Choď na obsah Choď na menu
 


MOTORY
Nepríjemné problémy
Zoradenie motora a hriadeľa vrtule

Keď príde čas na údržbu jachty, jedným z najmenej zrozumiteľných a najviac prehliadaných systémov, ktoré vyžadujú údržbu a sú pravdepodobne na prvom mieste v zozname, je zoradenie motora a hriadele propelera. Tu je krátky zoznam problémov súvisiacich s nesprávnym zarovnaním a so slabými alebo opotrebovanými držiakmi motora:

• Rýchle opotrebovanie ložiska

• Opotrebovanie tesnenia hriadeľa a netesnosť, častá príčina potopenia lode

• Ohnutie alebo poškodenie hriadeľa

• Vibrácie pohonu môžu poškodiť hnacie ústrojenstvo, držiaky motora i trup lode samotnej

• Porucha hnacieho ústrojenstva zvyšuje zaťaženie ložiska v zadnej časti hriadeľa  a prevodovku

• Uvoľnenie zadného pružného ložiska, spôsobuje netesnosti a prípadné potopenie

• Oscilácia hriadeľa vrtule spôsobuje uvoľnenie tesnenia hriadeľa, jeho nefunkčnosť, následkom čoho môže byť potopenie lode.

 • Opotrebované alebo zničené držiaky motora, spôsobujú nesúososť hriadeľa voči lodnému motoru, sú príčinou kmitania držiakov motora  a ich opotrebovania.
 
To sú len niektoré škody, ktoré môžu byť spôsobené nesúosovosťou motora a hriadeľa vrtule. Teraz prichádza na rad diskusia, prečo na rozdiel od automobilového priemyslu, lodné motorové pohonné systémy nezostávajú jednoznačne zoradené a musia byť pravidelne kontrolované a nanovo nastavené. Ľudia majú tendenciu predstavovať si lode a jachty ako na pevnú štruktúru, ale tou nie sú. Faktom je, že lode sa ohýbajú a krútia vo všetkých smeroch, aj keď nie na takej úrovni, ktorá je vizuálne zistiteľná. Špeciálne laminát lode, pretože sa jedná o teplom tvrdený výrobok a tak môže meniť svoj tvar v čase. K tomu môže dôjsť buď v dôsledku nevhodného vytiahnutia a podoprenia lode počas zimnej odstávky na zemi, alebo sa to jednoducho môže stať vplyvom veku a účinkom gravitácie.
 
Obrázok
Tento typ držiaku je vhodný pre plynové motory, ale nie pre ťažké dieselové motory. Tento držiak je na pätke vážne narušený.
Poznámka: Ako by sa natiahla smerom k motoru a dopredu. V tomto prípade držiak umožnil motoru pohybovať sa tak veľmi, že sa spojovací hriadeľ oddelil..
 
Avšak hlavným dôvodom, prečo sa hnací systém rozladí je, že sa jednotlivé komponenty ktoré tvoria systém opotrebujú,. Zaťaženie, vibrácie, trenie, rázy a búšenie sú faktory, ktoré prispievajú k meniacej sa veľkosti a tvaru všetkých hmotných predmetov. Medzi nimi sú predovšetkým držiaky motor. Pamätajte, že sú to držiaky motora, ktoré sú vo všeobecnosti hlavnou príčinou zaťaženie vrtule a následne toto zaťaženie  prenášajú na trup lode. Samozrejme, držiaky motora sa musia správne navrhnúť a musia byť dostatočne silné. Bohužiaľ, v záujme šetrenia sa zakúpia lacnejšie držiaky, ktoré potom neprispejú k udržaniu systému v správnom nastavení..
Faktom je, že sa takéto držiaky používajú najčastejšie u motorov na plyn a malých dieselových motorov a neprispievajú k zachovaniu správneho nastavenia. Na obrázku vyššie, toto pripojenie umožňuje pohyb motora nie len dopredu a späť, ale hore a dole a aj priečne. Doslova to umožňuje pohybovať sa motoru ako splašenému koňovi.
 
Platí pravidlo pre zosúladenie systému, že čím sú plavidlá väčšie, dlhšie a majú väčší priemer hriadeľa, tým viac sa  zarovnanie stáva kritickým. Je to tým, že akékoľvek nesúososť s zväčšuje s dĺžkou hriadeľa. Čím je hriadeľ dlhší, tým väčšia pravdepodobnosť výskytu chýb.
Hriadeľ ktorý bol vycentrovaný na puzdre s nepresnosťou jeden dva stupne, môže spôsobiť  odchýlku aj niekoľko cm na strane motora. Z toho vyplýva, prečo zlé nastavenie hriadeľa môže spôsobiť značné škody na systéme so značne dlhým hriadeľom.
 
To je tiež dôvod, prečo malé člny sa môžu zničiť pri veľkej rozladenosti a prečo sa nemôžu montovať lacné a podradné držiaky. Hriadeľ, ktorý je dlhý 3 metre môže tolerovať desaťnásobne väčšiu nesúososť ako hriadeľ dlhý 6m. Keď sa však dostanete na dĺžku hriadeľa 12m s primerom 15 palcov, tam povolená výška výkyvu a nesúosovosti bez poškodenia systému dramaticky klesá.
 
Hrúbka, hmotnosť hriadeľa a vrtule, má veľký vplyv na zaťaženie pohonu. Dôvodom je, že malý priemer hriadeľa je viac ohybný ako veľký priemer hriadeľa. Na všetkých lodiach sú hriadeľové systémy „samo centrovacie“ do určitej miery, ale s väčším priemerom hriadeľa sa táto schopnosť stráca. Hriadeľ prenáša všetku nesprávnu energiu (vibrácie) na iné časti systému, ako puzdro, ložiská, prevodovku a držiaky motora..
 
Ako skontrolovať váš systém

Prvá vec urobiť, je skontrolovať držiaky motora. Pokiaľ ide o držiak s vertikálnou tyčkou s gumenou základňou, tie sú náchylné na kolísanie späť a štvrtý (fourth). Skontrolujte vertikálnu tyčku, aby ste sa ubezpečili, že je strede gumenej základne, ak je plavidlo v pokoji. Ak sa nakláňa v rôznom smere, držiak je preťažený a systém nie je zarovnaný (pozri obr. č 2).

  1. Vykonajte spätnú kontrolu. Naštartujte motor a akcelerujte rýchlo so zaradením prevodovky  z neutrálu do viac ako 1 / 3 plynu. Opakujte tento proces obrátene a pritom pozorujte pohyb držiakov. Ak sa motor a držiaky pohybujú viac ako 1/8" (3mm) v každom smere, vaše držiaky nerobia svoju prácu správne a nedržia motor na mieste.
  2. Všímajte si hriadeľ pri práci bez zaťaženia a počas plavby.Pozorovanie hriadeľa môže preukázať jeho negatívne pôsobenie; môže sa zistiť problém v línii šachty. Hádzanie hriadeľa značí, že niečo nie je v poriadku. Zákmity až do troch mm sú akceptovateľné pri voľnobežných otáčkach, ale nie počas plavby. Ak je kmitanie hriadeľa viditeľné pri otáčkach vyšších ako 1200 RPM, je to problém. Opäť platí to, že rotujúce hriadele majú tendenciu k samo centrovaniu. Pri vysokej rýchlosti sa ohnutý hriadeľ môže napriamiť a potom nič nenasvedčuje, že je problémy.  Ak je pozorovateľný pohyb hriadeľa alebo cítite jeho pohyb po priložením ruky na hriadeľ, potom tam je definitívne problém.
  3. Veľa lodeníc sa domnieva, že ku kontrole hriadeľa stačí odpojiť hriadeľ od  prevodovky a skontrolovať spoje prírub pomocou špáromeru. To je však iba jedna strana mince. Pred tým ako plavidlo vytiahnete z vody, skontrolujte pozíciu hriadeľa ku klznému ložisku.  Ložisko, ktoré je viac opotrebované na jednej strane, ako na druhej strane poukazuje na to, že systém nie je zarovnaný. Ťažké hriadele 1,5" a viac, stláčajú gumu na spodnej strane ložiska už svojou váhou, ale nie toľko, aby bol badateľný zjavný rozdiel oproti hornej časti. Obr. # 1 znázorňuje jednoznačne vychýlenie hriadeľa.
  4. Ďalej skontrolujte polohu hriadeľa oproti ložiska na prednej a zadnej strane ložiska. Ak je hriadeľ mimo stred a to na hociktorej strane, hriadeľ nie súbežný s telesom ložiska. Je to buď hore alebo dole, alebo na jednej alebo druhej strane. V tomto prípade je potrebné celý systém prepracovať a zarovnať, vrátane nastavenie konca hriadeľa v mieste pripojenia na prevodovku, aby bola príruba správne zarovnaná.
  5. Teraz skontrolujte, ako je hriadeľ vycentrovaná pri tesnení hriadeľa, ak nemáte pripojenú prírubu. Ak je tam malá medzera (pri nepripojenom hriadeli), mal by byť hriadeľ presne vycentrovaný na stred, a ak je medzera trochu väčšia, je možné hriadeľ trochu prispôsobiť bez toho, aby to spôsobilo poškodenie. 
Obrázok Obr.1. Súdiac podľa veľkej medzery v hornej časti ložiska to vyzerá, že je ložisko opotrebované. Vlastne je ložisko nové, ale hriadeľa je vychýlený oproti osadeniu. To znamená, že hriadeľ sa tlačí do ložiska.

Ak je nesúososť významná, skontrolujte uchytenie ložiska a ložisko. To urobíte tak, že si nájdete ťažký kus nejakej podpery, ktorú nájdete vo väčšine lodeníc a poriadne udriete niekoľkokrát do opory. Ak je opora zlá a chveje sa, je nestabilná. Ak voda vystriekne z upevnenia základne, tak je základňa uvoľnená. Tiež dávajte pozor, či diera na spodku lode nie je defektná, keď budete udierať do opory hriadeľa.
Ak zistíte problém v základni, najprv je treba začať s opravou tu. Ak sa opora chveje pretože dno lode je slabé, celý systém je nestabilný a musí te ho opraviť.
 

 Presné hriadele

Veľké množstvo článkov sa objavilo v jachtárskych časopisoch o presných hriadeľoch v lodi, ktoré držia svoj tvar. Ja vám vysvetlím, prečo to nikdy nebude fungovať. Ako už bolo spomenuté vyššie, lodné trupy môžu v priebehu času zmeniť tvar. Ďalej tvar trupu sa zmení keď je loď vytiahnutá z vody a stojí dlhšie na pevnine. Meniaci sa tvar trupu je pravdepodobnou príčinou ohybu hriadeľa. Teraz sa môžeme pozrieť na 1,5" nerezové hriadele a myslieť si, že sa nedajú ľahko ohnúť. V skutočnosti, ak ju upevníte za jeden koniec, aj gravitácia ju bude výrazne ohýbať..

 V konečnom dôsledku, keď točíte hriadeľom zároveň tlačíte na vrtuľu, pohybujete ju oproti gumenému ložisku, čo spôsobuje nepresnosť v meraní. Každý vyškolený mechanik Vám povie, že existuje iba jedna cesta k vyváženiu  hriadeľa a to na kalibrovanej otáčajúcej skúšobnej stolici. Jednoducho nie je možné ociachovať rotujúci objekt bez referenčnej základne a očakávať presné výsledky. A hriadeľ na lodi nemá takúto referenčnú základňu.
 
Ak všetky hore uvedené kontroly boli v poriadku, potom už zostáva iba použiť špáromer na  prírubách spojenia hriadeľa a prevodovky. Problém s použitím špáromeru je tá skutočnosť, že tieto merania môžu dať falošný údaj o tom, že všetko je v poriadku. Najmä menší hriadeľ môže byť vyosený na jednom konci a na druhom konci môžete stále zaznamenať priaznivé výsledky merania pomocou špáromeru. Dôvodom je to, že hriadeľ s niekoľkými ložiskami možno ohnúť do priaznivej polohy, pričom celkovo je stále nesprávne zarovnaný.
 
Slabá podpera je veľmi častým problémom pre malé až stredne veľké lode. Ak chcete pochopiť, aká dôležitá  je silná podpera, stačí sa pozrieť na obrovskú podperu, ktorá sa používa vo väčších lodiach Bertrams, Hatteras alebo Vikingské jachty. Nie bezdôvodne míňajú veľké peniaze na masívne podpery. Keď sa investujú stovky tisíc dolárov do strojov, mechanizmus systému podpory hriadeľa, musí byť silný.

Ďalším faktom prečo si to myslím je, že na vývoj konštrukcií malých a menej hodnotných lodí sa vynakladajú menšie sumy peňazí. Pohonný systém je jednou z oblastí, ktorá je často „ošudená“..
 
Naposledy sa pozrieme na pomer medzi dĺžkou podpery a základne. Alebo inými slovami pomer pôdorysu základne k dĺžke podpery. Tiež sa pozrite na šírku podpery a hrúbku priečneho rezu. Na obrázku 3 si všimnite, aké je dlhé rameno podpery a aká úzka je podpera. Pomer ramena k šírke je väčší ako 3:1, zatiaľ čo pomer dĺžky k základni je viac ako 2:1. Extrémne zaťaženie ramena podpery na základňu spôsobí, že nie je možné udržať konštantnú polohu hriadeľa.. Spôsobí poškodenie a kmitanie hriadeľa.
 
Obrázok Obr.3. Podpera na obrázku 3 unesie rovnaké veľkosti hriadele a vrtule ako na obrázku 1 pri oboch lodiach dĺžky 40‘. Ale neskôr sa zdvojnásobnila šírka a prierez spolu so širšou základňou. Teraz už niet pochýb o tom, že táto podpera bude držať hriadeľ v konštantnej polohe. Tiež si všimnite, že dĺžka diery v podpere na obrázku 4 je dvojnásobná ako na obrázku 3.
 
Táto podpera bude držať hriadeľa veľmi stabilne a vzhľadom k tomu správne nastavenie motora a hriadeľa bude musieť byť viac presné. Ak to nie je správne nastavené, je iba otázkou času, že budete musieť niečo meniť a to pravdepodobne nebude lacné. To isté platí pre hriadele s dvojitými podperami. V skutočnosti prevedenie s dvoma podperami si bude vyžadovať nastavenie v ešte užšej tolerancii. Platí všeobecné pravidlo, hriadele menšieho priemeru ako 1,5" majú tendenciu sa samo centrovať, pretože sú schopné ohnúť sa v malej miere. Ale väčšie hriadeľov nie sú dobre ohýbateľné. Nebudú sa ohýbať a v prípade zlého nastavenie spôsobia zničenie klzného systému.
 
Ďalším všeobecným pravidlom je, že čím väčší je priemer hriadeľa a čím je uchytený viacerým ložiskami, tým viac sú kritické držiaky motora. Pokiaľ sú držiaky motora na mieste a neumožňujú akýkoľvek pohyb, neexistuje žiadny dôvod vykonávať žiadne nastavenie na systéme medzio hriadeľom a motorom. Ak sa motor pohybuje, žiadne ďalšie časti systému už nezostanú dobre zoradené.
ObrázokObr.4.  Ešte aj íné zdroje ako držiak motora, ložisko podpery, vibrácie a problémy s hriadom môžu spôsobovať problémy a to je motor, ktorý je pripevnený na vratký rám, alebo na dno trupu, ktorý sa prehýba. Existujú doslova tisíce lodí, ktoré majú tento problém. V priebehu skúšobnej prevádzky som sa často stretával s motormi, ktoré sa chveli a kmitali do takej miery, že sa poškodil celý systém , počnúc držiakmi motora, všetky cesty dozadu až k ložisku v podpere.
 
Motory montované na slabý rám často spôsobujú poruchu prevodu. Chvenie následne absorbujú ostatné časti systému, spoje a výstupný hriadeľ ložiska. Z problému sa často obviňuje prevodový mechanizmus, ale zdrojom problému je naozaj samotný trup.  Pre lode, ktoré majú v anamnéze poruchy prenosu, je to niečo, čo by malo byť skontrolované prv než začnete hľadať problém niekde inde.
 
Až po overení všetkých vyššie uvedených bodov a uisteniu sa, že je všetko v poriadku, pristúpte ku kontrole zoradenia väzby pohonu a hriadeľa.