Chinese stoommachines... Is het wat?

Heet dat niet een Hollandse bus?
Deze verschuift op de as en verdraait de nok over 180gr.
Hierbij zitten de schuif kasten haaks op de krukas.

 

Volgens mij heeft het een engelse naam. De excenterstangen staan haaks op de hartlijn van de cylinders, dus horizontaal, en betwegen leisloffen over een kantelbare leibaan. Niet de beweging van het excenter beweegt de schuiven, maar de "laterale verplaatsing" van de sloffen als de leibanen gekanteld staan.
Dit resulteert in een verstelling waarbij alleen de grootte van de slag varieert, maar niet de timing, en de richting van de slag wisselt ook van teken zonder dat de timing anders wordt.
Hoewel ook dit systeem mechanische onvolkomenheden heeft Met name wat asymetriën in de schuifaansturing), is het "principiëel beter" dan de Stevenson schaar omdat de timing niet verandert.

 

Maar terugdenkend, het ZOU kunnen dat als je de excenterstangen wisselt, waardoor die verandering van timing "omkeert" (nu staat de schaar voor een gegeven draairichting in de richting van die draairichting, maar dat zou dan omkeren) dan heb je best kans dat die verandering van timing gunstiger uitkomt en de machine zich beter met de scharen laat regelen. Maar ik denk het niet, eerlijk gezegd, want zoals mijn scharen nu staan "vervroegt" de timing als je de scharen half trekt, en dat is de gunstige kant voor een machine die met expansie draait.

Maar sowiso, de machine heeft nog steeds vrij veel inwendige lekkage (als ik de machine blokkeer met geopende smoorkraan komt er behoorlijk stoom uit de uitlaat), dus met de smoorkraan regelen is VEEL zuiniger met stoom, en DUS met water.

 

Heb het even voor je opgezocht, volgens deze post: https://www.modelbouwforum.nl/threads/stoomsleepboot-maarten.96933/
heet het een Hackworth aansturing.

 

Misschien begrijp ik je verkeerd, maar volgens klopt je veronderstelling van het wisselen van de excentriek stangen niet.
Bij een buitenladende schuif, bakschuif, staat deze op 90 gr. plus de voorloophoek VOOR de draairichting.
Bij een binnenladende schuif, boschschuif, staat deze op 90 gr. minus de voorloophoek NA 0de draairichting.
Een voorloophoek heb je bij schuiven met een overlap.

 

Nee, die klopt echt wel... Het excenter beweegt de stang, en de stang beweegt de schuif. Het gaat dus niet om de hoek van de excenter t.o.v. de kruktap, maar de hoek tussen excenter en stang.
Verzet je de schaar, dan verzet je ongewild OOK een beetje de timing.

Voor zover ik kan zien, verandert de timing in de huidige set-up de gunstige kant op (vervroegt bij terughalen van de schaar). Dus wisselen van de stangen zal de boel alleen maar verslechteren.

 

Nou.... het polijsten van die bakschuif heeft ZEER goede invloed gehad op het waterverbruik...
Normaliter vaar ik, standaard sessie zo ongeveer, 50 minuten (ik ben dan een uur bezig) en dan was ik om en nabij de 800 ml water kwijt, en dan begon ik met voldoende ketelwaterniveau (plm 2,5 cm in het peilglas), en eindigde ik met een ketel op het absolute minimum water niveau (de 800 ml is gemeten na het weer op niveau brengen van de ketel, dus het daadwerkelijke waterniveau, maar aan het einde van zo'n sessie was er meestal geen water meer in het peilglas).
Vanavond ben ik om 10 voor zeven begonnen met opstoken, had ik bedrijf om 7 uur en heb ik de boot voor het eerst in het water gezet, en ben tot een paar minuten voor half negen aan het varen geweest, met twee keer de boot HEEL kort uit het water voor gas, water en "slops afgeven" (olieafscheider leegmaken).
Dus eigenlijk gewoon anderhalf uur aan het stomen.
Voor het afkoppelen van de gastank nog even snel de ketel naar 2 bar opdrukken met gesloten stoomafsluiter, gastankje opvullen en aansluiten, vlam er weer onder (er is dan nog ongeveer 1 bar, dus je kunt gelijk weer door), nog even snel de machine weer opwarmen en de olieafscheider legen, en binnen 2 minuten, 2,5 tops, is de boot weer te water.
Na die anderhalf uur was het ketelniveau wel IETS gedaald maar nog ruim een cm in het peilglas, en totaal waterverbruik een haartje meer dan 750 ml.
Dat is dus absoluut fors verbeterd. Dus de schuif van de voorste cylinder gaat ook nog een polijstbeurt krijgen.
Ik ben ZEER tevreden nu, en ik hoop dat het nog wat beter gaat worden.
Filmpje is onderweg, plak ik er later nog bij.

Bij deze:

Wat ik nu zie, is dat de schuifkasten een klein beetje lekken, daar moet ik dan ook nog wat aan doen, want dat was niet zo...

 

Grappig, ik klik die link van jouw machine nog eens aan, en er staat precies 1 (één) verkocht.
Ik denk dat ik weet waar die machine staat..

 

Oh? dan zouden er nog 99 in voorraad moeten zijn? Ik weet wel, dat die verkoper (Smurf99 of zoiets) niet "Microcosm" is, de fabrikant... Hoe dat precies zit weet ik niet.
Ik weet wel dat het een beetje een vreemd verhaal is, het ding staat nu voor een kleine 1500 euro geadverteerd, met de bewering dat hij bijna 2400 hoort te kosten en er dus 47% korting gegeven wordt.
Dit is de link naar de fabrikant, waar ik gek genoeg zie dat hij uitverkocht is: Twin Cylinder Marine Steam Engine With Horizontal boiler+ Tank Q - $1,022.00 microcosm-engine.com
Vreemd, volgens mij waren er een aantal weken geleden nog plenty op voorraad. Geen idee hoe en wat.
Als ik naar die dollarprijs kijk, heb ik me laten belazeren Want ik heb ongeveer 1250 Euro betaald.

Ondanks dat het ding toch wel wat tekortkomingen heeft die, zeg maar, van Europese merken niet geaccepteerd zouden worden, ben ik verder wel dik tevreden. Want och... Stoom varen is zóóóó mooi...

 

Nu begrijp ik je.
Het wordt ook aanbevolen om de excenterstang zo lang mogelijk te maken.
Een richtwaarde is 3 tot 4 maal de cilinderboring.
Helaas is dat bij onze kleine staande machines niet mogelijk.
Ik heb nog een leuk stukje leesvoer bijgevoegd.
Op de laatste pagina staat een afbeelding met de schaar in diverse posities.

 

Klopt... dat dient om de beweging zo "harmonisch" mogelijk te maken, waarbij "harmonisch" bedoeld is in de zin van "een sinusvormige beweging". Anders krijg je dat de bovenste helft van de slag sneller verloopt als de onderste, en de middenposities van de schuif merkbaar niet meer samenvallen met TDC en BDC.

Overigens kleine correctie: de stanglengte moet niet 3 a 4 keer zo lang zijn als de boring, maar 3 a 4 keer zo lang zijn als de slag. In de formule voor het Briggs middelpunt (ook wel de "drijfstangfout" genoemd) vind je alleen de slag en de drijfstanglengte, niet de boring.

En nog een kleine correctie:

Dat lukt héééééél goed, want de slag van de machine, heeft NIKS te maken met de lengte van de excenterstangen. Voor de lengte van de excenterstangen is alleen de "slag" van de excenters van belang. En dan komt zelfs mijn inimini machientje op bijna 10 keer de lengte van de slag. Mijn excenters hebben een slag van ergens tussen de 2 en de 3 mm, en een excenterstnglengte van ongeveer 30 mm.
Aangezien een stoommachine uitsluitend getimed word op BDP en ODP, en in de formule voor arbeid en vermogen niks gezegd word over absolute of momentane zuigersnelheid, maakt de verhouding tussen slag en drijfstanglengte van de arbeidszuiger verder niks uit. Die kan indien nodig zo kort mogelijk gehouden worden, waarbij de leibaankrachten ten gevolge van de korte drijfstang eigenlijk de beperkende factor zijn.

Voor diegenen die dit niks zegt: Als een krukas precies midden tussen top en bodem staat, 90 graden dus, staat de zuiger NIET halverwege de slag, maar een stukje lager, vanwege de zijdelingse stand van de drijfstang. Briggs was iemand die dire afwijking in een (overigens vrij simpel zelf te herleiden) goniometrische formule vastlegde waarmee je voor iedere gewenste krukhoek eenvoudig die afwijking kon berekenen. Die formule gebruik je om bijvoorbeeld bij een tweeslagmotor aan de hand van de gewenste timing de hoogte van de poorten kunt berekenen, wat stukken minder tijdrovend is dan iedere keer een stukje slijpen en dan kijken of het nu eindelijk goed is.

 

Ergo, de bovenste helft van de slag heeft de zuiger een hogere snelheid dan de onderste...

 

Die polijstbeurt is ondertussen gedaan, en getest is er ook al.
Hoewel de verschillen klein zijn, wil de machine nu nóg langzamer draaien (het filmpje van eergisteren liet 200 omw/min zien als laagste stabiele toerental, nu zie ik net een háártje onder de 170), loopt hij makkelijker aan en het waterverbruik is nog verder teruggelopen.
Waar ik gisteren met een vrij hoog staande pompcurve over anderhalf uur ongeveer 1 cm ketelniveau daling had (wat betekent dat volle kracht water kostte en bij halve kracht de hoge pompcurve dat weer deels in stond te lopen) had ik nu over 25 minuten, met toch redelijk lager aangezette pompcurve, gewoon eigenlijk geen zichtbare niveaudaling.

Ik heb wel een filmpje van het lage toerental, maar helaas had ik de voedingpomp nog bijstaan, en dat verstoort de beeldvorming nogal.
Ik heb de toerentallen "gemeten" door de slagen mee te tellen en te delen door de lengte van het filmpje.

In dit filmpje van eergisteren kom ik op 201 RPM uit


Het filmpje van zojuist kom ik op 168 RPM


Moet bij vermeld, dat het filmpje van 200 RPM met de schroef UIT het water was, het filmpje van 168 RPM was met de schroef IN het water.

 

Dat is één van de vele consequenties, ja. Het is ook de oorzaak van trillingen die eigenlijk heel moeilijk weg te balanceren zijn. Je hebt er balansassen voor nodig die 2 keer de krukas-snelheid draaien en zelfs dat is niet 100% zuiver. Hoe korter de slag/drijfstangverhouding, des te erger dat wordt, en bij de grote krijshoofdmotoren probeert men vanwege de bouwhoogte die verhouding zo kort mogelijk te houden.
Ik heb met motoren gevaren die dat nodig hadden (die hadden zowel aan de voorkant als de achterkant twee balansgewichten op dubbele kruksnelheid) en dan NOG is er later een computergestuurde electrische compensator ergens bovenop de cylinderbalk gemonteerd.
Ingewikkeld ding, met krukas positiesensors en blijkbaar nogal storingsgevoelig.
Dat was na mijn tijd op die schepen, en uit de verhalen begreep ik dat als die electrische compensator de weg kwijtraakte, dat het dan feest was, daar had je geen alarm voor nodig, dan voelde je dat ook in je kooi wel zonder toeter. Maar zoals gezegd, gelukkig heb ik dáár niet mee hoeven werken.

 

Is het niet een idee om een reflecterend strookje op je vliegwiel te plakken
Allicht dat je toerenteller 'm dan wel pakt?
Het werkt bij mijn toerenteller iig altijd...

Ik heb er overigens nooit bij stil gestaan dat de zuiger asymmetrisch versnelt...
Maar het is wel logisch..

 

Ik had een stukje vliegwiel zwart gemaakt, dat werkte niet... Maar mischien zijn de batterijen van mijn tach wel leeg... Ik gebruik hem maar heel weinig, dus dat is mogelijk.
Ik kan tot nét boven de 200 toeren nog "met de hand tellen" want zo hard slinger ik mijn koffiemolen rond en ik moet toch bijhouden hoeveel slagen koffiegruis er in dat kopje gaan, niet dan?

 

Ondertussen is het verlof weer min of meer voorbij, als de laatste berichten kloppen, dan is het Vrijdag weer prijs. Dus "Borkum" gaat even opgelegd worden. Ik beloof, dat is tijdelijk.
Het was een goed verlof qua "project".
Wat getallen:
Er is naar schatting tussen de 1,2 en 1,5 KILO gas door de brander gegaan, er is MINSTENS 15 liter water doorheen gestoomd, er is naar schatting 80 ml stoomolie door de machine gegaan, en ongeveer evenzoveel machineolie (waarbij opgemerkt, dat het overgrote deel van die machineolie verbruikt is op de testbank. Het likkerpotje geeft een olieverbruik van minder dan 1 ml per uur, plus per vaardag een verlies van ongeveer een ml die je er niet uitkrijgt maar tijdens de uren na de vaardag wel langzaam die machine in gaat), en de machine heeft om en nabij de 22 uur gedraaid, waarvan 19 in de boot. Ongeveer de helft daarvan is in de badkuip geweest, en de rest vrijvarend, dus het log zal tegen gemiddeld 1,5 knoop ongeveer op 15 mijl staan, denk ik zo .
Ik denk dat de bouw van de boot ergens tussen de 100 en 200 uur gekost heeft, maar dat heb ik absoluut niet bijgehouden dat is gewoon een lompe schatting aan de hand van dat ik er een kleine maand over gedaan heb, en iedere dag wel een paar uurtjes met dat ding bezig was.
Het heeft best wel een paar centen gekost, maar als ik het dan omreken naar wat die lol kost per uur, dan is het nog steeds goedkoper dan in de kroeg zitten of motorrijden.

En wie weet... Gaat er nog wel een tweede Borkum bijkomen om project Pokkebootje weer nieuw leven in te blazen... Want die romp is véél geschikter dan wat er nu omheen zit, en feitelijk is het best zonde dat dat project stil is komen te liggen...
Qua vermogen, toerental en schroefdiameter moet dat niet heel verkeerd uitkomen volgens mij.
Ik beloof niks, maar sta niet raar te kijken...

 

In elk geval, goede vaart en behouden thuiskomst.

 

Dank, Henk! Daar gaan we ons best voor doen.

Ik laat die verloopnippel voor de druksensor even zo hoor, het is gewoon dicht en werkt goed. Voor wat dat betreft, ontzettend bedankt voor zowel de tip voor die drukvoeler, alswel het maken van die verloopnippel. Dat heeft het bootje absolúút grote verbetering gebracht.

 

Oh, Henk... Omdat je er meerdere keren naar vroeg, en ik nu beide schuiven gepolijst heb, heb ik uiteraard vanmorgen ook nogmaals geprobeerd of de machine met de scharen te regelen is. Ik was alleen vergeten het resultaat te vermelden.
Het polijsten van de schuiven heeft wel positief effect, want de "regelbaarheid" van de machine middels de scharen is "wel wat" verbeterd. Waar ik vóór het polijsten de scharen eigenlijk nauwelijks terug kon halen, kan ik ze nu ongeveer de halve slag (van midden tot vol gerekend, dus 1/4 van de totale beweging) terugtrekken voordat de machine stilvalt. Hij daalt dan ook wat in toeren.
MAAR.... je moet dan rekenen dat in een héél beperkt deel van de slag de machine zich ongeveer van volle kracht laat terugnemen tot iets wat LIJKT op halve kracht. Verder gaat niet. Bij dat "minimum haalbare" loopt hij toch al wel wat horkerig en erg instabiel (valt soms zonder echte waarschuwing stil) maar wat nog véél erger is: het bespaart geen stoom. Als ik de machine met de smoorkraan terugneem of opvoer, zie ik onmiddelijk de brander reageren en de pluim boven de schoorsteen af nemen, maar als ik de smoorkraan openlaat en de scharen terugneem, blijft de brander gewoon op nagenoeg dezelfde kracht doorjassen.

Ofwel: het manouvreert ERG oncomfortabel want heel weinig "slag" (van volle kracht tot stop is ongeveer 1/4 van de totale stuurbeweging op de scharen, terwijl het ruim 70, mischien wel 80% is van de slag van de smoorkraan, terwijl het toerenbereik wat met de smoorkraan haalbaar is véél groter is), en het ZUIPT stoom en gas.

Met de smoorkraan kan ik de boot echt laten kruipen, wat ideaal is als ik tijdens het varen even een sjekkie wil draaien....
Ons vaarvijvertje is niet heel erg groot (mischien 50 meter in rechte lijn), maar zolang wind de boot niet van koers drukt, kan ik de machine zo langzaam zetten dat ik gerust de zender 2 minuten in het gras kan leggen.

Ik begrijp eigenlijk die focus op regelen middels de scharen niet zo, want "expansie" werkt eigenlijk niet op kleine machines, daarvoor is het warmteverlies veel te groot en het toerental te hoog. Hoewel smoorkranen ook verliezen veroorzaken, is op deze schaal smoren economischer dan de scharen trekken.
Dat is voor mij ook de reden om met relatief lage drukken te varen, dan blijven de smoorkraanverliezen wat beperkt. Smoren heeft dan ook nog eens een licht stoomdrogend effect, en dat is op zich qua energie geen besparing, maar wel wat gunstiger voor de machine.

Ik ben benieuwd wat jouw observaties zijn met betrekking tot stoom en gasverbruik bij getrokken scharen.