Motori a gas Superior 1700G

I motori Superior 1706G2 da 500 CV (373 kW) e 1712G da 800 CV (597 kW) a 1200 giri/min pesavano rispettivamente solo 6400 libbre (2903 kg) e 11.800 libbre (5352 kg), un rapporto peso/potenza che era quasi il 93% inferiore rispetto ai grandi motori orizzontali diffusi molti decenni prima.

La Superior Gas Engine Company di Springfield, Ohio, vendette il suo primo motore a gas nel 1893. L'azienda continuò a sviluppare e produrre linee di motori diesel e a gas utilizzati in applicazioni industriali, nei giacimenti petroliferi e in ambito marittimo.

Dopo la Seconda Guerra Mondiale, l'azienda vide una nuova opportunità per i grandi motori a gas. Basata sul successo dei suoi diesel Modello 40, nel 1952 fu introdotta la serie di motori a gas Superior G825. La White Motor Company acquistò l'azienda nel 1955 per la sua attività di motori diesel, ma modernizzò gradualmente anche i suoi motori a gas. Con l'obiettivo di espandere il mercato dei motori a gas, nel 1960 White introdusse una linea di compressori alternativi, abbinati ai suoi motori. Il nome della divisione cambiò in White Superior nel 1965 e i gruppi motore-compressore integrati, noti come "White", dominarono il settore nei primi anni delle unità ad alta velocità. White era l'unica azienda a offrire la responsabilità di un unico fornitore per motori ad alta velocità, compressori, pacchetti, ricambi e assistenza. La divisione Superior fu acquisita da Cooper Industries nel 1976.

Più concorrenza

Tuttavia, negli anni '80, si profilava una concorrenza più agguerrita, con la Caterpillar che introdusse i nuovi motori a gas G3500 basati sulla sua fortunata serie di motori diesel D3500. Questi motori da 310 a 1085 CV (da 231 a 809 kW) funzionavano a 1200 giri/min e, abbinati ai nuovi compressori Ariel progettati per adattarsi alla maggiore velocità del motore, offrivano pacchetti di compressori più economici rispetto a quelli realizzati con le unità Superior a 900 giri/min. A peggiorare la situazione, Waukesha continuò a migliorare la sua serie VHP per il funzionamento a 1200 giri/min.

Cooper iniziò quindi a cercare un motore diesel ad alta velocità da autorizzare per l'adattamento a una nuova generazione di motori a gas Superior. Cooper scoprì che la nuova serie diesel SU sviluppata dalla giapponese Mitsubishi Heavy Industries (MHI) rappresentava un'eccellente piattaforma su cui sviluppare una linea di motori a gas a 1200 giri/min, con potenze da 1200 a 3200 CV (da 895 a 2386 kW). Con l'avanzare delle discussioni su un accordo di licenza SU, Cooper venne a conoscenza anche del successo della serie di motori diesel SR di MHI, prodotta in volumi piuttosto elevati per i mercati nautico e industriale. I diesel SR avevano avuto successo fino a 1800 giri/min, quindi l'applicazione a 1200 giri/min era molto conservativa. Con un tasso di cambio di oltre 250 yen/dollaro USA nel 1985, emerse un accordo commercialmente interessante in base al quale Cooper avrebbe potuto sviluppare il motore SR in motori a gas naturale ad accensione comandata utilizzando monoblocchi corti SR prodotti nel moderno stabilimento MHI di Sagamihara, in Giappone. Un accordo di licenza del 1986 fissò i prezzi in yen dei motori a blocco corto a sei, 12 e 16 cilindri a un livello che, in base al tasso di cambio, risultava interessante per entrambe le aziende.

I primi motori a V 1712G a 12 cilindri entrarono in servizio nel 1993, comprese queste due unità che azionavano compressori Superior RAM54.

La divisione Superior di Cooper stava già sviluppando la sua linea di compressori alternativi RAM da 5 pollici (127 mm) di corsa per motori da 1200 e 1500 giri/min, quindi avere un motore a benzina competitivo da 1200 giri/min per il mercato al di sotto dei 1000 CV (745 kW) era particolarmente allettante.

Con la rapida accettazione della nuova serie Caterpillar G3500 da parte dei compressori Ariel, per Superior divenne sempre più importante preservare il proprio mercato. Un ampio team di sviluppo fu costituito per completare contemporaneamente lo sviluppo di tre nuove serie di compressori, dotate di nuovi cilindri, e sette nuove piattaforme di motori a gas. Si trattò di un'impresa erculea, che richiese ingenti investimenti, ma i progressi furono costanti, prima sui nuovi compressori e poi sui più complessi motori a gas.

Primo modello rilasciato

La nuova serie di motori a gas basata sull'SR fu denominata 1700G, in riferimento al diametro dell'alesaggio dei cilindri di 170 mm (6,69 pollici). Dopo approfonditi test di laboratorio, i primi motori modello 1706G2 furono introdotti per le prove sul campo alla fine del 1991. Questo modello utilizzava una corsa più lunga di 220 mm (8,66 pollici) rispetto agli altri modelli MHI SR. Il motore a gas a sei cilindri in linea a quattro tempi, turbocompresso e intercooler, aveva una potenza di 500 CV (373 kW) a 1200 giri/min. Utilizzava il gruppo motopropulsore, il telaio e le testate dell'MHI 6SR2. La parte superiore fu riprogettata per fornire un motore a gas efficiente basato sulla tecnologia CleanBurn di Superior.

Il secondo modello sviluppato fu il motore a V 1712G a 12 cilindri , con una corsa di 180 mm (7,09 pollici) e una potenza di 800 CV (597 kW) a 1200 giri/min. Utilizzava il telaio e il gruppo motopropulsore MHI 12SR, ma la parte superiore, comprese le testate, era di progettazione completamente nuova. Questo ulteriore sforzo di progettazione e sviluppo richiese più tempo e aumentò i costi; tuttavia, le prestazioni risultanti furono eccezionali. I primi motori 1712G entrarono in servizio nell'aprile del 1993.

I motori 1706G2 e 1712G pesavano rispettivamente solo 2903 kg (6400 libbre) e 5352 kg (11.800 libbre), un rapporto peso/potenza inferiore di quasi il 93% rispetto ai grandi motori orizzontali Cooper diffusi molti decenni prima. I motori compatti avevano una tolleranza al carburante ragionevolmente buona, pur raggiungendo livelli di emissioni di carburante e di scarico molto competitivi senza richiedere convertitori catalitici. Un sistema di controllo elettronico all'avanguardia basato su PLC fu uno sviluppo chiave, essenziale per l'efficienza e le basse emissioni del nuovo motore a gas. Tuttavia, rappresentò anche un tallone d'Achille. I tecnici di manutenzione sul campo nelle applicazioni upstream, dove venivano impiegati questi motori, non avevano una formazione adeguata e non disponevano di computer portatili per la messa a punto e la diagnosi dei controlli. Pertanto, quando un'unità presentava problemi, spesso si verificava un lungo ritardo prima dell'arrivo di un tecnico qualificato. Questo problema fu infine risolto e la flotta da campo, sempre più affidabile, ottenne l'accettazione, sebbene l'accettazione dei motori Caterpillar fosse ormai lontana diversi anni.

Tuttavia, con il Giappone che godeva di una crescita e di una solidità finanziaria senza precedenti rispetto agli Stati Uniti, il tasso di cambio, un tempo favorevole, crollò a 125 yen/$ USA entro il 1988, aumentando il costo dei blocchi brevi MHI del 100% in soli due anni. Nonostante gli ingenti sforzi di Superior e MHI per ridurre i costi e ottimizzare la portata, il programma 1700G era destinato al fallimento, poiché il tasso di cambio scese a 85 yen/$ USA entro il 1995.

L'ultimo modello fu un motore a V 1716G da 1067 CV (796 kW) che era ancora in fase di assemblaggio quando l'azienda sospese la produzione del 1700G nel 1998. Furono prodotti solo 22 motori 1700G, la maggior parte dei quali erano modelli 1706G2.