Motoren trenger mye luft

Motoren trenger mye luft

Gjennomtrekk og nok luft i motorrommet er livsviktig. Det gir motoren bedre arbeidsvilkår. Visste du at en 200 hk dieselmotor har behov for 10-12 m

³

luft i minuttet og at motoreffekten synker når motorrommet blir for varmt? Ekstra vifte og bedre ventilasjon kan gi økt motoreffekt!

Tekst og foto: Gunnar Steen Iversen

Vår båt “Kristina” som drives av en Volvo TAMD 41 A-motor på 188 akselhestekrefter (138 kW), har fått sitt motorromsklima forbedret. Motoren kvitterte med mindre røyk (sot) og lavere driftstemperatur.
Vi monterte en stillegående italienskprodusert vifte fra Gianneschi & Ramacciotti under dekk, som har en kapasitet på hele 15 m³ luft pr. minutt.
Det hjelper lite med gode farts- og sjøegenskaper for en båt, hvis motoren jobber under håpløse betingelser. Sjekk din egen båt og kikk litt på andre farkoster i havna. Se spesielt etter gitter for luftinntak. På noen båter, spesielt nyere konstruksjoner, vil man se store sluser for ventilasjon på hver side av skroget. Princess-båtene har f.eks store luftinntak og termostatstyrte motorromsvifter som sørger for et godt motorromsklima. På andre båttyper, ofte litt eldre farkoster, ser man to små ventilasjonbeslag hvor begge beslag er montert medstrøms fartsretningen.
Selv ikke den enkle grunnregel om at gitteret for luftinntaket vendes fremover, og gitter for utlufting vendes bakover, er blitt fulgt. Dette er enkle synder å rette opp.
Motorprodusentene har de siste årene “misjonert” litt hos båtbyggere både i Norge og i utlandet. Volvo Penta har laget et eget temahefte om forholdet og Unipower har for sine Perkins-motorer også viet ventilasjon i motorrom stor oppmerksomhet.

Varm sommer i 97

Det var spesielt den varme sommeren 1997 som gjorde at vi ønsket å forbedre inneklimaet i motorrommet. Da opplevde båtfolk i Oslofjordområdet opptil 23-24°C temperatur i sjøvannet (kjølevannet) og 23-25°C i luften, altså tilnærmet middelhavstemperaturer. Den sesongen var det mange motorer som jobbet tungt. For de fleste er det en godt bevart hemmelighet at oppgitt motoreffekt måles ved 25°C. Spør deg selv om når du hadde denne temperaturen i motorrommet.
Spesielt motorer med turbo og ladeluftkjøler er helt avhengige av kjølige omgivelser.Ta en titt på store trekkvogner for vogntog. De har luftinntak over førerhuset. For motorer med turbokompressor synker faktisk effekten med opp til 1,5% per 10 grad over 25°C i motorrommet. Har man ladeluftskjøler (intercooler) i tillegg, er effekttapet 1 prosent. Tro heller ikke at en vanlig sugemotor går fri. Her er effekttapet 2 prosent. I motorrom med dårlig ventilasjon er temperaturen både 60 og 70°C. I slike omgivelser har motoren det vanskelig.

Italienske ventilatorer

Hvordan bøte på problemet? Ventilasjonsvifter med en ytelse på 10-15 m3/min, er ikke hyllevare i vanlige båtutstyrsforretninger. De små motorromsviftene har ikke nok kapasitet for større motorer. Vi kontaktet Leif H. Strøm i Oslo som importerer de italienske ventilatorene fra Gianneschi & Ramacciotti. I middelhavslandene er motorromventilasjon helt påkrevet. En serie sentrifugalvifter med luftkapasitet fra 6 til 60 m³/min er tilgjengelige.
Jon Romundgard hos Leif H. Strøm anbefalte en sentrifugalvifte, model C402 som gir 15 m³/min luft uten trykkmotstand, en 12 volts vifte med strømforbruket på 10 ampere.
I rekken av ventilatorer finnes modeller for 12 og 24 volt likestrøm og 220 volt vekselstrøm. Før ventilatoren ble tatt i bruk, var vi nokså spente på støynivået. Det kunne vi spart oss. Viften, montert under dørken, har et støynivå på 56 dB og er knapt nok hørbar, selv uten motoren i gang.
Vårt eksempel dreier seg utelukkende om et motorrom for en dieselmotor. Når det gjelder bensinmotorer, er ventilasjonen enda viktigere. Her handler det både om å skaffe luft til motorens forbrenning og å bli kvitt den tunge bensindampen som legger seg i kjølsvinet.
Ekspertene er enige i at en ventilasjonsvifte skal monteres på sugesiden. Hvis man skal foreta ombygging for å plassere en vifte i et motorrom, kan det by på problemer. Det fikk undertegnede erfare. Vi måtte faktisk sette viften på tilførselssiden. Det har fungert bra, men kan man unngå dette, er det en fordel. Vi har heldigvis ikke merket motorromslukt i båten på grunn av overtrykk i motorrommet..

Noen grunnregler

En gyllen regel for forbrenningsmotorer er følgende: Når 1 kg dieselolje (1.18 liter) forbrennes, trenges 16 kg luft, eller 12.4 m³ ved en atmosfæres trykk. Volvo Penta har regnet ut at ventilatorene må ha en kapasitet på 0,07 m³ luft pr kW. Noen grunnregler for luftinntak er viktige.
Følgende areal for motorers luftforbruk er satt som norm:
1. For dieselmotorers luftforbruk: 1.90 cm²x motorens kW
2. For bensinmotorers luftforbruk: 1.38 cm² x motorens kW
Ventilasjon av motorrom:
Både luftinntak og luftavløp: 1.65 cm² x motorens kW

Kraftige vifter gir luft

En stor dieselmotor, for eksempel en TAMD 71(lett drift) på 262 kW, trenger faktisk et luftinntak på 498 cm²=(1.9 x 262kW). Det innebærer en luftespalte på 15 x 35 cm på hver side av skroget eller et rør på 250 mm i diameter, eller 11 slanger med diameter på 75 mm. I tillegg trenges ventilasjon på tilsammen 1.65 x 262= 432 cm². Det krever således en luftespalte på 15 x 30 cm, eller 10 slanger av nevnte mål. Velger man å ventilere med en vifte, trenger motoren en lufttilførsel på 18.3 m³/min ved hjelp av en ventilator (0,07 x262).
For “Kristina” med sin TAMD41A på 138 kW trenges et areal på 489 cm². En ventilator må gi 9,66 m³/min (0,07 x138). Dette stemmer igrunnen godt med grunnregelen om luftbehovet for å brenne en liter drivstoff. TAMD41A-motoren krever faktisk 47 liter diesel i timen ved fullt pådrag. Dermed havner vi på et luftbehov på nevnte 9.6-10.0 m³/min. Vi må korrigere litt. Behovet for luft er regnet ut etter en temperatur på 30°C. På våre breddegrader (ca 20°C) kan vi korrigere med faktoren 0.7 etter Volvos tabeller.
Monteringen av ventilatoren i “Kristina” tjener to behov. Vi har fått ned temperaturen i motorrommet og samtidig sørget for nok luft til turboen. Vår digitale temperaturmåler viste før viftemontering 48.1°C i motorrommet (ca en halv meter fra luftinntaket) etter en halv times kjøring på marsjfart (3400 o/min). Temperaturen i sjøvannet var 7,6°C og lufttemperaturen 12°C. Motortemperaturen (ferskvannskretsen) målt på instrumentpanelet viste 85°C
Etter montering av vifte, fleksible slanger og et 100 millimeters rør ført inn i motorrommet, ligger temperaturen på omkring 35°C, noe avhengig av utetemperaturen. Termostat er ikke montert, men derimot en av/på-bryter for viften.

Nedkjølt luft en fordel

Temperaturen på luft til luftfilter og turbo, bør være så lav som mulig. Prinsippet om at kjølig luft som trekkes gjennom luftfilter, turbo og intercooler til motoren gir bedre og renere forbrenning, stemmer bra med det vi har erfart om bord i “Kristina”.
Prinsippet for ladeluftkjøling er at den komprimerte luften fra turboen som varmes opp, kjøles ned av ladeluftkjøleren som gir den et økt surstoffinnhold før den brukes i forbrenningen. Resultatet er økt effekt og renere forbrenning. Det er denne prosessen vi bidrar litt ekstra til med bedret ventilasjon.
Er det så andre og mer geniale forandringer som kan gjøres for å øke effekten? Volvo har selv gitt svaret. Produsenten har på nyere motorer sørget for at ladeluftkjøleren som kjøles av sjøvann, er plassert fremst i kjølevannskretsen, det vil si foran både oljekjøler, varmeveksler og gear. Dermed blir den tilført uoppvarmet sjøvann og ladeluftkjøleren blir således mer effektiv i sin nedkjøling av innsugningsluften.
En annen forbedring som benyttes på større motorer er nedkjøling av dieseldrivstoffet på returslangen til tanken. På den måten holder man drivstofftemperaturen i tanken lav, men dette er ikke tema i denne artikkel.