Schiffsmotoren:

Alternative Kielkühlung

Eigner von Schiffen und Yachten die im Winterbetrieb oder in stark verschmutzten, schlickhaltigen oder verkrauteten Gewässern eingesetzt werden, plagt nicht selten ein gefährliches Problem: Bei Eisgang oder starker Wasserverschmutzung durch Schwebstoffe, Kraut o.ä. kann sich der Seewasserzufluss für das Kühlwasser zusetzen oder der Seewasserfilter kann verstopfen. Damit ist eine wirkungsvolle Kühlung des Motors aufgrund des fehlenden Frischwassers nicht mehr möglich, und es droht die Überhitzung des Aggregats, ggf. bis zum Totalschaden oder einem Brand im Motorraum. Ein Grund weshalb in der kommerziellen Schifffahrt häufig die sogenannte Kielkühlung installiert ist, die ein hohes Maß an Betriebssicherheit aufweist.

Die meisten Dieselmotoren für Boote und Yachten werden heute mit Wärmetauscherkühlung geliefert. Dieses Kühlsystem mit einem inneren und einem äußeren Kühlkreislauf hat die veraltete Einkreiskühlung, bei der Seewasser von außenbords durch den Kühlkreislauf des Motors geleitet wurde, weitestgehend abgelöst. Bei dieser Zweikreiskühlung wird Seewasser von außenbords durch einen Wärmetauscher gepumpt, kühlt dort einen zweiten, inneren Kühlkreislauf,  der wiederum den Motorblock kühlt. Anschließend wird es mit den Motorabgasen gemischt und dann über das Abgassystem abgeleitet.

Der innere Kreislauf ist somit in sich abgeschlossen und kann mit frostsicherem, antikorrosiv wirkendem Kühlmittel gefüllt werden. Damit wird im Winter ein Auffrieren des Motorblocks verhindert und der Motor kann mit höherer Kühlmitteltemperatur gefahren werden. Er kommt so auf eine optimale und damit umweltschonende Betriebstemperatur. Würde der Motor mit einer Einkreiskühlung ohne Wärmetauscher gefahren, müsste der Motor mit niedrigeren Temperaturen gefahren werden (unter 55° C), da sonst bei einem Einsatz in Meerwasser das Salz auskristallisiert und den Kühlkreislauf verstopft.

Für Verdränger, Arbeitsschiffe und Schiffe, die im Ganzjahres-Betrieb fahren bietet die Kieltaschenkühlung Vorteile bei der Betriebssicherheit.

Die Kiel-oder Außenhautkühlung bietet die Vorteile der Zweikreiskühlung, hat aber nur einen Kühlkreislauf. Die Funktion des Wärmetauschers wird von um den Rumpf gelegten als Rohren oder einem Plattenkühler – quasi einer geschlossenen z. T. doppelwandig gebauten Außenhaut –  unter der Wasserlinie i.d.R. am tiefsten Punkt nahe des Kiels übernommen. Außenkühler können auch nachgerüstet werden, ihr Volumen und die Fläche muss aber exakt berechnet werden, damit es zu einer ausreichenden Kühlleistung kommt. Das die Rohre oder Taschen umspülende Außenwasser fungiert hier quasi als äußerer Kühlkreislauf wie bei der Zweikreiskühlung. Das Wasser des Kühlkreislaufs, das sich auf dem Weg durch den Motor erwärmt hat, wird durch die Rohre oder Kieltaschen geleitet und von dem sie außen umspülenden Außenwasser wieder soweit heruntergekühlt, das es auf seinem Weg durch den Motor erneut seine kühlende Funktion übernehmen kann.

Allerdings gibt es Einschränkung: So kann sich eine nachträglich installierte Außenkühlung strömungsungünstig auswirken und die Fahrleistungen des Bootes u.U. beeinträchtigen. Gerade für schnelle Boote mit Gleiterrumpf ist eine nachträgliche Nachrüstung von Kieltaschen oder Rohren unter der Wasserlinie daher i.d.R. nicht empfehlenswert.

Bei einer Kielkühlung muss zudem in der Regel mit einer trockenen Abgasanlage, also mit einem heißen Abgasrohr ähnlich wie bei einem Auto gefahren werden. Da hier der äußere Seewasserkreis fehlt, kann keine sogenannte „nasse“ Abgasanlage verwendet werden, wie sie bei Booten und Yachten mit  Wärmetauscher-Kühlung üblich ist. Hier werden die Abgase dem abströmenden Seewasser beigemischt und so gekühlt durch die Abgasborddurchführung oder durch den Aquamatic Antrieb geleitet – ideal für GFK Boote, denn ein heißes Abgasrohr durch eine Kunststoffbordwand zu führen, ist aufgrund der ungenügenden Wärmeresistenz und der Brennbarkeit des Materials nur bedingt möglich. Sie müssen dann doppelwandig ausgeführt werden und ggf. zusätzlich gekühlt werden. Auf Stahl- oder Aluminiumschiffen ist dies weniger problematisch.

Die Motoren der Volvo Penta D4 und D6 Baureihen können auch mit einer Kielrohrkühlung ausgerüstet werden. (Foto: Volvo Penta)

Die Kielkühlung findet ihren Einsatz vor allem im kommerziellen Bereich und eignet sich in erster Linie für Verdränger. Wer aber beispielsweise ein Schiff aus Stahl oder Aluminium hat, bei tiefsten Wintertemperaturen im Wasser bleiben will und häufig in stark verschmutzten, schlickhaltigen oder verkrauteten Gewässern fährt, für den ist eine Kielkühlung, wie sie z.B. der Hersteller Volvo Penta für  die Motoren der D4 und D6 Serie liefert, optimal.