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Vessel: 1977, Islander 32 based in East Greenwich Rhode Island, USA.
2 ELLEBOGEN 75 (Ref. 128270-08341) and 2 ELLEBOGEN 100 (Ref. 128377-08351)
Das Segelboot wurde vom Bootsbauer Herr Robert Perry entworfen. Das Boot ist 31,96ft / 9,74m lang und 11.08 ft / 3.38 m breit. Die Wasserverdrängung des Boots ist 10,500lb / 4,763kg mit einem Tiefgang von 5.33ft / 1.62m. Der Name der Werft ist Islander Yachts (USA)
Sehen Sie unten eine Gesamtansicht des Boots.
Das Segelboot hatte am Anfang einen Volvo MD7A Motor. Er wurde 2017 ersetzt durch einen Yanmar 2YM15 Motor, der aus Washington State gebraucht gekauft wurde. In diesem Moment war der Yanmar-Motor ungefähr 100 Stunden in Betrieb. Der Motor war mindestens 10 Jahre alt. Der Besitzer hat den Austausch mit den originalen Motorlager des Yanmar Motors gemacht, weil sie gut ausgesehen haben. Der Besitzer war nie zufrieden mit den Schwingungen im Leerlauf aber er dachte immer, dass dieses Problem vom Motor selbst kam, nicht von den Motorlagern.
Der Besitzer des Boots segelt viel im Juli und August, wenn er von der Küste von Maine nach New Brunswick und den Norden von Neuschottland segelt. Er segelt im Durchschnitt 1200 Seemeilen pro Jahr (140 Motorlaufstunden). Er ist ein 77 Jahre alter Segler mit grosser mechanischer Erfahrung und vielen Werkzeugen.
Der Besitzer des Segelboots beschloss, den Motor mit einer Seilwinde von den Hebepunkten des Motors zum Segelbootbaum anzuheben. Er nahm das meiste Gewicht vom Segelbootbaum durch ein Doppelkabel. Er musste den Motor nur ein paar Zentimeter anheben, um die Motorlager auszutauschen.
Nachdem er die Antriebswelle vom Getriebe getrennt hatte, konnte er den Motor etwas anheben, ohne irgendwelche Abgas- oder Kühlverbindungen zu lösen.
Dann nahm er den Ölfilter, den Luftfilter, die Wasserpumpe, den Dieselfilter und den Generator heraus.
Vor dem Anheben des Motors löste er alle 3/8“ Schrauben, die die Motorlager mit dem Bootsrahmen befestigten. Verschiedene Schraubenschlüssel und Wackelverlängerungen halfen, die versteckten Schrauben zu erreichen. Ein kleiner Schlagschrauber mit Batterie war auch nützlich. Er schnitt einen 24mm Gabel-Ringschlüssel in der Mitte durch, damit hatte er 2 kürzere Schraubenschlüssel. Das war sehr nützlich, um den Motor auszurichten, weil es wenig Platz gab.
Er machte den ganzen Austausch der Motorlager in einigen Halbtagsschichten allein am Liegeplatz des Boots. Er sagte “ein jüngerer Mann hätte den ganzen Austausch in einem Tag machen können. Ein Helfer wäre auch sehr hilfreich gewesen während des Austauschs, um mir die Werkzeuge zu geben…“
Der Ausrichtungsprozess war wie ich erwartet hatte, weil ich ihn oft gemacht habe. Wie Sie wissen, ist es ein mühsamer Prozess, aber er erreichte ein sehr gutes Ergebniss mit einer .003 Fühlerlehre.
Ein gelagertes Element hat eine Resonanzfrequenz (auch als Eigenfrequenz bezeichnet) gemäß der folgenden Formel:
Wo „k” die Steifigkeit der Motorlager und „m“ die Masse des Motors ist.
Das wichtigste Ziel ist, eine Übereinstimmung oder Nähe zwischen Eigenfrequenz und Erregungsfrequenz des Motors zu vermeiden.
Sie sehen unten eine Grafik, in der die gelbe Linie die Erregungsfrequenz und die dunkelblaue Linie den potentiellen Effekt dieser Erregung darstellt. Die dunkelblaue Linie heißt auch Durchlässigkeitskurve. Der schlechteste Fall wäre, wenn die gelbe Linie mit der Spitze der dunkelblauen Linie übereinstimmt. Das würde bedeuten, dass das System in Resonanz wäre und verschiedene Elemente, wie Motorkomponenten, Motorlager, Getriebe usw. brechen könnten. Deswegen sollte diese Situation vermieden werden.
Die gelbe Linie bewegt sich von links nach rechts, abhängig von der Motordrehzahl, von Leerlauf bis maximaler Drehzahl.
Durchlässigkeit 0 = bedeutet keine Schwingungsübertragung. Bzw. 100% Isolierung.
Durchlässigkeit 1 = bedeutet 100% Schwinungsübertragung. Bzw. 0% Isolierung.
Im Beispiel oben wäre der ganze Motordrehzahlbereich weit weg von der Resonanz, deswegen sollte das System gut funktionieren.
Einer der schlechtesten Fälle wäre das Beispiel unten, wo der Motorleerlauf gleich wie die Resonanzfrequenz ist. Jede Nähe zur Resonanzspitze würde als eine exzessive Motorschwingung gefühlt werden, die auf den Bootsrahmen übertragen wird.
Das bedeutet, je weiter die blaue Spitze von der gelben Zone entfernt ist, desto besser. Die gelbe Zone kann nicht verändert werden, weil sie ein fester Wert für jeden Motor ist.
Was man verändern kann, ist die Position der Resonanzspitze. Weichere Lager würden diese Spitze nach links bewegen und steifere Motorlager nach rechts.
Auch wenn die wichtigste Resonaz die vertikale ist, haben gelagerte Motoren 6 Resonanzfrequenzen.
Warum 6? Weil sich der Motor in sechs verschiedenen Richtungen (3 Translationsrichtungen (X, Y und Z) und 3 Drehrichtungen (Pitch, Roll und Yaw)) bewegen kann.
Das Hauptziel ist, die Motorager auszuwählen, die die Motorresonanzfrequenz 2 oder 3 mal unter der Motorlaufgeschwindigkeit halten.
Unabhängig von Gummityp, -härte, -farbe… bestehen alle Elastomere aus Polymerketten. Schwingungen erzeugen Stress und Spannung im Gummi. Dieser Stress erzeugt eine Spannung in den Polymerketten.
Im Laufe der Jahre werden die Polymerketten vielen Spannungs -Einfederungszyklen ausgesetzt. Die Polymerketten brechen proportional zur Zyklenzahl. Sie sehen unten eine Grafik mit Federkennlinien der 2 Motorlager. Ein Motorlager ist neu und das andere ist gebraucht.
Wie oben gesagt, die Spannungen und Einfederungen, die wegen der dynamischen Belastungen und Schwingungen im Elastomer entstehen, brechen die Polymerketten. Deswegen hat das Motorlager im Laufe der Jahre weniger Polymerketten, um dieselbe Belastung auszuhalten. Das beeinflusst die Einfederung des Motorlagers. Wie oben gezeigt, geht die Einfederung des Motorlagers von S1 nach S2. Der Grund dafür ist, dass die verbleibenden Polymerketten so viel wie möglich ausgehalten haben, aber mit höherer Einfederung.
Hinsichtlich der Isolierung müssen wir verstehen, dass die Steifigkeit von flexiblen Motorlagern eine Schlüsselrolle spielt. Aber was ist die Steifigkeit? Die Steifigkeit ist die Ratio zwischen Kraft und Einfederung. D.h. die Größe der notwendigen Kraft, um eine gegebene Einfederung zu erreichen.
Die Stefigkeit wird als eine unterbrochene braune Linie gezeigt und sie stellt das Verhältnis oder die Neigung der Kurve für eine bestimmte Kraft (F1) dar. Die Steifigkeit (0) zeigt den Fall eines neuen Motorlagers und die Steifigkeit (1) zeigt den Fall eines gebrauchten Lagers. Die Steifigkeit des grebrauchten Motorlagers ist grosser als die des neuen. Sie spielt eine Hauptrolle bei der Motorisolierung und bestimmt die Resonanzfrequenz des Systems. Je höher die Steifigkeit des Systems ist, desto höher sind seine Eigenfrequenzen und desto niedriger ist das Isolierungsniveau. D.h. auch wenn sich der Motor mehr bewegt und das System höhere Elastizität zeigt, könnte man denken, dass der Motor gegen Schwingungen besser isoliert ist, aber das Gegenteil ist der Fall. Die Schwingungen sind grösser als je zuvor.
Weil das System elastischer ist, sind die Fehlausrichtungen der Antriebswelle grösser.
Wenn die Motorlager älter sind, wird ihre Steifigkeit grösser. Je höher die Steifigkeit des Systems ist, desto höher ist seine Eigenfrequenz. Das verringert das Isolierungsniveau. Je mehr Bewegung der Motor parallel dazu hat, desto grösser sind die Einfederungen der Motorlager. Das verursacht grössere Spannung im Gummi, was dazu führt, dass die Polymerketten brechen und das Gummi sich absetzt.
Das wird in den Videos unten gezeigt:
Herr Leo Constantino ist ein amerikanischer Segler, der in Ostgreenwich, Rhode Island, USA, wohnt. Er ist ein aktiver Helfer in Yanmar Foren, er hilft anderen Seglern um alltägliche Probleme zu lösen. Ein gutes Beispiel für die Brüderschaft, die es zwischen echten Seglern gibt.
Er segelt an der Küste von Maine, Neu Brunswick und manchmal im Norden von Neuschottland. Wenn Sie Interesse an diesen Segelregionen haben, können die folgenden Links interessant sein.
https://www.cruiserswiki.org/wiki/Maine
