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Schiffsdieselmotoren von Sauer & Sohn

Ein Schiffsdieselmotor ist ein Dieselmotor, der für den Antrieb von Schiffen eingesetzt wird. Diese Art von Motoren gibt es in verschiedenen Bauarten und Leistungsklassen, jeweils passend zum Schiff.

Vorteile von Schiffsdieselmotoren

Aufgrund der hohen Anforderungen, die an Board zu erfüllen sind, hat sich der Schiffsdieselmotor gegenüber anderen Antriebssystemen behaupten können. So muss der Motor sehr zuverlässig sein, da bei einem Ausfall das Schiff manövrierunfähig ist und eine Bergung hohe Kosten verursachen würde. Die Robustheit von Dieselmotoren sorgt für eine lange Lebensdauer und somit für geringere Betriebskosten. Schiffe, die lange Fahrten zurücklegen müssen, profitieren von langen Betriebszeiten und geringen Kraftstoffverbrauch.

Kraftstoff: Angepasst an den Motor

Wie andere Dieselmotoren auch, kann der Schiffsdieselmotor mit verschiedenen Kraftstoffen betrieben werden. Der handelsübliche Dieselkraftstoff ist für lange Seefahrten teuer und wird eher in kleinen Vier-Takt-Motoren eingesetzt. Große Dieselmotoren werden hauptsächlich mit Gasöl sowie HFO-Kraftstoff (Schweröl) betrieben. Seit einigen Jahren werden Schiffe auch mit verflüssigtem Erdgas betrieben. Entweder mit einem Dual-Fuel Motor oder nur mit Gasantrieb.

Bautypen von Schiffsdieselmotoren

Die größten und stärksten Motoren sind in der Regel langsam laufende Zweitaktmotoren, Viertaktmotoren werden als mittelschnelllaufende Motoren in der oberen und mittleren Leistungsklasse gebaut und kleine Schiffsdieselmotoren sind meist schnelllaufende Motoren.

Abhängig von der Größe des Schiffs gibt es verschiedene Bauarten des Schiffsdieselmotors:

Sogenannte Langsamläufer finden sich in mittleren Schiffen, wie Tankern oder Containerschiffen. Sie laufen mit niedrigen Drehzahlen und arbeiten im Zweitaktbetrieb. Solche Zweitakt-Dieselmotoren werden als Reihenmotoren mit fünf bis 14 Zylindern gebaut und sind ohne Getriebe steuerbar. Außerdem wirken sie direkt auf die Propellerwelle des Schiffs. Da sie mit Schweröl betrieben werden, sind sie mit beheizten Brennstoffleitungen und angepassten Einspritzventilen ausgestattet. Dank einer Turboaufladung erreichen solch große Motoren einen höheren Wirkungsgrad. Weil sie robust gebaut sind, kann mit einer Lebensdauer von 20 Jahren und 150000 Betriebsstunden gerechnet werden.

Mittelschnelllaufende finden sich bei kleineren und mittleren Schiffen. Sie arbeiten im Viertaktprinzip und werden als Reihen- oder als V-Motoren mit bis zu 20 Zylindern mit einer Leistung bis zu 2150 kW gebaut. Sie erreichen Drehzahlen von bis 1200 pro Minute. Zudem werden mittelschnelllaufende Schiffsdieselmotoren auch für die Stromerzeugung an Bord eingesetzt. Sie erfordern ein Getriebe im Antriebsstrang oder eine dieselelektrische Kraftübertragung, da der Propeller eine deutlich niedrigere Drehzahl als die Motornenndrehzahl benötigt.

Schnellläufer finden sich in der Binnenschifffahrt sowie in der Sport- und Freizeitschifffahrt. Mit ihrem Aufbau ähneln sie PKW-Motoren, da sie als Viertakt-Reihenmotoren aus vier oder sechs Zylinder gebaut sind.

Kraftübertragung

Es existieren drei verschiedene Möglichkeiten der Kraftübertragung vom Motor zum Propeller:

Die direkte Kraftübertragung treibt die Welle an, die den Motor mit dem Propeller verbindet. Hier wird die Drehrichtung des Propellers durch das Umkehren des Motors geändert. Es gibt auch einen optionalen Verstellpropeller. Hier wird der Motor auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten und die Propellerblätter selbst werden in verschiedenen Winkeln eingestellt, um die Geschwindigkeit des Bootes zu steuern.

Eine andere Art der Kraftübertragung ist ein dieselmechanisches Getriebe. Dies gilt insbesondere für schnell- und mittelschnelllaufende Motoren. Hier muss die Motordrehzahl auf die Propellerdrehzahl reduziert werden. Die dafür arbeitenden Getriebe sind mit Kupplungen und Nebenantrieben des Wellengenerators ausgestattet. Bei kleineren Motoren können Rückwärtsgang und Geschwindigkeit durch einfachere Mechanik manipuliert werden.

Eine weitere Möglichkeit der Kraftübertragung ist dieselelektrisch. In diesem Fall treibt der Motor nur den Generator an, der Strom für den Fahrmotor erzeugt. Der Traktionsmotor selbst verbraucht Strom, um den Propeller anzutreiben. Diese Variante wird hauptsächlich als Mehrmotorenanlage auf Passagierschiffen eingesetzt. Einzelne Stromaggregate können überall auf dem Schiff installiert werden. Die einzelnen Generatoren können für Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Maschine auf See ein- und ausgeschaltet werden. Die Drehrichtung und -geschwindigkeit des Propellers ist unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors, sodass der Verbrennungsmotor innerhalb des Betriebsbereichs mit maximalem Wirkungsgrad arbeiten kann. Der Gesamtwirkungsgrad ist aufgrund von Verlusten bei der Stromerzeugung und -umwandlung etwas geringer als beim Direktantrieb.

Spezielle Systeme für den Betrieb

Für den Betrieb von Schiffdieselmotoren sind zusätzliche Systeme notwendig. Damit die Hauptmaschine bei einem Systemausfall nicht gestoppt werden muss, sind weitere Hilfsaggregate zweifach vorhanden: Schmierölpumpen, Kraftstoff-Booster-Pumpen, Kühlwasserpumpen, Schmieröl-Separatoren, Kompressoren, Kraftstoff- und Schmierölfilter.

Schmierölsystem

Damit kein Verschleiß an reibenden Oberflächen innerhalb der Maschine entsteht, wird Schmieröl eingesetzt. Somit trennt es mithilfe eines Schmierfilms die bewegenden Teile, transportiert Verunreinigungen ab, kühlt die Maschine ab und dichtet den Bereich zwischen Zylinderwand und Kolbenring ab.

Kraftstoffaufbereitung

Im Fall der großen Schiffsdieselmotoren, die mit Schweröl betrieben werden, wird der Kraftstoff erwärmt, damit er mit der nötigen Viskosität eingepumpt werden kann. Diese Einspritztechnik unterscheidet sich von der in PKW-Dieselmotoren üblichen Common-Rail-Technik. Daneben sind Mineralöl-Separatoren eingebaut, die das Öl von Unreinheiten trennen.

Kühlkreislauf

Bei der Verbrennung in der Maschine entsteht Wärme, die nach außen abgeführt werden muss. Damit keine Spannungsrisse entstehen, sollte das Kühlwasser beim Austritt eine Temperatur zwischen 80 bis 90°C haben. Dieses wird von unten nach oben durch den Motor geleitet. Weitere Kreisläufe werden genutzt, um das Kühlwasser dann noch für die Öl- und Ladeluftkühler zu kühlen.

Kleine Marinemotoren werden direkt mit Seewasser gekühlt. Damit sind weitere Pumpen und Kühlwassersysteme überflüssig.

Unsere Expertise mit Schiffsdiesel

Wir von Sauer & Sohn Motorentechnik bringen Erfahrung mit mittelschnelllaufenden und schnelllaufenden Motoren mit. Mit der Partnerschaft mit unseren Herstellern verfügen wir über eine breite Palette an Dieselmotoren für den Marinebereich.

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