1-3-a Sistema di governo

UN PO’ DI STORIA

In passato la trasmissione della manovra avveniva per mezzo di cavi. La ruota del timone manovrava un cilindro su cui erano avvolti diversi giri di cavo, i cui due capi andavano fino a poppa dove erano fissati alle due estremità di una barra trasversale del timone. Questo consentiva di applicare una forza maggiore e con più precisione. Inoltre il riporto del comando del timone in cabina di manovra consente la condotta a vista. Il metodo usato successivamente al sistema a cavi (frenelli) è quello oleodinamico, in cui la ruota del timone aziona un servosistema idraulico che amplifica la forza e la trasmette sotto forma di pressione ad uno stantuffo agente sul timone.

Le particolari esigenze operative dell’impianto obbligano alla scelta di una pompa che assicuri una portata variabile utilizzando la potenza fornita, a velocità praticamente costante, all’albero del motore primo. Per tale motivo la pompa volumetrica non può che essere del tipo a pistoni (lineare), poiché le altre tipologie di pompe non garantiscono la stessa flessibilità di portata da valori quasi nulli a valori alti. La pompa deve combinare una camera di lavoro volumetrica lineare a portata variabile con il moto rotatorio del motore. Tali vincoli progettuali obbligano all’uso di una pompa multi–cilindro, ne esistono due configurazioni: quella con cilindri paralleli all’asse di rotazione dell’albero motore (detta a pistoni assiali, pompa “Janney”) 

 e quella con cilindri disposti radialmente rispetto all’asse di rotazione (detta a pistoni radiali, pompa “Hele Shaw”). Sulle timonerie moderne sia a palmole che a torchi questa pompa non è più utilizzata, in sostituzione è installata una pompa volumetrica a portata fissa con distributore a tre vie per comandare i cilindri/palmole in un verso o nell’altro.

POMPA “JANNEY”

Vista la particolarità degli elementi costitutivi il circuito idraulico di trasmissione è utile procedere alla descrizione delle pompe e, per quella a pistoni assiali, dell’asservimento.

Per quanto riguarda la pompa Janney vanno messi in evidenza i seguenti elementi: la cassa ha un fondo con aperture a lunetta, l’albero porta in rotazione la cassa pistoni (piatto) che grazie ad uno snodo può anche essere inclinata attorno ad un asse orizzontale; alla cassa pistoni sono incernierate le bielle che portano all’altra estremità i pistoni alloggiati in una cassa cilindri che ruota assieme all’albero; il singolo pistone per metà della circonferenza aspira da una lunetta e per l’altra metà manda l’olio in pressione attraverso l’altra; il circuito esterno di aspirazione e mandata fa capo alle due lunette; i pistoni sono in numero sufficiente da generare una portata pressoché omogenea ed in numero dispari per ottenere sempre un pistone in azione (usualmente 9 o 11). Orientando diversamente il piatto si ottiene portata in direzioni opposte, mentre quando esso è posto ortogonalmente all’asse di rotazione la pompa non dà portata, vanno osservati poi i circuiti di riempimento, lubrificazione e asservimento. 

POMPA “HELE SHAW ”

Relativamente alla pompa Hele Shaw vanno osservati i seguenti elementi: la cassa rotante esterna porta incernierati i pistoni; il corpo rotante interno porta i cilindri; i condotti di mandata e di aspirazione sono assiali (ortogonali al piano dei cilindri); spostando le casse rispetto all’albero (orizzontalmente) i pistoni aspirano in metà circonferenza e danno pressione sull’altra metà.

In entrambi i casi la parte della pompa in moto rotatorio deve continuare a girare alla velocità impressa dal motore anche a vuoto, pronta per generare la portata alla pressione richiesta. 

L’attuatore è equipaggiato con valvole automatiche di blocco. Se c’è una caduta di pressione dell’olio dovuta ad una probabile perdita esterna all’attuatore, le valvole di blocco si chiuderanno automaticamente e tengono intatto l’attuatore per farlo proseguire nel suo lavoro con la pompa di riserva. Le valvole di blocco montate sull’attuatore consistono in un corpo ove sono connessi entrambi i tubi del sistema idraulico. Tra l’entrata e l’uscita olio c’è un pistone pilota che gestisce le molle che tengono chiuse le valvole. Nell’animazione a lato la pressione dell’olio proveniente dalla pompa apre entrambi le valvole di blocco.

Se la pressione aumenta al massimo valore che corrisponde alla pressione di apertura della valvola pilota 1, la valvola principale a molla 4 sarà spinta oltre la sua pressione aprendo il passaggio dell’olio.

Approssimativamente dopo un secondo, la valvola di controllo 3 è mossa a fine posizione. Il flusso dell’olio proveniente dalla pompa ha il passaggio libero dal canale 1 al tubo B azionando l’attuatore. Il ritorno dell’olio dall’attuatore entra nel tubo A e ha libero passaggio al canale 2 e ritorna all’aspirazione della pompa.

SCHEMA DI FLUSSO TIMONERIA A TORCHI

SCHEMA DI FLUSSO TIMONERIA A PALMOLE

TIMONERIA A VAPORE

Da non dimenticare l’agghiaccio a vapore di cui se ne è fatto uso su moltissime navi  quando non era ancora acclamato l’uso dell’idraulica nelle apparecchiature di bordo.