Marine dieselmotor

Topplokk av de åtte - sylindret to-takts dieselmotor fra MAN B & W (nå MAN Energy Solutions ) på VLCC Algarve

Veivhus til MAN B&W dieselmotoren på VLCC Algarve

Yanmar 2GM20 20 hk dobbel sylindret dieselmotor i en seilbåt

En marine dieselmotor er en dieselmotor som fungerer som hoved- eller hjelpemotor på et skip. Motorer med samme eller lignende konstruksjon brukes også stasjonære i kraftverk på øyer og andre avsidesliggende steder, og drives som nødkraftgeneratorer, for eksempel på sykehus, store banker, datasentre og atomkraftverk .

Marine dieselmotorer er tilgjengelige i nesten alle størrelser og ytelsesklasser. De største og kraftigste motorene er vanligvis lavhastighets totaktsmotorer; Firetaktsmotorer er bygget i store og mellomstore ytelsesklasser som mellomhastighetsmotorer, mens små marine dieselmotorer ofte er høyhastighetsmotorer.

Som alle dieselmotorer er marine dieselmotorer i prinsippet egnet for mange drivstoff og kan brukes med et stort antall forskjellige drivstoff. Kommersielt tilgjengelig DIN-EN-590 diesel er relativt dyrt og spiller bare en rolle i små firetaktsmotorer; større firetaktsmotorer og totaktsmotorer drives vanligvis med gassolje , tung fyringsolje (HFO) eller, for en stund, med flytende naturgass (LNG). Orimulsion ble også brukt som drivstoff til slutten av 2006 . Uttrykket diesel refererer til arbeidsprosessen som, i henhold til definisjonen, er karakterisert ved inntak av luft, sin kompresjon med tilhørende oppvarming og automatisk tenning av den brennstoffet etter dets injeksjon og forbrenning med en diffusjonsflamme .

forhold

• Kravene til driftssikkerhet og pålitelighet er betydelig høyere enn for stasjonære dieselmotorer eller de som brukes i landbiler. Hvis fremdriften til et skip mislykkes og det slutter å bevege seg, strømmer ikke roret lenger. Dette gjør at skipet nesten ikke er i stand til å manøvrere. I tungt hav kan skipet ligge sideveis og komme i nød. Det er høye kostnader for berging og bortskjemt / forsinket last opp til skipets totale tap.
• Det er stor verdi for en lang levetid ned til langsiktige driftskostnader ( Engl. Total Cost of Ownership ) som skal minimeres. I tillegg er reparasjoner eller til og med utskifting av maskinen forbundet med betydelig innsats, for eksempel demontering av overbygningen, åpning av dekk over eller skipssiden. Dette fører igjen til lange dockingstider der skipet ikke er tilgjengelig.
• Et havgående skip må kunne gi et høyt nivå av kontinuerlig produksjon, dvs. det må kunne overleve lange avstander i full fart.
• Lavt drivstofforbruk er viktig fordi økningen i råoljeprisene også har ført til at tungoljeprisene har økt betydelig. Dagens marine dieselmotorer oppnår spesifikke forbruksnivåer på under 180 g / kWh.
• En trend mot “dual fuel engine” (diesel og naturgass) kan observeres, siden naturgass pleier å være billigere enn HFO . Dual-fuel motorer oppnår imidlertid aldri så gunstige forbruksverdier som single-fuel motorer.
• En høy grad av automatisering er moderne i dag. Skipsmotorer drives i økende grad i vaktfri modus, slik at alarmer og andre hendelser må behandles elektronisk og overføres til offiser eller maskinist på vakt på en passende måte. I tilfelle fare slår maskinen seg av automatisk eller reduserer belastningen. Alarmer og stopp kan imidlertid også ignoreres hvis situasjonen krever det (sendes foran motoren / overstyring). I tillegg er skipsmotorsystemer vanligvis i stand til å starte svart , hvor minst en dieselgenerator også kan startes helt manuelt i en nødsituasjon, slik at hjelpenergi da også er tilgjengelig igjen for å betjene hovedmotoren.
• I innenbordsmotorer av båter, spesielt seilbåter, brukes i dag dieselmotorer nesten utelukkende, selv med svært lav effekt, fordi diesel, i motsetning til motorbensin, ikke danner giftige damper som kan distribueres i skroget og utgjør en eksplosjonsfare når startet. Motorrom på skip med bensinmotorer må være utstyrt med ventilasjonsvifter, som også må startes før motoren startes. Dette regelverket gjelder ikke dieselmotorer, så de er klare til å starte når som helst.

Typer og konstruksjonsmetoder

Ensylindret marinediesel

Veivaksel av en lavhastighets totaktsmotor

Snitt gjennom en eksos turbolader for en hjelpediesel

Avhengig av størrelsen på skipet og typen fremdrift, brukes forskjellige typer dieselmotorer. De er ofte utstyrt med turboladere og intercoolere.

Sakte løper

Saktegående maskiner brukes i mellomstore og store lasteskip som tankskip , bulkskip og containerskip . Hastighetsområdet for disse motorene er mellom 60 og 250 per minutt. De arbeider i totaktsdrift med overladning med relativt lav geometrisk kompresjon men høyt middeltrykk . De har et slagforhold på 2 til 5, kan reverseres uten girkasse og virker direkte på propellen. Store totaktsmotorer oppnår spesifikke forbruksnivåer på under 170 g / kWh (55% effektivitet). Vibrasjonene ved lave hastigheter er lavere enn med andre typer.

Store marine fremdriftsdieseler er vanligvis langsomt totakts motorer med krysshode som er bygget som in-line motorer med 5 til 14 sylindere med opptil 100 MW. Tidligere var det også V-motorer (Detroit Diesel) og motstående stempelmotorer , for eksempel Napiers Deltic- motorer . Store totakts motorer med tverrhode har oppvarmede drivstoffledninger og passende utstyrte injektorer og pumper og med tung fyringsolje (HFO fra engelsk. Tung fyringsolje drives). Eldre motorer ble startet med diesel og byttet bare til tung fyringsolje på åpent hav. Sakte løpere jobber vanligvis direkte på propellakselen. Maskinens rotasjonsretning kan reverseres, som motoren må stoppes for. For å starte motoren bakover forskjøves enten kamaksel hydraulisk eller pneumatisk, eller så plasseres ruller på den andre siden av injeksjonspumpekammen og motoren startes på nytt. Toppmoderne store dieselmotorer er noen ganger designet uten kamaksel, slik at reverseringsprosessen i denne formen ikke er nødvendig. Marine dieselmotorer av denne størrelsen er alltid utstyrt med turboladning (både på grunn av totaktsprinsippet og for å øke effektiviteten og spesifikk kraft). De kan oppnå en levetid på over 20 år, dvs. rundt 150000 driftstimer.

Middels hastighetsløper

Mellomhastighets firetakts dieselmotorer med et hastighetsområde på opptil 1200 per minutt er primært installert på små til mellomstore lasteskip, passasjerskip og krigsskip . Avhengig av størrelse, er de konstruert som in- line eller V-motorer med opptil 20 sylindere, har et hull på opptil 640 mm, stempelhastighet på opptil 11 m / s og en sylindereffekt på mellom 100 og 2150 kW . Store firetakts dieselmotorer oppnår et spesifikt drivstofforbruk på mindre enn 180 g / kWh. Disse motorene krever en girreduksjon eller drivgeneratorer for en dieselelektrisk stasjon, som også er utformet som en poddrift på cruiseskip , ofte i forbindelse med kontrollerbare propeller eller vannstrålepropulsjon . En annen viktig bruk av dieseldrevne dieselmotorer av denne typen er generering av strøm om bord. For dette formålet driver såkalte hjelpedieseler en generator med konstant hastighet . (En motor med en hastighet på 1800 per minutt produserer 60 Hz vekselstrøm i en firepolet generator.)

Mellomhastighets firetaktsmotorer er tilgjengelige som in-line og V-motorer, så vel som i noen eksotiske konfigurasjoner, for eksempel. B. radiale motorer (seks stjerner med syv sylindere hver på rad) bygget for hurtigbåter. De krever en girkasse i drivverket eller en dieselelektrisk kraftoverføring, siden propellen krever en betydelig lavere hastighet enn den nominelle motorhastigheten.

Rask løper

Høyhastighetsløpere, hvis hastighet kan overstige 2000 per minutt, finnes i området for indre vannveier og innen sports- og fritidsfart. Du har ikke alltid et gebyr. Små dieselmotorer med høy hastighet for sports- og fritidsbåter er vanligvis designet som firetaktsmotorer, ofte med fire eller seks sylindere. De er ofte basert på bilmotorer. For eksempel var verdens første serieproduserte dieselmotor for personbiler, OM 138, også tilgjengelig som båtmotor. Selv om de fleste påhengsmotorer er designet som bensindrevne Otto-motorer, er det også sporadiske dieselenheter, spesielt innen kommersielt brukte påhengsmotorer. På 1990-tallet bygde for eksempel Yanmar påhengsmotorer med 27 og 36 hk. For tiden er en av få leverandører av påhengsmotorer den tyske Neander Motors AG.

Tekniske data for utvalgte marine dieselmotorer

Kraftoverføring

Det er hovedsakelig tre forskjellige måter å overføre kraft fra motoren til propellen .

Direkte

Aksel i akseltunnelen (fra hovedmotoren til propellen)

En aksel som er stivt koblet til motoren og propellen drives. Rotasjonsretningen til propellen kan, for. B. for reversering, kan bare endres her ved å reversere motoren. Motoren må deretter stoppes mens du kjører foran, reversert ved å bevege kamakslen, og startes på nytt for reversering. Denne metoden brukes i alle tilfeller med en stiv forbindelse mellom propell og motor.

En annen mulighet er den kontrollerbare stigepropellen . For å endre fartets hastighet og for frem- eller bakretningen, roteres (skrus på) det enkelte propellbladet i en annen vinkel (helling, engl. Pitch ). Motoren roterer med konstant hastighet. Denne hastigheten kan være høyere enn den som passer for propellen. I et slikt tilfelle må hastigheten derfor reduseres via et gir. I tillegg til diameter og stigning spiller kavitasjon også en avgjørende rolle i propellens hastighet . Kavitasjon er kollaps (implodering) av gassbobler, som kan skade overflatene på propellbladene.

Diesel mekanisk

Spesielt brukt i motorer med høy hastighet og middels hastighet som krever reduksjon i motorhastighet til propellhastighet. Girkassene som brukes er delvis utstyrt med koblingsbare clutcher og kraftuttak for akselgeneratorer . Svinggir brukes til å reversere propellens rotasjonsretning i ikke-reversible motorer. Det er også kombinasjoner av girkasser og kontrollerbare propeller . Ofte flettes skipets motorer til girkassen via koblinger (f.eks. Av Vulkan Rato- typen ) eller leddskiver . Dette unngår vibrasjonene som oppstår ved konvensjonelle metallforbindelser. Stasjonen er frakoblet.

Når det gjelder små motorer, betjenes ofte girgir og hastighet via en enkel mekanisme ved bruk av enhendelsbryter . Vekselgiret kan enkelt bygges her, siden bytte bare kan foregå i tomgang.

Diesel-elektrisk

I dieselelektrisk drev driver motoren, vanligvis en firetaktsmotor, bare en generator som gir kraften til trekkmotoren, som igjen driver propellen . Denne varianten er spesielt vanlig som et flermotorsystem på passasjerskip . De enkelte generatorenhetene kan installeres hvor som helst på skipet. De genererer også energi til hotelldriften, noe som utgjør en betydelig andel av det totale energibehovet for passasjerskip. Individuelle generatorer kan slås av og på, og en maskin kan betjenes og repareres mens skipet er i drift på sjøen. Propellens retning og rotasjonshastighet er uavhengig av hastigheten til forbrenningsmotorene, slik at forbrenningsmotorene kan brukes i arbeidsområdene med høy effektivitet. På grunn av tapene i generering og konvertering av elektrisk energi er den totale effektiviteten noe dårligere enn med en direktedrift.

Eksempel Queen Elizabeth 2 ( Cunard Line ): På 1980-tallet ble den omgjort fra dampturbindrift til dieseldrift. Ni maskiner MAN 9L58 / 64 (ni-sylindrede in-line motorer) med 580 mm boring, 640 mm slaglengde, og i tillegg til ca 1200 kW per sylindergeneratorer opererer over to 44 MW betalbare GEC - trekkmotorer med to propeller. I tillegg til de utbredte styrbare propellsystemene, er en spesiell form for denne stasjonen den nyutviklede pod-stasjonen .

Gjør deg klar og slå deg ned

Historisk totakts marine dieselmotor 40 DM med kontrollerbart propellanlegg og en effekt på 1620 kW (2200 hk)

Denne delen beskriver arbeidet som er nødvendig for å starte og stoppe en stor totakts marine motor.

• Når maskinen står stille, holdes den vanligvis ved konstant lavere driftstemperatur av kjølevannssystemet med høy temperatur (HT) og en forvarmepumpe.

Før du begynner, må de tunge fyringsoljetemperaturene i dagtankene kontrolleres. Når hovedmotoren står stille, blir den termiske oljen eller dampen, som sirkulerer i rørene i tankene, oppvarmet av en kjele som drives med dieselolje og ikke, som det er tilfelle under drift , ved avgastemperaturen i skorsteinen (avgasskjelen).

Skipsdieseler startes ved hjelp av trykkluft. En elektrisk motor ville ikke være i stand til å generere den nødvendige kraften med et rimelig størrelsesforhold.

Trykkluftsylindrene og startluftsystemet blir drenert og trykket sjekket.

Akkurat som forvarmingspumpen fungerer drivstoffsystemet også kontinuerlig for å opprettholde temperaturen på den tunge fyringsoljen i tilførsels- og utløpsledningene (ringledningen) til maskinen. Kjøling av tung fyringsolje i disse områdene vil føre til klumper. Rørledningen må rengjøres med store utgifter. Det kan være nødvendig å bruke maskinen med gassolje i en viss periode .

Mindre motorer kan utstyres med en (påmontert) smøreoljepumpe som er koblet til motoren og som går under drift og dermed forsyner lagrene til hovedmotoren med smøreolje. Når hovedmotoren står stille, må oljetrykket opprettholdes via en ekstern elektrisk drevet pumpe, også for å sikre at maskinen smøres på nytt deretter etter at den er stoppet. Kjølevannspumper kan også festes. Før du starter, må systemet underkastes en visuell inspeksjon og smøreoljetrykket må kontrolleres.

For å kunne kjøre motoren ut av motorstyringsrommet (MKR) i en nødsituasjon, eller hvis fjernkontrollen fra broen svikter, må alle kommunikasjonsenheter som motortelegraf og telefon (tilkoblingsbro til MKR og bro til broen) styrerom) må være funksjonelt. Maskinen har en nødkontrollstasjon direkte på motoren. Hvis innstillingsenheten for propellbladet skulle mislykkes på et skip med en kontrollerbar propell, kan den manuelt flyttes til 100 prosent stilling og skipets hastighet reguleres via motorhastigheten. Hvis den ennå ikke er i drift, startes en ekstra hjelpediesel fra MKR og synkroniseres med nettverket for å forhindre at den første og da bare hjelpedieselen faller ned etter at de mange pumpene (forbrukere med høye energibehov) har blitt slått på automatisk (strømbrudd).

Nødvendige pumper startes eller byttes til automatisk modus via betjeningspanelene i maskinens kontrollrom. Disse inkluderer i hovedsak:

• Sjøkjølevannspumpe
• HT kjølevannspumpe (høy temperatur)
• LT kjølevannspumpe (lav temperatur, lav temperatur. Sjøvann kjøler LT-kretsen, LT kjøler HT, HT kjøler maskinen. Disse forskjøvne kjølekretsene er ment å beskytte motoren mot spenningssprekker på grunn av lavere temperaturforskjeller)
• Girkasse oljepumpe
• Smøreoljepumpe
• For totaktsmotorer: å fjerne luftpumper
• På skip med kontrollerbare stigepropeller: kontrolloljepumpe

Dette blir fulgt av aktivering av alarmer som er undertrykt i havnedrift, for eksempel oljetrykk og temperatur, HT og LT kjølevannstemperatur.

I maskinens nødkjørestilling åpnes stengeventilen for startluft manuelt og påfyllingskoblingen (drivstoffmengde) frigjøres for automatisk drift. Kontrollen byttes deretter fra nødkontrollstasjonen til kontrollrommet.

Etter at dekompresjonsventilene er åpnet, blåses motoren gjennom med startluft. Eventuelt vann, olje eller drivstoff i stempelkammeret drives ut av ventilene. Hvis en maskin startes med vann i stempelkammeret, kan dette forårsake alvorlig skade på motoren. Dekompresjonsventilene lukkes deretter igjen.

Sjekk hovedmotoren for kjølevann og oljelekkasjer.

• Skrueforbindelser er festet til dekompresjonsventilene for å kunne registrere trykkprofilen per arbeidssyklus med et skriveinstrument. På denne måten kan informasjon om forbrenningsprosessen til den aktuelle sylinderen innhentes under drift.

Startprosess

Starter luftkompressorer ombord på et skip

Den automatiserte startprosessen til hovedmotoren startes fra MKR.

For å starte en stor diesel må de store komponentmassene settes i gang og de kraftkrevende arbeidstrinnene i motoren må overvinnes (inntak, komprimering, arbeid, utkasting). Dette arbeidet kan ikke lenger utføres av en elektrisk motor eller luftmotor for store skipsmotorer.

Marine dieselmotorer startes derfor alltid med trykkluft. Når det gjelder mindre enheter under 10 MW, brukes det også noen ganger trykkluftstartere som angriper svinghjulet og dermed spinner maskinen. Store firetaktsmotorer og praktisk talt alle totaktsmotorer starter direkte. Hver sylinder forsynes med startluft i henhold til sin posisjon og avfyringssekvens. De tilsvarende stemplene presses ned etter hverandre og motorhastigheten økes til tenningshastighet. Kontrolleren setter injeksjonspumpene til fylling, drivstoff injiseres og den første selvantennelsen skjer . Et sterkt trykkluftsystem (vanligvis 30 bar nominelt trykk) er nødvendig for dette.

For å drive forbrenningsgassene i store, langsomtgående totaktsdieselmotorer og for å tilføre frisk luft, brukes elektrisk drevne skylleluftvifter i lavt belastningsområde. I de høyere belastningsområdene tar eksosdrevne turboladere på seg oppgaven.

For å sikre driftssikkerhet, kan marine dieselmotorer, spesielt hjelpemaskinen for å generere elektrisitet, startes selv etter at hele den elektriske strømforsyningen ombord ( blackout ) har gått ut av manuelle startventiler og uten tilleggsenheter, så lenge det er tilstrekkelig trykkluft i startlufttrykkbeholderen og drivstoff i dagtankene er tilgjengelig.

Alle reisekommandoer som kommer fra broen blir utført fra motorens kontrollrom. Fremfor alt inkluderer dette å endre motorretningen under manøvrer (for å flytte et skip bakover, må hovedmotoren stoppes og startes helt på nytt i den andre retningen).

Når det gjelder et skip med en kontrollerbar propell, blir motoren sakte rampet opp til sin nominelle hastighet. I denne tilstanden står maskinen på tomgang i noen minutter for å stabilisere temperaturer og trykk. Etter å ha økt til konstant hastighet overføres kontrollen til maskinen til broen (fjernkontroll) og aksepteres og aksepteres derfra ved å trykke på en knapp.

Takket være den konstante hastigheten til sjøs, kan strømforsyningen leveres av en akselgenerator drevet av hovedmotoren i stedet for separat havn eller tilleggsdieselgeneratorer.

Skip uten kontrollerbare stigepropeller akselererer bare veldig sakte. Årsaken er angrepsvinkelen til propellen, som bare er optimalisert for en hastighet. Hvis propellen kjøres med for høy hastighet med for lav hastighet, kan overdreven kavitasjon oppstå, noe som reduserer propellens effektivitet betydelig.

Miste

Hjelpedieselmotorene startes på slutten av seilasen, og etter synkronisering med bølgeneratoren er de slått på for å overta strømforsyningen.

Etter slutten av seilasen eller fortøyningen av skipet overfører broen kontrollen over motoren tilbake til MKR, som igjen må erkjennes derfra.

På skip med kontrollerbare stigepropeller reduseres motoren fra konstant hastighet til tomgang. I denne tilstanden fortsetter maskinen å kjøre i noen minutter for å avkjøles sakte og for å unngå spenningssprekker. Maskinkontrollen byttes til nødkontrollstasjonen. Derfra er fyllestangen satt til å stoppe, ventilen for startluftforsyningen lukkes og indikatorventilene åpnes.

Etter noen minutters ettersmøring er den elektriske forsmøringspumpen slått av.

Kjølevannskretsene er satt til portdrift og den elektriske forvarmingspumpen settes i drift. Alarmer som ikke er nødvendige for havnedrift, for eksempel oljetrykk, HT og LT kjølevannstemperatur, er nå undertrykt.

virksomhet

Det kreves en rekke spesielle tilleggssystemer for å betjene og starte et skips dieselmotor. Hvis et av disse systemene mislykkes, må driften av hovedmotoren også stoppes. Det er grunnen til at det finnes et antall av hjelpeenheter i duplikat : smøreolje pumper, drivstoff boosterpumper, kjølevannpumper, smøreolje separatorer , kompressorer, drivstoff og smøreoljefilter.

Smøreoljesystem

Som med andre forbrenningsmotorer , er disse delene godt smurt for å minimere slitasje på gni overflater inne i maskinen .

Smøreoljen tar i hovedsak fire oppgaver:

• Smøre; bevegelige deler er atskilt med dannelsen av en smørefilm
• Ren; Urenheter transporteres vekk fra friksjonspunktene og beholdes i oljefiltre
• Kul; oljen avgir varme og blir avkjølt i varmevekslere .
• Forsegling; den viskøse oljen fungerer også som en tetning mellom sylinderveggen og stempelringen

Etter at oljen er pumpet ut av oljepannen eller sirkulasjonstanken og renset gjennom et filter, passerer den gjennom en oljekjøler . Deretter forgrener de forskjellige smøreoljelinjene seg til veivakselen, koblingsstanglagrene og inn i oljepannen. En annen liten del brukes til smøring av kamaksler , vippearmer , ventiler og til kjøling av stemplene. Oljen renner tilbake i oljepannen eller sirkulasjonstanken. Stempelene smøres av et eget oljesystem.

Ved utilstrekkelig mengde av olje i sirkulasjonstanken kan under tung liste for å komme at sugeport til oljepumpen ikke når oljenivået, slik at smøring er avbrutt. Separatorer brukes til å forberede og varme opp den sirkulerende smøreoljen.

Drivstoffbehandling

På sjøfartøyer, i. d. Som regel brukes lavkvalitets tung fyringsolje ( H eavy F uel O il (HFO)) som drivstoff, som produseres som restolje under petroleumsraffinering . I lagertankene, som vanligvis er plassert i skipets doble bunn, varmes drivstoffet opp til minst 40 ° C, slik at det forblir pumpbart og deretter kan transporteres til motorromstankene. I såkalte sedimenteringstanker, som er oppvarmet til ca. 70 ° C, er noe av vannet og slammet allerede avsatt på drivstoffet. Vann og slam dreneres regelmessig i slamtanker. Drivstoffet blir deretter viderebehandlet ved å separere og filtrere det.

Mineraloljeseparatorer er sentrifuger der en tannhjulspumpe skyver oljen under høyt trykk gjennom en bunke med rustfrie stålplater som roterer med høy hastighet (12.000 / min). De konisk formede platene er utstyrt med stigerørskanaler som den rene og derfor lettere oljen stiger gjennom, mens tunge komponenter som vann og skitt blir ført ut på grunn av sentrifugalkraften og samles i trommelen ( materialseparasjon ). Skillelinjen mellom den lette og tunge fasen skal løpe i den første tredjedelen av stigerørskanalene. Det skilles mellom klarere , som bare skiller smuss, og rensemidler som i hovedsak skiller vann og slam. Et essensielt kjennetegn ved disse to typene er den lukkede lukkeplaten i stigerøret når det gjelder klareren eller den justerbare såkalte vannskiven når det gjelder renseren.

Separate drivstoffvarmevekslere er koblet oppstrøms separatorene. Avhengig av drivstofftetthet, må separasjonstemperaturene være mellom 70 og 99 ° C. Når det gjelder tunge oljer med høye forurensningsnivåer, kobles separatortypene også i serie. Slamtrommelen tømmes ved å legge vanntrykk på stempelventilen, som frigjør tømmeåpningene i trommelen slik at de tunge forurensningene kan kastes ut og samles i slamtanken. Regelmessig tømming av separatorene kan gjøres automatisk eller manuelt. Tungoljeseparatorene er sensitive komponenter som er viktige for sikker motordrift og som må kontrolleres regelmessig for deres funksjon.

Drivstoffiltrene er stort sett såkalte backwash-filtre . Med en viss forurensning av silflatene - hvorved et differensialtrykk måles - presses fersk olje bakover gjennom silflatene ved å omdirigere drivstoffstrømmen, og dermed skylles smusset inn i en smussbeholder. Det separerte og filtrerte drivstoffet leveres i såkalte dagtanker for motorene. Dagtankene er utstyrt med drivstoffoverløp til sedimenteringstankene slik at kontinuerlig rengjøring og oppvarming kan finne sted når separatorene er i konstant drift.

I separate moduler, er det HFO brennstoff forvarmes til injeksjons viskositeten (ca. 12 mm ^to -s ^-1 ) ved ca. 130 ° C) i en viskositet styrt måte, og trykket økes til rundt 7 til 10 bar. Før du går inn i motorens drivstoffinjeksjonspumper, føres drivstoffet gjennom et finfilter. Ved bruk med lettere dieselolje er det utstyrt med en drivstoffkjøler i delbelastningsområdet.

For å forsyne bensininnsprøytningspumpene når det brukes tung olje med høy viskositetsklasser, pumpes drivstoffet først inn i et oppsamlingsbeholder ved hjelp av matepumper ved et trykk på rundt 6 til 8 bar. Fra dette oppsamlingsfartøyet leverer såkalte boosterpumper drivstoff til drivstoffinjeksjonspumpene når trykket øker til rundt 15 til 18 bar. Trykkøkningen er nødvendig for å forhindre skadelig delvis fordampning av drivstoffet, som er oppvarmet til omtrent 130 til 140 ° C, i drivstoffinjeksjonspumpene under stenging. Drivstoffinntaket og -utløpet føres gjennom pumpehuset og gjennom drivføringen til drivstoffinnsprøytningspumpene. Prinsippet for styring av drivstoffpumpen er basert på skråreguleringen utviklet av Bosch. Pumpen stempelet beveges vertikalt i stempelet anvisning (engelsk fat ) av brensel kammen på kamakselen , hvorved overlappende brensel innløps- og utløpsboringer. For dette formål blir en utsparing med en skrånende, skarp kant fres vertikalt inn i stansehuset. Pumpestemplet kan dreies rundt sin akse avhengig av belastning eller hastighet. Den skrå kanten (kontrollkanten) tillater retur av drivstoff i avløpshullet og dermed volumet av drivstoffet som skal injiseres i forbrenningskammeret som skal kontrolleres. For å unngå forsinket tenning som oppstår under dellastoperasjon, blir stempelførerne automatisk, pneumatisk / hydraulisk justert ( variabel injeksjonstid , VIT) i dette tilfellet . Drivstoffinjeksjonspumpene leverer drivstoffet til drivstoffinjeksjonsventilene under høyt trykk (ca. 900 til 1600 bar). En sterk, justerbar fjær er innebygd i injektorlegemene. Denne våren presser setet til ventilnålen på dysens innløpshull via en spindel. Flere fine, skarpe kanter er bearbeidet i dysen. Drivstoffet mates gjennom en kanal maskinert inn i ventilhuset til under nålsetet. Pumpetrykket løfter først nålsetet fra dyseinnløpet mot fjærtrykket, slik at drivstoffet kommer inn i forbrenningskammeret. Så råder fjærtrykket igjen, som gjør at nålsetet kan lukke dyseinntaket. Denne prosessen gjentas flere ganger i rask rekkefølge under injeksjonsprosessen, noe som betyr at drivstoffet finforstøves og når forbrenningskammeret.

Det arbeides med å erstatte denne injeksjonsteknologien med common rail-teknologi . Common rail-teknologien er nå klar for serieproduksjon hos mange produsenter av marine dieselmotorer.

Kjølekrets

Varmen som genereres i maskinen under forbrenningen, må ledes ut på utsiden. Den Kjølevannet bør ha en temperatur på 80 til 90 ° C ved utløpet, for å forebygge spenningssprekker som kan oppstå fra store temperaturforskjeller mellom komponentene og de store dimensjoner av et skips dieselmotor. Kjølevann med en innløpstemperatur på rundt 70 ° C føres fra bunn til topp gjennom komponentene som skal avkjøles. Kjølevannet ledes fra vannmantelen til foringen som kjøler gjennom sylinderhodene, eksosventilene og turboladeren .

De fleste skipsmotorer har minst to kjølevannskretser:

• En krets som fører friskt vann som kommer inn i maskinens nedre område, pumpes til sylinderhodene og kommer ut av maskinen der. Dette ferske vannet blir avkjølt
  • enten via en ferskvannskrets med lav temperatur for kjølevann, som også kjøler ned olje og mellomkjøler , eller
  • en kjølekrets som bruker sjøvann. Dette forhindrer at sjøvannet kommer i direkte kontakt med maskinen, noe som kan føre til betydelig korrosjon . Hvis skipet har en lavtemperatur kjølekrets, blir dette avkjølt av sjøvannet. Innimellom tar en varmeveksler seg av varmeoverføringen.

Svært små marine motorer som 1GM10 som er nevnt ovenfor, blir avkjølt direkte med sjøvann til tross for fare for korrosjon. Dette sparer innsatsen for en andre kjølekrets med en separat pumpe og tilsvarende ekspansjonstank.

Miljøaspekter

Store deler av verdenshandelen utføres med skip. For å redusere ytterligere forurensning av havene og luften, er det et økende behov for lavere eksosutslipp. På grunn av de nye retningslinjene utgitt av International Maritime Organization (IMO, en organisasjon fra De forente nasjoner ), må strengere grenseverdier for utslipp av visse forurensende stoffer overholdes i fremtiden (inkludert spesielt nitrogenoksider , som i økende grad dannet under langsom forbrenning ved høy temperatur.) I tillegg er det en indirekte begrensning av svoveldioksidutslipp på grunn av de nye grensene for svovelinnholdet i drivstoffet. 15. juli 2011 publiserte EU-kommisjonen et “forslag til et direktiv fra Europaparlamentet og Rådet om å endre direktiv 1999/32 / EF med hensyn til svovelinnholdet i marint drivstoff”. Shippingefficiency- databasen, grunnlagt på initiativ av den britiske gründeren Richard Branson , sammenligner forskjellige skip av en type med hverandre; Målet er at havner skal forskyve gebyrene i henhold til utslippene av forurensende stoffer i fremtiden.

For å unngå økte utslipp av forurensende stoffer og lav effektivitet ved lav hastighet, er moderne fartøyer på indre vannveier avhengige av et far-og-sønn-motorkonsept: Hvis det er fullastet oppstrøms, fungerer de store skipets motorer. Når du kjører nedoverbakke og kanal - men noen ganger til og med ulastet oppstrøms - går mindre motorer i stedet. Slike systemer er siden 2012 på aksegruppen "El Niño / La Niña" og siden 2015 på aksegruppen "Rhenus Duisburg" i bruk.

Rensing av eksos er teknisk mulig i dag med katalysatorer og partikkelfiltre, og er også obligatorisk; Imidlertid er de mer enn 20 år gamle marine dieselmotorene, som utgjør flertallet, skadelige for miljøet, og eksosgassene har ennå ikke blitt renset, hovedsakelig av kostnadsmessige årsaker. Grenseverdiene for nitrogenoksider overskrides ofte, og svoveloksider og fint støv frigjøres også.

Produsent

Langsom løper (hastighet 75-200 / min):

• MAN Energy Solutions (tidligere MAN Diesel & Turbo, MAN Diesel , tidligere Burmeister & Wain )
• WinGD (tidligere Wärtsilä, før Sulzer)
• Akasaka diesler
• Mitsubishi (i tillegg til egne design, også under lisens fra Wärtsilä, MAN og Akasaka)

Middels hastighet (hastighet 500–1000 / min):

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

Rask løper (hastighet 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 divisjonen )
• Yanmar

Påhengsmotorer:

• Neander Motors AG

Se også

• Dieselmotorer for den keiserlige marinen
• Motorreparasjoner

litteratur

• Wolfgang Kalide: Stempel- og strømningsmaskiner. 1. utgave, Carl-Hanser-Verlag, München Wien 1974, ISBN 3-446-11752-0
• Richard van Basshuysen, Fred Schäfer: Håndbok forbrenningsmotor: grunnleggende, komponenter, systemer, perspektiver. 3. utgave, Friedrich Vieweg & Sohn Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-23933-6 .
• Hans-Jürgen Reuss: To-takts motorprogram som er helt rettet mot bensin. MAN Diesel & Turbo demonstrerer en ny motor med vekselvis drift fra diesel til gass i København. I: Hansa , Heft 7/2011, s. 43-44, Schiffahrts-Verlag Hansa, Hamburg 2011, ISSN  0017-7504
• Detlev Sakautzky: Skipsmotordrift: grunnleggende kunnskap - læringshjelpemiddel. Pro Business, 2009, ISBN 978-3-86805-348-7 .

Individuelle bevis

1. ↑ BOOTE magasin: Tubodiesel påhengsmotor: Neander Shark. Hentet 1. oktober 2018 . 
2. ↑ B MAN & K98ME-C6 Guide W-prosjektet , tilgang til 24 oktober 2014
3. ↑ ^{a b} Wärtsilä motorer med lav hastighet , åpnet 19. mars 2010.
4. ↑ ^{a b} Wärtsilä Medium Speed ​​Engines , åpnet 19. mars 2010.
5. ↑ MAN middels hastighet Motorer , tilgang på 19 mars 2010.
6. ↑ ^{a b} Cat and MaK Propulsion Engines , åpnet 19. mars 2010.
7. ↑ Medium Speed ​​4 Stroke Trunk Piston Engine , åpnet 17. oktober 2010.
8. ↑ MTU - Dieselmotorer for passasjerskip og ferger ( Minne til originalen fra 21. juli 2013 i Internettarkivet ) Info: Arkivkoblingen er satt inn automatisk og er ennå ikke sjekket. Kontroller original- og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. , åpnet 11. mars 2011. @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.mtu-online.com
9. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_DZ_home.htm ( Memento fra 11. juni 2008 i Internet Archive ) , åpnet 6. oktober 2012.
10. ↑ http://www.abcdiesel.be/Deutsch/Datasheet_V-DZC_home.htm ( Memento fra 9. juni 2008 i Internet Archive ) , åpnet 6. oktober 2012.
11. ↑ Yanmar 1GM10 . Arkivert fra originalen 23. april 2012. Info: Arkivkoblingen ble satt inn automatisk og er ennå ikke sjekket. Kontroller original- og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. Hentet 22. april 2012. @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.yanmarmarine.com
12. ↑ se også Cleanest Ship
13. ↑ EUROPA-PARLAMENTETS OG RÅDETS DIREKTIV om endring av direktiv 1999/32 / EF med hensyn til svovelinnholdet i marint drivstoff på ec.europa.eu PDF.
14. ↑ Erfaringsrapport: Fire-motordrift gir 20 prosent drivstoffbesparelser for El Niño på bransjens nyhetsportal bonapart.de, tilgjengelig 8. september 2015.
15. Rh "Rhenus Duisburg" kjører med en flex tunnel og fire motorer på bransjens nyhetsportal bonapart.de, åpnet 8. september 2015.
16. ↑ Marlene Weiss: Tykk luft over vannet. Sammenlignet med mange marine motorer er dieselbiler rett og slett rene på veien. Tung olje blir brent på åpent hav, mens partikkelfiltre og katalysatorer er uvanlige i elver som Rhinen . Tages-Anzeiger , Tamedia , Zürich 16. august 2017, s.36.