Akseligeneraattori purjeveneeseen

[MP-28]

Sähkön tuotto on purjeveneessä ongelma. Aurinkopaneelit ovat melko heikkoja teholtaan ja agrekaatit meluisia. Kone lataa, mutta aika harvoin, kun tarkoitus on purjehtia. Ruotsalainen OZ (www.ozecodrive.com/) on kehittänyt sähköpropulsion, joka lataa akkuja purjehtiessa. Hintaa järjestelmällä suunnilleen uuden dieselin verran.
Kaveri oli rakentanut tuuligeneraattorin auton laturista, ja kehui toimivan aika hyvin. Latausvirtaa saadaan jo 3 m/s tuulella. Aloin miettimään auton laturista rakennettua akseligeneraattoria. Potkurin akselille asennetaan esim polkupyörän hammasratas ja laturiin pienempi vastaava. Sopivalla välityssuhteella saattaisi kehittyä ihan hyvä latausvirta purjehtiessa, jos potkuri kiertää esim. 400 rpm. Etuna on todella halpa hinta verrattuna muihin järjestelmiin. Kertokaa mielipiteitä ja kommentteja aiheesta.

-Timo

[Fiskarsson]

Pertti Dunkerilla oli kyseinen järjestelmä Merivuokossa ja tästä oli juttua Vene-lehdessä silloin kuin hän maapalloa kiersi.

Jotenkin toi fillarin ratas vaikuttaa kevyeltä tähän sovellutukseen. Muistaakseni Dunkerin järjestelmä oli toteutettu kiilahihnalla. Kiilahihnan etu on se, ettei se tarvitse voitelua ja hiljaisuus ketjuvetoon verrattuna.

Sitten on vaihdelaatikoita, joissa ei toimi voitelu, jos kone ei ole käynnissä ja niissä kehotetaan kytkemään pakki päälle purjehduksen ajaksi. Eikö se ole noin solmu nopeudesta pois tavallisella potkurilla, joten optimiratkaisu lienee purjeveneessä taittuvalapainen potkuri, virrankulutuksen hallinta ja aurinko/tuuligeneraattori.

On olemassa myös hiljaisia generaattoreita. Esim Princess (oliko se nyt 56) on varustettu tällaisella. On muuten hiljainen.

[jj]

Homma toimii jos akselilta vaan saadaan kytkentä generaattoriin aikaiseksi. Itsellä ei ollut mahdollisuutta kytkeä generaattoria suoraan vetoakseliin(s-drive) vaan ratkaisin asian erillisellä potkurilla joka "laahaa" veneen perässä pyörittäen peräpeilissä olevaa generaattoria köyden välityksellä.

Modatusta auton laturista lähtee tuommoiset 6A/6kn (9A/8kn) ja lataus alkaa n 4 solmusta eteenpäin. Laite hidastaa jonkin verran veneen kulkua mutta mittausten mukaan puhutaan kokolailla merkityksettömästä 0,1kn suuruusluokasta.

Vetoakselikytkentäisessä generaattorissa jonkinlaisen ongelman voi muodostaa se että generaattori tuottaa moottorilla ajettaessa mahdollisesti liian suuren jännitteen/tehon verrattuna potkurin tuottamaan tehoon/pyörimisnopeuteen purjehtiessa.

Auton laturista ei saa hyötysuhteeltaan (n50%) kovin hyvää laturia pienelle pyörimisnopeudelle, eikä pyörimisnopeutta kannata kovin paljoa välityksillä nostaakaan magneettivastuksen takia. Auton laturi pitää varustaa uudella kestomagneettiroottorilla jottei suurta osaa tuotetusta tehosta hukata esimagnetointiin. Paremman generaattorin saisi matkimalla tuulivoima harrastajien raudattomia generaattoreita.

Tosta pakki päällä ajamisesta sanottiin S-vaihteen ohjekirjassa että laita pakki päälle purjehtiessa vain jos veneessä on taittuvalapainen potkuri. Vapaalla potkurin lavat eivät taitu eikä potkuri pysähdy. Kiinteälapaista potkuria käytettäessä vaihde vapaalla ja potkuri pyörii vapasti. Ohje on siis toki vaihteistokohtainen mutta käsittääkseni tyypillenen s-vaihde ei ole riippuvainen moottorin öljynpaineesta, onhan siellä ihan eri öljytkin.

-JJ

[matti]

Käsittääkseni se, että potkuri on paikoillaan, eikä pyöri nopeuttaa purjehtimista=potkurin vastus pysähtyneenä vastaa lapojen pinta-alaa, mutta jos pyörii, niin jarruttaa koko kehän pinta-alalla.

Matti

[RistoA]

Juurinäin, kuten Matti kertoi.
2-4 paikallaan tököttävää potkurinlapaa jarruttaa vähemmän kuin vapaana, tai melkein vapaana pyörivä potkuri.
Ilmailuhommissa ropelikoneen potkuri on saatava pysähtymään, jos halutaan liidellä.
Homman voi itse todeta vaikkapa vapun aikaan, hankkimalla sellaisen huidottavan potkurivehkeen. (varren päässä muovinen propelli, jossa vaikka vilkkuvaloja) Kun propelli pääsee vapaasti pyörimään, vastus on kova, jos potkuri on jumissa, tuntuu samalta, kuin keppiä huitois.

Risto

[TeddyDiver]

Toi vaihdelaatikko juttu on niin, että vesi ei kierrä ja jäähdytä sitä laatikkoa muuta kuin moottorin käydessä.
Homman voi korjata vaihtamalla myös laatikon samaan makeavesi kiertoon kuin missä moottorikin on (siis jos on) Silloin lämpenevä vaihdelaatikko toimii kuin heikompi lokilämmitin ja pitää moottorin kivan lämpimänä seuraavaa starttia varten ;)
Potkurilapojen jarrutus paikallaan tai pyörien on taas ihan vene ja potkurikohtainen jutska johon vaikuttaapi esim kölin suoja, lapojen kaareus, pinta-ala ja lukumäärä yms. Joten parempi kokeilla...

[Fiskarsson]

Toi vaihdelaatikko juttu on niin, että vesi ei kierrä ja jäähdytä sitä laatikkoa muuta kuin moottorin käydessä.

No näinhän se on ja ainakin Volvoissa on laatikossa erit öljyt kuin koneessa ja laatikon voitelu toimii vaikka kone ei olisi käynnissä. Kirjoitin siis aiemmin ainakin osia ihan Shaibaa. Ja edellä olevista teksteistä opin senkin, miten taittuvalapainen potkuri menee kasaan. Hyvä, että täsmensitte.

[jj]

Tässä tuli mielenkiintoisia vastauksia myyttisiin ongelmiin.
Jatketaan pähkäilyä vielä hieman:

Kun ropelli pyörii vapaana ja samalla vaihteiston rattaat pyörivät niin tehoa tosiaankin hukkuu vaihteiston "tahmeuteen" eli öljyjen vatkaamiseen jonkin verran; arviolta tuommoiset 50-100W enintään* jolloin vaihteisto toki lämpiää mutta ko mitätön lämpöteho johtuu ainakin s-vaihteessa enimmäkseen takaisin mereen senkummemmin konetta/vaihteistoa kuumentamatta. Eli ei tarvitse pelätä että vaihteisto jotenkin ylikuumenisi vapaana pyörivän potkurin seurauksena.

(*6 solmun nopeudella 10"x8" veneen potkuri tuottaa sopivasti jarrutettuna ~200W. Kokonaisteho arvioitu generaattorin tuottamasta sähkötehosta)

"2-4 paikallaan tököttävää potkurinlapaa jarruttaa vähemmän kuin vapaana, tai melkein vapaana pyörivä potkuri. "

"vastus pysähtyneenä vastaa lapojen pinta-alaa, mutta jos pyörii, niin jarruttaa koko kehän pinta-alalla. "

Tämä jää testattavaksi, homma on voimakkaasti nopeudesta riippuvainen. Lentokoneissa nopeudet ovat aivan eri luokkaa.

Vedenpainetta ja virtausta "seuraava" verkalleen pyörivä kuormittamaton potkuri jarruttaa etenemistä varmasti vähemmän kuin paikoillaan jäkittävä kaverinsa. Suuremmalla nopeudella vertailu onkin erilainen kun hurjasti pyörivä ja "kavitoiva" potkuri kaivaa itselleen pyöreän onkalon joka on halkaisijan kokoinen ja muotoinen eikä rusetin näköinen kuten paikoillaan olevalla potkurilla.. Mutta hiljainen pyörimisliike ei lisää potkurin pinta-alaa näillä nopeuksilla joissa virtaus pysyy lavassa kiinni mitenkään merkittävästi. Suuremmilla nopeuksilla asia saa toisen ulottuvuuden kun ilma/vesivirta alkaa kiertää potkurin ohi sen sijaan että menisi sen läpi...tämän takia tuulivoimaloissakin on vain kolme kapeaa lapaa sillä suurempi lapamäärä tai leveämmät lavat pakottaisi kovan tuulen turbiinin ohi tuottamatta kunnolla energiaa. Monilapaiset "länkkäri"voimalat ja vappuhuiskat on optimoitu hiljaisille tuulille kun taas 2-3 lapaiset suuremmille tuulen nopeuksille.

Omassa laahus generaatorissa (2-lapainen kapea potkuri)olen huomannut että kun tulee tarve kelata potkuri ylös vedestä ja jarruttaa pyörimistä enemmän kuin mitä generaattori tekee niin silloin potkuri tyypillisesti painoista huolimatta pintautuu vastuksen kasvamisen merkkinä. Potkuri köydenpäässä siis pysyy pyörivänä pinnan alla,mutta kun köydestä ottaa kiinni ja pyörimisliike lakkaa niin jarruttavat voimat ainakin näppituntumalla lisääntyvät selvästi ja potkuri nousee pintaan.

Olisi kyllä mielenkiintoista kuulla havainnoista joissa purjeveneen nopeus lisääntyisi kun kiinteälapainen potkuri lukitaan pakilla paikoilleen.

Meinaan testailla asiaa joten faktaa on tulossa
ehkä kuitenkin vasta ensi kaudella...

-JJ

[matti]

"vastus pysähtyneenä vastaa lapojen pinta-alaa, mutta jos pyörii, niin jarruttaa koko kehän pinta-alalla. "

Olisi kyllä mielenkiintoista kuulla havainnoista joissa purjeveneen nopeus lisääntyisi kun kiinteälapainen potkuri lukitaan pakilla paikoilleen.

-JJ

Olen ollut purjeveneessä lepuutimia nostelemassa, jonka kipparina oli purjehduksenopettaja, valtameripurjehtija, joka lukitsi aina potkurin pakilla koska HÄNEN tietojensa/kokemuksensa mukaan paikoillaan oleva potkuri jarruttaa vähemmän kuin pyörivä.

Matti

[TeddyDiver]

Tosta pakki päällä ajamisesta sanottiin S-vaihteen ohjekirjassa että laita pakki päälle purjehtiessa vain jos veneessä on taittuvalapainen potkuri. Vapaalla potkurin lavat eivät taitu eikä potkuri pysähdy. Kiinteälapaista potkuria käytettäessä vaihde vapaalla ja potkuri pyörii vapasti.

Eli jj kiteytti asian näin, ja niinhän se melkein on..
Paitsi että..
Siitä laatikon lämpenemisestä sen verran, ettei se lämpö sitä laatikkoa pilaa, vaan ne öljyt jotka ei sais lämmetä yli normaalin eli max n. 80 asteen.. pitkän aikaa kun "hauduttaa" niin kyllä se siitä pikeentyy...

[jj_]

Meinaan testailla asiaa joten faktaa on tulossa
ehkä kuitenkin vasta ensi kaudella...

-JJ

Testailu on jäänyt tekemättä mutta asiasta on keskusteltu usean veneilijän kanssa.
Kaikki ovat olleet sitä mieltä että potkuri pitää pysäyttää purjehtiessa, paitsi eräs kolleega joka ei venettä omista.

Uudessa venelehdessä on aiheesta kirjoitus, kirjallisuuttakin löytyy taustatueksi:
MacKenzie/Forrester: "Sailboat propeller drag"

Pysäytetty potkuri jarruttaa kirjoituksen mukaan selvästi ENEMMÄN lukuunottamatta erikoistapausta jossa kaksilapainen aivan kölin takana oleva potkuri on pysäytetty kölin suuntaisesti.
Kirjoituksesta selviää myös miksi lentokoneen potkuri pysäytetään liidossa ja miksi helikopteri autorotaatiossa voi laskeutua pyörivällä, mutta ei pysäytetyllä roottorilla

On toki syitä ajella pakki päällä,
mutta jos mietitään vain jarruttavaa vaikutusta pitää kiinteälapaisen potkurin pyöriä.



-JJ

[matti]

Olen lukenut saman artikkelin jossa perustellaan, että potkurin on parempi pyöriä-uskotaan-tähän asti olen uskonut "viisaampia" jotka ovat väittäneet päinvastaista.
Sinänsä kivi putosi sydämeltä, koska hankkimassani koneen kytkimen manuaalissa sanotaan, että EI saa lukita pakille purjehdittaessa.
Akseligeneraattorin välitykseen lienee paras hammashihna=hiljainen, erittäin vähän kitkaa, lisäksi kitkahäviöitä vähentää keraaminen boksi.

Matti