VOLVO PENTA: IPS 900 potenza sotto controllo

4All’inizio dell’estate 2014, Volvo Penta ha dato vita a un tour che ha toccato numerosi i principali porti del Mediterraneo.

L’obiettivo è stato quello di promuovere i sistemi di propulsione Volvo Penta per applicazioni commerciali, attraverso la prova della barca PTA80 motorizzata con due Volvo Penta IPS 900. Senza voler abusare del logoro proverbio di Maometto che si reca alla montagna, e viceversa, vale senz’altro la pena sottolineare e apprezzare la politica commerciale di Volvo Penta che ha deciso di portare la sua demo boat, una notevole Patrol Boat in alluminio di 80 piedi acquistata da VP per essere allestita con i suoi innovativi sistemi di propulsione Volvo Penta IPS 900.  Abbiamo avuto modo di provare la barca PTA 80 nelle acque della Laguna di Venezia, con un itinerario che è partito dal cantiere Vento di Venezia all’Isola della Certosa per arrivare alla zona di prova in acque libere, fuori dalla bocca di porto.

La PTA80

La barca laboratorio di Volvo Penta è una classica Patrol Boat dal dislocamento relativamente contenuto di circa 33 tonnellate a pieno carico, una lunghezza di 22, 5 metri e un baglio di 5,2 metri. Per il Med Trip la PTA80 è stata equipaggiata con una coppia di IPS 900 in grado di spingerla a circa 26 nodi con una accelerazione piuttosto sorprendente. L’assetto in navigazione, oltre ai noti vantaggi del sistema IPS con le eliche traenti, beneficia di un sistema di correttori d’assetto Humphree – sempre svedesi – che regola automaticamente le ‘lame’ poste sullo specchio di poppa. In plancia di comando, la EVC (Electronic Vessel Control) si aggiunge come caratteristica intelligente, ai motori entrobordo con le funzionalità Low Speed, Single Lever e Cruise Control ben integrate alla postazione di comando standard. Spicca in particolar modo l’assenza della ruota del timone. Questa naturalmente esiste per via delle normative di classe, ma è stata occultata sotto forma di ruotino in un piccolo mobiletto a fianco della postazione del timoniere. Il governo dell’imbarcazione è affidato infatti al trittico, doppia manetta – joystick attraverso il quale, anche le manovre di accosto in banchina diventano un gioco da ragazzi. Qui gli ingegneri di Volvo Penta hanno fatto davvero un magnifico lavoro; anche se i puristi della navigazione rimpiangeranno la classica ruota a pioli che ci si può aspettare a bordo di una barca del genere, la conduzione e il governo della P80 ‘a colpetti’ di Joystick è davvero sbalorditivo. In primo luogo per la precisione e la docilità di conduzione, quindi per la possibilità di far traslare lateralmente l’imbarcazione come fosse un 8 metri invece di 22. In navigazione abbiamo anche avuto modo di provare il sistema di posizionamento satellitare automatico.

Il Dynamic Positioning System

Il DPS permette di “congelare la posizione”, dando il tempo di pianificare in tutta sicurezza un cambio di rotta o di tenere la posizione in qualsiasi momento. Quando è attivato, il sistema tiene automaticamente l’imbarcazione all’interno di un’area molto ristretta, anche in presenza di correnti o di vento forte. Come abbiamo avuto modo di provare in un punto della Laguna con una corrente in uscita piuttosto intensa, il sistema, che usa i ricevitori GPS inseriti nella speciale antenna, determina la posizione esatta dell’imbarcazione, il suo orientamento e la mantiene immobile. L’avanzata tecnologia del software EVC, sviluppato anche per questo specifico utilizzo, trasforma questi dati in manovre coordinate di orientamento delle eliche, inversione di marcia e modulazione dell’acceleratore. Durante la nostra prova, con circa 1,5 nodi di corrente e una decina di nodi di vento al traverso, il sistema ha mantenuto la barca in posizione con impercettibili movimenti dei pod.

Il sistema IPS

Il noto sistema di propulsione IPS è stato reso disponibile in una versione ancora più grande e specificatamente adattata al nuovo motore di 11 13 litri, ovvero hanno alzato l’asticella degli IPS incrementando il livello di potenza equivalente a 900 hp, taglia ideale per scafi dai 48 piedi in su in configurazione bimotorica. Nelle installazioni triple e quadruple il sistema raggiunge un livello di potenza equivalente pari a 3600 hp, numeri che lo rendono adatto a essere installato a bordo di barche fino ai 90 piedi. Dei sistemi più piccoli, l’IPS 900 conserva concetti, tecnologia e software di gestione, ma stabilisce nuovi standard in termini di rendimento, consumi di carburante e comfort di bordo. Ai vantaggi del sistema, primo fra tutti il ragguardevole risparmio di spazio in sala macchine – e di conseguenza a bordo dell’intera barca – si aggiungono quindi la semplicità della manutenzione e il supporto di un’azienda unica nella fornitura del sistema completo, dall’ogiva dell’elica sino alla postazione di pilotaggio.

Rendimento e prestazioni

I sistemi entrobordo convenzionali con linea d’asse inclinata iniziano a perdere di efficienza secondo la curva inferiore nel diagramma a fianco. Una bassa efficienza comporta la necessità di una maggiore potenza installata che, a sua volta, ha per conseguenza l’aumento di consumo di carburante, una ridotta autonomia di crociera e più alte emissioni allo scarico. Il sistema Volvo Penta IPS offre una soluzione con un’eccezionale efficienza su tutta la gamma di velocità da 28 a 40 nodi (curva superiore nel diagramma a fianco).

L’IPS 900

A titolo esemplificativo, la potenza richiesta ai vari regimi per un motoscafo da crociera di 55 piedi e da 20 t con doppia installazione, è illustrata dal diagramma che evidenzia la differenza di potenza dei motori per i due sistemi di propulsione. In termini generici, se la velocità di punta è superiore ai 35 nodi, il vantaggio nel rendimento sarà del 35 % (che corrisponde a circa 200 hp/motore), mentre sotto i 35 nodi la differenza sarà di circa il 25 % (vale a dire 150 hp/motore). I motori D11 D13 sono stati progettati basandosi sui più moderni sviluppi della tecnologia diesel. Il motore ha un monoblocco con telaio di rinforzo e testata in un unico pezzo – caratteristiche fondamentali per un motore durevole, silenzioso e privo di vibrazioni. Iniettori-pompa ad alta pressione, controllati elettronicamente, 4 valvole per cilindro, turbo con doppio ingresso associato a un compressore volumetrico, un aftercooler efficiente e un sistema di gestione elettronico del motore permettono di ottenere un’efficiente combustione del carburante con ottime prestazioni. I motori soddisfanno i requisiti delle norme sulle emissioni allo scarico IMO NOx, US EPA Tier 2 e EU RCD.

I vantaggi del sistema

Parte del miglioramento dell’efficienza è dovuto al fatto che il sistema impiega motori d’ultima generazione quale il D13 Volvo Penta, però la maggiore parte del merito spetta al gruppo di propulsione. Se consideriamo ciò che avviene sotto la superficie, è semplice comprendere il perché:

– Le eliche sono orientate in avanti di fronte a una trasmissione ottimizzata sotto il profilo idrodinamico e lavorano in acqua senza turbolenze ciò comporta minimi impulsi di pressione che interagiscono sullo scafo. Inoltre le eliche sono progettate specialmente per i motori D11.

– Il gruppo trasmissione è stato studiato con cura, per consentire un’ efficiente superficie piana della carena, con massima galleggiabilità. La spinta prodotta dalle eliche è orizzontale; tutta la potenza spinge pertanto l’imbarcazione in avanti.

– La posizione dell’elica è ben studiata sotto lo scafo, per ridurre il rischio di intrusione di aria e dei depositi di vegetazione marina.

L’importanza delle eliche

Le doppie eliche controrotanti a sette pale (3+4) sono brevettate e permettono:

– meno carico su ciascuna elica e nessuna perdita di potenza dovuta alla rotazione

– nessuno scarico attraverso il mozzo dell’elica, che si traduce nella possibilità di avere una grande superficie delle pale, grazie al ridotto diametro del mozzo

– riduzione delle perdite dovute a inclinazione e rischio di cavitazione

– rapporto di trasmissione ottimizzato

– nessuna formazione di forze laterali

– Le eliche producono spinta orizzontale e lavorano in acqua

senza turbolenze e in assenza di cavitazione.

– Un maggior numero di pale dell’elica ad una buona distanza dallo scafo permettono di distribuire meglio le forze. Ciò significa che gli impulsi di pressione creati dalle eliche hanno

effetti molto ridotti sullo scafo.

– I fumi di scarico sono ridotti al minimo. In primo luogo i nuovi motori producono emissioni molto basse, quindi gli scarichi vengono espulsi attraverso l’unità di propulsione nella scia dell’elica e quindi trasportati molto lontani dalla poppa dell’imbarcazione. A bordo della P80 vi era installato (optional) un deviatore di scarico da azionare a barca ferma per evitare l’effetto bubbling.

Sicurezza e qualità di produzione

Il sistema Volvo Penta IPS è stato realizzato all’insegna della sicurezza, con una solida struttura, sospensione elastica e ridondanza del sistema EVC. L’impiego di materiali per uso professionale in ogni componente comporta una eccellente protezione dalla corrosione. Ogni parte in contatto con acqua di mare è realizzata o in una lega appositamente progettata di nichel-alluminio-bronzo, oppure in acciaio inossidabile. Unità di propulsione, cuscinetti, accoppiamenti, ecc., sono tutti abbondantemente dimensionati per fronteggiare gli imprevisti e garantire una vita utile veramente lunga ed esente da qualsiasi problema. Un grande anodo è collegato al sistema di serie. Per aumentare la sicurezza il sistema Volvo Penta ACP (protezione attiva dalla corrosione) può essere montato come accessorio. Il Volvo Penta EVC, Electronic Vessel Control, mette in collegamento reciproco i vari componenti del sistema fornendo l’interfaccia utente e il monitoraggio, ivi comprese le manovre di inversione, accelerazione e timoneria. Questa rete di dati, basata sul sistema CAN bus, è stata progettata da Volvo Penta per uso marino, con connettori e cavi per impiego professionale. È basata sulla stessa tecnologia impiegata su aerei, navi e auto. La struttura è ridondante con circuiti gemellati indipendenti tra la strumentazione e le unità, oltre ad alcune funzioni di sicurezza del sistema, ciò riduce il rischio di danni ai motori o ai gruppi di propulsione. Urti a regimi elevati da sempre sono situazioni ad alto rischio, a prescindere dal sistema di trasmissione dell’imbarcazione! Il sistema Volvo Penta IPS ha un punto di rottura prefissato, per ridurre il rischio di penetrazione di acqua in carena. La possibilità di manovrare facilmente anche con un solo motore innalza il livello di sicurezza.

Installazione

Il sistema è stato studiato e realizzato come un sistema completo, dalla postazione di pilotaggio all’ogiva dell’elica – motore, unità di propulsione compreso invertitore, eliche, impianti di scarico e di aspirazione dell’acqua di mare, timoneria e comandi. Il Volvo Penta IPS è facile da installare. I test condotti da VP indicano una riduzione del tempo di installazione superiore al 50 %. Il sistema può essere installato in diversi modi: come gruppo compatto, oppure con un albero di rinvio, consentendo così la realizzazione di differenti progetti di imbarcazioni. Il sistema viene impiegato in installazioni con due o più motori. Nella struttura dello scafo è integrato uno speciale inserto per facilitare il montaggio. La trasmissione viene installata sollevandola da sotto lo scafo, con la sospensione che fa anche da tenuta, posizionata nella apposita sede. L’anello di bloccaggio viene posizionato e fissato con normali bulloni. Non è necessario eseguire alcun allineamento che comporta una grande perdita di tempo. Timoneria, comandi inversione e accelerazione e gli strumenti sono collegati nel modo più semplice possibile.

Servizio

Il sistema Volvo Penta IPS ha esigenze di manutenzione estremamente ridotte; inferiori a quelle di un’installazione entrobordo tradizionale, non fosse altro che per il fatto che non è necessario il controllo periodico dell’allineamento, o di sostituzione delle tenute degli assi elica e delle boccole di supporto. Le unità di propulsione collocate sotto lo scafo hanno tutti i componenti a contatto con l’acqua di mare realizzati in nichel-alluminio-bronzo o in acciaio inossidabile. La manutenzione annuale consiste di interventi convenzionali, la sostituzione dell’anodo e una ispezione visiva. L’olio e il filtro della trasmissione vengono sostituiti ogni due anni oppure dopo 400 ore di esercizio. Poiché l’installazione è collegata all’EVC, Electronic Vessel Control, non sono necessarie regolazioni di cavi. Gli interventi diagnostici e la ricerca dei guasti vengono effettuati da qualsiasi officina autorizzata Volvo Penta.

NauTech Settembre 2014 – QUI IL PDF CON TUTTE LE IMMAGINI

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