Marinisierung - Palstek

Zweikreiskühlung
3.3 Zweikreiskühlung
Dies ist zwar das technisch aufwendigste,
aber auch das mit den besten Resultaten
und damit am weitesten verbreitete Kühlsystem
für Marinediesel. „Technisch Aufwendig“
bezieht sich hier auf die am Motor
selbst erforderlichen Arbeiten, sieht man
es im Hinblick auf die Gesamtanlage,
rangiert es zwischen Einkreis- und Kielkühlung.
Der Wasser-Luft-Wärmetauscher aus dem
Fahrzeug wird hier durch einen Wasser-
Wasser-Wärmetauscher ersetzt. Im Gegensatz
zur Kielkühlung, wo die Motorwasserpumpe
ein verhältnismäßig großes
Wasservolumen und damit Masse quer
durch das Schiff pumpen muß und die
Verhältnisse auf der „anderen Seite“ des
Wärmetauschers mehr oder weniger
von Zufällen (Jahreszeit, Fahrt des Schiffes,
Bewuchs und ähnliches) bestimmt
sind, entspricht die Wassermenge im
inneren Kreislauf der Zweikreiskühlung
der im Fahrzeug. Die Seewassermenge ist
der Motordrehzahl weitgehend proportional
und sehr gut definierbar.
Wärmetauscher
funktionieren alle nach dem selben Prinzip:
Zwei Medien fließen, nur durch einen gut
wärmeleitenden Werkstoff voneinander getrennt,
aneinander vorbei und tauschen dabei,
wie der Name schon sagt, ihre Wärme
aus. Dargestellt ist ein Ölkühler mit einem
Rohrbündel aus CuNi-Legierung
in einer Messinghülse.
Durch das Rohrbündel Ölablauf
wird Seewasser gepumpt,
die
Messing-
Ölzulauf
Seewasserablauf
hülse ist von dem zu kühlenden
Öl durchflossen. Die
Strömungsgeschwindigkeit sollte in
Seewasserzulauf
überschreiten (bei der Dimensionierung der
den Rohren 3 Meter je Sekunde nicht
Seewasserpumpe beachten!). Kombikühler
(Abgassammelrohre mit Ausgleichsbehälter und
Wärmetaucher) sehen ähnlich aus. Statt des Messingmantels
gibt es jedoch einen Kasten, vorzugsweise aus Alu, der als Ausgleichsbehälter
dient, und das integrierte Abgassammelrohr. Kombikühler
aus Stahl gibt es auch, diese halten aber nicht so lange und werden
an den Stutzen und am Abgasauslaß ziemlich heiß.
37

Kühlsystem
Getriebeölkühler
Seewasser
Getriebe
Zweikreiskühlung
Abgas mit
Seewasser
Motor
Motorölkühler
Rohrbündel
Frischwasser
Seewasser
Abgas-
Seewassereinspritzung
Abgassammelrohr
mit
Wärmetauscher
und
Ausgleichsbehälter
(Kombikühler)
Seewasserpumpe
Kühlwasserpumpe
Bei der Zweikreiskühlung wird Seewasser von einer zusätzlich am Motor angebrachten
Impellerpumpe durch einen Wärmetauscher gefördert, auf dessen "anderer Seite" Motorkühlwasser
zirkuliert. Die Betriebstemperatur des Motors liegt dabei im selben Bereich wie
im Fahrzeugbetrieb. Teile, die mit Seewasser in Berührung kommen, sollten aus korrosionsbeständigen
Werkstoffen bestehen. Üblicherweise wird das Seewasser nach Durchlaufen
des Wärmetauscherrohrbündels in das Abgas eingespritzt.
38

Zweikreiskühlung
Impellerpumpen
Seewasserpumpen sind meistens
Kamm
als Impellerpumpen ausgeführt.
In einem Gehäuse aus
Saugseite
Druckseite
seewasserbeständigem Material
rotiert ein flexibler Impeller,
in dessen Kammern Wasser
von der Saugöffnung zur
Druckseite gebracht wird.
Durch den zwischen Saugund
Druckseite angebrachten
sogenannten "Kamm" (englisch
"cam"= Nocken) wird das Impeller
Volumen der Kammern verringert.
Gehäuse
Dem Wasser bleibt also nichts anderes
übrig, als durch die druckseitige Öffnung
die Kammern zu verlassen. Die nute, ausgenommen davon sind die sogenannten
Förderleistung wird üblicherweise in Litern
High-Speed-Pumpen, die bis
je 1.000 oder 1.500 Umdrehungen angegeben.
5.000 Umdrehungen vertragen und deren
Sie wird bestimmt durch die Nenn-
Anschlüsse V-förmig angeordnet sind.
größe der Pumpe (Impellergröße, Durchmesser
Impellerpumpen dürfen nicht trocken lau-
der Anschlußstutzen) und ist nach fen. Außerdem sind sie sehr empfindlich
oben durch die maximal zulässige Drehzahl
gegen zu hohen Ansaugdruck, der zu Katen
begrenzt. Die meisten Pumpen arbeivitation
und somit zur Zerstörung des
bis etwa 3.000 Umdrehungen pro Mi-
Impellers führt.
Der Motorkreislauf bleibt am beziehungsweise
im Motor. Der Wärmetauscher/Ausgleichsbehälter
kann direkt am Motor angebaut
werden, besonders elegant ist die
Verwendung eines Kombikühlers. Dieser
vereint Abgassammelrohr, Wärmetauscher
und Ausgleichsbehälter zu einer
kompakten Baugruppe, die zum Beispiel
von Bowman so ausgelegt ist, daß sie das
normale Kistenmaß des Motors in der
Regel nicht vergrößert.
Das Außenwasser wird wie bei der Einkreiskühlung
mit der Seewasserpumpe angesaugt
und verläßt das Schiff auch über die
Abgasleitung. Im Gegensatz zur Einkreiskühlung
wird das Seewasser jedoch nicht
durch den Motor geleitet, sondern fließt
durch das Rohrbündel eines Wärmetauschers.
Auf diese Weise lassen sich die Bauteile,
die mit Seewasser in Berührung kommen,
ziemlich korrosionsbeständig ausführen
und das Innenleben des Motors
bleibt von Salzen, Ablagerungen und Rost
verschont.
Motor- und Getriebeölkühler sollten nach
Meinung einiger Umrüstsatzhersteller im
Gegensatz zu den Empfehlungen der
39

Kühlsystem
Pumpenhersteller auf der Saugseite der
Seewasserpumpe montiert werden.
Grund: Sollte eines der Rohrbündel durchlässig
werden, wird Seewasser entweder
in den Motor oder in das Getriebe gepumpt,
wenn die Ölkühler auf der Druckseite
der Pumpe angebracht sind. Dafür
gibt es keine Überwachung, und der Schaden
wird erst dann erkannt, wenn er Größenordnungen
von einigen Tausend
Mark erreicht hat.
Sind die Ölkühler auf der Saugseite, wird
Öl aus Getriebe beziehungsweise Motor
gesaugt, die Öldruckkontrolleuchte des
Motors leuchtet oder der Propeller bleibt
stehen, weil kein Öldruck im Getriebe
mehr vorhanden ist. Dies wird in der Regel
ziemlich sofort bemerkt, der Schaden
beläuft sich auf einige zehn Mark.
Der Thermostat des Motors kann beibehalten
werden, das heißt, daß der Motor
mit der Betriebstemperatur laufen kann,
für die er ausgelegt ist. Lediglich die
Kühlwasserzirkulation im Abgassammelrohr
muß auch in der Warmlaufphase des
Motors sichergestellt sein, sei es durch
einen kleinen Bypass um den Thermostaten
oder durch eine kleine Bohrung,
Durchmesser drei bis vier Millimeter, im
Thermostat selbst. Wird dies nicht berücksichtigt,
kann es unter Umständen dazu
kommen, daß sich durch örtliche Überhitzungen
im Abgassammelrohr mangels
Zirkulation Dampfblasen bilden oder
schlimmstenfalls das Abgassammelrohr
durch Wärmespannungen Schaden leidet.
Seewasserpumpe, Wärmetauscher und
Motorleistung müssen aufeinander abgestimmt
sein. Hersteller von Wärmetauschern
und Kombikühlern legen diese für
bestimmte Leistungen aus, an die man
sich auch halten sollte. Überdimensio-
Bowman-Kombikühler MB 300 für den Fünfzylinder Mercedes OM 617
40

Montage
Umrüstsätze
4.2
4.3
4.1
6.1
5
6.2
2.4
1.4
3.1
1.4
7.1
7.2
1.3
2.3
1.1
1.3
1.4
1.4
3.4
7.1
7.2
3.2
3.3
3.5
1.4
2.2
1.2
2.4
2.1
1.4
1.3
1.3
64

Anbau der Teile
Umrüstsätze enthalten, je nach Bezugsquelle,
mehr oder weniger die Teile, die
in der Zeichnung mit Nummern versehen
sind. Alles andere, wie zum Beispiel
Krümmerdichtung, Schrauben, Filter
und ähnliches muß in der Regel zugekauft
werden.
Unser Beispielumrüstsatz enthält folgende
Teile:
1 Zweikreiskühlsystem
1.1 Seewasserpumpe
1.2 Kombikühler
1.3 Formschläuche/Rohre
1.4 Schlauchschellen
2 Abgaswassereinspritzung
2.1 Mischrohr
2.2 Dichtung
2.3 Formschlauch
2.4 Schlauchschellen
3 Motorölkühlung
3.1 Ölkühler
3.2 Ölkühleradapter
3.3 Dichtring
3.4 Gewindestutzen
3.5 Ölleitungen mit Fittings
4 Getriebeölkühlung
4.1 Ölkühler
4.2 Ölkühlerhalter
4.3 Ölleitungen mit Fittings
5 Wendegetriebe
7 Motorlagerung
7.1 Motorstützen
7.2 Schwingmetalle
Je nach Motor und technischer Orientierung
des Herstellers des Umrüstsatzes
können die gelieferten Teile erheblich
von der hier gezeigten Darstellung
abweichen. So kann etwa die
Seewasserpumpe auch am Steuergehäuse
oder auf einer separaten Konsole
montiert werden. Der dargestellte
Kombikühler ist für einige Motoren nicht
erhältlich; hier findet man stattdessen
getrennte Abgassammelrohre und Wärmetauscher.
Nicht dargestellt sind die
bei vielen PKW-Motoren erforderlichen
dünnen Leitungen zur Zylinderkopfentlüftung.
Je nach Getriebetyp und Motorbauart
kann für den Getriebeanbau zusätzlich
ein Adapter zwischen Getriebe und Anschlußgehäuse
erforderlich sein, oder
der Umrüstsatz enthält zur Vermeidung
von Drehschwingungen ein Schwungradzusatzgewicht
(Massering).
Die Gesamtzahl der Teile dürfte jedoch
annähernd gleich sein; da es, wie man
sieht, ziemlich viele sind, ist es außerordentlich
hilfreich, wenn zu dem
Umrüstsatz eine Bauanleitung, möglichst
mit einer oder mehreren Zeichnungen
oder Fotos, mitgeliefert wird.
6 Getriebeanbau
6.1 Anschlußgehäuse
6.2 Dämpferplatte
65

Montage
sen. Diese Deckel sind mit einiger Mühe
vom Motorenhersteller zu beziehen, meistens
muß man sich zu diesem Zweck mit
der Vertretung in Verbindung setzen, die
sich um die Industriemotoren kümmert.
Bei manchen Motoren, etwa bei den Ford-
Dieseln der Serie 2700, kann eine dieser
Öffnungen mit der Seewasserpumpe
dichtgemacht werden, die das entfernte
Aggregat ersetzt.
Dies trifft in ähnlicher Weise auch auf die
Mercedesse 615, 616, 617 und 621 zu.
Bei den Mercedessen 312, 314 und 352
sollte man die kleine, etwa drei Millimeter
große Öffnung in der Nockenwelle,
auf der das Lager des Luftpresserpleuels
gesessen hat, verschließen. Wird dies versäumt,
kann der Öldruck beeinträchtigt
werden.
5.2.5 Ansaugkrümmer
Bei einigen Motoren verträgt sich der Ansaugkrümmer
nicht mit dem wassergekühlten
Abgassammelrohr. Auch hier
wird man manchmal erst schlau, wenn
man stundenlang versucht hat, das Abgassammelrohr
zu montieren und letztendlich
doch den Lieferanten des
Umrüstsatzes anruft, der ganz selbstverständlich
erklärt, daß der Ansaugkrümmer
natürlich nicht passe und durch
einen anderen ersetzt werden müsse, den
er gerne für DM 280.- liefern könne.
Dies kann bei Mercedes 615 bis 621, Ford
XLD 418, Ford 2700 und Peugeot XUD
passieren, bei anderen Motoren muß lediglich
der Luftfilter ausgetauscht werden.
5.2.6 Motorstützen
müssen bei fast allen Motoren demontiert
werden, da die Aufhängung in den Fahrzeugen
nie in einer Ebene, wie bei Motorfundamenten
im Schiff üblich, liegt. Als
Motorstützen bezeichnen wir die Teile,
die zwischen Motorblock und Schwingmetallen
angebracht sind. Die Schwingmetalle
(Gummiteile mit Metallteilen an
den Enden) sind so ziemlich die einzigen
Teile, die man sofort wegwerfen kann, da
sie im Schiff nicht zu gebrauchen sind (es
sei denn, man kann sie verkaufen).
5.3 Anbau des Umrüstsatzes
Diese wird, wie schon des öfteren angedeutet,
kaum in einem Rutsch ohne
Zwangspausen erfolgen können. Ab und
zu müssen halt Schrauben, Dichtungen
oder sonstige Dinge besorgt werden, die
man nicht unbedingt im durchschnittlichen
Haushalt findet.
Zu den Schrauben: Perfektionisten neigen
manchmal dazu, Schrauben aus
nichtrostendem Stahl zu verwenden. Sie
kommen sogar eventuell auf die Idee, alle
am Motor sichtbare Schrauben gegen solche
in rostfreier Qualität, also A4 auszuwechseln.
Hier sei der dezente Hinweis
erlaubt, daß I) der Rest des Motors in den
seltensten Fällen aus korrosionsbeständigen
Werkstoffen besteht, II) die Festigkeit
der handelsüblichen nichtrostenden
Schrauben einiges unter der Standardfestigkeitsklasse
8.8 für Stahlschrauben
liegt, und III) nichtrostende Schrauben
66

Anbau des Umrüstsatzes
in Alu-Zylinderköpfen verheerende Wirkungen
zeigen können. Verzinkte Stahlschrauben
in der Festigkeitsklasse 8.8 sollten
also die Wahl sein (schont auch den
Geldbeutel).
Den Umrüstsatz teilen wir aus Gründen
der Übersichtlichkeit in folgende Baugruppen
auf:
- Teile für das Kühlsystem
- Abgaswassereinspritzung
- Motorölkühlung
- Getriebeölkühlung
- Getriebe und Getriebeanbau
- Motorlagerung.
Diese funktionsbezogene Einteilung entspricht
nicht der Reihenfolge der Montage.
Diese sollt zweckmäßigerweise mit der
5.3.1 Motorlagerung
beginnen, damit wir an einen stabil stehenden
Motor die übrigen Teile anschrauben
können.
Die vorderen Motorstützen werden normalerweise
dort angebracht, wo die
Motorstützen der Fahrzeughalterung abgeschraubt
wurden. Hier zeigen sich oft
schon die ersten Schwierigkeiten. Die
neuen Motorstützen kollidieren bei manchen
Motoren mit Ölfilterkonsolen oder
mit herausragenden Teilen des Motorblocks.
Handelt es sich um Millimeter,
hilft vorsichtiges Nacharbeiten, das jedoch
nicht soweit gehen sollte, daß die
Festigkeit der Konstruktion beeinträchtigt
wird. Auch hier gilt: Bei zu großen
Abweichungen von der Paßgenauigkeit
Ölkühleranschluß an der
Ölfilterkonsole bei einem
Ford New Holland.
67

Motorelektrik
Schaltplan
11
2
12
13
14
4
6
5
1
9
1
Kabelbaum
4
1
2
3
3
D+
B+
W
2
4
15
10
5
5
16
3
6
6
17
7
7
7
18
8
8
9
8
9
10
10
1 Batterie
2 Lichtmaschine
3 Magnetschalter
4 Anlasser
5 Glühanlage oder -relais
6 Magnetventil (Motoren mit
Verteilerpumpe)
7 Temperaturgeber
8 Öldruckgeber
9 Temperaturschalter
10 Öldruckschalter
11 Zündanlaßschalter
12 Vorglühtaster (falls erforderlich)
13 Ladekontrolleuchte
14 Warnleuchte Temperatur
15 Warnleuchte Öldruck
16 Drehzahlanzeige
17 Kühlwassertemperaturanzeigen
18 Öldruckanzeige
90