Montaż elektrycznego silnika wewnętrznego w łodzi 🛠️

Łódź naszego klienta to Ohlson 8:8 (rozszerzona wersja kadłuba). Łódź została zbudowana w 1978 roku przez stocznię Karlskrona Varvet i zaprojektowana przez Einara Ohlsona.

Łódź ma wagę 3.300 kg, długość całkowitą 8,8 m i długość linii wodnej 7,3 m. Obliczeniowo uzyskuje prędkość kadłuba wynoszącą około 7 węzłów, czyli 12 km/h.

Właściciel życzył sobie w konsultacji zasięgu wyłącznie elektrycznego wynoszącego 30 mil morskich, czyli czasu jazdy wynoszącego 8 godzin przy prędkości od 4 do 5 węzłów.

Zgodnie z obliczoną teoretyczną krzywą jazdy, przy prędkości 4 węzłów potrzebna jest moc ciągła wynosząca około 2 kW na godzinę. Przy prędkości 5 węzłów to już około 4 kW na godzinę. Tutaj wyraźnie widać eksponencjalny związek między zużyciem a prędkością.

Podsumowując, dla wymagań klienta wynoszących 4-5 węzłów wystarczyłby silnik o mocy 4-5 kW. Aby jednak utrzymać łódź w ruchu nawet w trudnych warunkach pogodowych, po konsultacji z właścicielem zainstalowano silnik o mocy 10 kW - szczególnie dlatego, że potrzebne były również dwie baterie na pożądaną długość jazdy, a dopłata za sam silnik nie jest zbyt wysoka. Silnik elektryczny o mocy 10 kW mógł odpowiednio zastąpić 12,5 kW silnik diesla.

Przed modernizacją zainstalowano silnik Volvo Penta MD7 o mocy 12,5 kW (17 KM). Łódź była napędzana śmigłem 14x9\" 2-łopatowym

Śmigło jest kluczowym elementem w każdym układzie napędowym. Nawet z silnikiem elektrycznym ważne jest, aby mieć nowoczesne i wydajne śmigło, które jest dobrze dopasowane do łodzi i silnika.

Wspólnie z klientem zdecydowaliśmy się na śmigło Bruntons Autoprop, które według obliczeń specjalisty zostało polecone jako najlepsze rozwiązanie dla tego projektu. Montaż nowego śmigła spowodował niewielkie opóźnienia, ponieważ musieliśmy nieco zmodyfikować kadłub i tylny kil, aby zoptymalizować przepływ wody i uniknąć kawitacji. Ale wynik był tego wart!

1. Planowanie i pomiary

Do montażu silnika, akumulatorów i innych komponentów ważne jest dobre zaplanowanie i dokładne pomiary. Ponieważ każda komora silnika jest inna, poświęciliśmy czas, aby upewnić się, że silnik pasuje. W większości przypadków silnik elektryczny powinien jednak pasować bez problemu. Jeśli nie, można użyć innego silnika lub dostosować komorę silnika.

2. Demontaż starego silnika diesla

Demontaż starego układu napędowego (silnika, kabli, węży i zbiornika paliwa) zajął około pół dnia i był jednym z łatwiejszych zadań. Wcześniejsze opróżnienie zbiornika paliwa zapobiegło wyciekowi i zagrożeniu pożarowemu, zwłaszcza że narzędzia takie jak szlifierki mogą generować ciepło, a łodzie zawierają wiele materiałów łatwopalnych. Bezpieczeństwo powinno zawsze być najwyższym priorytetem w budowie łodzi! Pracowaliśmy przy demontażu bardzo ostrożnie i użyliśmy dźwigu, aby bezpiecznie podnieść wszystkie części.

3. Przygotowanie do montażu
Na początku dokładnie oczyściliśmy komorę silnika i usunęliśmy resztki oleju i paliwa z ostatnich 30 lat. Około 30 minut pracy na końcu robi dużą różnicę.

Nastąpił moment prawdy: musieliśmy sprawdzić, czy pomiary i plany były poprawne. Niestety, niektóre wymiary w rysunkach były niekompletne, dlatego musieliśmy rozszerzyć komorę silnika między fundamentami mocowania silnika.

Ponieważ komora silnika była nieco krótka, kontroler również musiał być zainstalowany niezależnie od silnika. Ogólnie rzecz biorąc, zajęło nam to około pół dnia - trochę dłużej niż planowano - ale w przypadku tak indywidualnych projektów może się to zdarzyć.

4. Wyrównanie silnika

Wstępne wyrównanie było stosunkowo szybkim krokiem przy użyciu odpowiednich narzędzi. Precyzja jest kluczowa - tolerancje dla wyrównania flanszy sprzęgłowej musiały mieścić się w granicach 0,1 mm. Ponieważ przeprowadziłem już wiele wyrównań, potrzebowałem tylko 20 minut. Dla początkujących jednak zaleca się poświęcenie więcej czasu.

5. Montaż i ostateczne wyrównanie

Następnym krokiem było oznaczenie pozycji uchwytów silnika. W wielu przypadkach konieczne było wiercenie nowych otworów i gwintowanie. Jeśli nie ma się w tym doświadczenia, warto skonsultować się z fachowcem lub skorzystać z pomocy mechanika. Gwinty musiały być prowadzone prosto przez metal.

Sprawdzaliśmy wyrównanie na każdym kroku, ponieważ silnik mógł się przesunąć podczas dokręcania śrub mocujących i musiał być ponownie wyrównany. Ten ostatni krok mógł być frustrujący, więc wymagana była cierpliwość. Doświadczony mechanik potrzebuje na to około 1 - 1,5 godziny.

6. Instalacja i okablowanie baterii

Umiejscowienie baterii miało kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa. Idealnie, baterie powinny być zainstalowane w szczelnym (ale wentylowanym) pomieszczeniu. Baterie WaterWorld są szczególnie bezpieczne i dobrze chronione przed pożarami dzięki technologii LiFePO4 i aluminiowej obudowie.

Na tym etapie ważne było, aby przy równoległym podłączeniu dwóch lub więcej baterii zwrócić uwagę na równomierny opór w kablach dodatnich i ujemnych. Odpowiednia równowaga gwarantuje równe prądy ładowania i rozładowania, co wydłuża żywotność baterii i minimalizuje błędy w działaniu. Użyliśmy tylko wysokiej jakości komponentów, takich jak szyny, bezpieczniki, uchwyty na bezpieczniki, kable i końcówki kablowe.

7 Podłączenie i konfiguracja systemu

Przeczytanie podręcznika z wyprzedzeniem było dużą zaletą. Napęd WaterWorld był dotychczas jednym z najłatwiejszych systemów do zainstalowania. Szczególnie gdy używa się kompletnego systemu WaterWorld, błędy są praktycznie niemożliwe.

Jako że pracowałem w profesjonalnym warsztacie budowy łodzi nad kilkoma elektrycznymi systemami łodzi, mogę z pełnym przekonaniem powiedzieć, że system WaterWorld przewyższa inne.

W przypadku innych systemów często występowały problemy z kompatybilnością z powodu komponentów różnych producentów, co prowadziło do opóźnień w diagnozowaniu usterek. W przeciwieństwie do tego, system WaterWorld był Plug-and-Play, co sprawiło, że instalacja była szybka i prosta. Gdy sprzęt był na swoim miejscu, musieliśmy tylko sprawdzić, czy bateria była ustawiona na CAN, a system był gotowy.

Najpiękniejszym momentem było to, gdy przekręciliśmy klucz, przesunęliśmy dźwignię do przodu i nic nie usłyszeliśmy. Przemiana łodzi była niesamowita, z cichą, a jednocześnie potężną mocą. Próby na morzu potwierdziły, że nasze obliczenia były poprawne, a nawet przekroczyliśmy szacowany zasięg 30 mil morskich.

Nowy śmigło znacznie poprawiło osiągi łodzi. W porównaniu do starego napędu diesla, manewrowość była lepsza, a promień skrętu mniejszy.

Nasz klient podsumował to najlepiej: „Teraz mogę obrócić moją łódź za pomocą monety.” Ogólnie rzecz biorąc, osiągi łodzi z nowym silnikiem były doskonałe, co sprawiło, że przebudowa była pełnym sukcesem.

Wyświetlacz & dźwignia gazu były bardzo łatwe do uruchomienia dzięki połączeniu Plug & Play. W rzeczywistości wystarczyło tylko podłączyć odpowiednie kable komunikacyjne.

Podłączenie do lądu z wyłącznikiem ochronnym: Na łodzi zainstalowano podłączenie do lądu do poboru energii w marinie. Wewnątrz łodzi przewód prowadzi do gniazdka z wyłącznikiem ochronnym. Ładowarki do sieci 48V i 12V znajdują się za nim z odpowiednim gniazdem do pomieszczeń wilgotnych.

Okablowanie & bezpieczniki: Ważne jest, aby w zależności od długości kabli obliczyć odpowiedni przekrój. Ponadto, w przypadku wystąpienia przeciążeń, powinny być zainstalowane bezpieczniki wewnątrz łodzi. Rekomendowane jest również zainstalowanie wyłącznika głównego w obwodzie.

W tym projekcie chodziło o znacznie więcej niż tylko wymianę silnika. Z powodu nieoczekiwanych komplikacji i dodatkowych prac, które wykraczały poza standardową instalację elektryczną, zajęło to cały tydzień roboczy.

W idealnych warunkach instalacja systemu WaterWorld nie powinna trwać dłużej niż dwa dni - w zależności od rozmiaru łodzi i dodatkowych funkcji.