Marine dieselmotor

Cylinder leder af otte - cylindret to-takts dieselmotor fra MAN B & W (nu MAN Energy Solutions ) på VLCC Algarve

Krumtaphus til MAN B&W dieselmotor på VLCC Algarve

Yanmar 2GM20 20 hk to-cylindret dieselmotor i en sejlbåd

En marin dieselmotor er en dieselmotor, der fungerer som hoved- eller hjælpemotor på et skib. Motorer af identisk eller lignende konstruktion bruges også stationært på kraftværker på øer og andre fjerntliggende steder og drives som nødstrømsgeneratorer, for eksempel på hospitaler, større banker, datacentre og atomkraftværker .

Marine dieselmotorer fås i næsten alle størrelser og ydelsesklasser. De største og mest kraftfulde motorer er normalt lavhastigheds totaktsmotorer; Firetaktsmotorer er bygget i store og mellemstore ydelsesklasser som mellemhastighedsløbere, mens små marine dieselmotorer ofte er højhastighedsløbere.

Som alle dieselmotorer er marine dieselmotorer i princippet velegnede til mange brændstoffer og kan betjenes med et stort antal forskellige brændstoffer. Kommercielt tilgængeligt DIN-EN-590 dieselolie er relativt dyrt og spiller kun en rolle i små firetaktsmotorer; større firetaktsmotorer og totaktsmotorer drives normalt med gasolie , tung fyringsolie (HFO) eller, for et stykke tid, med flydende naturgas (LNG). Orimulsion blev også brugt som brændstof indtil udgangen af ​​2006 . Udtrykket diesel refererer til arbejdsprocessen som ifølge definitionen, er kendetegnet ved indtag af luft, dens kompression med ledsagende opvarmning og til selvantændelse af det brændstof efter dets indsprøjtning og forbrænding med en diffusionsflamme .

krav

• Kravene til driftssikkerhed og pålidelighed er betydeligt højere end for stationære dieselmotorer eller dem, der bruges i landkøretøjer. Hvis fremdriften af ​​et skib mislykkes, og det holder op med at bevæge sig, flyder roret ikke længere imod. Dette gør skibet næsten fuldstændigt ude af stand til at manøvrere. I tung sø kan skibet ligge sidelæns og kan komme i nød. Der er høje omkostninger til bjærgning og ødelagt / forsinket last op til skibets samlede tab.
• Der er stor værdi for en lang levetid ned til langsigtede driftsomkostninger ( Engl. Total Cost of Ownership ), der skal minimeres. Derudover er reparationer eller endda udskiftning af maskinen forbundet med en betydelig indsats, såsom demontering af overbygninger, åbning af dæk ovenover eller skibets side. Dette fører igen til lange dockingstider, hvor skibet ikke er tilgængeligt.
• Et søgående skib skal kunne levere et højt niveau af kontinuerlig produktion, dvs. det skal kunne overleve lange afstande ved fuld fart.
• Lavt brændstofforbrug er vigtigt, fordi stigningen i råoliepriserne også har fået priserne på tunge brændselsolie til at stige betydeligt. Dagens marine dieselmotorer opnår et specifikt forbrug på under 180 g / kWh.
• Der kan observeres en tendens til "motorer med dobbelt brændstof" (diesel og naturgas), da naturgas har en tendens til at være billigere end HFO . Imidlertid opnår dobbeltbrændstofmotorer aldrig så gunstige forbrugsværdier som enkeltbrændstofmotorer.
• En høj grad af automatisering er topmoderne i dag. Skibsmotorer betjenes i stigende grad i vagtfri tilstand, så alarmer og andre hændelser skal behandles elektronisk og overføres til betjenten eller maskinisten på vagt på en passende måde. I tilfælde af fare slukker maskinen automatisk eller reducerer belastningen. Alarmer og stop kan dog også ignoreres, hvis situationen kræver det (sendes foran motor / tilsidesættelse). Derudover er skibsmotorsystemer normalt i stand til at starte sort , hvorved mindst en dieselgenerator også kan startes helt manuelt i en nødsituation, så hjælpenergi derefter også er tilgængelig igen for at betjene hovedmotoren.
• I indenbords motorer af både, især sejlbåde, bruges dieselmotorer i dag næsten udelukkende, selv med meget lav effekt, fordi diesel, i modsætning til motorbensin, ikke danner giftige dampe, der kan fordeles i skibets skrog og udgør en risiko for eksplosion ved start. Motorrum på skibe med benzinmotorer skal være udstyret med ventilationsventilatorer, som også skal startes, før motoren startes. Disse regler gælder ikke for dieselmotorer, så de er klar til at starte når som helst.

Typer og konstruktionsmetoder

Encylindret marine diesel

Krumtapaksel på en lavhastigheds totaktsmotor

Sektion gennem en udstødningsgasturbolader til en hjælpediesel

Afhængigt af skibets størrelse og fremdriftstype bruges forskellige typer dieselmotorer. De er ofte udstyret med turboladere til udstødningsgasser og intercoolere.

Langsom løber

Langsomtgående maskiner bruges i mellemstore og store fragtskibe som tankskibe , bulkskibe og containerskibe . Hastighedsområdet for disse motorer er mellem 60 og 250 pr. Minut. De arbejder i totaktsdrift med overladning med forholdsvis lav geometrisk kompression, men højt middeltryk . De har et slagforhold på 2 til 5, kan vendes uden gearkasse og virke direkte på propellen. Store totaktsmotorer opnår et specifikt forbrug på mindre end 170 g / kWh (55% effektivitet). Vibrationerne ved lave hastigheder er lavere end med andre typer.

Store marine fremdrivningsdieselmotorer er normalt langsomt kørende totakts crosshead- motorer, der er bygget som in-line motorer med 5 til 14 cylindre med op til 100 MW. Tidligere var der også V-motorer (Detroit Diesel) og modstående stempelmotorer , f.eks. Napiers Deltic- motorer . Store totakts krydshovedmotorer har opvarmede brændstofledninger og passende udstyrede injektorer og pumper og med tung brændselsolie (HFO fra engelsk. Heavy fuel oil drives). Ældre motorer blev startet med dieselolie og skiftede kun til tung fyringsolie på det åbne hav. Langsomme løbere arbejder normalt direkte på propellerakslen. Maskinens rotationsretning kan vendes, for hvilken motoren skal standses. For at starte motoren baglæns forskydes enten knastakslen hydraulisk eller pneumatisk, eller tappevalserne placeres på den anden flanke på injektionspumpekammen, og motoren genstartes. State-of-the-art store diesler er undertiden designet uden knastaksel, så vendeprocessen i denne form ikke er nødvendig. Marine dieselmotorer af denne størrelse er altid udstyret med turboladning (både på grund af totaktsprincippet og for at øge effektiviteten og den specifikke effekt). De kan opnå en levetid på over 20 år, dvs. omkring 150.000 driftstimer.

Mellemhurtig løber

Medium-speed firetakts dieselmotorer med et hastighedsområde på op til 1200 i minuttet installeres primært på små til mellemstore fragtskibe, passagerskibe og krigsskibe . Afhængigt af størrelsen, er de udformet som in line eller V-motorer med op til 20 cylindere, har en boring i op til 640 mm, stempel hastighed på op til 11 m / s og en cylinder produktion på mellem 100 og 2150 kW . Store firetakts dieselmotorer opnår et specifikt brændstofforbrug på mindre end 180 g / kWh. Disse motorer kræver gearreduktion eller drivgeneratorer til et dieselelektrisk drev, som også er designet som en poddrev på krydstogtskibe , ofte i forbindelse med propeller med variabel tonehøjde eller vandstrålefremdrivning . En anden vigtig anvendelse af dieselmotorer af denne type er produktionen af ​​elektricitet om bord. Til dette formål driver såkaldte hjælpedieseler en generator med konstant hastighed . (En motor med en hastighed på 1800 pr. Minut producerer 60 Hz vekselstrøm i en firepolet generator.)

Medium-speed firetakts motorer fås som in-line og V-motorer, samt i nogle eksotiske konfigurationer, som f.eks. B. radialmotorer (seks stjerner med syv cylindre hver i træk) bygget til speedbåde. De kræver en gearkasse i drivlinjen eller en dieselelektrisk kraftoverførsel, da propellen kræver en betydeligt lavere hastighed end det nominelle motoromdrejningstal.

Hurtig løber

Højhastighedsløbere, hvis hastighed kan overstige 2000 pr. Minut, findes inden for indre vandveje og inden for sports- og fritidsfart. Du har ikke altid en afgift. Små højhastigheds-dieselmotorer til sports- og fritidsbåde er normalt designet som firetakts in-line motorer, ofte med fire eller seks cylindre. De er ofte baseret på bilmotorer. For eksempel var verdens første serieproducerede personbilsdieselmotor, OM 138, også tilgængelig som bådmotor. Selvom de fleste påhængsmotorer er designet som benzindrevne benzinmotorer, er der også lejlighedsvis dieselenheder, især inden for kommercielt brugte påhængsmotorer. I 1990'erne byggede Yanmar f.eks. Påhængsmotorer med 27 og 36 hk. I øjeblikket er den tyske Neander Motors AG en af ​​de få leverandører af påhængsmotorer.

Tekniske data for udvalgte marine dieselmotorer

Kraftoverførsel

Der er hovedsageligt tre forskellige måder at overføre kraft fra motoren til propellen .

Direkte

Aksel i akseltunnelen (fra hovedmotoren til propellen)

En aksel, der er stift forbundet med motoren og propellen, drives. Propellerens rotationsretning kan, for. B. for reversering, kan kun ændres her ved at vende motoren. Motoren skal derefter standses under kørsel fremad, reverseres ved at flytte knastakslen og genstartes for at bakke. Denne metode bruges i alle tilfælde med en stiv forbindelse mellem propel og motor.

En anden mulighed er den kontrollerbare pitch -propel . For at ændre skibets hastighed og for frem- eller bagudretning drejes det enkelte propelblad i en anden vinkel (hældning, engl. Pitch ) (tændes). Motoren roterer med en konstant hastighed. Denne hastighed kan være højere end den, der er egnet til propellen. I et sådant tilfælde skal hastigheden derfor reduceres via et gear. Ud over diameter og stigning spiller kavitation også en afgørende rolle for propelens hastighed . Kavitation er kollaps (implodering) af gasbobler, som kan beskadige overfladen af ​​propelbladene.

Diesel mekanisk

Specielt brugt i høj- og mellemhastighedsmotorer, der kræver en reduktion i motorhastighed til propelhastighed. De anvendte gearkasser er delvis udstyret med omskiftelige koblinger og kraftudtag til akselgeneratorer . Vendegear bruges til at vende propellerens rotationsretning i ikke-reversible motorer. Der er også kombinationer af gearkasser og kontrollerbare propeller . Ofte flangeres skibets motorer til gearkassen via koblinger (f.eks. Af typen Vulkan Rato) eller forbindelsesleddeskiver . Dette undgår vibrationer, der opstår med konventionelle metalforbindelser. Drevet er afkoblet.

I tilfælde af små motorer betjenes bakgear og hastighed ofte ved hjælp af en simpel mekanisme ved hjælp af en enkeltgrebskontakt . Vendegearet kan enkelt bygges her, da en omstilling kun kan finde sted i tomgang.

Diesel-elektrisk

I det dieselelektriske drev driver motoren, normalt en firetaktsmotor, kun en generator, der leverer kraften til traktionsmotoren, som igen driver propellen . Denne variant er særlig almindelig som et flermotorsystem på passagerskibe . De enkelte generatorenheder kan installeres hvor som helst på skibet. De genererer også energi til hoteldrift, hvilket udgør en betydelig del af det samlede energibehov til passagerskibe. Individuelle generatorer kan slukkes og tændes, og en maskine kan serviceres og repareres, mens skibet er i drift til søs. Skruens retning og rotationshastighed er uafhængig af forbrændingsmotorernes hastighed, så forbrændingsmotorerne kan betjenes i arbejdsområderne med den højeste effektivitet. På grund af tabene ved produktion og konvertering af elektrisk energi er den samlede effektivitet noget dårligere end ved et direkte drev.

Eksempel Dronning Elizabeth 2 ( Cunard Line ): I 1980'erne blev det konverteret fra dampturbindrev til dieseldrift. Ni maskiner MAN 9L58 / 64 (ni-cylindrede in-line-motorer) med 580 mm boring, 640 mm slaglængde og ca. 1200 kW pr. Cylindergeneratorer driver over to 44 MW betalbare GEC - trækkraftmotorer med to propeller. Ud over de udbredte styrbare pitch -propelsystemer er en særlig form for dette drev det nyudviklede poddrev .

Ryd op og slå dig til ro

Historisk totakts marine dieselmotor 40 DM med kontrollerbart pitch-propelsystem og en ydelse på 1620 kW (2200 PS)

Dette afsnit beskriver det arbejde, der er nødvendigt for at starte og stoppe en stor totakts marinemotor.

• Når maskinen står stille, holdes den normalt på en konstant lavere driftstemperatur ved hjælp af kølevandssystemet med høj temperatur (HT) og en forvarmningspumpe.

Inden start skal de tunge brændselsolietemperaturer i dagtankene kontrolleres. Når hovedmotoren står stille, opvarmes den termiske olie eller dampen, der cirkulerer i rørene i tankene for at holde den tunge fyringsolie ved dens temperatur, af en kedel, der drives med dieselolie og ikke, som det er tilfældet under drift, ved udstødningstemperaturen i skorstenen (udstødningsgaskedel).

Skibsdiesel startes ved hjælp af trykluft. En elmotor kunne ikke levere den nødvendige effekt med et rimeligt størrelsesforhold.

Trykluftcylindrene og startluftsystemet tømmes, og trykket kontrolleres.

Ligesom forvarmningspumpen fungerer brændstofsystemet også kontinuerligt for at opretholde temperaturen på den tunge fyringsolie i forsynings- og afgangsledningerne (ringledningen) til maskinen. Afkøling af den tunge fyringsolie i disse områder ville føre til klumpning. Rørledningerne skulle rengøres med store omkostninger. Det kan være nødvendigt at betjene maskinen med gasolie i et bestemt tidsrum .

Mindre motorer kan udstyres med en (vedhæftet) smøreoliepumpe, der er koblet til motoren, og som kører under drift og dermed forsyner hovedmotorens lejer med smøreolie. Når hovedmotoren står stille, skal olietrykket derefter opretholdes via en ekstern elektrisk betjent pumpe, også for at sikre, at maskinen smøres i overensstemmelse hermed, efter at den er standset. Kølevandspumper kan også tilsluttes. Inden start skal systemet underkastes en visuel inspektion, og smøreolietrykket skal kontrolleres.

For at kunne køre motoren ud af motorens kontrolrum (MKR) i en nødsituation, eller hvis fjernbetjeningen fra broen svigter, skal alle kommunikationsenheder såsom motortelegraf og telefon (forbindelsesbro til MKR og bro til styretøjsrum) skal være funktionelt. Maskinen har en nødkontrolstation direkte på motoren. Hvis propellerbladets justeringsanordning skulle mislykkes på et skib med en kontrollerbar stigningspropel, kunne den flyttes manuelt til 100 procent position og skibets hastighed reguleres via motorhastigheden. Hvis den endnu ikke er i drift, startes en anden hjælpediesel fra MKR og synkroniseres med netværket for at forhindre, at den første og derefter kun hjælpediesel falder ned, efter at de mange pumper (forbrugere med høje energikrav) er blevet tændt automatisk (strømsvigt).

De nødvendige pumper startes eller skiftes til automatisk tilstand via betjeningspanelerne i maskinens kontrolrum. Disse omfatter i det væsentlige:

• Havkølevandspumpe
• HT kølevandspumpe (høj temperatur)
• LT kølevandspumpe (lav temperatur, lav temperatur. Havvand køler LT kredsløb, LT køler HT, HT køler maskinen. Disse forskudte kølekredse er beregnet til at beskytte motoren mod spændingsrevner på grund af lavere temperaturforskelle)
• Gearolie pumpe
• Smøreoliepumpe
• Til totaktsmotorer: luftpumper
• På skibe med kontrollerbare pitch -propeller: kontrololiepumpe

Dette efterfølges af aktivering af alarmer, der undertrykkes i havnebetjeninger, såsom olietryk og temperatur, HT og LT kølevandstemperatur.

I maskinens nødposition åbnes afspærringsventilen til startluft manuelt, og påfyldningskoblingen (brændstofmængde) frigives til automatisk drift. Betjeningen skiftes derefter fra nødkontrolstationen til kontrolrummet.

Efter åbning af dekompressionsventilerne blæses motoren igennem med startluft. Alt vand, olie eller brændstof i stempelkammeret udstødes fra ventilerne. Hvis en maskine startes med vand i stempelkammeret, kan det forårsage alvorlig skade på motoren. Dekompressionsventilerne lukkes derefter igen.

Kontroller hovedmotoren for kølevand og olielækager.

• Skrueforbindelser er fastgjort til dekompressionsventilerne for at kunne registrere trykprofilen pr. Arbejdscyklus med et skriveinstrument. På denne måde kan information om forbrændingsprocessen for den pågældende cylinder opnås under drift.

Start proces

Start af luftkompressorer om bord på et skib

Den automatiserede startproces for hovedmotoren startes fra MKR.

For at starte en stor diesel skal de store komponentmasser først sættes i gang, og de strømforbrugende arbejdstrin inden for motoren skal overvindes (indsugning, kompression, arbejde, udslyngning). For store skibsmotorer kan dette arbejde ikke længere udføres af en elektrisk eller luftmotor.

Marine dieselmotorer startes derfor altid med trykluft. I tilfælde af mindre enheder under 10 MW bruges der også lejlighedsvis trykluftstartere, der angriber svinghjulet og dermed drejer maskinen. Store firetaktsmotorer og praktisk talt alle totaktsmotorer starter direkte. Hver cylinder forsynes med startluft i henhold til dens position og affyringssekvensen. De tilsvarende stempler trykkes ned efter hinanden, og motorhastigheden øges til tændingshastighed. Controlleren indstiller injektionspumperne til påfyldning, brændstof indsprøjtes, og den første selvantændelse sker . Et stærkt trykluftsystem (normalt 30 bar nominelt tryk) er nødvendigt for dette.

For at udvise forbrændingsgasserne i store, langsomt kørende totakts dieselmotorer og for at tilføre frisk luft, anvendes elektrisk drevne skylleluftventilatorer i området med lav belastning. I de højere belastningsområder tager udstødningsdrevne turboladere opgaven.

For at sikre driftssikkerheden kan marine dieselmotorer, især hjælpemaskinen til elproduktion, startes selv efter fejl i hele strømforsyningen om bord ( blackout ) ved manuelt betjente startventiler og uden hjælpeanlæg, så længe der er tilstrækkelig trykluft i startlufttrykbeholderen, og brændstof i dagtankene er tilgængeligt.

Alle rejsekommandoer, der kommer fra broen, udføres fra motorens kontrolrum. Frem for alt inkluderer dette ændring af motorens retning under manøvrer (for at flytte et skib bagud, skal hovedmotoren standses og genstartes helt i den anden retning).

I tilfælde af et skib med en kontrollerbar propel skrider motoren langsomt op til sin nominelle hastighed. I denne tilstand efterlades maskinen i tomgang i et par minutter for at stabilisere temperaturer og tryk. Efter stigning til konstant hastighed overføres kontrol af maskinen til broen (fjernbetjening) og accepteres og accepteres derfra med et tryk på en knap.

Takket være den konstante hastighed til søs kan strømforsyningen leveres af en akselgenerator, der drives af hovedmotoren i stedet for separate havne- eller hjælpegeneratorer.

Skibe uden regulerbare pitch -propeller accelererer kun meget langsomt. Årsagen er angrebsvinklen på propellen, som kun er optimeret til en hastighed. Hvis propellen køres med for høj hastighed ved for lav hastighed, kan der forekomme overdreven kavitation , hvilket i væsentlig grad forringer propelens effektivitet.

Dråbe

Hjælpedieselmotorer startes i slutningen af ​​rejsen og tændes efter synkronisering med bølgegeneratoren for at overtage strømforsyningen.

Efter afslutningen af ​​områderejsen eller skibets fortøjning overfører broen kontrollen over motoren tilbage til MKR, hvilket igen skal anerkendes derfra.

På skibe med kontrollerbare propeller reduceres motoren derefter fra konstant hastighed til tomgang. I denne tilstand fortsætter maskinen med at køre i et par minutter for at afkøle langsomt og undgå spændingsrevner. Maskinstyringen skiftes til nødkontrolstationen. Derfra er fyldestangen indstillet til at stoppe, ventilen til startluftforsyningen er lukket, og indikatorventilerne åbnes.

Efter et par minutters eftersmøring slukkes den elektriske forsmøringspumpe.

Kølevandskredsløbene er indstillet til portdrift, og den elektriske forvarmningspumpe sættes i drift. De alarmer, der ikke er nødvendige for havnedrift, såsom olietryk, HT og LT kølevandstemperatur, undertrykkes nu.

operation

Der kræves en række særlige ekstra systemer til drift og start af skibets diesel. Hvis et af disse systemer mislykkes, skal driften af ​​hovedmotoren også stoppes. Det er derfor, der er en række af hjælpeenheder i to eksemplarer : smøreolie pumper, brændstof booster pumper, kølevand pumper, smøreolie separatorer , kompressorer, brændstof og smøreolie filtre.

Smøreoliesystem

Som med andre forbrændingsmotorer er disse dele godt smurt for at minimere slitage på gnidningsflader inde i maskinen .

Smøreolien udfører hovedsageligt fire opgaver:

• Smøre; bevægelige dele adskilles ved dannelsen af ​​en smørefilm
• Ren; Urenheder transporteres væk fra friktionspunkterne og opbevares i oliefiltre
• Fedt nok; olien afleder varme og afkøles i varmevekslere .
• Forsegling; den viskøse olie fungerer også som en tætning mellem cylindervæggen og stempelringen

Efter at olien er blevet pumpet ud af oliebeholderen eller cirkulationstanken og renset gennem et filter, passerer den gennem en oliekøler . Derefter forgrener de forskellige smøreolieledninger sig til krumtapakslen, forbindelsesstanglejer og ind i oliebeholderen. En anden lille del bruges til smøring af knastaksler , vippearme , ventiler og til afkøling af stemplerne. Olien løber tilbage i oliebeholderen eller cirkulationstanken. Stemplerne smøres af et separat oliesystem.

I tilfælde af utilstrækkelig mængde olie i cirkulationstanken kan der under tung liste komme, at oliepumpens sugeåbning ikke når olieniveauet, så smøringen afbrydes. Separatorer bruges til at forberede og opvarme den cirkulerende smøreolie.

Brændstofbehandling

På søgående skibe, dvs. d. Som regel bruges tung olie af lav kvalitet ( H eavy F uel O il (HFO)) som brændstof, som opnås som restolie under petroleumsraffinering . I lagertanke, som normalt er placeret i skibenes dobbeltbund, opvarmes brændstoffet til mindst 40 ° C, så det forbliver pumpbart og derefter kan transporteres til motorrumstankene. I såkaldte bundfældningstanke, der opvarmes til ca. 70 ° C, afsættes noget af vandet og slammet allerede på brændstoffet. Vand og slam drænes regelmæssigt i slamtanke. Brændstoffet behandles derefter yderligere ved at separere og filtrere det.

Mineralske olieseparatorer er centrifuger , hvor en gearpumpe skubber olien ved højt tryk gennem en stak rustfrie stålplader, der roterer ved høj hastighed (12.000 / min). De konisk formede plader er udstyret med stigekanaler, hvorigennem den rene og dermed lettere olie stiger, mens tunge komponenter som vand og snavs omdirigeres til ydersiden på grund af centrifugalkraften og opsamles i tromlen ( materialeadskillelse ). Skillelinjen mellem den lette og tunge fase skal løbe i den første tredjedel af stigerørskanalerne. Der skelnes mellem klarere , der kun adskiller snavs, og rensere , der i det væsentlige adskiller vand og slam. Et væsentligt kendetegn for disse to typer er den lukkede lukkeplade i stigrøret i klareren eller den justerbare såkaldte vandskive i tilfælde af renseren.

Separate brændstofvarmevekslere er tilsluttet opstrøms for separatorerne. Adskillelsestemperaturerne skal være mellem 70 og 99 ° C, afhængigt af brændstoftætheden. I tilfælde af tunge olier med store forureningsniveauer er separator typerne også forbundet i serie. Slamtromlen tømmes ved at lægge vandtryk på stempelventilen, som frigiver tømningsåbningerne i tromlen, så de tunge forurenende stoffer kan smides ud og opsamles i slamtanken. Den regelmæssige tømning af separatorerne kan udføres automatisk eller manuelt. Tunge olieseparatorer er følsomme komponenter, der er vigtige for sikker motordrift, og som regelmæssigt skal kontrolleres for deres funktion.

Brændstoffiltrene er for det meste såkaldte bagskylningsfiltre . Med en vis grad af forurening af sigtefladerne - hvorved et differenstryk måles - presses frisk olie baglæns gennem sigteoverfladerne ved at aflede brændstofstrømmen og dermed skylles snavs ned i en snavsbeholder. Det adskilte og filtrerede brændstof leveres til motorerne i såkaldte dagtanke. Dagtanke er udstyret med et brændstofoverløb til bundfældningstankene, så kontinuerlig rengøring og opvarmning kan finde sted, når separatorerne er i konstant drift.

I separate moduler, er HFO brændstof forvarmes til injektion viskositet (ca.. 12 mm ² · s ^-1 ) ved ca.. 130 ° C) i et viskositetsforøgende kontrolleret måde, og trykket forøges til omkring 7 til 10 bar. Inden man går ind i motorens brændstofindsprøjtningspumper, føres brændstoffet gennem et sidste finfilter. Ved drift med lettere dieselolie leveres en brændstofkøler i delbelastningsområdet.

For at levere brændstofindsprøjtningspumperne ved drift med tung olie med høj viskositetsklasser pumpes brændstoffet først ind i et opsamlingsbeholder ved hjælp af fødepumper ved et tryk på omkring 6 til 8 bar. Fra dette opsamlingsbeholder leverer såkaldte boosterpumper brændstoffet til brændstofindsprøjtningspumperne, når trykket stiger til omkring 15 til 18 bar. Trykstigningen er nødvendig for at forhindre den skadelige delvis fordampning af brændstoffet, der er blevet opvarmet til cirka 130 til 140 ° C., i brændstofindsprøjtningspumperne under nedlukning. Brændstofindløbet og -udløbet føres gennem pumpehuset og gennem brændstofindsprøjtningspumpernes styrestang. Princippet om brændstofpumpestyring er baseret på den skrå kantstyring udviklet af Bosch. Pumpen stemplet bevæges lodret i stemplet guide (engelsk tønde ) af brændstoffet cam af knast , hvorved overlappende brændselsindløbet og outlet boringer. Til dette formål fræses en fordybning med en skrånende, skarp kant lodret ind i slaglegemet. Pumpestammen kan drejes rundt om sin akse afhængigt af belastningen eller hastigheden. Den skrå kant (kontrolkant) gør det muligt at styre brændstof tilbage i afløbshullet og dermed brændstofmængden, der skal injiceres i forbrændingskammeret. For at undgå den forsinkede tænding, der opstår under delbelastning, justeres stempelstyrene automatisk, pneumatisk / hydraulisk ( variabel indsprøjtningstid , VIT) i dette tilfælde . Brændstofindsprøjtningspumperne leverer brændstoffet til brændstofindsprøjtningsventilerne under højt tryk (ca. 900 til 1600 bar). En stærk, justerbar fjeder er indbygget i injektorlegemerne. Denne fjeder presser ventilenålens sæde ind på dysens indløbshul via en spindel. Flere fine, skarpe kanter bearbejdes i dysen. Brændstoffet føres gennem en kanal, der er bearbejdet i ventilhuset til under nålesædet. Pumpetrykket løfter i første omgang nålesædet fra dyseindløbet mod fjedertrykket, så brændstoffet kommer ind i forbrændingskammeret. Derefter hersker fjedertrykket igen, hvilket gør det muligt for nålesædet at lukke dyseindløbet. Denne proces gentages flere gange hurtigt efter hinanden under injektionsprocessen, hvilket betyder, at brændstoffet finiseres fint og når forbrændingskammeret.

Der arbejdes på at erstatte denne indsprøjtningsteknologi med common rail -teknologi . Common rail -teknologien har nået serieproduktionens modenhed hos mange producenter af marine dieselmotorer.

Kølekredsløb

Den varme, der genereres i maskinen under forbrændingen, skal spredes udad. Den kølevandet bør have en temperatur på 80 til 90 ° C ved udgangen for at undgå stress revner, som kan opstå ved overdreven temperaturforskelle mellem komponenter og de store dimensioner af et skibs dieselmotor. Kølevand med en indløbstemperatur på omkring 70 ° C ledes fra bund til top gennem komponenterne, der skal afkøles. Kølevandet ledes fra foringsrørets vandkappe gennem cylinderhovederne, udstødningsventilerne og turboladeren .

De fleste skibsmotorer har mindst to kølevandskredsløb:

• Et kredsløb, der fører ferskvand, der kommer ind i maskinens nedre område, pumpes til topstykker og forlader maskinen der. Dette friske vand afkøles
  • enten via et ferskvand lavtemperatur kølevandskredsløb, som også afkøler olien og ladeluftkølerne , blandt andet , eller
  • et kølekredsløb, der bruger havvand. Dette forhindrer havvandet i at komme i direkte kontakt med maskinen, hvilket ville føre til betydelig korrosion . Hvis skibet har et lavtemperatur-kølekredsløb, afkøles dette af havets kølevand. Derimellem, en varmeveksler tager sig af varmetransporten.

Meget små marinemotorer som 1GM10 nævnt ovenfor afkøles direkte med havvand på trods af risiko for korrosion. Dette sparer kræfter for et andet kølekredsløb med en separat pumpe og tilhørende ekspansionsbeholder.

Miljøaspekter

Store dele af verdenshandelen udføres med skib. For at reducere yderligere forurening af havene og luften er der en stigende efterspørgsel efter lavere udstødningsgasemissioner. Som følge af de nye retningslinjer udstedt af Den Internationale Søfartsorganisation (IMO, en organisation i De Forenede Nationer ) skal der i fremtiden overholdes strengere grænseværdier for emission af visse forurenende stoffer (herunder især nitrogenoxider , som er mere og mere dannet under langsom forbrænding ved høj temperatur.) Derudover er der en indirekte begrænsning af svovldioxidemissioner på grund af de nye grænser for svovlindholdet i brændstoffet. Den 15. juli 2011 offentliggjorde EU -Kommissionen et "forslag til Europa -Parlamentets og Rådets direktiv om ændring af direktiv 1999/32 / EF med hensyn til svovlindholdet i marine brændstoffer". Shippingefficiency -databasen, der blev grundlagt på initiativ af den britiske iværksætter Richard Branson , sammenligner forskellige skibe af en type med hinanden; Målet er, at havne i fremtiden skal forskyde deres gebyrer i henhold til forurenende emissioner.

For at undgå øgede forurenende emissioner og lav effektivitet ved lav hastighed er moderne fartøjer på indre vandveje afhængige af et far-og-søn-motorkoncept: Hvis det er fuldt lastet opstrøms, fungerer det store skibs motorer. Mindre motorer bruges i stedet til ned ad bakke og kanalture - og nogle gange endda opstrøms ubelastede. Sådanne systemer er siden 2012 på aksegruppen "El Niño / La Niña" og siden 2015 på aksegruppen "Rhenus Duisburg" i brug.

Rengøring af udstødningsgas er teknisk muligt i dag med katalysatorer og partikelfiltre og er også obligatorisk; Imidlertid er de mere end 20 år gamle marine dieselmotorer, der udgør størstedelen, og hvis udstødningsgasser endnu ikke er blevet renset, hovedsageligt af omkostningsmæssige årsager, miljøskadelige. Grænseværdierne for nitrogenoxider overskrides ofte; Derudover frigives svovloxider og fint støv.

Fabrikant

Langsom løber (hastighed 75-200 / min):

• MAN Energy Solutions (tidligere MAN Diesel & Turbo, MAN Diesel , tidligere Burmeister & Wain )
• WinGD (tidligere Wärtsilä, før den Sulzer)
• Akasaka diesler
• Mitsubishi (ud over sine egne designs, også under licens fra Wärtsilä, MAN og Akasaka)

Medium hastighed (hastighed 500–1000 / min):

• Caterpillar (tidligere MaK )
• Niigata Power Systems
• Wärtsilä

Hurtig løber (hastighed 1000-3000 / min):

• Caterpillar (tidligere MaK)
• Caterpillar Energy Solutions (tidligere MWM)
• Cummins
• MAN Diesel & Turbo
• MTU Friedrichshafen ( Rolls-Royce Power Systems )
• Perkins
• Volvo Penta
• Wärtsilä (tidligere Deutz AG i denne division )
• Yanmar

Påhængsmotorer:

• Neander Motors AG

Se også

• Dieselmotorer til Imperial Navy
• Motor reparationer

litteratur

• Wolfgang Kalide: Stempel- og flowmaskiner . 1. udgave, Carl-Hanser-Verlag, München Wien 1974, ISBN 3-446-11752-0
• Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Håndbog Forbrændingsmotor: Fundamentals, Components, Systems, Perspectives. 3. udgave, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
• Hans-Jürgen Reuss: Totakts motorprogram gearet helt til gas. MAN Diesel & Turbo demonstrerer en ny motor med skiftevis drift fra diesel til gas i København. I: Hansa , Heft 7/2011, s. 43-44, Schiffahrts-Verlag Hansa, Hamborg 2011, ISSN  0017-7504
• Detlev Sakautzky: Skibsmotordrift: grundlæggende viden - læringshjælp. Pro Business, 2009, ISBN 978-3-86805-348-7 .

Individuelle beviser

1. ↑ BOOTE magazine: Tubodiesel påhængsmotor: Neander Shark. Hentet 1. oktober 2018 . 
2. ↑ MAN B & W K98ME-C6 Projektguiden , adgang Oktober 24, 2014
3. ↑ ^{a b} Wärtsilä lavhastighedsmotorer , adgang til den 19. marts 2010.
4. ↑ ^{a b} Wärtsilä motorer med mellemhastighed , tilgået den 19. marts 2010.
5. ^ MAN Medium Speed ​​Motorer , adgang til den 19. marts 2010.
6. ↑ ^{a b} Cat og MaK fremdriftsmotorer , adgang til 19. marts 2010.
7. ^ Mellemhastighed 4 -takts bagagerumsmotor , tilgået 17. oktober 2010.
8. ↑ MTU - Dieselmotorer for passagerskibe og færger ( Memento af den originale fra 21 Jul 2013 i Internet Archive ) Info: Den arkivet er blevet indsat link automatisk og er endnu ikke blevet kontrolleret. Kontroller venligst det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. , adgang til 11. marts 2011. @1@ 2Skabelon: Webachiv / IABot / www.mtu-online.com
9. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_DZ_home.htm ( Memento fra 11. juni 2008 i internetarkivet ) , åbnet den 6. oktober 2012.
10. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_V-DZC_home.htm ( Memento fra 9. juni 2008 i internetarkivet ) , åbnet den 6. oktober 2012.
11. ↑ Yanmar 1GM10 . Arkiveret fra originalen den 23. april 2012. Info: Arkivlinket er indsat automatisk og er endnu ikke kontrolleret. Kontroller venligst det originale og arkivlink i henhold til instruktionerne, og fjern derefter denne meddelelse. Hentet 22. april 2012. @1@ 2Skabelon: Webachiv / IABot / www.yanmarmarine.com
12. ↑ se også Reneste skib
13. ↑ EUROPA -PARLAMENTETS OG RÅDETS DIREKTIV om ændring af direktiv 1999/32 / EF med hensyn til svovlindholdet i marine brændstoffer på ec.europa.eu PDF.
14. ↑ Erfaringsrapport: Fire-motordrev bringer 20 procent brændstofbesparelse til El Niño på branchens nyhedsportal bonapart.de, adgang til den 8. september 2015.
15. ^ "Rhenus Duisburg" kører med en flex -tunnel og fire motorer på branchens nyhedsportal bonapart.de, adgang til den 8. september 2015.
16. ↑ Marlene Weiss: Tyk luft over vandet. Sammenlignet med mange skibsmotorer er dieselkøretøjer ligefrem rene på vejen. Tung olie brændes på åbent hav, mens partikelfiltre og katalysatorer er usædvanlige på floder som Rhinen . Tages-Anzeiger , Tamedia , Zürich 16. august 2017, s.36 .