هناك جانبان في تصميم بدن السفينة يؤثران تأثيرا مباشرا على كفاءة الوقود في سفينة صيد صغيرة. فالجزء الغاطس من بدن السفينة عند المؤخرة، وخاصة المساحة المحيطة بفتحة المروحة والموجودة أمامها مباشرة، تؤثر في مدى كفاءة تشغيل المروحة عند بدء تحرك بدن السفينة. أما الشكل العام لبدن السفينة، وخاصة إذا كان البدن مسحوبا، فإنه يؤثر على مقاومة السفينة وبالتالي إلى حاجته إلى القوة الدافعة واستهلاك الوقود.
الصورة 8: هذه الخشبة الصماء سوف تحتاج قدرا كبيرا من الشكل الانسيابي
- ج. ولسون.
يشمل قسم المروحة بعض التفاصيل عن تصميم المروحة وحيز الخلوص الملائم بين المروحة وبدن السفينة. غير أنه لإجراء تركيب كفء بشكل معقول، يجب توجيه الاهتمام إلى شكل البدن حول فتحة المروحة.
وفي التركيب المثالي، سوف تعمل المروحة عند انسياب المياه دون اضطراب. ويستحيل تحقيق ذلك من الناحية العملية بسبب ضرورة وجود الهيكل الداعم للحامل وعمود المروحة (الخشبة الصماء، أو عمود المروحة، أو كابول الأرينة أو الدعامة الرئيسية أو سنادة المحرك الخارجي) فوق المروحة مباشرة. ويمكن خفض الاضطرابات التي يسببها الهيكل عن طريق ما يلي:
· ضمان وجود مسافة ملائمة بين المروحة الخشبية الصماء (ما لا يقل عن 0.27 مرة من قطر المروحة)؛
· انسياب الخشبة الصماء لجعل الأطراف الخلفية دقيقة ومستديرة بقدر الامكان.
وتبين الصورة 8 خشبة صماء انسيابية بصورة سيئة، وهذا من شأنه أن يقلل من كفاءة المروحة ويؤدي إلى المزيد من اهتزاز المروحة، خاصة إذا كانت المروحة ذات ريشتين أو أربع ريش. وفي الصورة 9، تم صقل الطرف الخلفي للخشبة الصماء، وفي هذه الحالة سوف تعمل المروحة بطريقة أفضل وسوف يكون هناك تدفق أكثر توازنا. والطريقة المثالية هي أن يبدأ الصقل على مسافة تساوي 1.3 مرة من قطر المروحة، أمام الطرف الخلفي للخشبة الصماء.
الصورة 9: انسياب جيد أمام المروحة
- ج. ولسون.
في معظم الحالات، يكون شكل بدن السفينة إما بارامترا ثابتا (أي أن السفينة موجودة بالفعل وتعديل الشكل العام سوف يكون مكلفا بطريقة تحول دون تنفيذه) أو يقرره مهندس بحري مؤهل بعد عملية تصميم مفصلة.
غير أن السفينة الطويلة والرفيعة تكون عادة أسهل في القيادة من السفينة القصيرة والعريضة. ويختلف شكل منحنى القوة المحركة/السرعة (كما يظهر في الشكل 4) حسب شكل البدن. ففي سفينة قصيرة وعريضة يكون المنحنى أكثر انحداراً وتكون أقصى سرعة معقولة (يصبح بعدها استهلاك الوقود زائدا) أقل بحوالي 15 في المائة من السرعة في سفينة طويلة ورفيعة. وترد في الجدول 2 (Gilbert, 1983) سرعات التشغيل القصوى الموصى بها.
ومقدمة السفينة ذات الشكل الدقيق وزاوية الدخول الضيقة يمكن أن تساعد على خفض مقاومة الأمواج. غير أن هذا التصميم له قدرة حمل محدودة بالنسبة لطول السفينة وقد لا يكون مجديا من الناحية الاقتصادية، على الرغم من الكفاءة الأفضل للوقود.
كذلك يؤثر شكل مؤخرة السفينة في المقاومة وينبغي تجنب انحناءات السطح المتقاربة والأكتاف الحادة لتدنية فصل التدفق (عندما لا تتبع المياه الملامسة لبدن السفينة شكل البدن، فتسبب بذلك دوامات صغيرة ومقاومة زائدة). ومن حيث المبدأ، ينبغي ألا يكون سطح البدن بزاوية أكبر من 15 إلى 20 درجة بالنسبة لخط الوسط (Schneekluth, 1988)، غير أن الالتزام بهذه الزاوية الارشادية غالبا ما يكون مستحيلا، خاصة في السفن الأعرض، ذات الشكل الأكمل. وأحرج مناطق المؤخرة بالنسبة للإنحناءات العالية والزوايا الحادة هي المنطقة التي تلي القاعدة مباشرة والمنطقة الواقعة أمام أعلى فتحة المروحة. وعندما يتعذر الالتزام بالزاوية الارشادية، من الأفضل توسيع الزاوية بقدر كبير فوق مساحة قصيرة بدلا من توسيع الزاوية بقدر ضئيل فوق مسافة طويلة.
وبالنسبة للسفن ذات السرعات البطيئة (معظم سفن الصيد)، تنطوي مؤخرة البدن العريضة على خصائص مقاومة أعلى من المؤخرة ذات الشكل البيضاوي. غير أن المؤخرة العريضة توفر مساحة أكبر على ظهر السفينة وسعة أعلى للتخزين الداخلي، ولذلك أصبحت سمة عامة في تصميم معظم السفن الصغيرة.
يستند اقتصاد الوقود في سفينة صيد دائما إلى حجم ونوع المحرك الذي تم تركيبه. فإذا كان المحرك المركب غير كفء وذا مواصفات رديئة على سبيل المثال، فسوف تفتقر السفينة دائما إلى كفاءة الوقود مهما حاول المشغل إبطاء السرعة. وفي حالات كثيرة، لا يكون هناك بديل لنوع المحرك الذي يمكن تركيبه – فالسفن الساحلية الكبيرة وسفن الصيد بالشباك توجد بها محركات ديزل داخلية وتعتمد أساسا على كفاءة الوقود وقوة الدفع وكذلك المتانة والأمان.
ويهدف هذا القسم إلى المساعدة في وضع المواصفات الأولية لمحرك خاص بسفينة صيد صغيرة، من أجل تحقيق كفاءة الوقود. وهناك تركيز على الظروف التي يجب أن يتم فيها الاختيار بين التكنولوجيات المتاحة، كما في حالة السفن التي تعمل بمحركات خارجية.
يناقش قسم تشغيل المحرك وفورات الوقود التي يمكن أن تتحقق عن طريق السير بسرعة أبطأ. والقضية الهامة المطروحة الآن هي أنه بينما تعمل السفينة بسرعات منخفضة (وذلك عن طريق تخفيف الضغط باستخدام الصمام الخانق)، فأن محركها يستخدم في الواقع استخداما ناقصا. وقد كان من الأفضل لمالك السفينة من البداية أن يشتري محركا أصغر يمكن أن يعمل ب 80 في المائة من الحمل التقديري المستمر الأقصى (وهي تقريبا أكفأ سرعة للمحرك) من أجل تحقيق نفس السرعة المخفضة للسفينة. وشراء وتركيب محرك أصغر لن يقلل فقط من التكاليف الرأسمالية واستهلاك الوقود، بل سيقلل أيضا من تكاليف الصيانة.
واستنادا إلى عمل سابق قام به جولبراندسن (في المنظمة، 1988)، نقدم التوصية التالية لسفن الصيد الصغيرة (التي يصل طولها إلى 11 مترا) والتي تعمل بأساليب الصيد السلبية مثل استخدام الشباك ذات الفتحات الكبيرة والمناولة:
· بالنسبة لمحركات الديزل الداخلية، ينبغي ألا تزيد القوة المنشأة عن 5 إلى 6 أحصنة لكل طن من الماء المزاح.
وهذا ينبغي أن يناسب حجم محرك ديزل داخلي ينبغي عندما يعمل بنسبة 80 في المائة من الحمل التقديري المستمر الأقصى أن يحقق سرعة تقدر على النحو التالي: س = 2.16 × √ ط، حيث ترمز س إلى سرعة السفينة بالعقد وط إلى طول خط الماء بالأمتار.
وعلى سبيل المثال، فإن سفينة صيد يبلغ طولها 9.6 مترا وطول خط الماء 18 مترا والماء المزاح أثناء الخدمة 3.5 أطنان ينبغي أن يكون بها محرك ديزل لا تزيد قوته عن 21 حصانا (= 6 × 3.5). وينبغي لهذا المحرك أن يعطي السفينة سرعة خدمة حوالي 6.1 عقدة ( = 2.16 × √ 8) بنسبة 80 في المائة من الحمل التقديري المستمر الأقصى.
وفي الظروف المدارية، يولَد محرك الديزل قوة أقل بصورة هامشية، ويمكن أن تزداد القوة المنشأة القصوى بنسبة تصل إلى 10 في المائة، وتصل إلى 6.6 حصانا لكل طن من الماء المزاح.
وإذا كان من المقرر تزويد السفينة بمحرك خارجي، فإنه يلزم تركيب محرك أكبر لأن مروحة المحرك الخارجي تكون أصغر وأقل كفاءة:
· بالنسبة لتركيب المحرك الخارجي ينبغي أن تكون القوة المنشأة القصوى 7.5 إلى 9 أحصنة لكل طن من الماء المزاح.
ومتطلبات القوة المنشأة بالنسبة لسفينة أكبر وتعمل في أساليب الصيد الإيجابية، تعتمد بدرجة أكبر على نوع أسلوب الصيد المستخدم وكمية أو حجم معدات الصيد ومقدار الوقت المطلوب للسفر إلى مناطق الصيد.
ومواصفات حجم المحرك لسفينة صيد صغيرة يمكن أن تكون بسيطة نسبيا، وتستند أساسا إلى أسباب تقنية. غير أن هناك دائما حلولا وسطا ينبغي بحثها وعوامل أخرى يجب أن توضع في الاعتبار وقد تحبذ استخدام محرك أكبر من المحرك المذكور أعلاه، من بينها:
· الأمان – خاصة في مناطق معرضة لتغيرات مفاجئة وعنيفة في أحوال الطقس؛
· ظروف السوق – مثلا كم عدد المرات التي يلزم فيها العودة إلى الميناء بسرعة، من أجل تجنب الأسعار المنخفضة لحصيلة الصيد؛
· هيبة ومكانة ملكية أو تشغيل سفينة سريعة أو قوية.
اختيار نوع المحرك
قد يواجه مشغلو سفن الصيد الأصغر التي تعمل قريبا من الشواطئ اختيارا محيرا بين تركيب وحدات دفع في سفينة جديدة أو استبدال وحدة القوة المحركة الموجودة التي وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي. وفيما يلي العوامل الرئيسية التي تؤثر في اختيار نوع المحرك.
استهلاك الوقود. ان طبيعة محرك الديزل الداخلي ومحرك الجازولين الخارجي تجعل خصائص استهلاك الوقود لكل منهما مختلفة بصورة أساسية. فمحرك الجازولين يستهلك وقودا أكبر بحوالي 2.10 مرة لكل قوة حصانية في الساعة من محرك الديزل. ومما يزيد الأمور سوءا، كما ذكر أعلاه، فإن الحجم الأصغر للمروحة (والكفاءة الأقل) في محرك خارجي يعني أنه يلزم قوة حصانية أكبر بنسبة 50 في المائة من قوة المحرك الداخلي لتحقيق نفس السرعة أثناء الخدمة. وكمية الوقود المستهلكة في السنة لسفينة تعمل بمحرك خارجي يمكن أن تزيد بسهولة إلى 3.5 مرة عن كمية الوقود الذي تستهلكه سفينة تعمل بمحرك ديزل وتقوم بنفس العمل. وفي بلدان كثيرة، يكون سعر زيت الديزل أرخص بدرجة كبيرة من الجازولين، ومن الناحية المالية، قد يكون الفرق أكبر في فاتورة هذين النوعين من الوقود.
التكلفة الرأسمالية ووفرة القروض. إن تكلفة شراء وتركيب محرك ديزل داخلي تكون أعلى من تكلفة شراء وتركيب محرك خارجي. وفي الحالات التي تكون فيها المدخرات محدودة والقروض غير متوفرة، قد يكون المحرك الخارجي هو النوع الوحيد الذي يمكن تحمل تكاليفه، وقد من المستحيل التفكير في اختيار تكنولوجيات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، على الرغم من انخفاض تكاليف التشغيل. غير أنه بدأت تظهر في الفترة الأخيرة محركات ديزل بحرية صينية الصنع في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم وهي متاحة بأسعار تبلغ حوالي 30 إلى 50 في المائة من تكلفة المحركات القادمة من اليابان أو أوروبا. وحتى إذا كان مثل هذا الانخفاض في الأسعار يتحقق على حساب الجودة والقدرة على التحمل، فإن المحرك الأرخص قد يظل الخيار المشروع في حالات ندرة رأس المال وارتفاع أسعار الفائدة.
الضرائب والرسوم والإعانات. غالبا ما تفضل السياسات المحلية والوطنية تكنولوجيات معينة، إما عن طريق إعانة أنواع معينة من الوقود (مثل حالة الكيروسين في جنوب الهند أو الوقود المخلوط للمحركات الخارجية في السنغال)، أو عرض رسوم استيراد مخفضة لأنواع معينة من المحركات.
حجم الاستخدام. قد يكون امتلاك وتشغيل محرك ديزل داخلي أرخص على المدى الطويل من المحرك الخارجي، ليس فقط بسبب كفاءته العالية في استخدام الوقود ولكن أيضا بسبب طول عمره التشغيلي. غير أنه إذا كان المحرك لا يستخدم إلا لساعات قليلة في السنة، فقد يظل من الأفضل التفكير في تركيب محرك خارجي. ولا يمكن التعميم عند بحث الحد الأدنى لساعات الاستخدام في السنة والتي تلزم لتبرير اختيار محرك الديزل، لأن هذا يتوقف على الضرائب والرسوم المحلية، ونوع السفينة، وتكلفة الوقود والصيانة وغير ذلك. وتشير الدراسات التي أجريت حتى الآن إلى أنه إذا كان الاستخدام يزيد عن 250 إلى 350 ساعة في السنة، فمن المحتمل أن يكون هناك مبرر لمحرك الديزل الداخلي لأسباب مالية. غير أنه من الجدير بالملاحظة أنه سوف تكون هناك حاجة في بعض البلدان لأن يصل استخدام المحرك إلى 650 ساعة في السنة قبل أن يصبح اختيار الديزل اختياراَ تقنيا مناسبا.
وفرة قطع الغيار والمهارات التقنية. إن اختيار التكنولوجيات القابلة للتشغيل غالبا ما يكون محدوداَ. فلكي يكون محرك معين خيارا مجديا، فإنه لا يكفي فقط أن يكون متوفرا من الناحية المادية على المستوى المحلي، بل يجب أن تتوفر أيضا قطع الغيار ومهارات الصيانة.
القوة الهيكلية للسفينة. إذا فكر مشغل سفينة في تركيب محرك ديزل داخلي في سفينة كانت تعمل من قبل بمحرك خارجي، فلا بد أنه سوف يتعين تقويتها و/أو تعديلها لكي تلائم تركيب المحرك وعمود الإدارة والاهتزازات الزائدة. وليست جميع السفن، وخاصة الزوارق التي ترسو على الشاطئ يمكن تطويعها بسهولة لتركيبات المحرك الداخلي.
محركات الديزل الداخلية. هناك قليل من التكنولوجيات البديلة ضمن نطاق محركات الديزل الملائمة للتركيب في سفن الصيد الصغيرة. فمحركات الديزل الصغيرة تعتمد عادة على سحب الهواء، وذلك لبساطتها وتكلفتها أساسا، في حين أن المحركات الأكبر قد تحتاج إلى شاحن توربيني لزيادة الكفاءة والتوفير في الوزن. ويلخص الجدول 4 الخصائص الأساسية لتركيبات محرك الديزل.
|
محرك الديزل الداخلي |
|
|
العيوب |
المزايا |
|
تكلفة شراء عالية (تزيد 2 إلى 4 مرات عن نظيره الخارجي) |
يسمح بتركيب المروحة بكفاءة |
|
تركيب معقد ومكلف |
يتميز بكفاءة الوقود |
|
الوقود ذو النوعية الرديئة يمكن أن يؤدي إلى زيادة تكاليف الصيانة |
وقود الديزل متوفر ورخيص عادة |
|
الوزن |
تكنولوجيا معروفة |
|
يتطلب سفينة قوية وسليمة من الناحية الهيكلية |
|
|
التركيبات الثابتة لا تناسب الرسوّ عند الشاطئ |
|
|
استهلاك الوقود المعتاد: 0.25 لتر/حصان/ساعة استهلاك الوقود الفعال(1) لمحركات أخرى مقارنة بمحرك ديزل داخلي
 |
|
(1) يشمل استهلاك الوقود الفعال مخصصا للفرق في كفاءة المروحة في كل تركيب. وتشير البيانات في هذا العمود إلى حجم الاستهلاك الفعلي من جانب وحدة قوة محركة بنفس الأداء.
محركات الديزل ذات الشاحن التوربيني.محرك الديزل ذو الشاحن التوربيني يزود بضاغط صغير يعمل بواسطة غازات العادم ويدفع الهواء إلى المحرك ويزيد من ناتج القوة المحركة. وينبغي أن يكون محرك الديزل ذو الشاحن التوربيني أخف وزنا وأكثر كفاءة في استخدام الوقود بنسبة 15 في المائة من محرك ديزل بنفس القوة ويعمل عادة بسحب الهواء، حيث يستهلك حوالي 0.21 لتر/حصان/ساعة.
وهناك نقطة هامة وهي أنه للحفاظ على كفاءة الوقود، يجب أن يعمل الشاحن التوربيني بقوة. فإذا كان من المتوقع أن المحرك سوف يستغرق وقتا طويلا في العمل تحت أحمال متوسطة، فإن المحرك الذي يعتمد عادة على سحب الهواء سوف يكون الاختيار الأفضل.
المحركات الخارجية.بدأت المحركات الخارجية أصلا كمحركات ترفيهية تستخدم في بعض المناسبات، وغالبا على سرعة عالية. وهناك عدد قليل جدا من الطرز المصممة خصيصا لسفن أقل سرعة وأثقل وزنا، وهذا هو أحد العوامل الهامة التي تسهم في عدم كفاءة استخدامها للوقود.
وجميع المحركات الخارجية لها ميزة كبيرة وهي سهولة وسرعة التركيب، كما أن تلك المحركات التي تقل قوتها عن 45 حصانا يمكن أيضا تفكيكها بسهولة للمحافظة عليها في حالة عدم الاستخدام. والتعديلات الهيكلية اللازمة لتركيب محرك خارجي هي بسيطة نسبيا ولا تتطلب مهارات متقدمة.
وهناك عدة أنواع من المحركات الخارجية المتوفرة في الأسواق، وأكثرها شيوعا هو محرك الجازولين النمطي ثنائي الشوط، الذي يستخدم خليطا من الجازولين وزيت التشحيم. غير أن التكنولوجيات الأحدث في مجال المحركات الخارجية تشمل محركات رباعية الشوط ومحركات حقن الوقود المباشر، وكل منهما يتميز بكفاءة محسنة لاستخدام الوقود.
المحركات الخارجية الثنائية الشوط.أصبح لمحرك الديزل الخارجي الثنائي الشوط استخدام واسع النطاق في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم، ولا سيما في البلدان النامية، وهو غالبا نتيجة برامج الميكنة في إدارات مصايد الأسماك والدعم الاستباقي من جانب صانعي المحركات. وهذه المحركات رخيصة نسبيا، كما أن قطاع الغيار ومهارة الصيانة التقنية متوفرة غالبا على النطاق المحلي.
المحركات الخارجية الرباعية الشوط.ظهرت محركات الديزل الخارجية الرباعية الشوط حديثا في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم، وعلى الرغم من أنها لم تكن متاحة في بادئ الأمر إلا عن طريق أحد الشركات الصانعة الرئيسية، أصبحت الآن أكثر شيوعا استجابة للوائح الانبعاثات البيئية. والصيانة العادية لا تتطلب مهارة تقنية، ولكن قد يظل من الصعب إيجاد الميكانيكيين المهرة على المستوى المحلي لإجراء عمليات التجديد.
وتتميز محركات الديزل الخارجية الرباعية الشوط بأنها تعمل بوقود غير مخلوط وهي ذات اقتصاد أفضل في الوقود من نظيرتها ثنائية الشوط. فعند السرعة القصوى، يصل استهلاك الوقود إلى حوالي 60 في المائة من استهلاك المحرك الثنائي الشوط، وينخفض إلى حوالي 45 في المائة عند السرعة أثناء الخدمة. والمحركات الرباعية الشوط تكون ثقيلة الوزن بدرجة طفيفة وأكثر تكلفة من مثيلتها ثنائية الشوط ويفضل استخدامها عند الصيد على سرعات منخفضة (كما في حالة استخدام الشباك) وفي مصايد الأسماك التي يتعين فيها على السفن قطع مسافات كبيرة للوصول إلى مناطق الصيد.
محركات الديزل الخارجية.محركات الديزل الخارجية ليست منتشرة في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم، وذلك أساسا بسب ارتفاع تكلفة الشراء وصعوبة الصيانة. غير أن هذه التكنولوجيا أثبتت الآن كفاءتها بدرجة معقولة وأصبحت المحركات ذات كفاءة في استخدام الوقود بشكل خاص. وأفضل استخدام لمحركات الديزل الخارجية هو في مصايد الأسماك التي تتطلب ساعات طويلة من العمل والتي تحتاج أيضا إلى خدمة تقنية جيدة. وأظهرت مجموعة من التجارب الميدانية أن محرك الديزل الخارجي لا يمكن أن يكون بديلا فعالا لنظيرة محرك الجازولين الثنائي الشوط والذي يقوم بأداء مماثل، إلا إذا كان المحرك يستخدم حوالي 600 ساعة في السنة أو أكثر.
محركات الكيروسين الخارجية.محركات الكيروسين الخارجية هي محركات جازولين عادية ثنائية الشوط تم تعديلها لكي تعمل بالكيروسين. ولا يزال هذا المحرك يحتاج إلى الجازولين العادي/خليط الزيوت لبدء تشغيله وإيقافه، ولهذا فإنه محرك ذو وقودين. ومحركات الكيروسين الخارجية لا تلائم سوى البلدان التي يوجد فيها دعم كبير لسعر الكيروسين، مثل الهند. ويتطلب تشغيلها عناية كبيرة، خاصة أثناء بدء التشغيل والايقاف، كما أن عمرها الاقتصادي قصير جدا.
المحركات الطويلة الذيل. المحرك الطويل الذيل هو حل محلي طريف لمشكلة قوة الدفع بالنسبة لسفن الصيد الصغيرة. فتتكون وحدة قوة الدفع من عمود مروحة طويل ومكشوف غالبا يتصل مباشرة بالعمود المرفقي لمحرك صغير ثابت أو ذاتي الحركة. ويتم تركيب المحرك بعد ذلك على إطار مؤخرة بدن السفينة داخل مكبح دوار، وتغمر المروحة والعمود في الماء بزاوية معينة. ويعتمد محرك الذيل الطويل على توافر محركات ثابتة رخيصة أو محركات بحرية ذاتية الحركة في الأسواق المحلية، وهذه التكنولوجيا بسيطة ولا تتطلب ذكاء وهي طريقة رخيصة لاستخدام هذه المحركات في سفينة صيد. والمحركات الصغيرة نسبيا (بقوة تصل إلى 20 حصانا) هي فقط التي تناسب تركيبات محركات الذيل الطويل لاستخدامها في أحد المجاري المائية، نظرا لأن التعامل معها يمكن أن يكون صعبا أو خطيرا. غير أن استخدامها في بعض المجاري المائية الهادئة والداخلية بواسطة مشغلين مهرة وبمحركات تصل قدرتها إلى 100 حصان يعد شائعا لنقل الركاب والبضائع.
وكثير من التركيبات الخاصة بمحركات الذيل الطويل ذات تصميم وصنع محليين ولا يوجد سوى القليل من المعلومات عن أدائها. فالوحدة التي تعمل بالديزل ربما تستهلك حوالي 0.25 لتر/حصان/ساعة، ولكن المحرك السريع الدوران (وهو يتحرك عادة بشكل مباشر من العمود المرفقي وبلا علبة لتروس السرعة) سوف يكون قليل الكفاءة تماما – وسوف يكون استهلاكه الفعال من الوقود مماثلا لاستهلاك محرك جازولين خارجي رباعي الشوط.
|
محرك الجازولين الخارجي ثنائي الشوط |
|
|
العيوب |
المزايا |
|
عدم كفاءة الوقود |
رخيص |
|
عمر اقتصادي قصير (سنتان) |
يمكن أن يعمل بوقود قليل الجودة |
|
يحتاج إلى زيت تشحيم كجزء من الوقود(مكلف) |
أداء جيد مع سرعة عالية |
|
الزيت رديء الجودة ويمكن أن يؤدي إلى عدم العولية وتكاليف صيانة زائدة |
تكنولوجيا معروفة |
|
انبعاثات عادم كبيرة |
خفيف الوزن (1.3 إلى 1.8 كيلوجرام/حصان |
|
استهلاك الوقود المعتاد: 0.55 لتر/حصان/ساعة استهلاك الوقود الفعال(1) للمحركات الأخرى مقارنة بمحرك جازولين خارجي ثنائي الشوط:
 |
|
(1) يشمل استهلاك الوقود الفعال مخصصا للفرق في كفاءة المحرك لكل تركيب. وتشير البيانات في هذا العمود إلى حجم الاستهلاك الفعلي للوقود من جانب وحدة قوة محركة بنفس الأداء.
محركات البنزين الخارجية بحقن الوقود المباشر. يعد المحرك الذي يعمل بحقن الوقود المباشر تكنولوجيا جديدة نسبيا استخدمت حتى الآن في السيارات والمحركات الخارجية. ويمكن أن يستخدم في محرك ثنائي الشوط ومحرك رباعي الشوط ويستند إلي تكنولوجيا مماثلة لتلك المستخدمة في محركات الديزل، حيث يتم حقن الوقود تحت ضغط عال في غرفة احتراق المحرك مباشرة. وهناك شركتان تصنعان محركات حقن الوقود المباشر وتدّعيان تحقيق وفورات في الوقود تبلغ في المتوسط حوالي 40 في المائة، ولكنها تصل إلى 80 في المائة مقارنة باستهلاك الوقود في محرك عادي ثنائي الشوط، فضلا عن انبعاثات عادم أقل. ولا ينتج في الوقت الحاضر سوى المحركات الأكبر (أصغر محرك متاح بحقن الوقود المباشر قوته 135 حصانا). غير أنه خلال السنوات القليلة القادمة يمكن انتاج محركات أصغر بتكنولوجيا حقن الوقود المباشر ويمكن أن توجد لها استخدامات بسهولة في مصايد الأسماك الصغيرة الحجم. ونظام الحقن تحت ضغط عال، وهو الجزء الرئيسي في تكنولوجيا حقن الوقود المباشر، ربما سيكون حساسا لنقاء الوقود وجودته.
|
محرك جازولين خارجي رباعي الشوط |
|
|
العيوب |
المزايا |
|
أكثر تكلفة من نظيره ثنائي الشوط بحوالي 35 في المائة |
أكثر اقتصادا |
|
أثقل من نظيره ثنائي الشوط بحوالي 15 في المائة |
انبعاثات عادم أقل |
|
تكنولوجيا أحدث |
أداء معقول |
|
يحتاج إلى مهارات صيانة أكبر |
عمر أطول (3 إلى 6 سنوات) |
|
يحتاج إلى وقود عالي الجودة |
متانة |
|
|
هادئ |
|
|
لا يحتاج إلى وقود مخلوط أن زيت تشحيم |
|
استهلاك الوقود المعتاد: 0.33 لتر/حصان/ساعة استهلاك الوقود الفعال(1) للمحركات الأخرى مقارنة بمحرك جازولين خارجي رباعي الشوط:
 |
|
(1) يشمل استهلاك الوقود الفعال مخصصا للفرق في كفاءة المحرك لكل تركيب. وتشير البيانات في هذا العمود إلى حجم الاستهلاك الفعلي للوقود من جانب وحدة قوة محركة بنفس الأداء.
غالبا ما يكون تركيب محرك في سفينة صيد عاملا منسيا في تحديد كفاءة الوقود. فإذا تم تركيب المحرك بطريقة سيئة، فإنه سوف يعمل دون مستواه التصميمي من حيث كفاءة الوقود.
تركيب المحرك الخارجي. يجب مراعاة الحرص عند تركيب محرك خارجي لضمان غمر المروحة بطريقة صحيحة. وبالنسبة لسفينة ذات سرعة بطيئة نسبيا مثل سفينة صيد، ينبغي أن توضع لوحة منع التهوية (وهي اللوحة الأفقية فوق المروحة مباشرة) على مسافة تتراوح بين 2.5 إلى 5 سنتيمترات أسفل قاعدة مؤخرة بدن السفينة.
وتركيب محركات خارجية في سفن صيد تقليدية كبيرة غالبا ما يفرض استخدام التركيب الجانبي بدلا التركيب عند خط الوسط في بئر أو على مساحة صغيرة من مؤخرة بدن السفينة، بسبب اعتبارات التكلفة والاعتبارات الهيكلية. وعند تقرير جدوى التكلفة الإضافية للتركيب عند خط الوسط، يجب أن يدرك مشغل السفينة أن التركيب الجانبي لا يؤدي فقط إلى ميل طفيف، بل يقلل أيضا من السرعة القصوى بمقدار يصل إلى نصف عقدة. وهذا يعادل فقدان حوالي أربع أحصنة أو لترين من الوقود في الساعة في هذا النوع من السفن.
زاوية عمود إدارة المحرك الداخلي. إن الزاوية المنحدرة لعمود الإدارة، كما نوقش من قبل، يمكن أن تسمح بتركيب مروحة ذات قطر أكبر. ولكن كلما ازداد ميل الزاوية، تبدأ المروحة في الدفع إلى أسفل بدلا من الدفع إلى الأمام مما يؤدي إلى إسراف في الوقود. والزاوية القصوى الموصى بها لعمود الإدارة هي حوالي 15 درجة.
كذلك فإن اختيار زاوية أكثر ميلا لعمود الإدارة يؤدي إلى تحميل متغير بدرجة كبيرة على ريش المروحة. ويرجع هذا إلى أنه عندما تدور ريش المروحة في الاتجاه الأعلى، فإنها تبتعد عن المياه المندفعة، وعندما تدور في الاتجاه الأسفل، فإنها تتحرك ضد الماء المزاح، مما يؤدي إلى زوايا مختلفة للاندفاع وإلى اهتزازات وسرعة تكون التجاويف.
إن أي محرك، سواء تم تركيبه في غرفة محرك داخل سفينة كبيرة أو في صندوق محرك داخل سفينة أصغر، يجب أن تتوفـر له ليس فقط إمكانية الحصول على هواء متجدد من أجل الاحتراق، وإنما ينبغي أيضا أن تكون التهوية كافية حتى تتمكن غازات العادم من الخروج بسهولة. والتدفق المقيد لغازات العادم والهواء المتجدد يمكن بسهولة أن يكلف المشغل استهلاكا أكبر في الوقود بنسبة 10 في المائة.
|
محرك الديزل الخارجي |
|
|
العيوب |
المزايا |
|
سعره يزيد حوالي 2.5 – 3 عن نظيره ثنائي الشوط |
اقتصادي جدا |
|
وزنه على الأقل ضعف وزن نظيره ثنائي الشوط |
وقود عادي رخيص |
|
سرعة أبطأ |
المحافظة على سرعة جيدة تحت الحمل |
|
قليل من الصانعين، وليس منتشرا |
لا يحتاج إلى وقود مخلوط أو زيت تشحيم |
|
يتطلب مهارات صيانة عالية |
|
|
يحتاج إلى وقود نظيف من النوع الجيد |
|
|
إمكانية خدمة محدودة للمستخدم |
|
|
الطرز ذات التبريد الهوائي تحدث ضجيجا |
|
|
استهلاك الوقود المعتاد: 0.25 لتر/حصان/ساعة استهلاك الوقود الفعال(1) للمحركات الأخرى مقارنة بمحرك ديزل خارجي:
 |
|
(1) يشمل استهلاك الوقود الفعال مخصصا للفرق في كفاءة المحرك لكل تركيب. وتشير البيانات في هذا العمود إلى حجم الاستهلاك الفعلي للوقود من جانب وحدة قوة محركة بنفس الأداء.
مدخل الهواء. إن التدفق الكافي للهواء داخل غرفة المحرك أو صندوق المحرك مهم ليس فقط لإمداد المحرك بالهواء من أجل الاحتراق ولكن أيضا لمنع ارتفاع حرارة غرفة المحرك أو صندوق المحرك. وهذا مهم بشكل خاص عند تركيب المحركات ذات التبريد الهوائي، حيث يكون تدفق الهواء الوسيلة الوحيدة لتصريف حرارة المحرك.
|
محرك الكيروسين الخارجي |
|
|
العيوب |
المزايا |
|
عمره أقصر من محرك الجازولين |
يستخدم وقودا يمكن أن يكون رخيصا جدا |
|
يجب أن يكون سعر الكيروسين ما بين 40-50 في المائة من سعر الجازولين لكي يكون المحرك اقتصاديا |
سعره مماثل لمثيله ثنائي الشوط |
|
غالبا ما يكون هناك نقص في إمدادات الكيروسين المدعم |
|
|
سريع التلف، ومزيد من الكربنة (التفحيم)، وعمر تشغيله قصير جدا |
|
|
يحتاج إلى خليط من الجازولين وزيت التشحيم للسرعات البطيئة وبدء التشغيل والإيقاف |
|
|
خفض السرعة يمكن أن يؤدي إلى زيادة تكاليف الوفود |
|
|
يحتاج إلى كيروسين من نوعية جيدة |
|
|
استهلاك الوقود المعتاد: 0.5.لتر/حصان/ساعة استهلاك الوقود الفعال(1) للمحركات الأخرى مقارنة بمحرك كيروسين خارجي:
 |
|
(1) يشمل استهلاك الوقود الفعال مخصصا للفرق في كفاءة المحرك لكل تركيب. وتشير البيانات في هذا العمود إلى حجم الاستهلاك الفعلي للوقود من جانب وحدة قوى بنفس الأداء.
وعلى سبيل التوجيه، ينبغي ألا تقل المساحة المقطعية لدخول الهواء إلى غرفة المحرك أو صندوق المحرك عن 8 سنتيمترات مربعة لكل قوة حصانية بالنسبة لمحرك يعمل بالتبريد المائي (أي أن محركا قوته 40 حصانا يحتاج إلى مدخل هواء لا يقل عن 40 × 8 = 320 سنتيمترا مربعا). ويحتاج المحرك الذي يعمل بالتبريد الهوائي إلى مدخل هواء أكبر، وعادة يحدد الصانع الأبعاد الدنيا لهذا المدخل. وفي أي غرفة محرك أو صندوق محرك، ينبغي أن يوفر مدخل الهواء هواءً باردا ومتجددا إلى داخل غرفة المحرك، بينما ينبغي تهوية الهواء الساخن من أعلى غرفة المحرك أو صندوق المحرك.
وإذا كان محرك الديزل يعاني من نقص الهواء، فإن العادم يميل إلى إظهار دخان أسود. ويجب الاهتمام بهذه الحالة، نظرا لأن هذه العلامة يمكن أن تكون أيضا علامة لمشاكل ميكانيكية أخرى (انظر قسم صيانة المحرك).
مخرج الهواء. بعض الهواء الذي يدخل إلى غرفة المحرك أو صندوق المحرك يخرج عن طريق عادم المحرك، ولكن يجب أن تكون هناك تهوية لتجنب تراكم الحرارة داخل غرفة المحرك أو صندوق المحرك. وينبغي أن يسحب الهواء الساخن من أعلى غرفة المحرك، حيث تكون حرارة الهواء في أعلى درجاتها. وينبغي أن تكون المساحة المقطعية لمخرج الهواء مماثلة تقريبا لمساحة مدخل الهواء، أي حوالي 8 سنتيمترات مربعة لكل قوة حصانية بالنسبة لمحرك يعمل بالتبريد المائي.
عادم المحرك. ينبغي أن تكون أنبوبة العادم مستقيمة بقدر المستطاع، وينبغي تفادي الثنيات الحادة بمقدار 90 درجة، نظرا لأن كل ثنية يمكن أن تقلل من تدفق الهواء بنسبة 25 في المائة. وينبغي لصالح المحرك أن يحدد قطر أنبوبة العادم. واذا كانت الأنبوبة صغيرة جدا أو تحتوي على كثير من الثنيات الحادة، فإن الضغط الخلفي يتراكم في النظام، مما يؤدي إلى فقدان القوة المحركة، وفي بعض الحالات المتطرفة يؤدي إلى دخان أبيض في العادم.
