Przepraszam - zaczynam od przypomnienia oczywistości, że zadaniem rewersu jest nie tylko stworzenie możliwości zmiany kierunków obrotów śruby, lub jej unieruchomienia, ale i redukcja obrotów. Dzisiejsze silniki silniki kręcą się za szybko jak na potrzeby śrub napędowych. Przeciętnie dwuktrotnie za szybko. Czyli bez rewersu nie ma napędu. Problem rewersu silnika jachtowego nie jest błahy, kiedy nie mamy aż tyle pieniędzy aby zamówić sobie na przykład nowego Hurtha. No i jeszcze go z silnikiem połaczyć. Ale to tylko jedna z czekajacych was prac adaptacyjnych.
Inspiracją do tego artykułu była publikacja Janusza Jaranowskiego dostępna tutaj: http://www.kulinski.navsim.pl/art.php?id=2412&page=0 , który stanął przed problem posprzątania po partaczu, który "marynizował" mu silnik. Partacz poza dewastacją silnika, zastawił na Janusza groźną pułapkę, którą ilustruje zamieszczona w artykule fotografia. Zrodziła ona wśród braci SSI prośbę o dokładniejsze opisanie możliwości połączenia skrzynki nawrotnej (skrzyni biegów) z silnikiem.
Oto dwa warianty wykonania połączenia silnika ze skrzynią biegów, o których pisałem już wcześniej tutaj: http://www.kulinski.navsim.pl/art.php?id=2372&page=30 Tam można zobaczyć fotografię tego detalu.
Pierwszy wariant jest typowy, gdy mamy wykonany lub kupiony kosz sprzęgłowy. Tak Panowie wybrniecie z sytuacji jak na fotografii zamieszczonej przez Jurka.
Oczywiście poza idiotycznymi słupkami ze śruby i nakrętek, na których występują bardzo duże momenty gnące, to absolutnie nie powinno stosować się wspawanej na sztywno tulei
Wprawdzie sprzęgła cierne w przekładniach HBW wytrzymują zadziwiająco dużo, ale już nie sprzęgła kłowe w TMC – przy intensywnym pływaniu od portu do portu - prawdopodobnie nie przetrzymałyby jednego sezonu.
Oto ważne szczegóły konstrukcyjne:
Do koła zamachowego toczymy stalową tarcze, która jest centrowana na jego podtoczeniu. Pasowanie powinno tutaj być możliwie dokładne (obrotowe ciasne, suwliwe). Ta tarcza, poza tym, że zapewni nam odpowiedni dystans, pozwoli się w swoim centralnym otworze schować tylnej części tulei zabieraka.
W tarczy dystansowej wykonane jest kolejne podtoczenie, które osiuje tarcze zabieraka wykonaną ze stoczonej tarczy sprzęgłowej. Widoczne na rysunku sprężyny są elementem tłumika drgań skrętnych minimalizując obciążenie kół zębatych przekładni redukcyjno-nawrotnej w chwili włączania biegu.
Przy okazji chciałbym kolegom poddać jeszcze jedną inspirację. Wielu z Was w rozmowach ze mną była stropionych tym, jak trudno jest z przodu powiesić duży alternator (nie mówiąc o dwóch), sprężarkę lodówki lub nawet dodatkową pompę obiegu wody z przodu silnika. Istnieje alternatywne rozwiązanie, którego ideę przedstawiamy na rysunku nr 2.
W rozwiązaniu tym na obwodzie tarczy dystansowej toczymy rowki pod pasek lub paski klinowe.
Ewentualnie pod pasek wielorowkowy, jeżeli zamierzamy użyć alternatora o większej mocy. Jeżeli nie jesteście pewni, czy zastosować pasek wielorowkowy (patrz rysunek 3), chzy pozostać przy pasku pojedynczym, to przyjmijcie założenie, że w alternatorach do 90 A wystarczy jeden pasek, natomiast w większych – pasek wielorowkowy, z napinaczem oraz sprzęgłem jednokierunkowym montowanym na alternatorze (patrz jedna z opowieści o alternatorach jachtowych Jurka, zamieszczona tutaj: http://www.kulinski.navsim.pl/index.php?page=15&search=alternator&action=szukaj) Sugerujemy również przeczytanie umieszczonych pod artykułem wszystkich 48 komentarzy i odpowiedzi Redakcji na pytania.
Ale wracając do tematu. Jak zamocować z tyłu alternator? Odpowiedź – wykorzystując szczątkową ramę z profili zamkniętych oraz specjalną płytę tylną (rys. 4).
Opisywałem już wcześniej pozytywne doświadczenia z takimi konstrukcjami. Zamiast wykonywać stosunkowo kłopotliwy kosz sprzęgłowy, wymagający stalowej rury dużej średnicy lub jej zwijania na dużej giętarce spawamy prostą ramę z profilu zamkniętego - może być rura – ale kwadrat lub prostokąt są łatwiejsze w montażu poduszek i drobnych akcesoriów. Zauważcie, że tej konstrukcji możemy silnik opuścić stosunkowo nisko, a jego środek ciężkości znajdzie się na wysokości ramy. Tak zamontowany silnik zachowuje się wyjątkowo przyzwoicie, w sensie drgań skrętnych. Dodatkową zaletą jest to, że gdybyście mieli skrzynkę nawrotną, która konstrukcyjnie nie przewiduje przenoszenia siły poosiowej wału, to wtedy spawając dodatkową płytę z tyłu z łatwością możecie skonstruować tylni węzeł łożyskowy.
Ktoś dociekliwy może zauważyć, że wymiana pasków klinowych jest tutaj utrudniona w porównaniu z odbiorem napędu z przodu. To prawda. Ale przy przemyślanej konstrukcji odkręcenie 4 śrub mocujących tarczę zabieraka i cofnięcie tulei w kierunku skrzyni nie jest żadnym problemem – zwłaszcza, jeśli będziemy pamiętali, że mamy klucz z grzechotką. I już mamy jak włożyć pasek lub paski. Zwróćcie uwagę, że sugeruje montaż na wałku napędu oryginalnej pompy wodnej specjalnego wentylatora. Ma średnicę 200 mm jest zamknięty w zabezpieczającej ramce, którą nie jest trudno przymocować do bloku silnika. Pochodzi z komputera. Trzeba z niego zdemontować oryginalny silnik i zastąpić go piastą z otworami. Niekoniecznie musicie podłączać wbudowane oświetlenie czerwonymi diodami – wygląda tak psychodelicznie, jakby żywcem zostało przeniesione z Oddziału Rozwoju Nerwic dla Młodzieży.
Tym niemniej, wentylator taki daje idealne przewietrzanie przestrzeni podkokpitowej – praktycznie bezszumne. W zeszłym sezonie wykonałem na Donaldzie szereg eksperymentów laboratoryjnych, których celem było zbadanie, na ile intensywny nawiew do komory silnika zmniejsza temperaturę jego pracy. Wyniki pokazały (zgodnie z oszacowaniami teoretycznymi), że obniża to temperaturę bloku o 3,5 do 4 stopni – ale wycie było nie do opanowania. Używałem wentylatorów Yellowtail o wydajności 6000l/min x 2. Zamontowanie takiego małego, nieinwazyjnego wiatraczka, sprawia, że w kabinie nie ma cienia zapachu wygrzanego silnika (chociaż dla mnie jest on bardzo przyjemny, by nie rzec – kojący.
Wracając do mocowania z tyłu odbiorów mocy. Ha! Powinien zakrzyknąć malkontent – jak tam grzebać pod kokpitem od tyłu.
Odpowiedź jest jedna – nie od tyłu, TYLKO OD GÓRY. Nie zrobienia dużej klapy w dnie kokpitu (na własnym jachcie) uważam za poważny błąd, istotnie pogarszający bezpieczeństwo jachtu. Ponieważ:
1. W sytuacji awaryjnej, gdy zawiedzie uszczelnienie dławicy tylnej wału, tylko szybki, wygodny dostęp pozwoli Wam uratować jacht przed zatonięciem.
2. Wygodny, górny dostęp to również regularna kontrola sprzęgła podatnego
3. To również kontrola uszczelnienia tylnego wału silnika, a także wygodna regulacja zaworów
4. Górny dostęp sprawia, że wymiana filtra oleju oraz zmiana oleju jest dziecinną igraszką – robimy to chętnie po sezonie, bez odkładania ad calendas Graecas…
5. Górny dostęp oznacza, że złośliwe opaski zaciskowe na wężach gumowych nie olewają naszych oczekiwań względem ich funkcji – dosłownie i w przenośni.
Przeciwnicy klap w podłodze kokpitu argumentują, że rozwiązanie obniża bezpieczeństwo jachtu, bo nie sposób ich uczynić szczelnymi. Mają w tym sensie rację, że zanim wpadłem na niezwykle proste rozwiązanie (tak naprawdę, to go nie wymyśliłem, tylko skopiowałem z turbin wielkiej mocy) to upłynęło trochę czasu. Teraz na żadnym za jachtów, na którym są takie klapy nie przepuszczają one kropli wody ("Holy", "Romuś I", "Szmugler Michał", mój "Donald"). Nie wiem, dlaczego zacząłem je stosować tak późno, latami męcząc się w ciasnych hundkojach z latarkami obracającymi się w zgrzytających zębach. Raz zatrułem się dość mocno chlorkiem z przegrzanej izolacji na stoczniowym jachcie czarterowym uchodzącym w Polsce za szczyt luksusu, na którym tandetność wykonania instalacji elektrycznej zdumiała by najbardziej odporne na wiedzę złote pół-rączki…
Tyle na dzisiaj, miałem napisać krótki komentarz dla poratowania Kolegi Janusza – zamiast tego naszkicowałem ten artykulik. Liczę, że przyda się Kolegom.
Pozdrawiam cały Klan SSI.
T.L.
Pytanie: Panie Tadeuszu! Nie za bardzo podoba mi się konstrukcja z kołem pasowym, bo w tym rozwiązaniu przy maksymalnych obrotach alternator będzie się kręcił za szybko (albo musi mieć duże koło). Proszę o wyjaśnienia.
Odpowiedź: Panie Marianie! Rysunki są poglądowe – dlatego nie podaje wymiarów. Nie ma żadnego problemu, aby zastosować odpowiednią kombinację średnic kół pasowych. Ale.
Proszę zwrócić uwagę (patrz artykuły wcześniejsze o alternatorach), że reżim pracy silnika jachtowego jest zupełnie inny niż samochodowego. Konstruktor silnika powiedziałby w swoim żargonie, że silnik musi mieć mocny „dół”, kosztem „góry” – ponieważ na jachtach żaglowych 80-85% czasu wykorzystujemy małą i średnią moc – a nie jak w samochodzie średnią+ oraz wysoką.
Jednocześnie chcielibyśmy, aby silnik pracując w trybie generatorowym zużywał nam możliwie jak najmniej paliwa i jak najmniej hałasował. Zatem jesteśmy zainteresowani, aby alternator oddawał nam swoje 75-85% mocy nominalnej przy możliwie małych obrotach silnika. Stąd też przełożenie zwiększające obroty musi być większe niż w samochodzie (na razie zostawimy kwestię nieliniowej charakterystyki momentu obrotowego silnika wysokoprężnego – zajmiemy się tym wkrótce w kolejnych artykułach).
Czy jest obawa o trwałość łożysk alternatora – odpowiedź brzmi nie. Ponieważ marynizując dla siebie alternator i tak zadbamy o właściwe łożyska – czyli na przykład wysokotemperaturowe (do +350 st) albo wysokoobrotowe (do 400 000 obr./min). Oczywiście to są parametry graniczne – i zazwyczaj nie warto za nie płacić. Ale to pokazuje, jak dużą macie Państwo swobodę w konstruowaniu dla siebie maszyn elektrycznych, pomp zęzowych, napędów sprężarek lodówkowych lub do butli nurkowych, itd.
Dojrzały warsztat, z którego korzystam, wie z góry, że we wszystkich alternatorach które zamawiam u nich na jachty mają mieć właściwe łożyska, szlifowane i polerowane, a nie toczone, pierścienie szczotkowe, sprężyny z szczotkotrzymacza z brązu berylowego, itd. Dlatego też na tak przygotowane jednostkowo egzemplarze nie można przenosić doświadczeń standardowych alternatorów samochodowych.
Pozdrawiam i kolekcjonuje ułamki czasu na paczkę następnych pytań i odpowiedzi.
.T.L.
Pytanie: Po przeczytaniu postu Kolegi Janusza zacząłem się zastanawiać, czy można gdzieś kupić oryginalny materiał na uszczelki i samemu je wyciąć. Czy taki materiał jest drogi? Gdzie to kupić? Czy to jest trudne? Jak zrobić skomplikowaną uszczelkę np pod pokrywę kół rozrządu, które pokazaliście Panowie w poprzednim artykule? A pod kolektor wydechowy? Pod głowicę?
Marian Strężyński (Strążyński – przepraszam, nie jestem pewien, czy dobrze usłyszałem nazwisko. T.L)
Odpowiedź:
1. Można. Proszę pytać o materiał o nazwie handlowej klingierit (kręgielit)
2. Kosztuje około 15-20 zł za arkusz 30x50cm/0,50mm
3. Najtaniej kupujemy u Pana Karbownika (w Wodzisławiu Śląskim). Wysyłkowo via www.karbownik.pl
4. To jest proste już w pierwszym podejściu
5. Postępujemy tak:
a. Na kartonie odciskamy obrys skomplikowanego kształtu opukując go gumowym młotkiem. Jeśli go nie mamy to plastikowy korek od szampana nałożony na zwykły młotek (na gorąco) sprawdza się idealnie
b. Zewnętrzny obrys wycinamy ostrymi nożyczkami (najlepiej nożyczkami do prosektorium (półokrągłymi do ze stali tungsten) – wyglądają tak: http://www.quirumed.com/pl/Catalogo/articulo/49084 można je kupić taniej – ale powinniście je mieć w warsztacie, podobnie jak samozaciskowe kleszczyki oskrzelowe lub ginekologiczne – idealna trzecia ręka przy wykonywaniu podłączeń instalacji na jachcie w trudnodostępnych miejscach)
c. Przenosimy wzór z kartonu na kręgielit
d. Duże krzywizny wycinamy skalpelem (Uwaga! Nie łamanymi nożykami do tapet – ostrze musi być sztywne i dobrze się prowadzić w łukach) lub właśnie takimi nożyczkami. Są cholernie ostre, a duże przełożenie pozwala ciąć uszczelki 0,2-1mm. Jak się stępią, to ostrzymy je osełką do kobiecych noży taktycznych z półokrągłym ostrzem typu „niedźwiedzi pazur” np. http://taktyczni.pl/index.php?p610,noz-crkt-bear-claw-2500 (chodzi mi o noże szyjne (neck knives)) . Ostrzałkę kupujecie w sklepie z militariami (tzw. długopisową http://taktyczni.pl/index.php?p1233,ostrzalka-dlugopisowa-victorinox-4-3323 )
e. Tak samo wycinacie otwory większe niż fi=25-30 (to znaczy również skalpelem)
f. Mniejsze otwory wycinakami do otworów – tak zwanymi rymarskimi
6. Pod kolektor wydechowy można zastosować blachę miedzianą miękką g=0.5 + bardzo cienka warstwa silikonu do 1200 st. ALE NIE SAM SILIKON! Blacha musi być wyżarzona, bo inaczej się nie ułoży dobrze.
7. Nie ma możliwości w warunkach amatorskich wykonania prawidłowej uszczelki pod głowicę – bo bez tłocznika i prasy nie wykonamy miedzianych okuć otworów
8. Ale – jeśli mamy nóż na gardle, to można się ratować uszczelką z miedzi. Działa, ale słabo mi się robi na myśl, ile się musiałem namęczyć, aby coś takiego precyzyjnie wykonać. Ale sytuacja była dramatyczna i głowicę planowałem papierem 2000 na szybie typu float.
9. Inspiracja: Często można kupić duże zestawy tanich i wysokiej jakości uszczelek do nazistów ze stajni VW/AUDI. Wiele z nich może posłużyć jako przygotówka do wycięcia czegoś na własne potrzeby – sporą część można wykorzystać po uszczelnienia otworów,
z uwagą czytam u Jerzego Twoje artykuły o marynizacji silników Kubota. Są znakomite!
Pod ich natchnieniem dojrzałem do decyzji o wymianie leciwego Volvo MD1 w mojej łódce
(oldskulowy drewniany Folkboat zrobiony w Szczecińskiej Stoczni Jachtowej).
Poszedłem trochę inną drogą i kupiłem używany silnik jachtowy Farymann 3FK, czyli fabrycznie zmarynizowaną Kubotę D750.
Dla ilustracji załączam parę fotek.
Silnik "ma przejechane" ok 5000 godzin i liczyłem, że będę musiał go remontować. Po sprawdzeniu kompresji wyszło 12-14 bar na cylinder - czyli b. słabo i czeka mnie kapitalka.
Remont chcę komuś zlecić.
Ponieważ masz wielkie doświadczenie w tego typu sprawach czy mógłbyś mi doradzić:
2/ może masz jakiś zaufany warsztat w okolicach Szczecina?
Dziękuje Ci bardzo z góry za pomoc i pozdrawiam serdecznie,
Paweł Ryżewski
--------------------------------------------------------------------
Pawle,
Tak czy tak biorąc się za przebudowę Folkbota (to śliczna łódka), zaczął bym od starannego przeczytania nowej Praktyki Bałtyckiej Jurka – prawdopodobnie nakład może już być wyczerpany – i poszedł za Jego radami.
Bo przy przebudowie maszynowni znajdziesz tam wiele sensownych wskazówek dotyczących też pozostałych adaptacji instalacji.
Zadzwoń do Pawła Gawdzińskiego, powołaj się na moją rozmowę z nim na temat Twojego Farymanna (kuboty). http://panoramafirm.pl/zachodniopomorskie,,szczecin,chopina,11_a/motortech_pawel_gawdzinski-ngfbo_prx.html#galeria
Uzgodniłem dla Ciebie takie ceny na obróbkę (ale sam musisz rozebrać silnik i mu przywieźć)
Kompletna głowica – 200 zł (sam już nic do niej nie kupujesz)
Jeżeli będzie potrzebny szlif na drugi nadwymiar 3 x 60 zł
Nie był zachwycony wizją tulejowania bloków bo zna ten silnik i boi się, bo tam są wąskie mostki międzycylindrowe– ale podsunąłem mu pomysł, aby nieco przetoczyć stare tłoki (ja bym się tym zajął bo potrzebna jest specjalna obrabiarka – wyślę Cię do właściwych ludzi) – albo nawet jako bonus kupić używane tłoki od D722 i pod nie zrobić nowe tuleje.
Jeżeli będzie potrzebny szlif wału – max 180 zł (raczej nie będzie)
Części załatwię Ci tanio u moich stałych dostawców. Informację bieżące weźmiesz od Janusza Jaranowskiego, tego, który ostatnio pisał na forum Jurka (http://www.kulinski.navsim.pl/art.php?id=2413&page=0) . Wydrukował sobie artykuły i mimo, że go łobuz wpuścił w bagno z silnikiem zaczął szybko i relatywnie tanio z tego wychodzić. Większość adresów podaje na SSI.
W jakim stanie jest skrzynia?
Aha, jeśli zostaniesz przy MD1 to remont będzie kosztował grosze. Co najwyżej możesz mu trochę podnieść moc i poprawić charakterystykę momentu.
Pozdrawiam. T.L.
Wykonałem pierwsze obliczenia i przygotowuje dane do symulacji numerycznej zachowań jachtu przy różnych kombinacjach mocy silnika oraz obciążenia.
Przyjąłem, że w dłuższym rejsie jacht będzie miał w przybliżeniu tonę wyposażenia na pokładzie – patrz dane wejściowe.
Jak widać, moc jest znacznie przewymiarowana jak na "Cartera". Również charakterystyka momentu obrotowego tego silnika jest dość nieciekawa i intensywnie myślę z moimi bliskim współpracownikami z Columbii Brytyjskiej (Naimo), jak z tego wybrnąć. Ponieważ większość ekspertów z którymi pracuje mówi kiepsko po polsku albo wcale, dlatego językiem roboczym jest angielski.
Ale to materiał na bardzo ciekawy artykuł – jeżeli Panowie pozwolą, to chętnie wykonamy pełną analizę tego napędu i możliwie najlepszego reżimu jego eksploatacji i opublikujemy to na SSI.
Na razie mamy dwa scenariusze:
1. Pływać oszczędnie (w sensie komfortu i zużycia paliwa) – kosztem dość szybkiego niszczenia silnika (wet combustion)
2. Pływać niedorzecznie szybko, z dużym zużyciem paliwa, dużym hałasie, ale większą trwałością silnika
3. W każdym z nich manewrowanie tym jachtem w porcie będzie wymagało ekstremalnej uwagi (będzie niebezpieczne – pokazały to eksperymenty z Holly Edka Zająca z jednym z napędów, które zaprojektowaliśmy dla tej łódki). Rozwiązaniem mogło by być rozmontowanie napędu, zaprojektowanie i wstawienie hydraulicznego sprzęgła przeciążeniowego, które w porcie pozwoliłoby na zmniejszenie obrotów śruby (przez poślizg, tak jak w samochodowych, automatycznych skrzyniach biegów).
Być może da się też z tego wybrnąć odlaniem specjalnej, czterołopatowej śruby o dużym współczynniku pokrycia i ewentualnym zwiększeniem masy koła zamachowego, aby obniżyć wolne obroty silnika. Będzie wymagało to ingerencji również w układ paliwowy – nietrudne, ale żmudne.
Inny pomysł, który dyskutujemy, to na czas manewrów mainpulowanie kątem wtrysku – ale sprawdzamy u producenta czy można łatwo to zrobić w tym silniku.
Optymalna moc silnika o płaskiej charakterystyce momentu obrotowego wynosi dla tego jachtu około 20-26 KM uwzględniając alternator dużej mocy.
Proszę sprawdzić – czy obliczona śruba zmieści się pod dnem. Jeżeli nie – będziemy pracować dalej nad innym rozwiązaniem (np. mniejsza śruba o większym skoku z dyszą Korta)
Pozdrawiam
T.L.
Data Input
Waterline length in feet:
30 feet
Beam at the waterline in feet:
10 feet
Hull draft in feet (excluding keel):
5.38 feet
Vessel weight in pounds:
10135 lbs
Engine Horsepower:
40 HP
Number of engines:
1
Total Engine Horsepower:
40 HP
Engine R.P.M. (max):
3600 RPM
Gear Ratio:
3:1
Shaft R.P.M. (max):
1200 RPM
Number of shaft bearings (per shaft):
3
Desired speed in Knots:
6 knots
Horsepower Calculations
This will calculate the maximum horsepower and torque available at the prop(s).
Total available horsepower at the engine(s):
40 HP
Total available torque ft/lbs at the engine(s):
58 ft/lbs
Horsepower loss of 3% per gearbox:
- 1.2 HP
Horsepower loss of 1.5% per shaft bearing:
- 1.8 HP
Total horsepower available at the propeller(s):
37.0 HP
Total torque ft/lbs available at the propeller(s):
162 ft/lbs
Speed & Power Calculations
Basic displacement speed and horsepower required
Displacement hull speed (1.34 X sqrt of waterline length):
7.34 Knots
Minimum horsepower required at propeller(s) for Hull speed:
22.1 HP
Calculations based on desired speed and available HP
HP required at propeller(s) for desired 6 knots speed:
11 HP
Estimated maximum speed with existing 40 horsepower:
This is the speed we will use for the propeller size.
8.96 Knots
At this point it is important to note that all of the calculations above are based on full RPM and HP. Most engines are rated to run at a percentage of thier full RPM. This is what will determine your maximum cruising speed. The propeller sizing calculations below are based on 90% of full RPM. This gives the engine some reserve power to allow for variable loading in the vessel.
Propeller Size
Number of blades
Diameter (inches)
Pitch (inches)
2 Blade
19.6
X
13.9
3 Blade
18.6
X
13.7
4 Blade
17.5
X
13.4
The propeller sizes shown above do not contain calculations for cavitation or blade loading.
If you find that the recommended propeller is too large to fit your vessel, you can try increasing the shaft speed. Failing this, you can reduce the diameter and increase the pitch at the expense of your propeller efficiency. The rule of thumb is 1 inch of diameter is equal to 1 1/2 to 2 inches of pitch.