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H�LICES - Como Selecionar (Parte 2)

Autor: Jorge Nasseh

Para obter o melhor rendimento do seu barco, � fundamental a escolha do h�lice ideal. Esta � a conclus�o do artigo publicado na edi��o 61 da Revista N�utica.

Figuras 8 e 9 - H�lice de p�s tipo cleaver, vista de tr�s e de lado.

Dizem que solucionar e projetar um h�lice hoje em dia n�o � mais nenhum mist�rio. Bem, tenho que discordar. Que me desculpem os fabricantes de h�lices, mas selecionar um propulsor correto est� mais para previs�o de meteorologia que para qualquer outra coisa. Se ainda tem d�vida, tente imaginar uma conversa entre o cliente e os fabricantes do barco, motor e h�lice. N�o h� nada mais comum que escutar nestas situa��es que o motor n�o atinge o n�mero de giros, ou passa de giros sem atingir a velocidade desejada. Ou ainda, que existe falta de pot�ncia devido a um superaquecimento do motor. Os argumentos prosseguem: uma elevada contrapress�o na descarga, ou muito passo, pouco di�metro e at�, finalmente, porque voc�, pobre dono de barco, colocou equipamentos demais.

Para quem estiver pensando em selecionar corretamente um h�lice, ou re-propulsionar seu barco, sugiro antes de qualquer atitude, contatar algum expert. Existem, pode acreditar. E muitos estaleiros tem capacidade e experi�ncia para entregar um barco com o h�lice adequado � expectativa do cliente. Antes de algu�m fazer qualquer recomenda��o, � bom saber como o barco ser� utilizado ( para esquiar, passear, pescar, ou um pouco de tudo?). Al�m disso, deve se saber qual a motoriza��o, rela��o da caixa de redu��o, rpm m�xima e de servi�o. A forma do casco e caracter�sticas de manobra, tais como acelera��o, estabilidade e uso de trim tabs s�o tamb�m importantes. E, por �ltimo, � fundamental saber o peso correto do barco. Assim, n�o se esque�a de incluir o n�mero de tripulantes, equipamentos e consum�veis a bordo.

Para come�ar a descobrir o h�lice que voc� precisa, vamos dar uma olhada nas op��es de p�s. Os h�lices diferem bastante devido ao formato de suas p�s. Entretanto, existem em geral tr�s tipos. O convencional possui o contorno arredondado, um ligeiro skew (veja a primeira parte do artigo. Para isso clique aqui), e pode ter uma variedade de formas dependendo da aplica��o. � projetado para operar totalmente submerso, mas tamb�m pode ser usado ligeiramente emerso com carregamento leve. O tipo weedless � arredondado e possui um grande skew. E, por fim, o tipo cleaver (Fig. 8 e 9), no qual os bordos de fuga das p�s s�o cortados em linha reta. Desta forma, as p�s do h�lice cleaver possui um bordo de ataque muito fino, enquanto o bordo de fuga � o mais espesso das p�s. Este � o tipo mais indicado para h�lices que cortam a superf�cie da �gua, ou h�lices de superf�cie.

As p�s de um h�lice devem ser finas. O m�ximo poss�vel para serem realmente eficientes. Isso se explica pelo fato de que quanto mais fina for a p�, menos arraste ela cria e mais r�pida ser� a velocidade do barco. Outra qualidade fundamental de um h�lice � o seu peso. Quanto mais leve for o h�lice, mais depressa se alcan�a o giro de opera��o e mais rapidamente se consegue planar. Peso do h�lice e espessura da p� est�o diretamente ligados com a sele��o do material de constru��o do mesmo.

Ent�o, qual ser� o melhor material para se fazer um h�lice? Bem, h� pr�s e contras de alguns materiais. H�lices de alum�nio s�o leves, f�ceis de reparar e custam bem pouco, mas o problema � que geram muito arraste � base espessa das p�s. J� os de a�o inoxid�vel possuem p�s finas e s�o extremamente dur�veis, sendo cinco vezes mais resistentes que as de alum�nio. Outra vantagem � a excelente resist�ncia a corros�o. A desvantagem ? Simples: s�o os h�lices mais caros do mercado.


Figura 10 - O piloto sentado a boreste compensa o impulso rotat�rio de um h�lice girando em sentido hor�rio

Existem ainda os h�lices de bronze, utilizados normalmente em motores de centro de barcos de lazer e pesca oce�nica. S�o tr�s vezes mais pesadas que os de a�o inoxid�vel, mas possuem a vantagem de serem propensos a empenar do que quebrar devido a algum acidente. Desta forma, basta retira-los e usin�-los novamente, com um custo bem menor do que os novos. Al�m destes materiais, ainda existe o h�lice de pl�stico, hoje produzido com sucesso pela Composite Marine Propellers e Piranha Propellers, fabricantes americanos. Este tipo de material � mais resistente a impacto que o alum�nio, tem a metade do peso e n�o oxida. O ponto negativo � que se deforma quando submetido a um grande carregamento, restringindo seu uso a motores de baixa pot�ncia.

H� tamb�m o DuoProps, patenteado pela Volvo Penta e agora desenvolvido tamb�m pela MerCruiser. S�o dois h�lices contra-rotantes posicionados um � vante do outro, com o objetivo de criar mais impuls�o e operar de forma mais eficiente. Mais ou menos semelhante � id�ia dos torpedos da II Guerra Mundial. Uma vez que estes h�lices giram em sentido contr�rio um ao outro, o torque lateral gerado pelo primeiro � anulado pelo segundo. Assim, tanto o h�lice de vante quanto o de r� s�o mutuamente influenciados. O propulsor de vante deve fornecer �gua para o de r�, a fim de criar melhor impuls�o. Como a �gua � acelerada pelo h�lice de vante, o de r� deve ter meia polegada a menos de passo para movimentar a �gua na mesma velocidade.

Figura 11 - Instala��o normal de motor de centro-rabeta. Figura 12 - Instala��o de motor de centro-rabeta com 1 a 3 polegadas de altura extra.

Existem poucas coisas piores em um barco do que navegar com um h�lice inadequado. O uso de um h�lice errado pode n�o s� prejudicar o rendimento do barco, mas tamb�m danificar o motor. Um h�lice que sobrecarregue o motor ir� transmitir esta carga para pist�es, eixo de manivela e mancais, superaquecendo o motor. E voc� sabe o que acontece quando o motor de seu carro ferve. Por outro lado, se o h�lice for subdimensionado, o motor ir� trabalhar com rota��o acima da indicada. Isto pode danificar pe�as por fadiga. Para a sele��o do h�lice, os fabricantes publicam diagramas e tabelas com os tipos recomendados para cada faixa de velocidade e peso do barco. Para a sele��o de h�lices simples existem tabelas que a partir da faixa de peso, comprimento e velocidade do barco, fornecem material, passo e di�metro ideais.

H�LICES DE A�O: DUR�VEIS, ANTI-CORROSIVOS, POR�M CAROS

Antes de tomar qualquer decis�o precipitada, existem alguns detalhes que voc� certamente j� observou nos barcos e s�o decorrentes da intera��o do casco, motor e h�lice. Vejamos alguns deles: 

Por que o torque do h�lice gera inclina��o transversal ?  Certamente voc� ainda se lembra para que lado gira o h�lice do seu barco. Normalmente, os motores de popa t�m o h�lice girando no sentido hor�rio, olhando o barco por tr�s. A resist�ncia que a �gua faz ao movimento hor�rio do h�lice gera uma rea��o no sentido contr�rio. Esta rea��o faz com que o barco tenha uma leve tend�ncia a adernar para bombordo. Para compensar este efeito o acento do piloto deve ser sempre posicionado a boreste. (fig. 10). 


Figura 13 - Efeito empurrando o motor para a direita.

Qual a altura correta de instala��o do motor? A instala��o convencional de um motor consiste em posiciona-lo com a placa anti-ventila��o na mesma altura do fundo do casco quando o eixo do h�lice estiver paralelo ao fundo (fig. 11 e 12). Para aplica��es de baixa velocidade e alto carregamento, costuma-se afundar de 1 a 2 polegadas para reduzir ou eliminar a ventila��o. Se voc� gosta de velocidade, ent�o j� deve estar pensando em levantar o motor. Correto! Elevar o motor de 1 a 4 polegadas reduz o arraste aumentando a velocidade, melhora a manobrabilidade e diminui o calado. Mas deve-se tomar cuidado ao elevar o motor porque pode-se diminuir a quantidade de �gua de refrigera��o e assim superaquece-lo. Aten��o especial deve ser dada ao marcador de temperatura . Al�m de superaquecimento, o uso do motor elevado pode causar mais vibra��o. Um h�lice com maior rake e com cup � recomendado para este tipo de instala��o. Se voc� levantar excessivamente o motor a ponto de retirar a h�lice de dentro da �gua, estar� criando um desbalanceamento das for�as atuantes no h�lice, tornando o barco inst�vel direcionalmente. Neste caso, se o h�lice gira sentido hor�rio, o barco tender� a virar para a direita (fig. 13).


Figura 14 - Motor com trim baixo (proa muito baixa).

Figura 15 - Motor com trim correto.

O que � �ngulo trim do motor ? O �ngulo trim de um motor de popa ou rabeta � o �ngulo entre o fundo do barco e o eixo do h�lice (fig. 14 e 15). Este �ngulo pode ser alterado movendo o motor para perto da popa, criando um trim negativo (para dentro), ou para longe da popa, criando um trim positivo (para fora). O �ngulo ideal � aquele onde o eixo do h�lice fica paralelo a �gua quando o barco esta planando. Esta � a situa��o de trim zero. O �ngulo de trim de um motor de popa ou rabeta afeta diretamente o planeio do barco. O �ngulo de trim deve ser ajustado para dentro para oferecer melhor acelera��o na partida e menor tempo at� alcan�ar o planeio e ent�o ajustado para fora para aumentar o desempenho do casco. Se o trim estiver muito para dentro, a proa vai enterrar na �gua e assim o casco ter� maior arraste, diminuindo a velocidade, e a estabilidade direcional, aumentando o consumo. Se o trim estiver muito para fora o h�lice pode sair da �gua, ou ent�o levantar muito a proa  e aumentar o impacto do casco contra as ondas. Alguns motores possuem power trim (fig. 16) que permitem o controle instant�neo do trim durante o uso com o simples toque de um bot�o.


Figura 16 - O power trim controla o �ngulo do motor em rela��o ao espelho de popa.

Durante o planeio o �ngulo entre o fundo do casco e a �gua, que deve ser entre 3 a 5 graus, tem total influ�ncia no desempenho, consumo e comportamento no mar.

Na tentativa de selecionar o h�lice adequado para seu barco, propriet�rios de embarca��es passam por v�rias situa��es que acontecem com quase todos n�s, e na maior parte das vezes s�o simples de identificar e corrigir. Assim, listamos aqui quatro cen�rios diferentes que voc� pode Ter vivido.

SE VOC� GOSTA DE VELOCIDADE
DEVE LEVANTAR O MOTOR

Cena 1 : De acordo com a especifica��o do fabricante, o motor de centro 330 hp de seu barco de 33 p�s deveria alcan�ar 4500 rpm,  embora no teste da revista ele tenha atingido 4600rpm. Entretanto, no seu barco ele marca apenas 4100 rpm.

Solu��o : Se o seu motor sempre marcou a faixa de 4500 rpm e agora n�o possui a mesma performance anterior, a primeira coisa a se fazer � uma revis�o no mesmo. Isto deve sanar o problema a n�o ser que o h�lice tenha sido danificado. Uma avaria nas p�s pode sobrecarregar o h�lice e assim reduzir a rota��o do seu motor, mas um dano deste tipo seria acompanhado de um aumento de vibra��o. Se esta cena aconteceu depois da troca do h�lice, certifique-se da certifica��o e se os dados fornecidos ao fabricante est�o corretos.

Cena 2 : Voc� acelera at� o tope a sua 43 p�s Express Cruiser e nota que a velocidade m�xima � atingida antes da m�xima rota��o do motor. Existe tamb�m muita vibra��o em alto rpm. Voc� esta despejando toda pot�ncia em um par de 445 hp de rabeta e girando h�lices de a�o inoxid�vel de tr�s p�s.

Solu��o :  J� deu para perceber ? Parece cavita��o. A maioria dos h�lices cavitam algumas vezes, especialmente durante a acelera��o, quando o h�lice est� realmente carregado e a velocidade da p� � alta comparada com a do barco. Se o h�lice come�ou a cavitar o tempo inteiro � bem poss�vel que tenha sido danificado. Verifique tamb�m se houve algum aumento da resist�ncia ao avan�o do barco. Mais arraste significa h�lice mais carregado, podendo gerar cavita��o. Este aumento de resist�ncia pode Ter sido provocado por um equipamento mais pesado que tenha sido instalado, ou mesmo um casco muito sujo, cheio de cracas.

Cena 3 :  Voc� tem uma 22 p�s, tipo Utility Boat para pesca, motorizada com um 225 hp V-6 de popa. Velocidade m�xima 42 mph a 6000 rpm, mas voc� percebe que o motor gira mais r�pido algumas vezes sem que a velocidade aumente.

Solu��o :  Aumento do giro sem aumento de velocidade normalmente � causado por ventila��o que acontece freq�entemente em manobras radicais em alta velocidade, especialmente se o motor � de popa mesmo. Se voc� percebe que h� ventila��o freq�ente, sem mesmo fazer manobras, o seu motor pode estar montado muito alto ou com um trim para fora muito elevado.

Cena 4 : Domingo de sol, voc� na sua 25 p�s, com dois motores de rabeta, � tudo que precisa para um dia de pesca. A n�o ser pelo fato de ter sido obrigado a levar seus dois filhos, os amigos dos filhos e a esposa, e eles adoram esquiar. Com seu par de 155 hp girando h�lices 14� x  19� voc� possui um barco bem veloz. Mas quando seus filhos resolvem esquiar ao mesmo tempo um pouco de torque extra seria o ideal. O que voc� faria para aumentar o torque sem perder a velocidade t�o necess�ria para ir a pesca ? Existe alguma solu��o para este dilema ?

Solu��o :  Voc� pode dimensionar seu h�lice para atingir altas velocidades finais ou para permitir uma r�pida acelera��o, mas n�o os dois ao mesmo tempo! Torque necessita de passo pequeno enquanto alta velocidade final precisa de um passo grande. Ou voc� usa um h�lice diferente para cada situa��o, ou ent�o um h�lice de passo regul�vel. Existem tamb�m alguns fabricantes destes SmartProps (h�lices inteligentes). O passo varia continuamente, de acordo com o carregamento das p�s, sem qualquer ajuste manual. Se voc� precisa de velocidade final e boa acelera��o, ent�o o uso de um h�lice de passo vari�vel pode ser a melhor solu��o para seus problemas. Torque-Shift, da Land &Sea, e Power, da Quicksilver, s�o os dois tipos mais conhecidos no mercado.

Acredito que poucas coisas a bordo de um barco sejam menos complicados que selecionar um h�lice. Antes de investir em novos h�lices, n�o poupe esfor�os para consultar o expert do estaleiro ou o fabricante de h�lices e motor que equipa seu barco. Converse com todos eles. A maior parte das empresas pode orienta-lo com base nas informa��es que voc� det�m sobre seu barco e o uso que faz dele. Muitas vezes este servi�o � gr�tis. Lembre-se que todas as configura��es poss�veis tem pontos positivos e negativos. Assim, selecionar um h�lice � sempre uma quest�o de compromisso. Se voc� n�o se sentir satisfeito com o primeiro conjunto, tente outras configura��es de propulsores, consulte outro fabricante ou distribuidor. Tentativa e erro s�o partes do processo.

Caso voc� tenha algum problema com sua embarca��o, nossos vendedores poder�o lhe ajudar sem qualquer compromisso, basta nos consultar.

O autor agradece as empresas que colaboraram na
 elabora��o do  artigo: MTU Motores, Volvo Penta, Mardiesel,
 Michigan Wheel Corp., Quicksilver.

 


No. 63 - P�gina 112 a 115

Copyright � 1999 - Grupo 1 Publica��es Ltda.
Editora Respons�vel: Regina Hatakeyama



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�ltima Atualiza��o:
domingo, 09 de novembro de 2014.