Motores marinos lentos (características principales)

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El número de compañías que diseñan y construyen este tipo de motores con sus propias licencias, se han visto reducidas en la década de los 80 y 90 (del siglo XX) debido a absorciones y fusiones entre compañías, y por el abandono de la producción de otras. Las compañías que todavía compiten en el mercado son tres: MAN B&W Diesel; Wärtsilä Corporation que absorbió a Sulzer; y Mitsubishi Heavy Industries que también diseña y fabrica motores con tecnología propia.

Sección de un motor de dos tiempos lento MAN B&W

Los motores marinos lentos son destinados como motor principal en grandes buques mercantes que consumen H.F.O., grupo formado principalmente por petroleros, bulkcarriers y portacontenedores. Recientemente también han hecho su aparición motores diésel lentos Dual-Fuel (doble combustible), para ser utilizados en buques LNG.

 

 

Los portacontenedores son buques muy grandes y rápidos, que van propulsados generalmente por grandes motores lentos de dos tiempos de muy elevada potencia, en algunos casos con potencias de más de 100.000 Hp.

 

Los motores lentos, trabajan como máximo hasta 240 rpm, o una frecuencia de hasta 4 revoluciones por segundo (Hz). Las velocidades de giro en los motores más grandes, con carreras de pistón ultra largas, pueden ser de 90 rpm o incluso menos. Esto permite que estén directamente conectados al eje de cola sin engranajes reductores, girando la helice a las mismas revoluciones por minuto que el motor.

Los motores lentos diesel no necesitan mecanismo reductor, en la imagen se observa un elemento que está entre el eje de cola y el motor, el cual constituye la chumacera con PTO para accionamiento del alternador de cola.

Los motores lentos fabricados actualmente se caracterizan por operar en el ciclo de dos tiempos diésel, con barrido uniflujo con válvulas de escape en culata, turbosoplante y enfriador de aire de admisión.

Motor lento Wartsilla RT-Flex (control electrónico).

 

El ciclo de dos tiempos se realiza en dos carreras, es decir cada ciclo dura una vuelta, 360º de giro de cigüeñal, cada vez que el pistón llega al PMS (punto muerto superior) se produce la inyección y combustión en el interior del cilindro, por tanto el árbol de levas que comanda las válvulas de escape y bomba de inyección debe girar a las mismas revoluciones que el cigüeñal.

Diagrama indicado del ciclo de un motor diesel lento de dos tiempos.

 En los motores modernos la admisión de carga fresca (aire) es por medio de lumbreras localizadas en la parte baja del cilindro, mientras que la evacuación de los gases quemados es por medio de una única, pero de gran tamaño, válvula de escape de accionamiento hidráulico y situada en la culata de cada cilindro, el sistema se conoce como barrido uniflujo y proporciona una buena eficacia de barrido en motores con carreras del émbolo largas y ultra largas. El aire entra por la parte inferior del cilindro, atravesando las lumbreras con una orientación determinada, aplicando al aire una elevada velocidad tangencial que hace que ascienda describiendo una trayectoria helicoidal. De esta forma se llenan muy bien los espacios dentro del cilindro y se evita que queden restos de gases quemados.

Esquema de barrido y renovación de la carga del motor MAN S50MC

Los motores controlados electrónicamente se introdujeron en el mercado a partir del año 2002, con las versiones de control electrónico; MAN B&W ME y Sulzer RT-flex, las cuales partían respectivamente de los modelos ya establecidos MAN B&W MC y Sulzer RTA.

Motor MAN 8L70ME, motor con control electrónico de última generación.

 

 

Tanto MAN B&W Diesel como Sulzer Diesel (actualmente Wärtsilä) demostraron que el funcionamiento del motor sin árbol de levas era posible, aplicando control electrónico en la inyección de combustible y en los sistemas de actuación de la válvula de escape.

Sulzer RT-Flex, animación.

Wartsilla Sulzer RT-flex, indicando los elementos principales del sistema de inyección por control electrónico.

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