MAN's gigantiske slaglængde skærer syv procent af forbruget
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

MAN's gigantiske slaglængde skærer syv procent af forbruget

Populært sagt er MAN Diesel & Turbo begyndt at designe skibe. Det passer selvfølgelig ikke helt, for det er stadig motorerne, som udviklingsafdelingen i Danmark designer. Men ifølge udviklings­direktør Søren H. Jensen har den nye motorfamilie, G-motorerne, været løftestang for en helt ny måde at tænke skibsdesign på, når man taler om agterende og propel.

»Ud fra en trend om brændstofbesparelse har vi designet en motor, hvor der er en samlet gevinst for kunden, hvis skibsbyggerne kan levere design. Det vil sige, at vi med denne motor har kunnet påvirke skibsdesign,« siger en stolt udviklingsdirektør.

Illustration: MAN Diesel & Turbo Illustration: MAN Diesel & Turbo

G-motoren, som i visse størrelser allerede er ude at sejle, mens andre størrelser stadig er under udvikling, har haft en flyvende start uden sidestykke i MAN Diesel & Turbos historie, fortæller han:

»Det er aldrig før lykkedes at ramme markedet så godt så hurtigt.«

Tilsammen giver motor- og propeldesignet en besparelse på fire til syv procent af brændstofforbruget, og det har indtil videre givet motordesignvirksomheden 544 ordrer.

G for gigantisk

Det er fire år, siden Søren H. Jensen satte de første streger til G-motorerne sammen med Maersk, der havde en idé om, at de gerne ville have nogle motorer med større slaglængde i de containerskibe, der kunne gå med lavere omdrejninger og fart.

»Det fik os til at tænke, at vi skulle have noget, der var endnu bedre til tank- og containerskibe,« fortæller Søren H. Jensen.

Løsningen lå i slaglængden (længden fra centeret af krumtap­akslen til toppen af krumtappen), der er specielt stor på G-motorerne.

Først udviklede MAN K-motorerne, hvor K’et står for kort slaglængde, så kom L, der står for lang slaglængde, S for superlang og nu G for giant – og green.

Der er nogle begrænsninger i stemplets hastighed i forhold til foringen, hvis motoren skal virke ordentligt. En smart måde at få omdrejningerne ned på er at gøre slaglængden længere, så man kan fastholde stempelhastigheden.

Når man øger slaglængden, får man en lille gevinst på brændstofforbruget. Men den store gevinst kommer gennem de lave omdrejninger af motoren, der giver lavere omdrejninger af propellen, og ved lavere omdrejninger kan man øge diameteren på propellen. En stor propel, der kører langsomt rundt i vandet, er mere effektiv end en mindre propel.

»På en måde er det meget enkelt, men også genialt,« siger Søren H. Jensen.

Små skridt

Selve teknologispringet fra S-motorerne er ikke stort, og det skyldes, at både branchen og MAN Diesel & Turbo har skullet kunne følge med.

»Hele vores branche udvikler sig primært ved evolution og ikke revolution, som det ville have været at gå fra K til G,« forklarer Søren H. Jensen.

»Det kunne vi i princippet have gjort, men markedet ville ikke være klar til springet, og det ville vi heller ikke selv have været.«

Eftersom MAN Diesel & Turbo ikke har nogen motorproduktion, og motorerne er kæmpestore – over 100.000 hk og 2.500 ton – har virksomheden ikke råd til at bygge deciderede prototyper.

»Så den skal sidde i skabet i første hug,« siger udviklingsdirektøren.

Derfor bruger udviklingsafdelingen meget tid på simuleringer, for at de styrkemæssige forhold er i orden, og det er en af forklaringerne på de overskuelige udviklingsskridt.

Selvom ordrerne er væltet ind på alle G-motorfamilens størrelser, er G45 og G95 stadig ikke helt fær­digudviklede. Så det er en travl udviklingsdirektør, som Ingeniøren møder i april. G95 er netop blevet solgt til et græsk rederi og skal sidde i serier af større containerskibe på henholdsvis 9.000 TEU (20 fods containere) og 11.000 TEU, så den skal snart være færdig.

Læs også: Kappel-propellere baner vej for succes hos MAN

Af hensyn til prisen skal motorerne også designes lettere, for de er højere og bredere og kræver derfor gods. Samtidig er G-motorernes kraftbehov mindre, og det betyder, at licenstageren kan tage mindre for motorerne, der bliver prissat med euro eller dollar pr. hestekraft.

»Det er blevet en dårligere forretning for vores licenstagere, og det er vi jo kede af,« siger Søren H. Jensen.

Derfor har udviklerne været inde at skære et par procenter af godset. Blandt andet af bundrammen, hvor krumtappen ligger.

»Det er forskelligt, hvor meget pladerne mellem stemplerne optager af kraft fra eksplosionen, så vi har optimeret dem, så de ikke er ens allesammen,« forklarer han.

Fintuning på land

Den første motor, der bliver solgt i en bestemt størrelse, bliver altid testet hos licenstageren. Om kort tid bliver G95 testet hos Hyundai.

Motoren bliver samlet og prøvekørt 60-70 timer på land, mens MAN’s folk finjusterer den. Der er sensorer på alle motordele, så de kan måle spændinger, temperaturer, tryk, hastighed og acceleration og sammenligne med simuleringerne, som er lavet hjemme i Danmark. Og ifølge udviklingsdirektøren er hans afdeling så dygtig til det, at det altid passer.

Nogle af de mindre G-motorer er allerede ude at sejle og har bevist deres kunnen, og i 2015 bliver det den store G95’s tur.

Rettelse foretaget: Definition på slaglængde ændret i faktaboks

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Slaglængden, der går fra centeret af krumtapakslen til toppen af krumtappen"

Det er vist ikke rigtigt, det er kun den halve slaglængde.
Slaglængden går fra nedre dødpunkt til øvre dødpunkt, dvs. to gange afstanden fra kumtapakslens centrum til krumtappen.

Bent.

  • 11
  • 0

Ja teoretisk Niels :)
Men spørgsmålet om en langsomtgående modstempel maskine som Junkers med G slaglængder i G95 størrelser ikke ville være for bred til et containerskib som Ebba Mærsk :)
Og dertil nok for kompliceret at lave stempeltræk på .

  • 2
  • 2

Junkeratorer er de nok ikke smarte nok til endnu,men det var den store tobladede til frit vand og slæbebåde for resten jeg tænkte på

  • 0
  • 4

Citat fra artiklen: "Løsningen lå i slaglængden (længden fra centeret af krumtap­akslen til toppen af krumtappen), der er specielt stor på G-motorerne.......Der er nogle begrænsninger i stemplets hastighed i forhold til foringen, hvis motoren skal virke ordentligt. En smart måde at få omdrejningerne ned på er at gøre slaglængden længere, så man kan fastholde stempelhastigheden."

Det lyder mere end mystisk!

Slaglængden er en funktion af stempeldiameteren. Intet andet!

Måske hjælper det at kigge på helt gamle MAN motorer. Her er totaktprincippet med enkelt eller doppeltvirkende stempler konceptionen for direkt drevne motorer med omdrejningstal mellem 90 og 130 omdr./min.

  • 0
  • 8

hej Peter

Det gør mig ondt men der var et sted hvor danskerne var smartere end tyskere og det var totakt.
MAN fjumrede rundt med sløjfer og B&W længdeskyllede.
Har du fattet pointenten?

  • 3
  • 3

Øhh Slaglængden har intet med stempeldiameteren af gøre!!
Du kan sagtens have en slaglængde på "et-eller-andet" eks. 950mm og en vilkårlig stempeldiameter.
Men brændhastigheden har en del af sige og deraf følgende omdrejningstal.

  • 4
  • 1

Att. Niels Abildgaard;

Længdeskyllede eller tværskyllede totakt skibsdieselmotorer er kendetegnet ved at være langsomlöbere. Firetakt skibsdieselmotorer har höjere omdrejningstal. Forskellen mellem længde- eller tværskyllningen har med bedre udblæsning af cylinderen at göre men ikke med omdrejningstallet.

  • 1
  • 3

Citat Hans Peter Ferneke: "Øhh Slaglængden har intet med stempeldiameteren af gøre!!

Jeg skrev: Slaglængden er en funktion af stempeldiameteren.

Slaglængde multipliceret med stempelarealet giver maks. cylindervolumen efter eksplosionen. At foröge volumnet yderligere er meningslös. Det har man vidst i over 100 år.

Derfor vil jeg gerne få oplyst hvilke virkelig nye ideer der ligger bag MAN/B&W Konstruktionen.

  • 0
  • 9

En dieselmotor forbrænder den indsprøjtede olie!

Et længere slag med med en given cylinder diameter giver et bedre drejningsmoment end et kortere slag.

Derved kan man undgå en gearing og drive en større propel end førhen.

Det er er også lettere at styre forbrændingsforløbet og skylningen.

Det er korrekt at en "overkvadratisk" motor kan give en mindre stempelhastighed ved høje omdrejninger og deraf flere "heste" end en langslagsmotor, men prisen derfor er en en højere brændstof udgift og et lavere drejningsmoment ved lave omdrejninger.

Dette er jo ikke særligt ønskværdigt i en stor skibsmotor der han mange heste, der skal fodres, samtidigt med, at den gerne skulle drive en så stor propel så langsomt, at den bliver effektiv.

Sidst jeg så et tal fra MAN B&W var i 1985
og der var forbruget 110gr svær bunkerolie per hestekrafttime.

Jeg antager at det er væsentligt bedre idag.

I færger og andre skibstyper kan andre hensyn kræve hurtigt gående gearede motorer,men deter så dt

VW blandt andet ,har jo løst nogle af problemerne med at forøge kompressionen med kompressor så omdrejningerne, kan holdes relativt lave i en "langslagsmotor" og derved opnå et moderat brændstofforbrug i deres 1,2 og 1,4 TSI motorer

  • 5
  • 0

Dobbelt virkende stempler har været i brug hos B&W=MAN, jeg mener at de har en stående i deres muserum her i København.

  • 1
  • 0

Dobbelt virkende stempler har været i brug hos B&W=MAN, jeg mener at de har en stående i deres muserum her i København.

  • 0
  • 0

Grundlæggende starter man med at konstruere den størst mulige propeller til skibe, derudfra bestemmer man det nødvendige omdrejningstal og effekt.
Når man konstruerer en motor starter man med en forud bestemt stempelhastighed og middeltryk.
Hvis man vil ændre på stempelhastighed og middeltryk høre det under udviklingsafdelingen, ikke konstruktionsafdelingen.
Ud fra stempelhastighed og middeltryk kan man skræddersy en motor til skibet.
Bemærk at kompressionsforholdet er konstant.
Tværskylning eller vendeskylning fungerer med boring /slaglængde forhold på op til 1:2, men på moderne motorer (efter 1980) operere man ofte med 1:3-4, og så virker kun længdeskylning.
Opposed piston motoren var et forsøg på at undgå ventiler, men udviklingen af udstødningsventiler har reelt overhalet opposed piston motoren, den bliver ganske enkelt for kompliceret.
En af de grundlæggende fordele ved krydshovedmotoren er at man kan konstruere en motor med meget stort forhold mellem boring og slaglængde, en trunkmotor har normalt et boring/slaglængdeforhold på max. 1:1,5.
Når man designer motoren til propelleren er det for at undgå gear, gear er dyre, gear kan havarere, og gear giver et effekttab, selv 2-3 % er noget man regner med ved 10-20 MW eller mere og 5-6000 driftstimer pr. år. Krumtapakslen er direkte koblet til propellerakslen.
Motoren placeres normalt så langt agter i skibet som muligt, så bredden af bundrammen/svinghjulsdiameteren er af gørende parameter for at få så stort et lastrum som muligt.
Krydshovedmotorer er altid opretstående rækkemotorer, det vil ganske enkel være for upraktisk at skulle vedligeholde skråtstillede eller liggende cylinder, man skal huske på at komponenter som stempel og cylinderforing vejer op til 6-8 ton. På en 12 cylindert motor kan krumtapakslen være samlet ar to stykker på 150 og 160 ton.
Det fascinerende ved krydshovedmotoren er at det på samme tid er en højt raffineret, enkel og robust konstruktion, med tydelige rødder tilbage til dampmaskinen.
Re: Læg motoren ned…
Det betyder at krumtapakslen bliver tværstillet, skal man så monterer et skovlhjul i vær ende?

  • 7
  • 0

for upraktisk at skulle vedligeholde skråtstillede eller liggende cylinder

Hvilken vedligeholdelse laves på cylinderne, og hvorfor er lodrette mere praktiske? Skal der kraner til ? Kan man ikke lave de samme opgaver vandret med hydraulik på skinner?

Re: Læg motoren ned…
Det betyder at krumtapakslen bliver tværstillet,

Det ville i praksis kræve transmission via el, ofte azipod. Skibe på el har måske mere svingende energiforbrug, fx krydstogtskibe, specialskibe m.fl, og så giver en fast motordrift måske mindre mening. Men hovedmotoren kunne stadig laves med lang slaglængde, med supplerende "små"-motorer til den skiftende del af forbruget. Motorerne (store og små) kunne være en bærende del af skibet, som man ser i biler, fly mv. men kravene til fleksibilitet er nok større i skibe.

  • 0
  • 1

Selve cylinderen er der ikke meget arbejde på, normal medføres dog en reserveforing (8 ton). Stemplet (6 ton) trækkes regelmæssigt og stempelringe udskiftes. Man skal bemærke at 5-6000 driftstimer ved 70-80% belastning om året ikke er usædvanlig, svare måske til 5-600.000 km i en bil.
Alle de vigtige deleflader i motoren er vinkelret på cylinderaksen, og dermed vandret. Det betyder at de fleste komponenter kan løftes lige op med maskinrumskranen, ved hjælp af simple stropper og øjebolte. Skulle et vandret stempel trækkes, kræver det et fikstur der kan optage momentet.

Krydshovedmotorer som artiklen omhandler anvendes altid i forbindelse med direkte koblet propeller, normalt med fast stigning, men variabel stigning forekommer. Skibe med elektrisk transmission og azipod har altid trunkmotorer (forvoksede lastbil-/lokomotivmotorer), enkelte har også gasturbiner til spidsbelastning, men de er bygget mens oliepriserne var lave.

Jeg kender ingen fly hvor motoren er en del af strukturen. Motoren er så lille en del af skibets/flyet volumen så der er ikke meget at hente der, på 400 m containerskib er motoren ~24 m lang.
Men typisk er motor, trykleje, evt. gear og propelleromstyring bygget sammen til en unit, gælder både skibe og fly. Et af problemerne er at der er 2-3 leverandører af krydshovedmotorer/flymotorer, og mange værfter/flyfabrikanter, som gerne vil kunne skifte mellem leverandørerne uden at skulle ændre konstruktionen alt for meget.

  • 3
  • 0

Det skrivs mycket om slaglängder i artikeln och kommentarerna men ges inget besked om hur lång den är på den största motorn. Kan den möjligen vara 3 meter nu när varvtalet ska sänkas ytterligare?

  • 0
  • 0

Hvordan starter man sådan en bandit trykluft eller?
Jeg går ikke ud fra den fås med kickstart ;)

  • 2
  • 0

Bent, du har ret. MAN Diesel har sendt os denne korrektion:

Slaglængden er stemplets vandring, d.v.s. afstand fra stempel i bundposition til stempel i topposition.

Vi beklager fejlen.
vh. Redaktionen

  • 2
  • 0

Vis du har mulighed for det, så skal du tage ind og se og ikke mindst høre når de starter den store to-takter inde i Diesel house. det er guf for maskinnørder, også lyder en to-takter bare godt, i forhold til en mediumspeed 4-takter som lyder som en spand med bolte man ryster.

  • 2
  • 0

Det fremgår ikke af artiklen hvad det præcist er i markedet der har ændret sig. Lige nu hvor oliepriserne har fået sig et ordentlig dyk er det lidt sjovt at komme ind på, men de støt stigende oliepriser forandrede markedet på den måde, at man mere begyndte at konkurrere på fragtraterne end korte leveringstider! Da Odense Stålskibsværft designede deres 400 m-serie var det 27 knob der gjaldt. Onde tunger mente at det var fordi Arnorld Mærsk, som den store USA-ven han var, ville have at hans containerskibe, som forsyningsskibe til den amerikanske flådes bevægelser på verdenshavene, skulle kunne holde sig i dens kølvand, men det er nu trods alt en skrøne! Man konkurrerede på leveringstider, hvor både de 27 knob og effektive havneanlæg var vigtige. Efter få år på havene begyndte man at mærke olieprisernes indflydelse på fragtraterne. Derfor skruede man farten ned til 21 knob for at spare halvdelen af brændstoffet. Hvis man fra begyndelsen havde indset dette, havde man jo kunnet spare meget mere, dels på mindre motorer, men også andre skruer som passede til det lavere omdrejningstal, kort sagt, lang slaglængde! Ud fra et brændstofbesparelsessynspunkt skulle de sidste af skibene i denne serie naturligvis være forsynet med motorer og skruer som passede til de 21 knob!

Det der med med meget store skruer har dog en grænse! En skrue som kommer i nærheden af vandets overflade er slet ikke effektiv og skruen skal helst ikke stikke så dybt at man ikke kan anløbe diverse interessante havne! Man kan vinde noget ved skruer med mange blade, men her er man lige som når det gælder skibsmotorer og fx. tryklejer afhængig af hvilke "hyldevarer" der findes at tilgå!

  • 0
  • 0

Derfor skruede man farten ned til 21 knob for at spare halvdelen af brændstoffet. Hvis man fra begyndelsen havde indset dette, havde man jo kunnet spare meget mere, dels på mindre motorer, men også andre skruer som passede til det lavere omdrejningstal, kort sagt, lang slaglængde! Ud fra et brændstofbesparelsessynspunkt skulle de sidste af skibene i denne serie naturligvis være forsynet med motorer og skruer som passede til de 21 knob!

Ja og man kunne have bygget et skrog men mere fyldig linjer, Emma har et meget slankt skrog, det man kalder det typiske midtskibs lastrum, som typisk er ~1/3 af lastrummene, er på EMMA kun et lastrum. Nye skibe har en kapacitet på 18-19000 TEU på omtrent samme hoved dimensioner som Emma med ~16000 TEU.
Klasse reglerne definere mindste afstanden fra kølen til propelleren.
De store containerskibe har den fordel at de altid sejler lastet på de lange ben (Algeciras - Singapore, Japan - USA), hvor tank- og bulkskibe ofte har lange ballastrejser.
Jeg har bemærket på AIS'en at 3E-skibene typisk stikker ~12 m (max 16 m) når de passerer Storebælt på vej til Gdansk.

Når man fortætter med at slow-steame er det fordi der er for mange skibe i markedet, var der færre skibe (mere last) ville man sejle lidt hurtigere, kan man nøjes med 8 skibe i stedet for 9 i en rotation er der penge at hente. 3E skibene er nu også angivet til at have en topfart på 25 knob. Mærsk vil ikke risikerer at stå med en serie skibe der ikke er anvendelige i et ændret marked.

ØK's Selandia fra 72 var bygget til 2600 TEU/27 knob i en rotation med 9 skibe Europa - Østen.
De første Mærsk/Lindø skibe fra først i 80'erne var bygget til 21-3300 TEU/24 knob i en rotation med 8 skibe Europa - Østen. Omkring 90 satte man farten op til 26 knob for at have en støre reserve ved forsinkelser. Men ellers har man fastholdt den samme fart og rotation mens skibene er vokset til 16-18000 TEU, alt sammen ved at effektivisere havneekspeditionen.

  • 0
  • 0

Ja og man kunne have bygget et skrog men mere fyldig linjer,

Nu er du "sprælsk"! ;-) Hvis man optimerer på 27 knob og et flydetøj med Emma Mærsks deplacement, så bliver man "systemfremd", som man siger syd for grænsen. Sådan en buttet sag ville man på Lindøværftet nok gerne sige nej tak til og jeg tvivler også på at den ville passe til de specielle havneanlæg! Stort set alle fremskridt sker jo som følge af "markedsændringer", men der er nogle parametre som er mere "option" end andre! Umiddelbart synes man vel at containersystemet har været et fantastisk fremskridt ift. tidligere tiders stykkegodstransport; nu går jeg bare og venter på at nogen opdager hvor megen CO2 transporten af "containerjern" står for og hvor meget nettogods de transporterer; med den type handel vi har, er mange af containerene tomme! Og hvad sker der når Kina er holdt op med at være fremstillingsfabrik for hele kloden?

  • 0
  • 0

Nu er du "sprælsk"! ;-) Hvis man optimerer på 27 knob og et flydetøj med Emma Mærsks deplacement, så bliver man "systemfremd", som man siger syd for grænsen. Sådan en buttet sag ville man på Lindøværftet nok gerne sige nej tak til og jeg tvivler også på at den ville passe til de specielle havneanlæg!

3E bådene med en væsentlig større blokkoefficient sejler 25 knob, det kunne og ville Lindø bygge hvis det var det rederiet ville have. Men Emma er begrænset af at den skulle kunne sejle 26 knob på en propeller, drevet af den største dieselmotor der kunne leveres + 2 el-motorer. På Emma er der et af 22 lastrum som udnytter det fulde tværsnit, på 3E er det formentlig alle lastrum mellem bro og maskinrum svarende til omtrent halvdelen.
Så længe man fortøjer langs en kaj er havneanlæg fuldstændig uafhængige af om blokkoefficienten er 0,5 eller 0,8.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten