Soluciones de diseño innovadoras para mejorar el rendimiento y la fiabilidad del motor.

USA Compression encargó a Global Compression Services el desarrollo de soportes para alojar un regulador ActuCOM R8 y un sistema de encendido CD200 para el motor Cummins 855. Tras una estrecha colaboración con el cliente y el perfeccionamiento de varios prototipos, Global Compression Services entregó una solución personalizada de vanguardia. El innovador diseño de los soportes eliminó el conjunto de la válvula de mariposa, optimizando el sistema de control y reduciendo significativamente la fatiga del operador. Esta mejora eliminó la necesidad de que los operadores subieran y bajaran del compresor para ajustar las RPM, lo que también redujo el riesgo de resbalones, tropiezos y caídas. Al integrar el control de velocidad en el panel de control, la interfaz general del operador se volvió más eficiente y segura.

Además, la eliminación del sistema de transmisión de accesorios Cummins y del regulador hidráulico Woodward mejoró la fiabilidad y el tiempo de funcionamiento al estabilizar las RPM, a la vez que redujo los costos del ciclo de vida del equipo . La sustitución del sistema de encendido por magneto por un encendido electrónico moderno facilitó los ajustes de la sincronización, mejorando aún más el rendimiento y la fiabilidad del motor. Esta solución ofrece una alternativa práctica a los componentes originales, que cada vez son más difíciles de conseguir. Aborda problemas comunes de fiabilidad, simplifica el mantenimiento y proporciona una forma rentable de reducir los costos del ciclo de vida. La facilidad de instalación y la mínima interrupción de las operaciones hacen de esta solución una opción atractiva para los operadores que buscan mejorar el rendimiento y la fiabilidad del motor.

En la siguiente sección de preguntas y respuestas, CT2 solicitó a Larry Osland de USA Compression y a Dakota Gormley de Global Compression Services más detalles sobre cómo este proyecto ofreció una solución práctica y económica a problemas conocidos con las opciones del fabricante original.

¿Cuáles son algunos problemas comunes de fiabilidad del motor Cummins 855?

LO: El motor Cummins 855, especialmente en aplicaciones de gas natural, presenta algunos problemas de fiabilidad debido principalmente a que se originó como un motor diésel adaptado para su uso con gas natural. Si bien ha tenido un gran éxito y cuenta con la clasificación D para aplicaciones de gas natural , ciertas características de diseño presentan desafíos.

El problema más común reside en las culatas, especialmente en la industria del petróleo y el gas, donde el motor suele funcionar con gas natural sin procesar en lugar de gas natural de calidad para gasoductos. Las impurezas del gas natural pueden acelerar el desgaste y reducir la fiabilidad. Otro problema frecuente se presenta en el accionamiento de accesorios, que alimenta el generador de encendido, también conocido como magneto. Las fallas en este componente pueden provocar tiempos de inactividad considerables. Además, los reguladores mecánicos o hidráulicos, generalmente suministrados por Woodward, son otra fuente común de fallas que afectan el rendimiento y el funcionamiento del motor.

A pesar de estas preocupaciones, el resto del motor es generalmente muy fiable y funciona bien cuando se le da un mantenimiento adecuado.

¿Cuáles son las mejores maneras de reducir los costos del ciclo de vida de los equipos?

Para reducir los costos del ciclo de vida del motor Cummins 855, una de las mejores opciones es actualizarlo a un sistema de control electrónico de autoridad total. Esto permite que el motor funcione con relaciones aire-combustible de circuito cerrado real, lo que mejora la eficiencia y la confiabilidad. La mayoría de estos motores se ajustan mecánicamente, mediante un acelerador mecánico, un sistema de encendido por magneto y un único ajuste de RPM. Si el motor necesita funcionar a un régimen de RPM diferente, se requieren ajustes manuales, lo cual puede ser lento y menos preciso.

Al actualizar el sistema, se obtienen varias ventajas. Por ejemplo, al reemplazar el magnetogenerador por un sistema de transmisión más fiable, se elimina un punto de fallo común. Asimismo, se pueden eliminar los reguladores hidráulicos o mecánicos problemáticos. Una pieza clave de esta actualización es el soporte personalizado diseñado por Dakota y su equipo, que integra espacio para un sistema de encendido electrónico, concretamente el CD200. Este sistema está calibrado para el motor 855 y proporciona tablas de encendido adaptadas a diferentes RPM.

DG: Esta actualización no solo mejora la fiabilidad y la eficiencia generales, sino que también ayuda a prolongar la vida útil de las culatas al optimizar el rendimiento en diversas condiciones de funcionamiento. Se trata de una mejora integral que aborda múltiples problemas de fiabilidad y costes en un solo paquete.

¿Qué tiene de innovador el diseño del soporte?

LO: La innovación en el diseño del soporte radica en su robustez y precisión. Si bien algunos podrían decir que es más robusto de lo necesario, en el entorno de los campos petrolíferos , donde los pernos no siempre se aprietan con el par de apriete adecuado, un diseño sobredimensionado es una ventaja, no un inconveniente. El soporte aprovecha al máximo los puntos de atornillado del bloque de cilindros Cummins 855 , creando una solución robusta y fiable.

Lo que la distingue es que está diseñada específicamente para el Cummins 855; no es una pieza genérica ni universal. Encaja a la perfección sin necesidad de modificar el bloque de cilindros ni la culata, lo que facilita una instalación sencilla y sin complicaciones.

Además, el soporte funciona en conjunto con una actualización del sistema que reemplaza primero la transmisión de accesorios. Este paso libera espacio y elimina un componente que suele dar problemas, lo que permite la instalación sin problemas de las nuevas piezas procedentes de proveedores internacionales. Esta integración inteligente hace que el diseño sea práctico y eficaz para mejorar la fiabilidad del motor en aplicaciones exigentes .

DG: GCS ofrece diversas configuraciones de soportes para adaptarse a varios modelos de motor. También podemos ayudarle a crear soportes personalizados para motores no estándar y otras aplicaciones especiales.

¿Podría describir el proceso que siguió para instalar el nuevo diseño de soporte?

LO: El proceso de diseño e instalación del nuevo soporte fue muy práctico. Dakota y Freddie vinieron a nuestras instalaciones para evaluar varios motores Cummins 855 que teníamos en stock, buscando variaciones e identificando la mejor opción. Probamos varios prototipos antes de decidirnos por la versión final, que resultó ser robusta y fácil de instalar, sin ningún problema.

Una vez finalizado el diseño del soporte, nuestros técnicos, que habían participado en las instalaciones de campo, se mostraron entusiasmados con las mejoras. Desde la instalación, hemos recibido comentarios positivos tanto de nuestros técnicos como de nuestros clientes. La actualización ha supuesto una diferencia significativa en el funcionamiento de los motores. Los operadores ya no necesitan subir y bajar de la unidad ni desplazarse para comprobar las RPM. Ahora pueden permanecer en el panel de control, donde todas las funciones son fácilmente accesibles, y poner en marcha la unidad rápidamente.

Además, el nuevo diseño ha mejorado el arranque del motor. El sistema ahora ordena una posición de arranque, evitando que el motor se ahogue, un problema común con el acelerador manual. El motor espera a alcanzar las RPM indicadas antes de abrir el acelerador y permitir la entrada de combustible a los cilindros, lo que resulta en arranques mucho más suaves. Esto no solo ha ahorrado batería, sino que también ha reducido el tiempo de inactividad, aumentando la fiabilidad del equipo . Nuestros clientes que alquilan estas unidades están encantados con los resultados.

DG: Trabajamos con el cliente para asegurar que el soporte se coloque de manera que el impacto en el mantenimiento rutinario sea mínimo; esto es una prioridad al diseñar los soportes. Nos esforzamos para que la funcionalidad de los soportes pueda adaptarse a otras necesidades. En este ejemplo, el soporte se diseñó para montar tanto el ActuCOM como el sistema de encendido CD200, con el fin de reducir la complejidad y maximizar el espacio libre en el motor pequeño .

¿Qué beneficios se obtuvieron al eliminar el conjunto de la mariposa de admisión?

LO: Eliminar el conjunto de la válvula de mariposa Venier ofrece varias ventajas clave. Uno de los principales problemas de la válvula de mariposa Venier es que, si un compresor falla —sobre todo con sistemas de control más antiguos y tradicionales— , la única forma de reducir las RPM del motor es que un operario, generalmente ajeno a nuestra empresa, suba manualmente al compresor, suelte la válvula y la ajuste. Este proceso es necesario para reiniciar el motor a bajas RPM, calentarlo junto con el compresor y, posteriormente, llevarlo gradualmente hasta su velocidad nominal.

Al cambiar a un acelerador electrónico, el motor se reinicia automáticamente a un ralentí bajo cada vez que el compresor se apaga y se vuelve a encender. Esto garantiza que el motor arranque a las RPM adecuadas para calentarse antes de alcanzar su velocidad de funcionamiento.

DG: Otra gran ventaja es la mayor seguridad y comodidad para el operador. En lugar de subir y bajar del compresor para realizar ajustes, el operador puede permanecer en el panel de control, supervisar indicadores clave como la presión del aceite y la temperatura del refrigerante, y realizar ajustes directamente desde allí . Además, resulta más fácil para los operadores arrancar, operar y apagar la máquina, ya que el acelerador electrónico permite un control preciso de las RPM máximas y mínimas. Esto no solo simplifica la operación, sino que también reduce el desgaste del equipo.

¿Son el sistema de transmisión de accesorios Cummins y el regulador hidráulico Woodward componentes esenciales? ¿Qué dificultades conlleva su necesidad o uso?

LO: El sistema de transmisión de accesorios Cummins y el regulador hidráulico Woodward son componentes esenciales en esta aplicación, ya que desempeñan funciones críticas. El sistema de transmisión de accesorios alimenta diversos componentes, como bombas hidráulicas, compresores de aire y, en este caso, el regulador, que controla la velocidad del motor y mantiene un régimen de revoluciones por minuto (RPM) constante. También acciona el magneto mecánico o el sistema de encendido.

Estos componentes no se pueden simplemente retirar sin un reemplazo adecuado, ya que la transmisión de accesorios también se encarga del funcionamiento de sistemas esenciales como la bomba de refrigeración del motor y otros componentes accionados por correa. Para solucionar esto, hemos encontrado una solución de transmisión de accesorios actualizada que se ajusta a la línea de productos actual de Cummins, aunque no esté disponible a través de proveedores globales.

Una vez instalado este sistema de transmisión de accesorios actualizado, podremos sustituir los reguladores hidráulicos o mecánicos Woodward por alternativas modernas. En este caso, el sistema ActuCOM R8 asume dichas funciones, proporcionando una solución más fiable y eficiente, y eliminando los problemas asociados a los componentes antiguos.

DG: GCS está colaborando con el fabricante del motor para conseguir repuestos difíciles de encontrar para la actualización del motor ActuCOM/CD200. Ofreceremos dos opciones: la primera es un kit completo con todos los materiales necesarios para instalar la actualización, y la segunda es para motores que ya cuentan con los componentes actualizados. Esta segunda opción incluirá todos los materiales y soportes Altronic necesarios para completar la actualización.

¿Qué puede decir sobre el sistema de encendido por magneto? ¿Cuáles son sus características modernas que lo convierten en una mejora respecto a los sistemas anteriores?

El sistema de encendido por magneto es una de las tecnologías de encendido más antiguas, que se remonta al Ford Modelo T e incluso a vehículos anteriores. Fue el sistema de encendido original, utilizado antes de la llegada de los sistemas a batería o más avanzados. Los magnetos son duraderos, fáciles de instalar, diagnosticar y reemplazar. Sin embargo, dependen de numerosos componentes mecánicos internos que pueden desgastarse con el tiempo, y su diagnóstico requiere una amplia experiencia para identificar los problemas con eficacia.

Como parte de nuestro proceso de conversión, reemplazamos el magneto por un moderno sistema de encendido electrónico , a menos que el motor ya haya sido modificado. Este sistema electrónico ofrece varias ventajas. Simplifica el ajuste de la sincronización, facilitando enormemente a los técnicos la configuración del momento en que se suministra la chispa a cada cilindro. La resolución de problemas también es mucho más sencilla gracias a funciones como una luz LED que muestra códigos de diagnóstico e indica si el sistema está activo y funcionando.

DG: El moderno sistema de encendido electrónico también es más duradero porque elimina las piezas móviles y los acoplamientos mecánicos. En su lugar, funciona electrónicamente, utilizando datos de la posición del motor para determinar el avance de la chispa. Esto reduce significativamente el desgaste y, salvo fallos importantes, lo convierte en una conversión para toda la vida, lo que en última instancia reduce los costes del ciclo de vida a la vez que mejora la fiabilidad y facilita el mantenimiento.

En resumen, ¿cuál sería su mensaje para las personas que buscan mejorar el rendimiento y la fiabilidad de su motor ?

Si busca mejorar el rendimiento y la fiabilidad del motor, esta conversión es una opción lógica y rentable . Los antiguos reguladores Woodward, aunque fiables en su momento, ya no se fabrican y han sido reemplazados por alternativas que no son de instalación directa. Si bien aún se consiguen repuestos, encontrar proveedores de servicio cualificados es cada vez más difícil. Para equipos como los compresores, que deben funcionar el 97 % del tiempo, minimizar el tiempo de inactividad es fundamental , lo que convierte esta actualización en un paso natural para mejorar la fiabilidad.

DG: Los kits ActuCOM para motores Cummins, así como para muchos otros modelos, ofrecen una solución de fácil instalación que mejora la fiabilidad del motor. Al sustituir la tecnología antigua, que a menudo presenta ineficiencias mecánicas que requieren un mantenimiento frecuente, los kits incorporan nueva tecnología electrónica con menos piezas móviles. Esto se traduce en intervalos de mantenimiento más prolongados y un mejor rendimiento general.

¿Han estandarizado estas conversiones en todos los motores Cummins 855 que pasan por sus instalaciones de remanufactura?

LO: Sí, lo hemos hecho. Una vez en el campo, esta mejora añade solo unos 30 minutos al proceso de instalación en comparación con los motores más antiguos equipados con encendido por magneto y regulador hidráulico Woodward. El ligero aumento de tiempo en la instalación se compensa con creces con las importantes ventajas operativas obtenidas, como un mejor rendimiento, un mantenimiento más sencillo y una mayor fiabilidad.

Inicialmente, teníamos dudas sobre la implementación, pero el equipo de Dakota nos ha brindado un excelente soporte técnico in situ, capacitación personalizada para nuestros técnicos y asistencia de alto nivel para la resolución de problemas. Además, han desarrollado un paquete completo de diagramas de cableado, instrucciones de instalación y materiales para la resolución de problemas, lo que ha hecho que todo el proceso sea impecable. Estamos sumamente satisfechos con los resultados y el soporte brindado por Dakota y su equipo industrial global. Esta conversión ha demostrado ser una opción inteligente y confiable para el rendimiento y la fiabilidad del motor a largo plazo.

¿Qué nos depara el futuro?

LO: A continuación, estamos analizando otra familia de motores de nuestra flota que ha presentado problemas con el actuador de mariposa Woodward o el regulador electrónico. Planeamos explorar la posibilidad de instalar el sistema ActuCOM R8 también en esos motores. Gracias a la experiencia positiva que hemos tenido hasta ahora, estamos deseosos de ampliar e implementar las mismas mejoras en más equipos.

DG: En GCS siempre buscamos nuevas oportunidades para ayudar a nuestros clientes a optimizar el rendimiento de sus equipos, prolongar los intervalos de mantenimiento y, en general, mejorar su capacidad operativa. GCS es el mayor distribuidor de Altronic y contamos con una amplia gama de productos que pueden ayudar a sus equipos de mantenimiento a reducir el tiempo de inactividad mediante la actualización a los sistemas de encendido, controles AFR, paneles de control , actuadores de mariposa y controles electrónicos de persianas más recientes del mercado.