Дейдвуд для триммера + электромотор

[Ghozt]

Решил попробовать себя в чем-то новом. За плечами несколько проектов электровелов, а также восстановленое и сильно модифицированное моноколесо. Электровелы строить надоело. Прошлым летом появилась в хозяйстве ПВХ-лодка. Вёсла - это, конечно, круто, ЗОЖ и всё такое, но всегда интереснее, когда кто-то делает за тебя тяжелую работу.

В данном проекте я не являюсь первопроходцем, не так давно обнаружил эту тему, где человек уже сделал всё то, что я хочу сделать. Разве что мотор поменьше и мощность скромнее. Но даже при таких данных с его слов вышла скорость 12-15км/ч.

Итак, входные данные. В идеале хочется выйти на глиссер задешево, а это около 20-22км/ч. Вся система строится по принципу "минимум веса, максимум мощности". Примерный конфиг следующий:

 - батарея 13s6p теслабанки, 48В 27Ач или около того
 - контроллер 18-фет безродный китаец на 50А
 - мотор MY1020 (BM1109), BLDC 2кВт

Ориентировочная мощность по батарейному току 2,5кВт. Поясню выбор комплектующих. Батарея выбрана с расчетом, что 12в 105ач хватает на 2-3ч хода (правда спокойного), в пересчете это около 1260втч. Планируемая батарея получается сходной ёмкости, около 1300втч. Не последним фактором также является то, что от одного из старых проектов у меня осталось 2 кейса pelican storm im2050. В один такой кейс влазит 80 ячеек, что и дает те самые 1,3квтч. Если будет мало - добавлю второй и удвою запас хода. А сами кейсы + гермоввод позволят закрыть вопрос о герметичности и, следовательно, электробезопасности. Есть кое-какие наработки, например сделан холдер в данный кейс:



Далее контроллер. Тут всё просто, дешевле - лучше. Никаких плавных стартов на воде не нужно, среда иная. Единственный критерий - контроллер должен уметь в бездатчиковый режим, поскольку есть проблемы при работе с датчиками у конкретного мотора. 3 скорости, реверс, может быть круиз-контроль - всё стандартно.

Мотор тоже выбран не просто так. Во-первых он достаточно маленький, и при этом довольно мощный, что укладывается в концепцию, озвученную выше. Во-вторых он подходит по оборотам. Расчетный kv 117. Итого на 55в имеем около 6400 об/мин, в режиме 120% 6800. Триммерные моторы крутятся хоть до 11000, но в водных условиях есть только натужная работа где-то вполовину указанных оборотов, часто перегреваются. И в-третьих он довольно дешевый. И еще он по крутящему моменту превосходит триммерные примерно раза в 2. Сам мотор и кишочки:






Был куплен дейдвуд Carver, +- стандартный, ничем особо не выделяется. Разве что чашка сцепления у него разборная и состоит из двух частей, встречаются выполненные одной деталью.



Теперь нюансы конструкции. Для сращивания мотора и сцепления дейдвуда будет изготовлена чашка, в данный момент рисуется. Сначала я думал сделать ее отдельно, чтобы прикрутить мотор и сцепление к ней, но с этим есть кое-какие сложности, и проще изготовить чашку заодно с передней крышкой мотора. Ось мотора будет связана со сцеплением дейдвуда через мягкую муфту с полиуретановой вставкой. Размер муфты d35х40мм. Мотор выбран с лапами неспроста, к лапам будет крепиться коробка BS11BK, в которую поселится контроллер, и в которую будут вводиться все кабели.

Решил, что не буду делать управление 3ск, реверсом и круизом на румпеле. Все это будет упрятано внутрь коробки, будут установлены герметичные тумблеры прямо на коробке для активации каких-либо функций. В угоду электробезопасности ручка газа также будет механической, а внутри коробки поселится модуль с магнитом и датчиком холла.

Последний вопрос - индикация параметров расхода, энергии и пр. Пока что подумываю приспособить под это модифицированный ваттметр своей разработки. Хотелось бы скорость видеть, возможно придется колхозить модуль GPS. Помимо этого хочу завести в него термодатчики контроллера и мотора, нагрузки большие, за температурой надо бы следить. Разместить его я всё же хочу на румпеле, но планирую его залить компаундом в угоду всё той же электробезопасности.

В общем как-то так, буду тут освещать ход работы.

[Surf_el]

 Ghozt, в качестве спидометра рекомендую ссылка а в следующем сообщении беспроводной ваттметр тоже очень хорошо подходит для лодочной темы

[Leon_68]

Как продвигается проект?

[Ghozt]

 Leon_68, двигается, но мелкими шагами. Микроскопическими, я бы сказал. На данный момент сделаны следующие работы:

1. Заштопаны пеликан-кейсы. С предыдущего проекта в них было очень много разных технологических отверстий под провода, разъемы, освещение и прочее. Нужно было восстановить герметичность. Было-стало:






2. В общем-то отрисована и опробована печатью чашка для сращивания дейдвуда и мотора





3. В моторе удалены датчики Холла, вместо них установлены два термодатчика на обмотки сверху и снизу, KTY83 и 84 (что уж было в хозяйстве). Два провода выведены через отверстия для охлаждения для подключения внешнего вентилятора. Да, планируется активное охлаждение а-ля чупасос. Был выбран вентиль Sunon 120х120х38мм, 4500 об/мин. Вентиль будет закреплен сверху через воздуховод, будет дуть воздух внутрь мотора, включаться по температуре. Мне не очень нравится тот факт, что 48в придется вывести так в открытую, придется все лачить и герметить. Но это вынужденная мера, поскольку, скорее всего, придется прыгнуть чуть ли не вдвое выше изначально планировавшихся 50А батарейного тока. Лишнее тепло нужно будет сдувать. В передней крышке планируются крупные отверстия, как можно увидеть на чертеже выше. Заднюю же я рассверлил сверлом на 3,5мм, чтобы сохранить перемычки между отверстиями и не ослабить крышку. Оцените разницу относительно стоковых отверстий:




4. Начата подготовка контроллера и коробки. Заказана вся фурнитура (кабель-вводы, выключатели и пр.). Убраны лишние провода, оставлен только газ, реверс и 3-ск переключатель. Тут пока что нечего показать, будет фурнитура - будет и работа над коробкой. Также очень жду модули газа, но они застряли на таможне вместе с мягкими муфтами, которые планируется ставить между мотором и осью дейдвуда. Неплохо бы всё на руках иметь, прежде чем начинать работу над чашкой и коробкой, дабы не облажаться с размерами

[Ghozt]

Продолжаю попутно искать инфу об опыте модификаций этого дейдвуда. Нашел два видео:

Здесь очевидно, что не хватает оборотов винту, раз лодка независимо от нагрузки едет 9км/ч, и ток контроллера крошечный, нагрузки нет как таковой. После этого я нашел второе видео:

Это видео примечательно тем, что на моторе стоит тахометр, и на нем достигнуты желаемые мной 20+км/ч. И видно, что обороты мотора при такой скорости аж 7800. Что наводит на мысли о том, что нужно поднимать напряжение до 72в. Но у такого поднятия есть подводный камень: у конкретного мотора разрушаются магниты даже на номинальных оборотах, причем бандажные кольца не спасают. Нужно или заливать ротор компаундом, или же делать кольцо из нержавейки на весь ротор, как сделал один из участников в обсуждении по ссылке выше. Либо же поискать подходящий аутраннер на нужные обороты под 48в, и отказаться от этого мотора. А если повышать напряжение, то тогда встает вопрос, как питать охлаждающий вентиль, ведь он на 48 и был рассчитан. Решаемый, конечно, вопрос, но костыли-костылики

[Leon_68]

На видео неграмотное для воды решение

Рост оборотов понижает КПД винта

Замените винт на более нагруженный - с большим шагом или четырех лопастной (даже лучше)

И ваша лодка попрет...

Наоборот извечная проблема всех водномоторников - как понизить обороты винта без редуктора

[Ghozt]

 Leon_68, есть еще один подводный камень (каламбурчик): редукторы этих дейдвудов не сказать что сильно надежные. И потому увеличение оборотов может сильно сказаться на ресурсе. Да, редуктор копеечный, но не менять же его каждый месяц.

Плюс электродвигателя в том, что он выдает максимум мощности с нуля. Можно было бы напялить огромный винт, иметь максимум мощности на околонулевых оборотах, и ехать на все деньги. Основная проблема состоит в том, что выбор винтов на конкретный дейдвуд очень ограничен. Собственно, я только один винт нашел на него, и он по характеристикам такой же, как и стоковый. Диаметр вала у него 10мм, а основной выбор по 12мм валы. Можно сделать переход, а это опять очередные костыли. UPD: Спустя час натужного гугления нашел, что вроде как должен подойти от Honda BF2, Yamaha 2. У хонды есть варианты с шагом 4 3/4, ямаховский с шагом 5 дюймов (это и есть стандартный), и есть еще один вариант с шагом 6 дюймов. Диаметры винтов во всех случаях одинаковы, 7 1/4 дюйма. Но уже хоть что-то

Но думаю, что прислушаюсь к вашему совету. Элементы для батарей влетают в копейку, и хочется хотя бы немного сэкономить. Зарядник на 48в в хозяйстве уже имеется, да и 48в позволят отказаться от возни с обечайкой для ротора + снимает проблемы с питанием вентилятора. Да и не так боязно, как 72в в плане электробезопасности.

[Leon_68]

Это один вариант

Второй вариант -  взять дешёвый китайский винт 3 или 4 лопасти от следующего по размеру мотора под 4-5 л.с. под 12мм вал, надеть под винт трубку-проставку и покрутить

Скорее всего мотору не хватит мощности (хотя не факт - электро)

Если не хватает - подрезать винт:
1) просто но менее эффективно - по диаметру
2) сложнее но выше КПД винта - обрезать лопасти по дуге с выходящей стороны

Входящую сторону точить до острого - округлая кромка на таких мощностях вред

У винта чем дальше от оси, тем эффективнее работает лопасть, а внутренняя часть только трение лишнее дает

Поэтому самые эффективные винты либо узкие с саблевидными лопастями, либо узкие у вала и с расширением к краю

В свои времена гонял на спортРИБе 30л.с. - винтов переточил- перепилил десятка два, пока достиг нужных результатов

Даже были пластиковые винты, в том числе и с переменным шагом - показывали очень приличные результаты

[Ghozt]

 Leon_68, благодарю за советы. Я читаю-смотрю ютуб, народ родные винты к этому дейдвуду винты и точит, и от краски избавляет, всё во имя КПД. Может тоже попробую заточить, но сейчас главная задача - чтобы всё поплыло-поехало.

Также на днях шерстил Али на предмет покупок, и наткнулся на этот лот. Честно говоря, несколько обидно, что столько денег вложено, а даже китайцы уже всё придумали и сделали. Хотя в их варианте никакой электробезопасностью не пахнет, конечно

[Ghozt]

Есть очередные микроскопические шаги в сторону воплощения задуманного. Сделано было следующее:
1. Рискнул и заказал винт от honda bf2 в надежде, что подойдет по посадочному диаметру. И ведь подошёл! Но все же не совсем идеально, шплинт не установить. Надо или пересверлить отверстие под шплинт, или углубить выемки под шпонку. Благо винт пластиковый. Единственное, шаг у этого винта даже меньше стандартного (4 3/4 против 5). Ну будет грузовым, значит



2. Наконец-то началась работа с металлом. Нашел местный заводик, который по очень демократичным ценам делает токарку. Мне там сделали много всякой мелочевки к другому проекту, и первую деталь для дейдвуда: обрезали чашку сцепления и нарастили вал. Запрессовал сразу мягкую муфту, все очень плотно село, соединение не прослаблено. Дело за чашкой.





3. Уже получены ячейки и вся фурнитура для коробки и батарейных кейсов. Сумма за ячейки просто космос (38к), но чего только не сделаешь ради хобби

[Ghozt]

Дошёл ход до сборки электроники. Накупил резиновых колец вдобавок ко всей фурнитуре, чтобы проложить каждый винт в коробке. Разметил, рассверлил, кое-где сделал выборку под контроллер. Наружу выведен только трос газа и провод ваттметра. Рассказывать о процессе бессмысленно, поэтому вот фоток на поглазеть:










Как уже писал выше, планируется активное охлаждение двигателя в виде вентиля 120х120х38мм, дующего через шроуд в мотор. В коробке установлено реле, которое будет подключаться к ваттметру для активации охлаждения по температуре. Также в коробку закину пакетик прокаленного силикагеля, чтобы собрать всю влагу в воздухе внутри. Поскольку сапунов не предвидится, такая мера по предотвращению отпотевания изнутри мне видится уместной.

Переходную чашку тоже дорисовал и сдал чертежи на изготовление. Обещают на этой неделе, жду. По механике планируется перенос румпеля на правую сторону с помощью удлинительной трубы. Нужно лишь нарисовать и отпечатать пару несложных хомутов. Рассчитываю опробовать свой самопал примерно к концу июля. С батареями я не успею к этому времени, думаю использовать старую лиферную батарейку для первых тестов, она как раз подходит по токоотдаче.

[Ghozt]

Получил чашку. Попал почти во все размеры, всё село плотно и без люфтов. Мигом всё собрал, чтобы успеть помореходить на прошлых выходных. В целом тест оказался успешным, но всплыло несколько моментов.

Самый главный момент: контроллер выдаёт всего 30А тока вместо заявленных 50. Это стало понятно ещё на тестах в бочке. Мотор что на 2, что на 3 скорости развивает одни и те же обороты, и потребление постоянно. На воде та же картина. Попробую залудить шунт.

Также при нагрузке транец подгибается снизу из-за нежесткого крепления, и геометрия расположения винта уходит. Тут либо менять лодку, либо изобретать усиливающие подкладки под транец.

Сам мотор греется умеренно даже без охлаждения, но это и понятно, раз тока всего половина от проектного. Контроллер холодный, и разгон перенесет без проблем, 18-то фетов. Разумеется ни о каком глиссере в данный момент речи не идёт, во-первых мало тока, а во-вторых напряжения, потому что тестирую я на 13s лифера, а это около 40в под нагрузкой. Итого имеем 1,2кВт электрической мощности на данный момент. В текущем виде мотор что одного, что двух человек везёт без каких-либо проблем. Масса дейдвуд+мотор получилась около 10кг. + батареи ещё столько же будут. В целом подъемно.

Также пока никак не решен вопрос с учётом энергии и "пробега". Сделал разъем под ваттметр, но сам ваттметр ещё нескоро займёт своё место.

Фоточки:






Надеюсь к следующим выходным залудить шунт и сделать подкладки под транец

[TOLSPB]

Дейдвуд не длинноват? От ребра лопасти до поверхности воды достаточно 10-15 см. Если больше - дейдвуд будет подгибать и сопротивление воды большое.

[Ghozt]

На фото регулировка не была ещё выполнена. По итогу он был поднят сантиметра на 2 примерно. Пробовал и выше, но тогда винт начинает хапать воздух

[slav]

Продолжаю попутно искать инфу об опыте модификаций этого дейдвуда

Потроха этого дейдвуда препаршивые . Особенно подшипник скольжения малой шестерни ,,восхищает,, .

[Ghozt]

 slav, в курсе. Обороты получаются всё равно меньше, чем на бензиновой версии, так что, думаю, будет жить более-менее. А не будет - возьму какой-нибудь редуктор от honda bf2 например, может быть даже с трубой. В любом случае этот проект - эксперимент

[Ghozt]

Продолжаю дорабатывать получившуюся гравицапу. Удалось испытать в некотором роде дальность хода с текущей лодкой и батареей - около 5км на полном газу. Маловато будет. Также зафиксировал максимальную скорость по GPS - 7км/ч, медленно и печально. Батарея 40в, а потребление при этом 25А, и довольно постоянно. При этом если двигаться 5км/ч, то потребление падает более чем вдвое - до 10А. Несмотря на ток, нагрев мотора довольно умеренный. Высадил всю батарею в режиме "тапка в пол" - температура корпуса градусов 40-50. Пока ваттметра нет, точные цифры по температуре сказать сложно, но рука терпит +-.

Почитал теоретические выкладки в соседней теме, и пришел к выводу, что лодку таки придётся менять. Волну она создаёт такую, что если идти прямо, а потом резко повернуть градусов на 90-140, то лодка начинает прыгать на волнах, созданных ей самой. Ходкость практически отсутствует, и о дальних прогулках можно даже не думать.

Также продолжаются эксперименты с винтами. Ну, как продолжаются - винты покупаются и кладутся на полку, испытывать пока что некогда. Помимо хондовского винта шагом в 4 3/4 дюйма был заказан винт Solas 6001-073-06-P. Он также от BF2, и он тоже почти подходит к дейдвуду Carver, надо всего лишь немного углубить посадочные места под шпонку. При этом шаг у него уже 6 дюймов. На фото также фигурирует оригинальный винт от BF2 с металлическим посадочным местом. Несколько сравнительных фоток всех имеющихся винтов:







К словам в посте выше - очень удачно подвернутся дейдвуд от всё того же BF2. Какой-то древнючий, родом из 90. Предположительно это BF20F, только он по взрыв-схемам подошел. Изначальная модель точно неизвестна. Из него скорее всего тоже соберу гибрид, но уже с дистанционным управлением. Также думаю сделать водяное охлаждение мотору, поскольку внутри дейдвуда есть помпа, которая когда-то охлаждала бензиновый мотор. В целом японский дейдвуд по качеству на голову выше китайца. Механизм защелки транспортного положения продуман куда лучше. Демпфер поворота с регулируемым преднатягом. Наверняка посчитанная гидродинамика трубы, да и сама труба куда толще и, следовательно, жёстче. До сих пор в продаже есть все расходники и запчасти для редуктора, вплоть до шестерен (хоть шестерни и стоят они целое состояние). Все подшипники шариковые, неудивительно, что он до сих пор живой. Старое японское железо явно лучше нового китайского. Мотор от моего экземпляра умер, к слову, от того, что у него износился нижний коренной подшипник скольжения. Сам же дейдвуд вполне живой, всё крутится, шестерни в порядке. Заменить сальники-прокладки и снова будет в строю. Начал стряпать ему переходную пластину:

[3D-SPrinter]

На мой взгляд, бензиновый дейдвуд с электромотором это изначально тупиковый путь развития. Чем быстрее откажетесь от этой затеи, тем оно дешевле обойдётся.
Собственно, задача-то какая?  Выйти на электричестве на глиссер?  Это легко сделать, прикрутив к какой-нибудь древней ноге от Ветерка китайский мотор от электрокара на 4-5 КВт.  Он любую надувную лодку вытолкнет на глиссер с родным ветерковским винтом, и будет жрать батарею, как не в себя.  Ногу и винт надо брать от мотора больше 5 л.с., потому что это минимум для нормального глиссера надувной лодки с одним человеком весом 100 кг. Электромотор нужно брать исходя из мощности бензинового мотора х 0.7. Шуметь всё это будет почти так же, как современный бензиновый мотор аналогичной мощности. По деньгам обойдётся гораздо дороже бензинки. 20-килограммового литиевого аккумулятора хватит на полчаса глиссера. А бензиновому мотору будет достаточно 1.5-2 литра топлива на такой же заезд. Т.е. сама идея глупая на корню.  Нет смысла использовать электротягу для глиссера, да и вообще для скоростей больше 5-6 км/ч.  Электротяга рентабельна и целесообразна при скорости 5-7 км/ч и потребляемой мощности меньше 200 Вт.  Это возможно только на катамаране / каяке / байдарке с электромотором с прямым приводом на винт и непосредственным водяным охлаждением.  Бесколлекторный  мотор в этом случае будет шумнее коллекторного, но даст выигрыш в КПД порядка 20-30% (от подбора винта зависит).  Все остальные варианты применения электротяги на воде нерентабельны и нецелесообразны.

После этого я нашел второе видео:
Это видео примечательно тем, что на моторе стоит тахометр, и на нем достигнуты желаемые мной 20+км/ч.

Кстати, это видео только вводит в заблуждение. Потому что вес человека, сидящего в лодке, составляет 50-60 кг.  Т.е. это либо очень лёгкий мужичок, либо ребёнок в лодке. Это дало возможность выйти на глиссер и раскрутиться моторчику почти до 8000 об/мин.  Лишние 10-20 кг превращают этот моторчик в обычную слабосильную перделку для водоизмещающего режима 10-12 км/ч. И ни о каком глиссере в реальных условиях (нормальном весе человека) не может быть и речи. Для реальных условий нужен минимум Ветерок-8, либо аналогичный по мощности электромотор.  Но при цене вполне живого Ветерка 10-15 тыс. руб., сами понимаете, какая глупость менять его на электромотор.
________________________________________

p.s. Ну и если бы мне вдруг приспичило выйти на глиссер на электро, то я бы взял 4-5 моторов 6384 120KV и насадил бы их на один длинный вал. Синхронизировать обмотки не стал бы, просто повесил бы на каждый мотор отдельный дешёвый ESC на 50V 40A.  Гребной винт напечатал бы 5-лопастной диаметром  150-170 мм с шагом около 0.8-1.  Всё это с прямым приводом на винт, конечно же. И с отдельными фланцами охлаждения для каждого мотора. Батарейки тоже 4-5 штук подключил бы отдельно к каждому ESC, чтобы тянули ток 25-30А каждая. После успешного осуществления блажи (выхода на глиссер), разобрал бы всё это и собрал 4-5 нормальных электромотора.