Partikelfilter, Schalldämpfer und andere Geräte zwingen Motoren in die Knie. Kritische Anmerkungen zu einem alten Motorenproblem in neuer Auflage
Kraftstoff sparen und die Umwelt schützen, das führt in jüngster Zeit bei Schiffsantrieben zu Problemen, die früher in dieser Form[ds_preview] nicht bekannt waren: Der Abgasgegendruck stellt sich bei den Probefahrten gelegentlich als zu hoch heraus. Das bedeutet, die Dieselmotoren kommen nicht auf ihre Leistung und das Schiff nicht auf die vertraglich festgelegte Geschwindigkeit. Die Ursachen liegen ausschließlich in der Hintereinanderschaltung von Anlagen, mit denen Kraftstoff gespart und die Umwelt geschützt werden soll, sowie engen Maschinenräumen mit entsprechend ungünstiger Abgasführung.
In solchen Fällen sind Dieselmotoren klar im Vorteil, die einen hohen Abgasgegendruck zulassen. Eine Umfrage der Redaktion bei namhaften Herstellern von Motoren im Leistungsbereich von 500 bis 1.000 kW ergab eine Bandbreite von 3 bis 15 kPa (rund 30 bis 150 mbar). Wie zum Beispiel ausgeführte Antriebsanlagen von Kabinenschiffen zeigen, reichen die unteren Werte in bestimmten Fällen nicht für die Hintereinanderschaltung von Partikelfilter, Schalldämpfer und anderen Geräten aus, auch wenn die Addition der einzelnen Strömungswiderstände einen zulässigen Wert ergibt. Die dynamischen Verhältnisse können – wie einige Fälle gezeigt haben – zu deutlich höheren Werten führen. Die Folgen sind unzureichende Leistung der Dieselmotoren und erhöhter Kraftstoffverbrauch. Das bedeutet dann, dass recht kostspielige Nachbesserungen erforderlich werden.
Schiffe mit diesel-elektrischen Antriebsanlagen und Verteilung der Stromerzeugung auf mehrere gleichgroße Aggregate bieten in diesem Zusammenhang kaum Probleme. Ihre Motorleistung wird nur selten bis zur Nennleistung genutzt, weil beim Überschreiten einer bestimmten Auslastung der laufenden Dieselmotoren das nächste Aggregat automatisch hochgefahren wird. Der Abgasgegendruck erreicht folglich nur dann den Höchstwert, wenn der Leistungsbedarf gleichzeitig für den Fahr- und den Hotelbetrieb maximale Werte annimmt. Da dies nur selten der Fall ist, lassen die Motorenhersteller bei derartigen Antriebsanlagen zeitlich begrenzte Überschreitungen der maximalen Gegendruckwerte zu. Problematisch wird es allerdings auch hier, wenn die Schiffsführung die Automatik ausschaltet und die Motorleistung über den eingestellten Schaltpunkt hinaus nutzt. Das führt unvermeidlich zu einem deutlich höheren Kraftstoffverbrauch als bei automatischem Betrieb.
Diese Problematik betrifft Werften wie Motoren- und Gerätehersteller gleichermaßen und es bedarf sorgfältigster Prüfungen, wie das Abgas geführt werden kann und welche Geräte gewählt und wie sie positioniert werden. Gibt es zu einem Schiff, mit dem entsprechende Erfahrungen gemacht wurden, Nachbauten, dann können für diese andere Geräte gewählt werden, zum Beispiel Partikelfilter mit einer deutlich größeren Oberfläche des Filterelementes. Der Widerstandswert sinkt entsprechend und die Rückhaltefähigkeit vergrößert sich. Der Nachteil: Bei unverändertem Filterwerkstoff sind größere Abmessungen des Filters nicht zu vermeiden.
Wie schwierig Entscheidungen auf diesem Gebiet sein können, zeigt sich am Beispiel der MTU Friedrichshafen. Das Unternehmen hatte 2008 eine Zusammenarbeit mit Hug Engineering beschlossen, um für alle Motorenbaureihen eigene Abgasnachbehandlungsanlagen zu entwickeln. Dafür wurde in der Schweiz sogar eine eigenständige Aktiengesellschaft gegründet, in der Mitarbeiter beider Unternehmen tätig werden sollten. Die AG ist längst liquidiert und die MTU hat sich neue Partner auf diesem Gebiet gesucht. Wie es offiziell heißt, arbeitet die MTU bei Partikelfiltern unter anderem mit HJS Emission Technology zusammen, die schon einige Partikelfilter mit Elementen aus Sintermetall für Motorenanlagen von Bodenseeschiffen geliefert hat, welche von MTU-Motoren angetrieben werden. Die von HJS entwickelte Technik wurde bereits 2002 vorgestellt und bei Nutzfahrzeugantrieben erfolgreich eingesetzt.
