Smøreoliesystem ombord Pearl Of Scandinavia

Pearl Of Scandinavia M3 

Titel: Temaprojekt på Københavns maskinmesterskole forår 2006 

Tema: Dokumentation af smøreoliesystem for hovedmotorer ombord 

på m/s Pearl Of Scandinavia 

Gruppe 1 Københavns Maskinmesterskole


Indholdsfortegnelse 

Indholdsfortegnelse ........................................................................................................................... 1 

Problemformulering ........................................................................................................................... 2 

Indledning ........................................................................................................................................... 2 

1.0 Smøreoliesystem ........................................................................................................................ 3 

1.1 Generel beskrivelse ................................................................................................................ 3 

1.2 Smøreoliesystemets opbygning ........................................................................................... 3 

1.3 Smøreoliens egenskaber ...................................................................................................... 4 

1.4 Smøreolieanalyse ................................................................................................................... 6 

1.4.1 Viskositet .......................................................................................................................... 6 

1.4.2 Flammepunkt ................................................................................................................... 7 

1.4.3 Total Base Number ......................................................................................................... 7 

1.4.4 Vandindhold ..................................................................................................................... 7 

1.4.5 Indhold af faste stoffer .................................................................................................... 7 

1.4.6 Konklusion ........................................................................................................................ 8 

1.5 Systembeskrivelse .................................................................................................................. 9 

1.5.1 Systemsmøring ................................................................................................................ 9 

1.5.2 Cylindersmøring .............................................................................................................. 9 

1.5.3 Boll & Kirch filter ............................................................................................................ 11 

1.5.4 Centrifuger ...................................................................................................................... 12 

1.6 Beregninger ........................................................................................................................... 13 

1.6.1 Effekt på smøreoliepumpe ........................................................................................... 13 

1.6.2 Hydraulisk pumpeeffekt ................................................................................................ 13 

1.6.3 Varmetab i smøreoliekøler (del 1) .............................................................................. 14 

1.6.4 Varmetab i smøreoliekøler (del 2) .............................................................................. 15 

2.0 Fællesopgave ............................................................................................................................ 16 

2.1 Drejningsmoment .................................................................................................................. 16 

2.2 Kipmoment ............................................................................................................................. 17 

2.3 Stavbolte ................................................................................................................................ 18 

Konklusion ........................................................................................................................................ 19 

Litteraturliste ..................................................................................................................................... 20 

Gruppe 1 Københavns Maskinmesterskole 1


Problemformulering 

I uge 18 2006 (2. maj-4. maj) har vi haft temauge ombord på m/s Pearl Of Scandinavia på 

en tur/retur sejlads fra Købehavn til Oslo. 

Temaugen er opdelt i 2 dele. En gruppeopgave og en fællesopgave. 

I gruppeopgaven beskriver vi skibets smøreoliesystem til hovedmotorerne og i 

fællesopgaven foretager vi en række beregninger på målinger foretaget på en 

hovedmotor. 

Formålet med sejlturen er at opnå bedre forståelse for et virkeligt systems virkemåde og 

de varierende driftsforhold det bliver udsat for. Resultatet af temaugen bør være at opnå 

en bedre sammenhæng mellem den teori som bliver undervist på skolen og den 

virkelighed som eksisterer i erhvervslivet. 

Temaugen afsluttes med en skriftlig rapport som nøje besvarer de stillede opgaver. 

Indledning 

Dette projekt kræver ved gennemlæsning at vedkommende besidder en generel forståelse 

for tekniske systemer og deres opbygning, samt at læseren har indsigt i dieselmotorers og 

deres hjælpesystemers drift og virkemåde. 

Vi ønsker at rette en stor tak til DFDS Seaways A/S for at have givet os muligheden for at 

komme ombord på m/s Pearl Of Scandinavia og observere, foretage målinger og 

dokumentere skibets tekniske systemer. 

En speciel tak skal gå til maskinmestrene og personalet i kontrol- og maskinrum, for deres 

velvilje til at besvare spørgsmål og hjælpe ved fremskaffelsen af den nødvendige 

dokumentation. 

De stillede opgaver (Gruppeopgave og Fællesopgave) er herunder nærmere specificeret. 

Gruppeopgave: 

1. Undersøg hvilket smøreoliesystem der benyttes ombord på Pearl 

2. Beskriv anlægget mht. pumper, filtre, centrifuger og kølere mm. 

3. Forsyn tegningen med de vigtigste data. (tryk, temp, flow) 

4. Beregn pumpernes hydrauliske effekter målt i kW 

5. Mål elmotorernes optagne effekter. 

Fællesopgave: 

Optage v-p diagrammer på hovedmotor ved hjælp af Diesel-Doctor 

Med udgangspunkt i V-P diagrammet og stempelstillingen 20 grader efter TD bestemmes 

følgende: 

1. Drejningsmomentet i en cylinder 

2. Kipmomentet 

3. Trækkraften i cylinderdækslets bolte. 



1.0 Smøreoliesystem 

I dette kapitel vil vi besvare gruppeopgaven angående smøreoliesystemet til 

hovedmotorerne. 

Hvert afsnit vil bestå af en generel teoretisk gennemgang for bedre at danne baggrund for 

det enkelte systems virkemåde, hvorefter vi vil beskrive det konkrete system i detaljer. 

Da fremdrivningen ombord på m/s Pearl Of Scandinavia består af 4 hovedmotorer som 

kører vekseldrift, har vi valgt at beskrive smøreoliesystemet til ME 3, da netop denne 

motor var i drift på udturen. Smøreoliesystemet er ens på alle 4 motorer. 

1.1 Generel beskrivelse 

Fremdriften på m/s Pearl Of Scandinavia består af et dobbeltskrueanlæg koblet gennem 2 

gearkasser drevet af i alt 4 stk. Sulzer/Wärtsilä 9 ZAL 40S 4-takt trunkmotorer, hver på 

5940 kW. 

Motorerne kører i vekseldrift således alle 4 motorer på lang sigt har lige mange driftstimer. 

Under manøvrering er der henholdsvis mellem 2-4 maskiner i drift. Og ved søpassage fra 

Helsingborg til Oslo fjord kører 3 maskiner. 

Hver motor har sit eget kølevandssystem og smøreoliesystem, udført med en pumpe i drift 

og en i reserve. Ligeledes er der i centrifuge rummet installeret 2 dedikerede 

smøreoliecentrifuger for hver motor, komplet med rørføring til de 4 smøreoliebundtanke. 

Hovedmotorer og hjælpesystemer er adskilt i en bagbord og en styrbord forsyningstavle 

for øget driftsikkerhed. 

1.2 Smøreoliesystemets opbygning 

Sulzer/ Wärtsilä producerer to forskellige typer smøreroliesystemer til deres motorer, det 

ene system er opbygget med eksterne pumper som oftest bliver trukket af en elmotor, og 

det andet system har pumper monteret direkte på motoren som bliver trukket af 

krumtapakslen, også kendt som tvungne trukne pumper. 

I et system med tvungne trukne pumper kører pumpen når motoren kører. For at undgå 

unødigt slid på lejer ved opstart sidder der parallelt med den fastmonterede pumpe en eldrevet 

standby pumpe, hvis primære funktion er at prime motoren med olie før opstart. 

Standby pumpen kan også køres kontinuerligt i tilfælde af fejl på den 

tvungne trukne pumpe. I systemer uden tvungne trukne pumper 

sidder der også to pumper i parallel, forskellen er at de typisk er 

trukket af 3-fasede AC-motorer og derfor kræver en fast 

spændingsforsyning. 

Disse pumper kan fortsætte med at cirkulere olie når motoren ikke er 

i drift. 

Pumperne kan være udført som tandhjuls- eller centrifugalpumper 1 , 

hvor sidstnævnte ofte er monteret i neddykket tilstand. 

1 Se figur 1.2.0 

Figur 1.2.0 



Der er fordele og ulemper ved begge systemer. 

Ved tvungne trukne pumper er rørføringen kortere og simplere samtidig med at pumpen 

energimæssigt er billigere i drift på grund af den sparede el-effekt. Desuden er systemet 

ikke følsomt overfor strømudfald. 

En ulempe ved denne opbygning er at primerpumpen skal køre før motoren kan startes. 

Et system opbygget med eksterne pumper bruger væsentligt mere effekt, fylder mere og 

er mere komplekst, men det muliggør en mere fleksibel systemstruktur fordi pumperne kan 

sættes i drift uanset motorens driftstilstand. 

Ombord på m/s Pearl Of Scandinavia er smøreoliesystemet opbygget med eksternt 

monterede pumper trukket af en 3-faset 40 kW asynkronmotor. 

Hver motor har to smøreoliepumper hvor den ene står i reserve. Pumperne er monteret 

således at de kun kan køre fuldlast. 

Når skibet er i havn fortsætter cirkulationen af smøreolie på de motorer som sidst har 

været i drift. Dette gøres bl.a. for at holde motoren varm, men også for at cirkulere ren og 

beskidt olie fra og til centrifugerne. 

1.3 Smøreoliens egenskaber 

Smøreoliens vigtigste formål er at danne en beskyttende oliefilm på alle bevægelige 

komponenter i motoren, for herved at mindske slitage og friktion på maskindele. Olien har 

dog også flere sekundære opgaver såsom: 

1. Reduktion af støj fra tandhjul 

2. Køling af stempler, lejer og cylinderforing 

3. Modvirke korrosion 

4. Borttransportere faste partikler 

5. Virke som tætningsmiddel ved f.eks. stempelringe 

6. Neutralisere syrer opstået ved forbrænding af svovlholdigt brændstof 

Motortyper og driftsforhold varierer meget og dermed stilles der også vidt forskellige krav 

til smøreolien og de egenskaber den besidder. Det er derfor nødvendigt at overveje hvilke 

krav man stiller til olien og hvordan olien behandles når den sættes i drift. 

Følgende parametre er vigtige ved valg af olie: 

1. Motorens driftstemperatur 

2. Oliens viskositet 

3. Fladetryk 

4. Hastigheden imellem de smurte maskindele 

5. Forventelige forureninger fra maskindele og forbrænding 

Sulzer/ Wärtsilä motorerne som benyttes på m/s Pearl Of Scandinavia er medium-speed 

trunkmotorer. 

Forbrændingsprodukterne i en 4-takts trunkmotor har direkte adgang til krumtaphuset og 

disse maskintyper stiller derfor store krav til oliens modstandsdygtighed overfor oxidation 

og syreangreb. 

I tilgift køres denne type motorer ofte under ringere driftsforhold, f.eks. i form af mange 

starter og hurtige belastningsændringer. 



En af de mest afgørende egenskaber for olie til marinemotorer er TBN tallet (Total Base 

Number) som angiver mg KOH/g olie. 

Tallet er et udtryk for hvor basisk olien er og dermed også en indikation af oliens evne til at 

neutralisere de stærke syrer som dannes når rester fra forbrændingsprocessen kommer i 

forbindelse med smøreolien i cylinderforing og krumtaphus. 

De stærke syrer dannes efter følgende reaktionsskema: 

2SO + O →2SO ⇒ SO + H O → H SO 

2 2 3 3 2 2 4 

Svovldioxiden dannes ved forbrændingen som herefter går i forbindelse med ilten i 

ekspansionsgassen, herved dannes svovltrioxid som igen går i forbindelse med det vand 

som er i luften og til sidst dannes svovlsyren. 

Gennem årene har det øgede forbrug af heavy fuel ført til et stigende TBN-tal i smøreolier 

hvorfor det i dag er det muligt at få cylindersmøreolier med TBN-tal helt imod 70. 

Olien som benyttes til hovedmotorerne ombord på m/s Pearl Of Scandinavia leveres af 

Castrol og har typebetegnelsen: TLX 404 

Castrol´s TLX-olier 2 bliver fremstillet til brug i medium-speed motorer indenfor marine og 

el-produktion. 

Datablad for TLX olietyper 

Olien er kendetegnet ved: 

1. Et højt TBN-tal 

2. Være modstandsdygtighed overfor oxidation 

3. Fremragende rensende og spredende egenskaber 

Som det ses på databladet har olien et TBN-tal på 40. Dette er ønskeligt for en trunkmotor 

hvor rester fra forbrændingen har direkte adgang via cylindervægen til krumtaphuset og 

dermed systemolien. 

Smøreolien hører til typen ”heavy-duty oils”, altså en selvrensende olie som forhindrer de 

faste metal- og sodpartikler i at blive aflejret på maskinkonstruktionen. 

2 Se datablad 



1.4 Smøreolieanalyse 

Olieanalyser er nødvendige for at sikre at olien til stadighed lever op til de krav som der 

stilles til den. Når olien ældes og forurenes med partikler fra maskindele og forbrænding 

ændrer olien karakteristik, derfor er det nødvendigt ved regelmæssige intervaller at få olien 

sendt til analyse hos olieproducenten. 

Analysen kan i god tid give et fingerpeg om oliens tilstand, og hvorledes der er brug for at 

foretage ændringer i rensningen af olien. 

Analysen er dog ikke i stand til at angive hvor fra de eventuelle forureninger stammer fra, 

her er det op til besætningen at foretage en vurdering. F. eks kan en øget viskositet være 

et tegn på at olien er oxideret, som igen kan skyldes at smøreolien er blevet forurenet med 

heavy-fuel. 

Der findes en bred vifte af stoffer som man kan analysere sig frem sig til, vi har her 

fremhævet de vigtigste. 

1. Viskositet 

2. Flammepunkt 

3. TBN-tal 

4. Vandindhold 

5. Indhold af faste stoffer 

Med udgangspunkt i grænseværdierne 3 og olieanalysen 4 for hovedmotor 3 vil vi forklare 

hvert enkelt målepunkt og dernæst give forslag til eventuelle tiltag. 

1.4.1 Viskositet 

Smøreoliens viskositet er afgørende for oliens bære- og smøre evne. Anvendelse af 

smøreolie med for høj viskositet vil give anledning til et øget friktionstab. Modsat vil en olie 

med for lav viskositet øge risikoen for at oliefilmen brydes og der opstår metal mod metal 

slitage. 

Fordi at oliens viskositet varierer med tryk og temperatur har man valgt at oplyse den 

kinematiske viskositet i olieanalysen fra Castrol. 

η 

ν = 

ρ 

[ cSt] 

ν =Kinematisk viskositet 

η =Væskens viskositet 

ρ =Væskens densitet 

Viskositeten i smøreolien til hovedmotor 3 ligger stabilt omkring 16-17 cSt og har altså kun 

ændret sig marginalt i forhold til nyværdien. Der er hermed ingen problemer med hensyn til 

viskositeten. 

3 Se tabel 1.4.5 (Side 7) 

4 Se smøreolieanalyse (Side 8) 



1.4.2 Flammepunkt 

Angivelsen af flammepunktet angiver ved hvilken temperatur olien afgiver antændelige 

dampe og bruges primært som en nem og hurtig metode hvorved man kan vurdere om 

smøreolien er blevet forurenet med fuelolie. 

1.4.3 Total Base Number 

TBN-tallet er uden tvivl det meste interessante i smøreolieanalyser fra trunkmotorer. 

Tilstedeværelsen af syrer ønskes undgået og det er derfor vigtigt at holde et højt base-tal. 

På olieanalysen ses det tydeligt at TBN er faldet fra nyværdien på 40 til nu at ligge stabilt 

på ca. 30 mgKOH/g. Ændringen er altså indenfor grænseværdien. 

En del af smøreolien i trunkmotorer bliver forbrændt i cylinderen og disse motortyper har 

derfor et permanent olietab Tilsætningsolie er derfor nødvendig for at opveje olietabet. 

Ombord på m/s Pearl Of Scandinavia varierer olieforbruget fra 1500-2500 L om måneden. 

Den nye tilsætningsolie medvirker også til at holde TBN-tallet oppe. 

1.4.4 Vandindhold 

Det procentvise vandindhold er med i analysen for at indikere tilstedeværelsen af 

eventuelle lækager i kølevandssystemet. 

Indeholder vandet salt er det sandsynligt at lækagen skal findes i søvandskøleren. 

En forhøjet vandkoncentration kan i kortere perioder tolereres, men i så fald må vandet 

centrifugeres væk hurtigst muligt for at undgå emulsioner. 

Vandindholdet for hovedmotor 3 er langt under grænseværdien under her er altså heller 

ingen problemer. 

1.4.5 Indhold af faste stoffer 

Faste partikler er typisk mikroskopiske metalstykker fra motorens lejesøler, stempelringe 

og cylinderforing det er f. eks Jern, kobber og krom. Faste bestanddele kan dog også 

være rester fra forbrændingsprocessen såsom vanadium, natrium, silicium og nikkel. 

I vores tilfælde ser man at smøreolien har et højt indhold af vanadium, og da ny smøreolie 

ikke indeholder vanadium er olien altså blevet forurenet udefra enten via 

forbrændingsrester eller ved fuelolie lækager. Sidstnævnte er dog mindre sandsynlig fordi 

der hverken er observeret forhøjet flammepunkt eller viskositet. 

Det bør tilstræbes at holde mængden af faste partikler på et så lavt niveau som muligt, da 

visse metaller under gunstige forhold kan virke som katalysatorer ved dannelsen af 

svovlsyre. 

Tabel 1.4.5 

Grænseværdier for smøreolie til Sulzer ZA40S motorprogram 

Viskositet TBN Total forurening Flammepunkt Vandindhold 

+30 % af nyværdi 

60 % af nyværdi 

-20 % af nyværdi 

Max 2,5 % Min 180 °C Max 0,5 % 



1.4.6 Konklusion 

Generelt set må vi konkludere at systemsmøreolieanalysen ikke indikerer nogen 

alarmerende tilstande. 

Sammenlignes trenden med oliens nyværdier lægger man mærke til at stort set alle 

måledata har flyttet sig i starten, for derefter at stabilisere sig på samme niveau. 

Dette fænomen må tillægges den kontinuerlige centrifugering og den nye tilsætningsolie. 

Da de faste bestanddele kan fjernes ved hjælp af effektiv centrifugering, vil vi derfor 

anbefale at man gør en ændret indsats for at få nedbragt mængden af disse. Det kan f. 

eks gøres ved at køre med 2 purifikatorer i kontinuert drift, eller alternativt mindske 

gennemstrømningshastigheden i den eksisterende centrifuge for derved at holde olien 

længere tid i centrifugen. 

! 

Smøreolieanalyse 



1.5 Systembeskrivelse 

Smøreoliesystemet ombord på m/s Pearl Of Scandinavia er opbygget i 2 systemer hvor 

det ene er til systemsmøring og det andet til cylindersmøring. Vi har valgt at beskrive de 2 

systemer hver for sig da de varierer på flere punkter. Det bør bemærkes at der benyttes 

ens olie for cylinder- og systemsmøring 

På side 10 er vist et oversigtsskema over smøreoliesystemet. 

1.5.1 Systemsmøring 

Systemsmøreolien bruges til smøring af krumtaplejer, 

plejlstangslejer og trunkpind. 

De 2 deplacementpumper suger olie fra smøreoliebundtanken 

gennem et 800 µm grovfilter. Smøreoliebundtanken er placeret 

under motoren og indeholder ca. 7000 L smøreolie. 

Pumpen presser herefter olien gennem et Boll & Kirch 

automatfilter, hvorefter olien løber igennem en 3 vejs 

fordelerventil som sidder umiddelbart før den ferskvandskølede 

smøreoliekøler. Køleren er opbygget som en simpel 

ferskvandskølet pladekøler. 

Fordelerventilen er styret af oliens afgangstemperatur på 

smøreoliekøleren. Olien fortsætter over til hovedmotoren hvor den 

løber i boringer 5 i krumtapakslen og smører hovedlejer, 

plejlstangslejer og trunkpind. 

På returledningen er der monteret en ventil som er indstillet til 

Figur 1.5.1 

smøreolietrykket 5,5 bar. 

Når olien har smurt lejerne løber den ud i krumtaphuset hvorfra den drænes til 

smøreoliebundtanken gennem 2 grovmaskede filtre monteret i hver ende af sumpen. 

1.5.2 Cylindersmøring 

Smøringen til cylindrene bliver leveret af 3 tvungne trukne pumper monteret for enden af 

motoren. Hver af de 3 pumper har et håndtag som skal bruges til manuel priming ved 

opstart af motoren. Har motoren stået stille gennem en længere periode er det vigtigt at 

prime med smøreolie før motoren startes, for at undgå 

rivninger i foringen. 

Pumperne er gravitationssmurte fra 

smøreolieservicetanken lokaliseret over hovedmotorerne. 

Til hver cylinder løber der to små olierør 6 Til cylindersmøreapparat 

som er monteret 

med fittings i bunden af cylinderforingen. Et skueglas på 

hver enkel rørledning muliggør kontrol af flow og tryk. 

Olien løber slutteligt ud i cylinderen gennem boringer i 

toppen af foringen. 



Figur 1.5.2 



Boll & Kirch Filter 

6,4 bar 

Bypass-Filter 

ME3 LO 1 ME3 LO 2 

-0,1 bar 

SMO-Køler 

Grovfilter Grovfilter 

Bundtank 

Volumen: 7000 L 

67°C 

56°C 

55°C 

Temp. Sensor 

Til Bundtank 

5,5 bar 

Til Motor 

Service Tank Overflow 

Fra Tryk-Regulator 

ME 3 SEP. FEED PUMP 

Gruppe 1 Københavns Maskinmesterskole 10 

Purifier 

Grovfilter 

Preheater 

LUB. OIL SERVICE TANK 

Til slam tank 

Fra purifier


1.5.3 Boll & Kirch filter 

Boll og Kirch filteret 7 er et automatisk tilbagespulingsfilter også kendt som et ”backflush” 

filter. 

Denne filtertype renses automatisk uden at blokere olieflowet og er derfor næsten 

vedligeholdelsesfri. Det automatiske tilbagespulingssystem sikrer at slammet fjernes 

effektivt fra filter og smøreoliekredsløb. 

Tilbagespulingsprocessen er styret elektronisk, denne styring er placeret i en kasse for sig, 

yderligere sidder der en differenstrykmåler til kontrol og styring af driften. 

Denne filtertype består af 4 – 5 kamre hvor der i hvert kammer sidder et såkaldt ”candle 

filterelement” lavet af en højtryksdug som er stærk nok til at modstå differenstrykket 

derudover indeholder hver kammer en spole i rustfrit stål. 

Rengøring af kammeret sker via den såkaldte backflush sekvens som er styret med 

trykluft. I et Boll og Kirch filter er der altid et kammer i standby, klar til drift og fyldt med ren 

olie. 

Skadelige og faste partikler fanges og stoppes i filter-dugens masker, når differenstrykket 

når et forudindstillet niveau aktiveres en kontakt som starter den elektriske motor som 

sørger for at det oliefyldte reservekamre sættes i drift. 

Det beskidte kammer bliver automatisk rengjort via backflushing af alle filterelementerne i 

det pågældende kammer, hvorefter kammeret igen bliver fyldt med ren olie og sættes 

tilbage i standby position. 

Når det rene filter sættes i funktion opnår man et øjeblikkeligt fald i det totale differenstryk 

for systemet. 

Tilbagespulingsmekanismen som sættes i funktion 

ved rengøring, bevirker at kammeret bliver 

trykaflastet, dette gøres ved at en udlufterventil 

åbner samtidig med der åbnes en 

slamdræningsventil, hvorved der opstår en 

resulterende væske/luft trykbølge som tvinger ren 

olie den modsatte vej igennem filterdugen. 

De faste partikler bliver herved fjernet og følger 

oliestrømmen den modsatte vej igennem 

drænventilen og videre til slamtanken. Til sidst 

bliver dræn- og luftventiler lukket og kammeret 

genfyldes med ren olie og eventuel luft bliver 

ventileret bort. 

Ydermere har filteret den fordel at spildolien som 

havner i slamtanken kan genvindes ved 

centrifugering. 




1.5.4 Centrifuger 

Formålet med en centrifuge, er at skabe mulighed for at få fjernet tungere urenheder fra 

smøreolien som f. eks sod- og metalpartiker. Centrifugeringen er også i stand til at fjerne 

eventuel forurening med vand, der dels kan forekomme som kondensvand, og dels fra 

lækager ved smøreoliekøler og smøreolieafløbstanke m.v. 

Centrifugerne reguleres automatisk via et elektronisk mikroprocessorbaseret 

reguleringssystem (EPC-400). 

Reguleringssystemet er programmeret til automatisk drift, overvågning og alarmering i 

tilfælde af fejl. 

I klarifikatorer er det vigtigt at massefylderingen (gravity-ring) for den pågældende olie har 

den rigtige størrelse, for derved at sikre korrekt placering af ”interface”. 

En tommelfingerregel siger at der bør køres med en massefyldering med størst mulig 

lysning (indre diameter), uden at interfacen kommer uden for øverste tallerkenstakkens 

ydre periferi (centrifugen "brækker" sig). 

Uanset anvendt centrifugeringsprincip bruges i dag næsten udelukkende selvrensende 

centrifuger 8 (separatorer). Ved en selvrensende centrifuge forstås en centrifuge, hvor 

centrifugekuglen under drift kan bringes til at åbne, således at kuglens indhold af vand og 

slam, under indvirkning af centrifugalkraften, slynges ud og løber i en slamtank. 

Hvor ofte kuglen tømmes, afhænger af procesoliens indhold af vand og faste bestanddele. 

Almindelige skydeintervaller for en centrifuge varierer fra 20-60 minutter. 

Hvis separatorskålen er forsynet med to afgange (vand og ren olie), og en indgang 

(beskidt olie), kaldes det en purifikator. 

Den beskidte olie tilføres separatorskålen gennem tilgangsrøret (1), og accelereres til fuld 

rotationshastighed af fordeleren. 

Fra fordeleren strømmer 

olieblandingen til tallerkenstakken 

(9) gennem lodrette kanaler dannet 

af huller i de koniske tallerkener tæt 

ved deres periferi. 

Vandet og de faste partikler 

(urenheder), bevæger sig mod 

skålens periferi hvor de faste 

partikler aflejres på indervæggen. 

Vandet strømmer ud igennem det 

ene afgangsrør (7), og olien 

bevæger sig mod skålens akse og 

forlader separatoren igennem olie 

afgangsrøret (2). 

De aflejrede partikler bliver skyllet 

bort via slam afgangen (3) til slam 

tanken. 




1.6 Beregninger 

I dette afsnit har vi samlet alle bereregningerne på smøreoliesystemet. Vi har bl.a. 

beregnet pumpens tryk, volumen og hydrauliske effekt. Volumenberegningen er lavet med 

udgangspunkt i pumpekarakteristikken. Desuden har vi målt pumpens optagne effekt med 

et Fluke Powermeter. 

1.6.1 Effekt på smøreoliepumpe 

Effektmålingen er foretaget direkte på smøreoliepumpens klemmer under normale 

driftsforhold. 

Pumpen er koblet i med en netspænding på 380 V. 

Effekterne blev til følgende: 

Virkelig effekt: P=38,3 [ kw ] 

Tilsyneladende effekt: S= 23,5 [ kVA ] 

På baggrund af de 2 effekter kan Cosϕ beregnes efter følgende formler: 

∑ 

[ ] 

S = 3 ⋅ S = 3 ⋅ 23,5 = 40,7 kVA 

∑ 

⎛ P ⎞ ⎛38,3 ⎞ 

Cosϕ 

= = ≈0,95 ⇒ ϕ ≈ 18° 

⎜ ⎟ 

S ⎟ ⎜ 

40,7 

⎟ 

⎝∑⎠ ⎝ ⎠ 

1.6.2 Hydraulisk pumpeeffekt 

Foruden den målte optagne effekt på elmotoren, kan vi også beregne den hydrauliske 

effekt på selve pumpen. 

Til dette formål skal vi bruge en volumenstrøm og et tryk. 

Pumpens volumenstrøm er estimeret udfra opslag i dokumentationen. Opslaget er 

krydstjekket med angivelserne på systemtegningerne. 

Trykket før og efter pumpen er aflæst på de opsatte manometre. 

3 

m 

V 

⎡ ⎤ 

= 115⎢ 

h 

⎥ 

⎣ ⎦ 

p [ ] 

1 =−0,1 

bar 

p = 6, 4 bar 

2 

[ ] 

Nu kan den hydrauliske effekt beregnes efter formlen: 

⎛ 115 ⎞ 

5 

P (6, 4 ( 0,1)) 10 21[ 

] 

h = V ⋅Δ p= ⎜ ⎟⋅ 

− − ⋅ = kW 

⎝3600 ⎠ 



Dernæst beregnes den kombinerede virkningsgrad for elmotor og pumpe. 

η 

⎛ P ⎞ ⎛ 21 ⎞ 

1 = ⎜ 

P 

⎟= 

⎜ = 

2 38,3 

⎟ 

⎝ ⎠ 

⎝ ⎠ 

0,55 

Pumpens virkningsgrad er en smule lavere end forventet, men med de mange 

usikkerhedsmomenter taget i betragtning er resultatet nogenlunde fornuftigt. 

1.6.3 Varmetab i smøreoliekøler (del 1) 

Før vi kan beregne varmetabet i smøreoliekøleren skal vi igen bruge volumenstrøm og 

tryk, denne gang for kølevandspumpen 

Igen har vi aflæst trykket før og efter pumpen på de opsatte manometre. 

P1= 1,1bar 

P = 3,5 bar 

2 

Først beregnes trykfaldet: 

5 

Δ p = P [ ] 

2 − P1 = 3,5 − 1,1 = 2, 4 bar = 2, 4 ⋅ 10 Pa 

Nu kan trykfaldet omregnes til mVs efter 

følgende formel: 

⎛ p ⎞ 

p = ρ ⋅g⋅H ⇔ H = ⎜ = [ mVs] 

ρ ⋅ g 

⎟ 

⎝ ⎠ 

5 

⎛ 2, 4⋅10 ⎞ 

H = ⎜ ⎟= 

24,44[ 

mVs] 

⎝1000⋅ 9,82 ⎠ 

Volumenstrømmen kan nu aflæses på 

pumpekarakteristikken 9 for kølevandspumpen. 

3 

Aflæst volumenstrøm: 158 m 

V 

⎡ ⎤ 

= ⎢ 

h 

⎥ 

⎣ ⎦ 

Nu kan varmetabet i kW beregnes: 

køl køl køl køl v køl køl 

[ ] 

P = m ⋅c ⋅Δ t = V⋅ρ⋅c ⋅Δt 

kw 

 

⎛ 1 ⎞ 

P 158 1000 4,2 (35 34) 184[ 

] 

køl = ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⎜ ⎟= 

kW 

⎝3600 ⎠ 

9 Se figur 1.6.3.1 

Figur 1.6.3.1 



Ved at lave en procentberegning kan vi kontrollere om beregningerne stemmer overens 

med det forventede. Det typiske varmetab for systemsmøreolier i marinemotorer ligger på 

ca. 3 %, som illustreret i Sankey-diagrammet 10 

Det procentvise varmetab er som følger: 

P 

P 

køl 

motor 

⎛184⋅100% ⎞ 

= ⎜ ⎟≈3% 

⎝ 5940 ⎠ 

Resultatet stemmer altså fint overens med det 

forventede. 

1.6.4 Varmetab i smøreoliekøler (del 2) 

Fordi en stor del af smøreolien køres i by-pass uden om smøreoliekøleren er det ikke 

muligt at lave en varmetabsberegning set fra smøreoliesiden. 

Olieflowet igennem smøreoliekøleren varierer med motorens belastning, 

kølevandstemperaturen og den af pumperne cirkulerede oliemængde. 

Vi kan i stedet lave en øjebliksberegning baseret på smøreoliekølerens ind- og 

udgangstemperaturer. 

Beregningen kræver at vi kender smøreoliens densitet og varmefylde. Densiteten får vi fra 

databladet på side 5. 

Densitet: 900 3 

kg ⎡ ⎤ 

⎢ 

⎣m⎥ ⎦ 

Varmefylde (antaget): 

⎡ kj ⎤ 

2 ⎢ 

kg ⋅C 

⎥ 

⎣ ⎦ 

Den gennem smøreoliekøleren cirkulerede mængde olie kan nu beregnes udfra formlen: 

3 

⎛ Pkøl ⎞⎡m⎤ 

olie = ⎜ 

ρolie 

colie t 

⎟⎢ 

olie h 

⎥ 

olie 

3 

⎡ ⎤ 

⎛ 185⋅ 3600 ⎞ m 

= ⎜ = 31 

900⋅2 ⋅(67 −55) 

⎟ ⎢ 

h 

⎥ 

⎝ ⎠ ⎣ ⎦ 

[ ] 

Pkøl 

= moli ⋅colie ⋅Δ tolie = V olie ⋅ρolie ⋅colie ⋅Δtolie 

kw 

V 

 

V 

⎝ ⋅ ⋅Δ ⎠⎣ 

⎦ 

10 Se figur 1.6.3.2 



2.0 Fællesopgave 

De følgende beregninger til fællesopgaven er foretaget med udgangspunkt i data indhentet 

fra maskinrummets Diesel Doctor. 

Dataene er uploadet til den medfølgende software hvorfra vi har aflæst de nødvendige 

tryk. 

2.1 Drejningsmoment 

Ved beregning af motorens samlede moment er det nødvendigt at kende bremseeffekten 

Pb. 

Ved denne beregning skal den mekaniske virkningsgrad bruges og da den ikke været 

tilgængelig, sættes den her til 0,85. 

Det bør i denne sammenhæng bemærkes at motorens moment konstant varierer 

afhængig af stemplernes indbyrdes position. 

Først udregnes bremseeffekten: 

[ ] 

P = P⋅ η = 4860⋅ 0,85 = 4131 kW 

b i m 

Nu kan det totale moment beregnes med formlen: 

π − 

⎛ ⎞ 

6 

Pb= ⎜ 104,7 10 

30000 

⎟⋅D⋅ 

n = ⋅ ⋅D⋅n ⎝ ⎠ 

 

⎛ Pb 

⎞ ⎛ 4131 ⎞ 

D = ⎜ 5000[ 

kNm] 

−6 

104,7 10 n 

⎟ = ⎜ ≈ 

−6 

474 ⎟ 

⎝ ⋅ ⋅ ⎠ ⎛ ⎞ 

⎜104,7 ⋅10 ⋅⎜ ⎟⎟ 

⎝ ⎝ 60 ⎠⎠ 



2.2 Kipmoment 

Ved aflæsning af det forsatte diagram i Diesel Doctor softwaren 11 er følgende data ved 20 

efter TD grader aflæst: 

Tryk: 117 [ bar ] 

⎡omdr ⎤ 

Omdrejningstal: 474 

⎢⎣ min ⎥⎦ 

Indiceret effekt: 4860 [ kW ] 

Nødvendige data for hovedmotor: 

Plejlstangslængde: 1055 mm 

Slaglængde: 530mm 

Boring: 400mm 

Foruden momentet er det også muligt at beregne motorens kipmoment. 

Kipmomentet for den enkelte cylinder er det samme som cylinderens drejningsmoment. 

Kræfterne fra kipmomentet virker vinkelret på stempelaksen og skal i trunkmotorer 

optages af stempelvægene. Dette er årsagen til at stempelskørtet på trunkmotorer er 

længere end i tilsvarende langslagsmotorer hvor kræfterne optages af glideskoene. 

11 Se figur 2.1.1 

Combustion pressure [bar] 

Pearl Of Scandinavia maj 2006 


Angle 

Figur 2.1.1


Før vi kan beregne kipmomentet skal vi først finde de nødvendige længder og vinkler. 

⎛ a ⎞ ⎛ b ⎞ ⎛ c ⎞ 

⎜ 

Sin A 

⎟ = ⎜ 

Sin B 

⎟ = ⎜ 

SinC 

⎟ 

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

 

⎛b⋅SinC ⎞ ⎛0, 28 ⋅ Sin(20 

° ) ⎞ 

Sin B = ⎜ ⎟ = ≈ 0,091 ⇒ β ≈∠ 5,21° 

⎝ a ⎠ 

⎜ 

1,055 

⎟ 

⎝ ⎠ 

⎛b⋅SinC ⎞ ⎛0,28 ⋅Sin(180 −5,21−9,9) ⎞ 

c = ⎜ 1,314 m 

Sin B 

⎟ = ⎜ = 

Sin(5, 

2) 

⎟ 

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

Herefter beregnes stempelkraften: 

⎛π ⎞ ⎛π ⎞ 

⎝ 4⎠ ⎝ 4⎠ 

[ ] 

2 5 2 

Fst = p⋅⎜ ⎟⋅ d = 117⋅10 ⋅⎜ ⎟⋅ 

0,4 = 1470 kN 

Og slutteligt beregnes guidekraften og 

kipmomentet: 

[ ] 

[ ] 

F = F ⋅ Tanβ= 1470⋅ tan(5,2) = 134 kN 

g st 

D = F ⋅ a= 134⋅ 1,314 = 176 kNm 

kip g 

2.3 Stavbolte 

Ved den forrige beregning af kipmomentet fandt vi den kraft som trykkede nedad på 

stemplet. En lige så stor men modsatrettet kraft virker på cylindertopdækslet hvor den 

fordeles på 8 stavbolte. 

Ekspansionskraften som den enkelte bolt skal optage kan beregnes ved at dividere 

stempelkraften med antallet af stavbolte. 

Der er i denne beregning ikke taget for højde for stavboltenes hydrauliske tilspænding. 

⎛ Fekspansion 

⎞ ⎛1470 ⎞ 

Fbolt / ekspansion = ⎜ ⎟= 

⎜ ⎟= 

184 kN 

⎝ Antal bolte ⎠ ⎝ 8 ⎠ 

[ ] 


Fst 

[ ] 

F g 

F st. 

ß 

20 

a. 

b 

F pl. F t.


Konklusion 

Opholdet ombord på m/s Pearl Of Scandinavia har været spændende og udfordrende. 

De beregnede resultater har vist sig at stemme overens med den på skolen underviste 

teori, og under den efterfølgende rapportudarbejdelse er den bagvedliggende teori blevet 

genopfrisket med hensyn til pumper, filtre, centrifuger, kølere og trunkmotorer. 

Visse aspekter af elteorien er også blevet belyst gennem effektmålinger på den til 

smøreoliepumpen tilhørende elmotor. 

Desuden har vi opnået træning i at læse og forstå komplekse systemtegninger med 

efterfølgende lokalisering af de optegnede komponenter. 

Ydermere har vi opnået en bedre systemforståelse for marinemotorer og deres tilhørende 

smøreoliesystem. 

Vi må derfor konkludere at temaugen som helhed har været en succes, dog kunne vi godt 

have brugt konferencerummet efter 20.00. 



Litteraturliste 

Marine dieselmotorer, Drift og vedlikehold 

Af Øystein Jørgensen / Svein Erik Pedersen, Yrkesforlaget AS 2000 

Skibs motorlære 

Af Christen Knak, 19. udgave 2. oplag 2004, Gads Forlag 

Pumpedrift og energi 

Af Thomas Heilmann, 4. udgave, 2003, HEILMANN’s Forlag 

Skibs dieselmotorer, Konstruktion, Drift, Vedligehold. 

Af Peter Storegård Jensen, 2. udgave, 3. oplag 2004, Gads Forlag 

Mekanisk Fysik og Varmelære 

Af Arly Nielsen og Jørgen Nielsen, 9. udgave 1. oplag 2002, Erhvervsskolernes Forlag 2002 

Elektroteknik 3, Elektriske maskiner 

Af Poul Erik Petersen, 4. udgave 2005, 1 oplag, Bogfondens Forlag A/S 

Elektroteknik 2, Elektriske målinger 

Af Poul Erik Petersen, 4. udgave 2004, 1 oplag, Bogfondens Forlag A/S 

Kemiske og Fysiske Tabeller 

Af Otto V. Rasmussen, redigeret af P. Hartmann-Petersen, 9. udgave 1. oplag, Gyldendal 

Grundlæggende Fysik, For Adgangskursus og HTX 

Af Erik Øhlenschlæger, 4. udgave 1. oplag 2000, Gyldendal 

Maskinmestrenes Håndbøger Bind 1 og 2 

Redaktion Mogens Dahl Hansen, Bent Bill, 9. udgave 1999, Maskinmester Foreningen, 1999 

Diverse internetsider: 

www.alfalaval.com 

www.wartsila.com 

www.wikipedia.org 

www.manbw.com 

www.dfdsseaways.dk

Smøreoliesystem ombord Pearl Of Scandinavia

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?