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Pratiques et Techniques de la Plaisance

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Accueil du site > Forum technique > Les moteurs -forum- > Inverseur et propulsion > Ratio idéal

Rubrique : Inverseur et propulsion

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Ratio idéal Version imprimable de cet article Version imprimable

Publié Janvier 2021, (màj Janvier 2021) par : Terralie  image   

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Bonsoir,
Pour motoriser mon deriveur Chatam 37 extrem de 9tones en cbarge, j’ai un Perkins 4108 avec un inverseur hydrolique Borgwarner 72c et un ratio de 2.10:1
France hélice me dit que c’est dommage, parcequ’avec un ratio de 2.5:1 la propulsion serait plus adapté.
Qu’en pensez-vous ? Quelles seront les limites/effets de ce ratio de 2.10 avec une hélice de 16’5 pouces proposée au lieu d’une 17pouces avec un ration de 2.5 ?
Bonn soirée

UP


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9 Messages de forum

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  • 12 janvier 2021 22:18, par Terralie écrire     UP  image

    À savoir si j’aurai un réel bénéfice à changer d’inverseur...

    Répondre à ce message

  • 13 janvier 2021 11:08, par Négofol écrire     UP Animateur

    Difficile de répondre sur des données aussi partielles.

    En général, sur un bateau lourd, un régime plus faible et une hélice plus grande donneront un meilleur compromis propulsif. Par ailleurs, il y a des limites liées aux distances minimales de l’hélice à la structure (bruit, vibrations).

    Pour un 4108, de 36 kW à 3 600 t/mn, soit environ 45 HP à l’hélice, vous disposez de 5 HP à la tonne, valeur normale qui permet d’atteindre la vitesse limite de carène par temps calme.
    On aurait au régime max :

    • rapport de réduction 2.1 : 1 714 t/mn à l’hélice
    • rapport de réduction 2.5 : 1440 t/mn à l’hélice

    Dans ces conditions, un calcul rapide (Formule de Crouch) donne des diamètres optimum respectifs de 17.25 po pour 2.5 et 15.5 po pour 2.1. (hélices tripales)
    Avec 15 et 17 po, on aurait des poussées statiques (Bollard Pull) de 430 et 460 daN environ, un gain de l’ordre de 7 %...

    Ceci suppose que les hélices soient bien adaptées (pas, forme des pales) et permettent au moteur d’atteindre son régime et sa puissance maxima (même si on optimise souvent l’hélice à 90 % du régime max ;). Les hélices de voiliers sont souvent des compromis poussée au moteur/trainée sous voiles et donc pas toujours optimales.

    France Hélice a raison en principe, mais la différence justifie-t-elle le changement de l’inverseur et peut-être même de l’arbre, du presse-étoupe et des paliers (peu probable mais à vérifier : 20 % de couple en plus à passer) ?

    Répondre à ce message

    • 13 janvier 2021 14:20, par Terralie écrire     UP     Ce message répond à ...  image

      France hélice ne me demande pas de changer d’inverseur. Dans la configuration actuelle, Ils disent : Avec une 16,5 pouces elle rique de décrocher en montant le régime, avec une 17 pouces, le moteur risque de souffrir, évidement, je ne connais pas le pas qu’ils proposent...
      La motorisation sera installée au printemps, ors dans le cas de notre dériveur, le moteur n’edt pas pour faire de la vitesse, mais par exemple pour remonter dans un fort clapot, vent de face une journée pour se mettre à l’abri et ne pas s’embêter à tirer des bords...
      Du coup, c’est moi qui me pose la question de savoir si le bénéfice d’un changement d’inverseur serait flagrant, ou si ça n’en vaut pas la peine...
      Au niveau de la cage, il y à largement la place de passer plus gros

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      • 13 janvier 2021 15:55, par Négofol écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

        Le moteur ne souffrira pas plus si le pas est adapté, mais le diamètre de 16,5 po est déjà conséquent...

        Le problème de « décrochage » se traite plutôt avec une surface de pales supérieure (changement de la forme de l’hélice ou passage à une quadripale...). Le passage de tripale à quadripale permet de gagner 20 à 25 % de surface de pales.

        Par contre, la trainée sous voiles sera supérieure, ma remarque dans ma première réponse...

        Si votre utilisation est bien de remonter au vent contre la mer plutôt que la vitesse par mer calme, un pas un peu plus faible donnera une meilleure poussée dans ces conditions, sans risque pour le moteur limité en régime par son régulateur par temps calme.

        Pour la taille de l’hélice, même s’il semble y avoir beaucoup de place, un espacement de 15 à 20 % du diamètre à la cage est recommandé...

        La solution idéale reste le pas variable, comme beaucoup de chalutiers.

        Toujours affaire de compromis.

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  • 13 janvier 2021 16:08, par Terralie écrire     UP  image

    Merci pour vos réponses éclairées !
    A vous lire, il semblerait que l’hélice de 16,5 pouces avec l’inverseur actuel est un compromis acceptable.
    Concernant les hélices à pas variable... ça coûte un bras... mais est-ce fiable ?

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    • 13 janvier 2021 16:49, par Négofol écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

      Les hélices à pas variable contrôlable sont fiables et largement utilisées sur les gros bateaux, mais très difficiles à trouver (je crois même introuvable actuellement au-dessous de 30 po) dans ces tailles. Un avantage supplémentaire est qu’on peut remplacer les pales une par une si nécessaire.

      Les hélices à mise en drapeau et pas réglable sont fiables, mais c’est autre chose : forte réduction de la trainée , mais rendement légèrement inférieur à une hélice classique (- 4 à - 5 % pour les meilleures).

      Un OVNI dans le domaine, c’est l’hélice Bruntons Autoprop à mise en drapeau et pas auto-variable. Je n’en ai aucune expérience directe, mais elle semble fonctionner correctement et est montée par Amel sur ses bateaux depuis 1996... mais pas donnée ( ± 3 500 € en 17 po)
      https://www.wenex.fr/plaisance/auto...

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    • 13 janvier 2021 16:51, par yvesD écrire     UP     Ce message répond à ... Animateur

      puis-je m’insérer dans cette discussion passionnante ? j’ai une question de débutant : ça s’utilise comment une hélice à pas variable sur un bateau ? comment fait-on jouer le pas et/ou la vitesse de rotation, en fonction de l’effort à fournir ou d’une vitesse de consigne à respecter ?
      Si vous en trouvez le temps, je suis preneur de réponses à ma question.

      Répondre à ce message

      • Une hélice à pas variable permet de remplacer l’inverseur, qui devient un simple embrayeur-réducteur.
        Le pas est en général contrôlé par une tige de poussée passant au centre de l’arbre, contrôlée par un vérin hydraulique (sur les petits moteurs comme les SABB qui avaient des hélices à pas variable , c’était mécanique).
        La plupart des hélices pour bateaux à moteur ne permettent pas la mise en drapeau, mais c’est une option possible, notamment sur les navires militaires à propulsion combinée.

        https://www.youtube.com/watch?v=joD...

        Pour répondre à la question sur l’utilisation, par exemple ce que j’ai vu sur chalutiers, il est fortement souhaitable de disposer d’un pyromètre sur l’échappement du moteur pour éviter de surcharger le moteur (mise en surcouple).
        Par exemple, en route libre, on va choisir un régime raisonnable et jouer sur le pas pour avoir la vitesse souhaitée. En chalutage, on va jouer sur le pas pour avoir la traction maximale, qui va être très supérieure à celle d’une hélice à pas fixe optimisée pour la route libre. Les pêcheurs souhaitent en effet trainer de granas chaluts et rentrer vite au port, ce que permet le pas variable,

        C’est la même utilisation sur les remorqueurs. Ces bateaux sont en effet très surmotorisés en route libre.

        La possibilité d’employer le moteur dans les zones les plus favorables permet des économies de carburant significatives (les constructeurs de gros moteurs livrent des manuels pleins d’abaques couple/régime/consommation spécifique/température d’échappement).

        Un autre avantage, visible par exemple sur les films des ABEILLE, est de pouvoir manœuvrer très finement à faible vitesse en affichant un tout petit pas autour du pas de transparence, à régime moteur constant.

        Un dernier avantage est la possibilité de garder le moteur à régime constant pour entrainer un alternateur 230/400 V 50 Hz, solution utilisée par exemple sur les chalutiers.

        Sur un voilier, il est possible d’appuyer les voiles au moteur avec un filet de gaz et un régime modéré, solution utilisée sur les gros et super-yachts équipés d’hélice à pas variable.

        J’avais indiqué ailleurs sur le site un film qui montrait la manouvre d’un bateau avec un semi-diesel et hélice à pas variable (à la manivelle)...
        https://www.youtube.com/watch?v=jBO...

        Juste pour la nostalgie : la timonerie d’un bateau de pêche danois équipé d’un semi-diesel et pas variable : la grande roue en bronze c’est le pas (le doigt dans la fente en dessous est une indication visuelle du pas), la petite roue est le cran pétrole (les gaz) et le levier la commande d’embrayage... simple et rustique !

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