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| Technik-Talk Alles was nicht Bootspezifisch ist! Einbauten, Strom, Heizung, ... Zubehör für Motor und Segel |
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Themen-Optionen |
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#26
14.01.2014, 20:44
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Es interesiert mich natürlich das Projekt selbst. Dann der Umstand, das der Außenborder nicht über eine große Lichtmaschine vefügt, die den Stromverbrauch auf meinem Boot deckt, und dann hatte er keinen Elektr. Anlasser. Und einen Kleinen Dieselmotor mit ca. 20 Ps wollte ich dann doch nicht für 5000 Euro kaufen, Die Preise für solche Motoren sind doch schlicht weg unverschämt. Dann bietet dieser Hydr. Antrieb weniger bewegte Teile........ Das reicht mir als Grund dieses so zu bauen, selbst wenn es beim fahren dann etwas lauter wird. Und wenn ich dann in der Sonne liege ist es leise.......
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#27
15.01.2014, 00:10
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Hallo Chico,
ein interessantes Projekt hast Du da gestartet. Ich projektiere solche Antriebe hauptberuflich und versuche mal etwas Wissenstransfer. Vorteile von solchen hydrostatischen Antrieben ist, dass es keine mechanische Kraftübertragung zwischen Energieerzeugung und Verbraucher gibt und man mittels der Hydraulikflüssigkeit mit Leitungen und Schläuchen die Energie auch an schwierig erreichbare Stellen transportiert bekommt. So grob umschrieben, funktioniert so ein hydraulischer Antrieb recht einfach. Die sich ergebenden Probleme liegen meist an Details in der Ausführung. Primär ist die Auswahl an Verdrängermaschinen hinsichtlich des Wirkungsgrads entscheidend, was an der Schraube ankommen soll. Aussenzahnradmaschinen etwa 60-70% Innenzahnradmaschinen etwa 85-90% Axialkolbenmaschinen 85-94% Je nach Antriebskombination ergeben sich dann etwa folgende Gesamtwirkungsgrade (Zahlenwerte sind praxisnahe Annahmen) Axialkolbenpumpe verstellbar(90%) und Axialkolbenmotor konstant (92%) ergibt etwa gerundet 83% Gesamtwirkungsgrad. Von 16PS werden etwa 13PS an die Schraube übertragen! Aussenzahnradpumpe (70%) und Aussenzahnradmotor (70%) ergibt etwa gerundet 50% Gesamtwirkungsgrad. Von 16PS werden etwa 8PS an die Schraube übertragen! Um den eh mäßigen Wirkungsgrad nicht noch weiter zu verschlechtern , versucht man die Pumpen (oder Motor) möglichst direkt mit dem Antrieb zu verbinden (Kupplung an der Schwungscheibe). Ein zusätzlicher Stirnradantrieb bringt etwa 1,5% Verlust pro Stufe. Ein Zugmittelgetriebe (Zahnriemen) hat etwa 3-5% Verlust. Damit kommen an der Pumpe schon gar keine 16PS mehr an. Ausserdem benötigt die Zahnradpumpe dann ein verstärktes Lager (Vorsatzlager). Als nächstes stellt sich die Frage in welcher Art der Hydraulikkreislauf ausgeführt werden soll. Offener Kreislauf oder geschlossener Kreislauf. Daraus ergibt sich die Größe des Hydrauliktanks bzw. das notwendige Hydraulikflüssigkeitsvolumen. Beim offenen Kreislauf ist üblicherweise das 3 bis 5 fache des Fördervolumen der Pumpe maßgebend. Hier also 20ccm bei etwa 2000 Umdrehungen sind rund 40 Liter/min. Das ergibt einen Tankinhalt bei Faktor 3 von 120 Liter Hydraulikflüssigkeit die (wirklich) notwendig sind! Beim geschlossenen Kreislauf ergibt sich das Tankvolumen aus der Fördermenge der notwendigen zusätzlichen Einspeisepumpe die etwa 20-30% Fördermenge der Hauptpumpe hat. Das wären hier etwa 12 Liter/Minute und ein Hydrauliktank mit etwa 40 Liter! Nun stellt sich die Frage, was passiert bei der Übertragung der Energie, wenn von 16PS nur 8PS (mit Aussenzahnradmaschinen) an der Schraube übrig bleiben. Das bleibt direkt als Wärme in der Hydraulikflüssigkeit! Es muß also ein Kühler installiert werden, der die 8PS Verlustleistung (bzw. knapp 6kW) aus der Flüssigkeit holt. Sonst kann man nach etwa 15 bis 20 Minuten in den 120 Litern Hydraulikflüssigkeit nebenbei Pommes zubereiten (Scherz am Rande). Um die Drehrichtung der Schraube zu steuern, bietet sich ein NG10 Wegeventil mit Handhebel an (NG10 hat bei doppelter Durchströmung wesentlich geringere Druckverluste). Vorzugsweise mit Mittelstellung druckloser Umlauf oder ABPT verbunden (H). Die Druckleitung der Pumpe muß zwingend mit einem Druckbegrenzungsventil versehen werden. (Kann als Zwischenplatte unter das Wegeventil) Irgendwelche Drosselventile tunlichst vermeiden. Das erzeugt nur zusätzliche Verlustleistung bzw. Wärme (Fördervolumen mal Druckdifferenz der Drossel geteilt durch 600 ist gleich die Verlustleistung in kW). Für einen zuverlässigen Betrieb muß noch ein Filter (10µm) vorzugsweise im Rücklauf zum Tank installiert werden. Bei dem Tank (Bruttovolumen etwa 140 l) ist darauf zu achten, das Saugleitung und Rücklaufleitung einen möglichst großen Abstand haben. Ich hoffe ich habe ein paar Denkanstöße gegeben. Solche Antriebe werden üblicherweise im geschlossenen Kreislauf ausgelegt. Hier gibt es fertige Antriebslösungen die allerdings ein Hobbybudget in der Regel sprengen. Preiswerte Komponenten findet man z.B in den Fahrantrieben von Gabelstablern oder Betonmischerdrehantriebe. Auch einige Aufsitzkehrmaschinen haben preiswerte Fahrantriebe mit Axialkolbenpumpen. Bei einem Bagger ist man wieder in einer anderen Leistungsklasse. Da sind die Komponenten für ein Boot zu schwer. Ich hoffe, ich hab keine Illusion zerstört. Aber die Regeln der Physik, sollte man berücksichtigen, sonst verschwendet man Zeit und Geld für etwas was nicht lange funktioniert. Und wir sind ja tagtäglich umgeben, voll mit gut funktionierender Hydraulik. Beim nächsten Bremsvorgang im PKW mal an hydraulische Kreisläufe denken.  Viele Grüße und viel Erfolg Jo
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#28
15.01.2014, 01:27
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Danke für die Infos, sind im großen und ganzen stimmig mit meiner Planung, habe natürlich auch Unterstützung von Hydraulik kenntlichen Personen, schön zu sehen das sich die techn. Vorgaben decken. Kleine Abweichungen wird es sicher geben, aber ich bin sicher das Boot wird sich bewegen. Ich hatte bis jetzt 8 PS und 10 Km/h, und wenn ich dann 12PS habe, und das Boot läuft dann 12 Km/h habe ich alles erreicht.
In diesem Sinne........ Die nächste Arbeit wird in dieser Woche sein, aus einem Eisenklotz einen Adapter für die Schwungscheibe zu drehen. der dient dann für die Aufnahme des Zahnriemenrades für die Hydr.Pumpe, und der Keilriemenscheibe für die Lichtmaschine. Dazu wurde der Motor nach dem Anpassen heute wieder ausgebaut.
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#29
15.01.2014, 09:56
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Hallo Chico,
rechnerisch 12 PS an der Schraube ist schon eine Ansage. Da müssen Rohrleitungsverluste und sonstige Strömungsverluste schon optimal ausgelegt werden. Was verwendest Du für Komponenten? (Pumpe und Motor) Offener oder geschlossener Kreislauf? (Da konnte ich noch keine klare Aussage von Dir im Thread sehen) Welche Hydraulikflüssigkeit planst du zu verwenden? HLP Öl würde ich aus ökologischer Sicht nicht empfehlen. Für Antriebe auf dem Wasser sind HEES (Esterbasierend) oder Polyalphaolefine basierende Hydraulikflüssigkeiten empfehlenswerter. Ist aber auch preislich wieder eine ganz andere Hausnummer. Und berücksichtigen das diese Flüssigkeiten hydrophil sind. (Belüftungsfilter mit Trockner erforderlich!) Trotzdem ist es ratsam immer eine Flasche Spüli dabeizuhaben. Zum Langsamfahren würde ich ein Druckbegrenzungsventil mit Handrad verwenden, vorausgesetzt Du planst einen offenen Kreislauf. Dann ergibt sich der jeweilige Schub über den eingestellten Betriebsdruck und man verbläst nicht soviel Energie. Drosselventile (Energievernichter) möglichst vermeiden. Viele Grüße Jo
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#30
15.01.2014, 11:08
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Zitat:
Der Wirkungsgrad resultiert aus der angesaugten Ölmenge zu der abgegebenen Ölmenge. Nehmen wir die Axialkolbenpumpe mit ca 90% Wirkungsgrad und einer Schluckmenge von 22 cm³ Die Pumpe saugt also bei 1.000 Umdrehungen 22 cm³ x 1.000 Umdr. = 22.000 cm³ = 22 Liter in der Minute an und gibt bei 90% Wirkungsgrad 22 Liter/Minute x 0,9 = 19,8 Liter/ MInute Drucköl an den Hydraulikmotor ab, Der Rest, die 22 Liter/Minute abzüglich der 19,8 Liter/Minute = 2,2 Liter/Minute sind das Innere Leckölvolumen in der Pumpe. Jetzt bekommt der Hyfromotor 19,8 Liter/Minute zugeführt und setzt bei 90% Wirkungsgrad 19,8 Liter/Minute x 0,9 = 17,8 Liter/Minute in eine Drehbewegung um, Die Differenz von 19,8 Litern zu 17,8 Litern = 2 Liter/Minute sind wieder die Innere Leckage des Hydromotors. Wir holen uns alsu 22 Liter/Minute und nutzen davon nur 17,8 Liter/Minute. Die erforderliche Schluckmenge des Hydromotors errechnet sich aus der genutzten Ölmenge, also hier 17,8 Liter/Minute. Hat der Hydromotor auch 22cm³ Schluckvolumen, dann dreht er mit 17,8 x 1000 / 22 = 809 Umdrehungen/Minute. So wird das in der Vorstellung eher ersichtlich wie sich die Wirkungsgrade auswirken. Eddi
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#31
15.01.2014, 11:54
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Hallo Eddi,
das mit den Wirkungsgraden möchte ich etwas ergänzen. Bei der Betrachtung der übertragenen Leistung habe ich den Gesamtwirkungsgrad berücksichtigt. Dieser setzt sich maßgeblich bei den Verdrängungsmaschinen aus dem volumetrischen und dem mechanischen Wirkungsgrad zusammen. (ETAgesamt=ETAvol x ETAmech) Will man wissen wie schnell sich der Hydromotor dreht, muß man mit dem volumetrischen Wirkungsgrad rechnen. Was die abzuführende Wärme angeht, rechnet man näherungsweise wieder mit dem Gesamtwirkungsgrad, weil die Hydraulikkomponenten durch die hohe Leistungsdichte und kompakte Bauweise nicht wirklich effektiv Wärme abgeben. Für Axialkolbenmaschinen kann man praktikablerweise mit folgenden Werten rechnen. ETAmech 97% ETAvol 95% ETAgesamt 92% Dies sind Richtwerte die von den meisten modernen Axialkolbenmaschinen erreicht werden. Im Einzelfall muss man das Datenblatt des jeweiligen Herstellers zu Rate ziehen. Hier gibt es zu jeder Baugröße Muscheldiagramme, aus denen ersichtlich ist, in welchem Drehzahlbereich und bei welchem Betriebsdruck dann der entsprechende Wirkungsgrad ist. Leider ist der Wirkungsgrad nicht immer konstant. Große Axialkolbenmaschinen sind in der Regel etwas besser wie hier angegeben. Und kleine eher etwas schlechter. Diese Angaben gelten für neue Maschinen. Bei der ganzen Leistungsübertragungsberechnung muss man auch etwas Verschleiß einplanen (also ein kleiner Reserveleistungsüberschuß). Wenn durch die Komponenten etwas Schmutz durchgeht, (was sich leider nie ganz ausschließen läßt) verändern sich die Werte rapide. Viele Grüße Jo Geändert von Jhighspeed (15.01.2014 um 12:00 Uhr)
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#32
15.01.2014, 12:17
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Meine Herren....... ,ich danke euch für die zum Teil wissenschaftlichen Vorschläge und Berechnungen, aber vergesst nicht das dieses ein Projekt wird , was mit den einfachsten Mitteln realisiert wird. Es sind ca. 2000 € für diese Aktion geplant. Der Anspruch besteht darin, schnell und langsam zu fahren, eine besondere Geschwindigkeitssteuerung ist nicht notwendig. Ein Anlegemanöver können wir wie bei jedem Antrieb durch Einkuppeln und Auskuppeln fahren, Natürlich bei uns Ventil auf oder zu.....
Es ist ein geschlossenes System, wobei wir uns die Möglichkeit der Kühlung noch vorbehalten. Und ein Mengenteiler fürs Langsamfahren ist vorgesehen.
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#33
15.01.2014, 12:29
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Hallo Chico,
entschuldige bitte, aber ich muß nochmal nachhaken. Meinst du mit geschlossenen System einen "geschlossenen Kreislauf", mit Hauptpumpe und meist integrierter Speisepume (z.B. Rexr.. A10VG..) oder mit geschlossenem System, das halt die Flüssigkeit nicht irgendwo rausläuft. Hier gibt es entsprechende Definitionen. Und gib doch noch ein paar Eckdaten an. Tankgröße wär da z.B. wichtig. Viele Grüße Jo
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#34
15.01.2014, 12:34
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Zitat:
Hallo Jo, ist ja alles richtig, das sind alles die Spielwiesen der Entwicklungsingenieure. Es gibt eben nichts Schöneres als sich in diesen esoterischen Bereichen zu bewegen, generiert es doch immer einen Haufen Arbeit. Letztendlich entscheidet dann immer der Rotstift, obs nun das eine Prozent an Wirkungsgradgewinn sein muss oder nicht. Meine Erfahrung geht eben da hin, dass nach langem Orakeln immer die Finanziell pragmatische Lösung genommen wird und diese beinhaltet eben auch immer Abstriche. Mit der Zeit hat man dann schon heraus wo man erfahrungsgemäss dann hängen bleibt, ergo sieht man den Rechenspielen eben entspannt zu, mitmachen muss man ja nicht unbedingt. Eddi
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#35
15.01.2014, 13:34
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Hallo Eddi,
vielen Dank für das Kompliment mit den "Spielwiesen der Entwicklungsingenieure" und "in diesen esoterischen Bereichen zu bewegen"  Yep. Ich sitze im "Crystal doom" und freue mich über die Entwicklungen in der Hydraulik der letzten 20 Jahre an denen ich Anteil genommen habe. Wie Axialkolbenmaschinen von 85% Wirkungsgrad (Stand 80er Jahre) auf weit über 90% zu bringen. Oder lahme Diesel wie man sie halt von früher kennt zu den Rennpferden der Autobahn zu machen, mit Einspritzhydrauliken die heut mit 2000bar statt wie früher mit 180bar arbeiten. Schlußendlich rechnet sich das immer in den Betriebskosten. Die Betriebstoffe werden halt nicht günstiger und unendlich davon gibt es leider auch nicht. Hier ist das ja hauptsächlich Hobbybereich. Das ist kein Vergleich zu Industrieanlagen, wie Strangpressen, Schmiedepressen, Walzwerken, wo richtig Energie verbraucht wird (mit installierten Leistungen von 1000 bis 10000kW) und wo einfach durch Modernisierung von alten Hydraulikantrieben nur durch die Einsparung an Energiekosten sich der Austausch nach 3 Jahren schon rechnet. Leider ist es auch bei mir so, das die wirtschaftlichste Lösung nicht immer die bezahlbarste ist. Schau in meinem Album was ich fahre. Da schlägt der Nostalgiker durch. Unter Verbrauchsgesichtspunkten müßte ich die Rübe sofort versenken. Aber für 20 bis 30 Betriebsstunden pro Jahr sagt meine Regierung nein zu 8000 Euronen für einen neuen Motor.  Also darf der alte Chrysler weiter laufen. Was er hoffentlich noch lange tut. Viele Grüße Jo
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#36
15.01.2014, 14:02
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ich sehe unseren Berufsstand mittlerweile etwas differenzierter. Natürlich ist es ein erhabenes Gefühl, endlich mal ein paar Neuerungen bzw Optimierungrn in die Tat umsetzen zu dürfen. Wenn man aber dann richtig ehrlich zu sich selber ist, dann sind das alles Massnahmen, die in vergangenen Jahren einfach noch zu teuer waren und erst jetzt, bei der Energieverknappung finanzierbar und auch der höhere Preis durchsetzbar ist. Mir gefällt das halt, wenn Menschen wie Chico ihr Wissen zusammenkratzen und so ein Projekt einfach mal in Brocken umsetzen. Oftmals ist ja auch der Weg das Ziel und nicht unbedingt ein Ergebnis das dem letzten Stand der Technik entspricht. Solange er sich immer noch die Löcher offenhält um Änderungen einfliessen lasen zu können, macht er ja nichts falsch und ich habe nicht den Eindruck, dass er nicht weiss was er tut. Eddi
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#37
15.01.2014, 14:40
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Hallo Eddi,
dem kann ich nur zustimmen. Global ist die ganze Entwicklung eine Politik der kleinen Schritte. Heute gibt es elektronische Steuerungen und Werkstoffe zur Verfügung, an die man vor 20 Jahren noch nicht mal geträumt hat. Mit ganz neuem Entwicklungspotential. Was Chico hier vor hat, ist vom Anspruch einfach, birgt aber trotzdem das Potential für viel Frust (mit Themen wie: überschäumender Behälter, Öl wird schnell schwarz und riecht verbrannt, komische Geräusche durch Kavitation, Torsionsschwingungen im Antrieb, und noch vieles an das man gar nicht dran denkt, dass es passieren könnte. Aktuelles Thema bei den modernen zinkfreien Hydraulikölen sind elektrostatische Aufladungen am Filterelement die im schlimmsten Fall Brände auslösen können. Ich hoffe ja auf Infos und vielleicht weitere Bilder um zu sehen wie sich das entwickelt. Bin da interessiert Viele Grüße Jo
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#38
15.01.2014, 17:53
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Zitat:
Eddi
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#39
15.01.2014, 18:24
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 ...aja,ist das so bei Inschenören ?Einem "normalen" Arbeiter würde man sagen setz dich nochmal auf die Schulbank du verbrätst zuviel Geld und Material und es kommt nix dabei raus... Ich denk mal der Chico ist schon auf dem Wasser,da gehen euch noch die Volumenströme und Leckölverluste durch den Kopf....  Glück Auf! Gunar
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#40
15.01.2014, 18:31
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Zitat:
Eddi
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#41
15.01.2014, 18:57
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Endlich mal wieder bischen Farbe im Forum der Konstrukteure. Lasse Dich nicht von Leistungsverlusten und Überdruck irreführen. Wo wat rin geit kümmt ok wat rut!!! Der Schweiß und der Erfolg wird Dir Recht geben.   MvG Gert
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Was i mog is mei Boot und der Unimog
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#42
15.01.2014, 20:49
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Hallo Chico,
ein sehr interessantes Projekt ! Mach weiter ich würde mich sehr über deine Berichte freuen und wenn das Boot auch noch fährt, ist dann doch alles richtiggemacht worden,weiter so
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-------------------- Gruß Andreas
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#43
15.01.2014, 22:45
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Danke Andreas, und genauso sehe ich das auch.
Hab mir heute mal einen Eisenklotz aus dem Regal gezogen bisschen geschnitzt, und rausgekommen ist eine Riemenscheibe. Die Scheibe wird auf das Schwungrad geschraubt und wird die Kraft des Motors über einen 50 mm Zahnriemen auf die Hyd.Pumpe übertragen. Hab da auch gleich eine Keilnut reingedreht zum Antrieb der Lichtmaschine.So, bis zu den Knien in der Späne gestanden, reicht für heute. Dann nochmal ein paar Bilder........ gruß Chico....
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#44
16.01.2014, 00:00
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Hallo Allerseits,
habe mal in meinem Projektarchiv gekramt. Ich bei der Arbeit an einem hydraulischen Kompressorantrieb und Rampenantrieb auf einem Boot. Hier mal mit Load sense Pumpe im offenen Kreislauf. Von den Leistungsdaten sehr ähnlich wie das Projekt von Chico. Jedoch als "Fahrantrieb" nur geeignet, wenn das Steuerventil so groß gewählt wird, das der Load sense Eingriff der Verstellung bei Marschfahrt nicht greift. Sonst wird etwa 1KW sinnfrei in Wärme umgewandelt. Viele Grüße und weiterhin frohes Schaffen Jo Geändert von Jhighspeed (16.01.2014 um 11:11 Uhr)
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#45
16.01.2014, 19:28
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Lichmaschine sitzt auch schon, Tagespensum erreicht.......
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#46
19.01.2014, 19:25
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Guten Abend die Herren
Ich heiße Reinhard und bin neu in diesem Forum. Ich finde die Idee und was bis jetzt realisiert wurde sehr gut. Aber bitte die Ausführung nach Beitrag Nr. 15 Schaltung recht Seite bitte mit Vorsicht ausführen. Es fehlt das Überduckventil. In der gezeichneten Ausführung ist es ein Dreiwegestromregler. Reinhard
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#47
19.01.2014, 19:56
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Hallo Reinhard,
willkommen im Club da ist wahrscheinlich ein Prioritätsventil (oder Prioventil) gemeint. Die gibt es als Kombiventil für max. Druckbegrenzung und Umschalten von Umlauf auf Verbraucher. Ist meist im Eingangsblock von Mobilhydraulikventilen integriert. Die Symbolik folgt nicht so ganz DIN1219 . Ist wohl als hilfreiche Vorschlagskizze gemeint.Leider hat Chico ja noch nicht mitgeteilt was er so für Komponenten verbauen möchte. Da ist das Thema über Hydraulikpläne noch voll offen. Viele Grüße Jo
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#48
19.01.2014, 20:16
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Nun denn. als Pumpe , eine BG2 mit 20 ccm, 40 Ltr Tank, Gerotormotor MP50, Steuerventil mit 2 Hebel, 1x Motor, 1x Heben Senken,
gruß Chico
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#49
20.01.2014, 10:26
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Zitat:
Es wird einzig dieser Druck über die Menge geregelt und nicht die Menge zu dem Motor. Eddi
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#50
20.01.2014, 20:02
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Heute die Halterung für die Pumpe geschweißt und angepaßt.
Noch ein paar Kleinigkeiten und dann können die Teile zum verzinken. Zahnriemen und Räder sind bestellt und können noch diese Woche angepasst werden Gruß Chico Geändert von Passat2003 (20.01.2014 um 20:51 Uhr)
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