RU2214345C1 - Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor - Google Patents
Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2214345C1 RU2214345C1 RU2002106532A RU2002106532A RU2214345C1 RU 2214345 C1 RU2214345 C1 RU 2214345C1 RU 2002106532 A RU2002106532 A RU 2002106532A RU 2002106532 A RU2002106532 A RU 2002106532A RU 2214345 C1 RU2214345 C1 RU 2214345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- points
- outboard motor
- forces
- measurement
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
- B63H20/36—Transporting or testing stands ; Use of outboard propulsion units as pumps; Protection of power legs, e.g. when not in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при испытании подвесных лодочных моторов. The invention relates to measuring equipment and can be used in testing outboard motors.
Известные технические решения, в которых производится определение силовых параметров движительных установок судов, в том числе осевых усилий гребных винтов, предназначены, в основном, для крупных судов со стационарными моторами. Known technical solutions, which determine the power parameters of the propulsion systems of ships, including the axial forces of the propellers, are intended mainly for large ships with stationary engines.
Известен способ измерения осевого усилия гребного винта по а.с. 1362969 (МПК5 G 01 L 5/12, 5/13, 25/00. Публ. 30.12.87, бюл. 48), согласно которому производят измерение продольной деформации гребного вала с помощью тензорезисторов, определяют начальный отсчет осевого усилия гребного винта, а значение осевого усилия находят расчетным путем. Однако размещение тензорезисторов и токосъемников на гребном валу подвесного мотора требует достаточно места, является очень трудоемкой операцией из-за малых габаритов мотора и приводит к дополнительным погрешностям измерений из-за наличия токосъемников, кроме того, лопасти гребного винта, как правило, имеют некоторые отклонения в размерах, поэтому усилие, создаваемое одной лопастью, будет отличаться от усилия, создаваемого другой лопастью. Эта разность усилий, вызывающая радиальное смещение линии действия результирующей силы, будет создавать некий паразитный момент, оказывающий существенное влияние на ходовые качества лодки с подвесным мотором, тогда как для крупных судов его влияние не столь существенно. A known method of measuring the axial force of the propeller by AS 1362969 (IPC5 G 01 L 5/12, 5/13, 25/00. Publ. 30.12.87, bull. 48), according to which the longitudinal deformation of the propeller shaft is measured using strain gauges, the initial count of the axial force of the propeller is determined, and the value of the axial force is calculated. However, placing strain gauges and current collectors on the outboard motor propeller shaft requires enough space, is a very time-consuming operation due to the small size of the motor and leads to additional measurement errors due to the presence of current collectors, in addition, the propeller blades, as a rule, have some deviations in sizes, therefore, the force created by one blade will differ from the force created by the other blade. This difference in effort, causing a radial displacement of the line of action of the resulting force, will create a certain parasitic moment that has a significant impact on the driving performance of a boat with an outboard engine, while for large vessels its influence is not so significant.
Проведенный поиск патентной и научно-технической информации не выявил технические решения, предназначенные непосредственно для испытаний подвесных лодочных моторов. The search for patent and scientific and technical information did not reveal technical solutions intended directly for testing outboard motors.
Таким образом, технической задачей изобретения является создание способа определения силовых параметров, в частности осевого усилия гребного винта подвесного лодочного мотора и радиального смещения линии действия этого усилия. Thus, an object of the invention is to provide a method for determining the power parameters, in particular the axial force of the outboard motor propeller of the outboard motor and the radial displacement of the line of action of this force.
Задача решается тем, что в двух точках имитатора транцевой доски с закрепленным на нем подвесным лодочным мотором измеряют горизонтальные силы, возникающие при работе гребного винта, определяют текущие значения суммы и разности этих сил, по первому из которых судят о текущей величине осевого усилия P гребного винта, а для второго значения определяют размах Δр его колебаний за оборот винта, по которому определяют текущую величину радиального смещения r линии действия осевого усилия гребного винта, используя выражение
r = Δр В/2Р,
где В - расстояние между точками измерения горизонтальных сил на имитаторе транцевой доски.The problem is solved in that at two points of the transom board simulator with the outboard motor mounted on it, the horizontal forces arising from the operation of the propeller are measured, the current values of the sum and difference of these forces are determined, the first of which judges the current value of the axial force P of the propeller , and for the second value, the amplitude Δp of its oscillations per screw revolution is determined, which determines the current value of the radial displacement r of the line of action of the axial force of the propeller, using the expression
r = Δp V / 2P,
where B is the distance between the points of measurement of horizontal forces on the simulator of the transom.
На фиг. 1 схематически изображен испытуемый мотор, закрепленный на имитаторе транцевой доски, и силы, возникающие при работе гребного винта, где поз. 1 - имитатор транцевой доски, поз.2 - испытуемый мотор, поз.3 - гребной винт. In FIG. 1 schematically shows the test motor mounted on a transom simulator, and the forces arising from the operation of the propeller, where pos. 1 - transom board simulator, pos. 2 - tested motor, pos. 3 - propeller.
На фиг. 2 схематически изображена фиксация имитатора транцевой доски в двух точках. In FIG. 2 schematically shows the fixation of the transom board simulator at two points.
На фиг. 3 показаны направления действующих при работе мотора сил, где одна точка находится справа, а другая слева от закрепленного мотора на расстоянии В. In FIG. Figure 3 shows the directions of the forces acting during the operation of the motor, where one point is to the right and the other to the left of the fixed motor at a distance B.
На фиг.4 изображен график изменения по времени разности сил, измеренных в правой и левой точках. Figure 4 shows a graph of the time variation of the difference in forces measured at the right and left points.
Рассмотрим, как действуют на испытуемую систему, состоящую из имитатора транцевой доски с закрепленным на ней испытуемым мотором, интересующие нас силы (фиг. 1): сила Р - осевое усилие на гребном валу, разность усилий Р' и Р'', создаваемых разными лопастями гребного винта, вызовет радиальное смещение r линии действия их результирующей силы Р, что приведет, в свою очередь, к возникновению момента смещения Мс. Let us consider how the forces of interest to us (Fig. 1) act on a test system consisting of a transom board simulator with a test motor mounted on it: Fig. 1: force P is the axial force on the propeller shaft, the difference in forces P 'and P' 'created by different blades propeller, will cause a radial displacement r of the line of action of their resulting force P, which will, in turn, lead to the occurrence of a moment of displacement Ms.
Если в двух точках имитатора транцевой доски 1 (фиг.3) измеряют горизонтальные силы Рл и Рп, то осевое усилие Р будет равно сумме этих сил, т.к. силомоментный поток, создаваемый мотором, передается на имитатор транцевой доски, а в указанных точках измеряют составляющие этого силомоментного потока, действующие в горизонтальной плоскости. Расположение точек для измерения сил на имитаторе транцевой доски относительно испытуемого мотора может быть другим, но осевое усилие будет определяться как сумма измеренных в этих точках сил. If the horizontal forces Рл and Рп are measured at two points of the transom board simulator 1 (Fig. 3), then the axial force Р will be equal to the sum of these forces, because the force moment flow created by the motor is transmitted to the transom board simulator, and at these points the components of this force moment flow acting in the horizontal plane are measured. The location of the points for measuring forces on the transom board simulator relative to the motor under test may be different, but the axial force will be determined as the sum of the forces measured at these points.
Разность усилий Р' и Р'', создаваемых различными лопастями винта (фиг. 1), обусловленная, в основном, геометрическими погрешностями их реального профиля, а также погрешностями взаимного углового расположения лопастей, будет создавать момент смещения Мс, численно равный произведению осевого усилия Р на радиальное смещение r линии его действия. В каждой точке измерения будут фиксироваться, вообще говоря, неодинаковые значения сил, при этом за один полный оборот гребного винта разность сил Рп и Рл, измеренных в правой и левой точках, будет носить периодический характер (фиг.4). Это приводит к тому, что значения сил, измеренные за полный оборот гребного винта, будут иметь попеременно максимальное и минимальное значения таким образом, что максимальному значению, зафиксированному в одной точке, будет соответствовать минимальное значение, зафиксированное в другой, и наоборот. Размах колебаний разности полученных экстремальных значении сил пропорционален радиальному смещению r линии действия осевого усилия Р, когда это смещение находится в горизонтальной плоскости, проходящей через ось гребного винта. The difference in the forces P 'and P' 'created by different rotor blades (Fig. 1), due mainly to geometric errors of their real profile, as well as errors in the relative angular position of the blades, will create a displacement moment Mc, numerically equal to the product of the axial force P radial displacement r of the line of its action. In each measurement point, generally speaking, unequal values of the forces will be recorded, while for one full revolution of the propeller the difference in the forces of Pn and Pl measured at the right and left points will be periodic (Fig. 4). This leads to the fact that the force values measured for a full revolution of the propeller will have alternately maximum and minimum values so that the maximum value recorded at one point will correspond to the minimum value recorded at another, and vice versa. The swing range of the difference in the obtained extreme values of the forces is proportional to the radial displacement r of the line of action of the axial force P when this displacement is in a horizontal plane passing through the axis of the propeller.
Момент смещения в данный момент времени Мс равен произведению текущей величины осевого усилия Р на текущую величину радиального смещения r
Мс = P•r.The moment of displacement at a given moment of time Ms is the product of the current value of the axial force P by the current value of the radial displacement r
Ms = P • r.
С другой стороны, этот же момент может быть определен как произведение половины размаха колебаний разности сил на расстояние В между точками измерения горизонтальных сил на имитаторе транцевой доски
Мс = Δр В/2.On the other hand, this same moment can be defined as the product of half the magnitude of the oscillations of the force difference by the distance B between the points of measurement of horizontal forces on the transom board simulator
Ms = Δp V / 2.
Тогда величина радиального смещения линии действия осевого усилия в текущий момент времени определяется выражением
r = Δp B/2P.Then the value of the radial displacement of the axial force line of action at the current time is determined by the expression
r = Δp B / 2P.
Настоящий способ был апробирован в серийном производстве при проведении испытаний подвесного лодочного мотора "Салют". The present method was tested in serial production when testing outboard motor Salute.
В двух точках имитатора транцевой доски, находящихся по разные стороны от испытуемого мотора, измерялись силы с помощью специальных устройств, в качестве которых использовались динамометры с плоской пружиной. At two points of the transom board simulator, located on opposite sides of the tested motor, forces were measured using special devices, for which dynamometers with a flat spring were used.
Осевое усилие, развиваемое испытуемым мотором, было измерено и равнялось 542 Н, при испытании была выявлена гармоническая составляющая осевого усилия, амплитуда которого составила 3,8 Н. Эти данные позволили рассчитать радиальное смещение r линии действия осевого усилия, что при расстоянии между точками измерения горизонтальных сил, в данном случае равном ширине транцевой доски 0,25 м, составило 0,0017м (1,7 мм). The axial force developed by the test motor was measured and equal to 542 N; during the test, a harmonic component of the axial force was detected, the amplitude of which was 3.8 N. These data made it possible to calculate the radial displacement r of the axial force action line, which, when the distance between the measurement points are horizontal forces, in this case, equal to the width of the transom board 0.25 m, amounted to 0.0017m (1.7 mm).
Таким образом, техническим результатом изобретения является реализация указанного способа в условиях серийного производства. Thus, the technical result of the invention is the implementation of this method in terms of mass production.
Claims (1)
r=Δр В/2Р,
где В - расстояние между точками измерения горизонтальных сил на имитаторе транцевой доски.A method for determining the power parameters of the outboard motor propeller of an outboard motor, characterized in that the horizontal forces arising from the operation of the propeller are measured at two points of the transom board simulator with the outboard motor mounted on it, the current values of the sum and difference of these forces are determined, the first of which judge the current value P of the axial force of the propeller, and for the second value determine the amplitude Δp of its oscillations, which determine the current value r of the radial displacement of the line of action about evogo efforts propeller, using the expression
r = Δp V / 2P,
where B is the distance between the points of measurement of horizontal forces on the simulator of the transom.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106532A RU2214345C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106532A RU2214345C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2214345C1 true RU2214345C1 (en) | 2003-10-20 |
| RU2002106532A RU2002106532A (en) | 2004-03-20 |
Family
ID=31988893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002106532A RU2214345C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2214345C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010006606A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Helge Lykke Hansen | Vector dynamometer |
| CN108254118A (en) * | 2018-01-24 | 2018-07-06 | 哈尔滨工业大学（威海） | Measurement electric power peculiar to vessel directly drives airscrew thrust and the device and method of torque |
| KR20200029401A (en) * | 2017-07-11 | 2020-03-18 | 에이이티씨 사파이어 | Method and apparatus for determining the direction and magnitude of load applied to a ship propulsion nacelle |
-
2002
- 2002-03-14 RU RU2002106532A patent/RU2214345C1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010006606A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Helge Lykke Hansen | Vector dynamometer |
| KR20200029401A (en) * | 2017-07-11 | 2020-03-18 | 에이이티씨 사파이어 | Method and apparatus for determining the direction and magnitude of load applied to a ship propulsion nacelle |
| CN108254118A (en) * | 2018-01-24 | 2018-07-06 | 哈尔滨工业大学（威海） | Measurement electric power peculiar to vessel directly drives airscrew thrust and the device and method of torque |
| CN108254118B (en) * | 2018-01-24 | 2023-07-21 | 哈尔滨工业大学（威海） | Device and method for measuring thrust and torque of electric direct-drive propeller for ship |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002106532A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11860066B2 (en) | Dynamic strain field measuring method and system for rotor blade based on blade tip timing | |
| Castellini et al. | Vibration measurements on blades of a naval propeller rotating in water with tracking laser vibrometer | |
| Ortolani et al. | Experimental investigation of single blade and propeller loads by free running model test. Straight ahead sailing | |
| Ji-wang et al. | Blade tip-timing technology with multiple reference phases for online monitoring of high-speed blades under variable-speed operation | |
| Hagesteijn et al. | Development of a six-component blade load measurement test setup for propeller-ice impact | |
| US7415363B2 (en) | High resolution torque measurement on a rotating shaft with movement compensation | |
| CN103728136B (en) | Bush(ing) bearing oil film dynamic stiffness on-line testing method | |
| CN105092255A (en) | Turbofan engine fan complete machine balancing method and system | |
| RU2214345C1 (en) | Method of determination of power parameters of propeller of outboard motor | |
| CN108225783B (en) | Method and device for balancing fan rotor of aviation turbofan engine | |
| JP2008022694A (en) | Detection device and detection method for dynamic thrust acting on moving body, and electromagnetic force detection device | |
| Brouwer et al. | Propeller-ice impacts measurements with a six-component blade load sensor | |
| Breńkacz | The experimental identification of the dynamic coefficients of two hydrodynamic journal bearings operating at constant rotational speed and under nonlinear conditions | |
| CN113806864B (en) | Marine metal propeller flow excitation vibration identification method based on noise cloud image | |
| JP2007240421A (en) | Torsional rigidity arithmetic unit for rotor, prime mover output arithmetic unit, and methods therefor | |
| CN115901172A (en) | Method and system for quickly determining large ship hydro-elastic model test working condition | |
| Kang et al. | Development and modification of a unified balancing method for unsymmetrical rotor-bearing systems | |
| Dereszewski et al. | Diagnostics of the internal combustion engines operation by measurement of crankshaft instantaneous angular speed | |
| Ortolani et al. | In-plane and single blade loads measurement setups for propeller performance assessment during free running and captive model tests | |
| CN114459651A (en) | Dynamometer control method and device, electronic equipment and storage medium | |
| RU2239803C2 (en) | Method of diagnostics of shafts for rotor machines transmitting torque loading | |
| CN106596006A (en) | Propeller shaft excitation response separation system and method by using hull shaft frequency vibration speed peak value field balancing | |
| JP6593804B2 (en) | Method and apparatus for measuring torque / rotational speed characteristics of rotor blades | |
| DK177036B1 (en) | Boat engine test stand | |
| WO2024057848A1 (en) | Method for monitoring ship, and ship-monitoring device that carries out method for monitoring ship |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20151109 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190802 |