Кіріспе
Қайықтар үшін автономды қозғалтақыш жүйесі
Сыртқы мотор – қайықтарды қоздыратын жүйе, ол қозғалтқыш, беріліс қорабы және винт немесе реактивті жетектерден тұратын және қайықтың корпусына бекітілуге арналған автономды құрылғы. Олар шағын су кемелерін қоздырудың ең көп таралған моторлы тәсілі болып табылады. Қозғалтумен қатар, сыртқы моторлар бағыттауды қамтамасыз етеді, өйткені олар бекіткіштері бойынша бұрылып, содан кейін итеру бағытын басқарады. Скег қозғалтқыш жұмыс істемеген кезде де руль ретінде қызмет етеді. Ішкі моторлардан айырмашылығы, сыртқы моторларды сақтау немесе жөндеу үшін оңай алып тастауға болады. Сыртқы мотордың түбіне соғылуын болдырмау үшін, моторды электрондық немесе қолмен жоғарылатылған қалпына көтеруге болады. Бұл моторды және винтті зақымдауы мүмкін қалдықтар бар, сайып келгенде, ағыс су арқылы өтетін кезде көмектеседі. Егер поршеньдерді көтеруге немесе түсіруге қажетті электрмотор істен шықса, әрбір сыртқы мотор қолмен поршеньді босату құрылғысымен жабдықталған, ол операторға моторды ең төменгі жағдайға түсіруге мүмкіндік береді.
Үлкен кеме сыртындағы кемелер
Үлкен аутбордтар тұтқалар арқылы айдауылға бекітіледі және рульмен немесе тікелей тұтқамен басқарылады. Әдетте, 100 ат күшінен жоғары моторлар рульдегі басқару құралдарымен байланыстырылады. Олар 2, 3 және 4 цилиндрлі модельдерден бастап, ұзындығы 17 футқа (5 м) дейінгі корпустарға қолайлы, сондай-ақ күшті V6 және V8 цилиндрлік блоктарға дейін, 37 фут (11 м) немесе одан ұзын қайықтарда қолдануға жеткілікті қуатқа ие.
Электрмен жұмыс істейтін
Электрлік борт сыртындағы моторлар – қайықтарды қозғалысқа келтіретін жеке құрылғылар, оларды алғаш рет 1973 жылы Ray Electric Outboards компаниясының Мортон Рей ойлап тапқан. Бұларды негізгі қуат көзі ретінде есептелмеген троллингтік моторлармен шатастыруға болмайды. Көптеген электрлік борт сыртындағы моторларда 0,5 – 4 киловатт тұрақты ток (DC) электр моторлары қолданылады, олар 12 – 60 вольт DC кернеуде жұмыс істейді. Жақында жасалған борт сыртындағы моторлар қуат бөліміндегі айнымалы ток (AC) немесе тұрақты ток электр моторымен жабдықталған, бұл дәстүрлі бензиндік қозғалтқыш сияқты жұмыс істейді. Мұндай конструкцияда мотор 10 кВт немесе одан да көп қуатты бере алады және 15 ат күші (HP) немесе одан да көп қуатты бензиндік қозғалтқыштың орнына қолданылуы мүмкін. Индукциялық немесе асинхронды мотордың артықшылығы – қуатты электр магниттік индукция арқылы роторға беруге болады. Мұндай моторлар тұрақты магниттерді пайдаланбайтындықтан, оларға аз күтім қажет, сонымен қатар төменгі винт айналу жылдамдықтарында жоғары серпімділікке ие.
Құбырлар
Көптеген сыртқы моторларда сорғылы-реактивті жылғақтама опция ретінде қол жетімді. Ашық пернеге қарағанда тиімділігі төмен болғанымен, олар өте шалқая суларда жұмыс істеу қабілеті маңызды жағдайларда ерекше пайдалы. Сонымен қатар, олар ашық перненің кесу қаупін болдырмайды.
Пропан
Пропанмен жұмыс істейтін сыртқы моторларды бірнеше өндіруші ұсынады. Бұл өнімдердің бірнеше артықшылықтары бар, мысалы, шығарындылардың аздығы, этанолға байланысты проблемалардың болмауы және жүйе қысымдалғаннан кейін тұншығу қажеттілігінің жоқтығы. Popular Mechanics және басқа да қайық туралы басылымдар Lehr компаниясын пропанмен жұмыс істейтін сыртқы моторды нарыққа шығарған алғашқы өндіруші деп санайды.
Тарих және дамуы
Бірінші белгілі сыртқы мотор – бұл Гюстав Труве 1870 жылдары жасаған 5 килограммдық шағын электрлік құрылғы, ол 1880 жылдың мамырында патенттелген (патент № 136,560). Кейіннен, 1896 жылы American Motors Co компаниясы шамамен 25 бензинмен жұмыс істейтін сыртқы мотор шығарған болуы мүмкін. Ол 1903 жылдан бастап Мичиган штатындағы Грос-Иль аралында жетілдірілді, ал 1905 жылы патентке өтініш берілді. 1906 жылдан бастап компания мыңдаған "Порто Мотор" құрылғыларын жасап, 1914 жылға қарай 25 000 дана сатқанын мәлімдеді. Детройттегі Caille Motor Company фирмасы цилиндрлер мен қозғалтқыштар жасауда маңызды рөл атқарды. Ең сәтті ерте сыртқы мотор. Тарихи тұрғыдан алғанда, сыртқы моторлардың көпшілігі дизайнының қарапайымдылығы, сенімділігі, төмен құны және жеңіл салмағы себепті карбюратормен жабдықталған екі тактілі қозғалтқыштар болды. Кемшіліктеріне жоғары мөлшердегі жанылмаған бензин мен майдың түтінмен бірге шығуынан туындаған қоршаған ортаның ластануы және жоғары шу деңгейі жатады.
Төрт соққылы қосалқы машиналар
1920 жылдардың соңынан бері төрт тактілі аутборттар сатылып келсе де, әсіресе Roness және Sharland, 1962 жылы Homelite төрт цилиндрлі Crosley автомобиль қозғалтқышы негізінде коммерциялық тұрғыдан тиімді төрт тактілі аутборт қозғалтқышын ұсынды. Бұл "Bearcat" деп аталды, ал кейіннен "Boston Whaler" қайықтарын жасаушы Fischer Pierce компаниясы екі тактілі қозғалтқыштарға қарағанда артықшылықтары болғандықтан, оны өз қайықтарында пайдалану үшін сатып алды. 1964 жылы Honda Motor Co. өзінің алғашқы төрт тактілі күш блогын (powerhead) ұсынды. 1984 жылы Yamaha компаниясы өзінің алғашқы төрт тактілі күш блогын шығарды. Бұл қозғалтқыштар тек төмен қуат диапазонында ғана қол жетімді болды. 1990 жылы Honda 35 ат күші және 45 ат күші төрт тактілі модельдерін шығарды. Олар 1990 жылдар бойы төрт тактілі қозғалтқыштарды дамытуда көшбасшылық етті, себебі АҚШ және Еуропаның CARB (California Air Resources Board) сияқты қаушау газдарының эмиссиясы регламенттері төрт тактілі аутборттардың кең таралуына әкелді. Бастапқыда, Mercury және OMC сияқты Солтүстік Америкалық өндірушілер өздерінің төрт тактілі қозғалтқыштарын жасауға мүмкіндік алғанша, Yamaha және Suzuki сияқты жапондық өндірушілердің қозғалтқыш технологиясын пайдаланды. Төрт тактілі қозғалтқыштардың негізгі артықшылықтары: төменгі ластану (әсіресе суда майдың болуы), шудың азаюы, отынның үнемделуі және қозғалтқыштың төмен айналымдарында жоғары тартымдылық. Honda Marine Group, Mercury Marine, Mercury Racing, Nissan Marine, Suzuki Marine, Tohatsu Outboards, Yamaha Marine және China Oshen Hyfong marine компаниялары жаңа төрт тактілі қозғалтқыштарды әзірледі. Олардың кейбіреулерінде карбюраторлар бар, әдетте кіші қозғалтқыштарда. Ал қалғандары электронды отын инжекциясымен жабдықталған. Өндірушіге байланысты, жаңа қозғалтқыштар цилиндрге бірнеше клапан, айнымалы тізбек уақыты (Honda's VTEC), төменгі айналымдарда жоғары тартымдылық (Honda's BLAST), үш жолды салқындату жүйелері және жабық циклды отын инжекциясы сияқты жетілдірілген технологиялардан пайдаланады. Mercury Verado төрт тактілі қозғалтқыштары суперчарджермен жабдықталғандығымен ерекшеленеді. Mercury Marine, Mercury Racing, Tohatsu, Yamaha Marine, Nissan және Evinrude компаниялары компьютерлік басқарумен тікелей инжекцияланатын екі тактілі қозғалтқыштарды әзірледі. Әр брендтің DI әдісі әртүрлі. Тікелей инжекцияланған және төрт тактілі аутборттардағы отын экономиясы дәстүрлі екі тактілі қозғалтқыштармен салыстырғанда 10 пайыздан 80 пайызға дейін жақсарады. Дегенмен, екі және төрт тактілі аутборттардың отын экономиясы арасындағы айырмашылық азаюда. Екі тактілі қозғалтқыш өндірушілері жақында екі тактілі отын экономиясын жақсартуға көмектесетін технологияларды енгізді.
СЖҚ-ның сыртқы құрылғылары
2012 жылы Lehr Inc. модификацияланған қытай бензиндік қозғалтқыштарға негізделген, пропан газымен жұмыс істейтін шағын (<5 а.к.) сыртқы қозғалтқыштарды ұсынды. Тохатсу қазіргі уақытта барлық 5 а.к. қуатындағы пропанмен жұмыс істейтін модельдерді де шығарады. Ірі сыртқы қозғалтқыштарды сұйытылған мұнай газына (LPG) ауыстыру сирек кездесетін және ерекше жағдай саналады, бірақ кейбір хоббистер эксперименттерін жалғастыруда.
Сыртқы моторды таңдау
Қуат және вал ұзындығы тұрғысынан корпустың өнімділігіне сай келетін қозғалтқышты таңдау маңызды.
Қуат талаптары
Қатты қуаттылық – қауіпті жағдай, ол кеменің корпусының жылдамдығы қалған бөлігінен асып кетуіне әкелуі мүмкін, ал жеткіліксіз қуаттылық көбінесе қайықтың жоспарланған мақсатына сәйкес жұмыс істеуге қабілетсіз болуына соқтырады. АҚШ-та салынған қайықтарда Жағалау күзетінің рейтингтік тақталары болады, олар корпустар үшін ұсынылатын максималды қозғалтқыш қуатын көрсетеді. Максималды қуаттың 75% -ынан кем қуатты қозғалтқыш, әдетте, қанағаттанарлықсыз өнімділікке алып келеді. Ұлыбританияда қайықтардың корпусында максималды қозғалтқыш қуаты, вал ұзындығы, максималды қозғалтқыш салмағы және максималды адам саны немесе жүктемесі көрсетілген CE тақталары орналасқан.
Оқпанның ұзындығы
Сыртқы мотордың осінің ұзындығы 15, 20 және 25 дюймдік (соответственно, сантиметрлік) трансомдарға сәйкес стандартталған. Егер ось тым ұзын болса, ол қажеттіден артық суға еніп, қарсылық тудырады, бұл өнімділікті және отынның үнемді пайдалануын нашарлатады. Егер ось тым қысқа болса, мотор желдетуге осал болады. Одан да жаманы, егер мотордың төменгі бөлігіндегі су қабылдау тесіктері жеткілікті түрде суға батпаса, қозғалтқыш қызып кетуі мүмкін, бұл ауыр зақымға әкелуі мүмкін.
Жалпы өлшемдері
Әр түрлі сыртқы мотор брендтері әртүрлі трансом өлшемдері мен мөлшерлерін қажет етеді. Бұл өнімділікке және орнатуға әсер етеді. Сыртқы бренд Модель Трансом бұрышы Максималды трансом қалыңдығы Трансом-бұрылысқа дейінгі арақашықтық Yamaha F350 12° 712 мм Yamaha F300 12° 712 мм EVINRUDE DE 300 14° 68.58 мм EVINRUDE G2 300 HP 14° SUZUKI DF 300 AP 14° 81 мм MERCURY 300 HP 14° LEHR 5.0HP 14° LEHR 2.5HP 14°
Қозғалтқышты орнату биіктігі
Трансомдағы мотор биіктігі оптималды өнімділікке жету үшін маңызды фактор болып табылады. Моторды суды желдетпей және су қысымын жоғалтпай, мүмкіндігінше жоғары орнату керек. Бұл кеме қозғалғандағы гидродинамикалық кедергінің әсерін азайтып, жоғары жылдамдыққа мүмкіндік береді. Әдетте, антивентиляциялық пластина мотор бейтарап күйде тұрғанда келінің биіктігімен бірдей немесе одан екі дюймға дейін жоғары болуы тиіс.
Қалқыңыз
Trim – төменде көрсетілгендей, мотордың корпусына қатысты бұрышы. Қайық суға батып кетпей, корпусының көп бөлігі су бетінде қалуын қамтамасыз ететін бұрыш – идеалды trim болып табылады. Егер мотор тым көп көтерілсе, қайықтың алғы бөлігі тым жоғары көтеріледі. Ал trim жеткіліксіз болса, қайықтың алғы бөлігі тым төмен болады. Оптималдық орнату жылдамдық, корпус дизайны, салмақ пен тепе-теңдік, сондай-ақ судағы жағдайларға (жел және толқындар) байланысты өзгереді. Көптеген үлкен моторлар электрлік trim жүйесімен жабдықталған, ол монтаждау кронштейніндегі электрмотор және рульдегі ауыстырғыш арқылы операторға жылдамдық кезінде trim бұрышын реттеуге мүмкіндік береді. Мұндай жағдайда, моторды іске қосу үшін толығымен төмендетіп, қайық жылдамдық алған сайын (тахометрді қадағалап) көтеріп, желдету басталмас бұрын немесе одан әрі көтеру қозғалтқыштың айналу жиілігін арттырса да, жылдамдық өспейтін нүктеге дейін реттеу керек. Электрлік trim жүйесі жоқ моторлар "топпер tilt lock" деп аталатын штифт арқылы қолмен реттеледі.
Желдету
Желдету – бұл беттік ауаның немесе (қозғалтқыштар құбыр арқылы газ шығаратын болса) айналмалы винт қанаттарына сорылуымен туындайтын құбылыс. Пропеллер көбінесе судың орнына ауаны итеруге тырысқанда, қозғалтқышқа түсетін жүктеме күрт төмендейді, нәтижесінде қозғалтқыш айналу жылдамдығы артып, пропеллер кавитацияға дейін жетеді, осы кезде итеру күші минималды болады. Бұл жағдай, пропеллердің айналуы азайғанда және ауа көпіршіктері бетке көтерілгенше жалғасады. Желдетудің басты себептері: қозғалтқыштың тым биік орнатылуы, қозғалтқыштың шамадан тыс көтерілуі, желдеткіштің алдын алу тақтасының зақымдануы, пропеллердің зақымдануы, диффузор сақинасына сыртқы дененің кіріп кетуі.
Қауіпсіздік
Егер рульші суға түсіп кетсе, қайық қуатты күйінде бірақ басқарылмай қалуы мүмкін, бұл рульшінің және суда жүрген басқа адамдардың қауырсынына немесе өліміне әкелуі мүмкін. Қауіпсіздік шарасы – қайыққа және рульшіге бекітілген "тоқтату арқаны", рульші суға түсіп кеткен жағдайда қозғалтқышты тоқтатады.
Салқындату жүйесі
Барлық дәуірлердегі сыртқы моторларды суытудың ең көп таралған түрі – су сызығының астынан суды сорып, қозғалтқышқа жеткізу үшін резеңке қанатты сорғыны пайдалану. Бұл конструкция негізінен тиімділігі мен қарапайымдылығына байланысты стандарт болып қалып келді. Бұл жүйенің бір кемшілігі – егер қанатты сорғы ұзақ уақыт бойы құрғақ жұмыс істесе (мысалы, қайықты судан шығарып жатқанда қозғалтқышты іске қосып қою немесе кейбір жағдайларда қозғалтқышты судан көтеріп тұрғанда), онда ол зардап шегуі мүмкін.
Ауамен салқындатылған кеме сыртындағы аппараттар
Қазіргі уақытта кейбір өндірушілер ауамен салқындатылатын сыртқы қозғалтқыштарды шығарады. Мұндайлар көбінесе 100 ат күшінен кем қуатты шағын қозғалтқыштар болады. Briggs & Stratton компаниясының шығарған сыртқы қозғалтқыштары ауамен салқындатылады.
Жабық циклмен салқындату
Seven Marine компаниясы жасаған сыртқы моторлар жабық циклды суыту жүйесімен және жылу алмастырғышымен жабдықталған. Бұл, көптеген сыртқы моторлардағыдай, тұзды су тікелей қозғалтқыш блогынан өтпейді, ал қозғалтқыш салқындатқышы мен сыртқы су жылу алмастырғышының қарама-қарсы жақтары арқылы айдалынады.
Қозғалтқыштың тұрақсыздығы
Егер сыртқы қозғалтқышқа қажетті жабдықтар түспесе, ол тоқтауы мүмкін. Тоқтауға себеп болатын жиі кездесетін мәселелер – электрлік ақаулар, нашар сапалы жанармай немесе бітелген жанармай сүзгісі. Басқа да мәселелер зақымдалған карбюратор майы алмастырғышымен байланысты болуы мүмкін.
Ұзын құйрықты қайықтарда қолдану
Вьетнамда және Оңтүстік-Шығыс Азияның басқа аймақтарында ұзын құйрықты қайықтар, пропеллерін мотордың қалған бөлігінен қашыққа созу үшін өзгертілген сыртқы моторларды пайдаланады. Вьетнамда осы моторларды máy đuôi tôm (шаян құйрығы мотор) деп атайды – бұл ауа немесе сумен салқындатылатын бензин, дизель немесе тіпті өзгертілген автомобиль қозғалтқыштары, олар дәнекерленген болат құбыршаға орнатылған, ал одан 3 метрге дейін созылатын тағы бір болат құбырша, конвенциялық винтті айналдыратын ұзын жетек осын ұстайды. Моторды ұстайтын раманың астында шамамен 15 см ұзындығындағы қысқа, бұрылатын болат штыршық немесе құбырша бар, оны қайықтың корпусындағы арнайы тесікке немесе сонда орнатылған қатты ағаш блокқа енгізеді. Бұл конструкция моторды басқа қайыққа немесе сақтауға өте жылдам ауыстыруға мүмкіндік береді – оны тек көтеріп алу керек. Бұрылу дизайны операторға моторды дерлік барлық бағытта бұруға мүмкіндік береді: бағытты өзгерту үшін бүйірге, жылдамдыққа немесе қайықтың басын көтеруге қарай итермелеу бағытын өзгерту үшін жоғары және төмен, оңай іске қосу үшін судан толық көтеру, кері бағытта жүру үшін жетек осын және винтті қайықтың жанымен алға жылжыту немесе винтті ауыстыру үшін қайық ішіне орналастыру мүмкін. Арзан алюминий винттер жиі бұзылады, әсіресе ластануға бейімді ішкі су жолдарында.