VW Beetle EV kütteseade

[knob]

Kütteseade ШААЗ-015 on pärit Луаз marki vene maastikuautolt. Sellel masinal kasutati ka 40hj. "Zapaka" õhkjahutusega mootorit ja vajas lisakütet. Ahju soojusvõimsus on u. 2kW. Seda kütteseadet toodetakse Venemaal praegugi, ainukese modifikatsioonina on eelsüüte hõõgküünla impulsstoide, mis peaks vähendama hõõgküünla energiatarbimist. Hõõgküünal originaalis vajab 4V/30A (120W), vanematel ahjudel tekitati vajalik pingelang eeltakistiga, mis on autol niigi piiratud energiat raiskav lahendus. Idee poolest võib seda ahju kasutada ka bensiiniga, nagu originaalis ette nähtud on. Iseasi on voolukulu hõõgsüüte rakendamise korral, mis elektriauto puhul tuleb minimeerida. Samuti oli mulle ebameeldiv mõte ahju käitamisest bensiiniga. Gaasitoitel põleb ahi puhtamalt, seda on vaja vähem puhastada ja käivitamine on lihtsam, seda saab teha sädesüütega.

Sädesüüte impulsigeneraatori tegin võimalikult lihtsa, skeem on näha siit. Sädeme tekitamiseks on kasutatud vene konktaktsüüte süütepooli Б117, sobib ka Б115. Samuti võib kasutada suvalist muud 12V kontaktsüüte pooli. Parimaks süüteküünlaks on osutunud ülipika keermega NGK LZKAR7A, mis ulatub piisavalt põlemiskambrisse sisse. Seda küünalt kasutatakse Polaris ATV-del. Lühemad küünlad kipuvad tahmuma ja siis võib säde kaduda. Süüteküünla elektroodide vahe on painutatud laiemaks, 3-4 mm peale, see aitab tahmumist vähendada.

Gaasi pealeandmiseks on ballooni otsas tavaline 30mBar majapidamisgaasi reduktor, mida saab suvalisest ehituspoest. Olenevalt balloonist võib sobida ka selline reduktor. Kütteseadme karburaatori asemele sai 12V tüüritava solenoidiga gaasiklapp. Klapi järel on isetehtud düüs 1 mm avaga. Klapi avanemist/sulgumist tüüritakse digitaalse termostaadiga, mille andur mõõdab temperatuuri auto salongis. Kui seadistatud temperatuur on saavutatud, siis gaasiklapp sulgub ja süüteseadme töö ka peatub, kuid ahju ventilaator töötab edasi ja ahi annab veel mõnda aega järelsoojust. Digitermostaat hoiab temperatuuri 1C kraadi täpsusega, st. kui temperatuur langeb seadistatust 1 kraadi võrra madalamale, siis avatakse gaasiklapp ja süüteseade käivitab põlemisprotsessi uuesti. Salongi temperatuuri reguleerimine toimub siis salongi reaalse olukorra kohaselt.

Ahju kasutamisel on oluline jälgida, et ahju ventilaator saaks põlemise lõppedes voolu järeljahutuse ajaks. Selleks on põlemiskambris otsapidi sees kvartsklaasist pulk, mis kuumenedes pikeneb ja lülitab ahjul paiknevat lülitit, läbi mille saab voolu ahju ventilaator. See lahendus töötab hästi, kui on õieti reguleeritud ja mehaaniliselt vigastamata. Järeljahutus peaks toimima vähemalt 1 minuti.

Ahjuga ШААЗ-015 on analoogiline ka Zaporožetsitel kasutusel olnud ahi, viimane on veidi väiksem ja soojaõhu väljundotsad on teistsugused. Rakendamise mõttes erinevusi ei ole, saab kasutada ka seda. Samuti on olemas VW Põrnikale/Porschele mõeldud Webasto õhukütteseade ja Eberspächer Airtronic, mis on sarnased nendele vene ahjudele, kasutatut võib olla vaid keerulisem leida ja uus on kindlasti oluliselt kallim. Webasto õhkkütteahju gaasile ringitegemist pole uurinud, kuid ilmselt see ei erine palju. Vene ahjude peamiseks miinuseks on ventilaatori häälekus, aga tundub et need muud pole ka eriti vaiksed. Samuti vajas sobitamist ШААЗ-015 ahju 70mm väljundots praegu saada olevate 80mm Webasto soojaõhutorudega.
Kütteseade tarvitab ca 40W elektrivõimsust, kui klapp lahti ja süüde ka töötab, mis on täiesti vastuvõetav. Termostaat sööb voolu 20-70mA, olenevalt kas väljundi relee on rakendunud, väikese voolutarbe tõttu on termostaat pidevalt järel, et demoda reaalajas salongi temperatuuri. Ahju ventilaatorit saab kasutada ka külmalt, näiteks udu eemaldamiseks esiklaasilt. Gaasikulu peaks olema pideva põlemise korral 0,5-0,6kg/h ringis.

[niitsoo]

See ahju asi hakkas nüüd kohe huvi tekitama. Zaz ia luazi ahjude vahet ma väiselt ei suutnud tuvastada. Miks just 1mm düüsiks? Kas mootori pöördeid sujuvalt ei saa reguleerida? zazil vist oli kaks asendit. Selle järel jahutuse süsteemi asendus tänapäevase vastu on ka päevakorras olnud?
Ma ise olen ka kaalunud just zaz juba olemasoleva soendussüsteemi ja taha lihtsamalt vahetatava mootori tõttu. aga põrnikas natuke parem valik kuna parendavaid osi rohkem saada.

[knob]

Vanema tüübi ЗАЗ ahi näeb välja selline. Ahju koostejoonis.
Uuema tüübi ЗАЗ 968 ahi näeb välja selline.
Луаз tüüpi autodel kasutatav ШААЗ-015 ahi näeb välja selline.
Erinevused on peamiselt õhuvõtu ja väljapuhke suudmete kujus.

ЗАЗ ahjude lülitil on originaalis tõesti 2 asendit, kuid need ei ole mõeldud ventika kiiruse ega ahju võimsuse reguleerimiseks. Ahju juhtimise originaalskeem. Lüliti 2 asendit on vajalikud ahju süütamise protsessi juhtimiseks. Lüliti esimeses asendis sai eelsüüte hõõgküünal voolu peale. Siis kui hõõgküünla eeltakisti-indikaator, mis asus salongis ja oli vaadeldav, hakkas helepunaselt hõõguma, tõmmati lüliti teise asendisse, sellega käivitati kütuse pealevool ja ahi süttis.
Kui põlemiskambris asuval kvartsklaasist pulgal põhinev termolülitus soojenes üles, katkestas ahju mikrolüliti hõõgküünla toite. Ahi nimelt reaalselt ei vaja süüdet, kui põlemisprotsess on juba alanud ja kütuse pealevool on ühtlane. (Sädesüüdet kasutades on siiski mõttekas rakendada pidevalt toimivat süüdet, see on turvalisuse küsimus, juhuks kui kütuse pealevool mingil põhjusel lühiajaliselt peaks katkema ja hiljem taastuma, siis ei käi pauku.) Hõõgküünla toiteks on vaja liiga palju voolu (30A) ja ahju süütamine on sellega aeglane, raske on teostada ON/OFF tüüpi temperatuuri reguleerimist. Kogu see algne "automaatika" on olemuselt 1950'date tehnoloogia, tänapäeval saab ahju juhtimise lahendada tõhusamalt. Originaal installatsioonis oli probleeme ka elektrilise kütusepumba töökindlusega, selle kontaktor kippus jukerdama. Gaasitoitel loomulikult mingit kütusepumpa ei kasutata.
Järeljahutuse jaoks on kindlasti võimalik rakendada mingit aegreleed. Võimalik et põlemiskambri temperatuuri jälgimiseks ja järeljahutuse juhtimiseks sobib rakendada ka püromeetrilist seadet. Kui ehitada põlemiskambri temperatuuri kontroller, siis on loomulikult igasuguse automaatika tekitamine võimalik. Küsimus on, kas see kõik on vaeva väärt. Iseenesest on see termoandur kvartsklaasist pulgaga ka töökindel, kui see on reguleeritud ega ole ajaloo jooksul katki tehtud.

Küttesüsteemi ventika mootori pöördeid saaks kindlasti tänapäeval sujuvalt reguleerida, sobivaid kontrollereid on kerge leida. Kasutan sama PWM kontrollerit veomootori jahutusventilaatoriga.
Probleemiks kujuneb see, et ahi ei taha stabiilselt põleda lahja seguga, aga rikka seguga vähendatud ventika pööretega kasutades ahi kuumeneb üle ja võib kokku sulada. See põlemiskamber on ikka üsna punane ka ventika täispööretega. Seega ahju saab juhtida ainult ON/OFF režiimis, kusjuures tuleb arvesse võtta ka põlemiskambri järeljahutust.
1 mm düüs on paras kasutada 30 mBar gaasirõhuga. Olen näinud ka 50 mBar gaasireduktorit, sellega toimetab 0,8mm düüs.
Võimalik on kasutada gaasitoitega ka ahju originaal karburaatorit. Sel juhul antakse gaasi peale vedelkütuse ülevooluks mõeldud otsiku kaudu. Vedelkütuse sisendiks mõeldud otsik tuleb karburaatoril sulgeda. Karburaatori düüs tuleb suuremaks puurida. Karburaatori elektrilist kütuseklappi gaasiga ilmselt kasutada ei saa.
Kuna põlemine toimub rõhu all - põlemisõhku surutakse ventilaatoriga põlemiskambrisse - siis võib väljalasketoru suund olla ka allapoole, see ei tohi olla vaid liiga pikk. Max väärtused sisse- ja väljalaske torudele on olemas ШААЗ-015 ahju paigaldusjuhendis.

VW Põrnikas on el-auto baasiks ideaalilähedane, see kere lausa ootab elektrifitseerimist. Kõik detailid on võimalik paigaldada väga lihtsalt, lisaboonus on auto omapärane välimus ja mudeli huvitav ajalugu. Varu- ja tuuningosade saadavus on praktiliselt piiramatu. Soovitan kasutada küll liitiumakusid, siis võib õnnestuda säilitada isegi tagaistet.

[vootele]

Tahaks küsida veel sädesüüte skeemi kohta, nimelt on seal paralleelselt kondekad C6, C5, C2 ja C7, mille kohta ei ole mingit väärtust antud. Ainult C7 juures on väärtus 1.0
Mis kamm nendega on?

[knob]

Kammi pole, kõik 4 tk on 1,0uF/63V. Skeem on joonestatud vastavalt plaadile, kus on ruumi 4 tk kondekatele. Need panevad paika multivibra ühe ja teise õla lülitusaja. Kondekaid paigaldatakse plaadile vastavalt vajadusele ja võimalustele. Skeemil antud väärtustega on 4 uF hea.

P.S. Mode võiks tõsta ahju teema kuskile tehniliste üksikasjade alla?

Tahaks küsida veel sädesüüte skeemi kohta, nimelt on seal paralleelselt kondekad C6, C5, C2 ja C7, mille kohta ei ole mingit väärtust antud. Ainult C7 juures on väärtus 1.0
Mis kamm nendega on?

[vootele]

Millega sul need *.pcb ja *.sch failid on tehtud, ExpressPCB igatahes ei soostu neid avama...

[knob]

Millega sul need *.pcb ja *.sch failid on tehtud, ExpressPCB igatahes ei soostu neid avama...

Skeemi ja plaadi failid on Mentor Pads tarkvaraga tehtud, see on profiprogramm, muudega ei ühildu. Tuleb kasutada pdf-i. Vootele vt. ka oma e-maili.

[vootele]

Muide elfa foorumis väidetakse, et see solenoid ei olevat gaasikindel, täpsemalt pidi propaan lahustuma klapi tihendis ja selle ära lagundama...ähvardatakse mind igasugu hirmsate tagajärjedega...

[knob]

Süsteemi rõhk on 30mBar, seega gaasi palju peale ei tule. Olen suht kindel, et kellelgi Eestis ei ole piisavalt kogemust konkreetselt sellise klapi kasutamisega, ise kasutan nüüd pea pool aastat, seni probleemideta. Aga kui kahtled klapis, siis kasuta mõnda teist. Heaks põhimõtteks on gaas peale küttega sõitu kinni keerata. Selleks on ballooni reduktoril olemas gaasi sulgemise-avamise süsteem. Pahim mis võib juhtuda sel juhul, kui klapp peaks mitte sulguma: ahi ei kustu ja töötab edasi. Eks paistab, mismoodi klapp end üleval peab, senine kogemus on olnud positiivne.

Muide elfa foorumis väidetakse, et see solenoid ei olevat gaasikindel, täpsemalt pidi propaan lahustuma klapi tihendis ja selle ära lagundama...ähvardatakse mind igasugu hirmsate tagajärjedega...

[knob]

Võtame selle klapikese asja veidi põhjalikumalt ette. Klapi andmeleht.
Tihendis on tegemist NBR kummiga, tuntud ka kui nitriilkummi (Nitrile Rubber). Mis omadustega see on leiab huviline siit.

Väike tsitaat: It is used in the automotive and aeronautical industry to make fuel and oil handling hoses, seals, and grommets. It is used in the nuclear industry to make protective gloves. NBR’s ability to withstand a range of temperatures from -40 °C to +108 °C makes it an ideal material for aeronautical applications. Nitrile butadiene is also used to create moulded goods, footwear, adhesives, sealants, sponges, expanded foams, and floor mats.
... Nitrile, like natural rubber, can be attacked by ozone, aromatic hydrocarbons, ketones, esters and aldehydes.

Viimast lauset seoses propaangaasiga võiks kommenteerida keegi keemias rohkem kodus olev?

Eesti keelne tsitaat:
Nitriilkumm (NBR) -35º C +100º C
Nitriilkummi kõige märkimisväärsem omadus on õlikindlus, samuti on ta sobilik kütustele ja lahustitele. Õlikindlus paraneb küll akrüülnitriili osakaalu suurendamisel, kuid see halvendab kummi elastsust madalatel temperatuuridel. Ei ole väga vastupidav karmidele ilmastikutingimustele ja osoonile. Nitriilkumm on enamlevinud voolikumaterjal, samuti on nitriilkummist O-rõngas jm tüüpi tihendid.
+ Väga hea kütuse, õli- ja naftaproduktidekindlus
- Vähene vastupidavus karmidele ilmastikutingimustele ja osoonile.