Das deutsche Unternehmen CM Technologies (CMT) hat ein kompaktes Prüfgerät für den Druckabfall (Pressure Drop Test Instrument, PDTI) vorgestellt. Es wurde entwickelt, um Druckverluste im Zylinder zu erkennen, bevor diese zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch, kostspieligen Reparaturen und Ausfallzeiten des Schiffes führen.

Während des Kompressionsvorgangs eines Dieselmotors kann ein Druckverlust ein früher Hinweis auf verschlissene Kolbenringe („Blow-by“), Verschleiß oder Schäden an der Zylinderlaufbuchse sowie Undichtigkeiten an Einlass- oder Auslassventilen sein.

Auch wenn die ersten Anzeichen relativ geringfügig erscheinen mögen, kann ein Druckverlust tatsächlich auf einen sich entwickelnden Verschleiß im Brennraum hindeuten, erklärte David Fuhlbrügge, Geschäftsführer von CMT.

„Jeder Verlust an Zylinderdruck bedeutet auch einen Energieverlust, der sonst während der Verbrennung auf den Kolben wirken würde. Infolgedessen benötigt der Motor mehr Kraftstoff, um den verringerten Druck auszugleichen und die erforderliche Leistung aufrechtzuerhalten“, sagte er.

Laut Unternehmensangaben sollte die Prüfung auf Druckabfall Teil der routinemäßigen Zustandsüberwachung des Motors sein; bislang mangelt es jedoch an einfachen, speziell für diesen Zweck entwickelten Prüfverfahren.

„Die Überprüfung, ob ein Zylinder Druck verliert, sollte eigentlich ein Standardtest sein, doch es gibt nur wenige dafür ausgelegte Instrumente“, so Fuhlbrügge. „Einige Besatzungen haben zwar eigene, einfache Testmethoden entwickelt, die zwar funktionieren mögen, aber keine einheitliche Lösung für die gesamte Flotte bieten. Kunden kamen auf uns zu, weil sie sich ein einfaches, standardisiertes Gerät wünschten, das konsistentere Ergebnisse liefert.“

Das PDTI funktioniert, indem Druckluft über das Indikatorventil des Motors in den Brennraum geleitet wird. Sobald der erforderliche Druck erreicht ist, wird das System abgesperrt und für einen festgelegten Zeitraum ruhen gelassen. Dabei wird der Druckabfall über diesen Zeitraum gemessen.

Durch Wiederholung des Vorgangs am gesamten Motor und den Vergleich der Druckabfallraten der einzelnen Zylinder können Ingenieure diejenigen Zylinder identifizieren, die schneller Druck verlieren als andere.

Solche Abweichungen können auf Undichtigkeiten hinweisen, die durch verschlissene oder beschädigte Kolbenringe, den Zustand der Zylinderlaufbuchse oder undichte Ventile verursacht werden.

„Welcher Druckverlust akzeptabel ist, hängt vom jeweiligen Motor und dessen spezifizierten Betriebsgrenzen ab. Der Vergleich der Ergebnisse zwischen den Zylindern bietet den Ingenieuren jedoch eine praktische Möglichkeit, Abweichungen zu erkennen und festzustellen, wo eine weitergehende Überprüfung erforderlich sein könnte“, erklärte Fuhlbrügge. „Wenn Druck aus dem Brennraum entweicht, geht Energie verloren. Dies kann zu einem höheren Kraftstoffverbrauch führen, da unter Umständen mehr Kraftstoff benötigt wird, um den Verlust auszugleichen. Zudem können Druckverlustprüfungen auf häufige Probleme hinweisen, wie etwa den Verschleiß von Kolbenringen oder Defekte am Auslassventil.“

Das PDTI selbst wird mittels additiver Fertigung hergestellt, wobei Edelstahlpulver in einem speziellen 3D-Druckverfahren Schicht für Schicht verarbeitet wird. Dieses Verfahren ermöglicht die Integration komplexer Innenkanäle, ohne die strukturelle Integrität des Instruments zu beeinträchtigen.

„Druckverluste werden leicht übersehen, können aber ein frühes Anzeichen für einen beginnenden Verschleiß des Motors sein. Ein einfacher Vergleich des Druckabfalls zwischen den Zylindern hilft dabei, Kraftstoff zu sparen, und liefert Ingenieuren wertvolle Informationen, noch bevor ein kostspieliges Problem entsteht“, erklärte er.