Yanmar 6LP / 6LPA – Effektøkning av mekanisk dieselmotor – Eksostemperaturmonitorering

[Kallethekid]

Torsen67 skrev for 2 timer siden:

Det blir jo feil tanke. Vifta lager jo ikke vakuum men må hente lufta et sted, og det gjør den gjennom luftinntakene til motorrommet. Vifta konsumerer luft og det samme gjør motoren. Men da henter man inn mer frisk luft enn det motoren konsumerer. Motoren får et friskere miljø med mer frisk oksygen og mindre varme, damp og gasser. 

 

På mine dieselbiler så kobler jeg alltid bort EGR. Varm eksos blandet med lufta som skal inn i motoren gjør ikke akkurat susen. Når den er koblet bort så får man bedre gassrespons og noen få hester ekstra. EGR gjør i tillegg ugang da den etter hvert vil sote ned innsuget. EGR er er kun bra for miljøet i teorien.  

Hvis man har godt dimensjonerte inntak for luft er dette helt riktig. Utfordringen er vel i de tilfeller inntakene ikke er store nok da viften i viss mån vil konkurrere med motoren om luften og skape et mindre vakuum. Om dette er målbart eller et problem i virkeligheten er jeg usikker på, men har i hvert fall innbilt meg at noen båter/motorer går bedre med motorromsluken noe åpen.

[Grufolf]

Det er fordi det blir kaldere og renere luft i motorrommet. Kaldere luft gir mer HK. 

[dieselfan]

Eksosmanifold på 6LP

Er det noen som aner hvor langt inn i eksoskanalene som eksosmanifoldene til 6LPA er massive (sett fra pakningsflaten mellom topp og manifold)

 

Lurer på dette fordi jeg skal bore 5mm hull for termoelement og gjenge 1/4" BSP for fittings og må unngå å bore inn i/ punktere kjølekanalene.

 

Om noen vet om en tæret og kassert en så hadde det vært gull.

[Torsen67]

Kallethekid skrev On 18.11.2022 at 13.00:

Hvis man har godt dimensjonerte inntak for luft er dette helt riktig. Utfordringen er vel i de tilfeller inntakene ikke er store nok da viften i viss mån vil konkurrere med motoren om luften og skape et mindre vakuum. Om dette er målbart eller et problem i virkeligheten er jeg usikker på, men har i hvert fall innbilt meg at noen båter/motorer går bedre med motorromsluken noe åpen.

Ja, at luftinntakene er riktig dimensjonert til formålet er jo greit. Det er kanskje sjeldent på flere båter vil jeg tro. Men å lage til ett hull eller to ekstra, det skulle jeg fått til, uansett båt. På Windy 22 DC jeg omtalte tidligere, der er det så som så med luftinntak. Virker som mange produsenter er "gjerrige" på dette. Mulig de mener det forstyrrer designet?

[VegJoh]

Her kommer noen betraktninger om EGT.

 

Har jo tidligere vært inne her med noen tester på det EGT instrumentet som jeg kjøpte fra kina. 

Siden jeg ikke likte designet på den klokken, ble jeg fristet til å lage et selv, og som også inkluderte monitorering av temperaturen i motorrom og også luftfuktigheten der, da luftfuktighet også vil ha en innvirkning på effekten. 

 

Så for å ta opp tråden fra sist. Min test viste at det ikke var noen forskjell på målingen om de k-type kabelen ble forlenget med kobberledning eller ikke. Etter å ha lest litt mer om thermocouple elementer og funksjon så tenker jeg som dette. 

 

Et termoelement kan bare lese av forskjellen mellom den "ene enden" og den "den andre", la oss kalle de A og B, der A er der elementet er i varmekilden. 

 

Er det f.eks 280 grader på A og det er 40 grader på punkt B, vil mV på punkt B tilsvare en måling som tilsier 240 grader. Er det tilsvarende 20 grader på punkt B, så vil spenningsforskjellen bli større og målingen vil vise 260 grader. Det er derfor vanlig på de fleste instrumenter som som forholder seg til dette å ha en "Cold junction". Det er enten at det er en kontrollert temperatur på 0 grader ved punkt B, eller at man har en avmåling av temperatur ved punkt B og legger denne til målingen, hvis jeg har forstått hvordan dette fungerer. Problemet med å forlenge kabel med kobber blir da faren for at   punktet man skjøter med kobber fra og frem til instrumentet har en annen temperatur en der instrumentet er plassert, gitt at instrumentet gjør en korrigering for "Cold junction".

 

 

Jeg tenker å kompensere for dette ved å måle temperaturen i motorrom og således kompensere for dette på avlesningen. 

 

Siden avlesningen på termoelementet er av svært små verdier (0 - 40 mV) området, trengte jeg å forsterke de for å kunne lese de av på en microprosessor og kunne vise de på en egen skjerm.

 

Fikk tak i noen CA3140 operasjonsforsterkere. Dette er ikke noe high-end greier, men jeg tenkte at de ville være gode nok. Derfor ble det litt testing. 

 

Først fikk jeg satt opp et krets med OP-ampen der jeg valgte å gjøre forsterkningen av signalet 69 ganger for å få det inn i en range mellom 0 og 3 V som er optimalt for Wemos D1 mini microprosessoren som jeg har valgt å bruke til dette. 

 

Så satte jeg opp en testrigg lik den tidligere. Multimeter til venstre viser mV etter forsterkning, Liten oled på brettet viser ujustert kalkulert temperatur fra mikroprosessor (den er litt off, for har ikke finkalkulert). Så er det original klokke og et nytt multimeter som viser Mv direkte fra elementet. 

 

 

Så ble det noen kontrollmålinger:

 

 

 

 

(Nederste tall er rene tall inn på prosessoren, så de er kun relevante i utviklingsøyemed)

 

 

 

Tester så langt, viser at forsterkningen med OP-ampen er uproblematisk og det er en meget stabil forsterkning på 69 ganger gjennom hele registeret, slik at det ikke er noe problemer med å bruke denne. Det samme gjelder temperaturen. For ordenskyld, så er rosa graf mV rett fra termoelementet og denne forholder seg til tallene på høyre side av grafen i motsetning til resterende verdier som forholder seg til aksen på venstre. (og derav får den en litt annen bane en de andre).

 

Jeg tenker at @dieselfan, som er TS, får vurdere om dette har relevans i denne tråden, eller om den videre utvikling av "instrumentet" skal få sin egen tråd, hvis andre har interesse for å følge mine spekuleringer/tester og betraktninger rundt dette.

 

 

Redigert 1.Desember.2022 av VegJoh
Skrivefeil (see edit history)

[Gullfisk]

Fantastisk, bøyer meg i hatten for kunskap og forskning @VegJoh

[Komodo]

Gullfisk skrev 30 minutter siden:

Fantastisk, bøyer meg i hatten for kunskap og forskning

Med tanke på at dette er helt utenfor @VegJohs utdannelse blir det bare enda mer imponerende! Jeg tror ikke jeg vet om noen andre som setter seg inn i nye fagfelt hele tiden som det VegJoh gjør. Jeg ramler i alle fall av her 

[Hulda]

Hulda melder pass, dette kan verken sveises eller rustes, og da skjønner jeg ikke noe. Er bare dypt imponert.

[dieselfan]

VegJoh skrev for 4 timer siden:

TS, får vurdere om dette har relevans i denne tråden, eller om den videre utvikling av "instrumentet" skal få sin egen tråd,

TS er mtakknemlig for at det skjer her, han er i likhet med mange andre grasat imponert, prøver hardt å forstå, nikker anerkjennende, men selv katta ved ovnen vet at TS ikke noe strøm-geni...

Stå på @VegJoh du er gull

[Faxen]

For en innsats, og kunnskap.  Må jo nesten genierklæres.

[VegJoh]

Takk for hyggelige tilbakemeldinger, det er helt klart motiverende for videre utvikling her  Men når det er sagt så er ikke drivkraften min for å holde på med det her for å imponere, men for å lære, forstå og utvikle egen kunnskap og det gjøres best i sammen med andre. Da får man også tilbakemeldinger på om man er på rett spor eller ei 

 

Pga av jobb og diverse så er tiden både til å få postet på BP og holde på med disse greiene svært begrenset. Men utviklingen skrider sakte fremover og nå som TS har velsignet videre oppfølgning i denne tråden så skal jeg ta det videre her. Nå er det jo helg, så kanskje jeg får sneket inn en time eller to i garasjen.

 

Målet er lage et instrument som viser EGT, motorromstemperatur, motorroms luftfuktighet, med varsling hvis noen verdier overskrides. Temperatur i motorrom er jo noe som har blitt diskutert i tidligere poster i denne tråden, og det hadde vært gunstig å kunne monitorere denne fra førerplass.

 

Det er mulig at det blir lagt til noe flere parametere også. For de som har fulgt Racorfilter - vannsensor tråden som har vært aktiv de siste månedene, så har jeg lekt litt med noen komponenter der også, bla digital avlesning av vakuum på sugesiden av filteret. Vi får se hvor langt det går. Displayet er tenkt å monteres inn i et 52mm 3D printet «klokkehus» slik at det kan passe inn i et standard dashbord hull. 
 

[Swingswong]

Må si at vakuummåling ved filteret er veldig interessant. Da kan man bytte filter ved behov. Behovet kan jo melde seg når som helst.

[VegJoh]

Swingswong skrev for 5 timer siden:

Må si at vakuummåling ved filteret er veldig interessant. Da kan man bytte filter ved behov. Behovet kan jo melde seg når som helst.

 

Ja det var litt det som jeg også tenkte. Det er som nevnt tidligere skrevet litt om det i denne tråden her. 

 

[Worry II]

Er det noen som kjenner til om det er turtallssperre på disse motorene ? 

[dieselfan]

Worry II skrev for 9 timer siden:

noen som kjenner til om det er turtallssperre på disse motorene ? 

Yanmar 6LP(A) er en fullmekanisk motor. Det er ikke elektronisk turtallsperre, men dieselpumpa har justerbar begrenserfunksjon.

[GSEuser]

Her er eksostemp/ladetrykk med hendelen i askebegeret på min

6lpa-dtp. 

 

 

Turtallet er her 3650rpm og farten er 22,6knop.

 

Har nok litt tung propell/mye pikkpakk i båten... spiller ikke så mye rolle da vi stort sett gjør 5-7knop eller marsjer fint i 18. 

 

Saga 315 er ikke god i sjøen over 21,5knop, begynner å ri på kjølen og legge seg på siden.

[VegJoh]

Nå er det lenge siden jeg har hatt tid til å poste noe på båtplassen. Men, nå endelig så tenkte jeg at jeg skulle få dratt denne eminente tråden til @dieselfan frem i lyset igjen. 

 

I denne tråden har det blitt diskutert eksostemperatur / motorromsventilasjon / motorromsklima(temp) og diverse. Som dere ser av mine tidligere innlegg i denne tråden, så begynte jeg med litt forskning på DIY verktøy for målinger rundt dette.

 

Utstyret jeg har montert måler:

- eksostemperatur,

- temperatur i motorrom,

- temperatur i avslutningen på K-type elementet for å korrigere for til rett temperatur ved probe. --

- Luftfuktighet i motorrom.

- Atmosfærisk trykk ved instrumentet og atmosfærisk trykk i motorrom (Dette for å kunne måle om det blir et undertrykk i motorrommet ved pådrag og på den måten kunne ha kontroll på om motorrommet er tilstrekkelig ventilert og motor får nok luft).

- Samt måling av septiknivå. 

 

 

Utstyret er nå i installert i båten og her er en oppsummering. 

 

Operasjonsforsterkeren som jeg har benyttet i tidligere forsøk ble laget for en litt mer permanent installasjon, samtidig lagde jeg også en liten transformator som tok 12-14V strømmen fra båten ned til en stabil 5V kilde som kunne forsyne ESP32 systemet. 

 

Skjermen som skulle vise verdiene måtte få en litt mer permanent løsning så her ble det å designe og 3D printe et klokkehus i Ø 52mm. På denne måten ville den passe inn i et standard instrument hull. 

 

 

Denne ble også forsterket med 2 komponent epoxy i de områdene som ble utsatt for UV lys. 

 

Deretter ble utstyret montert sammen. 

Ble visst opp ned dette bildet !!

 

Kom over noen kapasitans, non contact væske sensorer fra Kina også, og fant ut at jeg skulle integrere en septiktank måler også i instrumentet.  Lagde en liten krets slik at de kunne levere spenning inn til ESP32 chipen.

 

Kommunikasjonen mellom styreposisjonen og motorrommet blir overført ved å bruke en CAT6 TP kabel som jeg har lagt opp. Her er det så lite strøm så går at det ikke er noe problem. Har lagt opp en 10M skjermet CAT6 kabel.

 

Så ble utstyret montert sammen og testet / kalibrert.

 

 

Så bar det omsider til båten for montering.

 

Oppstartsbilde:

 

 

Hoved "meny" Viser EGT, Luftfuktighet, evt undertrykk i motorrom (VAC), Temp i motorrom, Atmosfærisk trykk ved instrument og korrigeringstemp på EGT. Samt at den nederste linjen viser septiktank nivå (her tomt)

 

EGT "meny"

 

 

Motorroms trykk og temperatur meny:  

 

 

Septik meny: Her tomt 

 

 

Og her et bilde fra testtur. Ligger på 1750 o/min. EGT 415C og 0,4millibar undertrykk i motorrom. 

 

På testturen hadde jeg ca 650 grader på 3000 o/min og 0,6 millibar undertrykk i motorrom.

 

 

Skal gjennomføre en ny test på flatt vann i fra 1000 o/min og opp til WOT og poste verdier på EGT/vakuum/knop når jeg får tid en dag. 

 

God pinse !

[Faxen]

Fantastisk, men ikke for hver mann. Dette krever mye kunnskap. 

[arnearmoa]

Ojsann. 650 grader ved 3000rpm hørtes ikke lovende ut. Det er vel mer typisk verdi ved full pip, iallfall ifølge Yanmar Norges fra testing ifm. import, og iht. min egen erfaring. Gjerne nedover mot 550 ved 3000 rpm. Hvor høyt maksturtall har du pleid å klare?

Jeg mener å ha lest at motoren ikke må over 670 eller 680. Ville lagt opp til gode marginer der…

 

[Torsen67]

Jeg sporer bittelitt av her, men jeg har en våt drøm om en Windy 8000. Historisk og flott båt konstruert av Jan H. Linge. Disse er oftest utstyrt med singel v8 bensin eller 2x små bensin eller 2x små dieseler. Hva tenker dere om en 6LP- 315 hk i denne? Jeg er ikke ute etter høyest mulig toppfart, men heller nok av overskudd. Ser for meg 25 knop i marsjfart med en motor som går på joggepuls. Men skal man ha 8 pers i båten en fin sommerdag så vil det også være greit med ekstra krefter. Bor innerst i Oslofjorden rett ved der USS Atomreaktor har dregget opp, så det er et stykke å komme seg ut av fjorden. Jeg og madammen ser for oss at en W8000 fint kan brukes på én ukes ferietur størrelsesmessig.

[VegJoh]

arnearmoa skrev for 2 timer siden:

Ojsann. 650 grader ved 3000rpm hørtes ikke lovende ut. Det er vel mer typisk verdi ved full pip, iallfall ifølge Yanmar Norges fra testing ifm. import, og iht. min egen erfaring. Gjerne nedover mot 550 ved 3000 rpm. Hvor høyt maksturtall har du pleid å klare?

Jeg mener å ha lest at motoren ikke må over 670 eller 680. Ville lagt opp til gode marginer der…

 

Kan ta den 650 verdien med en klype salt. Hentet båten fra vinteropplag på land og dro den opp til WOT (som er 3850 o/min på min båt)  etter å ha fått temperatur på kjølevannet. Noterte meg verdien på vei opp i turtall, men så at temperaturen  lå endel lavere i hele turtallsregisteret nedover enn det det gjorde på vei opp, trengte kanskje å bli blåst litt ren etter 6 måneder på land 😬. Så skal få tatt en skikkelig test etter å ha kjørt båten skikkelig varm og få notert alle verdier.

 

Når det er sagt så hadde det vært veldig fint om vi kunne fått laget en oversikt her inne på hvilke temperaturer som et naturlig for denne motoren på forskjellige turtall.  Har du forresten verdiene fra Yanmar som du refererte til?
 

Og som du nevner, så er maks anbefalt egt på denne 680 grader. 

 

[arnearmoa]

Verdiene fra Yanmar Norge fikk jeg bare  muntlig på messa på Lillestrøm for over et tiår siden, da jeg ble stående en stund og prate med dem. De sa at de pleide å kjøre dynotest på motorene de fikk inn, og verdiene ved maks effekt og ved normalt marsturtall i overkant av 3000rpm stemte med det jeg fikk på min Baltic da. Mener det var snakk om 640 eller 645 på maks og 550 pluss minus ved marsfart. Jeg aner ikke hvordan min og andres skrog osv. ligner på den testen mtp, motstanden ved ulike turtall. Det er jo motstanden som bestemmer effektuttaket, hvis du ikke aksellererer eller slakker av.

[VegJoh]

Takk for svar @arnearmoa. 

Det er litt mer jeg må ettergå før jeg kan være sikker på verdiene på instrumentet også. Dette er jo beregnede verdier omgjort fra analog volt til digitale signaler og jeg har ikke fått testet i så høye temperaturer som 650 grader under utvikling, så planen er å måle mV direkte fra proben og beregne manuelt temperaturen (mV / 0,041 for K-type) åpå F.eks på 3000 o/min over tid, og deretter gjøre samme måling med instrument i samme forhold.

 

Det kan også være at jeg kan ha 

 litt for «tung» propell og at dette øker temperaturen over det som er fornuftig. 
Så testing gjenstår, jeg lover å komme tilbake med resultater 

[arnearmoa]

Jeg husker ikke om du hadde sagt at du visste nøyaktigheten på ditt turtall, og beklager hvis jeg gjentar meg (gadd ikke å sjekke bakover nå).  Men den originale turtelleren til disse har ofte en tendens til å vise litt for mye, og Yanmar anbefaler at du klarer å oppnå 3950 ekte rpm.  Jo høyere rpm du klarer å oppnå, desto lavere effekt tar du ut av motoren på alle turtall under maks, når du kjører i konstant fart.  Jeg mistenker at hvis du klarer 3950 ekte rpm, så klarer du ikke å ta ut alle hestekreftene de skryter av der, og du tar ut mindre ved 3000 enn du ville gjort på 3000 med en propell hvor du ikke klarer mer enn 3800 på maks.  Men det er fordi farten er lavere, og da frister det gjerne med høyere marsj turtall for å kompensere.  Da er du gjerne likevel ikke så nær "pottekanten" som ved samme hastighet med den tunge propellen.  Men du har mer støy, motoren må snurre flere runder hvert år osv.

 

Bla bla bla... beklager 

[Komodo]

Jeg er mektig imponert @VegJoh  Her har du jo laget et komplett multifunksjonsinstrument fra A til Å, inkludert givere, OP-forsterker, diplay, instrumenthus og hele pakka! Tror ikke det er mange på forumet her som behersker alle disse disiplinene