Spray oil cooling for large engine pistons – InKoMar -
Das Verbundprojekt „InKoMar – Innovative kosten- und emissionsoptimierte Leichtbaukolbenentwicklung für den Gasbetrieb maritimer Dual-Fuel-Großmotoren“ bestehend aus der WTZ Roßlau gGmbH, MET Motoren- und Energietechnik GmbH und der Seco GmbH hat das Projektziel der Entwicklung eines neuen Designkonzepts für zukünftige Großmotorenkolben im Gasbetrieb von Dual-Fuel-Motoren im maritimen Bereich. Die komplizierte und kostenaufwändige Schmier- und Kühlölzufuhr über Kurbelwelle und Pleuel, soll durch eine einfache Spritzölzufuhr über eine Düse ersetzt werden, wordurch deren Fertigungsaufwand wesentlich reduziert werden kann. Zudem kann das Gewicht der Kurbelwelle und des Pleuels verringert werden, was die bewegten Massen reduziert und damit die Effizienz des Motors erhöht. Bisher gibt es diese einfache Spritzdüsenölzufuhr bei Großmotorenkolben nicht. Die neue Spritzölzuführung soll mit einer reibgeschweißten Verbindung zwischen Kolbenober- und Kolbenunterteil kombiniert, die Brennraumform des Kolbens an den Dual-Fuel-Gasbetrieb angepasst und die gesamte Baugruppe in extremer Leichtbauweise ausgeführt werden.
Dazu wird im WTZ ein 1-Zylinder-Forschungsmotor mit der neuen Spritzölkühlung ausgerüstet und dessen Tauglichkeit in experimentellen Untersuchungen evaluiert. Basis der Untersuchungen ist ein dezidiert für dieses Projekt entwickeltes Messsystem zur kontinuierlichen Erfassung eines 3D-Temperatur- und Dehnungsmessfeldes am bewegten Kolben. Zudem werden die betriebstechnische Eignung und Fertigungsqualität des Versuchskolbens mit Spritzölkühlung experimentell überprüft.
Die im Teilprojekt des WTZ Roßlaus gewonnen Erkenntnisse bilden die eminent wichtige Grundlage für die gemeinsam mit den Projektpartnern durchgeführte technische und wirtschaftliche Bewertung des neuartigen Kolbenkühlsystems. Der Lösungsansatz einer neuen Spritzölzufuhr soll den Anforderungen künftiger Schiffsmotorengenerationen, sowie den aktuellen und zukünftigen IMO TIER III/IV-Regularien zur Emissionsreduzierung gerecht werden.
Das Projekt wird gefördert durch das Bundeministerium für Wirtschaft und Klimaschutz.