В эксплуатации очень важна разница между наибольшей мощностью двигателя на фланце и продолжительной его мощностью в легких и тяжелых условиях работы. Конечно, заводской отдел рекламы хотел бы показывать более высокую мощность для обеспечения конкурентоспособности. Технический же отдел стремится указывать пониженную мощность, чтобы избежать трудностей и лишних расходов в гарантийный период.
Разница между продолжительной мощностью двигателя в легких и тяжелых условиях работы заключается в том, что среднее количество ходовых часов спортивного или туристского катера редко превышает 200 в год, в то время как количество ходовых часов рабочего катера часто достигает 1500 и более. Для перехода от максимальной мощности катерного двигателя (она всегда меньше максимальной мощности транспортного двигателя) к продолжительной необходимо в среднем дополнительно уменьшить продолжительную мощность при легких условиях работы с перерывами на 15%, а продолжительную мощность при тяжелых условиях непрерывной работы на 24%.
Диаграмма мощности полностью оборудованного (включая реверсивную передачу) катерного двигателя показана на рис. 158, Кривые построены по средним значениям тормозных диаграмм большого количества катерных двигателей. Кривая А — максимальная мощность обычного катерного двигателя (200л. е., при 2400 об/мин) с допустимым временем работы в течение 15 мин; кривая Б —мощность того же двигателя (170 л. с. при 2000 об/мин) при продолжительной работе спортивного катера, но без превышения допустимых границ тепловой нагрузки; кривая В —мощность того же двигателя при неограниченном сроке работы тяжелого катера (150 л. с. при 2000 об/мин).
Пунктирные кривые 1—5 характеризуют гребные винты различной величины с максимальной частотой вращения от 1200 до 2400 об/мин, причем самый большой гребной винт (кривая 5) потребляет наименьшую максимальную мощность, а маленький (легкий) гребной винт (кривая 1) позволяет реализовать наибольшую частоту вращения и максимальную мощность. Кривые получены в виде кубических парабол и почти не зависят от особенностей катера.
В таблице приведены примерные диаметры гребных винтов для катеров со средними скоростями (с прямой передачей и с передаточным числом 2:1).
Семейство кривых 1—5 показывает, что можно не допускать максимальной частоты вращения двигателя, установив гребной винт соответствующего размера. Если нагрузка двигателя слишком высокая, то достаточно уменьшить частоту вращения двигателя на 5%, чтобы мощность снизилась на 14%. Для продолжительного рейса максимальную частоту вращения рекомендуется уменьшить на 10%, благодаря чему мощность двигателя, передаваемая гребному винту, снизится на 27%. Скорость катера при этом уменьшится лишь на 10%.
Рис. 1. Диаграмма мощности катерного двигателя.
Если бы моторостроительные заводы указывали расход топлива при различных нагрузках двигателя и для всего диапазона частоты вращения, можно было бы с достаточной точностью составить расчет дальности плавания для любого катера с различными гребными винтами.
На рис. 2 приведены три градации частоты вращения гребного винта при эксплуатации спортивного катера:
1 — при наибольшей длительной скорости; 2 — при крейсерской скорости; 3 — при экономической скорости. Для каждой из этих скоростей определяют резерв мощности двигателя (кривая А) и увеличивающуюся дальность плавания (кривая Б) при данном запасе топлива. Частота вращения на нижней шкале выражена в процентах от максимальной частоты вращения гребного винта. Заштрихованным участком обозначен резерв мощности двигателя.
Рис. 2. Диаграмма резерва мощности двигателя и дальности плавания катера в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки гребного винта.
Двигатели одной серии, будь они новыми или бывшими в употреблении, никогда не показывают абсолютно одинаковую мощность. Например, замеренная мощность двигателя 85 л. с. в действительности колебалась между 82,5 и 88 л. с. Несмотря на все усилия, не удалось довести менее мощный двигатель до стандартной мощности. Причину можно установить лишь при очень большой затрате времени, чего моторостроительные заводы не могут себе позволить.
Сказанное относится и к катерам одной серии. Часто озадачивает разница, получаемая при строгих замерах скорости катеров большой серии (от 12 до 35), несмотря на точно предписанные условия приемных испытаний. Однако неверно предполагать, что различие в скорости катеров зависит только от двигателей. Так, каждый двигатель из 12 катеров одной серии предварительно проверялся на испытательном стенде, при этом действительные значения мощности колебались в пределах 130—-135 л. е., но результаты ходовых испытаний катеров совершенно не соответствовали заранее определенной мощности двигателей. Катер, который с трудом развивал скорость 49 км/ч, был оборудован двигателем высокой мощности, а на катере, который вместо ожидаемых 50 км/ч развил скорость 52,5 км/ч, был установлен двигатель средней мощности.