螺旋槳的基礎

為確保您選用正確的螺旋槳,這些資訊是至關重要的。

1。3葉或4葉片螺旋槳?

一個3葉螺旋槳通常提供較最高速度的性能,一個4葉螺旋槳提供了較大的推力和平順的巡航力。

2。直徑:

直徑尺寸是指:在螺旋槳葉片的旋轉圓圈中,一端到對面端的最大距離。

3。螺距:

螺距的理論距離是指:螺旋槳轉動一圈在水面下前進的距離。(21“螺距的螺旋槳應該轉動一圈即可向前移動21”,其假設是沒有受到其它流體力學的影響)。

4。右旋或左旋?

在大多數的情況下,右旋螺旋槳適用於一個單引擎使用;左旋螺旋槳是用於雙引擎發動機的應用時;一左一右而達到更好的轉向控制。

5。cup:

這是一種技術,在某一條件下提高螺旋槳的抓水性能。一個cup設計的螺旋槳將表現出非常高的高速行駛效率和在重負荷下減少空蝕。

6。rake設計:

Rake是一個特殊的設計功能。正弧角度設計的正常好處,是可提昇船首的仰角和允許設計在直徑較大的螺旋槳;而負弧角度設計可以提供額外的葉片強度以適用於非常高速度的應用。

原本設備中所需要的注意事項:

1。 確定年份,品牌,型號和馬力的引擎。
2。 計算原廠的螺旋槳直徑;先測量螺旋槳軸孔的正中心到葉片頂尖尺寸再乘以 2(例如:如您測量起來是7 英寸,而直徑就是 14 英寸)。
3。材料是鋁或不銹鋼?

性能上的注意事項:

1。 那類型的船(cruiser, ski, runabout, bass, pontoon)?
2。 現在在船上的螺旋槳(品牌,型號,直徑,螺距,cup葉片)?
3。 引擎在敞開油門(WOT)的轉速(RPM)?
4。 船在水面上的全開油門速度(WOT)?
5。 常使用地區的水平海面高度(每1000英尺,功率損失 3%)?

選擇正確的螺旋槳 原作 : Neil Mullen

現今船外機技術的發展及優勢已使得使用者在為自己的船選擇正確的螺槳時變得更容易,但同時也更困難–更容易是因為選擇性加倍;然而更困難卻是是同樣的原因所致,螺槳製造廠為了符合市場上越來越多的船型及引擎馬力,尤其是四行程引擎,正致力於發展新的三葉、四葉以及更多尺寸選擇的不鏽鋼螺槳。 四行程引擎通常被設計用來跑非常特定的轉速(RPM),所以螺距(pitch)的選擇可以僅是一英吋(inch)的差別,新的引擎設計更是針對特定的船殼及應用來量身訂做,一些螺槳有了較高的傾斜角(HighRake),與較大的葉片面積的設計,類似這些設計的螺槳都是被用來讓四行程引擎的扭力有最大化的輸出。

需求

在選擇螺槳時,要記得兩件最重要的事:第一,螺槳要符合你個人在應用上的要求;第二,油門全開時,螺槳要能夠讓你的引擎跑在特定的轉速(RPM)範圍內,每個開船或釣魚的人都有自己的要求,但這些要求也都可能非常的不一樣。 什麼對你還有你釣魚時最重要:極速、航行速度、加速性、載重、低速操控性、慢速拖曳、或是快速拖曳?兩艘一模一樣的船,甚至再搭配一樣的引擎都有可能裝上非常不同的螺槳,這完全取決於不同用途,水面情況以及載重等,並沒有所謂的在相似的自然環境下能適合所有選用上的”最好的”或是”最理想的”螺槳這種事,有時要達到極速及省油的目的,就必需犧牲加速性(或是剛好相反),常常有6個或8個不同螺槳,但跑起來似乎一樣的情形,其實他們還是有不同的,只是由於差異過於細微,故在多項標準檢測下,每一顆螺槳都還是能滿足使用者的要求,而這也就更造成了在選用螺槳上的困難度了,這篇文章的主要目的不在解釋螺槳理論或是流體動力學,而在指出市場上不同的選擇,以及設定一些通用的基本原則,而這篇文章也將只局限在於討論3葉及4葉不鏽鋼螺槳,因為他們是在真實生活上較普遍的。

3葉或4葉?

一般而言,3葉的螺槳是最普遍的,尺寸的選擇性較多,價格也較4葉的便宜,3葉的螺槳基本上極速會較4葉的好一點,通常也有較多不同的設計,且提供雙車引擎在左旋螺距(pitch)上較多的選擇。 然而4葉的螺槳當然也有他們自己的特性,通常4葉螺槳可在船尾的部份提供較大的拉力(SternLift),如此將有助於加速,尤其是當船尾負載較重時,4葉螺槳在船由靜止到啟動時也提供較強的推力,同時對於後方有拉滑水者或其它水上玩具的船也有較好的表現,4葉螺槳對於釣魚船及近海的船通常在中速時較3葉快,而中速也就是海岸垂釣者最常跑的引擎範圍,而且4葉螺槳在中速時也較省油,大部份操控性較差的船會藉由轉換成4葉螺槳來做改善,而且多半4葉螺槳的平衡會較同樣3葉的好,跑起來也較平穩、順暢。 4葉螺槳通常比同螺距(pitch)的3葉螺槳直徑要小一些,這是為什麼4葉螺槳能夠較快速轉動而產生較好的加速性的原因,4葉螺槳的葉片通常較小,但因多了一葉,故總葉片面積較大,相對的抓水力較好,由3葉轉換為4葉時,通常需要降低1或2螺距(pitch)來確保引擎可以跑在相同的轉速(RPM)範圍。

螺槳尺寸

通常我們會用’直徑’及’螺距(pitch)’來描述螺槳的尺寸,一個15?x17x3的螺槳表示這是一個3葉,直徑15?”,螺距(pitch)17英吋(inch)的螺槳,螺距(pitch)指的是,扣掉slippage後,螺槳轉一圈讓一艘船前進的理論距離,螺距(pitch)最終是要為一艘船的極速負責,就像汽化器中最主要的噴射器最終必需為引擎的馬力與速度負責一樣, 螺槳的螺距(pitch)必需能符合引擎在油門全開時所建議的轉速(RPM)範圍,大部份的引擎,轉速(RPM)最大的範圍差異在500~1000rpm,(基本上二行程的轉速(RPM)5,000~5,500,四行程的轉速(RPM)5,000~6,000),一艘輕載的船可以跑較高螺距(pitch)的螺槳,相反的,一艘載重的船需要跑較低螺距(pitch)的螺槳,如此減輕引擎的負擔並且能讓引擎達到建議的油門全開時的rpm,但要記得的是,大部份的螺槳製造廠的設計螺距是AggressivePitch(這是葉片設計上拱高的效果,讓葉片從前緣(LeadingEdge)到尾緣(TrailingEdge),螺距(Pitch)由小逐漸變大),同時也要記得,不同的螺槳製造廠量測螺距(pitch)的方式會有些許的不同,也會有不同的公差,也就是說,兩顆一樣尺寸一樣螺距(pitch)的螺槳,但製造廠商不同也會有不同的測試結果。 對於常慢速拖曳來捕捉棲息於岩石中的魚或是比目魚等特定魚種的垂釣者,那些仍然可使引擎?到它最大馬力的低螺距(pitch)(每轉一圈前近距離較少的)螺槳將可提供這類低速拖曳的需求,這樣的螺槳可以較輕鬆地推動乘載並且使得在碼頭周圍的操控(Maneuvering)更容易,而另一方面,螺距(pitch)較高的螺槳讓引擎轉動時每轉一圈前進的距離較多,故相對產生較快的極速。

抓水性

當然,還有其他的動力影響到船由加速到達極速,當船在水中靜止,然後船長踩了油門,此時螺槳的直徑與表面積展開了最初的靜態推力並且推動了船,當船身有了動量及速度時,動態推力此時便受螺槳本身與水接觸的能力及不產生空蝕(Cavitation)與捲氣(Ventilation)的抓水性深深的影響。 空蝕(Cavitation)指的是失去了抓水力(lossofhook-up),而產生的原因在於葉片表面或葉緣的地方或附近有極端的低壓力,進而造成水產生變成水蒸氣氣泡。而捲氣(Ventilation)同樣是螺槳失去了抓水力,但不同於空蝕的是,產生的原因則是因為螺槳周圍的空氣或引擎排氣跑到了葉片上,基本的葉片設計與直徑均可影響這些問題,例如若是直徑太小,便可能產生空蝕(Cavitation),若是引擎裝得太高,便會產生捲氣(Ventilation),這兩種現象均可利用裝配正確的螺槳來將其發生的可能性降到最低,選擇較大直徑的螺槳或是換成4葉的螺槳有時可以?到較好的抓水性(Hook-up),較大直徑的螺槳通常可以產生較好的操控性(Maneuverability),因為它們在最初的轉動,尤其是在低速時,可推動較大的水量,在倒轉時,較大直徑的螺槳也可因為抓水較多而能有較好的控制,選配對的直徑與螺距(Pitch)對於一艘有特定乘載重量及應用的船必然能提供最好的表現。 另一種設計概念稱為Cupping。Cupping指的是讓葉片的尾緣(Trailingedge)捲曲一點點,如此當水離開葉面時,葉片會有較好的抓水性,這種設計有利螺槳的抓水性,但同時卻也增加了引擎的負荷,就如同增加螺距(Pitch)對引擎的影響一樣,不同系列的螺槳有不同的Cupping,現今增加葉尖的Cupping來最小化葉尖損失及將效能最大化也並非不普遍。 可排氣的螺槳(VentedPropeller)指的是藉由在每個葉片根部加上排氣孔,這些孔可由直徑1/4”到大約3/8”不等,目的在於讓氣體在螺槳開始轉動加速時由螺槳的四周排出,如此,低轉速時葉片附近有氣體,負載會較輕,引擎在低附載的情況下可以更快的轉動,更迅速轉動到病產生理想的馬力以改善整體的加速表現,然而,這樣的螺槳對於從事許多慢速拖曳的釣魚者來說並不能表現得很好,因為此時的船隻將永遠無法得到足夠的速度來拖離充滿氣泡的水,因而造成螺槳推力的不穩定,使得船隻行進也不穩,而這類的排氣螺槳在雙體船舶上(Cathulls)上的表現也不會很好。 找到適合的螺槳樣式,葉片設計,螺距(pitch)及直徑對於船的操控性及安全性就如同對航行速度最大化及達到最佳油耗一樣重要,有大葉片面積的大直徑螺槳有助於船越過大浪,並且讓駕船者在不平靜的外海水面還能維持對船的良好掌控,再次提醒,好的抓水性很必要的,但也不能對引擎負載過高,或者操作點容易發生空蝕。

結論

如果你找到了一顆你覺得很好,跑起來也很有信心的螺槳,即使理想的引擎轉速(Rpm)掉了一些,也不要打消選用這顆螺槳的念頭,任何有能力的螺槳維修店都可以做微調,把這顆螺槳調整為最適合你個人的使用,加或減少一英吋螺距(Pitch)是很正常的事,加或減一些Cupping也是很標準的一種調整,不經過一些試驗及錯誤而想要找到一顆適當的螺槳幾乎是不可能的事。 今天的市場上有許多不同設計的螺槳供選擇,因此光是儘你所能嘗試更多的螺槳就能讓你從中獲得一些東西,但記得,最重要的是,你要在?對相同的水面條件做不同螺槳的測試及比較,如此才能得到有用的數據。 每個人都有自己獨特的對螺槳的喜好及要求,而這些跟船殼,載重及使用均有相關,我個人的希望是找到一顆我覺得’均衡’的螺槳,所謂’均衡’,我指的是這顆螺槳能有好的操控性,也能有不錯的平均中速與極速,我永遠都願意犧牲極速來換取全面性較好的表現,因為基於水面情況,舒適度及成乘客的安全,通常我跑馬力全開的時間不會超過10%。