Beställa ny propeller, inte så enkelt och smidigt, och räkna är svårt

[raol 2,373]

Jag har nämnt planerna på att skaffa en fällbar propeller till segelbåten i en annan tråd.

Den propeller vi har nu är för tung för motorn. När motorn når ca 2800 varv är det stopp, trots att motorns maxvarv är 3600. En propeller med rätt "storlek" bör hamna åtminstone kring 3400-3500 med båten i platt vatten och ingen ström. Den vi har är en fast, trebladig i aluminium från Volvo Penta, med måtten 14x12.

Eftersom det är en Flexofold (Fof hädanefter) jag vill ha, så tog jag kontakt med deras försäljningsavdelning genom att fylla i ett formulär med uppgifter om båten, motorn, drevet och lite annat. Första svaret var att deras uppgifter om motormodellen inte stämde med mina uppgifter, men jag letade upp motormanualen och skickade en bild som visar just det jag hade angett. De återkom strax efter med ett förslag på propeller.

Svaret jag fick var en storlek som inte får plats, men det var ju inte lätt för dem att veta eftersom det är ovanligt trångt på höjden på just en Beason 31/311 med 120S-drev, och det måttet frågades det inte efter i formuläret. Utrymmet är 193 mm. Rekommendationen var en tvåbladig på antingen 16x10 eller 15x10. En 15x10 har en radie på 191 mm. Det är på tok för liten marginal! Och 16x10 skulle ju tugga sig djupt in i skrovet på första varvet redan...

Jag meddelade detta och fick till svar att de knappt kunde tro att det var så lite plats, och att jag kanske missat att mäta så pass långt ut som propellerspetsarna hamnar med deras fällbara. Tyvärr, fick jag svara, är avståndet samma oavsett hur långt bak man mäter, eftersom undersidan av skrovet mellan köl och roder är helt parallellt med propelleraxeln. En 14-tummare är det största som får plats.

Fick då i stället svaret att antingen välja en 14x10 med två blad eller tre blad.

Här vill jag flika in att jag skaffat en kopia av en ofta rekommenderad bok om just propellerberäkning, "Propeller handbook: the complete reference for choosing. installing, and understanding boat propellers" av Dave Gerr.  Dessutom har jag ett flera årtionden långt hobbyintresse av flygteknik, aerodynamik, strömningslära och sånt, och har räknat på vingprofiler, vingar och flygplanspropellrar en hel del förr om åren och har god koll på det, och är medveten om hur propellrar i vatten skiljer sig från de i luft.
Jag har gått igenom alla steg i boken för att beräkna propellerstorlek utifrån de värden jag har tillgång till. Hamnar då ganska nära 14x10 trots allt (avrundat till hela tum blir det så), men beräkningarna baseras på standardpropellrar som liknar de klassiska, fasta bronspropellarna man oftast ser. Jag vet inte hur mycket Fofs propellrar skiljer sig från det, och på vilket sätt. T ex är navet större pga segeldrevet (standardpropellrarna är beräknade med rak axel och därmed mycket smalare nav och då större andel av cirkelytan som är bladyta). Bladens tvärsnittsprofil och den totala bladytan i förhållande till cirkelytan känner jag inte till, utan jag får anta att de är samma som i formlernas antaganden. Har frågat Fof, men får inget svar på just de frågorna. Hemligt kan det knappast vara för det är ju enkelt för em konkurrent att köpa en propeller och mäta om de verkligen vill veta.

Det är flera saker här som gör mig fundersam.
1. Fof hade fel motoruppgifter.
2. Om 14x10 nu anses vara rätt storlek från Fofs sida, så skulle de första förslagen om 15x10 varit fel. Båda kan inte vara rätt.
3. Visserligen är skillnaden i "rätt" storlek mellan en tvåbladig och trebladig mindre än man intuitivt skulle kunna tro, men det skulle ändå bli en tum skillnad (avrundat) på diametern. Så 15x10 tvåbladig och 14x10 trebladig kan ses som likvärdiga, men inte 16x10 tvåbladig och 14x10 trebladig, utan det skulle hamna på en 15-tummare med tre blad i den jämförelsen. Den empiriska omräkningsfaktorn är 1.05 på diametern från trebladig till tvåbladig.
Det gör mig fundersam på hur bra koll de egentligen har, och hur detaljerad deras storleksberäkning är...

Sen har vi stigningen...
Just nu har vi 12 tum stigning som ger toppvarv på 2800. Det är alldeles för mycket stigning. Lågt räknat borde det hamna på 3400 varv under samma förhållanden, dvs minst 600 varv till. Här stöter man på allehanda tumregler om hur mycket stigning påverkar varvtalet. Allt från 150 varv per tum till 500 varv per tum förekommer (vilket skulle innebära ett nytt maxvarv på allt från 3100 till 3800!). En mer detaljerad variant är från en propellertillverkare som gör flöjlande propellrar, där man kan justera stigningen manuellt i steg om 0.25 grader. Där sägs att en kvarts grad motsvarar ca 30-50 varv. Räknar man om stigning till vinkel innebär det, för en ändring från 12 till 10 tum, bara 300-500 varv, allt annat lika. Frågan är bara hur lika allt annat är, med tanke på att propellern vi har nu har rejält breda blad jämfört med hur Fofs blad ser ut. Kanske gör skillnaden i bladyta att skillnaden blir större än så? Och i vilket fall var ju de värdena för vinkel och varv från en helt annan propeller med helt andra blad, så fan vet vad man ska tro...

Ytterligare en komplikation är att jag har målat på vår nuvarande propeller, först med ett tjockt lager lamineringsepoxy, och sen med tunn, hård bottenfärg på det, för att hålla påväxt borta (och det funkar toppen!). Men naturligtvis ger det mer motstånd för propellern genom vattnet. Kanske innebär det flera hundra förlorade varv, som en ny, blank bronspropeller inte drabbas av? Okänd magnitud där alltså.

Blandar man sen in diverse propellerstorleksberäknare som finns på nätet, får jag antingen 15x10 eller 15x9 som svar på den ena typen (där alla verkar använda samma formelpaket), eller 13.5x8 till 14x9 för en annan. Betydligt mindre stigning där alltså. Och jag vet inte varför det ser så annorlunda ut där jämfört med andra beräkningar.

Fofs svar på frågan om stigning var först att de inte trodde på att vår motor hade den maxeffekt och det maxvarv som angetts, eftersom en 14x12-propeller inte borde ge så lågt maxvarv. De menade att det nog snarare var fel på varvräknaren. Så jag varvade upp motorn till maxvarv i friläge, och såg ca 3550-3600 på mätaren. Nålen pendlade en aning och motorljudet var jobbigt så jag drog snabbt av igen. Motorn når alltså angivet maxvarv och mätaren visar rätt, eller tillräckligt rätt i alla fall.

Jag ska försöka leta fram bilder på Fof-propellrar i rätt storlek och mäta upp bladytan för att i alla fall få den jämförelsen så bra den kan bli, och därefter köra igenom beräkningarna igen.

Nåt köp är inte aktuellt förrän i kanske mars eller april, men jag vill vara förberedd.

Tar gärna emot andras erfarenheter av propellerköp/byten och processen, beräkningar och resultat i verkligheten.
 

[raol 2,373]

Här är en jämförande bild mellan en Fof-propeller (dock 18 tum, så bladytan går inte att jämföra eftersom navet är relativt sett mindre här än för en på 14 tum) och vår fasta, 14-tums VP-propeller.
Som synes ganska stor skillnad i bladform och bladyta.

[skippeer 430]

Hej @raol

 

Du verkar vara lika petig med att optimera som jag 🙂

Har en FOF propeller (20x13R) som har lite mycket glapp som borde ersättas med en ny.
Kontaktade FOF i DK under våren 2023 men deras rekommendation (18x14-3R ) matchade inte vad jag hade så jag ville undersöka lite mer innan jag la en beställning (danskarna var inte så himla kundvänliga på mina frågor).

Körde WOT (wide open throttle) test i somras, kom upp i 2 450 rpm och motorn D2-55 (A) som skall kunna komma upp i max 3 000 rpm.
Max skrovhastighet 7,7 knop (WL 10 m).

Läste ett tips av en @Ove-T att VP rekommenderar 2 700 rpm  för min motor vid propellerdimensionering.
Till våren skall jag montera en 170 A generator som kan suga motorkraft vid maxladdning av LFP (ca 6,8 hp via 8 spårs rem), fenkölad dam på 12,5 ton med långfärdspackning.

Var intresserad hur det gått med ditt propellerköp och om du har några tankar som går att applicera vid mitt propellerköp.

Edited January 2, 2024 by skippeer

[raol 2,373]

Privatekonomin havererade helt av de ekonomiska följderna av Putin-jävelns krig, så det fanns, och finns, inget utrymme alls för nåt mer än bara löpande kostnader under lång tid framöver, tyvärr.

 

[skippeer 430]

I höstas upptäckte jag att propellern var så sliten efter 2 862 motortimmar att de 3 bladen slog emot varandra i infällt läge.

Demonterade hub och blad som jag tog med till Propellertekning i Torslanda.
Navet var ok, bladen var slitna i sidan och dessutom under 2024 hade kuggarna skadats så bladen touchade varandra.

Med samma input data har jag fått 2 olika förslag;

• från tillverkaren i Danmark 18 x 14 - 3R
• från lokal firma 19,4 x 13 - 3R 
  efter diskussion om WOT med gammal prop på 2 450 RPM
  kom vi överens om 19 x 13 - 3R vilket borde ge ca 2 700 RPM (10% lägre än motorspec vilket jag fått tips av från @Ove-T är bra för en längeseglare).

 

Har nu beställt 3 nya blad från lokal prop firma, blir spännande att se vad WOT blir i sommar.
 

 

Edited February 10 by skippeer

[heimlaga 176]

Man brukar väl korta och slipa om bladen och justera stigningen tills det blir bra ihop med båten. Inte vet jag men så har jag fått lära mig att göra då man anpassar propellern till båten.

Edited March 1 by heimlaga

[raol 2,373]

52 minuter sedan skrev heimlaga:

Man brukar väl korta och slipa om bladen och justera stigningen tills det blir bra ihop med båten. Inte vet jag men så har jag fått lära mig att göra då man anpassar propellern till båten.

Bättre att räkna innan och köpa rätt direkt. Gjuten metall mår inte bra av att böjas - den är spröd.

 

[Hybro 1,175]

Jo, jo.... Eller hissa seglen. För visst är det en segelbåt?

 

Hur ofta tänker/vill du köra per motor för max motorvarv? Knappast när du lägger till.

 

Ja, ja.... Lite dumt skrivet, men alikevel.

Edited March 1 by Hybro

[Seawolf 384]

2022-10-07 vid 13:12 skrev raol:

Jag har nämnt planerna på att skaffa en fällbar propeller till segelbåten i en annan tråd.

Den propeller vi har nu är för tung för motorn. När motorn når ca 2800 varv är det stopp, trots att motorns maxvarv är 3600. En propeller med rätt "storlek" bör hamna åtminstone kring 3400-3500 med båten i platt vatten och ingen ström. Den vi har är en fast, trebladig i aluminium från Volvo Penta, med måtten 14x12.

Eftersom det är en Flexofold (Fof hädanefter) jag vill ha, så tog jag kontakt med deras försäljningsavdelning genom att fylla i ett formulär med uppgifter om båten, motorn, drevet och lite annat. Första svaret var att deras uppgifter om motormodellen inte stämde med mina uppgifter, men jag letade upp motormanualen och skickade en bild som visar just det jag hade angett. De återkom strax efter med ett förslag på propeller.

Svaret jag fick var en storlek som inte får plats, men det var ju inte lätt för dem att veta eftersom det är ovanligt trångt på höjden på just en Beason 31/311 med 120S-drev, och det måttet frågades det inte efter i formuläret. Utrymmet är 193 mm. Rekommendationen var en tvåbladig på antingen 16x10 eller 15x10. En 15x10 har en radie på 191 mm. Det är på tok för liten marginal! Och 16x10 skulle ju tugga sig djupt in i skrovet på första varvet redan...

Jag meddelade detta och fick till svar att de knappt kunde tro att det var så lite plats, och att jag kanske missat att mäta så pass långt ut som propellerspetsarna hamnar med deras fällbara. Tyvärr, fick jag svara, är avståndet samma oavsett hur långt bak man mäter, eftersom undersidan av skrovet mellan köl och roder är helt parallellt med propelleraxeln. En 14-tummare är det största som får plats.

Fick då i stället svaret att antingen välja en 14x10 med två blad eller tre blad.

Här vill jag flika in att jag skaffat en kopia av en ofta rekommenderad bok om just propellerberäkning, "Propeller handbook: the complete reference for choosing. installing, and understanding boat propellers" av Dave Gerr.  Dessutom har jag ett flera årtionden långt hobbyintresse av flygteknik, aerodynamik, strömningslära och sånt, och har räknat på vingprofiler, vingar och flygplanspropellrar en hel del förr om åren och har god koll på det, och är medveten om hur propellrar i vatten skiljer sig från de i luft.
Jag har gått igenom alla steg i boken för att beräkna propellerstorlek utifrån de värden jag har tillgång till. Hamnar då ganska nära 14x10 trots allt (avrundat till hela tum blir det så), men beräkningarna baseras på standardpropellrar som liknar de klassiska, fasta bronspropellarna man oftast ser. Jag vet inte hur mycket Fofs propellrar skiljer sig från det, och på vilket sätt. T ex är navet större pga segeldrevet (standardpropellrarna är beräknade med rak axel och därmed mycket smalare nav och då större andel av cirkelytan som är bladyta). Bladens tvärsnittsprofil och den totala bladytan i förhållande till cirkelytan känner jag inte till, utan jag får anta att de är samma som i formlernas antaganden. Har frågat Fof, men får inget svar på just de frågorna. Hemligt kan det knappast vara för det är ju enkelt för em konkurrent att köpa en propeller och mäta om de verkligen vill veta.

Det är flera saker här som gör mig fundersam.
1. Fof hade fel motoruppgifter.
2. Om 14x10 nu anses vara rätt storlek från Fofs sida, så skulle de första förslagen om 15x10 varit fel. Båda kan inte vara rätt.
3. Visserligen är skillnaden i "rätt" storlek mellan en tvåbladig och trebladig mindre än man intuitivt skulle kunna tro, men det skulle ändå bli en tum skillnad (avrundat) på diametern. Så 15x10 tvåbladig och 14x10 trebladig kan ses som likvärdiga, men inte 16x10 tvåbladig och 14x10 trebladig, utan det skulle hamna på en 15-tummare med tre blad i den jämförelsen. Den empiriska omräkningsfaktorn är 1.05 på diametern från trebladig till tvåbladig.
Det gör mig fundersam på hur bra koll de egentligen har, och hur detaljerad deras storleksberäkning är...

Sen har vi stigningen...
Just nu har vi 12 tum stigning som ger toppvarv på 2800. Det är alldeles för mycket stigning. Lågt räknat borde det hamna på 3400 varv under samma förhållanden, dvs minst 600 varv till. Här stöter man på allehanda tumregler om hur mycket stigning påverkar varvtalet. Allt från 150 varv per tum till 500 varv per tum förekommer (vilket skulle innebära ett nytt maxvarv på allt från 3100 till 3800!). En mer detaljerad variant är från en propellertillverkare som gör flöjlande propellrar, där man kan justera stigningen manuellt i steg om 0.25 grader. Där sägs att en kvarts grad motsvarar ca 30-50 varv. Räknar man om stigning till vinkel innebär det, för en ändring från 12 till 10 tum, bara 300-500 varv, allt annat lika. Frågan är bara hur lika allt annat är, med tanke på att propellern vi har nu har rejält breda blad jämfört med hur Fofs blad ser ut. Kanske gör skillnaden i bladyta att skillnaden blir större än så? Och i vilket fall var ju de värdena för vinkel och varv från en helt annan propeller med helt andra blad, så fan vet vad man ska tro...

Ytterligare en komplikation är att jag har målat på vår nuvarande propeller, först med ett tjockt lager lamineringsepoxy, och sen med tunn, hård bottenfärg på det, för att hålla påväxt borta (och det funkar toppen!). Men naturligtvis ger det mer motstånd för propellern genom vattnet. Kanske innebär det flera hundra förlorade varv, som en ny, blank bronspropeller inte drabbas av? Okänd magnitud där alltså.

Blandar man sen in diverse propellerstorleksberäknare som finns på nätet, får jag antingen 15x10 eller 15x9 som svar på den ena typen (där alla verkar använda samma formelpaket), eller 13.5x8 till 14x9 för en annan. Betydligt mindre stigning där alltså. Och jag vet inte varför det ser så annorlunda ut där jämfört med andra beräkningar.

Fofs svar på frågan om stigning var först att de inte trodde på att vår motor hade den maxeffekt och det maxvarv som angetts, eftersom en 14x12-propeller inte borde ge så lågt maxvarv. De menade att det nog snarare var fel på varvräknaren. Så jag varvade upp motorn till maxvarv i friläge, och såg ca 3550-3600 på mätaren. Nålen pendlade en aning och motorljudet var jobbigt så jag drog snabbt av igen. Motorn når alltså angivet maxvarv och mätaren visar rätt, eller tillräckligt rätt i alla fall.

Jag ska försöka leta fram bilder på Fof-propellrar i rätt storlek och mäta upp bladytan för att i alla fall få den jämförelsen så bra den kan bli, och därefter köra igenom beräkningarna igen.

Nåt köp är inte aktuellt förrän i kanske mars eller april, men jag vill vara förberedd.

Tar gärna emot andras erfarenheter av propellerköp/byten och processen, beräkningar och resultat i verkligheten.
 

Vill du ha hjälp att bedöma propellerdimensionen så börja med att ange motortyp, maxeffekt vid maxeffektvarvtal, S-drevsutväxling osv. Sen kan nog andra komma med välgrundade synpunkter.

 

[Hybro 1,175]

Kanske Riwall Sjötorp kan vara till hjälp.

 

Satt 2-bladig folding på min Cumulus, när jag köpte den.

Backegenskaperna var inget vidare.

 

Bytte till original fast.

 

Edited March 2 by Hybro

[raol 2,373]

2 timmar sedan skrev Seawolf:

Vill du ha hjälp att bedöma propellerdimensionen så börja med att ange motortyp, maxeffekt vid maxeffektvarvtal, S-drevsutväxling osv. Sen kan nog andra komma med välgrundade synpunkter.

 

Som jag skrev senare i tråden är detta inte längre aktuellt av ekonomiska skäl.

 

[skippeer 430]

2025-03-01 vid 16:51 skrev raol:

Bättre att räkna innan och köpa rätt direkt. Gjuten metall mår inte bra av att böjas - den är spröd.

 

Vår båt hade säkert en teoretisk rätt beräknad propeller men teori matchade inte verkligheten för vår båt.

Propellerteknik kom fram till nästan exakt vad vi hade som var för stor.

Blir spännande med nya mindre blad i sommar.

[raol 2,373]

13 minuter sedan skrev skippeer:

Vår båt hade säkert en teoretisk rätt beräknad propeller men teori matchade inte verkligheten för vår båt.

Propellerteknik kom fram till nästan exakt vad vi hade som var för stor.

Blir spännande med nya mindre blad i sommar.

Nyckelordet där är "säkert". Jag skulle nog tro att ordet "inte" passar bättre där.

 

Det kan ju ha varit rätt räknat, men på fel data. Som jag beskriver i mitt första inlägg, så fick jag förslag från Flex-o-fold baserat på information jag hade lämnat. Men de hade gjort antaganden och läst fel, så svaret blev också fel. En kund som inte kontrollräknat hade säkert köpt både argumenten och propellern, och trott att den var teoretiskt rätt beräknad. Men det hade den inte varit.

 

Sen är det förstås så att man kan optimera för vissa egenskaper, mot att andra egenskaper blir sämre. Ett typiskt val, kanske främst för snabbare motorbåtar, är mellan en propeller som ger hög acceleration och kraft att snabbt nå planing med last, och en som är accelerationssvag men optimerad för toppfart och lägre motstånd i vattnet. Ett annat val kan vara att offra toppfart mot bättre bett i backen, och lägre tomgångsfart. Ytterligare ett annat kan vara att offra prestanda på många områden mot att ge bästa möjliga bränsleekonomi, om än bara inom ett smalt fartspann.

Så en beräknat optimal propeller behöver ju inte vara bäst på en viss sak man själv värderar högst. Men pga segelbåtars låga farter och smala fartintervall, är det betydligt enklare att träffa rätt jämfört med för en snabb motorbåt.