Die Dieselmotoren der Panzerschiffe und ihr Brennstoffverbrauch

[DST]

kleine zwischen frage:
die graf spee war ja etwas schneller als die deutschland obwohl sie um einiges schwerer war.
das bedeutet es stand bei der ads mehr leistung zur verfügung.
und wie bekommt man mehr leistung aus einem diesel ?
luft haben die immer genug also muß nur mehr kraftstoff rein.
kann es sein das die bei ads ein kleines bischen "chiptuning " betrieben haben
um die gewünschten geschwindigkeiten zu erreichen ?

mfg dirk

[Peter K.]

Servus STEFAN!

Ich glaube schon, dass der Treibstoff in den Leitungen wohl "totes" Gewicht war, also nicht verbraucht werden konnte, ebenso nehme ich an, dass die Bunker wahrscheinlich nicht vollständig geleert werden konnten.

Aber das tut meiner Ansicht hier alles nichts zur Sache, denn die Brennstoffmessfahrten wurden allgemein ja in der A.B.V.-M. (Allgemeine Bauvorschrift - Maschine) bzw. für jedes einzelne Schiff in der B.B.V.-M. (Besondere Bauvorschrift - Maschine)geregelt, d.h. Geschwindigkeit, Fahrtdauer, etc. wurde speziell befohlen - beispielsweise "sechsstündige Fahrt mit drei Motoren" oder "48-stündige Fahrt mit 14,5 kn".
Man lies also das Schiff nicht einfach mit 3xAK dahinrauschen, bis es infolge Brennstoffmangel liegenblieb, sondern rechnete den in einer gewissen Zeit verbrauchten Treibstoff dann zur Fahrtstrecke hoch.
Das soll uns hier aber vorerst nicht interessieren! Sofern Koop/Schmolke bzw. Whitley mit ihren Angaben richtig liegen, muss also irgendwo in meiner Rechnung ein Fehler sein - und DEN hätte ich vordergründig erst ´mal gerne gefunden ...

BTW, hat vielleicht jemand zufällig die A.B.V.-M. oder die B.B.V.-M. der ADMIRAL GRAF SPEE oder eines anderen Panzerschiffs?

[Peter K.]

Servus DIRK!

die graf spee war ja etwas schneller als die deutschland obwohl sie um einiges schwerer war

So kann man´s zumindest in der einschlägigen Literatur lesen, DEUTSCHLAND 28,0 kn bei 48.390 WPS, ADMIRAL SCHEER 28,3kn bei 52.050 WPS, ADMIRAL GRAF SPEE 28,5 kn maximal, Maximalleistung etwa 54.530 WPS.
Ohne Protokolle der Meilenfahrten - die ich bisher noch nirgends gesehen habe - sind das meiner Ansicht jedoch Zahlen, die für sich alleine so ungefähr gar nichts aussagen! Bei welcher Verdrängung wurden diese Geschwindigkeiten erzielt, bei welchem Tiefgang vorne und hinten? War das Schiff kopf- oder steuerlastig vertrimmt? Welche Wassertiefe war vorhanden? Setzte Strömung? Windrichtung und -stärke? Seegangsstärke? Wurde die Leistung mit Überlast erzielt und wenn ja, mit wieviel Überlast?

luft haben die immer genug also muß nur mehr kraftstoff rein

Na ja, ganz so ist es nicht, denn mit steigendem Spülluftdruck, also einer größeren Spülluftmenge, sinkt bis zu einem gewissen Grad auch der Brennstoffverbrauch der Hauptmotoren. Gleichzeitig wird natürlich die Gebläseleistung des Hilfsmotors steigen und damit auch dessen Brennstoffverbrauch - irgendwo wird es dann wohl einen günstigsten Gesamtbrennstoffverbrauch in Relation zur Spülluftmenge geben, einmal unabhängig von der Abgastemperatur bzw. von der thermischen Beanspruchung des Motors.

Unter Inkaufnahme einer ungünstigeren Verbrennung in den Zylindern kann man zur Leistungssteigerung (=Überlast) natürlich eine gewisse Zeit lang zusätzlichen Brennstoff einspritzen, keine Frage.

Obwohl die Admiralitätskonstante einen ungewöhnlichen Wert aufweist und damit dein "tuning"-Gedanke nicht von der Hand zu weisen ist, sehe ich wenig Sinn darin - denn im Gegensatz zu den veröffentlichten französischen und italienischen High-speed-Probefahrtsergebnissen liefen die deutschen Panzerschiffe offiziell immer nur 26 kn!

[t-geronimo]

Und die Hauptfrage zu den Meilenfahrten:

Waren das überhaupt tatsächlich gemessene Werte oder errechnete/hochgerechnete?

[Peter K.]

... Geschwindigkeiten wurden gemessen und zwar mindestens von zwei unabhängigen Beobachtern!

Die Meile bei Neukrug war z.B. an Land im Abstand von genau 2 sm durch Baken-Paare abgesteckt, die genaue Deckpeilungen ermöglichten. Außerdem musste die Gesamtstrecke immer in beiden Richtungen abgefahren werden, das Mittel aus beiden galt dann!

Man muss aber schon zwischen Meilenfahrten und Brennstoffmessfahrten unterscheiden!

[t-geronimo]

War falsch ausgedrückt, ich meinte die Höchstgeschwindigkeiten. 

Da muß man immer mal schauen (nur hat man meist keine Quellen), ob die denn tatsächlich jemals in Realität erreicht wurden oder ob von irgendeiner Meilenfahrt im Beladungszustand XYZ dann nur hochgerechnet wurde.
Als Beispiel das B-Schiff: Soweit ich weiß, wurden die immer wieder angegebenen 30,1 oder 30,8 kn für Bismarck nicht unbedingt tatsächlich erreicht, sondern auch nur errechnet. Hat Josef Kaiser auch irgendwo hier im Forum mal geschrieben, meine ich.

Meinst Du mit der einschlägigen Literatur für die oben angegebenen Werte Koop/Schmolke usw., oder gabs da im MAN-Archiv noch handfesteres?

[Peter K.]

Ist durchaus möglich, dass Höchstgeschwindigkeiten auch nur hochgerechnet wurden - ich kann´s jedenfalls nicht bestätigen. Nach meinen Wissensstand wurde ganz genau angegeben, bei welchen Beladungszzustand, bis zur welcher Windstärke und bei welcher Mindestwassertiefe Höchstgeschwindigkeits-Meilenfahrten durchzuführen fahren - daher wären für mich ja auch die A.B.V.-M. bzw.die B.B.v.-M. so interessant!

Nein, zu diesen Motoren hatten wir damals bei MAN nicht gesucht - da gibt´s aber sicher noch was zu den Prüfstanderprobungen, die hier wiederum nicht relevant sind ...

[DST]

luft haben die immer genug also muß nur mehr kraftstoff rein

Na ja, ganz so ist es nicht, denn mit steigendem Spülluftdruck, also einer größeren Spülluftmenge, sinkt bis zu einem gewissen Grad auch der Brennstoffverbrauch der Hauptmotoren. Gleichzeitig wird natürlich die Gebläseleistung des Hilfsmotors steigen und damit auch dessen Brennstoffverbrauch - irgendwo wird es dann wohl einen günstigsten Gesamtbrennstoffverbrauch in Relation zur Spülluftmenge geben, einmal unabhängig von der Abgastemperatur bzw. von der thermischen Beanspruchung des Motors.

hmmm ,
dieselmotoren sind ja qualität gesteuert
d.h. anders als ein benzinmotor wird die leistung nicht durch die menge des angesaugten kraftstoffluftgemisches
geregelt ( quantität gesteuert) sondern nur durch die eingesprizte menge kraftstoff.
wenig leistung = wenig kraftstoff
viel leistung = viel kraftstoff
die im zylinder befindliche luftmenge ist immer gleich. egal ob bei volllast oder standgas.

wenn ich jetzt über meinen gesamten drehzahl verlauf etwas mehr leistung brauche.
z.b. weil mein schiffchen etwas fetter ist
könnte man einfach die eingespritzte menge kraftstoff erhöhen .
die folge wären zum einen ein höherer verbrauch in allen fahrstufen
zum anderen höhere thermische belastungen.
gleichzeitig könnte ich aber bei gleichen drehzahlen die gleichen geschwindigkeiten fahren.

btw.  die ads hatte , im verhältnis zur deutschland , ca 112% maschinenleistung.
dort wären zumindest 12% mehr verbrauch erklärbar. mit reibungsverlusten evtl sogar etwas mehr.

mfg dirk

[Peter K.]

Servus DIRK!

Natürlich hast du vollkommen recht - die Leistung von Dieselmotoren wird durch die eingespritzte Brennstoffmenge geregelt, was bei Schiffsmotoren auch mit einer Änderung der Drehzahl einhergeht. Ich wollte mit meinem Éinwurf auch nur darauf hinweisen, dass die erforderliche Brennstoffmenge für eine bestimmte Motorenleistung aber auch vom Spüldruck abhängig ist, wenn auch in relativ engen Grenzen.

Klar ist auch, dass durch die Verbrennung einer größeren Brennstoffmenge eine höhere Leistung entsteht, wenngleich auch durch die unsauberere Verbrennung mit einem geringeren Wirkungsgrad. Übringens wurde damals generell von Dieselmotoren verlangt, für 30 min. mit 10 % Überlast gefahren werden zu können (beim M9Z43/58 waren´s 8,4 %)

die ads hatte, im verhältnis zur deutschland , ca 112% maschinenleistung.
dort wären zumindest 12% mehr verbrauch erklärbar. mit reibungsverlusten evtl sogar etwas mehr

Das sehe ich (noch) nicht so, denn dass ADMIRAL GRAF SPEE eine höhere Maschinenleistung hätte als DEUTSCHLAND, steht für mich ohne Einsicht in die Protokolle der Meilen- bzw. Brennstoffmessfahrten noch lange nicht fest. Bekannt ist ja nur, dass die beiden Schiffe irgendwann einmal 28,0 bzw. 28,5 kn erreicht haben - bei unbekannter Verdrängung, mit unbekannter Maschinenbelastung, bei unbekannten Wetterbedingungen, usw.  - und DEUTSCHLAND dafür 48.390 WPS oder ungefähr 50.325 PSe aufwenden musste, was wiederum nur etwa 2.075 PSe unter der maximalen Dauerleistung lag.
Ohne weitere Daten könnte man also ganz frech behaupten, DEUTSCHLAND sei ihre 28 kn als Dauerleistung bei Einsatzverdrängung von 14.500 t, 3 Beaufort Wind und (widerstandserhöhendem) flachem Wasser gelaufen, ADMIRAL GRAF SPEE ihre 28,5 kn als Höchstleistung für 30 min. bei 12,500 t Konstruktionsverdrängung, 4 Beaufort Wind und (widerstandsgünstigem) tiefem Wasser! Liest sich dann gleich ein bissl anders als die nackten Zahlen!

Daher kann ich vorerst nur nach den vorliegenden Brennstoffverbrauchskurven gehen, die auf Prüfstandsergebnissen beruhen und im Bordbetrieb (auf welchem Schiff?) nur Toleranzen bis maximal 1,3 % aufgewiesen haben sollen. Und jetzt "wurmt" mich natürlich die Diskrepanz zwischen meiner darauf beruhenden Rechnung und den wenigen bekannten Verbrauchsdaten der ADMIRAL GRAF SPEE.

Dennoch, deine Idee hat was ... aber was wir brauchen, sind wohl mehr Daten - sonst kommen wir hier, glaube ich, nicht wirkich weiter!

[Peter K.]

Über PN bin ich auf den folgenden interessanten Punkt aufmerksam gemacht worden, der die Diskrepanz zwischen dem von mir errechneten Brennstoffverbrauch und dem bekannten der ADMIRAL GRAF SPEE tangieren könnte:

Die von mir benutzten Brennstoffverbrauchskurven beziehen sich auf einen unteren Heizwert (Kiloheizwert) von 10.000 W.E./kg, während die Verbräuche bei Fahrtbereichsmessfahrten bei einem unteren Heizwert (Literheitwert) von 8.800 W.E./l festgestellt wurden. Beide stehen über das spezifische Gewicht in Beziehung:

Gasöl

0,81

Quelle: Leitfaden für den Motorenunterricht an der Marineschule Kiel-Wik und Wesermünde, 1936

Hier ist aber von 0,86 bis 0,87 und hier sogar von 0,75 bis 0,89 die Rede.

Setzt man 10.000 W.E./kg und 8.800 W.E./l gleich, ergäbe sich ein spezifisches Gewicht von 0,88.

Zum Vergleich der Kiloheizwert einiger Treiböle in W.E./kg:

Deutsches Paraffinöl	10.162
Nordamerikansiches Gasöl	10.866
Mexikanisches Gasöl	10.512
Argentinisches Gasöl	10.193
Südafrikanisches Gasöl	10.297

Quelle: VDI, 1927

Nun stellt sich die Frage, welchen unteren Heizwert bzw. welches spezifische Gewicht der Brennstoff der ADMIRAL GRAF SPEE während ihrer Brennstoffmessfahrt hatte? Sind die angegebene Verbräuche bereits auf einen unteren Heizwert von 8.800 W.E./l umgerechnet oder sind das die gemessenen (errechneten) Werte vor der Umrechnung auf die gemeinsame Basis?
Ist ein niedrigerer unterer Heizwert des Treiböls der ADMIRAL GRAF SPEE Ursache für deren höheren Verbrauch gegenüber meiner Rechnung?