Flödesmätning, diesel - en idé

[raol 2 365]

Jag satt och funderade på att mäta bränsleförbrukningen i nära realtid för en diesel. Som många ju vet är det ett returflöde från motorn med "oanvänd" diesel som inte behövdes för stunden och som också kyler delar av motorn på vägen. Eftersom det är ett returflöde kan man inte sätta en flödesmätare på bara ena bränsleledningen och vara nöjd, för den kommer att visa åt helsike fel. Alternativet då är att rigga en lösning med två flödesmätare, en på matningen till motorn och en på returen, och sen med nån enkortsdator och lite kod beräkna skillnaden, nettot, mellan de två.

Men jag undrar om det inte går att lösa relativt enkelt med en annan metod.

Man bygger då en extra, mindre tank som matning till och från motorn kopplas till, och placerar tankens översta del lägre än huvudtankens lägsta del. De två tankarna är sammankopplade med en bränsleslang. I den lägre, mindre tanken sitter det en flottör, likt den i en förgasare, och på flottören ett lock som täpper till tillflödet från huvudtanken när den mindre tanken är full. På så vis flödar diesel endast i en riktning mellan huvudtanken och lilltanken, och där kan man sätta en flödesmätare. Den kommer förmodligen inte att reagera fullt så snabbt som en på den primära bränsleslangen i en bensinmotor, men om den integrerar vettigt borde den ändå kunna ge ett nära-momentant värde för förbrukningen.

 

Jag kan ha gjort nån tankevurpa här, så påpeka gärna om ni kommer på nåt.

 

[Hybro 1 152]

Jag kör med en 5 liter-graderad träpinne, rakt ned i tanken. 

Behöver ingen el för att funka. 

Möjligtvis lite ljus på natten. 

[IngemarE 3 619]

Den kommer mycket riktigt reagera mycket långsamt, och @Hybros träpinne är nog ungefär lika snabb. Och det man oftast vill veta med denna typ av mätning är hur mycket diesel det drar NU, i detta gångläge o.s.v. Inte hur mycket det dragit senaste dagen eller veckan. Så flödesbränslemätning är nog mest intressant för motorbåtar, och det är där det kan finnas pengar att spara.

 

Det andra är att "lilltanken" behöver vara ganska stor för att inte bränslet skall värmas upp för mycket. Och den vill man ju ha så liten som möjligt för att få ett snabbare resultat.

En annan sak med flottör är att du måste ha luft ovanför. Det vill du inte ha i ett dieselsystem. Dessutom skvalpar det ganska duktigt när båten går i vågor. Möjligen skulle en helt vanlig backventil på slangen mellan tankarna kunna fungera och göra det du är ute efter.

 

Så gör man ett lufttomt system med backventil är nog principen i och för sig ok, då undertrycket i "lilltanken" (framflöde minus retur blir ju negativt tryck) kommer ersättas av bränsle som då passerar den enda givaren. Har du dessutom fått ut all luft ur "lilltanken" bör det bli ganska snabb/momentan läsning också.

 

Så kruxet som är kvar att kyla returbränslet. Då hade jag nog istället kört returbränslet via en liten värmeväxlare och växlat av värmen mot sjövattnet, det som kyler motorn (innan det går in i motorn), och sedan lagt in den nerkylda returen med en T-koppling. Ingen "lilltank" och enkelt.

Redigerad 13 Februari , 2022 av IngemarE

[Mackey 4 472]

Kul med kreativa idéer! 

 

1 timme sedan skrev raol:

Jag kan ha gjort nån tankevurpa här, så påpeka gärna om ni kommer på nåt.

Vi kollar...

 

1 timme sedan skrev raol:

Man bygger då en extra, mindre tank som matning till och från motorn kopplas till, och placerar tankens översta del lägre än huvudtankens lägsta del.

Kan bli svårt eftersom den extra tanken troligen hamnar utanför skrovet, men kanske inte i alla båtar.

Om man kan acceptera att flödesmätningen inte fungerar när bränslenivån är låg så funkar det ju.

 

1 timme sedan skrev raol:

Som många ju vet är det ett returflöde från motorn med "oanvänd" diesel som inte behövdes för stunden och som också kyler delar av motorn på vägen.

Hur stor extra tank måste man ha för att bränslet i den inte ska bli för varmt?

Man kan kanske kyla den med kylvattnet till motorb.

 

1 timme sedan skrev raol:

I den lägre, mindre tanken sitter det en flottör, likt den i en förgasare, och på flottören ett lock som täpper till tillflödet från huvudtanken när den mindre tanken är full. På så vis flödar diesel endast i en riktning mellan huvudtanken och lilltanken, och där kan man sätta en flödesmätare.

När den mindre tanken är full kommer flödet att upphöra även utan någon flotör så den kan man skippa. Det är bara att se till att avluftningen från den nedre tanken går över huvudtanken.

 

Om man kan stänga till avluftningen när den nedre tanken är full kan den ju tom placeras över ordinarie tank.

 

Jag tycker inte du gjort några direkta tankevurpor och det borde absolut gå att göra någon bra fungerande lösning.

Frågan är vilken variant som är bäst?

Jag gissar att din  variant med en flödesmätare är mindre känslig för fel, men den blir kanske krångligare att bygga och installera?

 

Tillägg: IngemarE var snabbare, men jag var noggrannare, kanske.

Smart att bara ha ett T-rör och kyla returen.

Redigerad 13 Februari , 2022 av Mackey

[Rascal 972]

26 minuter sedan skrev Hybro:

Jag kör med en 5 liter-graderad träpinne, rakt ned i tanken. 

Behöver ingen el för att funka. 

Möjligtvis lite ljus på natten. 

Jag kör också med träpinne men graderad i Hel, Halv och Kvarts tank. Tank på 100 liter och rak bensin 6:a. Verkar vara bra, pinnen ser ut att vara originalet från 1937

[Mackey 4 472]

59 minuter sedan skrev Rascal:

1 timme sedan skrev Hybro:

Jag kör med en 5 liter-graderad träpinne, rakt ned i tanken. 

Behöver ingen el för att funka. 

Möjligtvis lite ljus på natten. 

Jag kör också med träpinne men graderad i Hel, Halv och Kvarts tank. Tank på 100 liter och rak bensin 6:a. Verkar vara bra, pinnen ser ut att vara originalet från 1937

Funkar ju absolut bra som tankmätare, men superdåligt som flödesmätare vilket ju tråden handlar om.

[raol 2 365]

Backventil (inser nu att flottör inte funkar!) behövs för att det inte ska kunna flöda åt fel håll om båten lutar. Inte för att det skadar, utan för att det ger fel i mätningen.

 

Den nedre/mindre tanken behöver inte vara särskilt liten, och kan med fördel vara ganska smal så den har stor yta i förhållande till sin volym, så den kyls av lättare. Behövs extra kylning kan man ha en kylkrets med en liten värmeväxlare. Så fasligt varmt tror jag inte det blir. Kompisarnas segelbåt har en tank på 30 liter och blir knappast överhettad när de har 6-7 liter kvar heller. Mer ett problem i teorin än i praktiken, skulle jag tro.

Ja, hur tankarna är placerade spelar förstås in. Sitter tankarna i botten av skrovet funkar det inte, men för oss, där tanken sitter förhållandevis högt upp i fören, skulle det funka fint.

Redigerad 13 Februari , 2022 av raol

[Mackey 4 472]

1 timme sedan skrev raol:

Backventil/flottör behövs för att det inte ska kunna flöda åt fel håll om båten lutar. Inte för att det skadar, utan för att det ger fel i mätningen.

Nej, om extratanken är full och stängd (utan öppen avluftning) kommer inget bränsle att rinna tillbaks. Extratanken kan även placeras över den ordinarie tanken.

Redigerad 13 Februari , 2022 av Mackey

[Rascal 972]

26 minuter sedan skrev Mackey:

Funkar ju absolut bra som tankmätare, men superdåligt som flödesmätare vilket ju tråden handlar om.

Beror väl på hur ofta man kollar på pinnen😎

[IngemarE 3 619]

48 minuter sedan skrev raol:

Backventil (inser nu att flottör inte funkar!) behövs för att det inte ska kunna flöda åt fel håll om båten lutar. Inte för att det skadar, utan för att det ger fel i mätningen

Jo, jag tror det skadar också. För har du så lite bränsle/nivåskillnad att det kan rinna tillbaks tillhuvudtanken är det de facto nära till luften, och risk att det sugs in luft i "lilltanken" när det inte finns något bränsle på plats i huvudtanken som kan fylla på. Tänk på att backventilen öppnar även på undertrycket i "lilltanken", inte bara övertryck från stortanken.

 

44 minuter sedan skrev Mackey:

Nej, om extratanken är full och stängd (utan öppen avluftning) kommer inget bränsle att rinna tillbaks. Extratanken kan även placeras över den ordinarie tanken.

Visst kan det funka med "lilltanken" ovan den stora - teoretiskt - men jag skulle inte vilja vara den som luftar eländet....

 

48 minuter sedan skrev raol:

Kompisarnas segelbåt har en tank på 30 liter och blir knappast överhettad när de har 6-7 liter kvar heller. Mer ett problem i teorin än i praktiken, skulle jag tro.

Om det är så låg förbrukning (=små tankar, små motorer) kommer det ju ta en livstid innan kostnaden för flödesmäteriet är betalt genom insparad diesel . Flödesgivaren måste också vara av en mycket känslig sort, de flesta kräver minst ett par liter i timmen för att börja visa någorlunda rätt.

 

48 minuter sedan skrev raol:

Den nedre/mindre tanken behöver inte vara särskilt liten, och kan med fördel vara ganska smal så den har stor yta i förhållande till sin volym, så den kyls av lättare. Behövs extra kylning kan man ha en kylkrets med en liten värmeväxlare

Fast har du nu värmeväxlaren kan du ju sätta T-rör och ta bort "lilltank", backventil och allt annat "skrot"....

(Värmeväxlaren skulle f.ö. nog kunna vara väldigt simpel och t.o.m. hemmagjord).

 

Redigerad 13 Februari , 2022 av IngemarE

[Hybro 1 152]

M a o uteslutet i min båt som snittar 0.8 liter i timmen. 

[raol 2 365]

33 minuter sedan skrev IngemarE:

Om det är så låg förbrukning (=små tankar, små motorer) kommer det ju ta en livstid innan kostnaden för flödesmäteriet är betalt genom insparad diesel . Flödesgivaren måste också vara av en mycket känslig sort, de flesta kräver minst ett par liter i timmen för att börja visa någorlunda rätt.

Tja, vår motor dricker ungefär 3-3.5 liter i timmen vid marschfart (ca 5.5-6 knop), så på rätt sida gränsen då.

Min tanke är inte nån besparing. Jag är mätnörd (jag har lite som ett livsmotto: "att mäta är att veta") och avskyr när det finns saker jag inte har mätvärden för. Nu tror jag inte att detta är nåt jag själv kommer att göra, i alla fall inte på några års sikt. Alltför många andra saker som behöver göras som har högre prioritet.

[ChristerN 2 510]

12 minuter sedan skrev raol:

Tja, vår motor dricker ungefär 3-3.5 liter i timmen vid marschfart (ca 5.5-6 knop), så på rätt sida gränsen då.

Min tanke är inte nån besparing. Jag är mätnörd (jag har lite som ett livsmotto: "att mäta är att veta") och avskyr när det finns saker jag inte har mätvärden för. Nu tror jag inte att detta är nåt jag själv kommer att göra, i alla fall inte på några års sikt. Alltför många andra saker som behöver göras som har högre prioritet.

Fast borde det inte finnas ett lättare sätt?

De flesta någorlunda moderna motorer har fabriksuppgifter på vad de drar vid olika varvtal, oavsett belastning. Borde då vara ganska enkelt att göra en tabell med varvtal x = förbrukning y och sedan gå efter tabellen.

[raol 2 365]

7 minuter sedan skrev ChristerN:

Fast borde det inte finnas ett lättare sätt?

De flesta någorlunda moderna motorer har fabriksuppgifter på vad de drar vid olika varvtal, oavsett belastning. Borde då vara ganska enkelt att göra en tabell med varvtal x = förbrukning y och sedan gå efter tabellen.

Ointressant. Varvtal säger inget om hur belastad motorn är. Och det är inte att mäta!

 

[ChristerN 2 510]

29 minuter sedan skrev raol:

Ointressant. Varvtal säger inget om hur belastad motorn är. Och det är inte att mäta!

 

Förlåt då. Var bara ett förslag på hur du kan lösa ditt ”problem” på ett exaktare sätt än genom flottörer och andra opålitliga mekaniska prylar.

På min båt stämmer det alldeles perfekt och jag tror att det är så VPs ”flödesmätare” jobbar. (Nu får jag väl mothugg från de som säger att den jobbar via CR-systemets dator, typ.)

 

[IngemarE 3 619]

11 timmar sedan skrev ChristerN:

På min båt stämmer det alldeles perfekt och jag tror att det är så VPs ”flödesmätare” jobbar. (Nu får jag väl mothugg från de som säger att den jobbar via CR-systemets dator, typ.)

Ja, mothugg får du 😛

En modern, direktinsprutad motor räknar ut hur mycket bränsle som skall sprutas in genom att veta tiden den skall ha insprutaren öppen (som ju där styrs elektroniskt) och hur mycket bränslemängd som kommer passera per ms vid det aktuella trycket. Den siffran finns sedan "färdig" att bara använda.

Gissar att du har en D4.

 

Men på en mekanisk motor finns s.k. propellerkurvor som funktion av varvtalet, som faktiskt stämmer riktigt bra.

Redigerad 14 Februari , 2022 av IngemarE

[FIATX19 158]

Det finns en makapär som kallas tigeloop som tar bränslet från en ledning och har matning och retur för motorn också. Med en sådan skulle du kunna mäta mellan tank och tigerloop. Vet inte om värmen i returdieslet blir ett problem. 

[touchwood 120]

 

Mät bara returflödet.

 

Om det finns ett förhållande mellan returmängd och gaspådrag så går det att räkna ut förbrukningen baserat på returmängden.

 

Tomgång = hög returmängd

Fullgas = låg returmängd

 

Och invertera resultatet.

 

Borde fungera om inte returflödet är konstant, men om returflödet är konstant kan man dra ifrån det från flödet på huvudledningen och få ett värde på förbrukningen.

 

[IngemarE 3 619]

34 minuter sedan skrev touchwood:

 

Mät bara returflödet.

 

Om det finns ett förhållande mellan returmängd och gaspådrag så går det att räkna ut förbrukningen baserat på returmängden.

 

Tomgång = hög returmängd

Fullgas = låg returmängd

 

Och invertera resultatet.

 

Borde fungera om inte returflödet är konstant, men om returflödet är konstant kan man dra ifrån det från flödet på huvudledningen och få ett värde på förbrukningen.

 

Det fungerar inte´.

Framflödet är inte konstant utan kraftigt beroende av bl.a. motorns varvtal, då detta ju driver pumpen. Dessutom påverkar slitage och en hel massa andra omständigheter vilket faktiskt framflöde det är från tid till annan.

 

Dessutom måste man ha i åtanke att vi i TS fall talar om väldigt låga flöden, som framförallt på returen dessutom inte är fint och jämnt. Snarast "spottande". En utjämnare och inte minst en sensor som är extremt duktig på låga flöden behövs.

 

Innan TS (och andra) funderar vidare bör TS försöka hitta en sensor som klarar att mäta någon enstaka liter/h (=0,02l/min) med god noggrannhet. Har själv viss erfarenhet (en del vet nog varför😜) av just denna typ av mätning, och de bästa sensorer jag hittat till överkomligt pris är ändå sällan specade under 0,05 l/min (3l/h) som lägstaflöde. Och då är det ett jämnt, fint flöde som avses.

[Seawolf 382]

Skall man försöka mäta litet flöde som skillnaden mellan två betydligt större flöden, så kommer de två mätarnas mätonogrannhet att orsaka stora fel. 1% felvisning av fullt mätområde, blir 10% vid 10% visning. Om dettta då är i olika riktning för de två mätarna så blir skillnadsvisningen rena hasarden.

 

Jag fick dieselflödesmätningskrav från en kund till en 3MW dieselmaskin, och vi fick då utforma detta via de uppmätta individuella felvisningskurvorna, klart komplicerat, och ändå inte bra.

[IngemarE 3 619]

1 minut sedan skrev Seawolf:

Skall man försöka mäta litet flöde som skillnaden mellan två betydligt större flöden, så kommer de två mätarnas mätonogrannhet att orsaka stora fel. 1% felvisning av fullt mätområde, blir 10% vid 10% visning. Om dettta då är i olika riktning för de två mätarna så blir skillnadsvisningen rena hasarden.

Precis.

Därför krävs väldigt noggrann mätning för att inte snabbt landa i stora fel. Ofta är nämligen framflödet flera ggr så stort som den aktuella förbrukningen, vilket innebär att det reella felet mycket riktigt kan bli tiofalt större.

Lägg sedan till att returbränslet även är varmare med en annan densitet och att flödena inte är jämna utan "spottar" i takt med insprutningen, så är det en riktig utmaning att kunna mäta ens någorlunda rätt även inom givarnas "bra" flödesmätområde.

 

Därför är det givetvis mer attraktivt att mäta den verkliga diffen direkt med EN givare som TS funderat på. Men denna måste då som sagt mäta det verkliga, väldigt låga flödet, vilket då blir en annan utmaning.

[Mackey 4 472]

En dieselmotor som inte går på optimalt varvtal drar väl ungefär 0,2 l/h/hk.

 

När man pluttrar fram i deplacementfart använder man max 10 hk.

Om man ska mäta 2 ĺ/h blir det svårt, det är väldigt lite.

Det är ungefär två matskedar per minut.

 

Pröva att hälla en matsked så att den räcker i 30 sekunder och inse att det måste vara väldigt svårt att mäta så låga flöden.

[Peter_K 4 204]

2022-02-13 vid 21:11 skrev raol:

Tja, vår motor dricker ungefär 3-3.5 liter i timmen vid marschfart (ca 5.5-6 knop), så på rätt sida gränsen då.

Oj, det låter som något är fel… det är ju ungefär tre gånger mer än vad man brukar säga att den dieselmotor drar i en segelbåt av er storlek. 

[raol 2 365]

1 minut sedan skrev Peter_K:

Oj, det låter som något är fel… det är ju ungefär tre gånger mer än vad man brukar säga att den dieselmotor drar i en segelbåt av er storlek. 

Nja, mellan 2-3 liter i timmen är det jag hittat som normalt för de flesta för en båt i den storleken. Vilket blir 0.5-0.6 liter/nm. Kan säkert komma ner mot två liter vid 3-4 knop eller så, men det är bara en gissning, och det blir ungefär samma räknat i liter/nm.

Sen är ju förbrukningssiffran inte så exakt. Bränsletanken ser ut som om Picasso skulle försöka skulptera en kub (dvs inte i närheten av liksidighet!) och givaren är linjär och har bara fyra mätnivåer, vilket gör det ganska svårt att få särskilt vettiga värden av att kolla på bränslemätaren. Men vi har gått mest på vad diffen mellan tankningar är. Jag skulle säga att 3 lit/tim är +/- 20 procent på.

Med trimplan i aktern skulle vi säkert kapa det med 20-30 procent. Den extremt uppkurvande aktern suger ner båten så att fören börjar peka duktigt uppåt redan vid fem knop, så till den grad att akterspegeln börjar komma under vatten (när båten ligger still är det väl 40-50 cm upp till den). Tyvärr får vi lida av 70-talets puckade besatthet av imbecilla mätregler, och idén om att familjebåtar skulle vara tävlingsredskap i första hand, praktiska farkoster i andra hand.

 

[IngemarE 3 619]

2 minuter sedan skrev raol:

Nja, mellan 2-3 liter i timmen är det jag hittat som normalt för de flesta för en båt i den storleken. Vilket blir 0.5-0.6 liter/nm. Kan säkert komma ner mot två liter vid 3-4 knop eller så, men det är bara en gissning, och det blir ungefär samma räknat i liter/nm.

Sen är ju förbrukningssiffran inte så exakt. Bränsletanken ser ut som om Picasso skulle försöka skulptera en kub (dvs inte i närheten av liksidighet!) och givaren är linjär och har bara fyra mätnivåer, vilket gör det ganska svårt att få särskilt vettiga värden av att kolla på bränslemätaren. Men vi har gått mest på vad diffen mellan tankningar är. Jag skulle säga att 3 lit/tim är +/- 20 procent på.

Med trimplan i aktern skulle vi säkert kapa det med 20-30 procent. Den extremt uppkurvande aktern suger ner båten så att fören börjar peka duktigt uppåt redan vid fem knop, så till den grad att akterspegeln börjar komma under vatten (när båten ligger still är det väl 40-50 cm upp till den). Tyvärr får vi lida av 70-talets puckade besatthet av imbecilla mätregler, och idén om att familjebåtar skulle vara tävlingsredskap i första hand, praktiska farkoster i andra hand.

 

Oavsett vilket - läs vad vi andra skrivit: Även om den drar 2-3 l/h och inte 1 l/h lär du ha stora problem att hitta en givare som fixar detta.

 

Där bör du lägga krutet härnäst, om det skall "krutas" alls 😉

[raol 2 365]

1 minut sedan skrev IngemarE:

Oavsett vilket - läs vad vi andra skrivit: Även om den drar 2-3 l/h och inte 1 l/h lär du ha stora problem att hitta en givare som fixar detta.

 

Där bör du lägga krutet härnäst, om det skall "krutas" alls 😉

Och jag har förklarat att jag inte har några planer på att faktiskt bygga detta. Jag ville bolla själva idén.

Nu tror jag iofs att det visst går att hitta flödesmätare som funkar utmärkt om man letar och kan betala. Det måste finnas hundratals olika användningsområden för mätare som klarar låga flöden.

[IngemarE 3 619]

1 minut sedan skrev raol:

Nu tror jag iofs att det visst går att hitta flödesmätare som funkar utmärkt om man letar och kan betala. Det måste finnas hundratals olika användningsområden för mätare som klarar låga flöden.

Så bra om du också letar, lägg gärna ut här på forumet vad du hittar.

Den bör också vara ganska okänslig för ryckigt flöde.

[henriknil 42]

Jag har en sensor monterat mellan en vattenavskiljare och ett bra bränslefilter.

Sensorn på returledningen är monterad närmast tanken, den ledningen är ca 5 meter lång och det fungerar alldeles utmärkt. Ser stabilt ut på displayen från nån enstaka liter per timme.

Sensorn heter FT110 och displayen är köpt hos EMCO.nu

motorn är en AQAD40.

Henrik Nilsson Luleå

[henriknil 42]

Det är även som Ingemar skrev att när motorn och bränslepumpen blivit riktigt varm så visar systemet på lägre förbrukning i dessa låga intervaller, bränslet passerar väl förmodligen betydligt långsammare genom pumpen då och hinner värmas upp så att volymen på returbränslet är större än volymen på inkommande bränsle, därav skillnaden.

Redigerad 15 Februari , 2022 av henriknil

[raol 2 365]

1 timme sedan skrev Mackey:

En dieselmotor som inte går på optimalt varvtal drar väl ungefär 0,2 l/h/hk.

Jag letade upp verkstadsmanualen för motorn vi har. Bränsleförbrukningskurvan är förstås för när motorn är maximalt belastad vid det angivna varvtalet, men där är det i alla fall ca 0.45 liter/hk/timme (ca 270 g/kWh). Jag vet inte hur mycket mindre motorn drar vid lägre belastning än max, för det säger manualen inget om.