лодки доходит до 850 кг. Отмечаем на горизонтальной оси данное значение водоизмещения. Далее находим на вертикальной оси соответствующее значение тяги, которое измеряется в фунтах, получаем значение 40 lbs. Электромотор именно с такой тягой будет оптимален для Вашей лодки.

А что если поставить электромотор с большей тягой – пойдет ли наша лодка быстрее?

Попробуем ответить на этот вопрос. Для начала, немного теории. Прежде всего, необходимо учесть, что лодка под управлением электромотора движется в водоизмещающем режиме, то есть поддерживается на плаву за счет силы Архимеда, вследствие чего частично погружена в воду. В таком режиме невозможно развить большую скорость из-за большого сопротивления воды.

Соответствие размеров судна и скоростью его движения определяется через число (формулу) Фруда. Для водоизмещающих судов число Фруда всегда меньше единицы, как правило, 0,2-0,3.

Максимальные скорости лодок, двигающихся в водоизмещающем режиме, приведены ниже в таблице:

Наличие лодки позволяет охотникам и рыбакам получить большую мобильность, преодолевая значительные расстояния по воде. Однако с покупкой плавсредства возникает закономерный вопрос: какому электрическому двигателю отдать предпочтение? Разобраться в том, какие преимущества имеет лодочный электромотор и когда уместна его установка, поможет эта статья. В ней рассмотрены ключевые вопросы:

Плюсы и минусы электрического двигателя

Лодочный электромотор стал полноценной заменой бензиновому ДВС. Благодаря его многочисленным преимуществам, все большее количество покупателей выбирают движки на электрической тяге. Среди их основных плюсов можно отметить:

• Универсальное применение. Подходят для оснащения и легких ПВХ лодок, и крупных катеров.
• Минимальный уровень шума. Дизельные устройства (в отличие от лодочных эл. моторов) могут сорвать рыбалку, распугав всю рыбу. Электромотор работает практически бесшумно, что высоко ценится среди рыбаков, охотников и любителей спокойного отдыха на воде.
• Плавная тяга. Электродвигатели выдают стабильное количество оборотов на разных рабочих режимах, за счет чего обеспечивается плавное движение лодки на любых скоростях.
• Малый вес. Благодаря легкости лодочного электромотора достигается сразу несколько преимуществ. Во‑первых, не ухудшается маневренность плавсредства. Во‑вторых, не затрудняется его транспортировка. В‑третьих, упрощается установка подвесного мотора на лодку — процедура занимает минимум времени.
• Надежная и бесперебойная эксплуатация. Лодочный электромотор обладает достаточно простой конструкцией с минимальным числом подвижных деталей. В результате снижается его механический износ, увеличивается срок службы изделия.
• Экологичность. Электромотор не выделяет выхлопные газы, он безопасен для окружающей среды. Поэтому на некоторых охраняемых природных объектах разрешено передвижение исключительно на лодках с электрической тягой.
• Доступная цена. Одно из ключевых преимуществ лодочного электромотора — невысокая стоимость. Многие производители предлагают недорогие модели, что позволяет приобрести движок без ущерба для бюджета.

Несмотря на массу плюсов, у электродвигателей все‑таки есть некоторые недостатки, и один из них связан с неудобством использования аккумуляторной батареи (АБ). Она снижает автономность плавсредства: редко когда заряда хватает более чем на 5 часов непрерывной работы. Кроме того, лодочный электромотор нуждается в приобретении специальной тяговой АБ: автомобильный аккумулятор не подходит, поскольку не способен поддерживать постоянное напряжение.

Среди других минусов электрических движков — относительно невысокая скорость хода. Она зависит от течения, массы лодки, ее загруженности, но в среднем достигает 8–10 км/ч.

Конструкция электромотора для лодки

Устройство электромотора достаточно простое. Большинство современных моделей состоит из двух основных частей: электросхемы, с помощью которой осуществляется управление, и непосредственно самого движка.

Электрическая схема совмещается с румпелем и располагается в верхней части агрегата. На бюджетных моделях румпель оснащается телескопической трубкой, позволяющей контролировать режим работы двигателя. В дорогостоящих изделиях реализовано ножное педальное управление, а наиболее мощные движки управляются посредством дистанционного пульта.

Сам электромотор устанавливается в нижней части под водой. Главная его особенность — соединение вала гребного винта с валом ротора. В результате сокращается количество передаточных деталей и максимально упрощается конструкция движка. Электромотор становится надежнее и долговечнее, уменьшается износ даже на высоких оборотах. Винт соединяется с управляющей схемой при помощи гибкой штанги и запускается нажатием тумблера.

Глубина погружения лопастей контролируется струбциной, что удобно при движении по мелководью или сильно заросшим водоемам.

Принцип работы лодочного мотора

Лодочный электромотор преобразует электроэнергию, подаваемую с аккумуляторной батареи, в движение винта. Происходит это за счет взаимодействия проводника с магнитным полем. Ток подается на обмотку статора, в результате чего возникает магнитное поле, приводящее в движение ротор. Он соединяется с винтом, благодаря чему при вращении ротора начинают работать лопасти и лодка начинает движение.

Электромотор поддерживает несколько рабочих режимов. Их количество зависит от производителя, сложности и стоимости модели. Обычно реализуется 4–5 передних передачи, и 2–3 реверсивных.

Особенности выбора электродвигателя

Выбирая лодочный электромотор, необходимо правильно рассчитать его производительность. Рекомендуется опираться на значения, предоставленные изготовителем плавсредства: в инструкции к лодке обычно указано, с мотором какой мощности она совместима. Обратите внимание: при фактическом использовании суден часто выясняется, что при максимальной загрузке они не способны идти на высокой скорости — создается риск попадания воды внутрь. Поэтому можно приобрести менее мощный, чем указано в техническом паспорте ПВХ лодки, электромотор.

Расчет производится по простой формуле: суммируется масса плавсредства и груза (включая вес людей) и полученное значение делится на коэффициент. Он равен 25 при низкой килеватости (степени погружения судна в воду) и 30 — при высокой. Например, для ПВХ конструкции с высокой килеватостью и весом в 30 кг, с двумя пассажирами общим весом в 140 кг и с багажом 55 кг, формула приобретет следующий вид: (30+140+55)/30 = 7,5 л. с. Полученное значение в 7,5л. с. описывает оптимальную мощность электродвижка для лодки.

Однако следует помнить, что подобные расчеты условны. Чтобы выбранный лодочный электромотор обеспечивал плавное движение плавсредства, необходимо не только ответственно подойти к выбору агрегата, но и соблюдать элементарную технику безопасности:

• Не допускать максимальной загрузки лодки (рекомендуется оставлять запас в 10–15% от значения, прописанного в техпаспорте).
• Равномерно распределять снаряжение на борту: в противном случае не избежать крена, что чревато попаданием воды при появлении волн.
• Учитывать погодные условия: сильный ветер, волнение поверхности существенно влияют на скорость движения.

Опытные владельцы суден рекомендуют прибавлять к полученному значению мощности движка еще 10% — для компенсации возможных неблагоприятных метеоусловий.

Обзор существующих предложений

На российском рынке представлено множество производителей электромоторов, и покупателю не всегда легко понять, какой фабрике и модели отдать предпочтение. Долгое время специалисты рекомендовали приобретать европейскую технику — при схожих рабочих параметрах она была надежнее и долговечнее, хотя и на порядок дороже. Но в настоящее время появились отечественные силовые агрегаты, составляющие достойную конкуренцию европейским электродвижкам, и при этом отличающиеся доступной стоимостью.

Чтобы подобрать лодочный электромотор, важно также учитывать условия его эксплуатации. Многие устройства рассчитаны на работу только в пресной воде. Если же вы планируете выходить в морские бухты или прогуливаться по соленым озерам, то стоит обратить внимание на то, чтобы в паспорте приобретаемого агрегата было отдельно оговорено, что он адаптирован для работы в соленой воде. Морская вода значительно ускоряет коррозию — если электромотор не имеет дополнительной защиты, его металлические части быстро покроет ржавчина, и он выйдет из строя.

Что касается максимальной скорости, которую позволяет развить электромотор, то здесь практически все производители предлагают схожие параметры: от 5 до 8 км/ч. При этом способы переключения передач могут отличаться. На бюджетных моделях поддерживается румпельное управление, но более удобным считается ножное, устанавливаемое на более дорогостоящих электромоторах. Оно оставляет руки свободными и позволяет быстро реагировать на меняющиеся условия движения.

Другими важными параметрами, на которые следует обратить внимание, подбирая лодочный электромотор, являются:

• Вес движка. Чем он меньше — тем удобнее устанавливать и транспортировать технику. Обычно для электрических моделей масса не превышает 12 кг, хотя могут быть исключения.
• Характеристики энергопотребления. Чем экономичнее расходуется заряд АБ, тем большее расстояние сможет пройти лодка и тем реже понадобится восстанавливать аккумулятор. Изготовители постоянно стараются усовершенствовать этот показатель, но пока даже емкой батареи хватает не более чем на 5 часов движения плавсредства.
• Гарантийный срок. Чем больше срок гарантии, тем надежнее движок.

Дополнительно техника может отличаться друг от друга уровнем шума, особенностями монтажа, наличием светодиодной индикации заряда батареи.

Цены на лодочный электромотор

Выбирая электромоторы для лодок, большинство покупателей обращает внимание на их ценовую категорию. Двигатели на электрической тяге относятся к недорогим моделям (в сравнении с бензиновыми силовыми агрегатами), что является их важным преимуществом. Например, бюджетная техника стоит в районе 5–9 тысяч рублей.

Лодочный мотор доступной ценовой категории отличается следующими параметрами:

• небольшой вес;
• тяга порядка 14–15 кг;
• румпельная система управления;
• ручная система управления.

При этом дополнительные возможности лодочного электромотора могут быть ограничены — например, может отсутствовать светодиодная индикация заряда аккумулятора.

Такой вариант оптимален для комплектации легкой маломестной ПВХ лодки. Несмотря на небольшую мощность, компактные электромоторы обладают рядом важных преимуществ. Они минимально расходуют заряд АБ, следовательно, его хватает на большее количество часов работы. К тому же такие лодочные электродвигатели отличаются малым весом (около 5 кг) — с ними удобно работать, их легко транспортировать и устанавливать. Но при этом владельцу плавсредства придется столкнуться с некоторыми ограничениями: даже при минимальной загруженности лодка не будет развивать скорость более 5–7 км/ч.

Электромотор средней ценовой категории (от 10 до 20 тысяч рублей) имеет расширенные возможности. Во‑первых, это касается большей развиваемой скорости и лучшей тяги, часто поддерживается плавное, а не дискретное переключение скоростей, что в целом отражается на комфортности отдыха на воде. Во‑вторых, часто в подобных изделиях реализовано ножное или комбинированное управление судном. При троллинговой рыбалке на небольших скоростях это особенно удобно — у рыбака остаются свободными руки, что упрощает манипуляции со снастями.

Третье преимущество, которыми обладают электромоторы из средней ценовой категории — улучшенное качество сборки. При производстве движка используются высокопрочные сплавы, устойчивые к коррозии, и облегченные композитные материалы, рассчитанные на долгий срок службы в любых условиях.

Лодочный электромотор из дорогого ценового сегмента стоит от 20 тысяч рублей и выше. Из‑за высокой производительности такие конструкции устанавливаются уже не на ПВХ лодки, а на крупные катеры. Они мощные и тяжелые, с большой тягой и значительным расходом электроэнергии. Кроме того, в таких электромоторах для лодки обычно реализованы многочисленные дополнительные функции. Например, они могут поддерживать курс в автоматическом режиме («автопилот»). Лодочные движки управляются с помощью дистанционного пульта, часто имеют встроенные сонары и эхолоты, что особенно ценится любителями глубоководной рыбалки.

Выбор аккумулятора для электродвигателя

Время работы лодочных электрических движков напрямую зависит от выбранной аккумуляторной батареи. Чем мощнее электромотор, тем больший заряд он расходует. Следовательно, АБ разряжается быстрее и чаще требует подзарядки. Сокращается время отдыха на воде, к тому же не всегда есть возможность восстановить заряд в «полевых условиях». Поэтому выбирая лодочный электромотор, многие специалисты рекомендуют одновременно подобрать и хороший аккумулятор, учитывая некоторые моменты:

• Тип АБ. Используются либо гелевые, либо свинцово‑кислотные тяговые аккумуляторы. Первый тип удобнее в работе: он меньше, лучше держит заряд, более емкий. Однако при всех преимуществах у него есть существенный недостаток — высокая стоимость. Поэтому чаще приобретаются свинцово‑кислотные АБ.
• Емкость. Чем она выше, тем большее количество часов непрерывной работы обеспечивает устройство. Необходимо учесть, что со временем емкость батареи сокращается, а при неправильной эксплуатации этот показатель страдает первым.
• Срок службы. Определяется циклами полной разрядки/подзарядки. Надежная модель выдерживает до 500 циклов, после чего требуется ее замена. Обычно этого хватает на 4–5 лет активного использования.

Если вы хотите, чтобы лодочный электромотор работал как можно дольше от одного аккумулятора, рекомендуется соблюдать несколько правил. Например, не включать максимальную передачу и не допускать полной разрядки АБ. В таком случае можно рассчитывать на 5 часов непрерывной работы двигателя.

Установка лодочного электродвижка

Простой монтаж — одно из преимуществ лодочных силовых агрегатов на электрической тяге. За счет небольшого веса и продуманной конструкции, установка электромотора занимает несколько минут. Допускается несколько вариантов крепления мотора:

• на транец;
• поверх уже используемого двигателя (если лодочный электромотор используется в качестве дополнительной тяги);
• на нос.

Не каждая модель поддерживает все варианты установки — часто имеется предпочтительная схема крепления. Поэтому рекомендуется придерживаться варианта, описанного в техническом паспорте устройства.

Рекомендации по использованию электромотора

После того как лодочный электромотор куплен и установлен, срок его службы и удобство использования во многом зависят от соблюдения простых правил эксплуатации. Специалисты советуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Мягко переключайте передачи. Особенно это важно для бюджетных моделей, не оснащенных плавным переключением скоростей. В результате удастся избежать ударной нагрузки на двигатель, а лодка будет набирать ход плавно. К тому же продлится срок службы аккумулятора: тяговые АБ плохо переносят скачки напряжения.
• Равномерно распределяйте груз на борту. Так вы не только избежите крена, но и снизите нагрузку на лодочный электромотор, добьетесь развития большей скорости.
• Следите за глубиной погружения винта. Если водоем сильно зарос или есть риск наткнуться на сети — поднимите штангу повыше. Запутавшиеся лопасти приводят к моментальному выходу электромотора из строя.
• Большую часть пути проходите на третьей скорости. Для многих моделей она наиболее экономна: обеспечивает хорошую тягу, практически не расходуя заряд.

Подобрать современные лодочные эл. моторы и получить консультацию опытных специалистов можно в интернет‑магазине «Лодки Поволжья». Мы предлагаем продукцию надежных производителей по доступным ценам.

Полный КПД лодки с двигателем внутреннего сгорания около 15%. Это значит, что 85% энергии, заключенной топливе теряется впустую. Одна треть потерь приходится на трение в подшипниках и редукторе, остальное — потери на винте.

Плотность энергии различных источников. У литиевых аккумуляторных батарей она почти в сто раз меньше, чем у бензина или дизельного топлива. Источник: компания Torqeedo

Для судна с электромотором неэффективная работа силовой установки – непозволительная роскошь. Ведь единственный источник энергии на борту аккумуляторная батарея, плотность энергии которой в несколько раз меньше чем у бензина или дизельного топлива.

Плотность связывает количество хранимой энергии с размерами хранилища. Чем меньше плотность, тем больше места занимает источник энергии. Поскольку пространство, отводимое под аккумуляторные батареи ограничено, то добиться запаса хода в несколько десятков километров, можно, если свести потери к минимуму.

Сопротивление судна

Лодочный электромотор преобразует запасенную в аккумуляторной батарее энергию в механическую энергию вращения винта и расходует ее на преодоление силы, действующей в противоположном движению направлении. Сопротивление, возникающее из-за действия этой силы, зависит от скорости, водоизмещения и формы корпуса судна и складывается из сопротивления трения, остаточного и аэродинамического сопротивлений.

Сопротивление трения зависит от размера подводной части корпуса и от коэффициента трения. Во время движения сопротивление трения изменяется пропорционально квадрату скорости судна и возрастает при загрязнении корпуса.

Остаточное сопротивление состоит из волнового и вихревого сопротивлений. Волновое сопротивление характеризует энергию, расходуемую на образование волн во время движения, а вихревое – потери из-за перемешивания слоев воды, обтекающих судно. Волновое сопротивление быстро растет с увеличением скорости, поэтому для судна существует предел после которого дополнительная мощность не повышает скорость, а целиком идет на образование волн, создающих впечатление быстрого движения.

В спокойную погоду сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости судна и площади поперечного сечения над ватерлинией. Оно составляет около 2% от общего сопротивления и в некоторых случаях его не учитывают.

Чем меньше полное сопротивление, тем меньше мощность, которая требуется для движения с заданной скоростью, больше запас хода и время работы от аккумуляторов

Общее сопротивление возрастает из-за волн, ветра и течения и увеличивается на 50-100% от сопротивления в тихую погоду.

Мощность электромотора

Если известны зависимость полного сопротивления лодки от скорости и общий КПД силовой установки, то можно вычислить мощность электромотора для движения с заданной скоростью. Для этого по сопротивлению корпуса определяют эффективную мощность, и разделив ее на общий КПД получают мощность лодочного электромотора.

При полном КПД лодочного электромотора 50% (такая эффективность у электромоторов Torqeedo) катеру с длиной ватерлинии 21 фут для движения со скоростью 5 миль в час достаточно двигателя мощностью 1,6 кВт.

Если данных о сопротивлении корпуса на различных скоростях нет, приближенное значение сопротивления вычисляют по формулам, выведенным в результате испытаний судов различного класса.

Скорость лодки с электромотором

Большинство лодок с электромотором двигаются в водоизмещающем режиме. При этом типе движения на носу и на корме возникают волны, расходящиеся по диагонали от корпуса и волны, идущие вдоль него от носа к корме. Расстояние между гребнями двух соседних волн зависит от скорости и растет вместе с ней.

График изменения коэффициента волнового сопротивления судна в зависимости от относительной скорости. Чем больше скорость, тем выше сопротивление и больше потребляемая электромотором мощность.

После того как относительная скорость (отношении скорости к длине ватерлинии) достигает 0,4, длина волны сравнивается с длиной ватерлинии. Под лодкой остается всего два волновых гребня один из которых расположен на носу, а другой на корме. Скорость лодки в таком состоянии — максимальная скорость экономичного движения в водоизмещающем режиме.

Если двигатель обладает достаточной мощностью скорость можно увеличить. В этом случае гребень второй волны уйдет за корму и останется позади, нос лодки поднимется выше на передней волне, а корма окажется во впадине. Длина волны превысит длину лодки, сопротивление воды увеличится и для движения потребуется дополнительная мощность.

Зависимость эффективной мощности от скорости. При скорости 5 миль в час , эффективная мощность 800 Вт (чуть более 1 л.с.). С ростом скорости требуемая мощность возрастает, значит увеличивается ток, потребляемый электромотором и сокращается время работы от аккумуляторов

Катеру с длиной ватерлинии 21 фут достаточно 1 л.с. (746 Вт) чтобы двигаться со скоростью 5 миль в час. При скорости 6 миль в час эффективная мощность возрастает в два раза и растет с увеличением скорости, поэтому оптимальная экономичная скорость в водоизмещающем режиме — 75% от максимальной.

Мощность пропорциональна третьей степени скорости. Это значит, что если на скорости 5 миль в час уменьшить скорость на 5% (на 0,25 миль в час), потребляемая мощность уменьшится на 14%, а запас хода возрастет на 16%.

Запас хода и размер аккумулятора

Типичный 12 В свинцово-кислотный аккумулятор глубокого разряда (аккумулятор Trojan SCS225) обладает емкостью 105 Ач при пятичасовом разряде и емкостью 135 Ач при двадцатичасовом. Вес такого аккумулятора 30 кг, а удельная емкость 12 х 105/30 = 42 втч/кг при разряде в течении 5 часов и 54 втч/кг при разряде в течении 20 часов. Зная характеристики аккумуляторов определим количество батарей для движения на лодке, сопротивление корпуса которой представлено на графике. При этом предполагаем, что скорость движения составит 3-5 миль в час, полный КПД электромотора 50%.

Поскольку даже самые хорошие свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы для электромоторов не рекомендуется разряжать более 80% емкости, увеличим вес батареи на 25%.

Если запас хода 30-40 миль больше чем требуется, размер аккумуляторной батареи можно уменьшить. Повышение скорости так же сократит запас хода.

Задайте вопрос,

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