Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article traite des moteurs 2 temps lourds en application marine, et plus particulièrement des systèmes auxiliaires nécessaires au fonctionnement des moteurs, systèmes qui sont mis en œuvre par les installateurs de ces moteurs dans les navires. L’ensemble des circuits de fluides est ainsi passé en revue, incluant les imposants systèmes de dépollution. L’article conclut par l’évolution qui sera donné à ces systèmes, tous acteurs de la transition énergétique.
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Patrice FLOT : Président - TAMRIS études et conseils, Cabriès, France
INTRODUCTION
Un moteur à combustion interne est une machine qui transforme un carburant et l’air comburant en énergie mécanique. Ces deux fluides doivent être conditionnés pour entrer dans les cylindres. En outre, pour fonctionner, cette machine doit pouvoir être démarrée, lubrifiée, refroidie, dépolluée, maintenue, ce qui nécessite d’adjoindre différents systèmes qui se matérialisent par des circuits spécifiques et leurs équipements.
L’article dresse une revue des circuits auxiliaires de fluides liquides et gazeux, qui sont indispensables au fonctionnement du moteur 2 temps lourd, dit aussi moteur lent, en application maritime et qui sont disposés en salle des machines à proximité de celui-ci. Ils sont remarquablement plus nombreux et plus complexes que les circuits d’une voiture ! Contrairement à ces derniers, il y a plusieurs circuits d’huile, plusieurs circuits d’eau et plusieurs circuits d’air ou de gaz qui ont chacun leurs fonctions propres.
Les schémas fluides de principe sont donnés, ainsi qu’une description des principaux équipements que l’on trouve habituellement sur ces circuits. Une partie de ceux-ci sont déjà bien connus des exploitants de moteurs semi- rapides, du fait de l’emploi des mêmes carburants, dans le même environnement (HFO, marine). Le dernier chapitre aborde les systèmes de dépollution des gaz d’échappement ainsi que la récupération d’énergie qui peut être effectuée essentiellement à partir de la chaleur de ces gaz.
L’article [BM 2 653] présente des éléments sur le marché et les volumes de marché de ces moteurs, ainsi qu’une description détaillée de leur constitution mécanique.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes, des sigles et des expressions importants de l’article.
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Présentation
Circuits de carburant liquide2. Circuits d’huile
Le moteur est parcouru de plusieurs circuits de lubrification et plusieurs circuits hydrauliques, décrits ci-après.
2.1 Lubrification des cylindres
La lubrification des cylindres du moteur lent fait l’objet d’un circuit spécifique, et d’une huile de qualité spécifique, généralement de grade SAE 50, réservée à cet usage. Toute l’huile injectée ou pulvérisée sur le cylindre est consommée ([BM 2 653], § 3.5.4). Les quelques résidus d’huile, qui tombent des chemises et des pistons dans le bas du receveur d’air de balayage, sont collectés et canalisés vers une caisse à boues.
Les fonctions principales de cette lubrification sont :
-
établir un film d’huile entre les pièces en frottement pour éviter tout contact métal-métal ;
-
neutraliser l’acide sulfurique pour empêcher les phénomènes de corrosion ;
-
nettoyer les chemises et les gorges de piston pour éviter le gommage des segments par les résidus de combustion.
L’huile cylindres est amenée par gravité sur les pompes de dosage, ou plus récemment sur les pompes du common rail, qui distribuent celle-ci aux différents cylindres et pulvérisateurs d’huile.
La neutralisation de l’acide sulfurique est assurée par une base alcaline dissoute dans l’huile. Suivant le taux de soufre dans le fuel, qui peut varier de 0,0 à 4,5 %, le TBN (Total Base Number), qui caractérise la quantité de réactif basique dans l’huile, est adapté (figure 13).
La mise en place des zones maritimes SECA a conduit les navires à basculer d’une qualité de fuel à une autre à l’abord des ports, pour répondre aux exigences de taux de soufre réduit près des côtes. Ce changement de fuel pendant la navigation s’accompagne alors d’un changement de TBN de l’huile cylindres, grâce à la disposition de 2 cuves d’huiles différentes sur le circuit en charge, et d’une...
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Circuits d’huile
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JACOBSEN (D.M.S.), PEDERSEN (J.M.), SVENSSON (J.), MAYER (S.) - Cylinder Lube Oil Experiences and New Development for the MAN B&W Two-stroke Engines. - Article n° 73 congrès CIMAC d'Helsinki (2016).
-
(2) - SVEISTRUP JACOBSEN (D.M.), SVENSSON (J.), SJÖHOLM (J.), AABO (K.), ANDERSSON (H.) - Fuel 2020 – Are You Ready for the 0,50 % Sulfur Fuel Cap ? - Article n° 374 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(3) - FLOT (P.), MESLATI (A.), DIGNETON (M.) - Improving Efficiency and Emissions of Otto Gas Engines, by continuously monitoring Fuel Gas Quality. - Article n° 26 congrès CIMAC de Vancouver (2019).
-
(4) - HANSEN (J.P.), KALTOFT (J.), BAK (F.), GORTZ (J.), PEDERSEN (M.), UNDERWOOD (C.) - Reduction of SO2, NOx, and Particulate Matter from Ships with Diesel Engine. - Danish Environmental Protection Agency, Edition Miljostyrelsen (2014).
-
(5) - CONFUORTO (N.), GREGORY (D.) - A pratical guide to exhaust gas cleaning systems for the maritime industry. - EGCSA...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Moteur 2 temps léger – Caractères spécifiques et domaines d'application.
-
Moteur 2 temps lourd – Domaines d'application et caractères spécifiques structurels.
-
Moteurs à gaz pour les transports. Véhicules routiers, engins et bateaux.
NORMES
-
Produits pétroliers – Combustibles (classe F) – Spécifications des combustibles pour la marine. - ISO 8217-2017 - 2017
ANNEXES
Annexe VI de MARPOL et code NOx 2008 et directives d'application (IMO réf. KC664F, édition 2017).
IGC Code, recueil international de règles relatives à la construction et à l’équipement de navires transportant des gaz liquéfiés en vrac (IMO réf. EA104F, édition 2016).
IGF Code, recueil international de règles relatives à la sécurité aux navires qui utilisent des gaz ou d’autres combustibles à faible point d’éclair (IMO réf. E109F, édition 2016).
Rule Note NR529 DT R03 E – Gas Fuelled Ships (Bureau Veritas, January 2020).
HAUT DE PAGE2.1 Concepteurs de moteurs lents
J-ENG , Japan Engine Corporation
MAN Energy Solutions
WinGD, Winterthur Gas Diesel
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