Regolazione passo Max Prop

[Tatone]

Chiedo un aiuto agli espertissimi di eliche del forum. Sulla mia barca, Sun Odyssey 52, ho montato una elica Max Prop Easy a 4 pale, con diametro da 20 pollici. Con le pale a 20 gradi il motore mi prende 3.600 giri, quindi praticamente perfetto. Però, a bassi giri la velocità è un po' bassa per la barca, per vedere i 7 nodi e mezzo devo andare a circa 2.300/2.400 giri. Ho provato quindi a regolare il passo a 22 gradi. Il cambiamento è stato superiore a quello che mi aspettavo, con questo passo il motore arriva a 3.000 giri al massimo (sempre comunque 9 nodi e rotti di velocità) e i 7 nodi e mezzo me li prende a poco più di 2.000 giri, con un confort di navigazione veramente notevole. La domanda è la seguente: mi piacerebbe molto mantenere il passo a 22 perché nei regimi ai quali uso il motore (mai sopra i 2.600 giri) velocità e confort sono ottimali. Ma non è che così facendo sforzo troppo e danneggio il motore? Per completezza di informazione qui di seguito riporto le curve del mio motore Yanmar (il rapporto dell'invertitore è 2,45/1)
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[svarzi]

fa fumo nero intenso il motore a manetta? se nn prende tutti i giri che deve avere, vuol dire che sforza, nn ti pare?

[utente non piu' attivo]

Un'elica con passo ben regolato prevede che la barca prenda la massima velocità al massimo numero di giri, e il motore deve prendere il massimo numero di giri, altrimenti significa che il passo è esagerato e di conseguenza il motore va sottosforzo.
Immagino che il tuo sia uno yanmar, e la velocità di crociera per quel motore deve essere per tra i 2800 e i 3150 giri, significa che post il 90%del tempo dovrebbe girare a questi regimi, e per il 10% al massimo numero di giri.
Se viaggi per 10 ore a motore, sarebbe buona regola percorrere per 9 ore nel suddetto range e per un'ora al massimo

[timeout]

(15-07-2015 18:12)Tatone Ha scritto:  Chiedo un aiuto agli espertissimi di eliche del forum. Sulla mia barca, Sun Odyssey 52, ho montato una elica Max Prop Easy a 4 pale, con diametro da 20 pollici. Con le pale a 20 gradi il motore mi prende 3.600 giri, quindi praticamente perfetto. Però, a bassi giri la velocità è un po' bassa per la barca, per vedere i 7 nodi e mezzo devo andare a circa 2.300/2.400 giri. Ho provato quindi a regolare il passo a 22 gradi. Il cambiamento è stato superiore a quello che mi aspettavo, con questo passo il motore arriva a 3.000 giri al massimo (sempre comunque 9 nodi e rotti di velocità) e i 7 nodi e mezzo me li prende a poco più di 2.000 giri, con un confort di navigazione veramente notevole. La domanda è la seguente: mi piacerebbe molto mantenere il passo a 22 perché nei regimi ai quali uso il motore (mai sopra i 2.600 giri) velocità e confort sono ottimali. Ma non è che così facendo sforzo troppo e danneggio il motore? Per completezza di informazione qui di seguito riporto le curve del mio motore Yanmar (il rapporto dell'invertitore è 2,45/1)
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Si

[Tatone]

(15-07-2015 18:16)svarzi Ha scritto:  fa fumo nero intenso il motore a manetta? se nn prende tutti i giri che deve avere, vuol dire che sforza, nn ti pare?

No, non fa fumo nero intenso, fa solo leggermente fumo. Comunque sicuramente sforza, ma io a quei regimi non ci vado mai, sto sempre ben al di sotto, al massimo arrivo a 2.500/2600 e di fumo non c'è traccia.

[Tatone]

(15-07-2015 18:50)utente non attivo Ha scritto:  Un'elica con passo ben regolato prevede che la barca prenda la massima velocità al massimo numero di giri, e il motore deve prendere il massimo numero di giri, altrimenti significa che il passo è esagerato e di conseguenza il motore va sottosforzo.
Immagino che il tuo sia uno yanmar, e la velocità di crociera per quel motore deve essere per tra i 2800 e i 3150 giri, significa che post il 90%del tempo dovrebbe girare a questi regimi, e per il 10% al massimo numero di giri.
Se viaggi per 10 ore a motore, sarebbe buona regola percorrere per 9 ore nel suddetto range e per un'ora al massimo

Grazie mille, forse non hai letto bene il mio post. Il motore è uno Yanmar ed è chiaramente scritto. La velocità di crociera intorno ai 3.000 giri è un po' rumorosa, per questo ho allungato il passo, per avere una velocità di crociera accettabile ad un regime più basso. In campo automobilistico, la mia auto a 7 marce ha un bel turbodiesel che in settima non prende neanche per sogno i giri massimi ma non credo si rovini o sforzi...
Anche le eliche Gori hanno un overdrive, proprio per abbassare i giri alla velocità di crociera.
Quindi, la mia domanda non era riferita all'eventuale sforzo del motore a manetta, ma all'eventuale sovrasforzo a cui sottoporrei il motore tra i 2.000 e i 2.600 giri, che sono i regimi ideali a cui andrei in giro io....

[albert]

Il problema è che in barca se hai mare e vento contro non hai nè le 7 marce da scalare (quando vai in salita mica ci vai in settima) nè la max prop ha l'overdrive da disinserire ... dunque non è proprio la stessa cosa.

[Tatone]

(15-07-2015 20:03)albert Ha scritto:  Il problema è che in barca se hai mare e vento contro non hai nè le 7 marce da scalare (quando vai in salita mica ci vai in settima) nè la max prop ha l'overdrive da disinserire ... dunque non è proprio la stessa cosa.

Bravo Albert, hai perfettamente ragione ed è proprio qui il mio dubbio. Qual'è il limite ragionevole a cui posso spingermi? Posto che i 22 sono probabilmente eccessivi, visto che non prendo neanche il regime di potenza massima (3.400 dai grafici che ho postato sopra) mi faccio fare una brugoletta a 21 gradi per avvicinarmici (probabilmente andrebbe a 3.300) o ripristino i 20 gradi (così mi torna ai 3.600)?

[utente non piu' attivo]

Si, ho corretto il mio post perché non avevo letto che età yanmar.
Veniamo al tuo quesito: stai commettendo l'errore di tanti, che paragonano il motore di una barca con il motore di un'auto. Come puoi vedere anche dai grafici del tuo motore, che tra l'altro prima nemmeno avevo visto perché lo smartphone non mi caricava l'immagine, il tuo motore deve girare per la maggior parte del tempo al regime di coppia massima che è a 2900 giri. Viaggiare sempre a 2900 giri comunque non è cosa buona, ogni tanto svendere e salute di 100/200 giri è cosa buona e giusta, come ogni volta che stai per arrivare a destinazione, cosa buona e giusta sarebbe far andare per qualche minuto il motore al massimo dei giri.
Se invece viaggi sempre sottocoppia, il tuo motore avrà sicuramente vita più breve, ti potrà sembrare strano, ma è così. Ho scartato l'autoprop proprio per questi motivi, ed ho optato per la Ewol proprio perché posso regolare alla perfezione il passo affinché la barca raggiunga la massima velocità al massimo numero di giri consentiti al motore, solo così puoi avere la certezza che l'elica abbia il giusto passo. E se al massimo numero di giri non raggiungi la velocità di carena, allora vuol dire che l'elica ha un dar basso (un difetto di molte eliche a pale orientabili utilizzate su barche pesanti, dove la dimensione della pala è fondamentale per far avanzare la barca, sopratutto con mare e vento contrari), ma non credo sia il tuo caso, visto che superi i 9 nodi

[Nessuno 38]

Spiacente, ma il diam 20" per 4 pale è a dir poco esagerato per quella barca, con quel motore e riduzione.
Vmax 9,7 kts circa/3750 rpm circa. il resto è conseguenziale.
Il motore non può non sforzare. Chi l'ha suggerita deve farsi carico della sostituzione o delle indispensabili modifiche.
Saluti

[utente non piu' attivo]

Infatti, vedendo il grafico del motore, il regime massimo è di 3800 giri, e quello devi raggiungere, come dicevo, se non vuoi che il motore sforzi. Come dice Nessuno38,il resto poi è conseguenziale

[Lupo Grigio]

Il terzo diagramma, in basso, spiega bene la situazione.
Il diagramma mostra la potenza massima disponibile (in condizioni ideali di riferimento) di quel motore in funzione dei giri.
La curva della potenza disponibile da considerare, in alto, è quella continua (quella tratteggiata è del tutto teorica, senza riduttore).
Al di sotto, il costruttore ha riportato una curva teorica di assorbimento di potenza da parte di un'elica ideale: è assolutamente teorica perché Yanmar non può sapere che tipo di elica monterai tu. In realtà le curve reali della potenza assorbita dall'elica sono un po' più panciute verso il basso (più curve e meno rettilinee) e un po' meno "verticali".
Orbene, il problema vero delle barche è che all'aumentare di:
- dislocamento (appesantimento rispetto ai calcoli di progetto)
- sporcamento di carena
- vento e moto ondoso,
la curva della potenza richiesta dall'elica tende a spostarsi parallelamente (più o meno) a se stessa, verso l'alto, il ché equivale a dire che la resistenza all'avanzamento reale della barca aumenta rispetto alla condizione ideale.
Si verifica così che la potenza richiesta dall'elica si avvicina sempre più a quella massima che, per ogni numero di giri, il motore è capace di erogare. E' evidente che se la potenza richiesta dall'elica arriva a "toccare" quella massima erogabile dal motore, questo si ferma a quel numero di giri, non accelera oltre e sta funzionando al massimo delle sue prestazioni, anche se è ben lontano dai giri massimi teorici: insomma è veramente "carico al limite".
Yanmar, come tutti i costruttori di motori, pubblica le sue curve di potenza in condizioni ottimali (aria a 15°C, minima depressione all'aspirazione e filtri aria perfettamente puliti, filtri gasolio perfettamente puliti, gasolio di qualità di riferimento, nessuna contropressione allo scarico, nessun alternatore trascinato rinforzato, olio a bassa viscosità, ecc...): il ché vuol dire che nelle condizioni reali di funzionamento a bordo, quei 102 hp all'uscita del riduttore/invertitore te li scordi, mentre, appunto, la curva dell'elica si sposta verso l'alto inesorabilmente.
Tu stesso hai fatto una prova con la quale (22° di passo) il motore non è stato più in grado di andare oltre i 3000 rpm, contro i 3800 rpm teorici di progetto: se provi a spostare verso l'alto la curva dell'elica (parallelamente a se stessa) fino a che si incontra con quella della potenza massima erogabile a 3000 rpm, vedi quanto vicino alla curva limite si trova la curva elica in ogni suo punto. Questo vuol dire che il motore è tirato per il collo praticamente ad ogni andatura che riesce a fare, con quell'elica.
Non c'entra niente se vedi o non vedi fumo nero allo scarico: questo è un sintomo molto grossolano e che potrebbe trarti in inganno (come in questo caso).
Nel vano motore, d'estate, io ho misurato temperature superiori ai 60°C (e questo riduce la potenza massima erogabile di una buona percentuale); la carena perfetta ce l'hai il primo giorno, poi la resistenza all'avanzamento peggiora ogni giorno; hai certamente un alternatore trascinato che assorbe svariati cavalli (quando vuole lui: assorbimento batterie); il gasolio non è di qualità costante e garantita; come è noto, il dislocamento della barca cresce anche se giureresti di non aver imbarcato nulla; i filtri motore non sono sempre "illibati"; poi c'è vento e mare (sempre "sul naso" quando ti serve il motore). Quindi il rischio di sovraccaricare il motore è sempre in agguato.
Per contro, i moderni motori diesel sono oggetti piuttosto rustici, massicci e sovradimensionati e non è che si rompano non appena arrivi a toccare la curva limite della potenza disponibile di cui sopra: però certamente non sono contenti, si usurano prima ed in fondo non c'è motivo per stressarli così.

LG

[prop]

(15-07-2015 18:12)Tatone Ha scritto:  ...mantenere il passo a 22 perché nei regimi ai quali uso il motore (mai sopra i 2.600 giri) velocità e confort sono ottimali. Ma non è che così facendo sforzo troppo e danneggio il motore?

Mantieni il passo attuale: 22.
Il motore non lo sforzi poiché le due curve di coppia (motore e elica) vanno alla radice cubica.
Sei OK.
Saluti

[umeghu]

Ascolta Prop!!!
Sintetico E giusto.
E ONESTO.
PUNTO!

[utente non piu' attivo]

(16-07-2015 01:01)prop Ha scritto:  

(15-07-2015 18:12)Tatone Ha scritto:  ...mantenere il passo a 22 perché nei regimi ai quali uso il motore (mai sopra i 2.600 giri) velocità e confort sono ottimali. Ma non è che così facendo sforzo troppo e danneggio il motore?

Mantieni il passo attuale: 22.
Il motore non lo sforzi poiché le due curve di coppia (motore e elica) vanno alla radice cubica.
Sei OK.
Saluti

Quindi confermi che va bene che il motore non prenda tutti i suoi giri, restando un 20% sotto?

[Nessuno 38]

Condivido 100% Lupo grigio.
Quanto alle altre argomentazioni che evidenziano una diversa impostazione di sfruttamento del motore e quindi di calcolo elica, mi permetto evidenziare che lasciare le cose (elica) come stanno significa usare molto parzialmente la potenza disponibile e che in caso di bisogno (ad es.: condimeteo avverse) non hai spazio per dare manetta, anzi la devi togliere. Idem se devi dare una cima a qualcuno in avaria. Il diam. eccessivo fa inoltre avvertire di più l'effetto evolutivo in retro.
Nel caso di specie la semplice riduzione del diametro a misure più consone con le 4 pale, comporta aumento di passo, DAR, migliore e più costante spinta.
Ciò detto, il mondo è bello perché è vario. Ognuno è libero di pensare e fare secondo proprie convinzioni ... e pagare di tasca propria !

[Stefano Di]

Tatone, un elica con il passo che é piú lungo di quello che ti farebbe raggiungere i giri max è stata autorevolmente definita Elica "intelligente" per utente intelligente.
Se leggi quì http://forum.amicidellavela.it/showthrea...id=105061. ei n altri 3D sull'argomento puoi chiarirti le idee alle due scuole di pensiero in merito.

[Lupo Grigio]

Aggiungo qualche altra considerazione, viste le altre risposte postate.
La curva della potenza massima che il motore riesce ad erogare, ha una caratteristica notevole: partendo dai giri massimi, scendendo a ritroso, si vede che la potenza massima disponibile cresce fino ad un picco massimo, riducendo i giri (da 96 hp a 3800 rpm, a 102 hp a 3400 rpm) e comunque torna al livello dei 96 hp a 3000 rpm. Poi la potenza massima disponibile diminuisce sempre più velocemente al diminuire dei giri motore.
Questo è molto vantaggioso, se consideriamo che la curva di assorbimento teorico dell'elica ha quella forma che si vede nel grafico (più o meno, come già detto), perché se la carena si sporca, se la barca pesa di più, se ci sono resistenze aggiuntive non controllabili (vento e mare contro), ecc..., questa curva della potenza assorbita dall'elica si sposta (come detto in un post precedente) verso l'alto in quel diagramma, e quindi andrà ad intercettare quella della potenza disponibile ad un numero di giri progressivamente inferiore, ma la situazione è aiutata dal fatto che questa potenza resa disponibile dal motore, al diminuire dei giri, aumenta (ed incidentalmente, migliora anche il consumo specifico), nel nostro caso fino a 3400 rpm, e poi rimane comunque quasi costante fino a 3000 rpm, per poi calare sempre più inesorabilmente.
Ecco perché un'elica correttamente dimensionata e progettata, è quella che a barca nuova, con carena pulita, a dislocamento di prova, a temperature ambiente moderate, senza vento sul naso, riesce a far prendere al motore circa il 9-11% in più dei giri di potenza massima indicati dal costruttore del motore: in questo modo poi, nelle condizioni reali d'impiego della barca, il motore si troverà nelle migliori condizioni e sarà in grado di fornire la sua migliore (e più economica) prestazione nelle condizioni effettive di reale funzionamento, senza rischiosi sovraccarichi.
Una buona elica (per ciascuna applicazione) è dunque quella che garantisce che nelle condizioni reali sfrutta la potenza massima resa disponibile dal motore e (seconda condizione importantissima) al diminuire dei giri non rischia mai di arrivare vicino alla curva limite della potenza erogabile dal motore, perché altrimenti basta un attimo, una influenza non considerata, un imprevisto (ottimo l'esempio del rimorchio dato ad un altro in emergenza, citato da Nessuno38), un vento più forte di prua, e ci si può ritrovare col motore che proprio non riesce più a prendere i giri e resta drammaticamente poco sopra al minimo, esangue e vuoto di potenza.
Non è solo un fatto di eccessivo sfruttamento continuo del motore, è anche una questione che ha risvolti di sicurezza.

LG

[Tatone]

Grazie mille a tutti, siete davvero una miniera di informazioni preziosissime. Per spiegarvi meglio, è la prima volta che una mia barca ha un motore che gira così veloce. Tutte le barche che ho avuto l'onore e il piacere di possedere prima di questa avevano motori che al massimo giravano a 3.200 giri, non sono quindi abituato ai 3.800 di questa. Ho sempre avuto l'abitudine di regolarmi le eliche per il regime di potenza massima e non per quello massimo, anche perché ho sempre avuto la passione e la mania di avere sempre elica e carena pulite. Quindi, anche dal vostro confronto emergono chiaramente le 2 opposte teorie, di privilegiare i regimi e le velocità di crociera medi, oppure di assettare l'elica per avere una riserva di potenza massima anche in condimento avverse (ma molto avverse, non ho mai avuto problemi ad esempio con la mia barca di prima, che aveva Volvo D2 75HP ed elica regolata per un regime max di 2.800 giri sui 3.200 di targa).
Mi rafforzo dunque nella mia idea di farmi fare la brugola da Max Prop per 21 gradi (di serie me ne ha date 3, 20, 22 e 24 gradi). Che ne dite? E' una soluzione pilatesca o è realmente un'ottimizzazione?

[Lupo Grigio]

(16-07-2015 16:33)Tatone Ha scritto:  ... anche perché ho sempre avuto la passione e la mania di avere sempre elica e carena pulite. Quindi, anche dal vostro confronto emergono chiaramente le 2 opposte teorie, di privilegiare i regimi e le velocità di crociera medi, oppure di assettare l'elica per avere una riserva di potenza massima anche in condimento avverse (ma molto avverse, non ho mai avuto problemi ad esempio con la mia barca di prima, che aveva Volvo D2 75HP ed elica regolata per un regime max di 2.800 giri sui 3.200 di targa).
Mi rafforzo dunque nella mia idea di farmi fare la brugola da Max Prop per 21 gradi (di serie me ne ha date 3, 20, 22 e 24 gradi). Che ne dite? E' una soluzione pilatesca o è realmente un'ottimizzazione?

A mio avviso è comunque una scelta che comporta una dose di rischio che non capisco perché tu voglia correre.
Tra le ipotesi che potrebbero causare un decadimento di prestazioni con conseguente impossibilità di accelerare il motore sopra al minimo (o comunque limitato a giri ridotti, perché il motore non è in grado di prendersi il carico) se gli accoppi un'elica più "pesante" del dovuto, devi considerare non solo la condizione della carena più o meno pulita, del vento contro, o altro che riguarda la barca, ma anche di eventuali ed inattesi problemi al motore (un iniettore che funziona male, un filtro intasato in una condizione per la quale non hai tempo per la sostituzione, ecc...).
Considera la legge di Murphy ...

LG