Manovra in combinazione sostenibile

La tecnologia Freewheel di RINGSPANN semplifica l'implementazione di sistemi di propulsione navale ibridi

Bad Homburg, aprile 2024. - Attualmente, sono soprattutto le richieste di emissioni di ossidi di azoto significativamente inferiori e di una maggiore efficienza energetica a guidare lo sviluppo di sistemi di propulsione ibridi nella costruzione di navi e yacht. I progettisti di molti integratori di sistemi, armatori e cantieri navali stanno quindi perseguendo l'obiettivo di creare sistemi di propulsione ibridi seriali o paralleli dalla combinazione di generatori diesel o a metanolo e motori elettrici. A ciò si collega anche l'idea che i motori siano protetti, funzionino sempre al massimo dell'efficienza e possano essere progettati più piccoli e leggeri fin dall'inizio. Uno dei componenti che svolge un ruolo cinematico fondamentale in questo processo è la ruota libera. È infatti questo che consente un'interazione affidabile, precisa e, in ultima analisi, facile da implementare in termini di design tra le varie unità di potenza del sistema ibrido. Un'analisi più approfondita mostra addirittura che l'uso della giusta tecnologia a ruota libera nella catena cinematica di motori diesel ed elettrici consente di implementare fino a tre diverse modalità operative: nel primo caso, il motore diesel è il sistema di propulsione principale, ma fa ruotare un motore elettrico in modalità generatore tramite una ruota libera, secondo le necessità, per caricare i sistemi di stoccaggio dell'energia elettrica della nave e alimentare il sistema elettrico di bordo. Questo offre grandi vantaggi per le lunghe distanze e la navigazione costante in acque aperte. Nel secondo caso, il motore elettrico supporta il motore diesel tramite la ruota libera, a seconda della velocità, per ottenere una maggiore potenza. Nel terzo caso, la ruota libera separa il motore diesel dalla trasmissione e fa funzionare solo il motore elettrico. Ciò è particolarmente utile nelle manovre nei porti, dove vigono severe norme ambientali e dove il motore diesel si rivela meno efficiente rispetto alla navigazione in mare aperto.

La tecnologia a ruota libera garantisce efficienza e flessibilità

I sistemi ibridi flessibili, in cui le ruote libere supportano tutte e tre le modalità operative, sono utilizzati, ad esempio, nelle navi container, nelle navi passeggeri e nei traghetti per auto. Ma anche le moderne barche a vela e i catamarani sono da tempo dotati di sistemi di propulsione ibridi, in cui le ruote libere consentono un funzionamento flessibile ed efficiente dal punto di vista energetico. "In questo caso, ad esempio, una ruota libera è collocata tra il motore diesel e la trasmissione, in modo che un motore elettrico possa essere utilizzato come generatore durante la navigazione attraverso l'elica della nave. In questo modo è possibile caricare l'impianto elettrico di bordo, senza trasportare il motore diesel o addirittura danneggiarlo", spiega Marco Sommer, progettista della ruota libera di RINGSPANN.

RINGSPANN è leader mondiale nel settore della tecnologia delle ruote libere e fornisce a molti noti costruttori navali e nautici vari tipi di ruote libere della sua vasta gamma. Attualmente, sono soprattutto le ruote libere complete delle serie FB e FBE e delle serie SF e SFB a essere preferite dai progettisti di tecnologia navale. "Su richiesta, abbiamo già implementato numerose soluzioni speciali per sistemi di propulsione navale ibrida, ad esempio sulla base delle ruote libere di base della nostra serie FBO", riferisce Marco Sommer.

Pronte per l'installazione e con una durata di vita ottimizzata

Le ruote libere complete della serie FB sono ruote libere a braccio pronto per l'installazione per coppie nominali fino a 160.000 Nm, che possono essere utilizzate per funzioni di avanzamento e di sorpasso, nonché per arretramenti. Sono montate su cuscinetti a sfera, sono sigillate e fornite da RINGSPANN piene d'olio e pronte per l'installazione. Essendo disponibili in fabbrica con molti diametri di foro fino a 300 mm, sono rapidamente disponibili per numerose applicazioni. Oltre alle versioni standard, la serie FB offre anche altri tre tipi per applicazioni in cui è richiesta una durata particolarmente lunga. "Massimizziamo la durata di vita utilizzando rivestimenti speciali o vari tipi di sollevamento delle viti, che riducono significativamente l'usura delle viti", spiega Marco Sommer. Nella variante FBE, le ruote libere complete sono dotate anche di una frizione, in modo da poter essere installate nella trasmissione del sistema ibrido senza ulteriori sforzi di montaggio.

Le ruote libere a gabbia delle serie SF e SFB sono anch'esse delle ruote libere a molla, ma non dispongono di cuscinetti propri e vengono preferibilmente installate tra gli anelli interni ed esterni del cliente. Sono adatte a coppie nominali fino a 93.000 Nm e sono disponibili in una versione standard e in due varianti per applicazioni con requisiti di durata maggiori. RINGSPANN li fornisce principalmente per i casi in cui la funzione di una frizione di sovraccarico o di un antiritorno deve essere integrata direttamente in un riduttore. "Questo si verifica sempre nella progettazione di sistemi di propulsione navale ibridi, quando l'accoppiamento tra motore a combustione e motore elettrico viene risolto tramite un riduttore; gli azionamenti sono quindi disposti in parallelo e non in serie. Grazie all'installazione nella scatola del cambio, la ruota libera è anche più protetta dalle influenze ambientali", riferisce Marco Sommer.

Grazie all'alta qualità delle sue ruote libere, all'elevata disponibilità di ruote libere complete, con o senza frizione, ottimizzate per la durata di vita e pronte per l'installazione, e infine anche alla possibilità di implementare soluzioni speciali, RINGSPANN offre ai produttori di sistemi di azionamento ibridi per la costruzione di navi e imbarcazioni un notevole valore aggiunto. Allo stesso tempo, offre ai progettisti la libertà necessaria per sviluppare concetti innovativi e sostenibili di tecnologia di propulsione per l'uso nella navigazione commerciale, professionale, sportiva e navale. ms