woensdag 8 maart 2017

DIESELMOTOR. HOE EN WAT!

             EEN OMWENTELING 

           IN DE VOORTSTUWING 

                 VAN EEN SCHIP.






DIESELMOTOR.

Een dieselmotor is een zuigermachine, waarbij de brandstof, gasolie, dieselolie of stookolie direct in de cilinder wordt verbrand. De druk van de verbrandingsgassen is hier het aandrijfmiddel voor de motor. 
Het is duidelijk, dat het nuttig effect door deze werkwijze hoger is dan bij de zuigerstoom- en de stoomturbine installaties, daar hier geen warmte verloren gaat via de stoomketels en de condensor.
De dieselmotor, genoemd naar Rudolf Diesel (18-03-1858 in Parijs), werd door hem in het jaar 1893 uitgevonden.
De grondgedachte van Rudolf Diesel was er opgericht om ten eerste het lage nuttig effect van de stoommachine installaties te verbeteren, alsmede het mogelijk te maken om kleine ondernemers een goedkope krachtbron ter beschikking te stellen.
Alhoewel er reeds zogenaamde explosiemotoren ontwikkeld waren door Nikolaus August Otto, waarbij een ontstekingsvonk voor de ontbranding van de brandstof werd gebruikt, ontwikkelde Diesel een motor, waarbij de brandstof door de temperatuur van de zeer sterk gecomprimeerde verbrandingslucht en waarbij een hoger rendement wordt verkregen dan bij de explosiemotoren.
Dieselmotoren worden in de gehele wereld voor de meest uiteenlopende doeleinden gebruikt als voortstuwingskrachtbronnen en hulpbronnen voor schepen, baggerwerktuigen, booreilanden., treinen, landbouwwerktuigen en vrachtverkeer. Dit zowel in viertakt als in tweetakt.


(Het eerste met een dieselmotor uitgeruste zeeschip ´Vulcanus´, 1179 ton, een tanker die voor de Nederlands Indische Tankboot Maatschappij door de Nederlandse Scheepsbouw Maatschappij werd gebouwd in 1910. De 6-cilinder 4-takt enkelwerkende Werkspoor dieselmotor leverde een vermogen van 450 pk, snelheid van ongeveer 8 knopen. Het schip kon verder nog aan de masten vier zeilen voeren.)




Op maritiem gebied worden dieselmotoren gebruikt voor de voortstuwing of als hulpmotor voor het aandrijven van een generator. Bij grotere schepen zijn het meestal langzaam lopende opgeladen tweetakt motoren op zware stookolie draaiende of middelsnelle motoren met tussenschakeling van een tandwielreductiekast. Kleinere schepen worden meestal voortgestuwd door middel van middelsnelle of snelle viertakt of tweetaktmotoren, veelal tezamen met een enkelvoudige snelheidsreductie kast.

(Rechts het werkingsprincipe van een viertakt dieselmotor met in- en uitlaatkleppen.)

Voor Nederland verkreeg de Nederlandse Fabriek van Werktuigen en Spoorwegmaterieel (Werkspoor) te Amsterdam, en voor België Carels frères te Gent, het monopolie voor het bouwen van de eerste dieselmotoren.
Tot de eerste met dieselmotoren uitgeruste schepen behoren de tankers 'Ssarmar', 'Vandal', beide uit 1904/05, 'Vulcanus' uit 1910, 'Emanuel Nobel' uit 1912.
Algemeen wordt het in de vaart brengen in 1912 van het vrachtschip 'Selandia', 4950 ton, als het begin van de motorvaart beschouwd.
Dieselmotoren voor het aandrijven van hulpwerktuigen aan boord zijn meestal viertakt machines.

(Links het werkingsprincipe van een tweetaktmotor met in- en uitlaatpoorten in plaats van kleppen.)


De tegenwoordige dieselmotoren hebben een enorme voortgang meegemaakt, 5000 pk per cilinder met hoge compressie drukken en temperaturen welke werden vooraf gegaan door de semi-diesels of gloeikopmotoren. Het was namelijk vroeger niet mogelijk met de toenmalige materialen het ideaal van Diesel te verwezenlijken, namelijk de hoge compressiedrukken en temperaturen te bereiken.
Deze middeldrukmotoren  onderhielden hun ontsteking door middel van een gloeiplaatje, waaraan de brandstof werd ontstoken. Alvorens te kunnen starten moesten de koppen van deze motoren voorgegloeid worden met branders. Het waren robuuste motoren die vrijwel op elke vloeibare zware brandstof konden werken zoals; teerolie, zware soorten dieselolie, mengsels van benzol en benzine.


(Links een dwarsdoorsnede van een moderne middelsnelle 4-takt dieselmotor, Stork-Werkspoor type TM410, 8 cilinders in V-vorm, 
diameter boring 410 mm, slag 470 mm. effectief vermogen 575 pk per cilinder bij 530 omwentelingen per minuut.
Een type motor dat vooral toegepast wordt daar waar men geen gebruik kan maken van een hoge machinekamer zoals passagiersschepen, autoveerboten en daar waar gebruik wordt gemaakt voor de aandrijving van twee scheepsschroeven in combinatie van 2 of vier motoren.)





De tegenwoordige dieselmotorinstallaties hebben een nuttig effect van 35-45%, hetwelk nog verhoogd kan worden door het benutten van de warmte van de afgewerkte of uitlaatgassen.
Hiertoe plaatst men afvoergassenketels in de uitlaatleiding voor het produceren van lagedrukstoom of warmwater voor het voorverwarmen van de zwareoliebrandstof. Met de warmte van deze stoom of van het koelwater van de dieselmotor kan men ook zoetwater uit zeewater bereiden voor zoetwaterinterkoeling of drinkwater. 




Schepen werden ook steeds groter, vooral bulkcarriers en tankers en hadden zodoende een groten motor vermogen nodig (zie afbeelding boven). Zo werden al snel grotere motoren gebouwd met zeven, negen of elf cilinders. Maar ook deze grote moesten plaats maken voor kleinere motoren met een zelfde vermogen door moderne aanpassingen.

(Links een dwarsdoorsnede van een langzaamlopende 2-takt kruiskopmotor, Stork type SW; boring 800 mm, slag 1600 mm, vermogen ongeveer 2500-3000 pk per cilinder bij 120 omwentelingen per minuut.)

Grote merken van scheepsmotoren zijn tegenwoordig; Burmeister and Wain, Sulzer en MAN. Deze motoren worden in het buitenland ook gebouwd onder licentie.




Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen