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Description
Flashcards by Richter Nicolas, updated more than 1 year ago
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Created by Richter Nicolas
about 9 years ago
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| Question | Answer |
| Beschreiben Sie mit wenigen Worten die Verstelleinrichtung eines Verstellpropellers. | 1.Propellerwelle ist eine Hohlwelle mit Hydraulikleitung 2.Durch Druck wird eine Längsbewegung verursacht, die über einen Stempel in eine Rotationsbewegung der Propellerblätter umgewandelt wird |
| Nennen Sie die Vorteile eines Verstellpropellers | 1.Manövrierfähigkeit wird verbessert. 2.Umsteuervorrichtung der Antriebsmaschine entfällt 3.Schonender Betrieb des Motes 4.Motor und Propeller können beim optimalen Gesamtwirkungsgrad betrieben werden 5.Möglichkeit konstanter Wellendrehzahl bei Anlagen mit Wellengenerator 6.Anpassungsmöglichkeit an stark unterschiedliche Propellerdrehmomente (bei Schleppern und Fischereifahrzeugen) |
| Nennen Sie die Nachteile eines Verstellpropellers | 1.Erheblich höhere Bau- und Wartungskosten 2.Wirkungsgrad wegen der dickeren Nabe 1 bis 3% schlechter |
| Skizzieren Sie das Wärmetechnische Schema einer Abgaskesselanlage mit Kombikessel. Benennen Sie die einzelnen Bauteile des Kessels und der Anlage. Welchen typischen Zustand hat der in einem Kombikessel erzeugte Dampf? | |
| Bennen Sie in der Schiffstechnik übliche Kupplungstypen für die Verbindung von Wellenenden (2Typen) | 1.fester Flansch 2.Öldruck Hülsenkupplung |
| Bennen Sie in der Schiffstechnik übliche Kupplungstypen für die Verbindung von Motor und Getriebe (2 Typen) | 1.Lamellenkupplung 2.elastische Kupplungen |
| Bennen Sie in der Schiffstechnik übliche Kupplungstypen Wendegetriebe (1Typ) | Lamellenkupplung |
| Aus welchen Komponenten besteht die Abgasanlage eines großen Containerschiffes und wie sind sie angeordnet? | |
| Welche Kriterien sind bei der Auslegung der Rohrquerschnitte einer Schiffsabgasanlage zu berücksichtigen? | 1.maximale Abgasgeschwindigkeit: 40-50 m/s 2.Die Summe aller Strömungswiderstände zwischen Motor und Austritt am Schornstein sollte weniger als 25 bis 30 mbar betragen. |
| Ursachen für typische Erregerfrequenzen und deren Werte | Propeller im inhomogenen Nachstromfeld: f_err= i * z_p * n_p, mit i= 1,2,3,4... schwankende Gaskräfte im Motor: f_err= i * z * n, mit i=1,2,3,4...[2T] bzw. i=0.5,1,1.5....[4T] Zylinderausfall: f_err= i * z(Anzahl Ausfallzylinder) * n, mit i=1,2,3,4...[2T] bzw. i=0.5,1,1.5....[4T] |
| Nennen Sie 3 Aufgaben der dem Maschinenraum zugeführten Luft | 1.Zumutbare Arbeitsbedingungen für das Maschinenpersonal (max. 35 °C) 2.ausreichende Verbrennungsluft für Haupt- und Hilfsmaschinen (einschl. Hilfskessel) 3.genügend Kühlluft, um die von den Aggregaten durch Strahlung und Konvektion abgegebene Wärme abzuführen 4.Schutz temperaturempfindlicher Apparate vor Überhitzung |
| Nennen Sie drei Bauarten von Propellern, die sich besonders für den Einsatz von Schleppern eignen. Begründen Sie Ihre Angaben mit Stichworten. | 1.Voith-Schneider-Propeller 2.Ruderpropeller (schnelles Umsteuern, Schub in jede Richtung) 3.Düsenpropeller/Kortdüse (zusätzlicher Schub durch Strömungsumlenkung) |
| Nennen Sie die wichtigsten Komponenten einer Schiffsdampfanlage | |
| Stellen Sie für die Dampfturbine und einen Dieselmotor in einem Diagramm den spezifischen Kraftstoffverbrauch im Teillastbetrieb in Abhängigkeit von der Leistung dar. | |
| Was ist im Vergleich vom Dieselmotor zur Gasturbine der entscheidende Nachteil der Dampfturbine? | geringer Wirkungsgrad bzw. höherer spez. Brennstoffverbrauch |
| In welchem Bereich des Schiffbaus werden heute noch Dampfturbinen eingesetzt? | Im Bereich der großen Gastanker |
| Skizzieren Sie die wesentlichen Teile einer vorderen Stevenrohrlagerung einschließlich Abdichtung. | |
| Skizzieren Sie die wesentlichen Teile einer hinteren Stevenrohrlagerung einschließlich Abdichtung. | |
| Nach welchem (Haupt-) Kriterium wird der Schmieröldruck im Stevenrohr festgelegt? | Der Öldruck im Stevenrohr muss stets höher als der Wasserdruck sein, damit im Schadensfall zwar Öl austreten, aber kein Seewasser eindringen kann. Dazu wird der Schmierölanschluss mit einem Hochtank verbunden, so dass immer ein Ölüberdruck von 0,2 . . . 0,3 bar vorhanden ist. |
| Nennen Sie die Aufgaben des Drucklagers. | Das Drucklager überträgt überträgt den Propellerschub auf den Schiffskörper. |
| Wo befindet sich das Drucklager bei verschiedenen Anlagen? | 1.2T-Direktantrieb: im Motor integriert bzw. in der Grundplatte des Motors 2.Motor mit Getriebe: im Getriebe integriert 3.Diesel-elekrisch: freistehendes Drucklager (Michell-Drucklager) |
| Skizzieren Sie schematisch den Aufbau eines Michell-Drucklagers und deuten Sie die Drehrichtung der Druckscheibe an. | |
| Welche Ziele wollen Sie i.d.R. erreichen, wenn Sie eine Wellenstudie durchführen? | Berechnung der Lagerkräfte und Verformungen der Welle, um die optimale Anordnung der Lager und die sich daraus ergebenden Positionen der Flanschkupplungen (Versatz und Klaffung) vor dem Zusammenbau zu ermitteln. |
| Welche Schwingungsarten sind für die Auslegung von Wellenanlagen auf Schiffen von Bedeutung? | 1.Drehschwingungen 2.Längsschwingungen 3.Biegeschwingungen |
| Welche Aussage haben die mittlere Kolbengeschwindigkeit und der effektive Nutzmitteldruck? | mittlere Kolbengeschwindigkeit c_m: Maß für mechanische Belastung des Motors effektiver Nutzmitteldruck p_e: Maß für thermische Belastung des Motors |
| Erläutern Sie warum es nicht sinnvoll ist, einen Fischtrawler mit einem Festpropeller auszurüsten. | Man hätte nicht die Möglichkeit im Schleppbetrieb die günstige Kombination zwischen Propellerdrehzahl und Drehmoment zu wählen, da die Drehzahl durch die Schiffsgeschwindigkeit vorgegeben. |
| Welche weiteren Schwingungsarten müssen insbesondere beim 2T-Motor außer der Drehschwingung noch berücksichtigt werden. | Besonders: die Längsschwingungen: Wegen der langen Kurbelwellenkröpfungen entstehen durch die Gaskräfte Anregungen der Propellerwelle in Längsrichtung. |
| Skizzieren Sie das Kennfeld eines Viertakt-Schiffsdieselmotors und benennen Sie die Grenzen. | hermische Belastungsgrenze: p_en Mechanische Belastungsgrenze: n_n |
| Tragen Sie die Propellerkurven für Probefahrtbedingungen und erhöhten Schiffswiderstand in ein Leitungs-Drehzahl-Diagramm ein. | |
| Erläutern Sie die Begriffe „Sea Margin“ und „Engine Margin“. | Sea-Margin: kompensiert Widerstandserhöhungen durch Schlechtwettereinflüsse sowie Bewuchs von Rumpf und Propeller. Engine-Margin: kompensiert Motorausfälle o.ä. (Zylinderausfall, Verschleiß, Verschmutzung...) |
| Skizzieren Sie die typische Befestigungsart eines Festpropellers und benennen Sie die einzelnen Bauteile. | |
| Erläutern Sie stichwortartig die Montage und Demontage eines Festpropellers | Für Montage oder Demontage wird Drucköl durch die Nabenbohrung in gewindeähnliche Nuten von 0,5 mm Tiefe gepresst, so dass die Nabe aufgeweitet wird. |
| Welche wesentlichen Aufgaben erfüllt der Dampf aus der Abgaskesselanlage eines Schiffes mit einem Dieselmotor als Hauptantrieb. | Versorgt: 1.Schwerölendvorwärmer 2.Separatoren 3.Frischwassererzeugung 4.Bunkertankheizung 5.Klimaanlage(Heizung) |
| Nennen Sie Vorteile von Thermalöl statt Wasser. | 1. für Schiffe in Eisgewässern: Thermalöle, die bis -30°C pumpfähig sind 2.Chemikalientanker: keiner Gefähdung der Ladung 3.Systemdruck steigt nicht so stark mit der Temperatur 4.keine Aufbereitung nötig 5.keine Korrosionsgefahr |
| Nennen Sie Nachteile von Thermalöl statt Wasser. | 1.schlechterer Wärmeübergang: Systemkomponenten größer und Installastionskosten erheblich höher 2.Alterung begrenzt die Einsatzdauer |
| Nennen Sie Vorteile einer Gasturbinenanlage. | 1.Geringe Gewichte und Abmessungen der Gasturbine 2.Kurze Montagezeiten (Bauzeit des Schiffes) 3.Leichte Auswechselbarkeit der Gasturbine 4.Kurze Anfahrzeit und hohe Manövrierfähigkeit 5.Gute Laufruhe 6.Niedrige NOx-Emissionen, da hoher Luftdurchsatz |
| Nennen Sie Nachteile einer Gasturbinenanlage | 1.Hohe Anfoderungen an die Kraftstoffqualität 2.Hoher Kraftstoffverbrauch 3.Ungünstiges teillastverhalten 4.Wirkungsgrad und Leistung start abhängig vom Zustand der Außenluft 5.Große Luft- und Rauchgaskanäle 6.Verstellpropeller oder Wendegetriebe erforderlich |
| Durch welche Möglichkeiten lässt sich das Drehschwingungssystem einer Kurbelwelle-Wellenleitung-Propeller verstimmen? | Eigenfrequenzen senken: 1.Zusätzliche Massen (zB Schwungrad) 2.Dämfung: z.B. durch elastische Kupplung Eigenfrequenzen erhöhen: 1.System steifer (zB größerer Wellendurchmesser) |
| Nennen Sie die wichtigsten Bestandteile einer Schiffsgasturbinenanlage und skizzieren Sie das Anlagenschema. | |
| Skizzieren Sie den thermodynamischen Vergleichsprozess einer Schiffsgasturbinenanlage und benennen Sie die Zusandsänderungen. | Jouleprozess: 1 → 2 Verdichtung 2 → 3 isobare Wärmezufuhr 3 → 4 Entspannung 4 → 1 isobare Wärmeabfuhr |
| Welchen spezifischen Brennstoffverbrauch erreichen moderne Gasturbinen für den Einsatz an Bord von Schiffen? | spezifischer Brennstoffverbrauch: b_e = 0,23...0,30 kg/kWh |
| Nennen Sie Vor- und Nachteile eines Zweitaktmotors. | Nachteile: Große Anlagenabmessungen Hohes Gewicht der Anlage Vorteile: guter Wikungsgrad kleine Drehzahl → kein Getriebe erforderlich HFO-geeignet |
| Erläutern Sie den Begriff „Kombinatorbetrieb“. | Mit einem Verstellpropeller ergibt sich die Möglichkeit den Betriebspunkt so zu wählen, dass bei schonender Fahrweise sich ein möglichst geringer Kraftstoffverbrauch einstellt. |
| Welche Schadstoffe im Abgas eines Schiffsdieselmotors werden durch internationale Gesetze direkt oder indirekt limitiert? | direkt: Stickoxide NOx → in g/kWh (wird auf 2,5-7,5 g/kWh reduziert) indirekt: Schwefeloxide → Schwefelgehalt im Brennstoff limitiert (0,1% SECA, 0,5% weltweit ab 2020/2025) |
| Welche weiteren Schadstoffe im Abgas sind umweltrelevant? | 1.Kohlenstoffdioxid CO2 2.Kohlenmonoxid CO |
| Ein Hochseeschlepper entwickelt bei einem Schleppmaöver einen maximalen Trossenzug von 190t, dabei wird an den beiden Drucklagern insgesamt ein Schub von 160t gemessen. Erläutern Sie den Grund für diese Differenz. | Der Schlepper hat einen Düsenpropeller/Kortdüse. Durch das Tragflügelprofil des Düsenquerschnittes wird bei Umströmung eine Auftriebskraft erzeugt, die den Trossenzug verstärkt. |
| Skizzieren Sie die Durchbiegung der Wellenleitung einer Antriebsanlage mit 2T-Dieselmotor vom Propeller bis zum freien Kurbelwellenende des Motors | |
| Einsatzgebiete von Dampfturbinen, Gasturbinen und Dieselmotoren in modenen Schiffsantriebsanlagen. | Dampfturbinen: große Gastanker Kombinierte Gas- und Dampfturbinenanlagen: Passagierschiffe Dieselmotoren (weit über 95% aller Schiffsantriebe) |
| Skizzieren Sie den prinzipiellen Aufbau eines Tunnel-Getriebes. | |
| Ein Fährschiff ist mit vier Viertakt-Dieselmotoren ausgerüstet, die auf zwei Verstellpropeller wirken. Was muss für den Fall eines Schadens an einer der Hauptmaschinen berücksichtigt werden? | Wenn eine Hauptmaschine ausfällt sollten die beschädigte Hauptmaschine sowie eine Hauptmaschine des anderen Strangs ausgekuppelt werden, sodass man mit einer Hauptmaschine pro Strang weiterfährt |
| Ein Fährschiff ist mit vier Viertakt-Dieselmotoren ausgerüstet, die auf zwei Verstellpropeller wirken. Zwei dieser Motoren, die auf einen gemeinsamen Propeller wirken fallen aus. Welche Maßnahmen sind dann während der Seereise sinnvoll. | Auskuppeln der beschädigten Motoren und Weiterfahrt mit Ruderlage. |
| Wie verändert sich der Kraftstoffverbrauch im Laufe der Betriebszeit oder bei dem Einsatz von Schweröl (HFO) statt Marine-Gasöl (MGO)? | Im Laufe der Betriebszeit nimmt der Kraftstoffverbrauch zu, weil Bewuchs von Propeller und Rumpf den Schiffswiderstand erhöhen. Außerdem findet Verschleiß der Maschinenteile statt. Beim Verbrauch von Schweröl nimmt der Kraftstoffverbrauch ebenfalls zu, weil zusätzlich Separatoren betrieben werden müssen, und der Kraftstoff nicht so hochwertig ist und einen geringeren Brennwert hat. |
| Wie setzt sich der Propulsionsgütegrad zusammen? (Kurze Erläuterung). | |
| Nennen Sie Gründe für den Einbau von Wellengeneratoren. | 1.Das Schiff kann möglicherweise ohne Hauptmaschine fahren und über den Wellengenerator betrieben werden (PTI) 2.Die Hilfsmaschinen werden eingespart (Platz-, Gewicht-, Kosteneinsparung |
| Welche Gründe sprechen für eine Vater-Sohn-Anlage mit Motoren gleichen Typs? | 1.gute Anpassung für verschiedenen Leistungsbedarf (flexible Leistungserzeugung bei gutem Wirkungsgrad) 2.Einheitliche Ersatzteile |
| Was muss bei der Ermittlung der Tankkapazitäten für den Schwerölbetrieb zusätzlich berücksichtigt werden? | 1.Es müssen Heizungen für die Schweröltanks eingebaut werden 2.Es werden größere Tanks für die gleiche Reichweite benötigt, weil der Brennwert geringer ist als bei hochwertigen Kraftstoffen |
| Aus welchen Gründen muss die Propellersteigung eines Verstellpropellers bei veränderter Schiffsgeschwindigkeit verändert werden? | Wenn die Drehzahl beibehalten wird, muss die Propellersteigung variiert werden um die Schiffsgeschwindigkeit zu verändern. Das Problem der Drehzahldrückung wird damit umgangen. |
| Skizzieren Sie das Konstruktionsprinzip eines einstufigen Wendegetriebes. | |
| Bis zu welcher Antriebsleistung werden Wendeuntersetzungsgetriebe eingesetzt? | Der übliche Einsatzbereich endet bei modernen Schiffsantriebsanlagen bei ca. 5MW (8MW). |
| Nennen Sie Gründe, die für den Einsatz eines „CODAG-Antriebes“ sprechen. | Für diese Konfiguration spricht, dass für den Sonderfall, dass das Schiff mit Höchstfahrt fahren muss, nur eine relativ kleine/leichte Gasturbinenanlage installiert werden muss. Der relativ schlechte Wirkungsgrad fällt dabei nicht ins Gewicht, weil nur selten bei Höchstfahrt gefahren wird. |
| Welche Antriebskombinationen gibt es? | |
| Seit einiger Zeit haben viele Reedereien entschieden, die Reisegeschwindigkeit ihrer Schiffe deutlich zu reduzieren. Erläutern Sie stichwortartig mögliche Gründe. | 1.Abnahme des Transportvolumens durch Überkapazitäten in der weltweiten Schifffahrt 2.Anstieg der Brennstoffpreise/Rohölpreise |
| Welche Vor- bzw. Nachteile sich daraus, dass viele Reedereien entschieden haben, die Reisegeschwindigkeit ihrer Schiffe deutlich zu reduzieren? | Vorteile: 1.absolut geringerer Verbrauch Nachteile: 1.Schiff und Propeller sind nicht für diese Geschwindigkeiten optimiert 2.Motor fährt in ungünstigem Betriebspunkt 3.Abgaswärmenutzung ist nicht für geringe Abgasströme ausgelegt 4.insgesamt höherer Verbrauch pro kWh / schlechterer Wirkungsgrad |
| Skizzieren Sie die Drehmomentenkennlinie eines M=f(n) eines aufgeladenen Schiffsdieselmotors und einer Dampfturbine mit gleichem Nennzustand (100% M, 100% n). | |
| Erläutern Sie in Stichworten, nach welchen Kriterien die Propellerwelle eines Seeschiffes ausgelegt wird. Welche Regeln müssen dabei eingehalten werden? | 1.Torsion (Drehmomentübertragung) 2.Längskraft (Übertragung des Propellerschubs) Die Durchmesser der Propellerwelle haben den Vorschriften der Klassifikationsgesellschaft zu genügen |
| Skizzieren Sie das Nachstromfeld eines Schiffes mit Einwellenanlage und markieren Sie qualitativ den Schubmittelpunkt. | Schubmittelpunkt i.d.R. immer exzentrisch: (Anhaltswert: ΔR=(0,1...0,15)R ; Richtung 45° - 120°) → wegen Rotation befindet sich der Schubmittelpunkt nicht auf der Mittschiffslinie. |
| Beurteilen Sie, ob es sinnvoller ist eine Schiffsantriebsanlage mit mittelschnelllaufendem Viertakt-Dieselmotor in typischer Ausführung auf Schiffen mit häufigem Manövrierbetrieb mit Wellengenerator auszustatten oder im Kombinatorbetrieb zu fahren. | Bei Schiffen mit häufigem Manövrierbetrieb ist es sinnvoller im Kombinatorbetrieb zu fahren, damit der Motor immer in einem günstigem Betriebspunkt gefahren wird. Ein Wellengenerator benötigt eine konstante Drehzahl. |
| Aus welchem Grund wurden Propeller mit Leitrad eingesetzt? | Durch ein Leitrad kann der Propellerwirkungsgrad um bis zu 10% verbessert werden. Beim Leitrad handelt es sich um ein hinter dem Propeller angeordnetes zweites Vortriebsorgan mit größerem Durchmesser, das frei rotierend gelagert ist. Der vom Leitrad zusätzlich erzeugte Schub wird über ein Axiallager auf die Propellerwelle übertragen. Die erheblichen Kosten und insbesondere die technischen Probleme beschränkten bislang den Einsatz von Leiträdern auf wenige Einzelfälle. |
| Was verbirgt sich unter der Bezeichnung „SECA“. Was ist hinsichtlich des Motorbetriebs zu beachten? | SECA= Sulfur-Emission-Control-Area - geringere Schwefelemissionen erlaubt (Schwerölbetrieb: Nachbehandlung → Scrubber) |
| Bei der Probefahrt stellt man fest, dass sich die Schwingungsanregungen von Motor und Propeller ungünstig überlagern. Welche Maßnahme könnte kurzfristig helfen? | Verdrehen des Propellers gegenüber dem Motor um eine oder mehrere Lochteilungen des Wellenflansches. |
| Benennen Sie die Komponenten des 2T-Motors. | |
| Welchen Bohrungsdurchmesser hat der Motor MAN S35MC6? | D=350mm |
| Wie lange dauert das Arbeitsspiel eines 2T-Motors in °Kurbelwinkel? | 360° |
| Welche Aufgabe erfüllt der Kreuzkopft? | 1.Lagert die Treibstange drehbar und überträgt Querkräfte auf die Führung. 2.Sorgt dafür, dass die Schubstange nur noch Längsbewegungen ausführt |
| Was passiert wenn eine kurzzeitig zugelassene Geschwindigkeit über längere Zeit gefahren wird? | 1.Verschleiß 2.Überhitzung von Bauteilen 3.Abbau des Zylinderölfilms |
| Erläutern sie das Aufladekonzept(Turbolader) „Stoßaufladung“ | Bei der Stoßaufladung wird das Abgas von zwei, drei oder gelegentlich auch vier Zylindern in einer Leitung zusammengefasst. Hierbei ist zu beachten, dass sich die Auspuffvorgänge der verbundenen Zylinder nicht gegenseitig stören. Die Abgasleitungen sind kurz und strömungsgünstig zu gestalten, um die Strömungsverluste zu verringern. Durch die Stoßaufladung wird die kinetische Energie des Abgases (Stoßwellen) genutzt, so dass dieses Verfahren bei Teillastbetrieb und bei schnellen Lastaufschaltungen Vorteile bietet. Die stoßartige (instationäre) Beaufschlagung der Abgasturbine ist allerdings insbesondere im Volllastbetrieb mit höheren Verlusten verbunden. |
| Erläutern sie das Aufladekonzept(Turbolader) „Staufaufladung“ | Bei der Stauaufladung strömen die Abgase der einzelnen Zylinder in einen Sammler, wobei der während der Auslassphase veränderliche Druck im Zylinder (vor dem Auslassventil) auf den niedrigeren Druck imSammelbehälter heruntergedrosselt wird (Exergieverluste). Die Abgasturbine wird mit einem stationären Abgasstrom beaufschlagt, so dass hier insbesondere im oberen Leistungsbereich die Energieumsetzungen günstiger sind. Dieser Umstand sowie konstruktive und fertigungstechnische Vorteile haben dazu geführt, dass langsamlaufende Zweitaktmotoren ausschließlich mit Stauaufladung gebaut werden. |
| Benennen Sie die Komponenten des 4T-Motors. |
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