Schiffsdieselmotor

Ein Schiffsdieselmotor ist in der Regel ein großer Dieselmotor der namentlich als Haupt- oder Hilfsmaschine auf einem Schiff dient. Praktisch baugleiche Motoren werden darüberhinaus stationär in Kraftwerken insbesondere in der dritten Welt bzw. auf Inseln und an anderen abgelegenen Orten eingesetzt, sowie auch als Notstromaggregate z. B. in Krankenhäusern, Großbanken, Rechenzentren und Kernkraftwerken. Für kleine Schiffe bzw. Boote kommen auch entsprechend kleine Dieselmotoren zum Einsatz, die in ihren Charakterisika heute aber eher den Motoren von Landfahrzeugen wie LKW entsprechen.

Schiffsdiesel können mit Dieselkraftstoff, Gasöl oder Schweröl betrieben werden. Die Bezeichnung bezieht sich auf den Arbeitsprozess, der per Definition durch die Ansaugung von Luft und die Selbstzündung nach der Einspritzung des Kraftstoffes gekennzeichnet ist.

Anforderungen

Schiffsdiesel sollen meistens Langsamläufer sein. Zum einen verringern sich bei niedrigen Drehzahlen die Schwingungen. Zum anderen können höhere Verbrennungstemperaturen und -dauern erreicht werden, wodurch der Wirkungsgrad erhöht werden kann. Langsamläufer können direkt auf den Propeller arbeiten, ein Getriebe zur Drehzahlreduktion ist nicht erforderlich.
Die Anforderung an die Betriebssicherheit und die Zuverlässigkeit sind deutlich höher als bei stationär oder in Fahrzeugen genutzten Dieselmotoren. Sobald das Ruder eines Schiffes nicht mehr vom Propeller angeströmt wird, ist es praktisch wirkungslos. Bei schwerer See kann sich das Schiff quer in die See legen und gerät unter Umständen in Seenot. Mindestens fallen hohe Kosten für Bergung und verdorbene/ verspätete Ladung an, bis hin zum Totalverlust des Schiffes.
Es wird ein hoher Wert auf eine lange Lebensdauer gelegt, um langfristig die Betriebskosten (engl. Total Cost of Ownership) zu minimieren. Darüber hinaus sind Reparaturen oder gar der Austausch der Maschine mit erheblichem Aufwand verbunden, wie der Demontage von Aufbauten, Öffnen von darüberliegenden Decks und/oder der Bordwand. Dies führt wiederum zu langen Dockzeiten während der das Schiff nicht zur Verfügung steht.
Ein Seeschiff muss eine hohe Dauerleistung erbringen können, das heißt auch lange Strecken bei voller Fahrt überstehen können.
Ein geringer Kraftstoffverbrauch ist wichtig, da die steigenden Rohölpreise auch die Preise für Schweröl deutlich steigen lassen. Heutige Schiffsdiesel erreichen spezifische Verbräuche von weniger als 180 g/kWh.
Niedriger Preis.
Ein hoher Automationsgrad ist heute Stand der Technik. Schiffsmotoren werden zunehmend im wachfreien Betrieb gefahren, so dass Alarme und andere Ereignisse elektronisch verarbeitet und dem wachhabenden Offizier bzw. Maschinisten in geeigneter Weise übermittelt werden müssen. Im Gefahrenfalle stellt die Maschine automatisch ab bzw. reduziert die Last. Allerdings können Alarme und Stopps auch ignoriert werden, wenn die Situation es erfordert („Schiff vor Maschine“). Außerdem sind Schiffsmotoren-Anlagen meist blackstart-fähig, wobei zumindest ein Dieselgenerator im Notfall auch komplett manuell gestartet werden kann, so dass dann auch wieder Hilfs-Energie zum Betrieb des Hauptmotors verfügbar ist.
Zunehmend wird eine geringe Abgasbelastung gefordert. Durch die von der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO, International Maritime Organisation, eine Organisation der UNO) erlassenen neuen Richtlinien müssen in Zukunft strengere Grenzwerte für die Emission bestimmter Schadstoffe eingehalten werden (darunter insbesondere Stickoxide, die bei langsamer hochtemperaturiger Verbrennung zunehmend entstehen.)

Bauweisen

Die Motoren werden nach ihrem Arbeitsprinzip und nach der Anordnung ihrer Zylinder unterschieden. Während Zweitakter immer als Reihenmaschine gebaut werden (außer als Gegenkolbenmotor z. B. von Napier Deltic), gibt es Viertaktmaschinen als Reihen- und als V-Motoren sowie in einigen exotischen Anordnungen, wie z. B. Sternmotoren (6 Sterne mit je 7 Zylindern hintereinander) für Schnellboote. Bei großen Schiffsantriebsdieseln handelt es sich in der Regel um langsam laufende 2-Takt-Kreuzkopfmotoren, die als Reihenmotoren mit 5-14 Zylindern gebaut werden. Große Schiffsantriebsdiesel werden in der Regel als Langsamläufer konzipiert. Die Drehzahl liegt bei Zweitaktmotoren, je nach Leistung, in einem Bereich von 61 bis 250 min^-1 und ermöglicht es, die Motoren direkt mit Schweröl (HFO, von engl. heavy fuel oil) zu betreiben. Langsamläufer arbeiten üblicherweise direkt auf die Propellerwelle. Die Drehrichtung der Maschine lässt sich umsteuern. Bei Revierfahrten, das heißt, beim Ein- und Auslaufen werden die Motoren aus Sicherheitsgründen mit Diesel betrieben. Jedoch setzt sich der kontinuierliche Schwerölbetrieb von Pier zu Pier immer weiter durch.

Viertaktmotoren können seit geraumer Zeit ebenfalls mit Schweröl betrieben werden und erreichen Drehzahlen zwischen 300-900 min^-1, erfordern dann jedoch ein Getriebe im Antriebsstrang, da der Schiffspropeller eine deutlich niedrigere Drehzahl benötigt. Als Hauptmaschine in Großcontainerschiffen, Erzfrachtern und Öltankern werden Reihenmotoren mit bis zu 14 Zylindern eingesetzt, mit Bohrungen bis zu 1,08 m und Hüben bis zu 3,10 m, deren Dauerleistung bisweilen bis zu 97.300 kW beträgt (MAN B&W 14K108ME-C). Hierbei handelt es sich ausschließlich um Zweitakt-Kreuzkopfmotoren. Sie können so eine Lebensdauer von über 20 Jahren, d. h. ca. 150.000 Betriebsstunden erreichen.

Viele Schiffsdieselmotoren sind mit Turboaufladung zur Erhöhung des Wirkungsgrades und der spezifischen Leistung ausgerüstet.

Für stationäre Anwendungen und auch für LNG-Tanker sind Gas-betriebene Viertakter interessant.

Reihenmotor

Reihenmotor ist die Bezeichnung für einen Motor, dessen Zylinder in Reihe angeordnet sind. Die Bezeichnung der Zylinder beginnt in Deutschland an der kraftabgebenden Seite.

V-Motor

Die Zylinder oder auch Zylinderbänke sind bei dem V-Motor um Winkel zwischen 15 ° und 180 °, üblicherweise aber (40 ... 90) ° zueinander geneigt (je nach Zylinderzahl) und -wenn beide Pleuel direkt auf denselben Hubzapfen arbeiten- etwas versetzt angeordnet. Bei V-Motoren können die Pleuel der zusammengehörenden Zylinderpaare an derselben Kurbelwellenkröpfung oder an um die Kurbelwellenmitte gegeneinander gedrehten unterschiedlichen Kröpfungen angelenkt sein. Gelegentlich greift nur eine Treibstange des Zylinderpaares direkt am Hubzapfen an, die etwas kürzere Treibstange des zweiten Zylinders ist an der anderen angelenkt (Anlenkpleuel). Zur Bezeichnung der Zylinder wird die von Kupplungsseite gesehen linke Zylinderreihe als A-Seite, die andere entsprechend als B-Seite bezeichnet.Die Nummerierung der Zylinder beginnt bei deutschen Motoren an der kraftabgebenden Seite

Kraftübertragung

Es gibt vor allem drei verschiedene Möglichkeiten der Kraftübertragung vom Motor zum Propeller.

Direkt

Es wird eine starr mit dem Motor und Propeller verbundene Welle angetrieben. Die Drehrichtung des Propellers, für z.B. eine Rückwärtsfahrt, kann somit nur durch die Umsteuerung des Motors verändert werden. Der Motor muss dann aus der Vorausfahrt gestoppt, durch Verschieben der Nockenwelle umgesteuert und für die Rückwärtsfahrt neu angelassen werden. Diese Bauweise wird in allen Fällen mit starrer Verbindung Propeller-Motor angewendet

Eine weitere Möglichkeit ist der sogenannte Verstellpropeller. Zur Veränderung der Schiffsgeschwindigkeit sowie für die Voraus- bzw. Zurückrichtung werden die einzelnen Propellerflügel in einen anderen Winkel (Steigung, engl. pitch) gedreht (angestellt). Der Motor dreht dabei mit konstanter Drehzahl. Diese Drehzahl kann höher sein als die für den Propeller passende. Daher muss die Drehzahl in einem solchen Fall über ein Getriebe reduziert werden. Für die Drehzahl der Schraube spielen neben Durchmesser und Steigung, die Kavitation eine entscheidende Rolle. Unter Kavitation versteht man das Zusammenbrechen (Implodieren) von Gasbläschen, was zu Schäden an den Oberflächen der Propellerflügel führen kann.

Getriebe

Anwendung besonders bei schnell-und mittelschnell (250...2000 min^-1) laufenden Motoren, bei denen eine Reduktion der Motor-Drehzahl auf Propeller-Drehzahl erforderlich ist. Die Getriebe besitzen teilweise schaltbare Kupplungen und Nebenabtriebe für Wellengeneratoren. Wendegetriebe dienen zur Drehrichtungsumkehr des Propellers bei nicht umsteuerbaren Motoren. Außerdem gibt es Kombinationen von Getriebe und Verstellpropeller. Oft werden diese Schiffsmotoren, wie auch Verbrennermotoren von LKWs oder Nutzfahrzeugen mit Laschengelenkkupplungen (SGF) an das Getriebe angeflanscht. So verringert man die Vibrationen, die bei üblichen Metallverbindungen entstehen. Der Antrieb wird sozusagen "entkoppelt".

Dieselelektrisch

Dabei wird vom Motor, meistens 4-Takt Motoren, lediglich ein Generator angetrieben, der den Strom für den Fahrmotor bereitstellt, der wiederum den Propeller antreibt. Diese Variante ist insbesondere als Mehrmotorenanlage auf Fahrgastschiffen üblich. Die einzelnen Viertakt-Gen-Sets erzeugen dabei Energie auch für den Hotel-Betrieb, der einen erheblichen Anteil am Gesamtenergiebedarf ausmacht. Einzelne Motoren können abgestellt und zugeschaltet werden, Wartung und Reparatur einer Maschine bei laufendem Schiffsbetrieb auf See ist möglich. Motor- und Propellerdrehrichtung und -drehzahl sind voneinander unabhängig. Beispiel Queen Elizabeth 2 (Cunard Line): in den 80er Jahren von Dampfturbinenantrieb umgebaut auf Dieselbetrieb. 9 Maschinen MAN 9L58/64 (9-Zylinder-Reihe [Line] 580 mm Bohrung, 640mm Hub) mit ca 1.200 kW pro Zylinder arbeiten über Generatoren auf zwei 44 MW GEC-Fahrmotoren, zwei Propeller. Neben den weitverbreiteten Verstellpropelleranlagen ist eine besondere Form dieses Antriebes der neu entwickelte Pod-Antrieb.

Klarmachen- und Absetzen

Beim Stillstand der Maschine wird diese meist weiterhin durch das Hochtemperatur(HT)-Kühlwassersystem und eine Vorheizpumpe konstant auf unterer Betriebstemperatur gehalten.

Vor dem Starten müssen die Schweröl-Temperaturen in den Tagestanks überprüft werden. Während des Stillstands der Hauptmaschine wird das Thermalöl, welches durch Zirkulation in Rohren in den Tanks das Schweröl auf Temperatur hält, durch einen mit Dieselöl betriebenen Boiler erwärmt und nicht wie während des Betriebs durch die Abgastemperatur im Schornstein (exhaust gas boiler).

Schiffsdiesel werden mittels Druckluft gestartet. Kein Elektromotor könnte die erforderliche Kraft bei vertretbarem Größenverhältnis aufbringen. Die Druckluftflaschen und das Startluftsystem werden entwässert, die Drücke kontrolliert.

Ebenso wie die Vorheizpumpe arbeitet auch das Kraftstoffsystem durchgehend, um die Temperatur des Schweröls auch in den zu- und abführenden Leitungen (Ringleitung) zur Maschine aufrechtzuerhalten. Ein Abkühlen des Schweröls in diesen Bereichen würde zu Verklumpungen führen. Die Rohrleitungen müssten aufwendig gereinigt werden. Unter Umständen wird es notwendig, die Maschine eine gewisse Zeit mit Gasöl zu betreiben.

Kleinere Motoren können mit einer an den Motor gekuppelten ( angehängten ) Schmierölpumpe ausgerüstet sein, die während des Betriebes mitläuft und so die Lager der Hauptmaschine mit Schmier- Öl versorgt. Bei stehendem HPTM muss der Öldruck so über eine externe elektrisch betriebene Pumpe aufrechterhalten werden, auch um eine entsprechende Nachschmierung der Maschine nach dem Absetzen zu gewährleisten.Auch können Kühlwasserpumpen * angehängt* sein .Vor dem Starten ist das System einer Sichtkontrolle zu unterziehen und der anliegende Schmieröldruck zu überprüfen.

Um im Notfall, bzw. bei einem Ausfall der Fernbedienung von der Brücke, die Maschine aus dem Maschinenkontrollraum fahren zu können, müssen alle Kommunikationseinrichtungen wie Maschinentelegraf und Telefon (Verbindung Brücke zu MKR und Brücke zum Rudermaschinenraum) funktionsfähig sein. Die Maschine verfügt über einen Notfahrstand direkt am Motor. Sollte bei einem Schiff mit Verstellpropeller die Flügelverstelleinrichtung des Propellers versagen, könnte diese manuell in 100%-Stellung gefahren werden und die Fahrt des Schiffes über die Drehzahl der Maschine reguliert werden.

Aus dem MKR wird, falls noch nicht in Betrieb, ein zweiter Hilfsdiesel in Reserve gestartet, um nach dem automatischen Einschalten der zahlreichen Pumpen (große Verbraucher) ein Abwerfen des ersten und dann einzigen Hilfsdiesels zu vermeiden (Stromausfall).

Über die Schalttafeln im Maschinenkontrollraum werden entsprechend notwendige Pumpen gestartet bzw. auf Automatik umgestellt. Dazu gehören im Groben:

HT-Kühlwasserpumpe
LT-Kühlwasserpumpe (Seewasser kühlt LT, LT kühlt HT, HT kühlt Maschine. Mehrere Kühlkreisläufe schützen den Motor durch geringere Temperaturunterschiede vor Spannungsrissen)
Getriebeölpumpe
Schmierölpumpe
Bei Schiffen mit Verstellpropeller: Steuerölpumpe

Es folgt das Scharfmachen der im Hafenbetrieb unterdrückten Alarme wie Öldruck und Temperatur, HT und LT Kühlwassertemperatur. Am Notfahrtstand der Maschine wird das Absperrventil für Startluft manuell geöffnet und das Füllungsgestänge (Kraftstoffmenge) für den Automatikbetrieb freigegeben. Die Steuerung wird dann vom Notfahrstand zum Kontrollraum geschaltet. Nach Kontrolle der „Indikatorventile“ (Dekompressionsventile), wird der Motor mit Anlassluft durchgeblasen. Dabei wird evtl. im Kolbenraum vorhandenes Wasser bzw. Öl oder Brennstoff aus den Ventilen ausgestoßen. Wird eine Maschine mit Wasser im Kolbenraum gestartet, kann das zu schweren Schäden am Motor führen. Die Indikatorventile werden danach geschlossen.

Kontrolle der Hauptmaschine auf Kühlwasserleckagen und schließen der Indikatorventile. An den Indikatorventilen sind Schraubanschlüsse angebracht, um ein federbelastetes Indikationsgerät anzubringen, mit dessen Hilfe nach Öffnen des Ventils während des Betriebes Aufschlüsse über den Verbrennungsablauf des betreffenden Zylinders erlangt werden können.

Startvorgang

Aus dem MKR wird der automatisierte Startvorgang der Hauptmaschine eingeleitet. Um einen Großdiesel anzulassen, müssen zunächst die großen Bauteilgewichte in Bewegung gesetzt und die kraftverbrauchenden Arbeitsschritte innerhalb des Motors überwunden werden (Ansaugen, Verdichten, Ausstoßen). Für große Schiffsmaschinen kann diese Arbeit kein Elektro- beziehungsweise Luftmotor zum Anlassen mehr schaffen.

Schiffsdieselmotoren werden daher ausnahmslos mit Druckluft gestartet. Bei kleineren Einheiten (unter 10.000 KW) kommen dazu noch gelegentlich Druckluftanlasser zum Einsatz, die am Schwungrad eingreifen und auf diese Weise die Maschine durchdrehen. Große Viertaktmotoren und praktisch alle Zweitaktmotoren werden direkt angelassen. Dabei wird jeder Zylinder entsprechend seiner Position und der Zündreihenfolge mit Anlassluft beaufschlagt. Die entsprechenden Kolben werden nacheinander heruntergedrückt und die Motordrehzahl auf Zünddrehzahl angehoben. Der Regler zieht die Einspritzpumpen auf „Füllung“, Kraftstoff wird eingespritzt und es kommt zur ersten Selbstzündung. Hierzu ist eine starkes Anlass-Druckluftsystem (üblicherweise 30 bar Nenndruck) notwendig.

Um in großen, langsam laufenden Zweitaktdieselmotoren die Verbrennungsgase auszuschieben und Frischluft zuzuführen werden im niedrigen Lastbereich elektrisch betriebene Spülluftgebläse eingesetzt.In höheren Lastbereichen übernehmen abgasbetriebene Turbolader die Aufgabe.

Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, können Schiffsdiesel, insbesondere die Hilfsmaschine zur Stromerzeugung, auch nach Ausfall der gesamten elektrischen Energieversorgung an Bord (Blackout) durch manuell zu betätigende Startventile und ohne Nebenaggregate gestartet werden, solange ausreichend Druckluft in der Anlass-Luftflasche und Kraftstoff in den Tagestanks zur Verfügung steht.

Sämtliche von der Brücke kommenden Fahrbefehle werden vom Maschinenkontrollraum ausgeführt. Dazu gehören vor allem das Umsteuern der Maschine bei Manövern (um ein Schiff achteraus fahren zu lassen, muss die Hauptmaschine gestoppt und in anderer Richtung komplett neu angelassen werden).

Bei einem Schiff mit Verstellpropeller wird die Maschine langsam auf Nenndrehzahl hochgefahren. In diesem Zustand wird die Maschine einige Minuten im Leerlauf belassen, um Temperaturen und Drücke zu stabilisieren. Nach dem Erhöhen auf Konstantdrehzahl wird die Kontrolle der Maschine an die Brücke übergeben (Remote Control) und von dort per Knopfdruck akzeptiert und angenommen. Die Stromversorgung übernimmt auf See, nach erfolgter Synchronisation, der Wellengenerator. Die Hafendiesel werden abgesetzt.

Schiffe ohne Verstellpropeller werden nur sehr langsam beschleunigt. Der Grund ist der Anstellwinkel des Propellers, der auf die Maximalgeschwindigkeit ausgelegt ist. Der Beschleunigungsvorgang ist daher vergleichbar mit dem Anfahren eines Autos im höchsten Gang: Eine zu schnelle Beschleunigung bei hoher Übersetzung würde den Motor abwürgen.

Absetzen

Die Hilfsdiesel werden nach dem Ende der Seereise gestartet und nach Synchronisation mit dem Wellengenerator zugeschaltet um die Stromversorgung zu übernehmen. Nach dem Ende der Revierfahrt, bzw. des Festmachen des Schiffes übergibt die Brücke die Kontrolle der Maschine zurück in den MKR, welches von hier wiederum quittiert werden muss. Bei Schiffen mit Verstellpropeller wird die Maschine danach von der Konstantdrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl zurückgefahren. Die Maschine läuft in diesem Zustand einige Minuten nach um sich langsam abzukühlen und Spannungsrisse zu vermeiden. Die Maschinenkontrolle wird auf den Notstand weitergestellt. Von dort wird das Füllungsgestänge auf Stop gestellt, das Ventil für die Startluftzufuhr geschlossen und die Dekompressionsventile geöffnet. Nach einigen Minuten Nachschmierung wird die elektrische Vorschmierpumpe abgestellt. Die Kühlwasserkreisläufe werden auf Hafenbetrieb gestellt und die elektrische Vorheizpumpe in Betrieb genommen. Die für den Hafenbetrieb nicht benötigten Alarme wie Öldruck, HT und LT Kühlwassertemperatur werden unterdrückt.

Betrieb

Für den Betrieb und das Anlassen eines Schiffsdiesels sind eine Reihe von speziellen zusätzlichen Systemen notwendig. Fällt eines dieser Systeme aus, muss auch der Betrieb der Hauptmaschine gestoppt werden. Daher sind etliche Hilfsaggregate doppelt vorhanden: Schmierölpumpen, Kraftstoff-Booster-Pumpen, Kühlwasserpumpen, Schmieröl-Separatoren, Kompressoren, Kraftstoff- und Schmierölfilter.

Schmierölsystem

Um die reibenden Oberflächen innerhalb der Maschine nicht zu starkem Verschleiß zu überlassen müssen diese Teile, wie auch bei anderen Verbrennungsmotoren, gut geschmiert werden.

Das Schmieröl übernimmt im wesentlichen 4 Aufgaben:

schmieren, durch die Bildung eines Schmierfilms werden bewegende Teile geschützt
reinigen, Verunreinigungen werden von den Reibungsstellen wegtransportiert und landen in Filtern
kühlen, das Öl führt Wärme ab und wird in Wärmetauschern rückgekühlt.
abdichten, das dickflüssige Öl dient auch der Abdichtung zwischen Zylinderwand und Kolbenring

Nachdem das Öl aus der Ölwanne bzw. dem Umlauftank herausgepumpt und durch einen Filter gereinigt wurde, durchläuft es einen Ölkühler. Hiernach zweigen die verschiedenen Schmierölleitungen ab zur Kurbelwelle, Pleuellager und in die Ölwanne. Ein weiterer kleiner Teil wird verwendet für die Schmierung von Nockenwelle, Kipphebeln und Ventilen. Das Öl läuft wieder in die Ölwanne bzw. den Umlauftank.

Im Falle einer zu geringen Ölmenge im Umlauftank kann es kann es bei starker Schlagseite dazu kommen, dass der Saugstutzen der Schmierölpumpe den Ölspiegel nicht mehr erreicht, so dass die Schmierung unterbrochen wird.

Kraftstoffaufbereitung

Auf Seeschiffen wird für den Betrieb des Hauptmotors i. d. R. minderwertiges Schweröl ((engl. Heavy Fuel Oil (HFO)), welches bei der Erdölverarbeitung als Rückstandsöl (engl. Residual Fuel) anfällt, als Kraftstoff genutzt. In den meist in den Doppelböden der Schiffe angeordneten Vorratstanks wird der Kraftstoff auf mindestens 40°C aufgeheizt, damit er pumpfähig bleibt, um dann in die Motorenraumtanks befördert zu werden. In so genannten Setztanks, die auf ca. 70 °C beheizt sind, setzt sich bereits ein Teil Wasser und Schlamm vom Kraftstoff ab. Wasser und Schlamm werden regelmäßig in Schlammtanks abgeleitet. Der Kraftstoff wird danach durch Separieren und Filtern weiter aufbereitet.

Mineralöl-Separatoren sind Zentrifugen, bei denen eine Zahnradpumpe das Öl mit hohem Druck durch einen mit hoher Drehzahl (12000 U/min) rotierenden Edelstahl-Tellerstapel drückt. Die konisch geformten Teller sind mit Steigekanälen ausgerüstet, durch die das reine und damit leichtere Öl steigt, während infolge der Zentrifugalkraft schwere Bestandteile wie Wasser und Schmutz nach außen abgeleitet werden und in der Trommel gesammelt werden. Man unterscheidet zwischen Klarifikatoren, die nur Schmutz separieren, und Purifikatoren, die im wesentlichen Wasser und Schlamm separieren. Ein wesentliches Erkennungsmerkmal dieser beiden Bauarten ist der geschlossene Abschlussteller im Steigkanal im Falle des Klarifikators bzw. die einstellbare sog. Wasserscheibe im Falle des Purifikators.

Vor die Separatoren sind gesonderte Kraftstoff-Wärmetauscher geschaltet. Als Separiertemperaturen müssen je nach Kraftstoff-Dichte zwischen 70 und 99 °C eingehalten werden. Im Falle von Schwerölen mit hohen Verschmutzungsanteilen werden die Separatorentypen auch in Serie geschaltet. Die Entleerung der Schlammtrommel erfolgt dadurch, dass der Kolbenschieber mit Wasserdruck beaufschlagt wird, wodurch die Entleerungsöffnungen in der Trommel freigegeben werden, so dass die schweren Verunreinigungen herausgeschleudert und im sog. Schlammtank gesammelt werden können. Die regelmäßige Entleerung der Separatoren kann automatisch zeitgesteuert oder auch manuell erfolgen. Bei den Schwerölseparatoren handelt es sich um sensible und für den sicheren Motorbetrieb wichtige Komponenten, die regelmäßig auf ihre Funktion überprüft werden müssen.

Bei den Kraftstoff-Filtern handelt es sich meist um sog. Rückspülfilter. Dabei wird bei einem bestimmten Verschmutzungsgrad der Sieboberflächen - wodurch ein Differenzdruck gemessen wird - durch Umleitung des Kraftstoff-Stromes frisches Öl von rückwärts durch die Sieboberflächen gedrückt und so der Schmutz in einen Schmutztank gespült. Der separierte und gefilterte Kraftstoff wird in sog. Tagestanks für die Motoren bereitgestellt. Die Tagestanks sind mit einem Kraftstoff-Überlauf zu den Setztanks ausgerüstet, so dass bei ständigem Betrieb der Separatoren eine kontinuierliche Reinigung und Aufheizung erfolgen kann.

In gesonderten Modulen wird der HFO-Kraftstoff auf Einspritzviskosität (ca. 12 cSt bei ca. 130° C) Viskositäts-geregelt vorgewärmt, der Druck wird auf rund 7 - 10 bar angehoben. Vor Eintritt in die Kraftstoffeinspritzpumpen des Motors wird der Kraftstoff über einen Endfeinfilter geleitet. Da insbesondere im Teillastbereich ein Teil des Kraftstoffes im System zirkuliert und dabei durch das beständige Pumpen zusätzlich erwärmt wird, ist für Diesel/Gasöl/MDO-Betrieb auch ein Kraftstoffkühler vorgesehen, da bei zu hoher Kraftstoff-Temperatur die Schmierung der Pumpenstempel der Einspritzpumpen nicht mehr garantiert ist.

Kühlkreislauf

Die Wärme, die bei der Verbrennung in der Maschine entsteht, muss nach außen abgeführt werden. Das Kühlwasser sollte eine Temperatur von 80 bis 90° C haben, damit Spannungsrisse, die durch zu große Temperaturunterschiede entstehen können, vermieden werden. Schiffsmaschinen haben zwei Kühlwasserkreisläufe. Zum ersten einen Kreislauf der Frischwasser führt, welches im unteren Bereich der Maschine eintritt, bis zu den Zylinderköpfen gepumpt wird und dort aus der Maschine austritt. Dieses Frischwasser wird über einen Seewasserkühlkreislauf gekühlt. So wird verhindert, dass Seewasser, welches die Korrosion im Motor stärker ermöglicht, direkt mit der Maschine in Verbindung tritt.