In den vorliegenden Kapiteln wurde zunächst gezeigt, wie das Notstopp-Manöver von Schiffen mit langsamlaufenden Zweitaktmotoren und Festpropellern abläuft und warum sich aus der Antriebskonfiguration sehr lange Stoppwege ergeben, die hinsichtlich der Schiffssicherheit einer Verkürzung bedürfen. Die physikalischen Ansätze zur Verkürzung wurden zunächst qualitativ analysiert, wobei der Motor gleichermaßen als Ursache wie als Ansatzpunkt für Verbesserungen hervorgehoben wurde. Als Ansätze wurden zum einen eine Erhöhung der maximal möglichen Umsteuerdrehzahl und zum anderen die Erhöhung des motorischen Bremsmomentes an der Propellerwelle während der Auslaufphase identifiziert. Daraufhin wurde eine Modellierung derjenigen Komponenten des Motors entwickelt, die im Zusammenhang mit dem Notstopp-Manöver, insbesondere aber mit dem pneumatischen Umsteuervorgang, von Bedeutung sind. Um eine Bewertungsgrundlage für die Modellbildung zu erhalten, wurde ein Notstopp-Manöver auf einer Werftprobefahrt vermessen und sodann mit den Ergebnissen einer Simulationsmethode verglichen, die auf der Grundlage des Modells erzeugt wurde. Zusätzlich wurde diese Methode in eine Manövriersimulation integriert und ebenfalls mit Messwerten validiert, um die Auswirkungen motorseitiger Veränderungen auf den Stoppweg von Schiffen beurteilen zu können. Im Folgenden wurden systematisch die motorseitigen Parameter variiert, die einen Einfluss auf die Umsteuerbarkeit des Motors haben. Dabei wurden gleichwohl die technischen Begleiterscheinungen berücksichtigt, die mit den in Frage kommenden Verbesserungsansätzen einhergehen. Dabei hat sich gezeigt, dass zwar physikalische Möglichkeiten zur Erhöhung der Umsteuerdrehzahl bestehen, nämlich die Anhebung des Druckniveaus im Anlassluftsystem sowie die Vergrößerung des Strömungsquerschnittes in den Anlassventilen. Diese Möglichkeiten sind jedoch aus verschiedenen technischen Gründen nur begrenzt umsetzbar und verstärken in jedem Fall die Belastung des Motors. Aus diesem Grund wurde ein weiterer Ansatz zur Erhöhung des Bremsmomentes betrachtet. Dabei hat sich gezeigt, dass ein Verfahren zur Dekompression des Entspannungstaktes nicht nur den Motor entlastet, sondern dass damit auch eine erheblich größere Verkürzung des Stoppweges zu erzielen ist, die unter konservativer Abschätzung der Motorwirkung durchaus mehr als ein Viertel betragen kann. Deshalb wurde zur Realisierung dieses Ansatzes der Vorschlag entwickelt, die Dekompression mit einer gezielten Einspritzung von flüssigem Wasser in die Brennräume der Zylinder im jeweiligen oberen Totpunkt zu realisieren. Mit deren Hilfe wird eine ausreichend schnelle Wärmebindung in den Zylindern erreicht. Zudem wird diese zur Abbremsung erforderliche gebundene Energie über die Abgasführung des Motors und damit auf konventionellem Wege sicher aus dem System geführt.


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    Titel :

    Simulation und Optimierung des Notstopp-Manövers von Schiffen mit langsamlaufenden Zweitaktmotoren und Festpropellern,


    Weitere Titelangaben:

    Simulation and optimization of the emergency stop manoeuvre of ships with slow-running engines and fixed pitch propellers


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    156 Seiten, Bilder, Tabellen, 56 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





    Simulation und Optimierung des Notstopp-Manövers von Schiffen mit langsamlaufenden Zweitaktmotoren und Festpropellern

    Wirz, Friedrich / Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit | TIBKAT | 2011


    Simulation und Optimierung des Notstopp-Manövers von Schiffen mit langsamlaufenden Zweitaktmotoren und Festpropellern

    Wirz, Friedrich / Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit | TIBKAT | 2011

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    Zur Optimierung der Ladungswechselvorgaenge bei Zweitaktmotoren

    Landfahrer,K. / Mikulic,L. / Plohberger,D. | Kraftfahrwesen | 1987