Installèr baugpropell riktig - øk effekten med 62 prosent

TEKST: ATLE KNUTSEN
FOTO: ATLE KNUTSEN OG TROND J. HANSEN

Båtmagasinets reportasjebåt har en SP 75 baugropell (ny modell heter SE 80) fra Sleipner som har fungert knirkefritt i seks sesonger. Imidlertid har vi i økende grad slitt med lav effekt generelt, og spesielt i den senere tid som følge av stort spenningsfall i batteriet etter noen sekunders bruk. Baugpropellen i vår båt er populært omtalt som sekshester, og skal ha en skyvekraft på 75 kg ved 10,5 volt. Sammen med Sleipner Motor AS i Fredrikstad ønsket vi å stille en diagnose på baugpropellen i vår båt. Det viste seg at ytelsene var langt under de indikerte 75 kg, og årsaken lå flere steder. For å komme frem til en optimal installasjon, gjorde vi en rekke tester for å fastslå hvor svakhetene lå. Skyvkraften ble målt med veieceller og det ble gjort opptak av støyen som senere ble analysert. Vi målte også turtall, strømtrekk og spenningsfall flere steder i systemet. Dermed fikk vi et meget detaljert bilde av hva som skjer og hva som må justeres for å få en baugpropell som fungerer optimalt.

Seks tester

Den første testen ble foretatt på den opprinnelige installasjonen om bord, uten modifiseringer. Båten hadde en oppgradert thruster (SP 75) fra standardversjonen (SP 55). Denne var tilsluttet startbatteriet, et seks år gammelt Sønnak Exide HDX 145Ah 850A som viste seg å ha være defekt. Etter den første kjøringen, byttet vi batteri til et nytt toppladet batteri av samme type. Vi byttet også vår SP 75 thrustermotor til en nyere versjon med samme effekt (SE 80) for å eliminere eventuelle feilkilder ved videre tester. Originalkablene fra startbatteri til thruster med et tverrsnitt på 75 mmˆ² ble beholdt. Sleipners SP 75-thruster har et gearhus med to propeller.
Følgende tester ble foretatt:
1. Test med firebladete propellere og tunnel med skarp kant.
2. Test med nye fembladete Q-propellere og tunnel med skarp kant.
3. Test med firebladete propellere med ekstra batteri fremme og avrundet kant.
4. Test med nye fembladete Q-propellere og avrundet kant.
5. Test med fembladete Q-propellere med ekstra batteri fremme og avrundet kant.
6. Test med fembladete Q-propellere, avrundet kant og med 2x75 mmˆ² kabler fra startbatteri (dobbelt kabeltverrsnitt i forhold til originalinstallasjonen) og uten ekstra batteri.

Dårlig batteri – lav effekt

I originalinstallasjonen henter thrusteren i vår båt strøm fra startbatteriet. Startbatteriet hadde stått i båten siden den var ny, og den første testen viste at batteriet hadde takket for seg. Spenningen var bare 7,6 Volt. Ved denne første testen oppnådde thrusteren en skyvekraft på fattigslige 38 kg, mot 75 kg som er thrusterens potensielle effekt. Dermed skiftet vi til et nytt startbatteri av samme type – et syrebatteri av typen Sønnak Exide 145 Ah 850A (EN). Friske batterier som gir 10,5 volt spenning målt på baugpropellen er derfor første betingelse for å få ut den ønskede effekten av baugpropellen.

Effektøkning ved batteribytte

Med nytt batteri installert, økte effekten umiddelbart fra 38 kg til 42 kg. Men fortsatt var det mye å hente i forhold til thrusterens potensielle effekt på 75 kg. Nå som installasjonen var korrekt konfigurert, sto vi tilbake med fire forbedringspunkter som vi prøvde ut i tur og orden:
1. Bytte fra gamle firebladete propellere til nye fembladete Q-propellere.
2. Runde av kantene til anbefalt radius på tunnelinnløpet.
3. Øke kabeltverrsnittet fra startbatteriet fra 1x75 mmˆ² til 2x75 mmˆ².
4. Installere ekstra batteri ved thrusteren i tillegg til eksisterende startbatteri.

Testen ble først utført med 1x75 mmˆ² kabler fra startbatteriet. Deretter koblet vi til et ekstra batteri på 145 Ah 850A (EN) i baugen som ble plassert der midlertidig. Permanente løsninger med separat batteri for baugpropellen under køya eller lignende, krever helt spesielle tilpasninger, og syrebatterier er i alle tilfeller ikke anvendbare ved slike installasjoner.
For at alle tester skulle foretas under samme forhold, ble det montert lader på batteriet i baugen. Startbatteriet ble kontinuerlig ladet av båtens lader under hele testens gang.

1. Effektøkning ved propellbytte
Når batteribanken var på plass, testet vi først baugpropellen(både firebladet og fembladet) med strøm kun fra startbatteriet. Deretter kjørte vi de resterende testene med strøm både fra startbatteriet og fra ekstrabatteriet fremme i lugaren. Første kjøring var med de firebladete originalpropellene, deretter byttet vi til nye fembladete Q-propellere (testet i Båtmagasinet nr 4/2009). Bare ved å gå fra de firebladete til fembladete Q-propellene økte effekten 2 kg – fra 54 til 57 kg skyvekraft, noe som er helt i tråd med vår test i Båtmagasinets marsutgave. Sleipner anbefaler en avrunding av kantene på tunnelinnløpet med en radius på ca 10 prosent av tunneldiameteren (det vil si ca 18 m.m. radius) for å oppnå maks effekt og minimum støy. Vår Viknes 1030 hadde ved de to første testene skarpe kanter, i motsetning til nyere modeller av 1030 som er forbedret i henhold til Sleipners spesifikasjoner. Tunnelkantene på testbåten ble derfor avrundet.
2. Effektøkning med avrundete kanter
Med modifisert tunnel, med en radius på kantene på ca 18 mm oppe og noe mindre nede, ble de gamle firebladete propellene satt på plass igjen, båten sjøsatt og baugpropellen testet. Resultatet av runde og fine kanter på tunnelen ble en økning fra 54 kg til 63 kg skyvekraft med de firebladete propellene. Deretter byttet vi til fembladete Q-propellere og testet disse på samme måte. Dette ga ytterligere en økning av skyvekraften på 11 kg, fra 57 til 68 kg.
3. Effektøkning ved økt kabeltversnitt
Thrusteren i reportasjebåten henter strøm fra startbatteriet via 1x75 mmˆ² kabler, som bare er halvparten av det kabeltverrsnittet som Sleipner anbefaler for denne størrelsen thruster. Vi ønsket derfor også å teste hvor mye ekstra effekt vi får bare ved å øke kabeltverrsnittet til det anbefalte, som er 2x75 mmˆ² kabler (to kabler på pluss og to kabler på minus). Siden det ikke er fysisk mulig å trekke ekstra kabler fra båtens startbatteri til thrusteren, koblet vi derfor bort startbatteriet og la 2x75 mmˆ² kabler på 14 meters total kabellengde til et 145 Ah batteri med lading som vi satte på akterdekket. Denne testen viste at en dobling av kabeltverrsnitet ga en halvering av spenningsfallet i kablene - fra 2,3V til 1,15V, som tilsvarer en effektøkning på 7 kg bare ved å øke kabeltverrsnittet.
4. Ekstra batteri gir mest effekt
Vi ønsket også å teste differansen i effekt ved å montere et separat batteri fremme ved baugpropellen i tillegg til startbatteriet. Resultatet var slående. Med et 145 Ah batteri fremme ved baugpropellen, ble spenningsfallet redusert med ytterligere 0,8V fra 9,5V til 10,3V. Effekten økte fra 62 kg til 68 kg i forhold til bare å øke kabeltverrsnittet mellom startbatteri og thruster.

Betydelig støyreduksjon

Våre tester viste også en betydelig støyreduksjon som en direkte følge av at vi rundet av tunnelinnløp og byttet fra fire til fembladete propeller. Støymålingene ble foretatt inne i salongen ved førerplass. Med den opprinnelige installasjonen (skarp kant og firebladete propeller), målte vi 88,5 dBA. Straks kantene på tunnelinnløpet var avrundet og nye fembladete propeller montert, sank støyen til 83,5 dBA. Reduksjonen er altså 5 dBA, hvilket av det menneskelige øret oppfattes som tilnærmet en halvering av støyen.

Dette er løsningen
Det er i hovedsak tre veier å gå dersom man ønsker å optimalisere effekten på thrusteren, og samtidig oppnå en støyreduksjon. I tillegg til punktene nedenfor, kan man også oppnå støyreduksjon gjennom bruk av ulike typer støyisolering.

Veier til økt effekt og mindre støy:
1. Runde av kanten rundt tunnelinnløpet med en radius på minimum 18 mm (ca 10 prosent av tunneldiameter.)
2. Erstatte gammel firebladet propell med ny fembladet Q-propell.
3. Øke kabeltverrsnittet fra batteri til thruster i henhold til produsentens spesifikasjon. Alternativt montere et ekstra batteri i tilknytning til thrusteren. Denne løsningen krever helt spesielle tilpasninger i henhold til regelverket og krav til sikkerhet. I neste nummer av Båtmagasinet gir vi oppskriften på en slik korrekt installasjon. Der presenterer vi også et regnestykke som viser hva det koster å oppgradere en mangelfull installasjon.

TESTRESULTAT
Totalt ga den nye Q-propellen og korrekt radius på tunnelinnløp i kombinasjon med riktig kabeldimensjon og riktig spenning, en økning i skyvekraften på hele 26 kg fra utgangspunktet vårt. Utgangspunktet (med defekt batteri) var 38 kg skyvekraft ved 7,6 Volt som umiddelbart økte til 42 kg med nytt, friskt batteri på 10,5 Volt. Vi koblet deretter til et ekstra 145 Ah batteri ved baugpropellen for å kompensere for spenningsfall i kablene fra startbatteriet, og oppnådde da 54 kg skyvekraft, som dannet utgangspunktet for testen av fire og fembladete propllere i tunnel med skarp og senere rund kant.
Diagrammet nedenfor viser de ulike resultatene ved propellbytte, avrunding av kant på tunnelinnløpet, og mer tilført effekt. Spennet i skyvekraft går fra 54 kg som dårligste måling til 68 kg som beste resultat.
(Stolpediagram skal inn her)

SAMMENLIGNING
Tabellene nedenfor viser forbedringene i støy og effekt ved å modifisere baugpropellinstallsjonen fra en firebladet propell og tunnel med skarpe kanter på innløpet til Q-propeller og rund kant på tunnelinnløpet.

FIREBLADET PROPELL OG SKARP KANT:

FEMBLADET Q-PROPELL OG RUND KANT

MERKNAD: Det er interessant å merke seg at ved å endre tunnelinnløpet og skifte fra fire til fembladet propell, går den tilførte effekten ned, mens skyvekraften øker. Også støyen reduseres betraktelig med 5 dBA.

RESULTAT

Spenningsfall
I systemet som originalt var lagt opp om bord i testbåten, var spenningsfallet fra batteri til baugpropell totalt på 2,7V. Gjennom å doble kabeltverrsnittet fra startbatteriet, reduserte vi spenningsfallet med 1,1V.

Se eget diagram.

MERKNADER
► Alle tester er gjennomført med thrust mot babord. Dette gir et representativt bilde av effekten fordi SE 80 gir lik thrust begge veier.
► Testene er utført i Bergen 25. og 26. mars 2009 i Båtmagasinets reportasjebåt - en Viknes 1030.