Электрический лодочный мотор: устройство, характеристики, выбор

Традиционные бензиновые и дизельные двигатели постепенно заменяются электрическими и аккумуляторными аналогами в самых разных сферах. Иногда такой переход полностью себя оправдывает, а в некоторых случаях – только по отдельным эксплуатационным параметрам. В контексте оснащения водной техники электрический лодочный мотор дает существенные преимущества в виде малошумности, более высокой маневренности и облегченной системе управления. К минусам же пользователи относят низкую производительность и, как следствие, ограниченность в применении на крупных водоемах.

Устройство электромотора

Полную конструкцию агрегата можно разделить на две части – несущую и функциональную. Первая формируется за счет штанги, к которой фиксируется транцевая струбцина. К этой же части крепится винт двигателя и регулируемый румпель. С помощью струбцины можно настраивать уровень погружения мотора в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Функциональная же часть базируется непосредственно на силовой начинке двигателя и управляющей инфраструктуры. Типовое устройство лодочного электрического мотора предусматривает наличие блока управления, реверса вращения и проводку для подключения аккумулятора. Причем реле управления сопрягается с двигателем с помощью дейдвуда, конструкция которого представляет собой ножную металлическую штангу.

Особенности лодочных электромоторов

Читайте также: Ловля в проводку с лодки

Источником питания электрического мотора является аккумулятор напряжением до 36 вольт. Они подразделяются на:

стартовые: на небольшом временном промежутке способные выдавать максимальную мощность (при длительном использовании есть вероятность выхода из строя)
тяговые, режим работы которых предусматривает даже полный разряд без ущерба для самого аккумулятора.

В электрических моторах, как правило, предусмотрено наличие 5 скоростей для движения вперед и 3-х – для заднего хода.
Простота в установке, обслуживании и ремонте.
Наличие моделей как с ручным, так и с ножным управлением.

При ручной координации регулировка скорости, направление движения и включение реверса осуществляются при воздействии на рукоять рулевого устройства (румпеля). Удобство при таком типе управлении в том, что двигатель находится всегда в рабочем состоянии, остается только задать направление движения и выбрать нужную скорость.

Ножное управление происходит при изменении усилия на педаль, что дает более быстрый и точный отклик, повышая маневренность маломерного судна. При таком несложном управлении появляется возможность воспользоваться спиннингом или другой снастью, ведь руки в этом случае остаются свободными.

За счет оригинальной формы лопастей прибрежная растительность минимально воздействует на гребной винт, чем способствует более быстрому продвижению к заданной точке маршрута.

Аккумуляторы для электромоторов

В отличие от многих электрических моторов, которые используются в других областях, лодочные агрегаты не имеют возможности сетевого питания. Поэтому остается лишь один вариант энергоснабжения – посредством аккумуляторного блока. Существуют встроенные модели батарей и переносные. Первый вариант имеет крайне ограниченные возможности для эксплуатации, поскольку у него небольшие размеры и, соответственно, скромная мощность и такая же низкая продолжительность работы на одном заряде. Поэтому чаще используются переносные модели аккумуляторов, которые тоже имеют разделение – на стартовые и тяговые. Чаще всего электрический лодочный мотор обеспечивается тяговым аккумулятором, поскольку он способен длительное время выдавать достаточный заряд. Однако и конструкционные качества элемента повышаются вместе с величиной энергетического потенциала. Достаточно сказать, что масса тяговой батареи может достигать 25-30 кг.

Плюсы электромоторов по сравнению с бензиновыми

Простота обслуживания. Не нужно готовить масляно-бензиновую смесь, бегать на заправку. Аккумулятор заряжается от обычной розетки.
Отсутствие расходов на бензин, масло, свечи. Час хода на бензиновом ПЛМ съест от полутора литров бензина, то есть 50 рублей, а на электромоторе – примерно 500-700 Вт – 3-4 рубля.
Небольшие габариты и масса. Электрический ПЛМ миниатюрен и легок — настолько, что рыбак справится с ним в одиночку. Электромоторы весят от 2-3 кг, а бензиновые со сходной тягой 7-10 кг. Перенести и закрепить электромотор не составит труда.
Бесшумность. По сравнению даже с 4-тактным ПЛМ, электромоторы намного тише. Они не распугивают рыбу и не отвлекают от красивой природы.
Не нужно техобслуживание и консервации на зиму. Перевозить электромотор в машине можно в любой позиции – из него ничего не вытечет.
Заводится в любой воде и при минусовой температуре. Тогда как бензиновый может подвести зимой.
Сравнительно невысокая цена. И само устройство, и аккумулятор с зарядным устройством могут обойтись дешевле, чем бензиновый аналог.
Высокая маневренность. С таким ПЛМ вы будете маневрировать даже в самых сложных местах, забыв про весла. У многих моделей есть реверс, который мгновенно переключает на задний ход.
Экологичность. Отсутствие выхлопного газа не загрязняет водоём.

Характеристики

Первичный расчет параметров электромотора с точки зрения оснащения лодки начинается с определения максимальной нагрузки. В начальном уровне агрегаты способны выдерживать нагрузки порядка 600-800 кг. Средний сегмент представляет модели, работающие с конструкциями массой 1000-1500 кг. Далее идут производительные установки, подходящие для лодок более 1700 кг. Как уже отмечалось, мощность не является сильной стороной электрических двигателей, но и в этом показателе имеет место разнообразие. В среднем силовой потенциал варьируется от 0,75 до 4 л. с.

При этом высокая производительность дает свои ограничения на эксплуатационные возможности техники. Например, менее распространенная мощность электрического лодочного мотора на 5-6 л. с. не позволяет выходить на режим глиссирования, а также обуславливает ограничения по выходу на мелководье. И это не говоря об утрате одного из главных преимуществ электрических движков, которое заключается в низком уровне шума. С другой стороны, маломощные агрегаты не позволят преодолевать дальние дистанции на водной глади и обеспечивать достаточную тягу для длинных лодок.

Как выбрать электромоторы для надувных лодок

Говоря о мощности мотора, следует учитывать размер имеющегося плавсредства:

лодкам длиной до 3 метров и максимальным весом 500 кг подойдут моторы с тягой 30 lbs или 0,4 л.с.;
лодкам от 3 до 4 метров и максимальным весом до 900 кг необходимы моторы не меньше 40 lbs;
для суден длиной от 4 метров и грузоподъемностью более 1000 кг нужны самые мощные электромоторы в 50 lbs и выше.

Также выбирая мотор, вы должны планировать, время его работы без подзарядки:

аккумуляторы емкостью до 75 А/ч способны питать мотор 1 день и пройти не более 12 км на 5 передачи, и 22 км на первой;
аккумуляторы имеющие объем 100 А/ч продержат судно на плаву около 2 дней и способны пройти до 26 км на первой передаче;
емкость выше 100 А/ч используется не так часто, в силу громадного веса (до 50 кг) высокой стоимости и требования специального зарядного устройства.

Виды электрических лодочных моторов

Основная классификация разделяет двигатели по признаку расположения. Наиболее распространенный тип – подвесные агрегаты, которые фиксируются на транце. Обычно крепление осуществляется посредством резьбовых элементов, обеспечивающих надежную установку и быстрый процесс демонтажа. Пользуются популярностью и навесные модификации, крепление которых осуществляется на кавитационной платформе основного мотора. Получается комбинированная конфигурация силовой установки, в которой ведущая роль все же отводится подвесным электрическим моторам. Лодочные двигатели, устанавливаемые на носу, встречаются реже. Обычно их используют в оснащении техники с жесткими корпусами. Они же самые требовательные в плане монтажных работ и техобслуживания, но и по мощности существенно превосходят те же подвесные аналоги.

В каких целях можно использовать электромотор?

Лодки с электрическими двигателями оправдываются не столько возможностями перемещения (по дальности или скорости), сколько особенностями хода. Плавное, мягкое и бесшумное движение по воде оптимально для рыбной ловли. К примеру, технику троллинга не сможет обеспечить ни один традиционный двигатель с теми же преимуществами, с которыми это сделает электромотор. Это же касается и движения по мелководью, где присутствует высокий риск распугать рыбу шумом. В этом случае подходят электрические лодочные моторы для надувных лодок из поливинилхлорида. И сам двигатель, и материал ПВХ позволят бесшумно подплыть к целевому месту. В то же время для ловли на большой глубине и в удалении от берега при нестабильной погоде электрическое силовое обеспечение водной техники просто небезопасно. На этот случай как минимум стоит обзаводиться производительными агрегатами мощностью не менее 4 л. с.

Конструктивные особенности

Состоит лодочный электромотор из:

электрической схемы управления, совмещенной, как правило, с румпелем. Последний снабжен телескопической ручкой (почти всегда), чтобы удобнее было производить настройку и контролировать без усилий все режимы. Лодочные электрические моторы в основном имеют от 4 до 5 скоростей для передвижения назад и 2-3 задних, функционирующие в реверсном режиме;
собственно двигателя, который опускается под воду. Продолжением последнего является винт, соединенный с ротором. Такая конструкция делает мотор простой конструкцией, которой не нужно большое количество передаточных деталей, подвергающихся в процессе эксплуатации износу. В данном случае может возникнуть необходимость в замене единственной детали –токосъемных щеток.

С электроникой электромотор для лодки соединяется с помощью штанги, регулируемой по глубине погружения, что дает преимущества при движении по мелководью. Есть у нее и иными достоинствами: для их изготовления применяют специальные металлы, отличающиеся гибкостью и не позволяющие приспособления при столкновении с подводными препятствиями получать значительные повреждения.

Электромоторы лодочные запускаются единоразовым нажатием тумблера, что занимает гораздо меньше времени, чем нужно для пуска топливного агрегата. Скорости переключать можно как в ручном, так и в ножном режимах. Рыбакам это важно, поскольку руки остаются свободными.

Работа электромоторов лодочных основана на функционировании реечного механизма, подсоединенного при помощи кабеля к педали, и позволяющего изменять скорость и направление движения плавсредства нажатием ноги. При этом, управлять можно, находясь в любом месте.

Некоторые компании (Minn Kota, например) пошли еще дальше, снабдив лодочный мотор беспроводным пультом управления.

Нюансы выбора

Как видно, в выборе очень многое зависит от характера эксплуатации силового агрегата. Если планируется рыбачить на небольшом расстоянии от берега, совершая сложные маневры, то подойдет маломощный электрический лодочный мотор. Как выбрать модель для техники с жестким корпусом? Этот вариант будет приближен к характеристикам бензиновых двигателей, поскольку на него выпадет большая нагрузка. В первую очередь, для таких целей стоит подбирать модели на 4-5 л. с., не менее. Далее оценивается оптимальное место установки агрегата. Желательно ориентироваться на носовой способ инсталляции, который в дальнейшем облегчит управление и повысит уровень безопасности при движении.

Не стоит игнорировать и опциональное обеспечение мотора. К достоинствам электрических установок относится возможность подключения широкого спектра различных навигационных приборов, среди которых и приемники GPS. При желании электрический лодочный мотор можно обеспечить управляющими устройствами с дистанционным контролем.

Электромоторы для профессионального использования

Если лодка или катер используется для перевозки туристов, организации экскурсий или водных прогулок, то электрическая установка может оказаться выгоднее двигателя внутреннего сгорания. Экономия достигается из-за более низкой стоимости энергии и практически нулевых затрат на техническое обслуживание.

Установка подвесного лодочного электромотора для профессионального использования Aquamot на небольшой катамаран

Сравнение показывает, что при коммерческой эксплуатации судна переход с бензинового на электрический двигатель окупается за 1-2 года. Однако для этого профессиональный лодочный электромотор должен отвечать определенным требованиям:

Иметь высокий КПД – это позволит эксплуатировать его с аккумуляторной батареей меньшей емкости, снизит первоначальные затраты, время зарядки и стоимость потребляемой электроэнергии
Быть простым и надежным — электромотор должен выдерживать ежедневную интенсивную нагрузку и иметь минимум лишних функций. Дополнительные возможности, такие как встроенный компьютер c GPS, повышают цену и могут стать источником неисправностей в будущем.
Стоимость ремонта и технического обслуживания в течении периода эксплуатации должна быть минимальной

Катамаран с установленным лодочным электромотором отправляется к месту эксплуатации

Надежность

Корпуса профессиональных лодочных электромоторов отливают из алюминия, а затем дополнительно наносят многослойное антикоррозионное покрытие. Вал делают из нержавеющей стали, а винт из бронзы. Для защиты от коррозии устанавливают жертвенный анод

В мощных электромоторах для лодок используют асинхронные двигатели переменного тока или BLDC PM электродвигатели, которые также называют вентильными. Питание вентильных двигателей осуществляется от импульсных источников энергии. При этом импульсы напряжения подаются на обмотки статора в заданные моменты времени – при определенном положении ротора относительно статора. Положение ротора определяют датчики, которые, как и импульсный источник питания, в моторах небольшой мощности находятся на печатной плате, расположенной внутри подводной части электромотора.

Зеленая плата в центре электромотора — электронный коммутатор, который заменяет щетки и кольца. Слева та же плата в увеличенном виде. В окружении воды электронные компоненты иногда работают не стабильно и отказ всего одного элемента на плате влечет за собой выход из строя всего электромотора. Заменять приходится плату целиком — это увеличивает стоимость ремонта, время простоя электромотора и срок его окупаемости при профессиональном использовании

Внутри корпуса трехфазного асинхронного двигателя дополнительных электронных компонентов нет. На долговечность двигателя влияют только подшипники и обмотки, однако качество этих элементов в настоящее время таково, что асинхронные двигатели служат до 50 000 часов без осмотра и ремонта. Асинхронные двигатели просты, надежны и эффективны. КПД мощного электродвигателя 85-92%, что на 30% выше, чем у двигателя постоянного тока, и на 40-50% больше, чем у двигателя внутреннего сгорания.

Система безопасности электромотора для коммерческих лодок имеет как механические, например, заданный предел прочности киля, так и электронные средства защиты. Электромотор отключается при перегрузке по току, при пониженном и повышенном напряжении аккумуляторов

Экономичность

Два подвесных электромотора мощностью по 11 кВт каждый на небольшом пароме для перевозки пассажиров
Высокий КПД достигается только при последовательном и тщательном улучшении всех элементов электромотора. Потерь мощности стараются избежать во всех узлах. Воздушный зазор в двигателе, конструкция ротора, изоляция обмоток оптимизируют на компьютере так, чтобы электродвигатель подходил для использования на лодках.

Корпуса двигателей и винты проектируют по тем же правилам, что и в коммерческом судостроении. Сначала рассчитывают обтекание подводных частей по трехмерной модели, а затем результаты проверяют на натурных гидродинамических испытаниях.

Редуктор, который устанавливают на некоторых моделях лодочных электромоторов не используют. Вместо этого вал электродвигателя напрямую соединяют с винтом, и конструируют двигатель таким образом, чтобы его обороты совпадали с оптимальными для винта

В результате во время движения электромотор не теряет мощность, не создает дополнительное сопротивление и способен долго работать на одной зарядке аккумулятора