Za manja plovila pogodniji su dizelaši s većim brojem okretaja
detaljan VODIČ

Odabrati najbolji motor ne znači kupiti onaj s najviše snage za najmanje novca. Držite se i jednog provjerenog inženjerskog i meštarskog pravila

Piše Dipl. ing. Nikola Vulić
Foto Arhiv Cropix
1. siječnja 2021. - 12:17

Kupnja dizelskoga brodskog motora prije dvadesetak godina bila je prilično jednostavna operacija. Valjalo je izabrati marku i snagu, imati sukladno tomu dovoljno novca i - motor je uskoro bio isporučen i spreman za montažu. Izbor je bio jednostavan, jer su tadašnji ribolovci i ljubitelji đita od dizelskih motora uglavnom tražili da budu pouzdani, trajni i štedljivi, pa su se i proizvođači držali tih zahtjeva. Stoga su se njihove motorne game uglavnom razlikovale po oznakama snage.

U međuvremenu je došlo do nautičkoga buma i ubrzanja tempa života, pa su se i zahtjevi nautičara i ribolovaca suvremenog kova značajno promijenili kada su u pitanju unutarnji dizelski motori. Uz one koji i danas tipuju na klasične sporohodne dizelaše, pojavilo se i puno ljubitelja plovidbe koji za svoje brodice traže jače i brže dizelske strojeve. Njima je brzina plovidbe, zbog sve dinamičnijeg ritma života i sve kraćeg slobodnog vremena, postala glavni imperativ, pa su tvornice motora morale potražiti adekvatne motorne odgovore na takve zahtjeve.

Važni parametri

Rezultat te aktivnosti su brojne prinove na tržištu, pa danas kod odabira dizelskog brodskog motora morate znati što znače oznake heavy duty, ligt duty, common-rail, turbo..., a još je važnije pravilno procijeniti kakav vam motor zapravo treba: s obzirom na vrstu plovila koje treba pogoniti, željena svojstva plovidbe, trajnost i održavanje, te ekonomičnost. Kako bismo mogli što bolje odgovoriti na ova pitanja i dvojbe, navest ćemo osnovne vrste suvremenih unutarnjih dizelskih brodskih motora i opisati njihova svojstva.

Ti se motori mogu svrstati u više skupina: ovisno o tipu ugradnje, vrsti goriva koje troše, brzini vrtnje..., s tim da se uglavnom koriste kod deplasmanskih i poludeplasmanskih brodica ili kod većih brodova svih formi. Po izvedbi, unutarnji dizelski motori mogu biti linijski (s cilindrima smještenima u nizu) i V (s cilindrima u dva reda). Odmah treba reći da su V-izvedbe manje po dužini, ali su šire, te imaju dvije ispušne grane (svaka za svoju stranu motora).

Za odabir motora osnovna su tri parametra – snaga, broj okretaja i izvedba. Potrebnu snagu motora dobivamo iz otpora koje pruža naše plovilo, te brzine kojom se kreće. Otpor pojednostavljeno dobivamo iz forme broda i težine, s tim da vrijedi pravilo: što je plovilo teže, potreban nam je motor veće snage ako želimo postići veću brzinu, pri čemu je forma broda limitirajući faktor za vršnu brzinu. Naime, deplasmanske i poludeplasmanske forme ni uz najsnažnije motore neće dosegnuti brzinu gliserskih formi, pa treba znati postaviti granicu.

Snaga se u pravilu izračunava na propeleru, ali tu snagu moramo uvećati za gubitke na propeleru, u ležajevima i na kopči, te eventualne dodatne gubitke koji ovise o izvedbi propulzijskog sustava. No, tri spomenuta parametra su najvažnija i prisutna su kod svih tipova propulzije.

image
Možda je ovaj upravo ono što tražim...

Brzina vrtnje

Motore dijelimo i prema brzini vrtnje: na sporohodne, srednjohodne i brzohodne – pa je potrebno za konkretni brod odrediti koji mu od tih tipova motora najviše odgovara. I tu postoji generalno pravilo da manje brodice i brodovi srednjih veličina koriste brzohodne motore, a veći i radni brodovi srednjohodne i sporohodne. Konačni odabir motora ovisi i o raspoloživom prostoru na mjestu ugradnje, pri čemu je način spajanja osovinskog voda definiran kopčom, te eventualno nekim dodatnim spojem tipa Aqua drivea ili kardanskoga spoja.

Kada je riječ o snazi motora, važno je znati da osim o hodu i promjeru klipa, snaga ovisi i o broju okretaja. Ako uzmemo dva motora koja razvijaju jednaku snagu s različitim brojem okretaja, možemo zaključiti kako je za manji broj okretaja motoru potrebna veća kubikaža, odnosno više cilindara većega promjera. Takvi motori ostvaruju veću silu po jednom klipu i stvaraju veći moment, pa istu snagu ostvaruju na manjim okretajima. Zbog povećanih sila na klipu, stijenkama cilindara i glavi motora, ovakvi su motori ujedno masivniji i većih težina.

Drugi pristup povećanju snage motora, koji je ujedno i znatno jeftiniji, temelji se na podizanju broja okretaja motora uz iste karakteristike, čime se dobije veća snaga. No, takvi brzohodni motori imat će kraći vijek trajanja, jer će se radom u režimu visokog broja okretaja brže habati, a ujedno se povećava opasnost od mogućih oštećenja zbog povećanog toplinskog i mehaničkog opterećenja. Stoga je ovakav način izvlačenja snage iz unutarnjih brodskih dizelaša upitan po pitanju vremenskog perioda u kojem motor takvu snagu može pouzdano pružati.

Važan je balans

Stoga se generalno može zaključiti da je prilikom izbora unutarnjeg dizelaša, u svakom slučaju znatno bolje izabrati motor s manjim brojem okretaja. Potvrda toga su sporohodni dizelski motori stari pedeset i više godina koji i danas na mnogim brodovima pouzdano rade. Za njih se običava reći da su gotovo vječni, dok ih god uredno održavamo. Kod odabira malih motora, dakle, moramo voditi računa o broju okretaja za iste performanse motora.

Odabrati najbolji motor za brod, ne znači kupiti motor s najviše snage za najmanju količinu novca. Ključ uspjeha je izbalansirati motor, odnosno njegove performanse uravnotežiti s brodom i njegovom namjenom.

image
U ovakvoj strojarnici lako je raditi

Ako se dvojimo između motora od 60 i 90 konjskih snaga, moglo bi se činiti da će povećanje snage motora od 50 posto biti neupitna prednost u ostvarivanju daleko većih brzina broda. No, ako naš brod sa 60 KS razvija brzinu od 12 čvorova, tada prije ugradnje jačega motora moramo znati da će takva operacija nužno tražiti promjene na slijedećim elementima: jači temelji za fiksiranje motora, snažnija kopča, povećanje cjevovoda rashladnog sistema, veći promjer ispuha, veći promjer osovine s ležajevima, drukčiji promjer i uspon propelera.

Osim navedenih elemenata, moramo uzeti u obzir da ugradnjom većeg motora dolazi do povećanja težine broda, kako zbog samoga motora, tako i ukupne težine svih pripadajućih dijelova, što će donekle umanjiti krajnje performanse u brzini. Sve u svemu, to na koncu može biti priličan zahvat i avantura za nekog tko ne zna što ga čeka, a trošak investicije nećemo ni spominjati.

Što je common-rail?

Kako se za moderne dizelske motore sve više koristi terminologija common rail, morat ćemo malo objasniti o kakvoj se tehnologiji radi. Engleska riječ common znači zajednički, a rail znači staza, tako da spojena riječ predstavlja zajedničku liniju goriva s jednom pumpom koja ujedno proizvodi i tlak pod kojim se gorivo ubrizgava. Gorivo pod tlakom se preko brizgaljki kojima upravljaju elektromagnetski ventili ubrizgava u cilindar, a sistem je konstantno pod tlakom.

Ovim načinom se razdvojila uloga tzv. Bosch pumpe, koja razvija tlak i ubrizgava gorivo, u dobavnu pumpu koja razvija tlak i šprice koje ubrizgavaju gorivo. Na taj se način ujedno postiglo da pumpa ne mora biti izravno iznad cilindara, već na nekom drugom mjestu na kojem proizvodi tlak te gorivo distribuira do šprica.

Common rail sistem prvi je razvio Fiat te ga ugradio u Alfu 156 JTD. Mnogi i ne znaju da su po pitanju dizelskih motora stručnjaci Fiata vodeći u svijetu, a njihovi motori jedni od najkvalitetnijih. Ovakav sistem kod automobila se pokazao vrlo efikasan, ali kod brodskih motora razmišljanja su dvojaka. Sve je više onih koji smatraju da sustav koji ovisi o samo jednoj pumpi nije primjeren za brodove, pogotovo za one s jednim motorom i pogotovo radne brodove koji rade u svim mogućim uvjetima, a često daleko od obale i servisa koji im može pomoći u slučaju kvara.

image
Okretni moment dizelaša je ključna prednost

Mudri meštri

I na koncu, spomenimo još jedno provjereno inženjersko i meštarsko pravilo kada je riječ o odabiru unutarnjeg brodskog motora: ipak je bolje držati se prokušanih stvari, koje možda nisu zadnji krik tehnologije, ali će nas vjerno pratiti i služiti na moru i u teškim situacijama, kada smo prepušteni sami sebi.

Jer, koliko god brzina kao način života s kopna pokušavala prijeći na more, uvijek će biti riječ o dva različita svijeta u kojima ne vrijede ista pravila. Stoga se nikad ne smije zaboraviti da brod ipak nije automobil kojeg ćemo u slučaju jakog nevremena parkirati sa strane i mirno pričekati da prođe.

SAVJETI ZA IZBOR MOTORA


ROBUSNOST

Ako nam je potrebna maksimalna snaga uz minimalnu težinu, to sigurno neće biti heavy duty motor već light duty, koji će iz manjih gabarita izvući puno veću snagu. Ako će nam pak motor raditi u težim uvjetima, preko 500 sati godišnje, trebali bi prednost dati nešto robusnijem i težem motoru.

POTROŠNJA

Prema analizi podataka svih troškova koje se prate u servisima, utvrđeno je da od ukupnog troška koji izdvojimo u životnom vijeku motora na gorivo otpada gotovo 90 posto, oko 4 posto na servise i održavanje, 2 posto na ulje. Iz ovog se vrlo lako da iščitati da je svaki gram potrošnje po kilovatu snage vrlo važan. Bitno je također da vaš motor troši optimalnu količinu goriva u režimu u kojem će se najviše koristiti, a ne u maksimalnom režimu.

SERVIS

Cijena dijelova može varirati, pri čemu je normalno da skuplji i kvalitetniji motori imaju i nešto veću cijenu dijelova. No, prilikom kupnje motora puno je važnije znati ima li konkretni brend razgranatu mrežu servisa i dostupnost dijelova u relativno kratkom vremenu.

GARANCIJA

Trajanje garancije kod novih motora također je važno, a trebate se raspitati i je li u cijenu motora uključen nulti servis, budući da paljenje motora od neovlaštene osobe, a pogotovo kod novih motora i brodova, može završiti katastrofalno. Pravilo je, kao što smo već rekli, da se uvijek bolje držati prokušanih stvari i kompanija s reputacijom, jer vam to daje kakvu-takvu garanciju da će vaš motor u svom životnom vijeku pouzdano raditi i biti servisiran od kompetentnih osoba.

ELEKTRONIKA

Ako ste kupili neki od suvremenih dizelskih motora s razvijenom elektronikom, tada će se u servisu spajanjem motora na računalo, kao i kod automobila, lako moći očitati kako ste s motorom postupali, jeste li se pridržavali preporučenih brojeva okretaja, koliko ste često i dugo ulazili u nedopuštene režime, jeste li zanemarivali alarme koji su vas upozoravali da je temperatura visoka, tlak ulja nizak ili broj okretaja previsok. Ako u takvim situacijama dođe do oštećenja motora, može se dogoditi da izgubite garanciju.

MARKETINŠKI HEAVY DUTY


Iako pojedini proizvođači na svoje motore stavljaju oznake heavy duty, one su ipak samo marketinškog karaktera. Oni pod tim pojmom žele poručiti da su njihovi motori ekstra izdržljivi, iako pojedini rade i na više od 3000 RPM-a, što je neprihvatljivo za motore s takvom oznakom.

Izraz heavy duty dolazi iz marine programa brodskih dizelskih motora gdje su proizvođači podijelili motore prema stupnju njihove opterećenosti i službe djelovanja u pet kategorija: Unrestricted Continuous, Heavy Duty, Maximum Continuous, Intermittent Duty, High Performance. Pritom je za svaki stupanj strogo definirano u kojem režimu motor može pružiti određenu snagu, u kojem vremenskom periodu, te broj radnih sati u godinu dana.

Konkretno, oznaka jednog renomiranog proizvođača brodskih motora kaže da se Heavy Duty motor može koristiti u maksimalnom opterećenju tijekom 10 sati u 12 sati plovidbe, odnosno 80 posto vremena. To znači da u 24 sata, nakon 10 sati maksimalnog opterećenja, trebate 2 sata voziti u režimu do 80 posto opterećenosti. Nakon toga, možete opet 10 sati pod maksimalnim opterećenjem. Inače, takvi su motori predviđeni za 3000 - 5000 radnih sati.

OKRETNI MOMENT I SNAGA


Poznato je da povećanjem broja okretaja za istu snagu, motoru pada moment na osovini. Ako uzmemo primjer dva motora iste snage, ali različitih brojeva okretaja, dobijemo sljedeće parametre:

Snaga 200 KS, 1800 RPM = zakretni moment 792 Nm
Snaga 200 KS, 2800 RPM = zakretni moment 509 Nm

Iz toga se može iščitati da motor koji radi na 1800 okretaja razvija 55 posto veći zakretni moment od motora koji radi na 2800 okretaja. Takav motor je manje podložan promjeni opterećenja u radu kod uvjeta jakog vjetra i valova, dok motor s većim brojem okretaja u istim uvjetima nema dovoljan zakretni moment, pa propeler guši motor. Stoga mu je potrebno smanjiti broj okretaja, a time mu se izravno smanjuje i raspoloživa snaga.

Ovakvi problemi rješavaju se kopčom određenog prijenosnog omjera, no ipak ostaje činjenica da motor radi na visokom broju okretaja pri kojima ne može dugotrajno pružati deklariranu snagu.

Tekst je preuzet iz magazina Otvoreno more kojeg možete čitati i u digitalnom izdanju. VIŠE DOZNAJTE NA OVOM LINKU

23. siječanj 2021 12:35