1 Funzionamento e manutenzione di motori marini diesel 2 tempi

 MOTORE DIESEL 2 TEMPI

Questo motore si differenzia dal più diffuso motore a quattro tempi principalmente per la differente alternanza delle fasi attive in relazione ai giri dell'albero motore: infatti se nel quattro tempi si ha una fase attiva per ogni due giri dell'albero, nel due tempi si ha una fase attiva (ovvero la fase in cui avviene la trasformazione effettiva dell'energia chimica in termica e dunque cinetica, detta anche espansione) per ogni giro completo dell'albero.
Strutturalmente il motore a due tempi, di norma, non presenta le classiche valvole d'aspirazione e scarico, sostituite dalle "luci", ovvero fenditure non circolari ricavate direttamente sul cilindro, aperte e chiuse dal moto alternato del pistone.

Una caratteristica che distingue il motore a due tempi (a parte i modelli con ammissione a disco rotante, e non considerando le esigenze dell'impianto elettrico di accensione) dal quattro tempi è quella di poter funzionare perfettamente in entrambi i sensi di rotazione. Questo è permesso dal fatto che le luci di scarico/travaso vengono aperte e chiuse dal pistone in maniera speculare rispetto al punto morto inferiore, dove la luce di scarico è la prima ad aprire e l'ultima a chiudere. Al contrario, nel 4 tempi la simmetricità non c'è perché deve essere aperta una soltanto delle due valvole (salvo il breve periodo dell'incrocio, in cui sono aperte entrambe), e tassativamente in modo asimmetrico rispetto al punto morto inferiore.

 MOTORE DIESEL 2 TEMPI - LE FLESSIONI

METODO CON CALIBRO ELETTRONICO

Nei motori moderni sia il comando delle pompe del combustibile che della valvola di scarico è del tipo a comando elettronico e servito da un sistema idraulico così come viene mostrato nel seguente video.

MOTORE DIESEL 2 TEMPI - LA BIELLA COSTRUZIONE

Una buona manutenzione del premistoppa con frequente controllo dello stato di usura manterrà il sistema sempre in uno stato efficiente.

OVALIZZAZIONE IERI

Nei motori a combustione interna la massima usura permissibile è pari all’1% del diametro ma, per i motori lenti non dovrebbe oltrepassare i 5 mm: tale usura viene raggiunta in media ogni 5 – 6 anni di lavoro. Nei motori a media velocità e nei motori veloci la durata delle camicie è legata alle condizioni di esercizio. Attualmente esistono metodi diversi per il rilievo di questi dati senza dover smontare la testata.

OVALIZZAZIONE OGGI

VALVOLA DI SCARICO - DISASSEMBLAGGIO TUBAZIONI

Nel seguente video è mostrata la procedura di smontaggio completo per manutenzione delle sue parti di una valvola di scarico MAN B&W, non viene mostrata la rettifica della valvola e del seggio che hanno procedure a parte.

La manutenzione prosegue con il sezionamento della valvola per permettere sia il controllo che lo smontaggio dell’otturatore con stelo.

LA VALVOLA DI SCARICO - SMONTAGGIO PISTONE E CILINDRO ARIA

LA VALVOLA DI SCARICO - ISPEZIONE GUIDA ALBERO

LA VALVOLA DI SCARICO - MANUTENZIONE PARTE INFERIORE

LA VALVOLA DI SCARICO - MANUTENZIONE OTTURATORE  E SEGGIO

La rettifica del seggio e dell’otturatore può anche essere eseguita al tornio con un attrezzo adeguato oppure con l’utilizzo di una macchina elettrica simile al tornio fornita dal cantiere. 

Nel seguente video la manutenzione di una valvola di avviamento MAN B&W

IL POLVERIZZATORE

Il combustibile con le pompe combustibili viene iniettato nelle camere di combustione con i polverizzatori o iniettori. Il combustibile deve essere bruciato nel tempo previsto, viene suddiviso in goccioline con un processo noto come atomizzazione del combustibile. Queste goccioline di combustibile devono penetrare lontano dallo spazio di combustione in modo che possono mescolarsi con l’ossigeno. La temperatura delle goccioline sale rapidamente assorbendo l’energia termica contenuta nell’aria calda del cilindro e si incendia prima che possano colpire le superfici del pistone e della camicia. Gli iniettori riescono a compiere questo lavoro perché utilizzano una valvola a spillo tenuta chiusa a forza da una molla. Il combustibile in pressione per via della pompa combustibile percorre tutto il corpo dell’iniettore fino alla camera tenuta chiusa dallo spillo. La pressione del combustibile però aumenta di pressione a causa dell’azione pompante della pompa combustibile e riesce a vincere l’azione della molla per cui lo spillo si alza permettendo il passaggio di una piccola quantità di combustibile che però fa cadere la pressione internamente al corpo facendo chiudere di colpo lo spillo il che provoca la fuoriuscita del combustibile intrappolato attraverso piccoli fori e quindi si atomizza. 

MOTORE DIESEL 2 TEMPI - LA POMPA COMBUSTIBILE

Come per il motore a 4 tempi anche nel motore diesel 2 tempi il combustibile deve essere iniettato a grandi pressioni in modo che nebulizzi correttamente.

L’iniezione avviene in un breve periodo di tempo per cui deve essere ben controllata: se così non fosse porterebbe a danni il motore principale.

Il sistema di iniezione nei motori a 2 tempi è comandato da camme così come per il motore diesel 4 tempi che a sua volta sono gestite da un albero a camme a sua volta comandato dall’albero motore. In un motore diesel a 2 tempi l’albero a camme fa gli stessi giri dell’albero motore.

Per ogni cilindro è prevista una camma e una pompa del combustibile.

La camma nel ruotare non fa altro che azionare un pistone di una pompa caricato a molla, il combustibile contenuto all’interno viene messo in pressione e pompato all’iniettore che lo nebulizza all’interno della camera di combustione, l’iniezione avviene solo quando la camma ha toccato il pistone della pompa con la punta estrema del suo collo.

Questo è il principio di base di funzionamento della pompa combustibile, ma nelle pompe combustibile dei motori diesel 2 tempi la quantità di combustibile deve aumentare con la velocità del motore.

Barrel altro non è che una boccola con testa piana atta ricevere gli impulsi del pistoncino che trova alloggio in essa

Plunger è il pistoncino che si muove all’interno della boccola (plunger) per pompare la nafta con piccoli movimenti (microns)

Spring è la molla che tende a riportare il rullo nella posizione di base della camma

Suction V/v è la valvola di aspirazione che controlla il flusso di combustibile in ingresso e determina l’inizio della mandata

Spill V/v è la valvola che controlla la fine dell’iniezione del combustibile

Discharge V/v è la valvola che manda il combustibile all’iniettore

Springs V/v sono le tre molle ognuna per valvola per assicurare una perfetta chiusura.

Push rods sono le bielle che operano per aprire la valvola di aspirazione e quella di riflusso (spill)

Eccentric Rocker arms sono dei bilancieri eccentrici che lavorano con le bielle, possono essere regolati per variare i quantitativi di combustibili in gioco.

Fuel cam è la camma dell’albero comando pompe, esso trasmette impulsi al pistone (plunger)

Cam follower o rullo trasmette gli impulsi della camma dell’albero comando pompe al pistone (Plunger)

Il combustibile entra dalla valvola di aspirazione e riempie gli alloggi delle pompe di combustibile fino a che la camma comanda l’apertura della valvola di ricircolo, la sua chiusura con quella di aspirazione e l’apertura della valvola di mandata

Il combustibile entra dalla valvola di aspirazione e riempie gli alloggi delle pompe di combustibile fino a che la camma comanda l’apertura della valvola di ricircolo, la sua chiusura con quella di aspirazione e l’apertura della valvola di mandata