Regolazione Di Giri Per Motore Universale - costruzione di un motore di lancio per motore a reazione artigianale

[dado VRC]

Ciao a tutti, e buone feste!

Sto costruendo un motore a reazione artigianale basato su un turbocompressore di camion (per gli interessati il mio progetto è simile a quello descritto qui CLICCA non sto facendo una pagina web come il costruttore di cui ho postato il link, ma sto semplicemente caricando le foto dei pezzi e dei lavori finora fatti qui CLICCA).

Per l'avviamento del motore ho progettato un sistema elettromeccanico simile a quello che potete vedere sul sito che ho postato, e di cui potete vedere il funzionamento qui CLICCA, e cioè un albero scorrevole comandato da solenoide che va ad ingranare sull'alberino del turbocompressore e che viene trascinato in rotazione da un motore elettrico.

Ho recuperato il motore da un trapano Bosch da 570W, per il quale costruirò un involucro in alluminio sul tornio (sono metalmeccanico tornitore), il motore dovrebbe avere un regime di rotazione di circa 27900rpm (il trapano ha al mandrino 3100rpm, e tra motore e mandrino c'è una riduzione di circa 9:1) e quindi è perfetto per il mio scopo, visto che mi servono circa 450W di potenza ad almeno 20'000rpm per poter avviare il motore.

Il problema è che non posso partire al massimo dei giri e della potenza con il motore in avviamento, devo ridurre lo spunto in primis per evitare di svitare il dado su cui vado ad ingranare l'albero di trascinamento (non ho altre possibilità, purtroppo, per dare il moto all'albero del turbocompressore) e inoltre devo regolare i giri del motore per le varie fasi dell'avviamento, che prevedono inizialmente un paio di minuti a basso regime con un bruciatore acceso al minimo, per preriscaldare leggermente l'olio di lubrificazione e quindi ridurre l'attrito dovuto alla viscosità a freddo, e dopo l'uso del motore un'altra manciata di minuti a bruciatore spento per far circolare dell'aria all'interno e raffreddare la chiocciola della turbina (che è in ghisa, e potrebbe accumulare abbastanza calore per surriscaldare l'olio di lubrificazione nei punti in cui resterebe fermo se l'albero della turbina non girasse trascinando l'olio).

Per pilotare il motore ho acquistato su e-bay un varialuce RELCO RT234/DL , adatto per carichi da 150 a 900W.

Questo varialuce nella descrizione interna è descritto come "Dispositivo a stato solido (TRIAC) per carichi ohmici, per la regolazione di una o più lampade a filamento da un minimo di 150 a 900W con tensione di rete 220V~".

Fino a qui credo che potrebbe essere adatto alla mia applicazione (non sono un elettrotecnico, ma ho sentito parlare più volte di TRIAC per regolare i giri dei motori di trapani...).

Il dubbio mi viene leggendo le avvertenze.

C'è scritto che "sovraccarichi, archi elettrici, cortocircuiti danneggiano il dispositivo a stato solido (TRIAC)."

Ok per sovraccarichi e corto circuiti (non ho nessuno dei due problemi!), il mio dubbio viene dagli archi elettrici.

Lo scintillio delle spazzole potrebbe dar luogo a malfunzionamenti/danneggiamenti del varialuce?

Se si, possono essere ridotte usando qualche sistema?

Mi vengono in mente i condensatori usati nei sistemi di accensione a puntine dei motori a combustione interna, che riducono lo scintillio fino a quasi zero, potrei trovare una soluzione con un condensatore?

Ringrazio anticipatamente chi mi risponderà!!

Grazie mille!

Davide

[gianff]

cavolo ma devi andare sulla luna !!!!!

visto che usi un motore da trapano

usa il suo interruttore variatore di velocita

ogni trapano adesso lo monta di serie

li vendono anche come ricambio

il varialuce va a gradini ed e' adatto pe le lampade

[dado VRC]

Ho trovato su wikipedia degli spunti sui circuiti "snubber", credo che siano qulcosa che hanno a che vedere con il mio problema.

Ma come potrei dimensionarlo?

[rguaresc]

Lo scintillio delle spazzole potrebbe dar luogo a malfunzionamenti/danneggiamenti del varialuce?

No, gli archi alle spazzole sono in serie al circuito, non sono un problema.

piuttosto: 1-la potenza dichiarata per un trapano è quella elettrica assorbita, il rendimento e' circa 50% puoi contare al massimo su 300 W meccanici; se la potenza meccanica richiesta dal tuo sistema a 20000 giri e' davvero 450 W mi sembra scarso. 2-Il massimo dei giri si ha a coppia di carico zero, con coppie via via crescenti i giri diminuiscono, quel motore ha una caratteristica coppi/giri iperbolica. 3- concordo con "gianff" al post 2, ci sono dei variatensione specifici "per trapani" che hanno il pregio di mantenere abbastanza costante i giri, il tuo e' un variatensione e i giri effettivi variano con la condizione di carico

[dado VRC]

Per gianff:

No, non devo andare sulla luna... in realtà lo scopo è costruirlo, non ha un utilizzo reale.

Praticamente è un phon a combustibile liquido...

L'interruttore originale ce l'ho, funziona ma è inutilizzabile per quello che devo fare io (il comando va montato a pannello, dev'essere comodo da usare e regolare, anche perchè mentre lui gira io devo fare altre cose (tipo tenere d'occhio regime di rotazione, stabilità combustione, temperatura gas di scarico, temperatura olio, pressione olio, combustibile e aria compressa).

Ho preso il varialuce apposta per poterlo montare a pannello!

Per rguaresc:

Non so in realtà che potenza meccanica mi serva per avviarlo, i 450W sono dati recuperati da chi ha fatto lo stesso lavoro mio con motori simili, si parlava comunque di dati dichiarati e non misurati.

Cioè il discorso era circa "ho preso il motore di un trapano da 500W e a 20'000rpm il motore parte da dio".

Peccato che siano tutti all'estero e che rispondano sporadicamente alle e-mail.

Comunque se mi dici che è sicuro che non serve eliminare lo scintillio delle spazzole per me è ok!

Il problema della variazione del carico non si pone, vedo i giri su un contagiri digitale e mi regolo con quelli, il carico resta costante (o meglio diminuisce/scompare solo appena il motore a reazione si avvia, il motore elettrico è collegato al motore a reazione attraverso una ruota libera che sgancia i due motori non appena la velocità dell'albero condotto supera quella dell'albero motore).

Comunque...

Guardando sul pulsante originale vedo questo schema.

Io non sono ferrato in elettronica, ma se non erro ci vedo un condensatore...giusto?

Il problema è:dove andrebbe collegato, se servisse, sul varialuce che ho?

Volendo ho foto anche dell'interno di quello.

Grazie mille!

[Adelino Rossi]

Una turbina a gas o a combustibile è formata nel monoblocco, (vedi per esempio turbine avio), da un compressore, una camera di combustione è una turbina vera e propria.

Non sono assolutamente un meccanico, ma un turbocompressore da camion mi sembra una cosa diversa o quantomeno rappresenta il primo elemento del sistema, o sbaglio?

Modificato: 27 dicembre 2008 da Adelino Rossi

[dado VRC]

Il turbocompressore è un insieme di turbina e compressore.

Utilizzato per sovralimentare un motore a combustiuone interna utilizza l'energia dei gas di scarico che passano attraverso la turbina per far girare il compressore e così sovralimentare il motore.

Come turbogas (dal rendimento molto ridotto rispetto ai turbogas studiati come tali) si costruisce una camera di combustione che va a sostituire il motore endotermico, praticamente si soffia aria compressa nel bruciatore, i cui gas di scarico vanno ad azionare la turbina e poi a scaricarsi nell'ambiente esterno ad alta velocità e pressione, è da qui che viene la propulsione.

Per rendere l'idea del marchingegno, il turbocompressore che uso nel mio progetto (trovato per poco di recupero, ma in ottime condizioni!) aspira, dal compressore, circa 0.95mc di aria al secondo.

La massa di gas di scarico dovrebbe essere decisamente maggiore (si parla di 50l/h di consumo a piena potenza), che fatta passare da un ugello di circa 70mm viaggia a velocità decisamente elevate.

Non so quantificare spinta ecc, per ora è un "esercizio di stile" diciamo...un modo per poter rispondere a chi mi chiede che hobby ho "costruisco motori a reazione".

Però se va come deve l'idea è di montarlo su qualcosa di più utile...Un go-kart, un cogeneratore...mah...

Modificato: 27 dicembre 2008 da dado VRC

[Adelino Rossi]

Dalla tua spiegazione, (che ti ringrazio) non capisco proprio dove stia la camera di combustione e la successiva turbina sullo scarico, mentre se vado a vedere il disegno di una turbina avio la cosa è molto chiara.

Autocostruire una camera di combustione e la successiva turbina, con le temperature che ci sono in gioco non mi sembra facile.

Abbi pazienza ma non sono proprio meccanico.

Modificato: 27 dicembre 2008 da Adelino Rossi

[rguaresc]

Il condensatore della figura al post N. 5 e' un antidisturbo, non e' essenziale al tuo scopo. Andrebbe collegato tra i due conduttori di alimentazione, fase-neutro per limitare i disturbi emessi.

Il blocco col triangolo e' il regolatore a tiristori per trapani.

[dado VRC]

La camera di combustione è proprio il lavoro più "rognoso", ma non tanto per le temperature, dato che la combustione si riesce adeguatamente a isolare all'interno di uno "spessore" di aria compressa, e il liner, che è il tubo "contenitore" della combustione, è adeguatamente raffreddato dall'aria in arrivo dal compressore, ma è difficile riuscire a forarlo in modo da rendere possibile la miscelazione corretta e la successiva combustione rapida dei vapori di carburante e dell'aria.

Io ho costruito la camera di combustione esterna (contenitore della sola aria compresa proveniente dal compressore) con un estintore, e tutte le parti a contatto con la combustione in inox 18/10, liner con un tubo da 101.4mm, le flangie superiori con dei dischi di vari diametri e l'evaporatore con del tubo quadro da 30x30 e dei tubi da 16mmx1.5.

Il progetto iniziale (non seguito alla perfezione ma è un'idea)

L'evaporatore, al suo interno passa una minima quantità dell'aria proveniente dal compresore e viene iniettato il combustibile dall'ugello di potenza, serve per migliorare l'evaporazione del combustibile, che va a contatto delle pareti surriscaldate.

Modificato: 27 dicembre 2008 da dado VRC

[dado VRC]

Un'idea di quello che è la camera di combustione, posizionata come in un "esploso".

La camera di combustione vista dall'interno, l'ugello che si vede di fianco all'evaporatore è quello di preriscaldamento (serve per preriscaldare l'evaporatore, che ovviamente da freddo non è in grado di fare i llavoro per cui è concepito!).Nella foto manca la candeletta ad incandescenza per l'accensione, posizionata giusto sopra l'ugello.

[dado VRC]

Per rguaresch:Ok, grazie mille!Allora proverò a collegarlo come mamma l'ha fatto...Tanto, male che vada, l'ho pagato 1.5€...

Grazie mille! :thumb_yello:

[Adelino Rossi]

Da disegno che hai inserito prima e che non mi usciva vedo infatti che la combustione originale è il motore a cilindri.

Nella camera di combustione devi inserire anche una candela per auto per l'accensione nel momento dei giri predefinito.

Per quanto riguarda l'aria, tu sai che l'aria del compressore si divide in due parti, una parte molto alta serve per il raffreddamento della camera di combustione e del contenitore

della turbina, mentre l'altra parte viene inviata frazionata in camera di combustione in base ad un minimo di rapporto stecchimetrico aria-gasolio per avere un minimo di combustione decente.

Allo scopo potresti avere bisogno anche di regolare l'aria aspirata dal compressore.

[dado VRC]

La candela non serve, la combustione è continua, come in un bruciatore (è un bruciatore, a farla breve...).

Ho montato una candeletta ad incandescenza, che ha meno ingombro ed è più facile da pilotare (basta darle tensione, e per me è una cosa ottimale!) che serve solo per dare l'ignizione all'inizio per l'ugello di preriscaldamento.

Byuona parte dell'aria non partecipa alla combustione e diluisce i gas di combustione attraverso i fori più grandi posizionati in fondo al liner.

L'idea di regolare il flusso dell'aria (più che altro quella proveniente dall'evaporatore secondo la mia idea iniziale) per "carburare" me l'ahnno stroncata gli altri "turbinisti", non serve per il semplice motivo che l'evaporatore non fa altro che far evaporare il combustibile, e l'aria, quel minimo flusso, serve per trasportarne i vapori all'esterno dello stesso.

L'importante è che la combustione resti fuori dall'evaporatore, quindi poca aria all'ingresso per far si che l'interno dell'evaporatore sia saturo di vapori.

Il flusso in aspirazione invece è libero!

Modificato: 27 dicembre 2008 da dado VRC

[Adelino Rossi]

Io infatti intendevo candela o candeletta, (è la stessa cosa) solo per l'accensione all'avviamento.

[dado VRC]

Ok perfetto, pensavo intendessi qualcosa che fosse in grado di dare l'accensione in un preciso istante (come in un alternativo) con la frase "nel momento dei giri predefinito".

La candeletta c'è, ha il neo che succhia 10A a 12V ma ho un trasformatore che pare cavarsela benone...

[Adelino Rossi]

Nelle turbine a gas, prima si effettua il ciclo di lavaggio, solo flusso d'aria per alcuni secondi, poi si avvia a giri con velocità in rampa lenta in accelerazione, in questa fase si apre il minimo gas e si da un impulso alle candelette a scarica per l'accensione. Se dopo pochi secondi le fotocellule di sicurezza non vedono fiamma il tutto va in blocco, parlando ovviamente di turbogas.

A proposito levami una curiosità

l'ugello che si vede di fianco all'evaporatore è quello di preriscaldamento

A macchina ferma e fredda come lo fai il preriscaldamento con l'ugello, in pratica cosa inietti?

Non oso pensare a quanti problemi dovrai dare risposta,

Comunque simpaticamente ti dico in bocca al lupo.

Modificato: 27 dicembre 2008 da Adelino Rossi

[dado VRC]

Mi aveva già spiegato un amico, che lavora alla turbomeca di Trento, come funziona l'avviamento sui motori per elicotteri (che come base di funzionamento sono la stessa cosa di un turbojet, sbaglio?).

Il mio problema è che i cuscinetti del turbo sono fatti per lavorare con l'olio caldo, a freddo sono molto frenati (comunque userò un olio molto fluido, credo uno 0W-30, magari additivato con del bisolfuro di molibdeno per aiutarlo a reggere i carichi assiali sul reggispinta del turbo, ma è da vedere perchè devo trovare un compromesso tra l'olio richiesto dal costruttore del turbo, e cioè un olio SHPDO, che non so se è disponibile in quella gradazione) e devo scaldare il motore prima di dare abbastanza gas da permettergli di girare senza ausilio del motore di lancio.

Mi è venuta l'idea di usare cuscinetti a sfera ceramici a contatti incrociati, ma non credo andrebbero d'accordo con il sistema di lubrificazione del turbo...e comunque dovrei lavorare il core-assy, e non è una cosa particolarmente semplice.

In linea di massima la procedura di avviamento è:tensione al motore delle pompe (olio e combustibile), aggancio del motore di lancio e avviamento rotazione a bassi giri (10'000circa, ma è da vedere come si comporta), tensione alla candeletta ad incandescenza, tensione all'elettrovalvola combustibile (in portata totale, interrompe tutto il flusso di combustibile, l'ugello di preriscaldo, sempre a valle dell'elettrovalvola, è sempre aperto, e l'ugello di potenza nell'evaporatore è comandato tramite una valvola a spillo manuale usata come "acceleratore" a valle della quale c'è comunque un limitatore di flusso fisso per evitare di dare troppo combustibile) per dare combustibile all'ugello del minimo, controllo visivo combustione (vetro-spia) ,spegnimento incandescenza e continuazione della fase di preriscaldo.

Dopo qualche minuto si aumentano i giri del motore di lancio gradualmente fino al massimo e contemporaneamente si apre leggermente la valvola dell'ugello di potenza finchè il motore non si avvia, tenendo d'occhio la temperatura del gas di scarico tramite termocoppia e termometro digitale.

Appena il motore prende giri (più del motore elettrico) si sgancia automaticamente la trazione da parte della ruota libera (che agisce direttamente sull'albero con dei rullini, è pratcamente una gabbia rulli con solo anello esterno e non, come un cuscinetto normale, con un anello interno piantato nell'albero, quindi il movimento assiale è libero) e si toglie tensione sia al motore di lancio che al solenoide che spinge l'albero di avviamento.

Se dio vuole il motore gira senza saltare per aria (cosa che non dovrebbe succedere se non si superano i giri massimi, controllati tramite Hertzmetro con sensore ottico -che mi è arrivato oggi-molto carino!), poi per spegnerlo si toglie comustibile, a motore fermo si ri-aggancia il motore di lancio e tramite quello si fa girare l'ambaradan per qualche minuto a basso regime.

In tutto il sistema ci sono altri controlli, temperatura olio, manometri vari, pressostato per l'olio ecc...

Diciamo che più che il motore a reazione la sfida è fare una cosa così complessa...anche perchè io ho una certa allergia all'elettronica, che voglio farmi passare... :lol:

[Adelino Rossi]

Necessariamente affrontare un progetto così complesso impone delle conoscenze di elettronica che potrebbero essere attenuate se tu avessi vicino un amico elettronico che ti da una mano.

Per quanto riguarda l'olio hai perfettamente ragione. nelle turbine in genere il circuito dell'olio è separato dalla macchina e gira tramite delle pompe dedicate.

Per la temperatura ci sono degli riscaldatori elettrici e dei refrigeranti in modo da mantenere in ogni caso una temperatura adatta ai cuscinetti indipendentemente dal loro numero di giri e ovviamente ci sono dei filtri.

La bassa pressione o mancanza di lubrificazione blocca tutto.

Per la misura dei giri sarebbe sempre preferibile un contagiri elettronico che ti dia immediatamente la velocità e che puoi impostare con il blocco per sovravelocità, (velocità di fuga).

[dado VRC]

Non ho amici elettronici, se non alcuni personaggi che hanno il diploma ma sanno, in pratica, meno di me...(che schifo la scuola italiana...)

Spero di poter contare sulle mie capacità di capire le risposte che ricevo sul web da chi ha voglia di rispondermi...

Per quanto riguarda il riscaldatore per l'olio, credo di potermela cavare come scritto sopra, per il raffreddamento ho già acquistato, sempre su E-Bay un radiatore nuovo di botta per moto sconosciuta a pochi €uros, dovrebbe andare benone.

Comunque il motore è a scopo "dimostrativo" diciamo, non lo sto costruendo per farlo girare per delle ore, anche perchè il gasolio costa un bel pò...se dovessi vedere che scalda troppo, lo posso sempre spegnere rapidamente.

Comunque fino ai 140° Holset, la marca del turbo che ho, dice he il turbo lavora lo stesso senza problemi.

Io conto di non superare i 100°!

Comunque il serbatoio che ho fatto di suo tiene 4l circa, più il circuito credo ci sia un altro mezzo litro, un pò di tempo per surriscaldarlo c'è...

Per eventuali vuoti di pressione di lubrificazione ho acquistato un pressostato (per stirella ) che userò per chiudere l'eletrovalvola in caso di mancanza di pressione.

è regolabile tra 1 e 4.5bar se non erro, il minimo per il turbocompressore sotto carico, da manuale Holset, è 2.1bar, credo tarerò il pressostato su 3 bar.

In quanto a filtri ho costruito una basetta per montare il filtro olio del Daily a tripla filtrazione, che è anche troppo "pulente" per quanto mi serve...

Per la misurazione dei giri sto copiando il sistema del personaggio di cui ho postato foto e video, ho preso un sensore/amplificatore a fibre ottiche (Omron E3X-A11) per leggere il regime a livello dell'albero, colorando per metà bianco e metà nero il dado di fissaggio del compressore ho un segnale on/off a giro (il sensore è in grado di leggere tempi fino a 200microsecondi, quindi è OK per i giri che potrà raggiungere il motore).

Lui legge il segnale con un tester, io, che voglio far lo sborone, ho preso per 21$ un frequenzimetro digitale da pannello, molto made in china, ma garantito per 9999Hz con tolleranza ±1Hz.

Ora il mio dubbio è:l'Omron ha solo un cavo di uscita segnale, lo strumento he ha due di ingresso...funzionerà?

E come lo collego?

Tu (posso darti del tu?è un mio difetto, fatico a dare del lei...) hai conoscenze in merito?

Volendo ho lo schema in .PDF dell'Omron, ma non dello strumento...

Modificato: 28 dicembre 2008 da dado VRC

[Adelino Rossi]

Noi del forum ci diamo tutti del tu quindi tranquillo.

Per lo strumento e il sensore, prova a postare una foto dei due, possibilmente lo strumento lato morsettiera.

Uno dei rischi di queste unioni e che a volte i sensori hanno un segnale non compatibile con gli strumenti.

Questo lo puoi verificare facilmente se fai girare un bullone colorato di prova con un trapano a banco. In questo modo hai la calma necessaria per mettere a punto il gruppo di misura.

[dado VRC]

Questa è l'immagine del posteriore dello strumento:

Verde alim. +5Vcc, Blu -5Vcc, Nero segnale -, Rosso segnale+.

Colori messi a casaccio...?Vabbè, ho lo schema dei collegamenti stampato...

Ho trovato datasheet di tutti i componenti che non conoscevo (diciamo tutti esclusi resistori e condensatori :ph34r: ) , ma non mi serve un granchè, non capendo un piffero...

AT89C2051 - 24PU

LM339N

C3198

Qui c'è il datasheet dell'Omron E3X-A11, che uso per avere il segnale... E3X-A11

Il discorso di tarare il sistema a banco con altri organi rotanti è una cosa che avevo già deciso di fare, stavo pensando di fare un disco di cartone stampato con il maggior numero possibile di bande bianche e nere per avere una frequenza il più alta possibile...

Il tutto slitta a dopo le ferie, perchè devo costruirmi gli alimentatori, di elettronica applicata pe ora ho imparato a mettere insieme dei circuitini con i 78XX che sono uno spetacolo!e devo farne tre, uno a 12V per il termometro, uno a 15V per l'OMRON, che il segnale volevo tenerlo al massimo del voltaggio sullo strumento, e uno a 5V per il frequenzimetro...

E poi...devo trovare una lampada ad incandescenza per illuminare il garage mentre collaudo, che il neon mi sballa la lettura...

Modificato: 29 dicembre 2008 da dado VRC

[dado VRC]

Grazie a Federico Battaglin, che ho contattato sul suo sito (www.febat.com) ho avuto lo schema per collegare lo strumento, e funziona alla perfezione.

Ho passato gli ultimi giorni a costruire una scheda per il controllo delle funzioni del motore.

E ieri ho costruito la "carcassa" del motore in alluminio sul tornio in officina.

Piano piano si avanza, insomma!

[dado VRC]

Ho finito il motore, il carialuce ha lavorato 20" poi ha iniziato ad andare a colpi, e poi è morto.

L'ho aperto, ho visto che c'erano dei componenti saldati male, li ho ripassati, è andto per un pò e poi ha smesso di essere regolabile, cioè se do tensione va solo al 100%...

Andato?

[dado VRC]

Che dite...faccio una millefori con questo?