Motor schroef rpm en spoed combinaties?

Discussie in 'Hydrodynamica' gestart door FreekS, 4 dec 2010.

  1. FreekS

    FreekS

    Lid geworden:
    17 jul 2008
    Berichten:
    680
    Locatie:
    Düsseldorf, Duitsland
    Waar ik me behoorlijk het hoofd over gebogen heb is welke schroef, toerental en spoed je met welke motor en toerental kunt combineren.

    De spreadsheet die Lex gepost heeft geeft daar een goed beeld van maar nog niet op het nivo beginnende scheepsbouwers de juiste spullen te laten kopen.

    Er zijn vele ervaringsfeiten gemeldnopnhet forum zoals diameter van motor niet kleiner maken dan die van de schroef (innhet geval zonder vertragingskast). Misschien zijn er meer?

    Freek
     
  2. pompebled

    pompebled Vriend van modelbouwforum.nl Forum veteraan

    Lid geworden:
    1 nov 2004
    Berichten:
    7.732
    Locatie:
    Sneek
    Hallo Freek,

    Welke romp wil je motoriseren en hoe hard moet 'ie kunnen varen?

    Als de boot op rompsnelheid moet kunnen varen als verdringer, heb je aanzienlijk minder vermogen en toeren nodig dan wanneer de romp als halfglijder of als planerende romp moet kunnen varen, waarbij een planerende romp, als 'ie eenmaal glijdt weer minder vermogen vraagt als een halfglijder.

    Groeten, Jan.
     
  3. FreekS

    FreekS

    Lid geworden:
    17 jul 2008
    Berichten:
    680
    Locatie:
    Düsseldorf, Duitsland
    Jan,

    Ik heb een 1:100 LCF fregat (144 cm), met daaring twee speed 500E motoren zonder vertraging die ik op 12V gebruik. De schroeven die ik nu heb zijn Raboesch 3.5 cm doorsnede driebladschroeven waarmee ik makkelijk rompsnelheid haal. Eigenlijk wil ik twee 50mm 5bladsschroeven. Daarvan zegt de propshop dat ik een vertragingskast nodig heb (zie onder)

    Ik heb geen vertragingsset voor de speed 500E motoren kunnen vinden en kan geen zwaardere (gewicht) motoren inbouwen ivm ruimte en stabiliteit.

    Een advies welke motor plus vertragingsbak ik gebruiken kan of andere oplossingen wordt zeer op prijs gesteld.

    Freek

    Dear Mr Schepers,
    *
    Many thanks for your recent e.mail for which I passed onto our technical advisor, Simon in our workshop.
    *
    Simon has asked me to pass on his comments :- Yes, we do make a 50mm, 5 bladed CP propeller (part number CP20/5), this has a finer pitch.* They are still quite large for 500 motors on direct drive, you really should gear the motors 2:1 or use a smaller propeller, our part number CP16/5 (40mm).
    *
    Please place all orders through our website, the above propellers can be found under the category of Modern CP Style Propellers.
    *
    Kind regards,
    *
    Mrs Lucy Rimmer



    Subject: Prop Shop Web Site Enquiry
    *
    These details have been logged with us.

    Name: Freek Schepers
    Phone:
    Email: Freek_schepers@yahoo.com

    Subject: 5 bladed props for LCF frigate
    Enquiry: I have built a 1:100 scale dutch LCF frigate which should have two 5-bladed props with 5 cm diameter. In reality these are variable pitch. As i use two speed500E motors at 12 V. the motors run very hot with standard plastic 5cm props, so today i use two 3bladed bronze 3.5cm Raboesch props. I am not at all a prop expert but i would like to know if with lower pitch, i could use two 5 bladed 5cm props on my model ship with the motors I have, and if you could help select and offer such props? Freek Schepers, Switserland.
     
  4. Paul Konings

    Paul Konings Vriend van modelbouwforum.nl

    Lid geworden:
    21 mrt 2006
    Berichten:
    497
    Locatie:
    Achlum - Friesland
    Freek,

    Die speed 500E motoren draaien onbelast zo'n 12.000 toeren. Je zou eens kunnen kijken naar motoren die minder toeren maken. De Bühlermotor (Wedico) maakt zo'n 6.000 toeren en bij 12V-4A kan die een 50mm prop wel aan, de afmetingen zijn bijna gelijk. Een 85mm 5-blad gaat alleen met vertraging (ondervinding, 1:1 de motor verbrand). Wedico heeft ook planeetvertragingen voor de Bühler.

    mvg,
    Paul
     
  5. H.B.Busking

    H.B.Busking Vriend van modelbouwforum.nl Forum veteraan

    Lid geworden:
    17 aug 2004
    Berichten:
    6.912
    Locatie:
    Odoorn, Drenthe
    Voor het aandrijconcept van mijn Robbe FL-8 model heb ik wat proefjes gedaan.
    Doel was schaalsnelheid en in eerste instantie +25% oversnelheid te realiseren en -daarbij hopende- een gunstig lange vaartijd.
    Aantal gegevens van het schip had ik via internet opgeduikeld. Diameter schroeven, vermogen, snelheid gewicht.
    Die schaalfactoren kon ik al omrekenen.

    Het model had ik uit Duisland gehaald in goed ogende staat, maar overal los latende lijm. Gaf me de aanleiding het model in de revisie te gooien. Model kwam met 2x Robbe Navy Getriebe motoren EF 76 S... of wat er voor door moest gaan, reductie 1:3 en Rabousch props, en toegerust om op 6v te varen. Heb daar 1x rondje mee gevaren... daarna lieten ook de assen los uit de romp... gelukkig op het droge... en op tijd bemerkt.

    Met de herbouw van de aandrijving ben ik gaan experimenteren en wat gaan meten met de boot in een kinderbadje in de tuin, aan de 12v trafo. Kijken wat er zoal te meten en te berekenen was aan de hand van wat antieke formules.
    Die versluierd in Lex Verkuijls datasheet zitten verwerkt. Daar zit alleen niet het reductiekastenverhaal bij.

    Ik had berekend dat ik minimaal 12,8 Watt per motor schaalvermogen op de propellers moest hebben staan om (slechts) schaalsnelheid te verkrijgen. 8,2 Km/u
    Verder had ik gelezen dat de Graupner speedschoeven met spoed van 1,4 en 1,6 bijzonder effiecient waren (was al bekend in de jaren 70 in Haagse kringen).. daar wilde ik wat eens mee doen.

    Wel, als je de snelheid van het schip weet, dat je ongeveer 20% verlies door ondermeer zog factoren hebt (slip), kan je een theoretisch schroeftoerental bij iedere modelschroef berekenen, bij die snelheid. Aan de hand van spoed en grootte.
    Dat verder door te rekenen naar een motortoerental... en het vermogen dat de motor nodig zou hebben om dat toerental vast te kunnen houden.

    Bij de 500E was me snel duidelijk dat ik het benodigde toerental niet ging halen. Het vermogen dat ik nodig had niet bij het benodigde toerental geleverd kon worden. Dan welliswaar 12v accu, maar door de verliezen van regelaar, kabels er in het gunstigste geval 11,5v op de borstels zou staan, waardoor ik met een zelfs lager toerental rekening moest gaan houden... de gewenste vaarsnelheid snelheid niet zou gaan halen voor de FL-8.
    Verder had ik de weerstands verliezen in de aandrijving zelf; de schroefassen en de reductie. Hoe harder een as draait, hoe groter de diameter van de as, des te groter wordt die draaiweerstand.
    Dat had het motortje ook allemaal te overwinnen.
    Verder had ik begrepen, dat reductiekasten 1:3 en 1:4 in samenwerking met eerder genoemde EF 76S op 12v in samenwerking met de juiste schroef wondertjes konden verrichten.
    Daarnaast dat reductiekasten niet in alle schakeringen van gewenste verhoudingen in de handel verkrijgbaar waren, tenzij je zelf ging bouwen. Of prijzen fors uit de hand liepen... etc. Ik moest het dus met die beschikbare reductiewaarden doen.
    Nu waren de motortjes in het model ook niet de beste meer.. (naar mijn gevoel)... Jagen en verzamelen... op het internet.

    Had Pollin.de nét destijds een aantal spot goedkope motoren in de aanbieding voor bijna nop... Mabuchi en Johnon... met specs (prestatiegrafieken stonden op het internet)... krachtiger of vergelijkbaar met de Robbe EF. Spijt dat ik er niet meer van heb gekocht...
    Zo lagen er vlot een vrachtje Mabuch RS 550PF (3 polig) testmotoren per post in mijn handen.
    Geloof dat daar zonder problemen belast 150 watt uit te stampen is... even uit de losse pols.... zonder ze beginnen te roken.
    Maar toch een gunstige 'Leerlauf' stroom trekken (1amp, 14.500 rpm). En onder gustige omstandigheden 7amp trokken... aardig wat watt's aan water konden afgeven (rond 60 Watt).
    Vergelijkbaar in deze klasse is de 600 BB Turbo 12v van Graupner, heeft dan 5 polen ipv 3... Beiden met een nifty koelventilatortje erin. 5-pool zou iets mooiere loop moeten hebben... maar veel verschil merkte ik niet.... behalve in prijs.
    Ben begonnen met de RS 550PF, getest op 12v van een Labvoeding... met speedschroeven 50 mm spoed x 1.6.
    Het bleek zwaar geschut in het testbadje. Niet te houden. Bovendien kon ik de motoren van een nog iets hogere stroom voorzien (zonder regelaar)... beetje smokkelen. Ding wilde daarmee graag het bad uit. De motoren had ik aangesloten op de Navy reductiekasten (gierden behoorlijk) De 600BB 12v en 14.4v in de reservebanken voor later.

    Testvaart. 12v... Flinke NiMh bufferaccu, dus minder voltage op de koolborstels dan met de voeding.
    De FL8 (lengte rond de 120 cm), gewicht 3.8 kg liep full speed volledig uit het roer... 1/3 uit het water... met Lurssen effect er weer in... na krap een uur de accu's aardig schor... Motoren handwarm... zal rond de 50 graad zijn geweest? warm maar zonder je vingers aan te branden.
    Schaal snelheid? Een hilarisch veelvoud ervan... en een hoop herrie en gegier... dat wel.

    Uiteindelijk heb ik een gemiddelde uit de alle recepten genomen... 14.4 BB's op 12v een iets lager toerental.. dat kwam iets gunstiger uit via de specs en curves die ik van de motor had. Daarbij iets kleinere speedschroeven 4.2 mm (niet meer de 50mm), met x1.6 spoed... vaartijd... lang genoeg... en de boeg net op de ronding uit het water... vaart iets van 12 km/h? Met de accu's vers geladen... daarna zwakt het iets af... conform een NiMh ontlading.
    Voor de test had ik een arsenaal aan propellers liggen. Tweeblads en drieblads.
    Met Graupner onderdelen iets stillere 1:3 kastjes weten te bouwen, zodanig dat de motoren iets verder naar achteren kwamen te liggen, het schip zonder extra dood gewicht met het schuiven van accu's netjes op de schaal waterlijn kwam te liggen.

    Zou ik voor een vaardag eens willen stoeien?... dan weet ik het recept.

    De crux van de reductiekast is, dat je de motor op max efficientie kan laten draaien (vermogen versus verbruik en zo min mogelijk omzetten in verloren warmte) en de speed propellers even eens op een eigen optimum in het water kan laten peddelen. De reductiekast is de overbruggende factor. (Net als in het echt)
    Hoewel de schaalpropeller materie een lastig verhaal is... in het berekenen...testen...

    Met een direct drive haal je nooit een zo hoog rendement... 50% maximaal?... of je moet op veel hogere spanningen gaan zitten. Wel krijg je de stilte er voor terug, kan je geluidseffecten aanbrengen en dat is ook wat waard.
    Heb je sneller de kans dat je de motoren puur als bootverwarming gebruikt bij overbelasting, bij verkeerde schroef, omdat deze in die situatie zijn vermogen niet kwijt kan...de weerstand omzet in warmte.
    Aandrijven is het zelfde als remmen van de motor...

    Met de reductiekast haal je met een borstelmotor 72 tot 76%... met en brushless motor kan dat oplopen tot zelfs -90%... in theorie dan...

    Roel van Essen stelt dat bij een direct drive de diameter van de schroef even groot moet zijn als die van de e-motor, of kleiner. Is eerder al genoemd.

    Als je met schaalgerelateerde of doorberekende schroeven gaat werken, kom je al vrij snel uit op het gebruik van een reductiekast.

    Planeet is het mooiste vorm van reductiekast, met de uitgaande as in het verlengde van de motor.
    Af en toe kom je nog wel eens de zwaardere Maxi-Pile Getriebes van Marx tegen. Gebruikt bij Hectoperm, Decaperm en Duoperm e.a. Marxx. Maar die maken ook nogal wat lawaai... beetje koffiemolens.... en zijn van kunststof.
    Heb ze getest en te licht bevonden, en bleken nog lawaaieriger dan de conventionele Navy overbrenging en latere zelfbouw. Hmmm....

    De Wedico kastjes zijn compacter (zag ik op internet), van metaal en daarmee vast wat stiller. Maar hebben die 1:3 or 1:4 reducties? Kwam wel 1:14 tegen... daar heb je niet zoveel aan in een boot van deze orde.
    Verder heb je de planetaire kastjes van Maxon, AXI PG3 en 4 en 6, Kontronik, Reisenauer, Hacker en Neu... oplopend begint het qua kostenplaatje serieus fors uit de hand te lopen.
    Je vindt de Maxon kastjes ook op de inmiddels verouderde Simprop Maxi Drives voor de vliegtuigaandrijvingen. Al dat spul is ingehaald door de brushless... soms tref je zo een motor + kastje voor een prikkie. Kan je de zaak overzetten op je gewenste motor.
    Convetionele overbrengingskastjes bijvoorbeeld van Tuborix zijn betaalbaar... ze zijn ook voor de 500/600 motoren te vinden.
    Kijk maar eens hier... planetair en 'normaal'...
    http://www.r2hobbies.com/eng/products.php?cat=131
    Maar er zijn meer adresjes...

    Het hele concept is redelijk in de finesse door te berekenen, maar dan moet je er echt even voor gaan zitten en door de formules heen bijten. Niet iedereen heeft daar zin in of kijk op.
    Helaas is er voor de scheepsaandrijvingen minder bekend, dan dat het geval is voor de electrovliegerij.
    Maken die al geruime tijd gebruik van rekenprogrammaatjes die het gehele aandrijfconcept aardig kunnen voorspellen.
    Vooral de Pylon en Speedmodelvliegers duiken er diep in, wordt er internationaal veel informatie uitgewisseld.
    Deze motorcalculatie programma's kan je inzetten naast Lex Verkuijls sheet... zeker als je weet hoeveel Watt's het model nodig gaat hebben.

    Daarbij komt de nieuwe techniek noch eens te hulp. Telemetrie binnen de 2.4Ghz. Zijn er sensoren in de handel te koop (ondermeer Jeti) waarmee je motortoerentallen kan aflezen, verstookte watt's snelheid en gevaren koers.... live of later gelogged vanaf de PC.

    Dat gaat een stuk makkelijker dan alleen op een mountainbike met snelheidsmeter, en een zender in de hand om te sturen, met een boot in het water vol gas, een amperemeter geprikt op het dek probeert af te lezen... dat alles in 2003
     
    Laatst bewerkt: 19 feb 2011

Deel Deze Pagina