Wartung: Entkalkung der Einkreiskühlung des Bootsmotors

Bootsmotoren mit Einkreiskühlung sind dem aggressiven Seewasser direkt ausgesetzt

Die größte Gefahr für Bootsmotoren ist das Seewasser. Es ist nicht nur korrosiv, sondern führt bei Erwärmung auch zu Ablagerungen. Darüber hinaus enthält es eine biologische Artenvielfalt, die sich gern auch im Motor selbst festsetzt. Daher sind Konstrukteure von Bootsmotoren bestrebt, das Seewasser möglichst von den empfindlichen Teilen des Bootsmotors fernzuhalten.

Bei einem Bootsmotor mit indirekter Kühlung, gerne auch als Zweikreiskühlung bezeichnet, wird das Seewasser nur durch einen Wärmeübertrager geleitet, während der Motor selbst nicht mit Seewasser in Berührung kommt. Der Wärmeübertrager und die anderen vom Seewasser durchströmten Bauteile können aus (leider nicht immer perfekt) seewasserbeständigen Materialien gebaut werden. Fließt hinreichend viel Seewasser durch das System, so heizt es sich nur wenig auf und auch das Problem der ausfallenden Mineralstoffe ist damit gebändigt. Gegen das Wachstum von Flora und Fauna hilft die regelmäßige Reinigung. Diese Bootsmotoren sind üblicherweise so konstruiert, dass die Reinigung der Wärmeübertrager mit überschaubarem Aufwand möglich ist, dennoch unterbleibt sie in der Praxis viel zu häufig.

Leider ist die soeben beschriebene indirekte Kühlung mit einem gewissen konstruktiven Aufwand verbunden, sodass in der Vergangenheit vor allem bei kleineren Motoren das Seewasser einfach direkt durch den Motor geleitet wurde. Dieses System wird dann als direkte Seewasserkühlung, oft auch als Einkreiskühlung bezeichnet. Solche Motoren sind nicht nur einfacher aufgebaut, sie benötigen auch weniger Bauraum, da kein Wärmetauscher untergebracht werden muss.

Gegen die Korrosion durch Seewasser an Motorblock und Zylinderkopf, die fast immer aus Gusseisen bestehen, werden Opferanoden aus Zink eingesetzt. Werden diese regelmäßig kontrolliert und bei Bedarf ausgetauscht, entfalten sie durchaus eine spürbare Wirkung.

Was bleibt, ist das Problem der ausfallenden Mineralien. In Seewasser ist nicht nur Kochsalz gelöst, sondern auch weitere Verbindungen, besser gesagt deren Ionen in nicht zu vernachlässigender Konzentration. Diese setzen sich im Laufe der Zeit im Motor ab und bilden eine Schicht, die den freien Strömungsquerschnitt des Wassers im Motorblock behindert und außerdem die Wärmeübertragung ins Wasser verschlechtert. Auch wenn dieser Begriff der chemischen Komplexität nicht gerecht wird, soll hier der Einfachheit halber von Verkalkung gesprochen werden.

Bootsmotoren mit direkter Seewasserkühlung müssen regelmäßig entkalkt werden

Die Verkalkung hat zwei für den Eigner recht unschöne Eigenschaften. Zum einen ist das Wachstum der Kalkschicht nicht sichtbar, da es im Inneren des Motorblocks stattfindet, und zum anderen ist das Wachstum sehr ungleichmäßig. Im Prinzip ist der Motorblock von außen ein Klotz aus Gusseisen. Im Inneren aber besteht er primär aus Hohlräumen. Der größte Teil ist mit Luft gefüllt, dann gibt es einige Leitungen für das Schmieröl und vor allem im oberen Teil des Motorblocks sind diverse Hohlräume mit Kühlwasser gefüllt. Diese Hohlräume sind kaum einzusehen. Das bedeutet, will man für eine Inspektion nicht gleich den Zylinderkopf demontieren, bieten die Öffnungen der Opferanoden mehr oder weniger den einzigen Einblick in die Kühlwasserkanäle des Motors. Hier ist aber bestenfalls ein Ausschnitt zu sehen, der größte Teil des Motorinneren bleibt verborgen.

Noch unangenehmer ist die zweite Eigenschaft. Der Kalk wird bei der Erwärmung des Wassers abgeschieden und zwar umso stärker, je wärmer das Wasser ist. Erwärmt wird das Wasser in erster Linie von der Verbrennungswärme des Dieselkraftstoffs. Die Temperaturen im Motor sind bei der Verbrennung keineswegs gleichmäßig, der größte Teil der Wärme entsteht im oberen Teil des Zylinders, insbesondere im Zylinderkopf. Die inneren Wände im Motor haben zudem nicht überall die gleiche Stärke. Die Wärme wird im Motor also ungleichmäßig ins Wasser übertragen. Mit anderen Worten: An manchen Stellen im Motor wird das Wasser stärker erwärmt als an anderen. Folglich setzt sich auch der Kalk ungleichmäßig und tendenziell an den wärmeren Stellen schneller ab.

Leider leitet Kalk die Wärme wesentlich schlechter als das Eisen, aus dem der Motor besteht. Solange noch genügend Wasser durch den Motor fließt und die Wärme abtransportiert wird, ist das kein Problem. Mit zunehmender Kalkschicht wird der Weg für das Kühlwasser jedoch immer mehr versperrt und das Wasser sucht sich einen anderen Weg durch den Motorblock. In der Folge fließt weniger Kühlwasser an die Stellen im Motor, wo es am meisten benötigt wird. Da der Motor weiterhin Wärme produziert, wird dieses wenige Wasser dann zwangsläufig lokal stärker erwärmt. Das führt zunächst unmerklich langsam, aber irgendwann immer schneller zu einer Art Teufelskreis: Dort, wo sich der dickste Kalk abgelagert hat, sorgt er selbst dafür, dass die Schicht am schnellsten weiterwächst.

Wird der Motor immer hinreichend gekühlt, so kann der Prozess Jahre oder auch Jahrzehnte brauchen, bis er in diese kritische, weil galoppierende Phase eintritt. Leider ist das von außen nicht zu erkennen und wenn der Motor erstmal wegen Überhitzung klemmt, ist es zu spät. Daher sehen die Wartungsvorschriften der Motorhersteller eine regelmäßige Beseitigung der Kalkschicht vor.

Chemische Lösungen zum Entkalken des Bootsmotors

Da die Kühlkanäle im Motorblock kaum zugänglich sind, kommt für eine Entfernung des Kalks nur ein chemisches Verfahren in Frage. Ebenso wie die heimische Kaffeemaschine oder ein Wasserkocher kann auch der Bootsmotor mit einer geeigneten Säure entkalkt werden. Bei der Auswahl einer geeigneten Chemikalie stehen einerseits Arbeitsgeschwindigkeit und andererseits Anwendungssicherheit im Fokus der Überlegungen. Aus dem Haushalt bekannt sind Essigsäure, häufig auch als Essigessenz bezeichnet, und Zitronensäure. Beide arbeiten relativ langsam, was bei vielen Anwendungen im Haushalt kein Problem darstellt. Die auftretenden Schichtdicken sind dort meist relativ gering und der zu entkalkende Gegenstand kann bei Bedarf auch über Nacht in die Lösung eingelegt werden. Der Prozess kann auch durch eine Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden. Bei Bootsmotoren ist dies jedoch nur eingeschränkt möglich und die zu entfernenden Kalkmengen sind in der Regel deutlich größer.

Daher empfiehlt ein großer Motorhersteller die Verwendung von Salzsäure. Fraglos erhöht dies die Arbeitsgeschwindigkeit drastisch, doch wegen der mit der Verwendung von Salzsäure einhergehenden Gefahren sei an dieser Stelle davon abgeraten. Als bester Kompromiss hat sich Amidosulfonsäure erwiesen. Die ist übrigens der Haupt-Wirkstoff in fertig erhältlichen Kaffeemaschinenentkalkern. Die Wirksamkeit ist verglichen mit Essig- oder Zitronensäure deutlich stärker, aber die Anwendung ist für den Laien durchaus vertretbar. Selbstverständlich sind die Sicherheitshinweise auf der Packung einzuhalten. Amidosulfonsäure wird als weißes Pulver im freien Handel, auch im Internet, angeboten und wird dann vor der Anwendung in Wasser aufgelöst. Wird hierbei warmes Wasser verwendet, so löst sich das Pulver schneller auf.

Achtung: Das Pulver nicht höher dosieren, als in der Anleitung angegeben. Im Motor kühlt die Lösung ab und bei zu hoher Konzentration fällt dann das Pulver wieder aus – und zwar im Motorblock.

Schritt 1: Die Lösung zum Entkalken durch den Bootsmotor pumpen

Die Lösung muss durch den Motor gepumpt werden, um dort ihre kalklösende Wirkung zu entfalten. Dies kann entweder mit der ohnehin vorhandenen Seewasserpumpe, in Seglerkreisen auch Impellerpumpe genannt, oder mit Hilfe einer externen Pumpe erfolgen. Wird die eingebaute Seewasserpumpe verwendet, muss für deren Betrieb der Motor kurz gestartet werden. Die Laufzeit beträgt nur wenige bis einige zehn Sekunden, sodass bei kaltem Motor noch keine Gefahr für die Abgasanlage durch fehlende Seewassereinspritzung besteht.

In der Winterlagerhalle ist dieses Verfahren aufgrund der Abgasentwicklung ungeeignet. Bei einigen Motortypen, deren Seewasserpumpe nicht direkt per Zahnrad, sondern über einen Keilriemen angetrieben wird, kann versucht werden, die Pumpe mit einer Handbohrmaschine anzutreiben. Wenn der Bootsmotor generell nicht gestartet werden soll, kann alternativ zur eingebauten Seewasserpumpe auch eine externe Wasserpumpe verwendet werden. Dazu eignet sich beispielsweise eine kleine Kreiselpumpe mit elektrischem Antrieb. Eine preiswerte Tauchpumpe, wie sie beispielsweise in Aquarien verwendet wird, ist völlig ausreichend und kann mit 12 Volt Bordnetzspannung auch in nasser Umgebung gefahrlos betrieben werden.

Schritt 2: Die passende Menge für die Lösung zum Entkalken des Bootsmotors mischen und bereithalten

Auch wenn der Inhalt des Motors nur ein oder zwei Liter beträgt, empfiehlt es sich, eine größere Menge der Lösung bereitzuhalten. In den meisten Fällen sind zehn Liter der Lösung zum Entkalken ausreichend. Dazu kann im einfachsten Fall eine Haushaltswanne oder ein ausreichend großer Baueimer verwendet werden. Auch ein kleiner Mörtelkübel aus dem Baumarkt ist geeignet. Bei der von mir durchgeführten Entkalkung wurde ein Ultraschallreiniger mit 22 Liter Inhalt eingesetzt. Dieser verfügt neben der Ultraschalleinrichtung, welche hier nicht benötigt wird, auch über eine thermostatisch geregelte Heizung, mit deren Hilfe die Lösung auf Temperatur gehalten werden kann. So war es trotz winterlicher Temperaturen möglich, die Lösung mit anfänglich 40 Grad Celsius in den Motor zu pumpen, was den Prozess erheblich beschleunigte. Die Temperatur wurde mit Rücksicht auf die Tauchpumpe gewählt. Bei höheren Temperaturen sollte der Entkalkungsprozess noch schneller ablaufen, doch ist es schwierig, eine höhere Temperatur in kühler Umgebung aufrechtzuerhalten. Steht kein Behälter mit eingebauter Heizung zur Verfügung, so ist entweder Geduld oder Kreativität gefragt.

Schritt 3: Schlauchverbindungen zum Entkalken des Bootsmotors herstellen

Als nächstes muss eine Verbindung zwischen dem Gefäß mit der Entkalkungslösung und dem Bootsmotor hergestellt werden. Wenn die Seewasserpumpe verwendet wird, ist es ratsam, den Schlauch, der den Seewasserfilter (oder, wenn kein Seewasserfilter vorhanden ist, das Seeventil) mit der Pumpe verbindet, am Seewasserfilter zu lösen und in das Reservoir zu stecken. Ist dies schwierig, kann der Schlauch auch an der Seewasserpumpe gelöst und durch einen geeigneten Schlauch ersetzt werden. Ein preiswerter, durchsichtiger PVC-Schlauch oder Wellschlauch aus dem Baumarkt ist für diese Anforderungen ausreichend.

Wenn eine externe Pumpe verwendet wird, muss die Schlauchverbindung hinter der Seewasserpumpe des Motors gelöst und die Pumpe vor dem Eintritt des Seewassers in den Bootsmotor installiert werden. Um die Verbindung mit der Pumpe herzustellen, ist es nützlich, eine Auswahl geeigneter Schläuche zur Hand zu haben. Die von mir verwendete Aquarienpumpe hat am Druckstutzen ein Halbzoll-Außengewinde.

Damit die Lösung aus dem Motor nicht in den Auspuff, sondern zurück in das Gefäß fließt, muss dann noch die Schlauchverbindung vom Motor oder wassergekühlten Abgaskrümmer zur Seewassereinspritzung gelöst und durch einen ausreichend langen Schlauch zurück ins Gefäß ersetzt werden.

Achtung: Ohne diese Verbindung geht nicht nur die Lösung verloren, sondern es wird auch der Abgassammler gefüllt. Dadurch besteht die Gefahr, dass die Lösung rückwärts in den Bootsmotor fließt und dort zu einem Wasserschlag (Totalschaden) führt.

Schritt 4: Den Thermostat zum Entkalken des Bootsmotors ausbauen

Der Kühlmittelregler, umgangssprachlich auch Thermostat genannt, im Bootsmotor regelt die Betriebstemperatur des Motors, indem er mehr oder weniger Seewassers durch den Motorblock leitet. Damit die Entkalkungslösung vollständig durch den Motorblock und nicht durch den Bypass am Motor vorbeifließt, muss der Kühlmittelregler vor dem Spülen ausgebaut werden.

Schritt 5: Die Entkalkung des Bootsmotors durchführen

Ich empfehle, die gewünschte Menge Wasser für die Entkalkungslösung auf eine Temperatur von etwa 40 Grad Celsius zu erwärmen. Dann wird die entsprechende Menge Amidosulfonsäure nach den Dosieranweisungen des Lieferanten abgewogen und zugegeben. Nun wird die externe Pumpe oder der Motor zum Betreiben der Seewasserpumpe eingeschaltet. Nach einigen Sekunden sollte die Entkalkungslösung durch den Bootsmotor laufen und aus dem Schlauch, der die Lösung zurück in das Gefäß führt, wieder austreten. Anfangs kann die Pumpe ein wenig länger laufen, um den Motorblock etwas anzuwärmen. Ansonsten läuft die Pumpe nur wenige Sekunden, um die Lösung im Motor zu erneuern.

Nach dem Ausschalten der Pumpe kann nur abgewartet werden, bis die Säure ihr Werk getan hat. Leider ist es nicht möglich, den Prozess im Bootsmotor zu beobachten, ein sinnvolles Intervall muss also mehr oder weniger erraten werden. Aus der Erfahrung mit der Entkalkung von Haushaltsgeräten lässt sich jedoch ein Intervall von etwa einer halben Stunde als sinnvoller Wert ableiten. Die eigentliche Entkalkung des Bootsmotors besteht darin, den Wechsel von Pumpenbetrieb und Einwirkzeit so lange zu wiederholen, bis die austretende Lösung merklich weniger Verschmutzungen mit sich bringt.

Grundsätzlich sollte mindestens ein halber Tag für die Entkalkung des Bootsmotors eingeplant werden. Da diese Zeit aber zum größten Teil aus Einwirkzeit besteht, steht anderen Tätigkeiten an Bord während dieser Zeit nichts im Wege. 😉

Nach dem Entkalken muss die noch im Bootsmotor befindliche Lösung zum Entkalken abgelassen werden. Danach sollte der Bootsmotor mindestens einmal mit klarem Wasser nachgespült werden.

Fazit

Bootsmotoren gehen in der Regel nicht durch Verschleiß, sondern durch Überhitzung kaputt. Diese ist meist die Folge einer vernachlässigten oder unvollständigen Wartung des Kühlkreislaufes. Insbesondere Bootsmotoren mit direkter Seewasserkühlung verzeihen keine vernachlässigten Wartungsintervalle des Kühlsystems, da bei ihnen konstruktionsbedingt das hochkorrosive Seewasser direkt durch den Motorblock fließt. Die regelmäßige Entkalkung eines Bootsmotors mit Einkreiskühlung ist daher ein wichtiger Bestandteil der Motorwartung. Sie kann mit etwas Vorbereitung problemlos und kostengünstig in Eigenregie durchgeführt werden und trägt wesentlich zur Verlängerung der Lebensdauer des Bootsmotors bei.