Motores de gas Superior 1700G

Los motores Superior 1706G2 de 500 hp (373 kW) y 1712G de 800 hp (597 kW) y 1200 rpm pesaban solo 6400 lb (2903 kg) y 11800 lb (5352 kg), respectivamente, una relación potencia-peso que era casi un 93 % menor que la de los grandes motores horizontales que prevalecían muchas décadas antes.

La Superior Gas Engine Company de Springfield, Ohio, vendió su primer motor de gas en 1893. Posteriormente, la compañía desarrolló y fabricó líneas de motores diésel y de gas que se utilizaron en aplicaciones industriales, petroleras y marinas.

Tras la Segunda Guerra Mundial, la empresa vislumbró una nueva oportunidad para los grandes motores de gas. Basándose en el éxito de sus motores diésel Modelo 40, en 1952 se presentó la serie de motores de gas Superior G825. White Motor Company adquirió la empresa en 1955 por su negocio de motores diésel, pero también modernizó gradualmente sus diseños de motores de gas. Con la intención de expandir el mercado de motores de gas, en 1960 White lanzó una línea de compresores alternativos compatibles con sus motores. En 1965, la división pasó a llamarse White Superior, y los conjuntos de motor y compresor —conocidos como «Whites»— dominaron el sector durante los primeros años de las unidades de alta velocidad. White era la única empresa que ofrecía un servicio integral para motores, compresores, conjuntos, repuestos y mantenimiento de alta velocidad. La división Superior fue adquirida por Cooper Industries en 1976.

Mayor competencia

Sin embargo, en la década de 1980, la competencia se intensificaba, ya que Caterpillar presentaba los nuevos motores de gasolina G3500, basados en su exitosa serie de motores diésel D3500. Estos motores, con una potencia de 310 a 1085 hp (231 a 809 kW), funcionaban a 1200 rpm y, al combinarse con los nuevos compresores Ariel, diseñados para adaptarse a la mayor velocidad del motor, resultaban en conjuntos de compresores más económicos que los que incorporaban las unidades Superior de 900 rpm. Para colmo, Waukesha seguía mejorando su serie VHP para operar a 1200 rpm.

Así pues, Cooper comenzó a buscar un motor diésel de alta velocidad para licenciar y adaptarlo a una nueva generación de motores de gas Superior. Cooper determinó que la nueva serie diésel SU, desarrollada por la japonesa Mitsubishi Heavy Industries (MHI), era una excelente plataforma para desarrollar una línea de motores de gas de 1200 rpm con potencias de 1200 a 3200 hp (895 a 2386 kW). A medida que avanzaban las negociaciones para un acuerdo de licencia de SU, Cooper también tuvo conocimiento de la exitosa serie de motores diésel SR de MHI, fabricados en volúmenes de producción relativamente altos para los mercados marítimo e industrial. Los motores diésel SR habían tenido éxito hasta las 1800 rpm, por lo que su aplicación a 1200 rpm era una apuesta muy conservadora. Con un tipo de cambio superior a 250 yenes por dólar estadounidense en 1985, surgió un acuerdo comercialmente atractivo mediante el cual Cooper podría desarrollar el motor SR para convertirlo en motores de gas natural de encendido por chispa, utilizando bloques cortos de motor SR fabricados en la moderna planta de MHI en Sagamihara, Japón. Un acuerdo de licencia de 1986 fijó los precios de los bloques cortos de seis, doce y dieciséis cilindros en yenes a un nivel que resultaba atractivo para ambas compañías en función del tipo de cambio.

Los primeros motores en V 1712G de 12 cilindros entraron en servicio en 1993, incluidas estas dos unidades que accionan compresores Superior RAM54.

La división Superior de Cooper ya estaba desarrollando su línea de compresores alternativos RAM de 5 pulgadas (127 mm) de carrera para motores de 1200 y 1500 rpm, por lo que contar con un motor de gasolina competitivo de 1200 rpm para el mercado de menos de 1000 hp (745 kW) era especialmente atractivo.

A medida que la nueva serie Caterpillar G3500 ganaba popularidad rápidamente con los compresores Ariel, para Superior se volvió crucial preservar su cuota de mercado. Se conformó un amplio equipo de desarrollo para completar simultáneamente el desarrollo de tres nuevas series de compresores con nuevos cilindros, así como siete nuevas plataformas de motores de gas. Esta fue una tarea titánica que requirió una enorme inversión, pero el progreso fue constante, primero con los nuevos compresores y luego con los motores de gas, que presentaban mayores desafíos.

Primer modelo lanzado

La nueva serie de motores de gasolina basada en el SR se denominó 1700G, en referencia al diámetro de sus cilindros de 170 mm (6,69 pulgadas). Tras exhaustivas pruebas de laboratorio, los primeros motores modelo 1706G2 se introdujeron para ensayos de campo a finales de 1991. Este modelo presentaba una carrera más larga de 220 mm (8,66 pulgadas) que los demás modelos MHI SR. El motor de gasolina de seis cilindros en línea, de cuatro tiempos, turboalimentado e intercooler, desarrollaba una potencia de 500 CV (373 kW) a 1200 rpm. Utilizaba el tren de rodaje, el bastidor y las culatas del MHI 6SR2. La parte superior del motor se rediseñó para ofrecer un motor de gasolina eficiente basado en la tecnología CleanBurn de Superior.

El segundo modelo desarrollado fue el motor en V 1712G de 12 cilindros , con una carrera de 180 mm (7,09 pulgadas) y una potencia de 800 hp (597 kW) a 1200 rpm. Utilizaba el chasis y la bancada del MHI 12SR, pero la culata, incluidas las culatas, era de diseño completamente nuevo. Este esfuerzo adicional de diseño y desarrollo requirió más tiempo y aumentó el costo; sin embargo, el rendimiento resultante fue excepcional. Los primeros motores 1712G entraron en servicio en abril de 1993.

Los motores 1706G2 y 1712G pesaban solo 2903 kg (6400 lb) y 5352 kg (11 800 lb), respectivamente, una relación potencia-peso casi un 93 % menor que la de los grandes motores horizontales Cooper, comunes décadas atrás. Estos motores compactos ofrecían una tolerancia al combustible razonablemente buena, a la vez que lograban índices de emisiones de combustible y gases de escape muy competitivos sin necesidad de convertidores catalíticos. Un avanzado sistema de control electrónico basado en PLC fue un desarrollo clave, esencial para la eficiencia y las bajas emisiones del nuevo motor de gas. Sin embargo, también representó su talón de Aquiles. Los técnicos de mantenimiento de campo en aplicaciones de exploración y producción, donde se utilizaban estos motores, carecían de la capacitación y los ordenadores portátiles necesarios para ajustar y diagnosticar los controles. Por lo tanto, cuando una unidad presentaba problemas, a menudo había una larga demora hasta la llegada de un técnico cualificado. Este problema se resolvió finalmente y la flota de motores, cada vez más fiable, fue bien recibida, aunque la aceptación de los motores Caterpillar se había adelantado varios años.

Sin embargo, con Japón disfrutando de un crecimiento y una fortaleza financiera sin precedentes en comparación con Estados Unidos, el tipo de cambio, antes favorable, se desplomó hasta los 125 yenes por dólar en 1988, lo que incrementó el costo de los bloques cortos de MHI en un 100 % en tan solo dos años. A pesar de los grandes esfuerzos de Superior y MHI por reducir el costo y optimizar el alcance, el programa 1700G estaba condenado al fracaso, ya que el tipo de cambio cayó a 85 yenes por dólar en 1995.

El modelo final fue un motor en V 1716G de 1067 hp (796 kW) que todavía se estaba ensamblando cuando la compañía suspendió la producción del 1700G en 1998. Solo se produjeron 22 motores 1700G, la mayoría de los cuales eran modelos 1706G2.