Konfiguration Motor–Getriebe–Welle–Propeller Motoryacht

[tupilaq]

Hallo Forumsteilnehmer,
in den vergangenen Wochen habe ich mich mit dem Antrieb meiner holländischen Stahlyacht beschäftigt, die im kommenden Sommer ausgeliefert werden soll. Dabei haben mir auch Beiträge in diesem Form geholfen, besonders aber der Propellerspezialist Urs aus der Schweiz mit seinem umfangreichen und tiefen Fachwissen. Ich möchte mit diesen Ausführungen dem Forum etwas zurückgeben und Lesern helfen, die sich mit ähnlichen Frage plagen. Meine wichtigste Zielsetzung bei den Überlegungen: Ruhe, Ruhe, Ruhe im Schiff bei optimaler Motorisierung.

Mein zukünftiges Schiff:
Eine Gruno 30. Eine klassische holländische Stahlyacht, Multiknickspanter, 9,50 x 3,20 x 0,85 m. Leergewicht ca. 8,5 t, voll ausgerüstet sicherlich 10 t. Das Schiff ist nach Klasse B klassifiziert. Meine künftigen Fahrtgebiete: Überwiegend Binnengewässer (Kanäle und Seen), gelegentlich Wattenmeer und küstennahe Ostsee.

Motorisierung:
Für so eine gemütliche Verdrängeryacht kommt sicherlich nur ein Diesel in Frage. Welche Leistung ist angemessen? In Forumsbeiträgen gehen die Meinungen auseinander.
Teils wird gefühlsmäßig argumentiert und dann zu reichlich PS und Kraftreserven geraten. So könnte man das bei einem Auto vertreten, das die Kraft ja auch vernünftig auf die Straße bringen kann. Für ein Schiff trifft das meiner Meinung nach nicht zu. In Charterschiffskatalogen habe ich überwiegend übermotorisierte Schiffe gefunden. Der unerfahrene Chartergast lässt sich wohl von hohen PS-Zahlen beeindrucken. Aber kann man die Mehr-PS auch vernünftig umsetzen?
Teils wird fachlich begründet argumentiert und dann etwa 4 – 5 PS/t empfohlen. Ich habe gelesen, der GL empfiehlt 4,5 kW/t. Diese Zahlen werden damit begründet, dass man die Kraft ja auch umsetzen können muss. Bei 4 – 5 PS/t ist das ohne Tricks und Schwierigkeiten möglich. Das Schiff macht bei Leerlaufdrehzahlen nicht zu viel Fahrt und erreicht vielleicht bei 80 – 90% der Maximaldrehzahl die Rumpfgeschwindigleit. Mehr Leistung als 4 – 5 PS/t kann man nur umsetzen, wenn der Propeller (entweder Fläche oder Steigung)verändert wird. Das führt zwangsläufig dazu, dass bei Leerlaufdrehzahlen in vielen Fällen schon zu schnell gefahren wird (ich habe bei Charterschiffen bis zu 7 km/h erlebt)und lange vor erreichen der Maximaldrehzahl die Rumpfgeschwindigkeit erreicht wird. Zum Erreichen der Rumpfgeschwindigkeit braucht man die „Mehr-PS“ gar nicht, in Geschwindigkeit umsetzen kann ich sie auch nicht. Wenn man nun noch mehr Gas gibt, führt das nur zur Überlastung des Motors und zu Schäden an Schiff und Propeller (Kavitation).
Ich werde mein Schiff mit einem Volvo-Penta D2-55 PS ausrüsten lassen. Bei der Wahl des Motorenherstellers hat für mich die Stützpunktdichte eine hohe Priorität. Eine weiter Rolle spielt die Auswahl der angebotenen Getriebe die Motorencharakteristik (Hubraum, Drehzahlbereich), Leistung der Lichtmaschine usw..

Propeller:
Für mich ein „Buch mit 7 Siegeln“. Im Forum findet man zu dem Thema viele Beiträge, überwiegend aber zu Gleitern oder Außenbordmotoren. Ich denke, das ist ein Thema für den Profi. Hier ist Urs eine sehr gute Adresse. www.infanger-propeller.ch . Er hat mir die Abessungen eines dreiflügligen Propellers berechnet. Auf meine Frage, ob nicht ein vierflügliger Propeller laufruhiger wäre, kann folgende Antwort.
Wie sieht die Anströmung des Propellers aus? Häufig ist es ja bei holl. Booten so, dass ein Kiel vor dem Propeller liegt, welcher die volle Höhe des Propellers abdeckt, damit beim auffahren der Prop geschützt ist.
Wenn das so ist, dann würde ich keinen 4-Blatt-Prop empfehlen, weil die Blätter einen Versatz von 90 % aufweisen und dadurch "oben und unten" gleichzeitig durch den verwirbelten Bereich des Kiels tauchen. Dies ergibt pro Umdrehung 4 "harte" Schläge.
Bei Dreiblatt-Propellern und dem daraus resultierenden 120° Blattversatz ergeben sich 6 "weichere" Schläge durchs Kielwasser.
Also unbedingt die Anströmung des Propellers beachten.
Solche Argumentationen begeistern mich (da hat wirklich jemand nachgedacht und genau hingeschaut). Andererseits verunsichern sie mich, weil ich mir viele solcher Schiffe im Winterlager angesehen habe und nirgendwo war ein dreiflügliger Propeller montiert. Waren die alle mit „nicht optimalen“ Propellern ausgerüstet? Was ist denn nun richtig? Oder ist das alles doch nicht so wichtig?
Das Thema Propeller ist ein ganz wichtiges und gehört zum Spezialisten. Ob man bei der Werft da in allen Fällen richtig aufgehoben ist?

Getriebe, Welle:
Für mich steht Laufruhe an oberster Stelle, also direkte (Motoren)geräusche und Vibrationen. Neben der Motorraumisolierung lässt sich da einiges über die Auswahl der Abgasanlage, des Getriebes und weiterer Dämpfungsmaßnahmen erreichen. Volvo bietet Getriebe mit Untersetzungen 2,2:1 und 2,7:1 an. Die höhere Untersetzung bringt geringere Wellendrehzahlen, damit einen größeren Propeller und damit (hoffentlich) auch weniger Geräusche.

Eine weitere (Beruhigungs)maßnahme ist auf Stahlschiffen der Einsatz eines Aquadrives. Urs schreibt (siehe auch auf seiner Homepage):
Bei herkömmlichen Anlagen ohne Aquadrive kommt der Schub (und Zug) des Propellers auf die Welle, über die Welle aufs Drucklager des Getriebes, über das Getriebe auf den Motor. Einfach gesagt schiebt der Propeller am Motor das ganze Boot vorwärts. Deshalb muss der Motor sehr hart eingebaut werden, und überträgt seine Vibrationen einerseits direkt aufs Boot, andererseits auf die Welle.
Beim Aquadrive wird ein separates Drucklager verwendet, dadurch ist der Motor vom Propellerschub befreit, und kann weicher gelagert werden. Außerdem gehen die Vibrationen vom Motor nicht mehr auf die Welle weiter. Diese Entkoppelung von Welle zu Motor entfernt ca. 80 % der Vibrationen und bis zu 50 % des Lärms.
Mit diesen Maßnahmen hoffe ich, eine für meine Bedürfnisse optimale Auslegung des Antriebs zu erreichen. Für weitere Tipps bin ich aber jederzeit offen.

Freundliche Grüße von der stürmischen Ostsee
Jürgen

[Akki]

Zitat von tupilaq

...Eine Gruno 30. Eine klassische holländische Stahlyacht, Multiknickspanter, 9,50 x 3,20 x 0,85 m. Leergewicht ca. 8,5 t, voll ausgerüstet sicherlich 10 t ....Meine künftigen Fahrtgebiete: Überwiegend Binnengewässer (Kanäle und Seen), gelegentlich Wattenmeer und küstennahe Ostsee. ... Ich werde mein Schiff mit einem Volvo-Penta D2-55 PS ausrüsten lassen....

Ich habe in Holland mehrfach eine Gruno mit 70PS (Ford) gefahren und die machte schon bei leichter Briese auf dem Sneeker-Meer Fahrt rückwärts. Deine 55 PS Variante für die Küstennahe Ostsee halte ich nicht für eine glückliche Wahl...

[hheck]

Zitat von payed

..die machte schon bei leichter Briese auf dem Sneeker-Meer Fahrt rückwärts...

Hallo Axel,
nu mach aber mal halblang,

Gruß
Helle
M.Y.Franziska

[Akki]

Für eine gemütliche Fahrt über Seen und Kanäle könnten die 55 PS ja ausreichen, aber hier besteht ganz klar der Wunsch, die Ostsee zu bereisen.
Da finde ich einen derart unterdimensionierten Motor für ein 10 Tonnen Verdränger schon einwenig unverantwortlich. Und die Ostsee erreicht man auch nicht gerade über stille Kanäle. Wenn einem dann mal mit 6,5 bis 8 km/h das Wasser zu Berg entgegenkommt, dann wird das wohl schon eine recht beschauliche Fahrt...

Nun kann ich über die modernen Diesel nicht viel sagen, aber nach meinem Empfinden würde ich lieber einen Motor mit 130 PS nur zur Hälfte nutzen, als einen 55er ständig an der oberen Grenze zu fahren. Wie gesagt, das gilt natürlich nicht für ruhige oder gar stehende Gewässer.

Ich würde diese Sätze nicht schreiben, wenn ich nicht schon ein paar mal eine Gruno gechartert hätte. Nur es waren etwas über 11 Meter, aber mit 70 PS dann wahrscheinlich wieder vergleichbar. Ansonsten kann ich zur Gruno nur gratulieren. Ein tolles Schiffchen mit prima Ausstattung!

[Fraenkie]

Zitat von tupilaq

Hallo Forumsteilnehmer,
in den vergangenen Wochen habe ich mich mit dem Antrieb meiner holländischen Stahlyacht beschäftigt,

Freundliche Grüße von der stürmischen Ostsee
Jürgen

Mich würde mal interessieren was die Werft dazu sagt. Die müßten das doch wissen, gibt´s doch theoretische Grundlagen. Und dann mal was Probefahren

[divefreak]

Zitat von tupilaq

Mit diesen Maßnahmen hoffe ich, eine für meine Bedürfnisse optimale Auslegung des Antriebs zu erreichen. Für weitere Tipps bin ich aber jederzeit offen.

Moin Juergen

Ich glaube du hattest mich schon per Email gefragt was ich denke.

Ich hab dir mal das 2,7 und das 2,3:1 Getriebe gerechnet.



Mindestleistung laut dieser Rechnung ca 40PS! BZW Genauer mehr als 40PS wirst du eh nicht los.

MFG René

[Akki]

Bei welchen Wetterverhältnissen geht die Rechnung mit 39 PS auf, um noch eine sichere Fahrt zu gewährleisten ??

[tupilaq]

[quote="payed"]
Wenn einem dann mal mit 6,5 bis 8 km/h das Wasser zu Berg entgegenkommt, dann wird das wohl schon eine recht beschauliche Fahrt...
quote]
Hallo Axel,
ich denke, das Ende der Fahnenstange ist immer die Rumpfgeschwindigkeit. Und wenn Du die bei Bergfahrt erreichst (warum auch nicht?), ist die Differenz zwischen Strom von vorne und Rumpfgeschwinsigkeit die Faht über Grund. Mehr ist bei Verdrängerfahrt nicht drin. Da helfen mehr PS auch nicht.

Im übrigen rüstet der Nobelhersteller Linssen seine Grand Sturdy 299 (vergleichbare Größe wie GR 30) auch mit 55 PS-Motoren aus.

Gruß, Jürgen

[tupilaq]

Hallo René,
ja, ich war das. Freut mich, dass Du Dir die Mühe des Rechnens gemacht hast. Das Ergebnis deckt sich mit dem, was ich von anderer Seite gehört habe, wobei auch oft geraten wurde, lieber etwas mehr Leistung. Auf Nachfrage konnte dieser Rat dann fachlich-technisch nicht begründet werden (die allgemeine Lebeserfahrung sagt, im Zweifel lieber etwas mehr). Ob die Lebenserfahrung hier richtig liegt?

Welche Schiffsparameter gehen denn in die Rechnung ein? Mit welchen Schlupfwerten wird allgemein gerechnet?

Gruß, Jürgen

[divefreak]

Zitat von tupilaq

Welche Schiffsparameter gehen denn in die Rechnung ein? Mit welchen Schlupfwerten wird allgemein gerechnet?

Gruß, Jürgen

Schiffparameter Länge WL, Gewicht

Die berechneten Schlupfwerte(Slip) findest du im Scan!

@ Payed jedes PS mehr kann die Anlage nicht mehr umsetzen in Vortrieb!

Dh 7kn ist Rumpfgeschwindikeit und da ist Sense egal bei welchem Wetter.


MFG René

[Akki]

Zitat von divefreak

Dh 7kn ist Rumpfgeschwindikeit und da ist Sense egal bei welchem Wetter.
MFG René

Sorry, da halte ich dagegen.

Dass der Kahn seine Rumpfgeschwindigkeit erreicht und sogar noch mit weniger Leistung halten kann ist unbestritten. Dass man bei Gegenrechnung von Rumpfgeschwindigkeit und Gegenfluß die Fahrt über Grund berechen kann ist ebenfalls unbestritten. Aber was ist bei Seegang, wenn du mangels Leistung nicht mehr in den Wind drehen kannst?? Dich der Winddruck auf die Küste treibt oder du dich bei Wind querab um eine Untiefe herumhangeln mußt ?? Da mußt du deine 7kn auch noch bei starkem Gegendruck hinlegen und da wäre mir ein Quäntchen mehr Leistung schon recht.

[divefreak]

Zitat von payed

Sorry, da halte ich dagegen.

Dass der Kahn seine Rumpfgeschwindigkeit erreicht und sogar noch mit weniger Leistung halten kann ist unbestritten. Dass man bei Gegenrechnung von Rumpfgeschwindigkeit und Gegenfluß die Fahrt über Grund berechen kann ist ebenfalls unbestritten. Aber was ist bei Seegang, wenn du mangels Leistung nicht mehr in den Wind drehen kannst?? Dich der Winddruck auf die Küste treibt oder du dich bei Wind querab um eine Untiefe herumhangeln mußt ?? Da mußt du deine 7kn auch noch bei starkem Gegendruck hinlegen und da wäre mir ein Quäntchen mehr Leistung schon recht.

Wieviel Reserve hättest du gerne? 50%, 100%? 500%?

MFG René

[Akki]

Wenn ich zur See gehe, lege ich alles doppelt aus. Redundante Energieversorgung, zwei Funkgeräte, usw.. Warum nich auch das doppelte an Leistung. Also bin ich für 100%... somit für 90-110 PS.

Das mit den 500% frag mal die Fraktion von Skippern, die für ein 20 Amp. Ladegerät ein 50mm² Kabel legen müßen....

[divefreak]

Zitat von payed

Wenn ich zur See gehe, lege ich alles doppelt aus. Redundante Energieversorgung, zwei Funkgeräte, usw.. Warum nich auch das doppelte an Leistung. Also bin ich für 100%... somit für 90-110 PS.

Das mit den 500% frag mal die Fraktion von Skippern, die für ein 20 Amp. Ladegerät ein 50mm² Kabel legen müßen....

Besser als für ein 30A Ladegerät Sekundärseitig 20A Sicherungen und ein 1,5mm² Kabel zu verbauen.

Glaub mir mit einem zu großen Motor kommen zuviele Probleme. Der D2-55 ist in diesem Fall schon die richtige Wahl. Uns selbst da macht ein Trolling Valve schon Sinn zum Manöver fahren.

MFG René


Fipptehler korigiert

[Akki]

Zitat von divefreak

Uns selbst da macht ein Trolling Valve schon sind zum Manöver fahren.