Solenoid motor voor tuintractortje

Op 27 mei 2022 15:54:22 schreef m.bouwer:
Kunnen we zeggen dat de richting om te komen tot een solenoidmotortje met 100 Watt aan de krukas zich aftekent

Ik zou eerst eens kijken of ik die één cilinder aan de gang krijg. En dan kijken wat dat ding levert aan de krukas. Ben bang dat 100 Watt heel erg optimistisch is.

Met de behuizing met spoel erin ondergedompeld in water en 9 volt / 10 ampère erop is er een duwkracht van 2,5 kilo.

Kunnen we zeggen dat de richting om te komen tot een solenoidmotortje met 100 Watt aan de krukas zich aftekent?

Nee bij lange na nog niet. Je duwt er nu wel ca 90W in, en dat zal met een beetje geluk tussen de 5 en 8 watt op de krukas zijn. Je moet dus nog een factor 12x groter

Ik zie ook niet hoe een onderwater gedompelde spoel een functionerende motor oplevert. De plunjer moet dan ook steeds door het water wat dus remmend werkt.

Op 27 mei 2022 20:09:57 schreef benleentje:
Ik zie ook niet hoe een onderwater gedompelde spoel een functionerende motor oplevert. De plunjer moet dan ook steeds door het water wat dus remmend werkt.

Je moet natuurlijk alleen de solenoid water of olie gekoeld maken.

Sorry voor late reactie op sparky !

25 mei schreef ik onder andere;

Het valt mij verder op dat ik zo snel nergens gelezen heb over het zo licht mogelijk houden van de drijfstang en zuiger, oftewel de op en neer gaan de onderdelen. Stel dat de zuiger 1000 KG weegt dan moet die 1000kg iedere ronde twee maal op gang gebracht en afgeremd worden.Dat kost een bult energie. Bovendien staat de zaak ongelooflijk te schudden en is de slijtage navenant. (overdrijven maakt de zaak duidelijk ) ik zou dus streven naar zo licht mogelijke onderdelen.

daarop antwoordde Sparky

SparkyGSX
Gepost woensdag 25 mei 2022 22:31:21 |Quoten
Het afremmen en weer op gang brengen van die massa kost in principe geen energie; bij het afremmen wordt die overgedragen aan de krukas en bij het versnellen wordt die energie weer aan de krukas onttrokken.

----------------------------------------------------------

Ik heb er nog even over nagedacht maar ben het er toch echt niet mee eens. Laat ik proberen nog eenmaal (door overdrijven) mijn standpunt duidelijk te maken;

Stel je hebt een krukas van balsahout, 50 gram "zwaar" en een zuiger/plunjer van 1000 gram. De solenoid trekt zich een ongeluk om de zuiger/plunjer omhoog te trekken en zodra de zuiger bovenste dode punt bereikt staat deze begrenst door kruk-drijfstang met één klap stil. de balsemhouten krukas doet nog een vruchteloze poging de zuiger omlaag te trekken maar eindigt toch bibberend rond bovenste dode punt totdat de solenoid de zuiger weer langzaam (massatraagheid) in beweging brengt. Dit kost (lees vernietigt) echt nodeloos veel energie in mijn ogen.

Andersom zou beter zijn voor de rondloop van de motor en behoud van energie. Zuiger van 50 gram en krukas van 1000 gram. Dat zal ook niet vlot accelereren (autotuners draaien vliegwiel niet voor niets af voor snelle response op gasgeven). Maar als de zaak eenmaal draait op 500 rpm dan loopt het zeer gelijkmatig en is iedere arbeid van de solenoid een toevoeging aan "opgeslagen energie" in het vliegwiel.

Ben benieuwd naar jullie mening. Temeer omdat dit leuke concept toch al slim ingericht moet worden omdat er al niet veel vermogen beschikbaar is aan duw en trekkracht. Nogmaals de 50 en 1000 gram zijn niet realistisch maar dienen om mijn standpunt (hopelijk) te verduidelijken.

In de praktijk gebeurt dat natuurlijk nooit en en heeft de krukas ook een soort contra gewicht die het gewicht van de drijfstang plus zuiger uit balanceert. Om zo minimaal trillingen in de motor te hebben en het behoud van het vliegwiel effect.

De beweging van zuiger is een sinusfunctie de snelheid is al voor het dode punt al minimaal er is dus al afgeremd tot bijna stilstand.

Massa van de zuiger is niet zo belangrijk maar moet wel gecompenseerd worden in de krukas. Anders zou geen enkele motor met krukas goed kunnen werken.

Toch is de massa van een zuiger wel belangrijk een 3cc motor kan veel meer toeren maken dan een een scheepsdiesel. Maar er is denk ook geen lager te vinden die een scheepsdiesel 20k rpm kan laten draaien.

Dus tenzij snelheid belangrijk is denk ik dat het gewicht van de zuiger weinig uitmaakt. En toch wil je alles zo licht mogelijk om ongewenste grote krachten in de motor te beperken.

Op 1 juni 2022 22:16:26 schreef 240diesel:
...

Ben benieuwd naar jullie mening. Temeer omdat dit leuke concept toch al slim ingericht moet worden omdat er al niet veel vermogen beschikbaar is aan duw en trekkracht. Nogmaals de 50 en 1000 gram zijn niet realistisch maar dienen om mijn standpunt (hopelijk) te verduidelijken.

SparkyGSX heeft gelijk.
Je hebt in zoverre gelijk dat een schuddende en trillende lawaaiige motor meer energie verspilt dan een gelijkwaardige stille er rustige motor. Trillingen en lawaai wordt omgezet in warmte en die warmte is niet beschikbaar op de krukas. Procentueel zijn die extra verliezen verwaarloosbaar. Geldt ook voor extra slijtage. Om dat te beperken hebben ze motorolie uitgevonden (koegras = koeling, geluiddemping, reiniging, afdichting, smering)

OT:
Waarom kan ik de 'g' van geluiddemping geen underscore geven?

@Ohm pi,

Dat doet het font met letters die anders door de lijn zouden gaan.

keysight philips bruel&kjear

Een hoofdletter G werkt wel.

[Bericht gewijzigd door Sine op 1 juni 2022 23:31:42 (13%)

waarvan akte, dankjulliewel

Andere uitleg: stel dat alles wrijvingsloos is. Stel we hebben een krukas-vliegwiel-zuiger systeem en we geven dat een slinger in het bovenste dode punt. Als we de krukas massaloos veronderstellen dan wordt de text hieronder leesbaarder.

Op dat moment bevat het vliegwiel energie, de zuiger staat stil. Maar de zuiger gaat bewegen en ontrekt dus energie uit het vliegwiel. Halverwege naar het volgende dode punt is de energie in de zuiger maximaal en in het vliegwiel minimaal (maar niet nul). Zo blijft er wat energie tussen vliegwiel en zuiger heen en weer pendelen,

Deze plunjer bestaat uit buis opgevuld met ijzer.
Met waterkoeling en 30 ampère van mijn lasapparaat is de trek- en drukkracht 10 kg.

Op deze manier lijkt het mij een krachtig 1-cilinder motortje te worden.
En ik heb maar 2 korte pulsjes per omwenteling nodig.

Maar dan kom ik weer op de vraag hoe ik iemand kan vinden die de besturing kan maken.

Op 3 juni 2022 17:10:09 schreef m.bouwer:
Maar dan kom ik weer op de vraag hoe ik iemand kan vinden die de besturing kan maken.

Kun je dat zelf niet met hulp van hier?

Je kon zelf ook de spoel wikkelen, dus dit gaat ook wel lukken denk.

Als je bijvoorbeeld twee microswitches gebruikt in combinatie met twee mosfets kun je het al werkent krijgen. En wat beveiliging voor je mosfets uiteraard.

Op 3 juni 2022 17:10:09 schreef m.bouwer:
Op deze manier lijkt het mij een krachtig 1-cilinder motortje te worden.
En ik heb maar 2 korte pulsjes per omwenteling nodig.

Maar dan kom ik weer op de vraag hoe ik iemand kan vinden die de besturing kan maken.

Met vermogen dat je kunt leveren is de integraal van de kracht over de lengte, dus ik weet niet waarom je blijft volhouden dat je maar korte pulsjes nodig hebt, dat wat is echt onzin.

Ik heb al meerdere keren ideeën aangedragen over hoe je dit kunt aansturen; een Hall sensor en H-brug (voor als je de onvermijdelijke magneten in de zuiger gaat plaatsen) zijn genoeg. Zolang je een ijzeren zuiger gebruikt, sluit je de spoel aan tussen één halve brug en de ground of voeding, zodra je de magneet plaatst hang je de spoel tussen 2 halve bruggen, zodat je de stroom kunt omkeren.

Een BTS7690 als H-brug lijkt me lekker simpel.

Met 30 ampère (of hoger) wordt de kracht op de plunjer 10 kg (of meer)
Maar het water rondom de spoel wordt ook snel warmer.

Vandaar dat ik aan pulsen dacht om de stroom niet te lang achtereen in te schakelen.

Daarbij is het steeds mijn idee dat ik het maken van de besturing beter kan over laten aan iemand die daar verstand van heeft.
En samenwerken vind ik zoveel plezieriger.

Vandaar dat ik aan pulsen dacht om de stroom niet te lang achtereen in te schakelen.

Dan wordt de kracht ook evenredig minder. Komt overeen met de stroom verminderen.

Je kan wel met pulsbreedtevariatie het te leveren vermogen en dus ook toerental van de motor regelen. Korte pulsen = laag toerental, weinig vermogen. Lange pulsen = hoog toerental, veel vermogen. Voor een ideale solenoidmotor in onbelaste toestand is een pulsbreedte van 0% genoeg. (perpetuum mobile).

Op 3 juni 2022 19:54:12 schreef m.bouwer:
Met 30 ampère (of hoger) wordt de kracht op de plunjer 10 kg (of meer)
Maar het water rondom de spoel wordt ook snel warmer.

Het is niet voor niets dat ik ooit eens heb uitgelegd waarom een klein model eerst helemaal bouwen en werkend krijgen beter is.

Er is toch al een paar keer uitgelegd dat er helemaal geen ingewikkelde besturing nodig is als het gaat om een kleiner schaal model en misschien ook niet eens voor een groter model.
Auto's hebben toch ook lange tijd rondgereden met enkel contactpuntjes. Ook toen wisten ze dat het niet geweldig was maar het was toch wel goed genoeg.

Op je krukas heb je dus iets van 1 of meerdere sensoren of schakelaars nodig. Bij een model wat aan ca 3A genoeg heeft kan je nog wel een gewone microswitch gebruiken. Die zal het dan geen maanden volhouden omdat 3A spoelstroom gewoon teveel is maar ze zijn ook goedkoop en zullen het zeker wel uren- dagen uithouden. Voordeel van een microswitch is dat ze een heel kort schakelmoment hebben en dus nauwkeurig en constant altijd op hetzelfde moment schakelen.

https://www.benselectronics.nl/lichtsluis-sensor-5v.html
Met een lichtsluis (zie link) kan je qua timing nog iets nauwkeuriger op tijd schakelen. Op je krukas komt er dan een schijf met uitsparingen wanneer er geschakelt moet worden. Die kan op zijn beurt weer een FET, transistor, H-brug oid aansturen.
Een hall-sensor/ schakelaar kan ook. Een hall-schakelaar schakelt als er een magneet lang komt. Een hall-sensor meet het magneet veld waarmee je dan ook weer iets kan schakelen. Maar ik heb daar geen ervaringen mee en het lijkt mij lastig om de magneten op de goede positie te krijgen maar dan ook dat de pulslengte klopt. Dat laatste kan dan alleen als er weer meer elektronica bij komt kijken.
Maar ik denk dat SparkyGSX daar wel meer over weet.

Maar het eenvoudigste is gewoon een microswisch die direct de spoel aanstuurt. En een bijbehorende nokken as op de krukas.

En samenwerken vind ik zoveel plezieriger.

Dat begrijp ik maar voor mij onmogelijk ik heb al 3 jaar een burnout alleen al de rit er naar toe is al te veel.

Als je iets concreets heb met bv microswitch of lichtsluis dan kan er hier wel een schema gemaakt worden.

Hoe je het aanstuurt maakt niet veel uit: voor een bepaalde beweging/kracht is evenveel energie nodig.
De kracht van de slag regel je niet met pwm maar met lengte en tijdstip van de bekrachtiging.

Op 3 juni 2022 22:33:46 schreef Arco:
Hoe je het aanstuurt maakt niet veel uit: voor een bepaalde beweging/kracht is evenveel energie nodig.
De kracht van de slag regel je niet met pwm maar met lengte en tijdstip van de bekrachtiging.

Amen. Ik ben opgehouden met reageren, omdat TS dit niet wil zien.

Op 3 juni 2022 23:00:10 schreef High met Henk:
[...]

Amen. Ik ben opgehouden met reageren, omdat TS dit niet wil zien.

En dat krijg je doordat TS nog steeds geen werkend klein schaal model heeft gemaakt. Als het eenmaal wekt dan kan je met alle variabelen gaan spelen en leren wat dat doet op je werkende model en dat is toch heel wat anders als hoe het theoretisch zou moeten werken.

De kracht van de slag regel je niet met pwm maar met lengte en tijdstip van de bekrachtiging.

Aan het begin van de slag zal je juist je maximale kracht willen hebben en dan kan je in het middenstuk wel gaan terug regelen met PWM zodat de warmte in spoel wat minder word. Echter dat is met een klein schaal model niet nodig dat komt pas eventueel met opschalen.

Ook als de elektrische weerstand van de spoel heel erg laag is kan PWM wel nodig zijn als je bv enkel maar een vaste 12V spanning hebt van een accu. Maar ook hier weer met een kleiner schaal model is dat niet nodig dan kan je met de regelbare voeding een stuk eenvoudiger werken.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 3 juni 2022 23:19:26 (15%)

In het begin van de slag heb je rendement 0!

Je staat in bdp. Vergelijk het met je trapper van je fiets bovenin zetten en er dan op gaan staan: geen arbeid geen energieoverdracht.

Bij een verbrandingsmotor kan het niet anders, maar in dit concept wel.

Je wilt de spoel halverwege de slag juist maximaal aansturen en de spoel moet ook OM de zuiger heen zitten halverwege de slag...

In bdp en odp mag hij er best uit komen. Daar zou ik hem niet eens aan willen sturen. Rendement is NL. Nul

Rendement halverwege (de 90°) is ca 90% als je het goed doet (vergelijkbaar met elektromotor) alleen rendement zakt in als je er verder vanaf komt tot dus 0 in odp en Bdp.

[Bericht gewijzigd door High met Henk op 4 juni 2022 06:55:24 (22%)

Ik zit even na te denken: De verliezen zijn evenredig met het kwadraat van de stroom. Dus als je arm op 1:10 staat kwa kracht-overdracht, dan kan je 1/10e van de max stroom sturen, zodat je tegen 1% van de verliezen toch nog IETS aan effect krijgt. Ik denk dat de stroom idealiter dus sinusvormig zal zijn, met enige aanpassing als de kracht van de plunjer niet constant is.

Op 4 juni 2022 06:49:59 schreef High met Henk:
In het begin van de slag heb je rendement 0!

Je staat in bdp. Vergelijk het met je trapper van je fiets bovenin zetten en er dan op gaan staan: geen arbeid geen energieoverdracht.

Bij een verbrandingsmotor kan het niet anders, maar in dit concept wel.

Je wilt de spoel halverwege de slag juist maximaal aansturen en de spoel moet ook OM de zuiger heen zitten halverwege de slag...

In bdp en odp mag hij er best uit komen. Daar zou ik hem niet eens aan willen sturen. Rendement is NL. Nul

Dit is precies hoe het nu werkt.

@ TS,

Je zou zoiets kunnen maken om te testen met je 1 cilinder.

Ik weet natuurlijk niet tussen de hoeveel graden je spoel nu de meeste kracht levert, dat weet je zelf het beste.

Stel dat, dat tussen de 30 graden na het ODP en 30 graden voor het BDP is. Zie voorbeeld.

Dan maak je een nokje op de krukas die je micro switch bediend, zorg dat je die kunt verstellen dan kun je daar een beetje mee spelen. Dus dan schakel je de spoel bijvoorbeeld in bij 30 graden na het ODP en je schakelt de spoel uit bij 30 graden voor het BDP. Dit is voor een enkel werkend systeem. Als je het dubbel werkend wil doen wordt het uiteraard anders.

Je kunt ook een hall sensor of bijvoorbeeld een lichtsluis nemen om de mosfet te triggeren, maar dit is voor de test het makkelijkste.

Het schemaatje staat ernaast, hoop dat het duidelijk is zo.

Die 10k pull down kan ook naar de 1k.

Op 4 juni 2022 10:03:52 schreef m.bouwer:
[...]

Dit is precies hoe het nu werkt.

Heb je al iets dat werkt dan? Ik heb het idee dat je meer de problemen aan het opzoeken bent ipv het eens in de praktijk uit te proberen.

Zoals ik al eerde zei auto's hadden vroegen enkel contact puntjes voor de ontsteking en dat leverde een prima werkende motor op. Dus er is helemaal geen ingewikkelde besturing nodig om het werkend te krijgen.

Daarvoor had je stoomlocomotieven in een tijd dat er nog niet eens elektriciteit was uitgevonden. Al met al zat dat nog best een ingewikkelde besturing op met kleppen en kranen om de boel goed in te stellen maar wel alles mechanisch.