JSC Zvezda M503

JSC Zvezda M503

Der M503 wurde in den 1970er-Jahren von JSC Zvezda aus St. Petersburg als Schnellbootmotor (Osa-Klasse) konstruiert. Es ist ein wassergekühlter Reihensternmotor mit 42 Zylindern (sieben Zylinderbänke mit jeweils sechs Zylindern pro Bank).

Beschreibung des Motors

Der Motor besitzt sieben obenliegende Nockenwellen (eine pro Zylinderreihe – OHC), die über ebenfalls sieben Königswellen angetrieben werden. Jede Nockenwelle trägt zwei Nocken je Zylinder. Dabei betätigt jede Nocke jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil über separate Rollenkipphebel. Die einteilige, sehr massive, rollengelagerte Scheibenkurbelwelle ist sechsmal gekröpft – für jeden der sechs Sterne einmal. Die Versatzwinkel der einzelnen Kröpfungen betragen wie beim Reihen-Sechszylinder 0°, 120°, 240°, 240°, 120°, 0°. So werden gleichmäßige Zündabstände erreicht (alle 17,14...° Kurbelwellenumdrehung eine Zündung).

Die Zylinderblöcke sind am Kurbelgehäuse mit Zugankern befestigt, die in die Sektionen des Kurbelgehäuses eingeschraubt sind. Das Kurbelgehäuse besteht aus sieben Stahlsektionen, die untereinander mit Passschrauben verbunden sind. Die Kurbelwelle läuft im Kurbelgehäuse auf sieben Rollenlagern, von denen das Spurlager (Lager 7) die Kurbelwelle in axialer Richtung arretiert. Der Motor hat führende und geführte Blöcke. Die führenden sind die Blöcke 1, 3 und 7. Bei niedrigen Drehzahlen sind diese die Leistungserbringer.

Ab Drehzahl 1200/min werden die geführten Blöcke mit zugeschaltet. Auf den OSA-Schnellbooten wurden drei dieser Diesel als Hauptantrieb gefahren. Es handelt sich dabei um einen Festpropellerantrieb, die Fahrtstufen werden folglich über die Veränderung der Drehzahlen erreicht. Sämtliche Versorgungspumpen für Diesel, Kühlwasser und Schmieröl sind als angehängte Pumpen ausgeführt und damit keine externen Versorgungseinheiten.
Für den sofortigen Betrieb wurden das Kühlwasser und das Schmieröl auf entsprechende Temperaturen vorgewärmt. Zur Anlassvorbereitung wurden die Maschinen von Hand und mit Niederdruckluft (max. 12 bar) getörnt. Hauptzweck war die Vermeidung von hydraulischen Schlägen in den nach unten hängenden Blöcken 1 und 7.
Unmittelbar danach wurden die Motoren, nach Vorpumpen über Vorpumpaggregate für Dieselkraftstoff und Schmieröl, mit Druckluft angelassen.

Das Schmierschema des Motors

Aus dem vorbeheizbaren Umlaufbehälter wird das Schmieröl von der Druckpumpe angesaugt und über einen im Aggregatteil des Motors untergebrachten Kontrollfilter zur Ölhauptleitung des Motors zur Schmierung gepumpt. Aus dem Motor wird das Öl über einen in der Gabelung des 1. und 7. Zylinderblockes liegenden Sammler zum Ölsumpf des Gehäuses der Umsteuerkupplung abgeführt. In diesen wird auch durch spezielle Ölabsaugpumpen das Öl aus den beiden unteren Zylinderblöcken und dem Gehäuse des Getriebes gepumpt. Aus dem Ölsumpf wird das Öl abgesaugt und über einen separat aufgestellten umschaltbaren Doppelölfilter und einen Kühler in den Umlaufbehälter zurückgepumpt.

Der Schmierölkühler wurde, wie auch der Frischwasserkühler, durch Seewasser gekühlt. Zur Regulierung der Schmierölkühlerfunktion war eine Thermostatregeleinheit direkt am Kühler vorhanden. Nur einer der Doppelschmierölfilter befand sich im Betriebsmodus. Auf den anderen Filter konnte bei Bedarf im laufenden Betrieb umgeschaltet werden. Nach dem Abschalten des Motors wurde das restliche zurücklaufende Schmieröl in den Getriebesumpf abgepumpt und der Ölstand im Getriebesumpf mit einem Peilstab geprüft. Die gleiche Kontrolle wurde unmittelbar vor dem Anlassen des Motors durchgeführt – der Getriebesumpf musste nahezu leer sein.

Folgende Fahrstufen standen zur Auswahl:

• 3 × 800/min
• 3 × 1000/min
• 3 × 1200/min
• 3 × 1500/min
• 3 × 1700/min
• 3 × 1900/min
• 3 × 2000/min
• 3 × 2200/min AK-Fahrt

Weiterhin verfügt das Triebwerk über eine Turboverbundaufladung mit drei hydrodynamischen Kupplungen. Da im unteren Drehzahl- und Leistungsbereich die Abgasenergie nicht ausreicht, um den großen Turbolader auf die nötige Drehzahl zu bringen, wird der Lader über hydrodynamische Kupplungen von der Kurbelwelle angetrieben – ähnlich einem Kompressor. Bei hohen Motordrehzahlen und damit verbundener hoher Leistung besitzt die Turbine des Abgasturboladers überschüssige Energie, die über die hydrodynamischen Kupplungen direkt an die Kurbelwelle abgegeben wird.

Technische Daten

• Typ: vierventiliger, wassergekühlter 42-Zylinder-Viertakt-Turboverbund-Dieselmotor (168 Ventile, OHC-gesteuert)
• Hub: 170 mm
• Bohrung: 160 mm
• Hubraum: 143,6 Liter
• Leistung: 2940 kW oder 4000 PS bei 2200/min
• Länge: 3700 mm
• Durchmesser: 1560 mm
• Masse: 5450 kg (trocken)
• Umsteuerung: direkt, über Umsteuerkupplung
• Umsteuerung voraus: Reibungssynchronisator, ab 1200/min starre Kupplung
• Umsteuerung zurück: Planetengetriebe mit Bremsband
• Umsteuerung mit: Umsteuerung mittels Kuppelluft, 2 Kuppelluftflaschen, 150 bar Kuppelluftdruck
• Umsteuerung über: Schaltung direkt am Motor, Fernsteuerung mit Serna- oder Orion-Anlage
• Kühlung: indirekt
• Kühlwasser direkt: Kondensat mit Shell-Dromus-B-Zusatz
• Kraftstoff: DK1
• Verdichtung: 13
• Ladeluftdruck: max. 2,1 bar (ohne Ladeluftkühler, erst ab M504 A verfügbar)
• Anlasssystem des Motors: Druckluft, Druck der Anlassluft 150 bar max.
• Kühlwasser im Motor: ca. 160 kg
• Schmieröl im Motor: ca. 70 kg
• Zählweise der Zylinder im Block: 1–6 beginnend auf der Turboladerseite
• Zählweise der Zylinderblöcke: 1–7 beginnend auf der Turboladerseite
• Voreinspritzwinkel: 23° bis 28° vor OT
• spezifischer Kraftstoffverbrauch: 231 g/kWh (170 g/PSh)
• Betriebsdauer: 500 Stunden, danach erfolgte der Maschinenwechsel auf den OSA-Booten

Sonstige zylinderreiche Motoren

Sein größerer Bruder, der JSC Zvezda M520, besitzt sogar 56 Zylinder.

Derartig große zylinderreiche Motoren gab es sonst nur noch von Wright Aeronautical. Der Wright R-2160 Tornado war ebenfalls ein wassergekühlter 42-Zylinder-Reihensternmotor mit sieben Zylindern in jedem der sechs Sterne. Er wurde als turboaufgeladener Flugmotor zum Ende des Zweiten Weltkriegs entwickelt, aber nicht mehr in Serie produziert. Trotz des verhältnismäßig kleinen Hubraumes von 35,4 Litern betrug seine Leistung beachtliche 2500 PS bei 4600/min in großer Flughöhe. Seine Kurbelwelle war jedoch nicht einteilig, sondern dreigeteilt, wobei die drei einzelnen Kurbelwellen (mit jeweils zwei Hubzapfen) über insgesamt sechs Zwischenwellen miteinander gekoppelt waren.

Siehe auch

• Dobrynin WD-4K
• Junkers Jumo 222
• JSC Zvezda M520
• Alfa-Romeo Alfa-101
• Daimler-Benz DB-604
• Rolls-Royce Vulture
• Rolls-Royce Eagle-XVI
• Lycoming XR-7755

Weblinks

 Commons: Zvezda M503 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• [1]
• als extrem leistungsstarker Tractorpullingmotor [2]