Pietre miliari: motore Fairbanks Morse 38A20 a doppio carburante

Uno dei primi motori Fairbanks-Morse 38A20 installati, 1968.

All'inizio degli anni '60, la Fairbanks-Morse, che aveva 140 anni e non aveva mai costruito un motore di potenza superiore a 5400 CV (4027 kW), vide un'opportunità nel mercato dei grandi diesel, dominato dall'Europa. Fairbanks progettò di costruire un motore "a media velocità" che sarebbe stato molto più leggero e compatto di qualsiasi grande diesel mai costruito. Il suo motore 38A20 era progettato per portare la potenza per cilindro a un valore senza precedenti di 1000 CV (746 kW) e successivamente a 1250 CV (932 kW).

I motori a due tempi 38A20 funzionavano secondo il collaudato principio dei pistoni contrapposti, sviluppato da Fairbanks-Morse oltre 30 anni prima e utilizzato in oltre 7000 motori di produzione. I 38A20 uniflow includevano modelli a sei e nove cilindri in linea e a V a 12 e 18 cilindri, con potenze per cilindro di 1000 CV (746 kW) a 400 giri/min e 1250 CV (932 kW) a 450 giri/min.

Gli ordini sono arrivati velocemente

Sulla carta, le macchine sembravano buone e il marketing dell'azienda di Beloit, nel Wisconsin, era aggressivo. Nel 1966, prima ancora che venissero costruiti i 38A20, l'Anaconda Company ordinò otto modelli da 12.000 CV (8949 kW). Anche diverse aziende di servizi pubblici ordinarono i motori di grossa cilindrata e nel 1967 la Litton ordinò versioni marine da 15.000 CV (11.186 kW) per quattro grandi petroliere in costruzione. La Bahamas Electric Company (BEC), alla disperata ricerca di ulteriore energia, ricevette due motori a sei cilindri da 6.000 CV (4474 kW) nel 1968. Il primo motore si ruppe durante i test a luglio; il secondo si ruppe ad agosto e fu restituito per la revisione. Sebbene questi eventi preoccupassero Fairbanks, la BEC ordinò due motori 38A20 da 12.000 CV (8949 kW). I motori "più piccoli" continuavano ad avere problemi, le Bahamas erano afflitte da tagli di potenza e guasti, e la questione divenne una questione politica urgente. Quando Fairbanks dichiarò finalmente che non sarebbe stata in grado di consegnare i motori diesel più grandi nemmeno entro la fine del 1969, BEC annullò il contratto e ordinò turbine a gas europee.

Sezione trasversale del motore a pistoni contrapposti in linea 38A20, costruito nelle configurazioni a sei e nove cilindri.

Anche Anaconda acquistò le sue macchine nel 1968. Funzionavano abbastanza bene con il gasolio; tuttavia, avrebbero dovuto funzionare per la maggior parte del tempo con il più economico "doppio combustibile", una miscela di gas naturale e gasolio leggero. Quando la prima macchina passò dal gasolio, si inceppò e Anaconda scoprì di avere sei mostri problematici tra le mani, più altri due progettati per una miniera cilena. Mentre un team di ingegneri di Fairbanks lottava con una macchina, le altre continuavano a funzionare in modo imperfetto con il gasolio. Anaconda subì perdite di produzione, i gasoli producevano una potenza irregolare ed emettevano fumo nero, ed era difficile trasportare un milione di galloni di gasolio al mese alla miniera vicino a Tucson, in Arizona. Nel maggio del 1970, Anaconda annullò il contratto e passò all'energia commerciale.

Sfortunatamente, il 38A20 presentava molti difetti importanti. Non era abbastanza robusto, non riusciva a raffreddarsi autonomamente e, soprattutto ai 1128 m di altitudine delle miniere di Anaconda, non riusciva a ricevere aria a sufficienza. Le canne dei cilindri e i bilancieri si rompevano. I pistoni si bloccavano, le bielle si rompevano e volavano via, e i gas esplodevano nel basamento. Quasi tutto ciò che poteva andare storto era andato storto con il 38A20. Il progettista capo se ne andò per pensionamento anticipato. I cambiamenti al management portarono un nuovo presidente, un nuovo ingegnere capo e un nuovo responsabile del progetto. I consulenti facevano la spola tra l'Europa e l'Europa. I problemi continuavano, poiché l'azienda era gestita da esperti finanziari che consideravano i problemi tecnici una sciocchezza. Nonostante tutto, la casa madre Colt mantenne un ottimismo ufficiale. Il suo rapporto annuale del 1968 affermava semplicemente che "i primi modelli... sono già in uso presso le aziende di servizi pubblici nazionali per la generazione di energia elettrica di base fissa e di riserva". Ma alla fine del 1968, Fairbanks smise di vendere i 38A20.

Nel frattempo, mentre era alle prese con le macchine da 1000 CV (746 kW) per cilindro sul campo, Fairbanks stava costruendo quattro motori da 1250 CV (932 kW) per cilindro per Litton e un altro per una nave porta-minerale della US Steel Corp. Le macchine Litton, previste per la fine del 1969, erano in ritardo. Fairbanks affermò di poterle consegnare nell'estate del 1970, ma che i motori avrebbero avuto bisogno di un altro anno di lavoro prima di raggiungere la potenza nominale. Di fronte alle perdite, Litton fece causa a Colt per ottenere la restituzione di 3 milioni di dollari di pagamenti anticipati, più 25 milioni di dollari di danni.

Lezione costosa

Sorprendentemente, Colt si è tirata fuori dalla causa e ha mantenuto l'attività fornendo due motori diesel Pielstick da 7500 CV (5593 kW) per ogni nave. Motori Pielstick

Si trattava di motori di grande successo costruiti su licenza. La Colt ne acquistò sei da aziende europee, mentre Fairbanks si preparò a produrre motori Pielstick su licenza a Beloit , costruendone due per l'ordine Litton.

Sebbene la Colt avesse subito una svalutazione di 18 milioni di dollari nel 1970, non ammise mai che il programma fosse un fallimento . Era però chiaro che la dirigenza di Fairbanks non ne avesse pienamente compreso i rischi tecnici , vendendo i primi modelli prima del loro completo sviluppo e consegnandoli prima di essere completamente testati. Il 38A20 poteva sembrare semplicemente un adattamento del motore a due tempi a pistoni contrapposti che l'azienda produceva da oltre 30 anni, ma presentava differenze significative. La più notevole era che i pistoni superiore e inferiore avevano dimensioni diverse. Il carburante si accende quando i pistoni convergono e la combustione li allontana. Nel 38A20, l'albero motore superiore è posizionato su un lato ed è azionato da bilancieri collegati ai pistoni superiori. Per ridurre il carico su questo collegamento, il pistone superiore aveva un diametro pari solo alla metà di quello inferiore. Ciò comportava elevate sollecitazioni nei cilindri in corrispondenza del cambio di diametro, aggravate dalle elevate temperature di combustione. In un motore a due tempi, i pistoni lavorano a ogni giro dell'albero motore e il raffreddamento dei cilindri diventa difficile con l'aumentare della potenza.

Fairbanks Morse ha affermato che il suo concetto Uniflow 38A20 a due tempi ottimizzava lo scavenging.

Senza un costoso montaggio manuale, gli standard di produzione accettabili per i motori di bassa potenza si rivelarono inadeguati per il 38A20, di potenza superiore . Alla fine, Fairbanks e Colt adottarono misure straordinarie per ridurre l'impatto del fiasco del 38A20 sulle attività future. Si ipotizzò che il programma del motore 38A20 fosse costato a Colt/Fairbanks oltre 100 milioni di dollari. Alla fine, Fairbanks-Morse sopravvisse, rimanendo un importante produttore di motori di grandi dimensioni, ma non furono più venduti motori 38A20. L'azienda si riprese e prosperò continuando a costruire modelli tradizionali a pistoni contrapposti di potenza inferiore e incrementando la sua presenza nei motori di grandi dimensioni a medio regime con il design Pielstick. CT2