Mijlpaal: elektrisch varen werkt!

6 juli 2015 was een mooie dag. De Cecilia is weer te water gelaten na ruim 2 maanden op de kant en heeft met de nieuwe elektrische aandrijving de thuishaven bereikt!

In april dacht ik nog dat het een paar weken werk zou zijn en dat ik in juni wel weer kon varen. Dat bleek toch tegen te vallen. Nadat de boot eind april bij Bijdam op de kant was gelegd had ik een werklijstje voor ze gemaakt in de hoop dat zij een paar klussen voor mij konden doen terwijl ik met het gezin op vakantie zou zijn. Dat was niet gelukt omdat zij teveel werk hadden aan al die andere bootjes die ook weer in het voorjaar wilden varen. En natuurlijk wilden de medewerkers van Bijdam graag dat ik erbij zou zijn.

Viktor (medewerker van Bijdam) heeft na mijn vakantie zo snel als mogelijk de beide koelers in het vlak gelast terwijl ik de huiddoorvoeren voor de ontluchting en warmte circulatie van de koelers heb gemonteerd. Daarna heb ik de koelelementen gemonteerd en afgeperst met lucht om vast te stellen dat er geen lekkage zou zijn. Ook heb ik het onderwaterschip van een eerste koolteerlaag voorzien.

Het voordeel van de stalling bij Bijdam was dat ik gebruik mocht maken van de werkplaats met alle machines. En natuurlijk snel en gemakkelijk uit de voorraad artikelen kon putten. Ik ben heel wat keren de winkel in en uit gelopen om bronzen doorvoeren, kniestukken, slangpilaren en slang en om ander klein materiaal te pakken. Als je thuis werkt heb je niet zo’n voorraad en rij je dus de hele tijd heen en weer.

De schroefas installatie

Eind mei trof ik op Marktplaats een advertentie van een 2e hands Python stuwdruklager type P200W. Er werd een adapterflens bijgeleverd plus een 55mm klembus. Het type voldeed aan mijn wens maar de 55mm klembus was eigenlijk een beetje iel. En natuurlijk moest ik nog aan een bijpassende homokineet komen en moest ik een adapter maken voor op de elektromotor. De eerder via Marktplaats verkregen homokineet (P60) was te klein en niet geschikt voor deze P200. Die heb ik inmiddels via Marktplaats verkocht.

Met leverancier Dintra wisselde ik wat gegevens uit via de mail, compleet met foto’s, om er een werkende set van te kunnen maken. Nadat ik opdracht had gegeven voor levering van de homokineet meldde Dintra mij dat op de foto’s bleek dat ik een oud type P200 had en dat hun homokineet daar niet meer op paste. Weer een kat in de zak? Ik heb de spullen achterin de auto gegooid en ben naar Putten gereden om daar samen met een medewerker in het magazijn te zoeken naar een werkende combinatie. Het kwam er op neer dat zij de ontvangende as-adapter uit het lagerhuis hebben geperst en hebben vervangen voor een nieuw type adapter, compleet met klembus 75mm. Daarop zou een nieuwe homokineet passen. Mooie en snelle service en met een klein beetje bijbetalen kon ik nu weer huiswaarts. De andere adapterflens zou op een draaibank aangepast kunnen worden zodat deze eveneens met een klembus 75mm op de as van de elektromotor kon worden geplaatst en aan de andere kant de homokineet. De spiebaan van de elektromotor zou dan komen te vervallen. George Zwart (wereld beroemd artiest in Oostknollendam en eigenaar van een metaalbedrijf) wilde dit draaiklusje wel uitvoeren.

Daarna heb ik de tussen-as op de zaagbank gelegd. Er moest na een ruwe meting 130 cm afgekort worden zodat de as wat handelbaarder werd. De flens die bij de gland gemonteerd was kon niet meer verwijderd worden zonder deze te beschadigen. Ik heb de as daarna licht opgeschuurd zodat deze weer toonbaar werd. De draaibank van George was niet geschikt voor deze as diameter van 80mm maar Fred Wouda in Westknollendam kon dit wel. De as met de flens paste precies in de machine. Er was letterlijk geen millimeter over. Fred heeft met papiertjes in de bek geklemd de as uitgeklokt en daarna 5mm verjongd. Ik kon de as daarna op de juiste lengte afzagen, met de hijskraan de as van bovenaf weer in de boot laten zakken en het hele handeltje in de boot monteren.

Het steunlager had ik al een keertje gedemonteerd en schoongemaakt. Dat was fijn want daardoor stond de hoogte van de as min of meer vast. Het uitlijnen van het steunlager bleek lastig. Als ik de bouten te vastzette kon de as op de hand niet meer gedraaid worden. Ruim 100 jaar en het vele opbokken doet de positie blijkbaar veranderen. Iets om rekening mee te houden! Ik heb een positie gezocht die het meest gunstig leek en alle bouten handvast gedraaid. Na enkele proefvaarten als de as zich gezet heeft zal ik het nogmaals controleren.

Stuwdruklager en homokineet

Een ander verhaal was het stuwdruklager. Dit moet direct tussen het steunlager en de motor gemonteerd worden. De totale lengte van het stuwdruklager, compleet met homokineet en alle boutkoppen, meet 51,5 cm en ik had 53cm ter beschikking. Er was dus enige ruimte om de klembussen te plaatsen, te verschuiven en vast te zetten. Nadat ik een proefopstelling had gemaakt leek het alsof de motor toch 15 mm verhoogd moest worden. We hebben de motor er dus uit gehesen en ik heb m.b.v. de stelbouten de hoogte iets opgevoerd en er daarna een extra strip opgelast. Daarna alle motorsteunen vast gelast en de motor weer teruggeplaatst. En dit was het effect:

De hoek was natuurlijk veel te groot. Dom, dom, dom. Waarom had ik bedacht dat de motor verhoogd moest worden? Het is een raadsel. Ik had het vooraf toch allemaal goed opgemeten. Nu moest de motor weer los van de fundering, de homokineet los, motor er uit gehesen, fundering weg geslepen en daarna alles weer terugplaatsen. Een dag werk voor niets. Het resultaat was nu gelukkig wel goed.

Ik heb een paar steunen gemaakt voor het stuwdruklager en deze met rubber trillingsdempers aan het lager gemonteerd en vast gelast aan de fundering. Daarna alles in de verf gezet en op naar de volgende klus.

Plaatsen van de generator

Op 10 juni heb ik de generator thuis opgehaald met het karretje. Voor het hijsen moest eerst een evenaartje gemaakt worden. Die heb ik op maat gemaakt van een stuk steigerpijp met drie ogen zodat ik het gewicht kon verdelen. Met een handtakeltje erbij kon de generatorset in één beweging op de rubberen steunen worden geplaatst. De steigerpijp boog wel wat door onder het gewicht van de genset. Soms zit het mee.

Het plaatsen bleek dus door alle voorbereidingen een eenvoudige klus. Lastiger was het aansluiten van de generatorset.

Uitlaat

Als eerste ben ik begonnen met het maken van de uitlaat. Voor de oude Caterpillar had ik ooit een voordemper gemaakt die de lage sonore brom er uit filtert. Deze wilde ik opnieuw gebruiken. De eind demper van de Caterpillar zat nog onderdeks met de aansluiting op de spiegel. Maar dat uitlaatsysteem had een diameter van 89mm terwijl de uitlaat van de Perkins 56mm is. Bovendien had ik destijds meerdere typen flensadapters gebruikt. Ik heb dus verschillende verloopstukken moeten maken, zowel klemuitvoering als met gelaste flensen die daarna weer aan elkaar zijn gebout. Er zitten twee flexibele stukken in die de trillingen kunnen opvangen. De demper die bij de Perkins werd geleverd heb ik niet gebruikt. De hele constructie hangt nu beweegbaar aan het onderdek en is geïsoleerd. Het was geen fijne klus. Rechts naast de generator gaat de uitlaat door een schot en daarachter is circa 50 cm ruimte om boven je hoofd een demper van 50 kilo te monteren en de glas- en steenwol isolatie te plaatsen. Ik heb de glas- en steenwol omwikkeld met brandblusdekens (glasvezel) die ik bij de bouwmarkt heb gehaald. Dit heeft op de Caterpillar ook zo’n 10 jaar tevreden gefunctioneerd. Uit de eerste proefvaart die is gemaakt blijkt het geluid redelijk te zijn. Misschien dat ik de einddemper ooit nog vervang door de Perkins demper.

Koeling

Voor de koeling moest ik op zoek naar een expansietank van 5-10 liter. Bij de autohandel is dit niet te vinden maar bij Blokland heb je keuze genoeg. Het lastige is dat de koelaansluiting van de Perkins bovenop het blok zit en dat ik tot aan het dek slechts 10cm ruimte heb. Als je rekening houdt met een ontluchting en vulopening via de expansietank, lukt dat dus niet. Of er zou een vuldop in het dek moeten komen. Ik heb een ontluchtingskraan boven de motor gemaakt en een extra kraan op het diepste punt. Voor mijn zonneboiler thuis heb ik een drukpomp waarmee ik glycol in het solarsysteem kan persen. Deze pomp heb ik nu ook gebruikt om het hele systeem te vullen nadat ik met rubberslang de aanvoer en retour aan de beunkoelers heb gekoppeld. Er is bijna 30 liter vloeistof ingeperst. Op de foto links zie je het bruine expansievat boven een koeler met er naast de ontluchtingskraan. De rechterfoto de 2e koeler en de drukpomp.

Brandstof

De Perkins heeft een brandstof opvoerpomp met een waterscheider. Ik heb een tweede grotere waterscheider geplaatst en de beide tanks aan elkaar gekoppeld met 22 mm leidingen en kranen met een aftakking naar de waterscheider. Op één vd kunststoftanks heb ik een niveaumeter geplaatst (overgezet van de oude stalentanks) en een vulaansluiting naar het dek gemaakt. De andere tank heeft de retourleiding gekregen die terugkomt van de Perkins. Een gebogen rvs leiding die tot op de bodem komt en in een puntstuk is gekneld. De ontluchting heb ik gemaakt van buigzaam 15mm koperleiding en komt boven de motor uit, vlak bij het luchtfilter. De opvoerpomp heeft enkele minuten staan draaien om voldoende druk te krijgen.

Elektrische aansluitingen

In een eerdere post beschreef ik al dat de besturingskast van de generator nu aan de voorzijde is geplaatst. Ik moest daarvoor alle kabels verlengen. De originele aansluitplug voor de motorbesturing heb ik verwijderd en bij Conrad heb ik nieuwe stekers gekocht voor een stel verlengkabels. Ook de kabels die van de dynamo komen, moesten verlengd worden voordat ze de distributiekast ingeleid konden worden.

Op de foto de verlengde aansluitingen van de dynamo en rechts naast het luchtfilter de stekerverbindingen voor de motorsturing.

De distributie- en aansluitkast had ik thuis al voorbereid met extra klemstroken. Nadat ik de omkisting voor de genset heb aangebouwd, kon de distributiekast worden geplaatst en kon alles worden aangesloten en kon de generator voor het eerst worden gestart.

Het display met de besturingstoetsen (DCP10) zit nu nog in de deur van de distributiekast. Deze zal ik later in de stuurhut inbouwen en met nette verlengkabels en stekers koppelen. Ik heb een paar testruns (Youtube filmpje) gemaakt op de wal om de generator te testen.

Proefvaart

De inverter voor de elektromotor was thuis al geprogrammeerd. De 65 kilo zware kast hebben we met de heftruck aan boord gezet en nadat ik een steun had gemaakt, is deze onderdeks opgehangen. De 25mm2 kabels had ik thuis allemaal al voorbereid en konden direct worden aangesloten. De aardleidingen van de motor, generator en distributiekast zijn met koperpasta en M8 bouten aan de fundatie verbonden. Op de wal heb ik toen een proefdraai gemaakt van 30 minuten om te constateren dat alles functioneerde. Op vrijdag 3 juli heb ik in alle vroegte (het werd die dag ruim 30 graden) de boot nog een keer geteerd. Zondags de hydrauliek besturing weer aangelegd en op maandag hebben we het vetkoord in de gland nog gecontroleerd, 50 liter diesel in de tanks gekieperd en was de Cecilia-E klaar voor de tewaterlating!

Voor de kade bij Bijdam hebben we de genset en de elektromotor een uurtje laten draaien. De bedrijfstemperatuur van de genset bleef rond de 84 graden terwijl het afgenomen vermogen rond de 10kW lag. De koeling werkt dus goed. De beveiliging ook want toen we de potmeter te snel te ver draaiden (richting 30kW) sloeg de generator uit en gaf een Undervolt foutmelding. Logisch want een genset in deze opstelling is niet geschikt voor te snelle lastwisselingen. Daarvoor hebben we straks de accu’s die dit soort klappen kunnen opvangen.

We hebben de trossen losgegooid en zijn slingerend (lucht in de stuur hydrauliek) over de Zaan terug naar huis gevaren. De aandrijving werkt perfect. Precies zoals ontworpen.

Bij een afgegeven vermogen van 5 kW varen we al met een behoorlijke snelheid en boven de 10kW (13,5 PK!!!!) hebben we een snor voor de boeg. We hebben het vermogen opgevoerd tot circa 25kW, hoger gaat nog niet. De boot is nog niet goed beladen en moet nog zeker 10-15 cm zakken. Bij hoger vermogen slaat de schroef lucht en verliest rendement. Dat is allemaal berekend en voorbij als de accu’s geplaatst zijn. Het vooruit/achteruit slaan is natuurlijk wel anders dan bij een mechanische keerkoppeling. De schakelaar doet zijn werk maar brengt het toerental eerst terug naar 0 voordat de motor omkeert. Dat kost wat tijd en dus remvermogen. Maar daar valt aan te wennen. En misschien kan wat programmeerwerk op de inverter dit nog verbeteren. De eerste resultaten zijn dus fantastisch. Over enkele weken zal ik de eerder beschreven en berekende grafieken toetsen met een uitgebreide testvaart. Tot dan!