Suhi izpuh

Po predahu, v katerem smo si ogledali del propulzije – začeli smo s propelerji – je logično nadaljevanje s pogonskim sklopom.

Ker verjetno vsi poznate marinizirane motorje, kjer hladi motor direktno morska voda ali pa so hlajeni s sladko vodo (protizmrzovalna tekočina), se bomo tokrat spustili na področje motorjev za plovila s suhim izpuhom.

Spoznali se bomo predvsem z motorji, ki sodijo med komercialne motorje za plovila in kjer ni suh izpuh nobena redkost (prej bi rekli pravilo), in so opremljeni s tako imenovanim `keel coolingom` (hladilnik na dnu plovila).

Profesionalna in velika komercialna plovila imajo večinoma skupno pripravo hladilne vode, kjer veliki toplotni izmenjevalci pripravljajo sladko vodo, ki opravlja vlogo medija. Glavni propulzijski motorji, pomožni motorji in generatorski motorji pa imajo svoje izmenjevalce, ki skrbijo, da je obtočna tekočina v motorjih, ki se hladi prav tako z izmenjevalci, pravilno hladi. (Naj omenim, da imajo motorji profesionalnih plovil posebno hladilno tekočino, ki poleg tega, da preprečuje zmrzovanje in korozijo, tudi vpliva oziroma preprečuje kavitacijske poškodbe v notranjosti bloka motorja)

Pri manjših motorjih in motorjih plovil za šport in razvedrilo boste skoraj vedno našli mokre izpušne sisteme. Hladilna voda se vbrizgava v izpuh motorja in tam opravlja dvojno delo: hladi izpušne pline in s svojo prisotnostjo in ekspanzijo – uparitvijo tudi dela izpuh tišji.

Mokri izpuhi imajo običajno zelo kratek del izpuha suh do predela, kjer se vbrizgava voda vanj. Suhe izpuhe namreč specificiramo kot izpuhe, kjer se voda NE VBRIZGA v izpuh. Takšne izpuhe strokovno imenujemo suhe izpuhe (drystack exhaust).

Prednost motorjev s suhimi izpuhi je zmanjšana korozija, ker slana voda preprosto ni prisotna v sistemu hlajenja in izpuha, pa tudi skrb za občutljivo črpalko morske vode je odveč.

Na koncu članka bomo obdelali vse pluse in minuse suhega izpuha, sedaj pa si poglejmo, katere komponente in rešitve potrebujemo za to.

Kot prvo naredimo korak nazaj k osnovam izgorevalnih motorjev. Motorji z notranjim izgorevanjem »producirajo« velike količine odpadne toplote (do 70 % energije goriva se pretvori v toploto), ki jo moramo pravilno odvesti, da ne povzročimo pregretja motorja.

Izgorevalne temperature v motorjih se gibljejo med 1.650 in 2.750 stopinjami Celzija, s tem, da se od 30 do 35 % od skupne pridelane toplote odvede skozi izpuh. Za pogon propelerja oziroma pretvorbo v mehansko energijo se porabi od 34 do 39 % energije (pri dizelskih motorjih), poleg tega je del energije (od 30 do 35 %) potrebno odvesti preko aktivnega hlajenja motorja. Če to hlajenje odpove, se začnejo dogajati zadeve, ki privedejo do uničenja motorja:

Pri 200 stopinjah Celzija odpove mazanje z oljem, pri 260 stopinjah Celzija se začnejo zatikati ventili in kmalu blokirajo, pri temperaturah preko 260 stopinj Celzija aluminijski deli motorja izgubijo elastičnost in se začnejo lomiti.

Mazanje z oljem, uparjanje goriva v valjih in zraku okrog motorja lahko odvede okoli 10 % toplote motorja. Zato je tudi potreba dobra ventilacija motornega prostora, da bi preprečili pregretje motorja. Toda 10 % tako oddane toplote še ne pomeni bistvenega prispevka k hlajenju, zato so vsi motorji opremljeni s hladilnim sistemom, da bi preprečili, da se motor preprosto ne stopi. Sicer so nekateri motorji, kot na primer motorji kosilnic, motociklov, pa tudi nekaterih avtomobilov, opremljeni z zračnim hlajenjem. Ti so seveda posebej konstruirani za takšen način hlajenja z dovolj hladilnimi rebri in ventilatorji. Celo nekatera plovila so opremljena z motorji z zračnim hlajenjem, zlasti če so uporabljeni motorji manjših moči. Ti seveda nimajo problemov z vodnimi črpalkami in korozijo. Toda globoko v notranjosti plovila je zelo nepraktično hladiti motorje z zrakom. Večino proizvedene energije bomo namreč porabili za ventilacijo motornega prostora.

Če imamo v mislih, da motorji ne morejo delovati preveč ohlajeni, velja pravilo, da čim toplejši so, tem večji je njihov izkoristek, seveda ob upoštevanju temperaturnih meja, ki sem jih navedel. Značilno za dizelske motorje je, da je nastavljen termostat za hladilni sistem na 70 do 82 stopinj Celzija, ko se začne odpirati in je popolnoma odprt pri temperaturah od 82 do 94 stopinj Celzija. Še dovoljena temperatura hladilne tekočine je največ 98 stopinj Celzija. Visoko sposobni motorji, ki delujejo s posebnimi hladilnimi tekočinami (etilen glikol), pa delujejo s temperaturami tudi do 125 stopinj Celzija, če je hladilni sistem zaprt in pod pritiskom.