40.000 HP ! Motores diesel maritimos SULZER

O conjunto motriz do Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid Sport Turismo desenvolve 680 HP.

Consegue imaginar 40.000 HP ?

Em 1977, há 43 anos, Eytan era o responsável pelo Departamento de Projeto de Motores Diesel Marítimos - Seção de motores de longo curso e baixa rotação, na Ishikawajima do Brasil Estaleiros - ISHIBRAS.

Nesta epoca os motores ali fabricados , montados e testados em dinamometro desenvolviam potencia de até 40.000 HP.

No inicio, Eytan trabalhava com os motores Sulzer tipo RD, diesel 2 tempos, que ainda possuiam válvula de descarga rotativa.

Na sequencia, a Ishibras passou a produzir os motores Sulzer tipo RND, também diesel 2 tempos, com janelas para admissão e descarga, utilizando o então exclusivo sistema de lavagem em loop - Loop scavenging flow, U no diagrama abaixo.

motores diesel maritimos com sistema Unifluxo (L), Cross (Q) e Loop (U)
motores diesel maritimos 2 tempos com sistema Unifluxo (L), Cross (Q) e Loop (U)

Para termos uma ideia, vejam algumas dimensões basicas destes motores:

 

Motor Sulzer RND105

Motor diesel maritimo de longo curso
Motor diesel maritimo 2 tempos de longo curso
  • • Estes motores eram denominados de Very Long Stroke to Bore Ratio, em função do curso extremamente longo, proporcionalmente ao diametro do pistão. O homem no desenho acima tem 1,85m de altura !
  • • eixo de manivela modular
eixo de manivelas de um motor diesel maritimo
eixo de manivelas de um motor diesel maritimo

 

  • • diametro do pistão = 105cm ( sim, mais de 1 metro de diametro !)
  • • cabeça do pistão refrigerada a agua
cabeça do pistão refrigerada a água
cabeça do pistão refrigerada a água

 

  • • curso do pistão = 1880mm ( quase 2 metros !)
  • • turbocompressores ABB de alta razão de compressão
Turbocompressor ABB
Turbocompressor ABB

 

  • • potencia do motor por cilindro = até 4.000HP a uma rotacao MÁXIMA de 108 RPM
  • • potencia do motor = 48.000 HP na configuração 12 cilindros em linha
motor diesel maritimo Sulzer RLA 56 de longo curso
motor diesel maritimo Sulzer RLA 56 de longo curso

 

Vejam abaixo uma foto da bomba utilizada para injeção direta de combustível ( Eytan aparece de capacete branco, com um equipamento para medição e calibração ):

Bomba injetora de combustível motor Sulzer. Eytan de capacete branco
Bomba injetora de combustível motor Sulzer. Eytan de capacete branco

Estes motores eram produzidos na Ishibras, onde haviam instalações de fundição e usinagem, bem como calderaria, para a fabricação do bloco do motor, entre outros componentes. Alguns componentes eram importados da IHI Japão, empresa matriz da Ishibras.

A partir do inicio dos anos 1980, Eytan tornou-se o reponsável pela fabricação do primeiro motor Sulzer RLA,diesel 2 tempos, dando inicio a uma nova geração de motores economicos, compatíveis com a crise do petroleo iniciada em meados da decada de 1970.

Os motores Sulzer RLA utilizavam o sistema de lavagem unifluxo (L no diagrama no início deste artigo), com válvula de descarga no cabeçote. A atuação da válvula era hidraúlica.

Motores maritimos com valvula de descarga com atuação hidraulica
Motores maritimos com valvula de descarga com atuação hidraulica

 

A Ishibras produziu o primeiro motor da serie RLA56 no mundo.

Sendo o primeiro a ser construido, havia a necessidade de fazer a sintonização do turbocompressor, conhecida como turbo matching, de forma a definir a especificação correta para o compressor e para a turbina do turbocompressor Brown Boveri (ABB). Era necessário medir o fluxo de ar na entrada do compressor, para o que Eytan e sua equipe construiram um venturi específico para medição por diferença de pressão. Este venturi foi modelado em madeira, utilizando a infraestrutura de modelagem da fundição da Ishibras. Todos os teste foram realizados no enorme dinamometro de bancada, próprio para motores maritimos.

Medição de fluxo de ar por diferença de pressão
Medição de fluxo de ar por diferença de pressão

 

Os motores marítimos são projetados para trabalharem próximo da sua potência máxima. Durante as manobras nos portos, o indice de fumaça era elevado, uma vez que o turbocompressor não atingia a sua pressão nominal de superalimentação. Visando atender as restrições de emissões durante as manobras no porto, Eytan e sua equipe desenvolveram, construiram e implementaram um sistema elétrico de superalimentação, que funcionava somente nos regimes de baixa potência. De forma automatizada, este sistema era cancelado quando o indice de fumaça atingia níveis aceitáveis. Recentemente, tecnologia semelhante passou a ser utilizada pela Audi (video disponível com legenda em portugues), com um turbocompressor auxiliado por um compressor elétrico de 48V, eliminando o turbo lag.

Superalimentacao com sistema eletrico auxiliar elétrico
Superalimentacao com sistema eletrico auxiliar elétrico

Nos anos seguintes, Eytan viria a especializar-se em automação para estes motores, utilizando gerenciamento remoto atraves dos sistemas UMS - Unmanned Machinery Space, ou Praça de Máquinas Desguarnecida. A sala de controle dos motores passou a ser totalmente automatizada. Vale ressaltar que nesta epoca, os sistemas de automação utilizavam lógica pneumática, uma vez que a eletronica ainda não possuia confiabilidade para operacao em ambiente marítimo. O princípio operacional é o mesmo utilizado na eletronica, BIT 0 ou 1, uma vez que as válvulas pneumaticas poderiam ter somente 2 status - aberta ou fechada.

Diagrama simplificado do sistema de lógica pneumatica para contrôle de motores
Diagrama simplificado do sistema de lógica pneumatica para contrôle de motores

Conseguem imaginar um sistema lógico para controle e automação de motores, funcionando com válvulas pneumaticas, sendo abertas e fechadas, conforme os requisitos de controle, de forma semelhante ao DME - Unidade de Controle dos motores Porsche modernos ?

A foto a seguir mostra o departamento de Projeto da Ishibras na década de 1970.

Departamento de Projeto da Ishibras
Departamento de Projeto da Ishibras

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