Biereco verherbouwt: Wouter Goedkoop, Brutus Style

dat denk ik ook niet nee... Dat zijn twee volwassen ABC 12-cylinder V motoren. De 8cylinder lijn versie daarvan weegt zonder vliegwiel en aangehangen zaken al 8 ton.
Deze zullen naar schatting, zoals ze daar staan, in de buurt van de 12 ton of meer wegen.

 

Vandaag weer even een stukje "werktuigkunde" in plaats van "scheepsbouw"...

De hoofdmotor van Woutertje moet geplaatst worden, maar daar komt nogal wat bij kijken, en wat meer is, er moet óók eerst nog wat aan die machine gebeuren:

Een van de dingen die me wat "stoorde" aan het ontwerp, was het feit dat de cylinderkop niet alleen "volledig ongekoeld" is (er stroomt géén koelwater doorheen) maar ook op een niet-metallische pakking ligt. Daar zie ik twee problemen mee: ten eerste brand zo'n pakking vroeg of laat langzaam weg, tn tweede vormt het een warmte-barrière.
De warmte wordt wel afgevoerd (dat moet wel, want de temperatuur stabiliseert uiteindelijk), maar door die barrière ligt de temperatuur van die kop tamelijk hoog.
Tot nog toe heeft die motor uitsluitend nog "onbelast" gelopen, maar straks moet ie natuurlijk wél vermogen leveren, en dan zint me dat niet zo, want het vervangen van zo'n pakking is lastig, en die hoge temperaturen kunnen tot kromtrekken leiden.

Een maat van me, die ERG handig is met metaal, heeft voor mij een pakking uit aluminium CNC gefreest. De bedoeling is om die alu plaat uit te gloeien zodat ie zacht wordt en hopelijk goed afdicht. Uiteraard, daar komt ook nog een héééél dun veegje Loctite bij tussen voor de zekerheid.
Daarmee hebben we een pakking die minder gevoelig is voor wegbranden, en de warmte uit de kop kan beter weg.

Een ander voordeel is HOPELIJK, dat deze pakking indien nodig onbeschadigd weer loskomt, want dat is het andere nadeel van niet-metallisch: het "bakt vast" en komt niet onbeschadigd los. Schoonmaken van de pakkingvlakken is uiteraard ERG kritisch, je wilt hier geen krassen.



Uiteraard is dit even een mooie gelegenheid om de motor inwendig te inspecteren, en daar werd ik eigenlijk best wel blij van: Erg weinig kool op de zuigers, de cylinders baggervet van binnen, en géén loopsporen op de voeringen.


De kop liet aan de uitlaatkleppen wat kool zien, ik denk dat dat voor een deel afkomstig is van het experiment met de olieleiding boven de tuimelaars (die al weer afgesloten is overigens).


Verder zag de "nokkentrog" (eigenlijk een foute benaming, hier bevinden zich de nokvolgers en stoterstangen) er ook fantastisch uit.


Ik ben ERG tevreden over hoe de motor er van binnen uitziet, al gebied de eerlijkheid natuurlijk wél te zeggen, dat het machientje nog maar ongeveer een uur of 4 gedraaid heeft, en feitelijk volledig onbelast. De keren dat hij belast draaide waren gewoon met de vinger tegen het vliegwiel, dus relatief kortdurend.
Ik begin in dat opzicht wel steeds optimistischer te worden.

Nu eerst de nieuwe pakking pas gemaakt worden (er moet nog één gat aangebracht worden, dat was mijn maat vergeten te frezen), uitgegloeid, en gemonteerd.

 

Knap gemaakt, succes met het terug in elkaar prutsen van de motor, want het ziet er wel groot uit op je foto's, maar ik vermoed dat het maar een klein motortje is.

 

Hoge toppen, diepe dalen...

Bij het wisselen van de pakking kreeg ik toch sterk de indruk dat een stuk of drie van de cylinderkop bouten bezig waren door hun draad te zakken...

 

Dat is het: De "voetafdruk" van het motortje past vrij makkelijk op mijn vlakke hand, en ik heb bepaald geen kolenschoppen van handen...

 

Hallo Bertus,
In mijn werkzame leven heb ik een aantal keer een "normaal" schip uitgevoerd zien worden met kimkoeling.
Wat ik me herinner , een van de Smit Lloyd 25 serie suppliers. Smit Lloyd 28 ??
Dit was toen met U-profielen op de schepshuid gelast.
Wat ik nog weet , is dat het een nogal groot koelend oppervlakte was.
Ook heb ik meerdere malen verwarmings spiralen voor zwaarolie / bitumen tanks uitgerekend.
Het verwarmen gebeurde met thermische olie, dus groot temperatuur verschil .
Ook hier ging het algauw om grote oppervlaktes.
De berekeningen voor koeling en verwarming zijn in principe herzelfde , het gaat om oppervlakte , overdrachts coefficient en temperatuurverschillen.
Ik vind de koelbuizen onder jouw WG aan de krappe kant , zo gevoelsmatig.
Maar helaas heb ik de berekeningen niet meer , en kan ik niet echt beoordelen of het voldoende is.
En jouw kennis hierover zal ongetwijfeld wel voldoende zijn.
Maar 1 komma-foutje en je hebt een vastloper.
Graag zou ik zien dat je de berekeningen me ons deelt , puur uit interesse.
Ik vind jouw projecten erg leuk en leerzaam om te volgen.
Veel succes met de voortstuwing van de Wouter Goedkoop.

Gr. Menne

 

Ik heb hier geen echt berekening op uitgevoerd Ik weet dat met luchtkoeling (slechte warmteoverdracht vergeleken met water), 500 cm2 vrij makkelijk ongeveer 1000W wegkoelt.
Ik ga op zijn hoogst ongeveer 500 Watt weg moeten koelen, daarvoor moet 100 cm2 ruimschoots voldoende zijn. Da's 5W per cm2.

De enige werkelijke ervaring die ik heb met kimkoeling was met onze vrijeval boten, waar ruw geschat 6 meter buis van 15 mm diameter, ofwel ongeveer 2800 cm2 een dieselmotor van ongeveer 20 pk kon wegkoelen.
20 pk is ruwweg 14000 Watt asvermogen, dus minstens 30000 Watt weg te koelen warmte. Dat is ruim 10W/cm2

Ik denk wel dat het gaat lukken.

Ik kom hier vanavond nog wat dieper op terug.

 

Nou... Dompertje. Geen ramp, wel een dompertje. Die metallische pakking krijg ik dus niet dicht, en zodanig niet dicht dat ik de motor niet aan de praat kreeg wegens geen compressie.

Ik HAD dus een goed lopende motor, en nu voorlopig even niet meer, want... Dat die aluminium pakking de mist in ging is jammer maar niet onoverkomelijk.
Dan gaan we gewoon weer terug naar de non-metallische pakking
Wat vervelender is, is een combinatie van omstandigheden:
De cylinderkop zit vast met 10 stuks M2,5 schroeven, op zich sterk genoeg (lijkt sterk op materiaalkwaliteit 12.9 maar dat weet ik niet, want chinees, he?) en die zitten in draadgaten in het cylinderblok.
Jammer genoeg, zijn die draadgaten 8 mm diep, is de cylinderkop precies 10 mm dik, maar hebben ze gekozen voor boutjes met een draadlengte van 13,5 mm.
Dus van een gat of drie, mogelijk vier, is het laatste stuk schroefdraad overbelast geraakt... Kut!
Het oorspronkelijke ontwerp was 17,5 cc, maar deze versie is maar liefst 20,5 cc, waardoor er in het cylinderblok geen vlees meer is om op te boren en naar M3 te gaan, OF om een helicoil te zetten (die volgens mij ook niet bestaan in dze maat).
Er zijn twee opties, langere bouten, of draadeinden in het blok verlijmen met Belzona 1111. Die laatste optie gaat heel veel voeten in aarde hebben, in verband met dat er eigenlijk geen ruimte is voor moeren. Dan moet ik op meerdere plekken ruimte zien te creëren, o.a. ONDER de lagerblokken van de tuimelaar-asjes.

Dus éérst de langst mogelijke boutjes proberen die er in willen. Ze zijn al besteld, met wat geluk Morgen in huis, maar ik ben bang van niet, zal wel zaterdag worden...

 

Das niet fijn Bert...

Voor de volgende met zo een motortje, direct langer bouten erin dus.

 

Ik moest even weg, vandaar...

Wat ik zeggen wilde:
In Ravika Putri, het stoombootje, staat een condenser, die ruwweg 10 gram stoom volledig wegcondenseert met een "spiraal" van dezelfde buis (zelfde materiaal en zelfde diameter) van ongeveer 32 cm blootgestelde lengte.
Dat komt neer op een vermogen van ongeveer 376 Watt, en daarmee warm ik buitenboordwater ongeveer 20 graden op, bij een volumestroom van ruwweg 300 ml/minuut.
De verblijfstijd van het water in die spiraal, is ongeveer 0,5 seconden.

Gewoon om aan te geven hoe vreselijk SNEL warmteoverdracht kan gaan, en hoe vreselijk véél warmte water op kan nemen.
Daarbij moet opgemerkt, dat dat voor die spiraal wel ongeveer de max is. Maar dan praat je dus over iets minder dan 40 cm2, waar bijna 400 Watt doorheen gaat, ofwel inderdaad in de orde van grootte van 10W/cm2
Ik heb drie keer zoveel lengte onder woutertje hangen, en de volumestroom van het koelwater ligt ongeveer tussen de 300 ml/min (stationair) en het dubbele bij volle kracht. Ik wil de beide buizen parallel schakelen, om de verblijfstijd wat te verlengen.
ALS ik inderdaad ongeveer 500 Watt weg moet koelen, en de geschatte opbrengst van de koelwaterpomp klopt, dan praten we over een delta-T van het water in de machine van 11~12 graden. Het lijkt mij extreem onwaarschijnlijk dat ik met die lengte buis geen 12 graden kwijtraak bij die volumestroom. Er is bij intrede spiraal een temperatuurverschil tussen buis en buitenwater van minimaal 50 graden, en het water OM de buis stroomt ook.

 

Yup... En er gaat vanavond ook nog een mailtje naar de fabrikant.

 

Tja, voor onze kotter hebben we er 18 meter pijp van 5cm? onder laten zetten om max 150 pk weg te koelen, nog niet aangesloten, maar moest voldoende zijn zei men.

 

Da's inderdaad even balen Bert! Hoop dat je samen met de leverancier een oplossing kunt vinden. Gr. Klaas.

 

Een tegenvaller Bert, maar is een pakking uit koperplaat niet beter geschikt dan aluminium om een pakking van te maken ?
Groet, Jan.

 

Méér dan... Bij dat vermogen heb je heel ruw ongeveer 110 kW om kwijt te raken, op een oppervlak van ruwweg 27000 cm2. Da's minder dan 5W per cm2

 

Oh, daar ga ik niet van uit...
Dit is niet iets wat je op garantie kan gooien, en iik heb dat ding al een jaar of meer in huis. Het enige wat ik kan doen is de info doorgeven, hopen dat ze hun stuklijst wat aanpassen.
Verder zal ik dit zelf op moeten lossen,

 

De enige manier die ik ken om uit dun en zacht koper zo'n pakking te maken, zodanig dat ie bruikbaar is, is door hem te stansen of ponsen.
De moeite om een pons te maken is onevenredig voor het feit dat ik er ooit hooguit een tweede zou moeten ponsen.

 

Koper moet je toch ook kunnen (cnc)frezen? Desnoods plak je het voor het verspanen met loctite aan een aluminium drager.

veel succes met de reparatie van de draadgaten…

 

Koper laat zich naar mijn ervaring erg slecht verspanend bewerken, en dat wordt erger naarmate het dunner wordt. Het is "werkhardend" en hapt erg onvoorspelbaar.

 

Zelf zou ik denken aan meerlaags zacht koper.
Aluminium krijg je met het lage aanhaalmoment van de bouten niet vervormd.

Om de boringen loep zuiver te naken denk ik al snel aan een sjabloon.
Beetje klassieker uit de jaren 1950, Italië, met natte bussen heeft een koperen pakking.
En fels ringen die bij het aantrekken van de kop meegeven, daarop dichten. Compressie en de oliekanalen.

Met enige branie zou ik het wel aandurven de compressie seals met epoxy te verlijmen.
Denk aan een provisorische uitlaatafdichting op de twee-takt motor-flenzen.
Restepoxy verbrand en verkoolt. Zal geen schade aanrichten, wat verzelpakking materiaal wel zou kunnen doen.
Gr Bas