"Maskinistskolen": Kjølesystemer - be cool!

"Maskinistskolen"

Kjølesystemer - be cool!

Del 2

Av Tim Barlett
MOTOR BOAT AND YACHTING
Norsk bearbeidelse: Ingvar Johnsen

Jo hardere du jobber, jo varmere blir du. Dette gjelder både deg som båteier og motoren, der omtrent en tredel av drivstoffet ender opp som overskuddsvarme. Å være cool er viktig. Her snakker vi om kjøling og hvordan vi holder systemene i orden.

I en dieselmotor, dreier mye seg om varme. I sylindrene dannes det varme for å få dieselen til å eksplodere, noe som igjen skaper enda mer varme. Noe av varmen forsvinner til de andre mekaniske delene som ventiler, veivaksler, kamaksler o.s.v. Dette igjen skaper ytterligere varme på grunn av all friksjon. Det er dessverre et sørgelig faktum at selv de beste motorene produserer mer varme enn krefter.
Motoren må på en eller annen måte kvitte seg med denne varmen for ikke å sette fyr på båten, eller å ende opp som en sammensveiset ubrukelig stålklump.
Noen av de minste motorene klarer å bli kvitt varmen bare ved å slippe den ut i luften omkring seg. Dette er en grei løsning for f. eks. en motorsykkelmotor eller en flymotor, men lite praktisk ombord i en båt der motoren som regel er innestengt i et trangt, varmt rom.
Båtmotorer er i stedet velsignet med evige mengder av et annet og mer effektivt kjølemedium, nemlig vann.

Sjøvannskjøling

Sjøvannskjøling eller saltvannskjøling er det enkleste og basiske kjølesystemet for båtmotorer. Du finner systemet blant annet i de små påhengsmotorene. Sylinderblokkene på disse motorene er ikke bare en kompakt blokk metall. Den er derimot gjennom avanserte støpemetoder utstyrt med kanaler og rom mellom sylinderveggene og "ytterveggen" på blokken. Sjøvannet blir pumpet inn i disse rommene, der det absorberer varmen fra sylinderveggene før det igjen blir fraktet ut i sjøen.
Dette betyr at sylinderblokken holder seg relativt kjølig så lenge det er en tilfredsstillende strøm med vann gjennom motoren. Den kan bli mer enn lunken, men det er tvilsomt om du vil brenne deg om du tar forsiktig på blokka. Dette er ikke tilfelle med stempler og veivaksler eller inni topplokket. Likevel blir disse delene holdt nede på en akseptabel arbeidstemperatur ved kontakten med den relativt kalde motorblokken.
Selve systemet er så enkelt, billig og effektivt at det ikke er overraskende at vi finner det igjen på mange små diesler. En vesentlig forskjell på dieslen og påhengeren er at kjølevannet på en dieselmotor må hentes inn i båten og ut igjen. Dette gjøres via et hull under vannlinjen. Det sier seg selv at enhver lekkasje her er en potensiell katastrofe, så det er helt avgjørende at skroget kan "tettes" ved å stenge sjøvannskranen.

Filter viktig

Like viktig er et filter for å stoppe eventuelle elementer som kan komme seg inn i systemet og tette dette.
Fra filteret går det en kran til sjøvannspumpen som trykker vannet gjennom motorens kjølerør og kanaler. Når jobben er ferdig inne i motoren, må vannet ut av båten igjen. Dette behøver ikke å være mer komplisert enn et rør som går gjennom skrogsiden godt over vannlinjen. Det er mer vanlig at vannet blir ført inn i eksosrøret, hvor det kjøler ned eksosen/avgassen. Dette reduserer faren for brann og gjør at eksosystemet kan bygges opp av fleksible eksosslanger i gummi.
Selvsagt er det viktig at også kjølevannet finner veien overbord og ikke går veien tilbake gjennom eksossystemet og inn i sylinderen. Derfor blandes eksosen og vannet i et eksosbenn eller en "high-riser", som er solid rørbenn som går ut og danner en høy bue ut fra akterenden av motoren.
I mange konstruksjoner, passer ikke dette bennet inn. Da vil du finne en eksosdemper med et vannlåssystem. Dette hindrer både kjølevannet fra å gå den gale veien, og vanninntrenging i anlegget når båten bakker.

Termostaten

Sjøvannskjølingen har to klare ulemper. Det ene er at det kjøler ned for mye og motoren mister effekt. Sylindre omgitt av kaldt saltvann er ikke akkurat det beste utgangspunktet for å få motoren opp i skikkelig arbeidstemperatur for å få brent dieslen på en effektiv måte, spesielt ved lave hastigheter. Dette løses likevel enkelt ved å plassere en termostat i systemet.
En termostat er en svært enkel del som oftest blir plassert under et rundt lokk der kjølevannet forlater motorblokka eller topplokket. Den eneste bevegelige delen på termostaten er en tynn metallplate som blir holdt lukket av en fjær. Under platen er det en kapsel som enten inneholder voks eller alkohol. Denne ekspanderer etterhvert som temperaturen på vannet stiger og eventuelt så mye at utvidelsen overvinner kraften til fjæren. Da blir denne løftet og tillater vannet å sirkulere.
Det skal være en liten forskjell på temperaturen mellom termostatens åpning og lukking. Hvis du følger temperaturmåleren på instrumentbordet nøye, vil du se at temperaturen stiger jevnt til termostaten åpner, og faller igjen når strømmen av kjølevannet øker, og stiger igjen når termostaten lukkes. Denne lille variasjonen i temperatur i motoren, er ingenting å bry seg om: Bare vend deg til den normale differansen mellom åpen og lukket termostat.

Når temostaten svikter

Det hender at en termostat ikke åpner eller lukker seg når den skal. Hvis den svikter og blir stående åpen, vil du legge merke til at motoren blir tyngre å starte, bruker mere drivstoff, blir svakere og spytter ut svartere eksosrøyk. Det er verre hvis termostaten ikke åpner seg i det hele tatt. Da kan du teste termostaten ved å ta den ut, legge den i en kjele på kokeapparatet. Hvis den er i orden, skal du se at den åpner seg i god tid før vannet når kokepunktet. Hvis ikke dette skjer, kan det være en nødløsning å komme seg til land uten termostaten.
Det andre problemet med sjøvannskjøling er korrosjon. Et problem det er langt vanskeligere å løse. Mange sjøvannskjølte motorer er utstyrt med offeranoder i sink. Ofte har disse samme form som en halvrøykt sigarett og som ordet offeranode forteller, vil anodene korrodere før de andre delene av motoren som er i kontakt med det salte kjølevannet. Så lenge disse blir passet nøye på, er de svært effektive, men en langt bedre løsning er å holde det varme sjøvannet langt unna motoren.

Ferskvannskjøling

Ved bruk av ferskvannskjøling, eller et indirekte kjølesystem, er ikke saltvannet i direkte kontakt med selve motoren. I stedet er systemet fyllt med ferskvann og frostvæske for ytterligere å redusere faren for korrosjon. Det vil si at systemet i realiteten er eksakt det samme som i en bil, lastebil, buss eller traktor. De fleste båtmotorer har faktisk "søstre" i kjøretøy på land.
Den store ulikheten mellom båt- og landbaserte motorer er at i stedet for å kjøle en radiator i kjølevannsystemet med luft, bruker båtmotoren saltvann i en komponent som kalles varmeveksler. Varmeveksleren er bygget opp av en samling ganske små rør inne i et inkaplset "hus". Saltvannet blir pumpet gjennom rørene, mens ferskvannet sirkulerer utenpå rørene, men inni "huset".
De aller fleste marinemotorer har med andre ord to kjølesystemer: Et ferskvannssystem som kjøler motoren og et saltvannssystem som kjøler ferskvannet. Fersk- og sjøvannskjøling har det aller meste til felles bortsett fra varmeveksleren: Saltvannet må fortsatt inn i båten via en sjøvannspumpe og et sjøvannsfilter og pumpes gjennom systemet. Det er også mest sannsynlig at det blir blandet med eksosen på tur ut av båten igjen. Det som mangler er termostaten, som nå er på ferskvannssiden.

Sirkulasjonspumpe

Ferskvannssystemet har også sin egen sirkulasjonspumpe for å bringe kjølevannet rundt i motoren samt en ekstra ekspansjonstank som sørger for ekstra kjølevæske hvis noe skulle forsvinne, eller gi vannet muligheten til å ekspandere og trekke seg sammen etterhvert som det varmes opp og nedkjøles. Ofte er ekspansjonstanken og varmeveksleren en enhet. På toppen finner du som regel vannpåfyllingen eller "radiatorlokket". Dette skal holde kjølevæsken på innsiden av kjølesystemet selv om den prøver å tvinge seg ut i form av damp. Men det kan ikke være helt tett i tilfelle kjølevæsken virkelig begynner å koke. Da må lokket virke som en sikkerhetsventil slik at dampen kan unnslippe.
Dette betyr at den delen av lokket som står for tettingen må ha en gummipakning for å gjøre lokket damptett, samt at det må ha en fjær slik at det kan gi etter for trykket og løfte seg fra setet når trykket blir for høyt. Vær oppmerksom på at gummipakningen kan bli skadet og fjæren kan bli slakk. Når en av disse tingene skjer, vil du kunne registrere det ved at du må etterfylle anlegget oftere. Det kan med andre ord være en investering å sjekke eller skifte dette lokket før man antar at symptomene kan ha alvorligere konsekvenser. I alle fall: Ved tap av kjølevann er det uklokt å ignorere problemet. Finner du ikke lekkasjen selv, ta kontakt med verksted.

Oljen kjøler

Det er lett å glemme at oljen ikke bare handler om smøring. Den fyller også en viktig funksjon ved å frakte varme bort fra motorens mest vitale bevegelige deler. I motorer på land returneres den varme oljen ned i sumpen eller bunnpannen etter rundturen i motoren. Der nedkjøles den nesten umiddelbart. Grunnen er at motorene på land drar nytte av luftstrømmen rundt motoren. Dette gjør at oljen får den nødvendige nedkjølingen.
For å kompensere for dette, har de fleste marinemotorer en oljekjøler. Det er en variant av varmeveksleren vi har nevnt tidligere, men er mye mindre og er montert på sjøvannssiden.

Vi takker Volvo Penta for all assistanse ved fotografering til de to første artiklene i denne serien.

"Maskinistskolen": Gjør det selv

Kjølesystemet

Advarsel!

1:

Før du gjør noe som helst med kjølesystemet og motoren er varm, skal du være klar over at ferskvannsdelen av systemet kan være fullt av skoldhet kjølevæske eller damp.

2:

Husk også på at sjøvannssystemet er direkte koplet til sjøen slik at enhver lekkasje her kan forårsake at båten synker.

SJEKKE KJØLEVANNSNIVÅET

Hvis båten din har ferskvannskjøling eller indirekte kjølesystem, skal nivået sjekkes med jevne mellomrom.

A: Skru av lokket til ferskvannskjølingen. Du bør ikke gjøre dette når motoren er varm. Hvis du likevel må, så surr inn armen/hånden godt med flere filler - et gammelt håndkle er bra. Skru lokket svært sakte opp, slik at trykket slippes ut gradvis. Mange lokk har bajonettfatning. Disse må presses ned mot trykket fra en fjær før lokket kan skrus av, men da er det kun en kvart omdreining før lokket er løsnet. Hvor vannivået skal være, indikeres på forskjellige måter, men stort sett kan man si at hvis du når vannet med fingeren gjennom fyllehullet er det ok. Hvis ikke, så etterfyll med rent vann. Sett på lokket igjen.

SKIFTE AV IMPELLER I SJØVANNSPUMPE

Det er ikke mange forskjellige pumpemerker på moderne motorer. Men det er mange forskjellige modeller der alle bruker forskjellig type impeller. Det er derfor svært fornuftig å ha minst en i reserve ombord. Denne vitale delen vil nemlig bli skadet fort hvis pumpen går tørr. For eksempel hvis sjøvannsfilteret er gått potte tett, eller hvis motoren blir startet med sjøvannskranen lukket. Hvis kjølevannsstrømmen stopper eller motoren viser tegn til overheting, så stopp selvsagt med en gang. Sjekk filteret først, deretter impelleren.

A. Løsne skruene som holder pumpedekslet på plass og fjern lokket. Fjern papirpakningen som danner tetningen mellom lokket og pumpehuset. Pakningen kan sitte fast i lokket, på pumpehuset, eller den er gått i filler og det sitter litt på begge deler.

B: Bruk en nebbtang (eller to) og trekk ut impelleren. Hvis du ikke får den ut, eller ikke har nebbtang, prøv med to skrutrekkere og tving impelleren ut. Men husk å tvinne en fille rundt skrutrekkeren eller legg en fille bak, slik at ikke den bløtere metallet i pumpehuset skades. Dette gjelder også nebbtangen.

C: Hvis impelleren er gått i filler, så samle opp bitene og sørg for at ingen partikler mangler. Løse partikler fra den skadete impelleren kan forårsake blokkeringer andre steder i systemet, så du bør gjøre et forsøk på å finne dem uansett. Sjekk i røret mellom pumpen og varmeveksleren og i verste fall inne i varmeveksleren.

D: Smør den nye impelleren med litt Zalo og sett den inn. Vær sikker på at bladene er lagt den riktige veien i forhold til pumpens omdreiningsretning og at den er riktig plassert på eventuell kile eller annen anordning som forbinder impelleren med akselen. Hvis du skulle være usikker på hvilken vei impellerbladene skal ligge, så tenk på at vannet skal den "lange veien" rundt på turen inn fra inntaket til utløpet og at "vingene" på impelleren skal vende bakover mot utløpet.

E: Gni litt vann eller oppvaskmiddel på den nye pakningen (følger med impelleren). Nå kan du bare legge den på den rene anleggsflaten på pumpen, og skru på pumpedekslet.