Competenza ingegneristica

125 anni di storia dell’automobile – Contributi SKF alla lubrificazione dei motori

 

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Sintesi

Ovunque c’è un veicolo a motore, nei suoi processi di fabbricazione c’è la necessità di una lubrificazione efficiente. In tale settore la SKF ha accumulato più di 80 anni di esperienza. Dai sistemi di lubrificazione centralizzata alla più recente lubrificazione dei piccoli motori diesel marini, l’azienda continua a essere il partner privilegiato nello sviluppo di nuove soluzioni.

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Jan Ruiter, Jan.Ruiter@skf.com

 

In parallelo con l’industria automobilistica si è sviluppata la lubrificazione degli autoveicoli. La SKF Lubrication Systems Germany AG ripercorre gli 80 anni di esperienza in questo settore.

Quest’anno, sia nella prestigiosa rivista tedesca ADAC sia in varie pubblicità della Daimler AG si sono celebrati i 125 anni di storia dell’automobile, richiamando tra l’altro lo storico viaggio da Mannheim a Pforzheim, in Germania, compiuto nell’agosto del 1888 su un triciclo a motore da Bertha Benz e dai figli di 14 e 15 anni Eugen e Richard. Il Benz Patent Motorwagen – come veniva chiamato il veicolo che era stato realizzato da suo marito Carl Benz, a Ladenburg, non lontano da Hockenheim – era stato registrato nel 1886 presso l’ufficio brevetti imperiale come “veicolo con motore a benzina”. Quello che gli storici considerano come la prima automobile, diede vita a una nuova industria, creando molte migliaia di impieghi.

Con l’evolversi dei veicoli a motore divenne subito chiara l’importanza di una loro corretta lubrificazione. Nel 1929, appena dopo la sua fondazione, la Willy Vogel Autozubehör GmbH di Berlino, presentò un sistema di lubrificazione centralizzata a singolo azionamento per autoveicoli, che ebbe un notevole successo in centro Europa.

Mentre nei decenni successivi – per effetto dell’introduzione di nuovi materiali, nuovi cuscinetti, dispositivi di tenuta e lubrificanti heavy-duty – nelle applicazioni automobilistiche la lubrificazione centralizzata perse un po’ d’interesse, nella fabbricazione delle stesse automobili essa mantenne una costante presenza. Oggi la si adotta comunemente nelle macchine da taglio, imbutitura, formatura, foratura, lappatura, rettifica, assemblaggio, ecc. nonché nei banchi prova. La SKF è leader di mercato e fornitore privilegiato in molte di tali applicazioni.

La diffusione delle automobili fece anche nascere il desiderio di motori sempre più potenti. Il motore a combustione interna a quattro tempi a benzina con accensione a candele nacque nel 1876, seguito nel 1893 da quello diesel a due tempi, che creò l’opportunità di azionare impianti fissi e mobili, nonché muovere navi, locomotive, autocarri e auto. Lo sviluppo industriale ebbe un improvviso balzo in avanti.

Motori diesel
Rudolf Diesel fu l’ideatore del motore che ne porta il nome. Si trattava di un grosso motore che offriva particolari vantaggi in termini di affidabilità e rendimento. Nel 1897, la MAN di Augsburg, Germania, fu la prima a entrare in produzione con un motore monocilindrico da  20 hp (15 kW), con 250 mm di diametro stantuffo, 400 mm di corsa e un rendimento del 26,2 % (fig. 1). Come lubrificazione usava oliatori a goccia.

Nel settore della lubrificazione Robert Bosch, già famoso per aver brevettato il magnete per i motori a benzina, intuì che per i motori diesel a due tempi occorrevano sistemi di lubrificazione forzata. Nel 1909, presentò un lubrificatore a cassetta brevettato per i motori a combustione interna, seguito da pompe dosatrici per olio con montaggio diretto a flangia, che vennero installate sia sui motori diesel a due tempi dei trattori a testa calda Bulldog della Lanz,  sia su molte applicazioni della meccanica generale.

La Joseph Vögele AG, fondata nel 1836 a Mannheim, Germania, iniziò l’attività con la produzione di materiale per le ferrovie, quali scambi, carri transfer, piattaforme rotanti e sistemi di smistamento. A partire dal 1925, la sua produzione comprendeva tra l’altro pompe per lubrificazione centralizzata sempre per applicazioni ferroviarie. Nel 1928 lanciò la produzione di un’asfaltatrice stradale che ha letteralmente spianato la strada a ulteriori sviluppi nella lubrificazione.

Nel 1959 Joseph Vögele estese il proprio impegno nella lubrificazione centralizzata acquisendo tutti i diritti e gli impianti produttivi dei sistemi di lubrificazione centralizzata di Robert Bosch.

Nel 1960 venne costruito un impianto Vögele di pompe di lubrificazione a Hockenheim-Talhaus, nel quale, oltre che in altri settori industriali, venne mantenuto costante l’impegno nella lubrificazione dei grossi motori, impegno che continuò anche dopo che l’impianto stesso venne acquistato dalla Willy Vogel AG (nel 1999) e successivamente dal Gruppo SKF (nel 2004). Per i loro motori ad alte prestazioni, importanti costruttori quali Caterpillar, Deutz, MAN, MTU e Wärtsilä danno la preferenza alle soluzioni SKF, che riguardano la lubrificazione della sede valvole d’immissione (nei motori a quattro tempi) e i sistemi di lubrificazione dei cilindri (nei motori a due tempi).

Moderni motori diesel a due tempi con testa a croce
Quasi 120 anni dopo l’invenzione di Rudolf Diesel, il rendimento dei grossi motori diesel ha raggiunto il 55 %. Progetti di ricerca hanno confermato che sfruttando tutte le possibilità offerte dalla tecnica si potrà in futuro arrivare al 65 %. Nel settore del trasporto marittimo, che consuma circa il 4 % dei combustibili fossili, questo significherà notevoli risparmi di risorse e riduzione di emissioni.

L’SKF Lubrication Systems sta dando un importante contributo alla lubrificazione dei cilindri, con l’introduzione di moderni sistemi di iniezione d’olio, dipendenti dal carico, i quali utilizzano avanzati sensori di rotazione dell’albero a gomiti e una microelettronica a controllo di mappa per fornire olio lubrificante di alta qualità, con una precisione di millisecondi, nelle zone sollecitate dello stantuffo e della camicia del cilindro. Con tali sistemi si ottengono risparmi di olio del 40 %.

La pompa SKF di lubrificazione CLU4 temporizzata è stata realizzata per grossi motori diesel nuovi e ricondizionati da 7.000 fino a 80.000 kW, del peso massimo di 2.300 tonnellate, con diametro di stantuffo fino a 1 metro e corsa fino a 3,3 metri (fig. 2).

Oggi tale tecnologia è anche disponibile per piccoli motori nuovi da 4.000 fino a 9.000 kW, con diametro di stantuffo di 350 e 400 mm. In una pubblicazione tecnica del febbraio 2010, il dipartimento R&D della Wärtsilä di Winterthur, in Svizzera, ha citato il nuovo sistema di lubrificazione CLU5 (figg. 3 e 4).

Questo nuovo e avanzato sviluppo della SKF prevede, su quattro differenti punti di ciascun cilindro, l’azionamento con una frequenza massima di tre impulsi di lubrificazione al secondo, con un tempo di dosaggio di tre millisecondi massimo (fig. 5). Il pacchetto SKF CLU5 contiene un lubrificatore temporizzato per ogni cilindro, un sistema di alimentazione olio per ciascun motore e un kit di parti di ricambio standard. Il sistema è stato presentato al mercato nel luglio 2011.

80 anni di esperienza
L’SKF Lubrication Systems Germany AG vanta più di 80 anni di esperienza nel settore dei grossi motori diesel. Per i più prestigiosi costruttori di motori la SKF continua ad essere un importante partner nelle attività di sviluppo.

Le soluzioni di lubrificazione dei grossi motori consentono ulteriori risparmi in termini di consumo di lubrificante, costi operativi ed emissioni di CO2. Per i costruttori di motori, società navali di classificazione, compagnie di navigazione e utenti finali esse aumentano l’affidabilità e il valore e conferiscono alla SKF il titolo di fornitore privilegiato. La rete delle conoscenze SKF è al servizio delle esigenze dei clienti e consente di migliorare la sostenibilità ambientale in modo efficace ed economico.