Hydrostatischer Schiffsantrieb

Schiff	Rumpfbreite (ca.)	27 m
Antriebseinheit	Brennkraftmaschine	Hydraulik Motor
Typ	Frei-Kolben, gegenläufig	Axial-Kolben
Leistung	11.250 kW	11.250 kW
L x B x H	270 cm x 160 cm x 290 cm	Ø 106 cm x 120 cm
Gewicht	16 to	3.6 to
Hubraum	3 x 100 Liter	20 Liter
Drehzahl	500 1/min (8.0 m/sec)	1050 1/min (7:1)
Druck	45 bar (b mep)	320 bar

Das neue hydrostatische Antriebssystem für Schiffe verbessert den Kraftstoffverbrauch und Raumbedarf und die Emissionen und Manöverierfähigkeit erheblich. Die geringe Baugröße und Freiheit in der Anordnung vereinfachen die Struktur des Schiffskörpers und vergrößern den Laderaum merkbar.

Die Antriebseinheit besteht aus der mehrzylindrigen hydraulischen Frei-Kolben Brennkraftmaschine die den Propeller des schwenkba-ren Pods durch einen hydraulischen Motor antreibt. Die geringen Abmessungen, Gewichte und flexible Kraftübertragung ermöglichen es die Antriebseinheit in jedem beliebigen Bereich des Rumpfes zu installieren. Der Propeller-Pod besteht aus einem im Hubraum ver-stellbaren Axial-Kolben Motor und einem zweistufigem Planeten-getriebe das den Propeller antreibt. Der Pod ist um eine oder zwei Achsen schwenkbar um die Schubrichtung zu bestimmen. Ein auf-wendiges, schubreduzierendes Ruder ist im Prinzip nicht erforder-lich und die Effizienz, Manöverierbarkeit und der Halteweg (Schub-umkehr) sind merkbar verbessert. Der Einfluß von Wellengang kann deutlich reduziert werden.

3-Cylinder Free-Piston Engine

Die Frei-Kolben Maschine besteht aus aufgereihten Einzylinder-Einheiten mit gegenläufigen Kolben und läuft sehr effizient und nahezu vibrationsfrei. Der vom Abgas getriebene Impuls Lader versorgt den Brennraum mit hohem Ladedruck und den Antriebs-keislauf mit Druckflüssigkeit um den Wirkungsgrad weiter zu ver-bessern. Mehrere, am Umfang des Cylinders angeordnete Ein-spritzvorrichtungen versorgen den Brennraum mit Kraftstoff unter sehr hohem Druck (3.500 bar) und erzielen eine bestmögliche Zerstäubung und Verteilung des Kraftstoffes, für einen hohen thermischen Wirkungsgrad und eine sehr deutliche Reduzierung (>70%) von NOx. (Siehe Sektion: Engine)

Hydrostatic Marine Propulsion

Ship	Hull width	90 ft.
Propulsion unit	Engine	Hydraulic Motor
Type	Opposed free-piston	Axial-piston
Power	15,300 hp	15,300 hp
L x W x H	106” x 63” x 114”	Ø 42” x 47”
Weight	16 to	3.6 to
Displacement	3 x 6,100 cu.in	1,220 cu.in
Speed	500 rpm (26.2 ft./sec)	1050 rpm (7:1)
Pressure	650 psi (b mep)	4,650 psi

The new hydrostatic propulsion system for ships improves the fuel consumption and emissions, space requirements and the maneuver-ability significantly. The small size and hydrostatic power transmission simplifies the structure of the hull and increases the hold of the ship noticeably.

The propulsion unit consists of a multiple-cylinder hydraulic free-piston engine driving the propeller of the adjustable pod with a hydraulic mo-tor. The small size and weight of the engine and flexible transmission of power allows, placing the unit at any section of the hull. The propeller pod consists of an adjustable axial-piston motor and a planetary gear stage driving the propeller. The pod can be rotated around one or two axis to determine the direction of the thrust. A complex, thrust reducing rudder is not required and the efficiency, maneuverability and stopping distance (thrust reversal) are greatly improved. The undulation can be reduced noticeably.

Propulsion Concept

The free-piston engine consist of ‘stackable’ single-cylinder units with opposed pistons for very efficient and nearly vibration-free operation. The exhaust gas driven piston of the impulse charger provides high charge air pressure and additional hydraulic energy to increase the propulsion efficiency. Multiple peripheral fuel injector units inject highly pressurized fuel (50,000 psi) from the cylinder wall into the combustion chamber, increasing the atomization and distri-bution of fuel for higher efficiency and a significant reduction (>70%) of NOx. (See section: Engine)