14-D A A G S T IJD S C H R IF T, G E W IJD A A N SC H E E P SB O U W, S C H E E P V A A R T EN H A V E N B E LA N G E N

Transcriptie

1 .Sc h i p en W e r f 14-D A A G S T IJD S C H R IF T, G E W IJD A A N SC H E E P SB O U W, S C H E E P V A A R T EN H A V E N B E LA N G E N ORGAAN VAN DE VEREENIGING VAN TECHNICI OP SCHEEPVAARTGEBIED DE CENTRALE BOND VAN SCHEEPSBOUWMEESTERS IN NEDERLAND HET INSTITUUT VOOR SCHEEPVAART EN LUCHTVAART HET NEDERLANDSCH SCHEEPSBOUWKUNDIG PROEFSTATION IN SCHIP EN WERF** IS OPGENOMEN HET MAANDBLAD DE TECHNISCHE KRONIEK REDACTIE: ir. J. W. HEIL w.i., prof. dr. ir. W. P. A. V AN LAMMEREN, ir. G. DE RO O IJ s.i., prof. ir. L. TRO O ST en G. ZANEN Redactie-adres: Heemraadssingel 194, Rotterdam, Telefoon ERE-COMITÉ: A. T. BRONSIN G, O ud-d irecteur der N.V. Stoomvaarc-Maacschappij N ederland, Am sterdam ; ir. M. H. DAMME, D irecteur der N.V. W erkspoor, Am sterdam ; ir. M. EIKELENBOOM, O ud-d irecteur Van N ievelt, Goudriaan & C o s Stoom vaart M ij., R otterdam ; J. W. B. EVERTS, Lid van de Raad van Bestuur der K oninklijke P aketvaart Maatschappij, Am sterdam ; P. GOEDKOOP D zn., D irecteur N ederlandsche D ok- en Scheepsbouw-Maatschappij ( v.o.f.), A m sterdam ; M. C. K O N IN G, O ud-lid van de Raad van Bestuur der Kon. P aketvaart M ij., Am sterdam ; W. H. DE M O N CH Y, D irecteur der H oiland-a m erika Lijn, R otterdam ; C. POT, O ud-d irecteur der N.V. E lectrotcchn. Industrie v/h W. Sm it & C o., Slikkerveer; F. G. ST O R K, D irecteur der N.V. Kon. M achinefabriek Gcbr. Stork & Co., Hengelo; ir. H. C. W ESSELIN G, Commissaris der N.V. Koninklijke Maatschappij D e Schelde, Vlissingen; S. V A N W EST, O ud-d irecteur der N.V. D ok- en W erf-m aatschappij W ilton-fijenoord ", Schiedam. Jaar-abonncmcnr (bij vooruitbetaling) ƒ 16,, buiten Nederland ƒ20,.losse nummers ƒ1,, Van oude jaargangen ƒ 1,25. UITGEVERS WYT-ROTTERDAM Telefoon (8 lijnen ), Telex 21403, Postrekening 18418, Pieter de Hoochweg 111 MEDEWERKERS: J. BAKKER, ir. W. V A N BEELEN, p rof. dr. ir. C. B. BIEZENO, W. V A N DER BO RN, ir. B. E. CANK R IE N, P. F. DE DECKER, ir. C. A. P. D ELLAERT, L. F. D ERT, J. P. DRIESSEN, G. FIGEE, ir. W. GERRITSEN, TH. V A N DER G R A A F, J. F. GUGELOT. F. C. H AAN E B RIN K, P. INTVELD, p rof. ir. H. E. JAEGER, ir. J. JAN SZ E N, ir. M. C. DE JO N G, ir. C. KAPSENBERG, J. V A N KERSEN, p rof. dr. ir. J. J. KO CH, ir. H. J. KO O Y J r., ir. W. KROP HOLLER, ir. W. H. K K U YFF, p rof. ir. A. J. TER LINDEN, m r. G. J. L Y K L A M A i N IJEH O LT, d r. ir. W. M. MEIJER, ir. J. C. MILBORN, J. J. M OERKERK, ir. A. J. MOLLINGER, A. A. NAGELKERKE, ing. L. V A N O UWERKERK J.M.z n., ir. J. S. PEL, J. C. PIEK. ir. K. V A N DER POLS, B. POT, m r. dr. ir. A. W. Q U IN T, ir. W. H. C. E. RÖSINGH, ir. J. R O TG A N S, ir. D. T. R U Y S, C. J. RIJNEKE, ir. W. P. G. SA R IS, ir. R. F. SCHELTEMA DE HEERE, ir. A. M. SCHIPPERS, dr. P. SCHOENMAKER, ir. R. SM ID, ir. H. C. SNETH- LAGE, d r. J. SPUYM AN, ing. C. A. T E TTELAAR, prof. ir. E. J. F. TH IEREN S, ir. J. W. V A N DER V A L K, C. VERM EY, C. VEROLME. ir. J. VERSCH OOR, ing. E. V LIG, A. H. H. VOETELINK, ir. G. DE VRIES, IJ. L. DE VRIES, J. W. WILLEMSEN, m r. J, W ITKO P, prof. ir. C. M. VAN W IJNGAARDEN. VIJFENTWINTIGSTE JAARGANG Overnemen van artikelen enz. zonder toestemming van de uitgevers verboden 13 JUNI 1958 No. 12 In het mei-nummer wijdde Petroleum Press Service een uitvoerige beschouwing aan de organisatie en uitbreiding der levering van bunkerolie sedert het eind van de oorlog. Ofschoon de omzet op het ogenblik nadelig wordt beïnvloed door de depressie in de scheepvaart is de in totaal geleverde hoeveelheid in het laatste decennium met twee derden toegenomen. De voornaamste factoren die bij deze stijging een rol hebben gespeeld zijn de uitbreiding die de wereldhandel heeft ondergaan, de omstandigheid dat kolen praktisch over de gehele linie door bunkerolie als brandstof voor schepen zijn vervangen en tenslotte de zoveel grotere snelheid der schepen die tot groter verbruik per etmaal leidt. W anneer de huidige teruggang in de vraag naar scheepsruimte tot het verleden behoort zal de stijgende lijn ongetw ijfeld worden voortgezet, zij het dat de stijging vermoedelijk m inder spectaculair zal zijn. Aldus het betreffende artikel waaraan het navolgende is ontleend. De omzet van bunkerolie vormt een veel belangrijker onderdeel van de handel in aardolie-produkten dan gewoonlijk wordt aangenomen. Met een omzet van 65 miljoen ton per jaar, waarbij geen rekening is gehouden met de behoefte der marine in de onderscheiden landen, vertegenwoordigt de levering van bunkerolie meer dan een tiende van het totale verbruik in de vrije landen en ongeveer een vijfde van het totale BRANDSTOF VO O R DE SCHEEPVAART verbruik van donkere olie. De scheepvaart maatschappijen vinden het even vanzelfsprekend dat op de voornaamste vaarroutes een betrouwbare bunkerservice te harer beschikking staat als de automobilist in de westerse landen er op rekent overal service stations aan te treffen. Men vergeet daarbij weleens dat een doeltreffende centrale en plaatselijke organisatie onmisbaar is wil de levering een vlot verloop hebben. De olie-maatschappijen die een internationale bunker-organisatie ter beschikking harer cliënten stellen moeten in de verschillende bunkcr-stations aanzienlijke bedra gen investeren willen zij te allen tijde kunnen beschikken over voldoende opslag-tanks en voorraden. Bovendien zijn ketelhuizen, pijpleidingen, pompen die zo nodig ton per uur kunnen af leveren en tal van andere onmisbare outillage onderdelen, om van lichters ook zeegaande maar niet te spreken, vereist. In totaal zijn er meer dan 250 havens waar aan zeegaande schepen bunkerolie kan worden geleverd. Tal van de grootste bunkerstations vindt men bij of in de onm iddellijke om geving der raffinaderijen zoals bijvoorbeeld in Curaçao, Aruba, Aden en Londen. Andere bunker-stations zoals b ijvoorbeeld Las Palmas en Dakar worden door verder afgelegen raffinaderijen van de benodigde bunkerolie voorzien. In beide laatstgenoemde havens worden aanzienlijke hoeveelheden geleverd dank zij haar gunstige geografische liggin g. Evenals voor de internationale handel in aardolie-produkten in zijn geheel geldt ook voor de levering van bunkerolie dat geconcurreerd moet worden zij het dat op het stuk van prijspolitiek een zelfde lijn wordt gevolgd wil men een redelijk aandeel in de leveranties verwerven resp. behouden. Men komt in de rubriek leveranciers van bunkerolie dan ook alle bekende namen als Shell, B.P., Esso, Caltex en Mobiloil tegen. De levering geschiedt ais regel op basis van jaarcontracten ofschoon niet noodzakelijkerwijze met één enkele maatschappij voor alle havens waar de reder vermoedt bunkerolie nodig te hebben, behoeft te worden gecontracteerd. Betaling geschiedt gewoonlijk door het hoofdkantoor der rederij aan het hoofdkantoor van de betreffende leverancier. Een aanzienlijk percentage van de wereld-bunkerolie leveranties buiten de Verenigde Staten wordt op sterling basis geëffectueerd. De prijzen variëren al naar gelang de marktverhoudingen wijzigingen ondergaan. Uitgangspunt zijn de posted prices in de Golf van Mexico/Cara - ibische Zee en het Midden Oosten tezamen met het niveau waarop de tankvraehten zich bewegen. Sedert eind 1945 is de prijs in Westeuropese havens voor stookolie met twee derden, nl. van ca. 100/- tot 167/6 per ton in april jl. gestegen. De dieselolie-prijs bedroeg ongeveer het dubbele t.w. circa 120/- vergeleken met 23 5/- per ton in april jl, De in de vrije landen verkochte hoeveelheid W 41554

2 stookolie steeg in het tijdvak met circa 60 % tot iets meer dan 57 miljoen ton, terwijl de omzet in gas- en dieselolie met circa 110 % tot bijna 15 miljoen ton toenam. Het is niet wel mogelijk een gedetailleerd geografisch overzicht samen te stellen m aar ruwweg werden in 1956 ongeveer 30 % der totale in de vrije landen geleverde hoeveelheid bunkerolie in havens der Verenigde Staten afgenomen. Dit naar verhouding hoge percentage wordt verklaard door de aanzienlijke mate waarin de Verenigde Staten op de kustvaart zijn aangewezen. De landen van noordwest Europa met inbegrip van Engeland namen ongeveer 16% voor hun rekening en de landen rond de Caraïbische Zee en het Midden Oosten elk ongeveer 12%. Het aandeel der Middellandse Zee havens en Zuid en Oost Azië incl. Indonesië en Japan bedroeg ongeveer 7% elk. De uitbreiding welke de levering van bunkerolie aan de scheepvaart sedert het einde van de oorlog heeft ondergaan is de resultante van een complex van factoren die overigens niet alle in een zelfde richting tenderen. De voornaamste factor is ongetwijfeld de uitbreiding die de wereldhandel heeft ondergaan. B lijkens statistische gegevens, welke door de Verenigde Naties zijn gepubliceerd, steeg de hoeveelheid goederen welke overzee vervoerd werden van 490 miljoen metrische ton in 1937, in welk jaar overigens een vóór-oorlogs hoogtepunt werd bereikt, tot 5 50 miljoen metrische ton in Wanneer de cijfers over het afgelopen jaar gepubliceerd worden zal ongetw ijfeld blijken dat het totaal niet ver onder 1 miljard ton ligt! Het overzees vervoer van droge lading nam in het tijdvak met circa 63% toe; dat van minerale olie steeg met circa 78%. De hoeveelheid vervoerde lading is overigens niet alleen beslissend voor de behoefte aan bunkerolie der internationale scheepvaart. Men dient eveneens rekening te houden met de gemiddelde vaartijd en met de omstandigheid dat de schepen niet steeds vol-beladen zijn. U it een in 1956 door de Verenigde Naties gepubliceerde studie b lijk t dat het gemiddelde door tankschepen afgelegde aantal zeemijlen van in 1937 tot in 1954 dwz. met 14% is gestegen. Voor droge lading waren deze cijfers resp en m ijl, een stijging van 3%. De betrekkelijk bescheiden stijging van het gemiddeld aantal nautische mijlen zal, naar mag worden aangenomen, ruimschoots zijn gecompenseerd door de groter snelheid zowel van tankers als van vrachtschepen. Bovendien vordert, dank zij betere outillage, het laden en lossen in sommige havens m inder tijd. H et stijgend verbruik van bunkerolie 41% sedert 1950 moet ongetwijfeld vooral worden toegeschreven aan de omstandigheid dat reders in toenemende mate voorkeur geven aan olie als brandstof. D it is overigens alleszins verklaarbaar. Immers is het bunkeren van olie veel minder omslachtig en ook minder tijdrovend dan dat van kolen. Men spaart bovendien nuttige laadruimte uit en kan op de stookplaats met minder mankracht volstaan. H et is overigens duidelijk dat het o ver schakelen van kolen op olie aan bepaalde grenzen gebonden is. In feite is het verzadigingspunt reeds vrijw el bereikt. H et aandeel der oliestokende schepen in 1914 niet meer dan drie percent was in 1939 reeds tot 55 % gestegen,' bedroeg in 1948 voornamelijk als gevolg van de omstandigheid dat het overgrote deel der tijdens de oorlogsjaren gebouwde Amerikaanse schepen olie stookt, reeds 77% % en bedraagt thans niet minder dan 92 %. U itgedrukt in tonnenmaat kan gesteld worden dat van de tegenwoordige koopvaardijvloot rond 102 miljoen b.r.t. u it oliestokende schepen bestaat. In 1948 bedroeg de inhoud dezer schepen 62 miljoen b.r.t. en in 1939 slechts 37 miljoen b.r.t. Het zijn thans voornam elijk oude en kleine schepen die nog kolen stoken. De hoeveelheid olie die als brandstof wordt gebruikt varieert al naar gelang van de wijze van voortstuwing der schepen. Een turbineschip verbruikt bijvoorbeeld een hoeveelheid die ongeveer tweederden groter is dan die van een motorschip van dezelfde grootte en snelheid. Daar de totale tonnenmaat der motorschepen sedert het einde van de oorlog met 13 8 % is gestegen en die der oliestokers met slechts 35 %, is het duidelijk dat de stijging van het verbruik van bunkerolie door deze factor goeddeels wordt bepaald. Motorschepen vertegenwoordigen thans ongeveer tw eevijfden van de totale tonnage der oliestokende schepen. Vóór de oorlog was het aandeel der motorschepen weinig meer dan een kwart. Ofschoon deze ontw ikkeling nog allerminst tot staan is gekomen, zijn er ook hier bepaalde grenzen, t.w. de door economische overwegingen bepaalde grootte van het m et dieselmotoren u itgeruste schip. In het artikel worden vervolgens enige voorbeelden genoemd van het olieverbruik van bepaalde scheepstypen. Motortankers met een draagvermogen van ton verbruiken bijvoorbeeld ongeveer 13 ton per etmaal bij een snelheid van 12 m ijl. Een m otortanker van ton, snelheid 15 mijl, verbruikt 48 ton. Bij turbineschepen varieert het verbruik van 45 ton voor een tonner, snelheid 15 m ijl, tot 80 ton voor een tonner met een zelfde snelheid. De ton motortanker verbruikt op de rondreis van de Perzische Golf naar Londen of Rotterdam en terug circa 1000 ton. Een stoomschip van dezelfde grootte verbruikt op hetzelfde traject ongeveer 1660 ton, terw ijl het verbruik van tankers met een draagvermogen van ton circa ton bedraagt. Tegenover het nadeel van de hogere bouwprijs en kosten van onderhoud staat bij het motorschip het voordeel der aanzienlijke besparing op de brandstofrekening. Deze besparing is nog groter indien het motorschip is ingericht voor het stoken van zware olie; op timecharter basis bedingen deze schepen dan ook een hogere huur. W eliswaar moet het schip dan met verwarmingsspiralen in de tanks worden uitgerust, alsmede met een dubbel centrifugaal reinigingssysteem, maar de zoveel lager geprijsde zware olie weegt tegen deze kosten op. H et is dan ook niet te verwonderen dat motorschepen in toenemende mate voor het stoken van zware olie worden ingericht. Een der oliemaatschappijen, welker totale bunkerle verin gen in 1956 de helft groter waren dan in 1950, wees er dan ook op dat de stijgende af zet voornam elijk te danken was aan het stoken van zware olie in motorschepen. W ordt enerzijds het verbruik van bunkerolie geremd door het naar verhouding sneller toenemend aantal motorschepen, anderzijds w erkt de groter snelheid der schepen in tegenovergestelde richting. W il men de snelheid verdubbelen dan betekent dit een achtmaal groter machinevermogen, d.w.z. ook een achtmaal groter verbruik per etmaal. Er is een duidelijke tendens om de snelheid der schepen te verhogen en deze heeft er de laatste jaren dan ook onmiskenbaar toe bijgedragen dat de levering van bunkerolie een stijgende lijn volgt. Deze stijgende lijn is overigens door de zoveel ongunstiger situatie in de scheepvaart, die in feite reeds van medio 1957 dateert, onderbroken. Statistische gegevens die een juist beeld van de invloed der depressie op de omvang der bunkerolie-leveranties geven, ontbreken helaas. Men dient, aldus de beschouwingen, de omvang der depressie overigens niet te overschatten. A fgezien van 14 m iljoen b.r.t. aan opgelegde schepen der Amerikaanse reservevloot, waren in april 11. in de verschillende landen 5 a 6 miljoen b.r.t. u it de vaart genomen. D it is gelijk aan ongeveer zes percent der huidige wereldkoopvaardijvloot excl. de Amerikaanse reservevloot resp. aan één jaar vlootuitbreiding. Er dient echter op gewezen dat beperking van de wereldhandel en als gevolg daarvan geringer overzees goederenvervoer, tevens een geringer verbruik van bunkerolie impliceert. Tenzij hiervoor compensatie wordt gevonden in een groter verbruik in andere sectoren, zal ook de behoefte aan tanktonnage (voor slot zie pag. 3 66)

3 O NDERLINGE BETREKKING TUSSEN SCHIP EN DIESELMOTOR door P. SCHULER directeur Machinefabriek Augsburg-Neurenberg A.G. W e rk Augsburg De schrijver gaat allereerst in op de mogelijkheden en de grenzen der vermogenstijging en behandelt funderingsvraagstukken. Aansluitend daarop wordt gewezen op de samenhang tussen scheeps- en m otortrillingen en hun oorzaak en opheffing, zo ook op de invloeden van de doorbuiging van het schip op de aandrijfmachine. Tot slot worden beschouwingen gegeven over de spoed van de schroef en de invloed zowel op de machineprestatie als op de manoeuvreergedragingen, in de eerste plaats met het oog op de af te remmen massa s. Inleiding In de scheepsbouw zijn na de oorlog nieuwe ontw ikkelingsrichtingen ingeslagen, die deels op de voortschrijding van de techniek en deels op economische noodzaak steunen. In het kort samengevat kan met betrekking tot de aandrijfmotor worden vastgesteld, dat grotere, snellere en in verhouding tot de tonnage lichtere schepen worden gebouwd dan voorheen. Tot aan de grootste eenheden wordt de enkelschroefs aandrijving toegepast. Ook op vrachtschepen vindt men meer en meer de machinekamer in het achterschip, hetgeen voorheen alleen aan tankschepen was voorbehouden. Deze momenteel fundamentele veranderingen in de scheepsbouw moesten ook op de ontwikkeling van de motorenbouw van maatgevende invloed zijn. De dieselmotor dient overeenkomstig zijn toepassingsdoel aan bepaalde eisen te voldoen, op welke eisen bij zijn constructie in het bijzonder acht dient te worden geslagen. De aandrijfmotor, als zijnde het hart van het schip, moet daarmede volledig samengroeien en aan de eigenaaardigheden van het scheepsbedrijf worden aangepast. Men mag dit voor vanzelfsprekend houden. W anneer men echter die eisen in bijzonderheden beschouwt, zal men erkennen, dat zij van zeer u iteenlopende aard zijn en dat daaraan niet steeds gemakkelijk kan worden voldaan. Zij worden ook niet bij voorbaat door de scheepsbouwer verlangd, doch veelal eerst later na in bedrijf stelling van het schip geconstateerd en er aan voldaan. Stelt het schip eisen aan de motor, de motor heeft omgekeerd wensen ten opzichte van het schip, welke gelijkerwijze dienen te worden vervuld, wanneer een nuttige samenwerking van schip en motor verzekerd zal zijn. 1. Verm ogenstijging Door de grotere en snellere schepen met enkelschroefbedrijf hadden de motorconstructeurs de opgave, bij een zo gering mogelijk bouwvolume en gewicht, grote vermogens per eenheid onder te brengen, ongeacht directe aandrijving, aandrijving middels tandwieltransmissie of diesel-elektrische overbrenging. Aan dit verlangen kon worden voldaan door lichtere bouwwijze, opvoering van het toerental en hogere specifieke belasting. De lichtere bouw komt voornamelijk tot uiting in de lasconstructie van de fundatieplaten, kolommen en andere bouwdelen, waardoor een gewichtsvermindering tot 25 % van het totale motorgewicht werd bereikt. Het hogere toerental kon worden doorgevoerd door lichter drijfwerk en een streven naar een goede uitbalancering van de massa s. De keuze der krukverstelling is moeilijker geworden, omdat naast de goede massa-uitbalancering de torsietrillingen, de dwarsbuigingstrillingen, de lagerbelasting en de uitlaatgasstoten bij opgeladen motoren in acht genomen dienen te w orden. De steeds hoger wordende toerentallen en de hogere belasting brachten natuurlijk een vermeerdering van motorlawaai mede. De motorenbouwer moet zich dus meer en meer op de vermindering van dit motorlawaai toeleggen. Door doeltreffende maatregelen konden enkele lawaaibronnen, zoals het aanzuigen van de lucht, de gasuitlaat, de ontsteking, de klepaandrijving en de brandstofpompen worden gereduceerd. De hogere belasting, d.w.z. dat in hetzelfde cilindervolume meer brandstof wordt verbrand, kon slechts geschieden als ook meer lucht voor de verbranding beschikbaar was, waardoor de temperatuur en daarmede de verhitting der machinedelen binnen redelijke grenzen bleven. Bij de viertakt motor werd de vullingswisseling door vergroting van de klepdoorsnede of door toepassing van vier kleppen en bij de tweetakt motor door het spoelen verbeterd. Het beste middel om het vermogen op te voeren is evenwel de drukvulling en wel de drukvulling door middel van de uitlaatgassen. Voor de viertaktmotor was de opgave niet zo moeilijk, omdat het reeds vroeg mogelijk was met een betrekkelijk laag nuttig effect van de turbine en de compressor te volstaan. Voor de tweetaktmotor dienden eerst drukvulgroepen van hoog nuttig effect te worden verschaft, terwijl enerzijds de warmteafval voor de turbine geringer en anderzijds de luchthoeveelheid voor de compressor groter is dan bij de viertaktmotor. Een voorbeeld voor het samenwerken van turbo-oplader en dieselmotor is af geheeld in fig. 1 waarbij de motorsloklijnen in het compressorkenveld zijn ingevoerd. De motorsloklijnen geven de luchtdoorvoer door de motor bij verschillende toerentallen, afhankelijk van de drukverhouding, aan. De compressor dient zo te zijn, dat de pompgrens ver genoeg van de motorsloklijnen is verwijderd. De stippellijnen zijn de constante gemiddelde nuttige belastingen. In dit geval lig t de belastinggrens van de motor bij een nuttige belasting van 10 kg/cm2. H ij wordt gegeven door een grenstemperatuur van ca. 600 C. Ook in het onderste belastinggebied is er een grens, die zich door het zw art worden van de uitlaatgassen openbaart. Vóór de oorlog werden normale viertakt motoren met drukvulling geleverd, welke niet meer dan 40 /o bedroeg. Momenteel worden vrijw el alle scheepsaandrijfmotoren met drukvulling tot 60 % gebouwd. Bij de scheepshulpmotoren is men nog enigszins terughoudend, doch ook hier zal de opgeladen motor wel meer terrein veroveren. De grotere specifieke warmtebelasting der motoren bij meer dan 30 % drukvulling, stelde aan de ontwikkeling van de zuiger bijzondere eisen. Momenteel worden voor betere w arm teafvoer bij deze motoren aluminiumzuigers toegepast. N iettemin bleek echter, dat met groter wordende middellijn er een grens aan de warmtebelasting wordt gesteld. Bij zuigers van 520 mm diameter is het b.v. nodig ook de alum inium zuigers Luftdurchsatz V-j [-$ -] Fig. 1. Motorsloklijnen in het compressorkenveld

4 te koelen, zodra de oplading hoger wordt dan 40 %. De zuigertemperatuur speelt voor het vastzitten, resp. verkooksen van de zuigerveren een beslissende rol. Op een andere plaats [1 ] zijn de temperaturen van een gietijzeren zuiger en een aluminium zuiger met elkaar vergeleken. Daar werd aangetoond, dat de temperatuur van de aluminium zuiger belangrijk lager ligt en in het gebied van de bovenste zuigerveer niet boven 200 C. stijgt. Terwijl de normale motoren met 40 tot 60 % oplading zonder koeling van de drukvullucht werken en slechts bij uitzondering bij abnormaal hoge luchttemperaturen met luchtkoeling worden uitgerust, heeft M.A.N. een methode van hoge oplading [2 ] ontwikkeld, die zich van de gangbare methode aanzienlijk onderscheidt. Deze methode heeft naast de hoge vermogenconcentratie met 200 % oplading het voordeel van een ca. 15 % lager brandstofverbruik. De kenmerken van deze methode [3 ] zijn: a) De normale gemiddelde nuttige druk bij volle belasting bedraagt kg/cm 2. b) De ladingsdruk bedraagt bij volle belasting ca. 1.5 kg/ cm 2. c) De drukvullucht wordt sterk teruggekoeld. d) De compressiedruk bereikt kg/cm2 en de ontstekingsdruk kg/cm 2. e) De klepoversnijding is kleiner dan bij de normale uitvoering, waardoor een groter verbrandingsluchtoverschot van meer dan 1 2 ontstaat. Op grond van de goede onderzoekingsresultaten heeft de M.A.N. een motor KV45/66 voor de scheepvaart geconstrueerd en gebouwd, die met een toerental van 250 omw/min. als aandrijfmotor is gedacht [4 ]. Het was geen eenvoudige opgave om deze motor ingevoerd te krijgen, omdat in rederskringen tegen de hoge drukken toch bedenkingen bestonden. H et beheersen van deze hoge drukken is echter eenvoudig een kwestie van constructie, resp. dimensioneren van het drijfwerk, de lagers en dergelijke krachtoverbrengende machinedelen. De onderzoekingsresultaten hebben bereids bewezen, dat ook de slijtage van de zuigerveren en de cilindervoeringen door de hogere drukken geen abnormale waarde aanneemt. De bedrijfsresultaten zijn in fig. 2 samengesteld. Het vermogen bij volle belasting van 200 pk wordt bij 250 omw/min. bij een gemiddelde nuttige druk van 16 kg/cm 2 bereikt. H et brandstofverbruik is daarbij 142 gr/pk/u. Opmerkelijk is het vlakke verloop van de verbruikscurve, die bij half-vermogen nog onder 150 gr/pk/u verloopt. Opvallend laag is de uitlaatgastem per atuur, welke geen enkele maal 500 C bereikt. Interessant zijn de zuiger temperaturen, welke met thermo-elementen w erden gemeten [5 ]. Het betreft een met olie gekoelde gietstalen zuiger. De temperaturen wijzen een slechts geringe thermische belasting van de zuiger aan. De bijzonder belangrijke temperatuur in de veer-zone bedraagt slechts 110 C. De tem peratuur S R 2,5 I I ' q>5 m t-m 16 y «! Ö) <ioo < 1 2 0) P -D V Hl 1,5 1 «S5 o 2 o I Cn1-. (b 6 < lo-v ^ * ë a 180 ^ 170 r* *=o1 gs;?50 Ö) SJ Q. «o 2600 ^ , _ L Z ü n d c... y - $ ' p., t l a d e t e m p e r a t u r 1, c (O Z g é \ M o to rd re h z a h l U/m in TA f G r b r a u c / f " Ecu 5 io N - cu o c «-Q n ' ' 2000 ^ e S! - in 200,- 100 Fig. 2. Bedrijfscurven motor KV45 /66 met hoge oplading van de zuigerkop ligt met rond 340 C 100 C lager dan soortgelijke zuigers van onopgeladen tweetaktmotoren. Intussen zijn meerdere motoren van deze soort tot volle tevredenheid op schepen in bedrijf. De bedrijfservaringen van de eerste installatie aan boord van het m.s. L icbtenfels, w elk schip sedert 2 jaren in de vaart is, zijn uitermate bevredigend. Er werden geen moeilijkheden ondervonden. Ook het verbranden van zware olie ging uitstekend. De brandstofkosten werden daardoor nog lager, zodat de installaties onder bijzonder gun stige economische omstandigheden werken. In totaal zijn tot heden 18 van deze motoren in bedrijf [6 ]. De hier bijzonder van belang zijnde drukvulling van de tweetaktmotor was eerst uitvoerbaar, nadat het rendement van de turbine en de compressor een hoogte bereikten, die de omzetting van de energie van de uitlaatgassen in de verhoogde compressie arbeid van de spoel- en laadlucht m ogelijk maakte. Daarom bezat ook de eerste drukvulgroep van een tweetakt motor een axiale compressor. Deze groep werd voor een Marinemotor V12Z32/44 gebezigd, welke gedurende de oorlog van pk tot pk werd opgeladen, D it komt overeen met een gemiddelde nuttige druk van 6,5 kg/cm 2. Ten aanzien van de warmtebelasting zou het vermogen nog verder kunnen worden opgevoerd, indien de krukas niet voor slechts pk was berekend. Door het einde van de oorlog werd voor de M.A.N. de verdere ontwikkeling in de begonnen richting af gesneden en kon eerst na een onderbreking van enkele jaren weder ter hand worden genomen. Intussen waren de radiale compressoren zodanig ontwikkeld,-, dat zij voor de tweetakt-drukvulling waren te gebruiken en bok andere firm a s hebben hun tweetaktmotoren met goed gevolg opgeladen. Het vermoeden ontstond, dat alleen langsspoeling zich voor drukvulling leende. D it vermoeden werd <toor de bovengenoemde motor weerlegd en bleek daarna niet houdbaar. De M.A.N. en andere firm a s, die voor de normale handelsschepen dwarsspoeling toepassen, hebben intussen hun tw eetakt drukvullingsmachines daartoe ontwikkeld [ 6 ]. Naar gelang van luchtverbruik en spoelweerstand der motoren werden verschillende methoden toegepast. De energie der uitlaatgassen wordt door de turbine zowel volgens het stootalsook volgens het stuwsysteem benut. Bij het eerste worden de gassen in zo kort en nauw mogelijke leidingen naar de tu r bine gevoerd om de kinetische energie der gassen in verband met de drukstoot te benutten. Bij het tweede wordt de uitlaat van de gezamenlijke cilinders in een gemeenschappelijke leiding onder zo gelijk mogelijke druk naar de turbine gevoerd. In dit geval is het turbinerendement tengevolge van de gelijkm atige luchtopslag beter. Niettemin is bij stootbedrijf de energieomzetting enigszins groter. In fig. 3 is het drukverloop in de uitlaatleiding van de beide systemen op dezelfde m otor weergegeven. De curven geven echter slechts een drukvergelijking, geen energie vergelijking, aan. De M.A.N. past beide systemen toe en schakelt bij stuw- Fig. 3. Drukverloop in de uitlaatgassenleiding K7X78/140 C bij stoot- en stuwbedrijf (8000 pk bij n = 115) UB

5 08272/120 K8 218/1 WC K7257/80C K1DV45/66 Fig. 4. Vergelijking der afmetingen van een moto/installatie van 9000 pk met directe en met transmissie-aandrijving. Toerental van de schroef 115 omw/min bedrijf de aanwezige spoelpompen in serie, d.w.z. de druk van de door de turbo-oplader geleverde lucht wordt door de spoelpompen verder verhoogd. Bij stootbedrijf worden naar gelang van het cilinderaantal 2 of 3 cilinderondereinden parallel met de turbineopladers geschakeld. Momenteel kunnen pk in een eenheid w arden gebouwd. Daarmede is de grens echter nog niet bereikt. A llereerst worden de tweetakt motoren met 25 % drukvulling gebouwd. De begrenzing ligt, evenals bij de viertaktmotoren, bij de zuigertem peraturen. Er zijn echter veelbelovende onderzoekingen gaande, die een veel hogere oplading doen verwachten. Aan de eis van groter vermogen in een kleine ruimte kan ook door reductie-inrichtingen worden voldaan, die vóór de oorlog in groot aantal werden gebouwd, doch later naar de achtergrond werden geschoven. Daarbij wordt het hogere toerental van de motoren benut en men kan zich bij de keuze van het toerental van de schroef naar het beste voortstuwingsrendement richten. De onderverdeling van het vermogen in meerdere motoren verschaft voor de installatie ook een grotere zekerheid, omdat bij storingen in het bedrijf een eenheid kan worden uitgeschakeld. Fig. 4 geeft een vergelijking van de grootte der motoren met reductie en die met directe koppeling aan de schroefas, klier zijn de motoren met drukvulling uitgerust. Alleen de dubbelwcrkendc motor D8Z70/120 is niet opgeladen ingetekend. Naar gelang van de aard der koppeling is de reductic-inrichting met betrekking tot ruimte, gewicht en prijs superieur. Genoemd moet nog worden de diescl-clektrische aandrijving, welke echter slechts kan concurreren wanneer de motoren en de generatoren toerentallen boven 1000 omw/min hebben. Voor de hier geldende grote vermogens is deze methode echter niet geschikt, omdat hij door de dubbele energieomzetting niet economisch is en voor de toepassing van zware olie niet in aanm erking komt. 2. Fundering van de m otor De goede verbinding van de motor aan een soliede fundatie is een eerste vereiste voor een rustige gang van de motor en het vrij zijn van trilling van het schip. De krachten die hier van de motor op het schip worden overgebracht zijn veelvuldig. Het gaat om het motorgewicht, het draaimoment, niet-uitgebalanceerde vrije massakrachten en massamomenten, krachten, die afkomstig zijn van inwendige momenten en de stuwkracht van de schroef, voor zover het druklager in de motor is ingebouwd. Slecht uitlijnen van de motor en onvakkundig inpassen der passtukken onder de fundatieplaat heeft spanning in de motor, eenzijdig lopen van de drijfwerken, klemmen in de lagers en daarmede verhoogde wrijvingsarbeid, resp. verslechtering van het rendement tengevolge. De inwendige momenten komen meer of minder tot uiting in bewegingen van de motor, die echter door een goede verbinding van deze aan een stevige fundatie worden opgevangen. D it geldt in het bijzonder voor lichtgebouwde motoren. Voor de beoordeling van buigingstrillingen, d.w.z. horizontale dwarstrillingen, moet de motor met de fundatie als één geheel worden beschouwd. H et eigentrillingsgetal van de motor alleen is rekenkundig te bepalen, dat van het samenstel echter niet. Het wordt door meting vastgesteld en het is zonder meer mogelijk de invloed van de fundatie aan te tonen. In fig. 5 zijn de uitslagen voor drie gevallen weergegeven. Bij de stijve fundatie ligt het knooppunt van de trilling diep binnen de fundatie. Bij een te zwakke fundatie verplaatst zich het knooppunt hoger. In het eerste geval lig t het eigentrillingsgetal hoger. Men zal steeds trachten de resonansfrequentie boven het bedrijfstoerental te brengen. Met betrekking tot fundatie-uitvoeringen kan men zeggen, dat voor grote motoren de opstelling direct op de dubbele bodem het gunstigst is. Passende versterkingen zijn stellig noodzakelijk en worden ook door de classificatiebureaus voorgeschreven. Van belang daarbij is, dat de versterkingen niet alleen onder de motor moeten worden aangebracht, doch zij dienen naar achteren en naar voren, zowel als naar de zijden voldoende ver te worden doorgetrokken, om een vaste verbinding van de fundatie met de rest van het schip te verkrijgen. Ook de reacties van de beladingstoestand op de motor worden daardoor grotendeels uitgeschakeld. Men dient er verder op te letten, dat de krachten zoveel mogelijk langs directe weg naar de langs- en dwarsspanten van het schip worden geleid, teneinde elke buiging te voorkomen. Daardoor verkrijgt men een constructie met een geringer gewicht en men verhoogt het eigentrillingsgetal van het systeem. Fig. S. Vergelijking van de uitslagvorm van de d warsbui gingstrillingcn. nc is de eind frequentie voor verschillende stijve fundaties. Deze wordt bij toenemende slapheid geringer. Maximaal bedroeg de uitslag aan de motoreinden ter hoogte van de cilinder deksels bij een wringingseigenfrequentie van 400 per minuut: a = 1,0 min 3. Trillingen van schip en m otor Door toepassing van lasconstructies in de scheepsbouw en door te trachten met het geringst mogelijke materiaal te kunnen volstaan, werden de schepen naar verhouding lichter en daardoor met betrekking tot trillingen gevoeliger. Enerzijds zijn de eigentrillingsgetallen der schepen lager komen te liggen en anderzijds zijn de motortoerentallen hoger geworden. Het gebied van mogelijke resonanten is dus gegroeid. Bovendien treft men vaker plaatselijke trillingen aan [8]. Op de' motorzijde bracht de vermogenstijging de vergroting van opwekkende krachten. Fig. 6 doet de sprongsgewijze toename van de harmonische krachten voor de viertakt en tweetakt motor zien, afhankelijk van de gemiddelde geïnduceerde druk. De bijkomende belasting door de torsiekritische moest stijgen en voor noodwendige demping werden grotere massa s van de trillingsdempers nodig. Evenzo traden de opgewekte krachten der buigingskritischen uit de glijbaankrachten op en veroorzaakten sterkere uitslagen bij de trillingen der motoren.