Motor und Generator

Auch wenn wir den Einsatz der Maschine auf einem Segelboot nur als Hilfsmotor verstehen, muss die Anlage gut durchdacht und gewartet sein. Hier folgen verschiedene Berichte, Gedanken und Erfahrungen mit unsrem "eisenen Judas".

	Kühlung: Außenhautkühlung
	Überlegungen zur Auswahl vom Motor

Kielkühlung, Aussenhautkühlung

"Ein Kühlsystem, welches von der Funktion und von der Idee her eigentlich gleichberechtigt neben der Zweikreiskühlung stehen müsste, weches dieser bei näherer Betrachtung sogar noch überlegen sein kann, hat sich doch nicht durchzusetzen vermocht. Gemeint ist die Außenhautkühlung" - Zitat aus dem Buch Yachtbau von Kurt Reinke

Drei Arten der Kiel-oder Außenhautkühlung sind denkbar: einerseits die Rohrkühlung, bei der entlang des Rumpfes Rohre angebracht werden, in denen die Kühlflüssigkeit zirkulieren kann, oder in Form von Kühltaschen, die entweder an der Außenhaut des Rumpfs angebracht sind oder aber, als dritte Variante, sich an der Innenseite des Rumpfes befinden.

Die Vorteile einer Kielkühlung liegen in der Einfachheit dieses Systems, denn im Vergleich zu anderen Kühlarten kann man auf Vielerlei verzichten: Keine seperate Frischwasserpumpe, keine Seewasserfilter und natürlich keinen Wärmetauscher benötigt das Prinzip. Obendrein kann der Motor auch an Land oder anbord trockengefallene Boote beschränkt betrieben werden und durch den Einsatz von Frostschutz ist eine Überwinterung in frierenden Gebieten kein Problem.

Klar, wo sich Vorteile finden gibt es meist auch Nachteile, auch die will ich nicht unterschlagen und werde sie zu den verschiedenen Arten Kielkühlung aufführen. Einfachheitshalber wird hier aber von einem Boot aus Metall ausgegangen, denn hier bietet sich die Überlegung der Kielkühlung an und die Nachteile des trockenen Auspuffsystems sind weniger problematisch als auf Booten aus anderem Baumaterial.

Eine verlässlich arbeitende Kielkühlung setzt eine ordentliche Dimensionierung voraus und einige Richtlinien sollten befolgt werden. Dazu eine ausführliche Tabelle, die zwar auf den ersten Bick vielleicht etwas verwirren mag, die aber dennoch einige interessante Inhalte offenbart:

Kurt Reinke gibt dazu in seiem Buch einen Richtwert von 2,08 dm² pro kW Motorleistung an, dazu kommt ein Sicherheitszuschlag für Bewuchs beziehungsweise Lackierung von 10%. Das ergibt einen Richtwert von 2,3 dm²/kW. Diese Angabe versteht nich jedoch nur als Richtwert, weshalb auf die Tabelle oben eingegangen werden sollte.

Wie schon oben beschrieben, gibt es verschiedenen Arten an Kielkühlung. Als Außenrohrkühlung versteht man ein, mit etwas Abstand, an den Kiel angebrachtes Rohr, durch dass die Kühlflüssigkeit läuft und zeichnet sich aus durch ihre einfache nachträgliche Montage, sie kann im Allgemeinem an Booten jedes Baumaterials angebaut werden. (Link zur schematischen Darstellung einer Rohrkühlung) Da hier nicht der Rumpf selbst als Kühlfläche verwendet wird, kann der gesamte Rumpf ohne weiteres auf Korrosion inspiziert werden. Ihre Nachteile liegen allerdings im hohen Schleppwiederstand und in der aufwändigen Reinigung bei Bewuchs. Auch muss bedacht werden, dass durch einen großen Rohrdurchmesser die Kühlleistung nicht verbessert wird, da Wasser ein schlechter Wärmeleiter ist und die Abkühlung der Kühlflüssigkeit nur entlang des Rohres geschiet. Diese Nachteile sind auch Grund, weshalb die Außenrohrkühlung nur noch selten montiert wird. Als häufiger anzutreffende Alternative werden Kühlttaschen auf den Rumpf aufgeschweißt, die die Kühlflüssigkeit durch Kanäle entlang der Außenhaut leiten. (Link zur schematischen Darstellung einer Kühltasche) Diese Kühltaschen sollten möglichst flach mit dünner Durchlauffläche gefertigt sein, da, wie bereits erwähnt, Wasser ein schlechter Wärmleiter ist und die Abkühlung nur entlang der Außenhaut geschieht. Die Taschen können an der Innenseite oder der Außenseite des Rumpfes angebracht werden. Im Vergleich zur Rohrleitung haben Kühltaschen an der Außenseite nur geringen Schleppwiederstand, in der Regel finden auch größere Kühlflächen für leistungsstarke Motoren leicher Platz an der Kielfläche. an der Rumpfinnenseite angebrachte Kühltaschen müssen meist schon beim Bau des Bootes einberechnet werden, da sie in vielen Fällen durch die Spanten der Yacht verlaufen. In beiden Fällen ist eine Abwärme der Motorkühlung ins Innere des Bootes in heißen Fahrgebieten negativ, gerade auch, wenn die Kühltaschen im selben Raum verbaut sind wie der Motor. Der Rumpf kann unter den Kühltaschen nicht mehr auf Korrusion oder Verschmutzung ispiziert werden, weshalb manche Selbstbauer Inspektionslucken in die Kühltaschen arbeiten.

Weitere Infos und Literatur zum Thema Kiel- und Außenhautkühlung:

Apparatetechnik Harald Schönstein

Buchtipp: "Yachtbau, Vorbereitung, Konstruktion und Aufriss" von Reinke/Lütjen/Muhs

Buchtipp: "Dieselmotorenanlagen: Planung, Installation, Schadensverhütung" von Vogel

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Überlegungen zur Auswahl des Motors

Der Dieselmotor am Segelboot, ein eisener Judas, ein unliebsamer Lärmverursacher, eine unverstandene Ölpest im Keller. Und doch, ein, auf vielen Yachten nicht mehr weg zu denkender Hilfsantrieb, viel und gerne genützt und unter vorgehaltener Hand als eines der Herzstücke im Segelboot bezeichnet. Die Zeiten von Blauwasseryachten ohne Dieselantrieb sind schon lange vorbei und nur noch vereinzelt trifft man Vertreter dieser bedingungslosen "Blowboater".

Doch wie wählt man das erdölfressende Triebwerk aus, wie findet man den "richtigen" Motor, der den Anforderungen einer weltgehenden Blauwasseryacht gewachsen ist. Der einfach und billig in seiner Wartung bleibt, verlässlich und ohne Mucken seinen Dienst tut und richtig und gut dimensioniert für seine Aufgaben ist. Wir haben uns ein paar Gedanken rund um unseren "Eisernen Judas" gemacht und erzählen von useren Erfahrungen an Bord von Langfahrtseglern.

Um einen geeigneten Motor für sein Segelboot zu wählen, sollte man sich zuerst einmal Gedanken über die benötigte Leistung und Größe des Motors machen. Und dazu gibt es eine sehr einfache Fausformel: Für Segelyachten gilt, dass eine Motorleistung von 2,2 KW- oder umgerechnet 3 PS- pro Tonne Schiffsgewicht reicht. Für unsere schlanken 22 Tonnen Schiffsgewicht kommen wir daher auf knappe 48 KW, oder gute 66 PS Dieselpower (unsere 58 PS liegen daher an der unteren Leistungsgrenze). Und wer jetzt glaubt, dass dies doch schon eher die untere Grenze ist, dem kann ich noch ein paar Erfahrungswerte darauf geben: Bei unserer Flussfahrt durch Westeuropa, auch zum Teil gegen erhebliche Strömung, verzeichneten wir einen Dieselverbrauch von maximal 2,5 Liter Diesel in der Stunde, umgerechnet arbeitete daher unser Diesel mit nur zirka 14 KW oder knappen 20 PS.

Natürlich, diesen Verbrauch haben wir ohne relevanten Seegang und ohne Starkwind verzeichnet, klar, aber auch nach einem Jahr Segeln kommt unser Dieselverbrauch nicht über 3,5 Liter pro Stunde (=19 KW), diesesmal jedoch mit Sturmbesegelung gegen Starkwind und Strömung.

Doch Vorsicht: 60PS Diesel ist nicht immer gleich 60 PS Diesel, denn bekanntlich bringt doch Hubraum Kraft (Drehmoment). Als einfache Überlegung stellt man sich einmal die Zugkraft eines Traktors im Vergleich der Zugkraft eines PKWs vor, und während der Träcker schon mal zwei große Getreidehänger die Bundesstraße entlang tuckert, müht sich der PKW schon mit einem voll geladenen Autoanhänger. Ein guter Grund, weshalb langsamlaufende Stand- oder Industriemotoren häufig einen neuen Platz im Motorraum einer Segelyacht finden.

Langsamläufer? Ein Motor also, der konstruktionsbedingt (zum Beispiel auf Grund seiner hohen Schwungmasse und seines großen Hubraums) im Normalfall Drehzahlen über 2500 Umdrehungen pro Minute (bei kleinen Motoren) nicht überschreiten kann. Während ihre Nachteile im hohen Gewicht und in ihrer meist großen Bauart liegen, entwickeln sie ihre Kraft bereits im unteren Drehzahlbereich und tragen mit ihrem ruhigen Lauf nicht nur zur angenehmen Stimmung an Bord bei, sonder zeigen dadurch auch wenig Verschleiß und sind freundlich zum Getriebe.

Ein weiteres Auswahlkriterium liegt in der Art der Einspritzung und der Einspritzpumpe. In der Regel werden Schiffsmotore nach wie vor mit älteren Einspritztechniken geliefert. So dominieren nach wie vor Direkteinspritzer und Vorkammerdiesel den Markt. Während Direkteinspirtzer besseres Kaltstartverhalten und geringfügig sparsamer im Dieselverbrauch sind, kann ein Vorkammerdiesel mit ruhigerem Lauf aufwarten, benötigt jedoch eine Kaltstartvorrichtung. Noch immer dominieren Verteiler- (Rollkolben-)pumpe und Reihen- (Stößel-)pumpe am Markt von Industrie- und Schiffsmotore. Beides gute Systeme, wobei Reihenpumpen als geringfügig robuster und eventuell leichter zu reparieren gelten, Verteilerpumpen jedoch den Markt eher dominieren.

Verschiedene Auspuffarten werden an Bord von Yachten verbaut: während Stahlyachten zum Teil noch mit trockenem Auspuff fahren, überwiegt der wassergekühlte Auspuff am Markt. Will man jedoch einen Industriemotor auf seine Yacht einbauen, muss man sich zuerst schlau machen, ob es dafür auch die nötigen Umbauteile zur Marinisierung gibt. Besser gesagt, ob am Markt ein wassergekühlter Auspuffkrümmer erhältlich ist.

Generell sollte sich der Yachteigner vor der Entscheidung eines Motors auch Gedanken über die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und deren Preise machen. Gibt es im geplanten Fahrgebiet der Yacht Händler und Werkstätten, sind Ersattzteile und eventuell Fachkräfte leicht zu finden und wo, außer an Bord von Yachten, werden diese Motortypen noch verbaut (zum Beispiel Landwirtschaft, Kommunaltechnik, Industrie...)

Als Motorkühlung wird heute meist ein Zweikreiskühlsystem mit Wärmetauscher bevorzugt. Andere Systeme wie die Außenhautkühlung (siehe Bericht weiter oben) können aber durchaus interessant sein. Die Vorteile der Außenhautkühlung liegen klar in der einfachen Handhabe und in der Tatsache, das sie auch bei kalten Temperaturen keine spezielle Wartung (mit Ausnahme der Füllung von Frostschutz) benötigen, während der Motor keine zusätzlichen Seeventiele und somit Rumpfdurchbrüche benötigt.

Hat man sich erst mal für einen Motor entschieden, der in seiner Baugröße, seiner Bauart und seiner Stärke gut zur Yacht passt, muss noch besonderes Augenmerk auf die Dieselzufuhr und die Filteranlage geworfen werden. Denn gerade weitreisende Yachten haben oft genug Probleme mit verschmutzten Diesel in den Tanks. Als einfache und sehr effektive Lösung verwenden wir deshalb zwei seperate Tanks an Bord La Belle Epoques. Über einen Trichter mit Filter und Wasserabscheider betanken wir unseren Haupttank im Kiel, von dem aus wir den Diesel mit einer kleinen Dieselpumpe durch doppelte Filteranlagen mit Wasserabscheider in einen kleineren Tagestank pumpen. Dieser Tagestank ist über dem Motor montiert und so wird der Motor selbst auch ohne Pumpe stehts mit sauberen Diesel versorgt. Der Diesel wird dabei noch einmal durch Filter gereinigt, bevor er in die Einspritzpumpe gelangt.

Überwacht wird der Motor während seines Einsatzes mittels Öldruck- und Öltemperaturanzeige, Wassertemperaturanzeige (wer es genau nehmen will, der kann den Motor mit zwei Wassertemperaturmesser ausstatten: einmal beim Eintritt und einmal beim Austritt aus dem Motor), Ampermeter für die Lichtmaschine, Drehzahlmesser und Tankanzeige.

Ist die Wahl des Motors erst getroffen, darf man sich den Kopf über Getriebeart, Wellenart und Schraube machen. Aber dass ist eine andere Geschichte.

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