12 Mar
Leggi l’articolo su Solovela.net – Scarica l’articolo in PDF
Il Funzionamento del Motore
In quest’articolo parleremo degli impianti e dei sistemi che compongono un motore entrobordo diesel normalmente installato su una barca a vela, vedremo anche quali sono le principali problematiche che potranno presentarsi durante l’utilizzo nella tanto attesa crociera di stagione con amici e famigliari.
Non si entrerà nello specifico del funzionamento di un motore a combustione interna diesel, ma, nella prima parte verrà fornita una panoramica degli impianti principali utili al funzionamento del motore e, nella seconda, si vedrà quali sono i problemi più frequenti e quali interventi possiamo mettere in atto, con i mezzi che abbiamo a bordo, prima di dover chiamare assistenza esterna.
Il piccolo motore che montiamo nel cuore della nostra barca è una macchina tutto sommato semplice, soprattutto se confrontato ai motori di cilindrata maggiore delle barche a motore, i quali, in molti casi, sono delle vere e proprie centrali elettroniche dove il diportista non ha più modo di mettere mano o fare dei piccoli interventi risolutivo di guasti non gravi.
Impianto Elettrico
Avviamento
E’ quell’impianto elettro-meccanico che permette appunto l’avviamento del motore. Il cuore di questo sistema è un motore elettrico: il cosiddetto “motorino di avviamento” che, grazie al collegamento con la batteria 12 V dedicata al motore, nel momento in cui si gira la chiave o si preme il pulsante di avviamento, preleva energia elettrica e la trasforma in energia meccanica di rotazione. Quando si gira la chiave, il pignone del motorino elettrico si porta in avanti e si innesta sulla ruota dentata del volano del propulsore, il motorino a questo punto inizia a girare trascinando e trasmettendo il moto all’albero a gomiti che “inizia a muovere” tutte le parti ad esso collegate: bielle, pistoni, distribuzione, albero a camme, valvole.
In sostanza il motorino di avviamento fa girare il motore fino a che, vinta l’inerzia iniziale, il motore non abbia raggiunto il numero di giri minimo per l’auto-sostentamento.
Una volta che il motore è avviato, il pignone del motorino di avviamento ritorna in posizione iniziale, il motorino smette di girare, e tutto l’impianto di avviamento non ha più funzione alcuna nell’attività del motore.
Generazione
Attraverso la cinghia dei servizi il motore trasferisce energia meccanica al rotore dell’alternatore che la trasforma in energia elettrica. Tale energia è di fondamentale importanza in quanto viene stoccata all’interno dei banchi batterie, utile per un successivo avviamento del motore e per alimentare i servizi di bordo. Bisogna considerare che però l’alternatore è un generatore di energia spartano e non ha la stessa efficienza di un caricabatterie alimentato con la rete elettrica a 2020 volt, tuttavia, molto spesso questo rappresenta l’unico modo per ricaricare le nostre batterie.
Impianto di alimentazione
Il sistema di alimentazione è quell’impianto che permette di far arrivare all’interno dei cilindri sia il combustibile (gasolio) che il comburente (aria/ossigeno) necessari al funzionamento del motore. Grazie all’impianto di alimentazione il gasolio che si trova nel serbatoio raggiunge la camera di combustione. Questo per poter entrare nella camera di combustione dove già si trova dell’aria a pressione, deve essere portato a una pressione superiore a quella presente nella camera per questo si rende necessario un sistema che aumenti la pressione del gasolio e che inietti questo nella camera di combustione (pompa iniezione alta pressione e iniettori).
In figura sono rappresentati i componenti principali dell’impianto di alimentazione che compongono i tre diversi circuiti:
Circuito di bassa pressione: preleva e filtra il carburante dal serbatoio e lo porta, tramite la pompa di alimentazione, alla pompa di iniezione. Su questa linea subito dopo il serbatoio, come primo componente troviamo il rubinetto di intercettazione del combustibile: è una valvola che permette, in caso di emergenza, di chiudere il flusso di combustibile. Si ricorda che un motore a gasolio si spegne con l’interruzione dell’alimentazione. Sono inoltre presenti normalmente due filtri, il primo detto prefiltro decantatore che è montato esternamente, a monte del motore e ha la funzione di filtrare il carburante e di separarlo da un eventuale presenza di acqua contaminante. Il secondo è il filtro secondario che è parte integrante del motore ed esegue un ulteriore filtraggio.
Circuito di alta pressione: composto sostanzialmente dalla pompa di iniezione, dagli iniettori e dalle cannette (le tubazioni). La pompa di iniezione ha la funzione di portare alla giusta pressione il gasolio e inviare ai singoli iniettori il carburante nel momento giusto rispettando la fase e l’ordine di combustione tra i vari cilindri. Inoltre, la pompa di iniezione dosa la mandata del gasolio al minimo, in proporzione alla posizione della leva dell’acceleratore e chiude totalmente l’afflusso di gasolio quando si vuole spegnere il motore. Gli iniettori sono l’ultimo componente dell’impianto di alimentazione e servono ad iniettare il gasolio nella camera di combustione.
Circuito di drenaggio e ritorno: assolve la funzione di raccogliere il gasolio in eccesso dalla pompa di iniezione e dagli iniettori, riportandolo nel serbatoio.
Impianto di raffreddamento
In un motore a combustione interna, non tutta l’energia si trasforma in lavoro utile alla propulsione. Una parte di questa energia, essendo di tipo termico, si trasferisce ai componenti del motore, provocandone un aumento della temperatura.
Questo inizialmente è un bene: il motore per funzionare efficientemente deve raggiungere una sua temperatura di esercizio, ma questa non deve assolutamente superare determinati limiti, pena danni gravi, a volte irreparabili, al motore. L’impianto di raffreddamento serve proprio a far lavorare il motore alla giusta temperatura e contemporaneamente impedirgli di surriscaldarsi.
La tipologia di impianto di raffreddamento oggigiorno maggiormente utilizzato è quello di tipo indiretto ossia l’acqua fresca pompata dal mare viene spinta all’interno di uno scambiatore di calore, dove avviene lo scambio termico con il liquido refrigerante, che circola all’interno del motore, raffreddandolo. L’acqua di mare tramite la pompa a girante viene pescata da fuori bordo attraverso la relativa presa a mare posta sotto la linea di galleggiamento o dal piedino s-drive. Prima di arrivare alla pompa l’acqua passa attraverso un filtro che ne elimina eventuali impurità. La pompa gira insieme al motore e la portata d’acqua è quindi proporzionale ai giri motore; in questo modo l’acqua viene convogliata all’interno dello scambiatore di calore, lo attraversa fino ad arrivare sulla linea di scarico dove, tramite il collettore di scarico (riser), si unisce ai gas di scarico che vengono così espulsi entrambi fuoribordo. Nel circuito chiuso del liquido refrigerante un’altra pompa, detta di circolazione, è deputata a far girare il liquido all’interno delle intercapedini del motore e dello scambiatore.
Il sistema di tipo indiretto permette di far circolare l’acqua di mare esclusivamente all’interno delle componenti sopra elencate a differenza del circuito di tipo diretto, ormai poco utilizzato, dove l’impianto è composto da un unico circuito e l’acqua di mare, in assenza dello scambiatore di calore, circola direttamente all’interno del motore, con lo svantaggio che si possano formare depositi di sale e ossidazioni all’interno del motore e delle tubazioni, riducendone la capacità di raffreddamento e aumentando i processi di corrosione.
Impianto di lubrificazione
Il motore ha molte componenti in movimento che, essendo a contatto le une con le altre, inevitabilmente creano attrito e usura. È di fondamentale importanza che il motore abbia un sistema che lubrifichi tutte queste componenti e ciò avviene attraverso l’impianto di lubrificazione ad olio presente all’interno del motore stesso, l’olio infatti assolve diverse funzioni: lubrifica i componenti del motore, limita le perdite di potenza che possono scaturire dall’attrito tra questi e, allo stesso tempo, raffredda alcune componenti. Non dimentichiamo inoltre che il motore in funzione è sottoposto ad alte temperature, a cui si aggiunge il calore generato dall’attrito prodotto con il movimento delle componenti: il rischio certo è che tali componenti si deformino oltremodo e che il motore grippi senza un’adeguata lubrificazione. Infine la lubrificazione è fondamentale per la vita stessa del motore e delle sue parti, per questo è importante svolgere una corretta e costante manutenzione dell’impianto di lubrificazione.
L’olio lubrificante è contenuto in un serbatoio (coppa dell’olio) al cui interno è immerso un pescante che consente ad una pompa di prelevare il liquido necessario e di immetterlo in una tubazione provvista di apposito filtro. L’olio entra quindi in circolo, raggiungendo le zone e le componenti che necessitano di lubrificazione e, grazie ai condotti di ritorno, torna per precipitazione al serbatoio iniziale.
Il filtro esterno è composto da un involucro di forma cilindrica con fori radiali di entrata e un foro centrale di uscita e ha due guarnizioni che ne assicurano la tenuta. Il filtro vero e proprio è un elemento circolare in materiale fibroso chiuso in alto in modo tale da non consentire all’olio il percorso inverso. La posizione dell’impianto di lubrificazione all’interno del motore consente poco margine di manovra per il proprietario dell’imbarcazione che potrà agire solo su poche componenti dell’impianto stesso. E’ sicuramente importante il periodico controllo del corretto livello dell’olio e la regolare sostituzione del filtro e dell’olio cosi come suggerito dalla casa costruttrice del motore.
I Problemi del Motore
Fatta questa panoramica sui principali impianti del motore, vediamo quali sono le problematiche e le avarie che statisticamente si verificano con maggior frequenza e quelle che possiamo risolvere in autonomia con gli attrezzi e i materiali di rispetto che è opportuno avere a bordo.
A differenza del motore di un’auto, che viene utilizzato quotidianamente, il motore di una barca da diporto ha lunghi periodi di inattività, inoltre l’uso in un ambiente ostile, quale quello marino, ne amplifica le probabilità di avaria.
motorino d'Avviamento
Batteria Scarica
- Si gira la chiave e il motorino di avviamento non gira o stenta a far partire il motore.
Molto probabilmente la batteria dedicata all’avviamento del motore è scarica. Effettuare un ponte in parallelo tra il banco batterie servizi con il banco batterie motore. In pratica girare la manopola nera che sta tra i due stacca batterie rossi e metterla su “Both”. Non tutte le barche sono dotate di questo sistema, in tal caso si possono utilizzare i classici cavi di emergenza da batteria. Una volta messo in moto il motore è opportuno capire il motivo per cui la batteria è scarica, la causa potrebbe essere l’alternatore che non funziona o la batteria che non riceve più la carica perché danneggiata o vetusta. Per capire se l’alternatore funziona regolarmente è possibile verificare con un voltmetro, a motore accesso, se sui poli della batteria motore vi sono circa 14 V. In caso contrario e qualora si leggano valori vicini ai 12 V o inferiori significa che l’alternatore non sta funzionando o qualche cavo o contatto è staccato. Si consiglia quindi di non spegnere più il motore per evitare di non riuscire più a riaccenderlo
Batteria Carica
- Si gira la chiave e il motorino di avviamento gira a vuoto.
Questa casistica può succedere dopo lunghi periodi di inattività del motore. Dell’ossido superficiale impedisce il movimento del pignone sulla testa del motorino d’avviamento. La soluzione in caso di emergenza potrebbe essere di tentare di dare dei colpetti con il martello sulla testa del motorino e riprovare ad avviare il motore.
- Si gira la chiave e il motorino d’avviamento non gira.
Verificato che la batteria è carica potrebbe essere un problema al relè o al quadro del motore. In questo caso si può provare con un cacciavite di grandi dimensioni a fare un ponte tra il terminale positivo e il cavetto del consenso che arriva dal quadro direttamente sul motorino di avviamento. A questo link un pratico esempio.
impianto d'alimentazione
- Il motore gira ma non parte.
La causa può risiedere nell’afflusso di gasolio che potrebbe essere: esaurito, sporco o arrivare con aria. Escluso il primo caso, si può provare a verificare e sostituire i filtri del gasolio, effettuare lo spurgo e riprovare a far partire il motore. Se i filtri sono puliti potrebbero essere ostruiti da sporcizia il pescante del serbatoio o le parti più strette del condotto (rubinetto, gomiti, ecc), in questo caso soffiarci dentro per disostruire potrebbe essere una soluzione momentaneamente risolutiva.
Se il problema è la presenza di aria nel condotto del gasolio è opportuno percorrere e controllare tutta la linea del gasolio dal serbatoio al motore, controllare eventuali trasudazioni e serrare ogni fascetta o raccordo.
- Il motore è in moto, ma perde giri e potenza e tende a spegnersi.
Anche in questo caso la causa potrebbe risiedere in un cattivo afflusso di carburante e possono essere messe in atto le prove descritte al precedente punto. Se nonostante si siano cambiati i filtri e si sia spurgata l’acqua dal decantatore, le impurità o l’acqua continuano a ritornare con frequenza ad intasare nuovamente i filtri e spegnere il motore, significa che il serbatoio è talmente sporco che si continua a pescare materiale indesiderato invece di buon gasolio. In questo caso conviene bypassare del tutto il serbatoio e far pescare il carburante da una tanica con del gasolio pulito, installando sia la mandata che il ritorno con dei tubi volanti di emergenza, facendo dunque attenzione a non aspirare aria dal tubo di mandata, per poter rientrare in porto per poi procedere alla totale pulizia del serbatoio.
impianto di raffreddamento
- Il motore non scarica regolarmente o sufficientemente acqua di raffreddamento fuoribordo.
Ascoltare lo scarico è una buona abitudine, ogni variazione di rumore dello scarico o cambio del volume e intermittenza del getto d’acqua ci deve mettere in allarme. Nel caso avessimo verificato la mancanza o la riduzione del volume d’acqua dallo scarico si dovrà spegnere immediatamente il motore e ricercare le cause, che possono essere svariate:
- Girante della pompa acqua mare rotta e da sostituire;
- Se la pompa acqua mare lavora con una puleggia sulla cinghia, assicurarsi che la puleggia faccia presa correttamente sull’alberino o la cinghia sia correttamente tesata e faccia lavorare correttamente la pompa;
- Passascafo ostruito da incrostazioni marine o da una busta di plastica;
- Filtro acqua mare ostruito. Chiudendo la presa a mare si può aprire e pulire il cestello;
- Presa a mare dimenticata chiusa;
- Qualche manicotto allentato o del tutto staccato, perciò l’acqua finisce in sentina.
- Il motore scarica regolarmente acqua fuoribordo ma si surriscalda.
Ad avvisarci di ciò è solitamente un cicalino di allarme, nonché il termometro sul quadro motore che sale oltre il limite. Ecco alcune cause delle possibili cause:
- Se l’innalzamento della temperatura è repentino e immediato potrebbe essersi rotta la cinghia che agisce sulla puleggia della pompa di ricircolo o essersi rotta direttamente la pompa;
- Se si notano temperature più alte ad alti regimi lo scambiatore di calore potrebbe essere ostruito o così incrostato non essere più efficiente. Cercare dunque di utilizzare al minimo indispensabile il motore per il rientro all’ormeggio, senza porlo sotto sforzo;
- Potrebbe essersi staccato qualche manicotto con conseguente perdita del liquido refrigerante. Ripristinare la connessione del manicotto e rabboccare il liquido a livello.
La cassetta degli attrezzi
Quella che segue è una lista (incompleta) degli attrezzi che andrebbero tenuti in una cassetta degli attrezzi in barca:
- Tester;
- Cavi di emergenza ponte batterie;
- Attrezzi vari, cacciaviti, pinze, chiavi, chiavi a brugola, etc;
- Chiavi aperte e chiuse, doppie nelle misure comuni 8-10-12-13-15-17;
- Rotolone asciugatutto;
- Filtro gasolio;
- Pre filtro gasolio;
- Tanica gasolio pulito;
- Spezzone tubo gasolio;
- Kit girante;
- Cinghia;
- Olio motore;
- Liquido antigelo motore;
- Filtro olio di rispetto;
- Chiave a cinghia per filtro;
- Fascette stringitubo varie misure;
- Fascette stringicavo da cablaggio (da elettricista) varie misure;
- Spray sbloccante, anticorrosione, lubrificante;
- Grasso blu, bianco;
- Nastro isolante, telato, autoagglomerante, autovulcanizzante.
