Hevosvoimista ei ole mitään iloa, jos niistä ei saa hyötyä irti oikealla tavalla. Siksi onkin aika mielenkiintoista, kuinka paljon keskustelu käy moottoreiden ja tehojen ympärillä, mutta ei potkurien. Potkuri on kuitenkin vene-moottoriyhdistelmässä se osa, joka on helpoimmin vaihdettavissa, ja jolla lopullinen suorituskyky säädetään.
Polttomoottoreilla on tietyt kierroslukualueet, joilla ne kykenevät luovuttamaan täyden tehonsa. Voimansiirron välityssuhde on ensisijainen ja potkuri siitä seuraava väline, jonka avulla moottorin tuottama teho valjastetaan liikuttamaan venettä parhaalla mahdollisella tavalla.
Toimitukseen vuosittain tulevien lukuisten potkureita koskevien kyselyjen perusteella ongelmia näyttää olevan runsaasti. Tiedetään jopa alan liikkeistä suoraan myydyn venepaketteja kuluttajille väärillä potkureilla, eikä puutetta välttämättä loppukäyttäjä edes huomaa.
Mitä enemmän tehoreserviä veneessä on, sitä helpommin huono potkuri jää huomaamatta. Ja niitä tehoreservejähän nykyisin kernaasti myydään. Todellisuudessa jo yhden kauden aikana voi palaa yhden tai useamman potkurin hinta taivaan tuulin, koska väärä potkuri lisää kulutusta.
Ja sama asia kääntäen: Jos veneilijä haluaa veneeseensä vain tarpeita vastaavan tehon ja sijoittaisi hevosvoimista säästetyt rahat mieluummin vaikkapa mukavuusvarusteluun, pitää potkurivalintaan kiinnittää entistä tarkemmin huomiota. Huono potkuri voi pahimmillaan tarkoittaa sitä, että muuten riittävän tehoinen moottori ei jaksakaan nostaa venettä liukuun suuremmalla kuormalla.
Kuinka se toimii?
Nykyaikaisen potkurin esi-isänä pidetään John Ericssonin noin vuonna 1826 julkistettua kehitelmää Arkhimedeen ruuvista. Tuolloin vielä kuviteltiin potkurin toimivan vedessä samalla periaatteella kuin kiinteään aineeseen kiertyvä ruuvi. Tähän virheelliseen, mutta kansantajuiseen käsitykseen törmää edelleen.
Noilta ajoilta ovat siten myös peräisin käsitteet ”nousu” ja ”luisto”, joita yhä käytetään nykyajan potkurilaskelmissa.
Potkurin toiminta ei siis perustu ”ruuvautumiseen” vaan voiman ja vastavoiman periaatteeseen, jonka mukaan jokaisella kappaleeseen vaikuttavalla voimalla on yhtä suuri, mutta vastakkaiseen suuntaan vaikuttava voima. Potkuri toimii kuten pumppu, joka syöksee vesimassaa veneen perässä. Vastavoimaperiaatteen mukaan tuolla vesimassalla on yhtä suuri, mutta toiseen suuntaan vaikuttava voima. Se on juuri se voima, joka venettä vie.
Potkureiden kaksi keskeistä lukemaa ovat halkaisija ja nousu. Näiden merkityksen ymmärtäminen ovat veneilijälle tärkeimmät. Oikeaoppisesti lukemat ilmoitetaan juuri tässä järjestyksessä. Nousua kuvaavan lukeman edessä saattaa olla P-kirjain (pitch).
Luistoa muodostuu, kun kaikkea energiaa ei saada vesimassaa liikuttamaan, vaan osa menee ”hukkaan”. Veneen nopeuteen ja luistoon vaikuttaa lisäksi veneen muodostama vana.
Veneen kulkiessa vedessä, se pistää ympäröivän veden liikkeeseen, joka vastuksen ja kitkan vaikutuksesta liikkuu samaan suuntaan, mutta hitaammin kuin vene.
Kun potkuri vaikuttaa tässä liikkuvassa vanavedessä, on ilmeinen luisto siis pienempi kuin potkurin varsinainen luisto.
Tämän takia potkureilla ei ole absoluuttista luistoa, vaan siihen vaikuttaa myös käytetty vene, ja se millaisen vanan se perään muodostaa.
Valinnan tekijät
Oikean potkurin valinta ei ole mitään salatiedettä, tiedettä kumminkin. Laskelmilla voidaan saada kullekin veneelle oikea peruspotkuri ja sillä saavutettava suorituskyky. Lopullisessa suorituskyvyssä on kuitenkin niin monta muuttujaa, että solmujen kymmenysosia haettaessa tarvitaan koeajoja. Tätä mm. virittelijät ja kilpaveneilijät harrastavat.
Pintapotkureita käytetään erittäin suorituskykyisissä veneissä. Vauhdissa ne toimivat puoliksi ilmassa, jolloin vastus pienenee oleellisesti nostaen kierroslukua.
Oikean halkaisijan määrittelevät teoriassa moottorin teho, välitys, tavoitenopeus ja veneen strategiset mitat. Valitettavasti usein käytännössä määrittelijänä on potkurille olemassa oleva tila.
Olemme useissa testiajoissa joutuneet toteamaan, että käytettäessä perämoottoreita isommissa veneissä, parempi hyötysuhde saavutetaan kahdella moottorilla, koska yhteen perämoottoriin ei yksinkertaisesti ole saatavilla riittävän suurta potkurin halkaisijaa. Kahdella moottorilla lapa-pintaa saadaan enemmän.
Kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää potkuria (duoprop) samalla akselilla poistaa kampeavaa vaikutusta, ja tuo raskaisiin veneisiin enemmän lapaintaaja kuormituskestoa.
Tämä selittää siis sen, miksi perämoottori ei aina sovellu isoon veneeseen, vaikka teho ja tavoitenopeus sinänsä olisivat realistiset. Jos laskelmien mukaan tarvitaan vaikkapa 20 tuuman halkaisija, mutta tilaa on korkeintaan 11 tuuman kiekolle, yhdistelmästä tulee auttamatta susi.
Useammalla lavalla voidaan tarvittaessa kompensoida suuremman halkaisijan tarvetta silloin kun isompi pyörä ei syystä tai toisesta veneeseen mahdu. Nämä ovat kuitenkin poikkeustapauksia, ja keskimäärin kolmilapaisen potkurin on todettu antavan parhaan kompromissin tehokkuudessa.
Kunto ratkaisee paljon. Mutta jo katseella vaikeasti havaittavat viat voivat heikentää potkurin suorituskykyä jopa kymmenillä prosenteilla.
Nyrkkisäännöt potkurikauppaan
Nousun suhteen kuluttajalla on enemmän valinnan varaa. Lähtökohtaa helpottaa suuresti se, että kuluttajille myytävät vene-moottoriyhdistelmät ovat yleensä pääpiirteittäin oikein mitoitettuja. Nousun kanssa pelaaminen tulee siis ajankohtaiseksi hienosäädettäessä yhdistelmä sen aiottuun käyttöön.
Nousun loiventaminen parantaa kiihtyvyyttä ja kuorman kestoa, mutta heikentää vastaavasti taloudellisuutta ja monesti myös huippunopeutta. Korkeampi moottorin pyörimisnopeus nostaa myös äänitasoa hieman.
Nousun lisääminen heikentää kiihtyvyyttä ja kuormituksen kestoa, mutta parantaa taloudellisuutta ja huippunopeutta edellyttäen, että moottori toimii oikeilla kierrosluvuilla. Yhden pykälän verran jyrkempi nousu laskee tavallisessa perämoottoriveneessä kierroksia veneen nopeuden pysyessä ennallaan noin 200-300 kierrosta minuutissa. Loivempi nousu vastaavasti nostaa kierroksia saman verran.
Pienen voimareservin yhdistelmissä kannattaa suosia potkuria, joka kevyimmällä mahdollisella kuormalla sallii moottorin saavuttaa suositellun kierroslukualueen yläpään, tai mennä jopa karvan verran sen yli.
Että miksikö ylikierroksia? Moottorin kestävyydelle on eduksi keventää sen kuormitusta. On parempi tiputtaa kierroksia kaasun käytöllä, kuin jyrkentämällä potkurin nousua. Täydellä kaasulla on muutenkin syytä ajaa vain hetkellisesti, ei koko ajan.
Propulse on kevyt komposiittipotkuri, jossa lavat ovat yksittäin vaihdettavissa ja niiden nousu on säädettävissä. Käypä vaihteleviin olosuhteisiin, mutta älä odota parasta suorituskykyä, äläkä aja jäissä.
Tapaus Pertti
Jos moottori saavuttaa vain suositellun kierrosalueen alapään täydellä teholla ja vene kevyesti kuormattuna, on potkuri liian jyrkkä. Silloin niukan voimareservin moottori ei suuremmalla kuormalla välttämättä enää saa venettä vauhtiin, tai moottori saattaa joutua työskentelemään sille epäsuotuisalla nopeusalueella. Moinen kuormittaa moottoria rajusti.
Otetaan esimerkki. Pertin veneessä on 50 hevosvoiman moottori, ja siinä potkuri, jolla moottori saavuttaa 5100 kierrosta minuutissa yhden hengen kuormalla ja lähes tyhjällä tankilla. Huippunopeus on 24 solmua, ja moottorin suositeltu täyden tehon kierroslukualue on 5000-6000. Numeroiden valossa mikään ei ole vielä väärin.
Sitten veneeseen astelee puolen tusinaa kyyditettäviä. Kunnon liuku jää haaveeksi, moottori ei jaksa kiertää kuin 2900 r/min ja nopeus jää 14 solmuun. Kyydissä kysellään: eivätkö rahat riittäneet isompaan moottoriin? Järjestetäänkö Pertille kolehti?
Kaksi ratkaisua
Pertti harkitsee 70 hevosvoiman moottorin hankkimista, ettei vauhti hiipuisi silloin joskus, kun kuormaa on enemmän. Täysi kuorma on kuitenkin harvinainen ja muutaman meripeninkulman siirtymäajoilla hänelle ei suuremmasta huippunopeudesta olisi juuri hyötyä. Ajoja on muutenkin vähän, ja isompi moottori on kallis. Trimmitasot olisi halvempi ratkaisu, mutta auttaisivatko ne?
Entäpä Pertin potkuri? Sen halkaisija on 9-3/4 ja nousu 17 tuumaa. Sama mikä moottorissa on uutena ollut, eikä koskaan kiville ajettu.
Tilalle vaihdetaan työkäyttöön tarkoitettu erikoispotkuri 10-1/4, P12, eli isompi halkaisija, mutta radikaalisti pienempi nousu. Pertti lähtee ajamaan. Huippunopeus on likimain sama kuin ennen, mutta moottorin kierrosluku nousee nyt 6100:aan. Sehän on liikaa – vai onko? Ei ole, jos ei aja koko aikaa täysillä.
Kaverit tulevat taas kyytiin ja Pertti työntää kahvat kaakkoon. Moottori kirmaisee oitis 5300:n kierrosnopeuteen, vauhtia löytyy 19 solmua ja vene plaanaa nätissä asennossa ilman ylikierroksia. Kaikki ovat ihmeissään. Kolehtia ei tarvittu, ainoastaan satasen potkuri. Trimmitasoista ei apua olisi ollut.
Toinen ääripää Erkki
Pertin naapuri Erkki taasen on toista maata. Härmäläisittäin hän on iskenyt viimeiset roposensa ja aimo annoksen velkaa kahden 350-hevosvoimaisen moottorin vauhtiveneeseensä. Huippunopeutta löytyy yli 50 solmua ja moottorit suorastaan räjähtävät täyteen 6200 kierrokseen minuutissa (suositus 5000-6000).
Eli kyllä lähtee ja laulaa! Ja aivan sama onko kyydissä yksi vai kymmenen hohottelijaa. Ja bensaa palaa, se tiedetään. Mutta kuinka paljon? Paljon, koska Erkki haluaa ilon irti hirmustaan ja ajelee tämän tästä.
Erkin vene kuluttaa 40 solmun nopeudella 2,9 litraa meripeninkulmalla moottoreiden kiertäessä 5000 r/min. Kaudessa menovettä palaa 5800 litraa ja rahaa vajaa kymppitonni. Sillehän ei mitään mahda, vai mahtaako?
Sitten Erkki kokeilee toisia potkureita. Nousut jyrkennetään niin, että moottorit kiertävät enää 5300 täydellä teholla. Nopeuksissa ei muutoksia käytännössä havaitse. Hurja voimareservi ei myöskään ole millänsäkään, vaikka kyytiläisiä oli täysi määrä. Meripeninkulman kulutus sen sijaan putosi 40 solmun nopeudella 2,9 litrasta 2,7:ään. Kierrokset tippuivat 4300:aan. Vuoden polttoainekuluihin tulisi säästöä 700 euroa.
Tuli siis kiire potkurikaupoille, koska sehän nyt vaan on tyhmää maksaa liikaa.
