So entfernen Sie Schritt für Schritt den Zylinderkopf eines Schiffsdieselmotors

Geoff Higginbottom tauscht den Zylinderkopf seines Volvo MD2030-Schiffsdieselmotors aus

Vor unserer alljährlichen Kreuzfahrt rund um die Kanalinseln und Nordfrankreich konnte ich die genaue Ursache jedoch nicht ermitteln, sodass wir beim Fahren einfach die Drehzahl niedrig hielten und unseren Urlaub genossen.

Während wir jedoch mit dem Motor von St. Peter Port nach Cherbourg fuhren, nahm der Geruch von unverbranntem Diesel zu, und nur ein paar Meilen von der Westeinfahrt zum Hafen entfernt begannen wir ziemlich viel weißen Rauch auszustoßen.

Wir humpelten in den Yachthafen von Chantereyne und konnten glücklicherweise am Hammerhai anlegen, was die Manövrierzeit unter Strom verkürzte und den weißen Rauch auf ein Minimum reduzierte. Wir mussten uns offensichtlich um dieses Problem kümmern, also haben wir unsere Pläne zur Weiterfahrt nach St-Vaast-la-Hougue aufgegeben und uns auf die Suche nach einem möglichen defekten oder verstopften Injektor gemacht.

Ein Viertakt-Dieselmotor funktioniert, wenn zerstäubter Dieselkraftstoff unter sehr hohem Druck in einen Zylinder mit erhitzter Druckluft eingespritzt wird. Die resultierende Explosion erzeugt ein expandierendes Gas, das den Kolben nach unten drückt und die Kurbelwelle dreht, die wiederum das Getriebe und die Antriebswelle dreht.

Der Injektor verfügt über eine Düse mit vier winzigen Löchern, die durch den Zylinderkopf in den Zylinder hineinragt. Die Düse enthält eine konische Nadel, die den Kraftstoffdurchgang steuert. Diese Nadel wird durch den Kraftstoffdruck der Einspritzpumpe bewegt oder gesteuert.

Wenn die Nadel durch den Kraftstoffdruck von ihrem Dichtsitz abgehoben wird, strömt der Kraftstoff durch die Düse und zerstäubt in der heißen Luft im Zylinder, wodurch er wie beschrieben entzündet wird. Überschüssiger Kraftstoff, der nicht in den Zylinder eingespritzt wird, wird über die Leckageleitung zum Kraftstofftank zurückgeführt.

Es gelang mir, die beiden vorderen Einspritzdüsen (von den dreien) herauszuziehen, aber die hinterste war überraschend locker. Diesel-Einspritzdüsen sollten mit einem relativ hohen Drehmoment ausgestattet sein. Als ich mich also daran machte, die Befestigungsmutter für das am hinteren Zylinder befestigte Kraftstoffleckrohr zu entfernen, war ich wirklich überrascht, dass sich auch die gesamte Einspritzdüse drehte. Die Folge dieser Drehung war zwangsläufig, dass das Messing-Ablaufrohr brach.

Nachdem alle drei Einspritzdüsen herausgezogen waren, ergab eine kurze Überprüfung ihrer Anschlüsse, dass die hintere Einspritzdüsenöffnung durch Kohlenstoffablagerungen vollständig verstopft war, und ich führte die Ursache auf die lockere Einspritzdüse zurück. Wir stellten auch fest, dass ein Klumpen, der wie verkalkter Kohlenstoff aussah, immer noch teilweise die Einspritzöffnung blockierte, sich aber nicht entfernen ließ.

Ich habe den hinteren Einspritzanschluss gereinigt und mit JB Weld eine vorübergehende Reparatur an der Kraftstoffleitung durchgeführt, bevor ich das System wieder zusammengebaut habe. Ein Motortest bestätigte, dass wir zumindest die weiße Rauchentwicklung gestoppt hatten.

Aufgrund des Mangels an Lötausrüstung an Bord, die für eine dauerhaftere Reparatur des Leckrohrs hätte verwendet werden können, beschloss ich, ein paar Werkstätten und Werkstätten in der Nähe aufzusuchen, um zu sehen, ob jemand eine Reparatur für mich durchführen könnte . Leider hatte ich kein Glück.

Plan B bestand daher darin, den Volvo Penta Action Service (VPAS) zur Beschaffung eines Ersatzteils zu nutzen. Es war jetzt Freitagnachmittag vor dem Feiertag im August, und am darauffolgenden Dienstag kam die Crew zu uns, die für die Rückfahrt über den Ärmelkanal bereit war. VPAS war sehr hilfreich bei der Identifizierung der richtigen Teilenummer, der Suche nach einem Händler vor Ort, bei der Bewältigung von Übersetzungsproblemen und bei der Lieferung am Montag direkt an den Yachthafen. Am Ende musste ich jedoch 200 Euro für ein Teil bezahlen, das man in Großbritannien für 50 £ online bekommen kann.

Nachdem die Ersatz-Tankstelle installiert und die Weinvorräte aufgefüllt waren, genossen wir eine schöne Rückfahrt über den Kanal und übernachteten in Yarmouth, bevor wir weiter nach Portsmouth fuhren. Die Motorleistung war immer noch leicht reduziert, aber es stieg kein weißer Rauch auf.

Ich wusste, dass ich den Zylinderkopf entfernen musste, um den Fremdkörper in der Einspritzöffnung des hinteren Zylinders zu identifizieren, und da das Boot im Oktober in sein Winterquartier umziehen würde, genossen wir mehrere Wochenenden im Solent ohne Zwischenfälle .

Sobald das Boot in seinem Winterquartier in Hornet, Gosport, war, konnte ich mich auf die Aufgabe konzentrieren, den Zylinderkopf abzuziehen und weitere Untersuchungen durchzuführen. Ich baute die Einspritzdüsen aus, schickte sie zur Wartung und bestellte einen Zylinderkopfdichtungssatz, um mich auf die hoffentlich ein Wochenende dauernde Arbeit vorzubereiten. Dann machte ich mich daran, den Zylinderkopf zu entfernen (siehe Schritt-für-Schritt-Anleitung unten) und entdeckte die wahre Ursache für unseren Leistungsverlust.

Der Motor, bei dem es sich eigentlich um eine von Volvo Penta umbenannte Perkins-Einheit handelt, verfügt über Vorverbrennungskammern. Diese erleichtern das Starten des Motors und verbessern außerdem die Kraftstoffeffizienz, indem sie den Kraftstoff in einer kleinen Kammer teilweise entzünden, bevor er in den Zylinder gespritzt wird.

Die Kammern sind mit konischen Einsätzen abgedichtet, die eine Reihe von Löchern enthalten, die die Ladung beim Eintritt in den Zylinder formen. Bei dem Fremdkörper, von dem ich zuvor angenommen hatte, dass es sich um verkalkten Kohlenstoff handelte, handelte es sich in Wirklichkeit um die Reste der konischen Kappe für den hinteren Zylinder. Die gute Nachricht war, dass es in der Vorverbrennungskammer geblieben war und nicht in den Hauptzylinder gelangt war, da ich mir sicher bin, dass sich dies als tödlich für den Motor erwiesen hätte.

Die schlechte Nachricht war, dass dies offensichtlich keine schnelle Lösung sein würde.

Ich musste den Kopf zur Reparatur an einen Spezialisten schicken, also nahm ich Kontakt zu einem Perkins-Spezialisten auf, der mir mitteilte, dass es zwar technisch möglich sei, Vorverbrennungskammern in einer Reihe verschiedener Motoren auszutauschen, bei diesem speziellen Motor jedoch nicht . Bei meinem Motor gilt der Zylinderkopf als Einzelteil, daher stellt Perkins die einzelnen Komponenten nicht zur Verfügung.

Ich suchte ein paar Monate lang nach einem gebrauchten Ersatz, musste aber schließlich etwa 1.200 Pfund für einen neuen Perkins-Kopf ausgeben.

Ich habe mich an Volvo Penta gewandt, der darauf bestand, dass ihre Köpfe anders bearbeitet seien, sodass ich eine Volvo Penta-Version verwenden sollte (mindestens 20 % teurer). Nun, ich dankte ihnen für ihren Rat und setzte dann den Perkins-Kopf ein. Bisher ist alles gut...

Geoff Higginbottom wuchs mit Jollensegeln auf, bevor er vor etwa 18 Jahren auf größere Yachten umstieg. Nachdem er seinen Yachtmaster-Abschluss erworben hatte, kaufte er 2016 sein eigenes Boot. Aufgrund seiner früheren Karriere als Kunsthandwerker der Royal Navy scheut sich Geoff nicht, Reparaturen und Modernisierungen in Angriff zu nehmen.

1. Der Zugang zum Motor an Bord der Bavaria 39 ist hervorragend, sobald die Niedergangsstufen entfernt sind. Aber ich bedauerte, dass ich es nicht geschafft hatte, diese Maschinenraumbeleuchtung anzubringen, also holte ich die Stirnlampe heraus, um zu sehen, was ich tat.

2. Bei einem so großen Motorblock bestand meine erste Maßnahme darin, die Stromanschlüsse zu trennen, um alles schön und sicher zu machen, indem ich die positiven Drähte vom Anlassermotor und die negativen Drähte vom Schwungradgehäuse entfernte. Dieser Motor ist vom Saildrive elektrisch isoliert, sodass keine Bedenken hinsichtlich einer Beeinträchtigung des galvanischen Schutzes bestehen.

3. Um beim elektrischen Thema zu bleiben: Als nächstes wurden der Wassertemperaturgeber, der Öldruckgeber und die Glühkerzen abgeklemmt.

4. Absender getrennt

5. Weitere elektrische Verbindungen vor Beginn der Arbeiten getrennt.

6. Das Ablassen des Öls ist nicht notwendig, um den Zylinderkopf abzuziehen, aber ich hatte geplant, gleichzeitig eine komplette Wartung des Motors durchzuführen, also habe ich den Ölfilter entfernt und das Öl über den Ölmessstab mit einem Vakuum abgepumpt Pumpe.

7. Das Kühlsystem muss jedoch entleert werden. Ein guter Trick bei diesem Motor, der über eine quadratische Ablassschraube verfügt, besteht darin, einen 17-mm-8-Punkt-Steckschlüssel zu besorgen, der perfekt auf die Mutter passt, und dann die Flüssigkeit vorsichtig abzulassen und aufzufangen, um sie ordnungsgemäß zu entsorgen.

8. Flüssigkeit zur Entsorgung bereit.

9. Wenn alle Flüssigkeiten aus dem Motor entfernt sind, kann mit der Demontage begonnen werden, beginnend mit den Warmwasserschläuchen, die normalerweise zum Warmwasserbereiter führen. Der Grund dafür, dass diese Rohre isoliert sind, liegt darin, dass wir auch über ein wasserbasiertes Heizsystem verfügen und alle Rohrleitungen zur Verbesserung der Effizienz isoliert sind.

10. Die Seewasserpumpe muss nicht unbedingt abgeklemmt werden, erleichtert aber den Zugang. Da ich über einen vollständigen Dichtungssatz verfügte, nutzte ich die Gelegenheit, alle Dichtungen und Dichtungen zu demontieren und auszutauschen sowie das Laufrad auszutauschen. Der im Saildrive eingebaute Absperrhahn für die Seewasserkühlung muss vor dem Trennen dieser Leitungen geschlossen werden.

11. Anschließend wurden alle Rohre verschlossen und so gesichert, dass sie meinen Zugang zum Motor nicht behinderten.

12. Als nächstes mussten der Abgaskrümmer und die dazugehörigen Gummimanschetten vom Wärmetauscher abgenommen werden, aber zuerst musste ich den Elektrokasten entfernen, um Zugang zu den Schrauben des Wärmetauschers zu erhalten. Der Einsatz für den Wärmetauscher wurde ebenfalls entfernt und zur Reinigung und Inspektion beiseite gelegt.

13. Der Wärmetauscher wird mit vier Schrauben und zwei Stehbolzen an der Rückseite befestigt. Die Stehbolzen werden auch zur Montage des Elektrokastens verwendet. Ich habe zwei der gegeneinander gesicherten Muttern verwendet, um später die Stehbolzen vom Zylinderkopf zu entfernen.

14. Mit dem Wärmetauscher sind zwei Rohre verbunden, eines unten und eines vorne, die ihn beide mit der Wasserpumpe verbinden. Da diese Anzeichen von Rissen zeigten, kaufte ich ein Ersatzset. Mir war jetzt klar, dass der Austausch des vorderen Teils sehr schwierig sein würde, ohne den Wärmetauscher auszubauen, daher war es sinnvoll, dies sofort zu tun.

15. Nachdem der Wärmetauscher entfernt worden war, war es offensichtlich, dass es einige langfristige Öllecks gegeben hatte, so dass ein vollständiger Austausch der Dichtung und Dichtung längst überfällig war. Jetzt konnte ich auch das Luftansaugrohr und den Luftfilter ausbauen.

16. Die Kühlwasserpumpe muss entfernt werden, da sie den Kopf und den Block überspannt. Zunächst sah es so aus, als ob sich alle Schrauben vorne befanden, aber nach dem Ausbau des Wärmetauschers wurde deutlich, dass sich hinten eine versteckte Schraube befand. Das bedeutet, dass es grundsätzlich unmöglich ist, den Thermostat auszutauschen, ohne vorher den Wärmetauscher auszubauen, also habe ich mich dazu entschlossen, auch einen neuen Thermostat einzubauen.

17. Nachdem alle Schrauben von der Wasserpumpe entfernt waren, konnte ich sie vom Motor lösen, musste aber noch an die Trägerplatte denken. Es ist verlockend, es mit einem Schraubenzieher abzuhebeln, aber diese Methode kann die Passflächen beschädigen. Am besten rundum leicht mit einem schlagfreien Hammer darauf klopfen.

18. Die Trägerplatte entfernt.

19. Als nächstes musste sich die Ölzufuhrleitung lösen, die den Kopf mit Öl versorgte. Die Hohlschraube hat vorne und hinten Unterlegscheiben. Um sie nicht zu verlieren, habe ich die Schraube wieder in den Kopf eingesetzt und dann das Zufuhrrohr mit Klebeband vor Schmutz geschützt.

20. Die Schraube ersetzt und das Zulaufrohr abgeklebt.

21. Als nächstes habe ich den Ventildeckel entfernt, der von drei Hutmuttern gehalten wird. Zuvor hatte ich die Einspritzdüsen ausgebaut und die Einspritzöffnungen vor Verschmutzung geschützt. Links ist das neue, sehr teure, glänzende Kraftstoffleckrohr zu sehen. Diese wurde entfernt und die Förderschnecke mit beiden Unterlegscheiben wieder in die Einspritzpumpe eingesetzt, um Verlust und Verschmutzung zu verhindern.

22. An der Rückseite des Motors überspannt die Halterung, die den Kraftstofffilter hält, den Block und den Kopf und muss daher ebenfalls abgenommen werden. Im Nachhinein hätte ich dies entfernen sollen, bevor ich mich mit dem Auspuffkrümmer beschäftigt habe, da es einen einfacheren Zugang zur unteren Innenbordschraube ermöglicht hätte, die schwierig zu erreichen sein kann. Dieser muss nicht vollständig entfernt werden, sondern nur abgeschraubt werden, um den Kopf abnehmen zu können.

23. Die Kipphebelbaugruppe muss abgenommen werden, da sie mehrere Zylinderkopfschrauben verdeckt. Eine extra tiefe Steckdose erleichtert diesen Vorgang. Während für die Demontage ein Schraubenschlüssel verwendet werden kann, ist für den erneuten Einbau ein Drehmomentschlüssel erforderlich, sodass unbedingt ein Steckschlüssel erforderlich ist. Wenn der Kipphebel abgenommen ist, heben Sie die Stößelstangen einfach aus dem Block. Bewahren Sie sie sorgfältig auf, damit sie in der gleichen Reihenfolge, in der sie herausgekommen sind, wieder verwendet werden können.

24. Beim Einbau eines Zylinderkopfes müssen die Schrauben schrittweise und in einer bestimmten Reihenfolge angezogen werden. In Wartungshandbüchern wird dies immer behandelt, in der Regel wird jedoch nicht erwähnt, dass es entfernt werden soll. Vor vielen Jahren wurde mir von einem „alten Jungen“-Ingenieur geraten, die Kopfschrauben nach dem gleichen Muster zu lösen: Zuerst jede Schraube knacken und dann in mehreren Schritten lösen. Sobald die Schrauben entfernt wurden, muss der Kopf herausgebrochen werden, indem rundherum mit einem schlagfreien Hammer darauf geschlagen wird – er darf nicht abgehebelt werden, da dies die Passflächen der Dichtung beschädigen könnte.

25. Nachdem der Kopf nun entfernt war, war es offensichtlich, dass ich ein größeres Problem hatte als nur eine einfache Kohlenstoffablagerung. Beachten Sie das klaffende Loch am hinteren Zylinder (links in diesem Bild), in dem sich der Vorbrennkammereinsatz befinden sollte.

26. Bei genauerem Hinsehen fällt auf, dass der Vorbrennkammereinsatz in der Kammer klappert, anstatt stolz da zu stehen wie sein Nachbar.