Soluções de design inovadoras para melhor desempenho e confiabilidade do motor.

A Global Compression Services foi incumbida pela USA Compression de desenvolver suportes para acomodar um regulador ActuCOM R8 e ignição CD200 para o motor Cummins 855. Após estreita colaboração com o cliente e o aprimoramento de diversos protótipos, a Global Compression Services entregou uma solução personalizada e de ponta. O design inovador do suporte eliminou o conjunto do acelerador de lâminas, simplificando o sistema de controle e reduzindo significativamente a fadiga do operador. Essa melhoria eliminou a necessidade de os operadores subirem e descerem do compressor para ajustar as rotações, o que também reduziu o risco de escorregões, tropeções e quedas. Ao integrar o controle de velocidade ao painel de controle, a interface geral do operador tornou-se mais eficiente e segura.

Além disso, a remoção do acionamento de acessórios Cummins e do regulador hidráulico Woodward melhorou a confiabilidade e o tempo de operação, estabilizando a rotação do motor e reduzindo os custos do ciclo de vida do equipamento . A substituição do sistema de ignição por magneto por um sistema de ignição eletrônica moderno facilitou os ajustes de ponto de ignição, aprimorando ainda mais o desempenho e a confiabilidade do motor. Essa solução oferece uma alternativa prática aos componentes originais, que estão cada vez mais difíceis de encontrar. Ela resolve problemas comuns de confiabilidade, simplifica a manutenção e proporciona uma maneira econômica de reduzir os custos do ciclo de vida. A facilidade de instalação e a mínima interrupção das operações tornam essa solução uma opção atraente para operadores que buscam aprimorar o desempenho e a confiabilidade do motor.

Na seção de perguntas e respostas a seguir, a CT2 solicitou a Larry Osland, da USA Compression, e a Dakota Gormley, da Global Compression Services, mais detalhes sobre como este projeto ofereceu uma solução prática e econômica para problemas conhecidos das opções oferecidas pelos fabricantes originais.

Quais são alguns problemas comuns de confiabilidade do motor Cummins 855?

LO: O motor Cummins 855, particularmente em aplicações com gás natural, apresenta alguns problemas de confiabilidade, principalmente devido à sua origem como um motor a diesel adaptado para uso com gás natural. Embora tenha sido amplamente bem-sucedido e seja classificado como D para aplicações com gás natural , certas características de projeto apresentam desafios.

O problema mais comum reside nos cabeçotes dos cilindros, especialmente em aplicações de petróleo e gás, onde o motor frequentemente opera com gás natural não processado, proveniente da boca do poço, em vez de gás natural de qualidade comercial. As impurezas presentes no gás natural da boca do poço podem acelerar o desgaste e reduzir a confiabilidade. Outro problema frequente está relacionado ao acionamento dos acessórios, que alimenta o gerador de ignição, também conhecido como magneto. Falhas nesse componente podem causar paradas significativas. Além disso, os reguladores mecânicos ou hidráulicos, geralmente fornecidos pela Woodward, são outra fonte comum de falhas que impactam o desempenho e a operação do motor.

Apesar dessas preocupações, o restante do motor é geralmente muito confiável e funciona bem quando recebe manutenção adequada.

Quais são as melhores maneiras de reduzir os custos do ciclo de vida dos equipamentos?

LO: Para reduzir os custos do ciclo de vida do motor Cummins 855, uma das melhores abordagens é atualizá-lo para um sistema de controle eletrônico de autoridade total. Isso permite que o motor opere com relações ar-combustível em malha fechada, melhorando a eficiência e a confiabilidade. A maioria desses motores é ajustada mecanicamente, dependendo de um acelerador mecânico, um sistema de ignição por magneto e uma única configuração de RPM. Se o motor precisar operar em uma RPM diferente, ajustes manuais são necessários, o que pode ser demorado e menos preciso.

Ao realizar a atualização, diversas vantagens são alcançadas. Por exemplo, a substituição do gerador de magneto por um sistema de acionamento mais confiável elimina um ponto de falha comum. Ao mesmo tempo, os problemáticos reguladores hidráulicos ou mecânicos também podem ser removidos. Uma parte fundamental dessa atualização é o suporte personalizado projetado por Dakota e sua equipe, que integra espaço para um sistema de ignição eletrônica, especificamente o CD200. Este sistema é calibrado para o motor 855, fornecendo tabelas de ignição personalizadas para diferentes rotações por minuto (RPM).

DG: Esta atualização não só melhora a confiabilidade e a eficiência geral, como também ajuda a prolongar a vida útil dos cabeçotes , otimizando o desempenho em diferentes condições de operação. É uma melhoria abrangente que aborda diversas preocupações com confiabilidade e custo em um único pacote.

O que há de inovador no design do suporte?

LO: A inovação no projeto do suporte reside em sua robustez e precisão. Embora alguns possam dizer que é mais robusto do que o necessário, no ambiente de campos petrolíferos , onde os parafusos nem sempre são apertados com o torque correto, o excesso de engenharia é uma vantagem, não uma desvantagem. O suporte aproveita ao máximo os pontos de fixação do bloco de cilindros do Cummins 855 , criando uma solução resistente e confiável.

O que o diferencia é que ele foi projetado especificamente para o Cummins 855 — não é uma peça genérica, de tamanho único. Ele se encaixa perfeitamente sem exigir nenhuma modificação no bloco do motor ou no cabeçote, tornando a instalação simples e sem complicações.

Além disso, o suporte funciona em conjunto com uma atualização do sistema que substitui primeiro o acionamento dos acessórios. Essa etapa libera espaço e elimina um componente problemático conhecido, permitindo a instalação perfeita das novas peças provenientes de fornecedores globais. Essa integração inteligente torna o projeto prático e eficaz para melhorar a confiabilidade do motor em aplicações exigentes .

DG: A GCS possui diversas configurações de suportes para acomodar vários modelos de motores diferentes. Também podemos auxiliar na criação de suportes personalizados para motores não padronizados e outras aplicações específicas.

Você pode descrever o processo de instalação do novo suporte?

LO: O processo de projeto e instalação do novo suporte foi bastante prático. Dakota e Freddie vieram até nossa fábrica para avaliar vários motores Cummins 855 que tínhamos em estoque, procurando por variações e identificando a melhor opção. Passamos por alguns protótipos diferentes antes de chegarmos à versão final, que se mostrou robusta e fácil de instalar, sem problemas.

Após a finalização do projeto do suporte, nossos técnicos, que já haviam participado das instalações em campo, ficaram entusiasmados com as melhorias. Desde a instalação, temos recebido feedback positivo tanto de nossos técnicos quanto de nossos clientes. A atualização fez uma diferença significativa na operação dos motores. Os operadores não precisam mais subir e descer da unidade ou ir e vir para verificar as rotações por minuto (RPM). Em vez disso, podem permanecer no painel de controle, onde todas as funções são facilmente acessíveis e a unidade pode ser colocada em funcionamento rapidamente.

Além disso, o novo design melhorou a partida do motor. O sistema agora comanda uma posição inicial, evitando que o motor afogue, um problema comum com o acelerador manual. O motor agora aguarda a rotação comandada antes de abrir o acelerador e permitir a entrada de combustível nos cilindros, resultando em partidas muito mais suaves. Isso não só economizou bateria, como também reduziu o tempo de inatividade, tornando o equipamento mais confiável . Nossos clientes que alugam essas unidades estão absolutamente encantados com os resultados.

DG: Trabalhamos em conjunto com o cliente para garantir que o suporte seja posicionado de forma a minimizar o impacto na manutenção de rotina, uma prioridade no projeto dos suportes. Nosso objetivo é que os suportes sejam funcionais e atendam a outras necessidades. Neste exemplo, o suporte foi projetado para acomodar tanto o ActuCOM quanto o sistema de ignição CD200, reduzindo a complexidade e maximizando o espaço livre no motor de pequeno porte .

Quais foram os benefícios obtidos com a remoção do conjunto do acelerador Venier?

LO: A remoção do conjunto do acelerador Venier oferece diversos benefícios importantes. Um dos principais desafios com o acelerador Venier é que, se um compressor parar — principalmente com sistemas de controle mais antigos e tradicionais —, a única maneira de reduzir a rotação do motor é um operador, geralmente não um de nossos funcionários, subir manualmente no compressor, soltar o acelerador e ajustá-lo. Esse processo é necessário para reiniciar o motor em uma rotação mais baixa, aquecê-lo juntamente com o compressor e, em seguida, levá-lo gradualmente de volta à sua rotação nominal.

Ao utilizar um acelerador eletrônico, o motor retorna automaticamente a uma marcha lenta baixa sempre que o compressor desliga e reinicia. Isso garante que o motor inicie na rotação adequada para o aquecimento antes de retomar a velocidade de operação.

DG: Outra grande vantagem é a maior segurança e conveniência para o operador. Em vez de subir e descer do compressor para fazer ajustes, o operador pode permanecer no painel de controle, monitorar indicadores importantes como pressão do óleo e temperatura do líquido de arrefecimento e fazer ajustes diretamente dali . Também é mais fácil para os operadores ligar, operar e desligar a máquina, pois o acelerador eletrônico permite um controle preciso das rotações máximas e mínimas. Isso não só simplifica a operação, como também reduz o desgaste do equipamento.

O acionamento de acessórios da Cummins e o regulador hidráulico da Woodward são componentes essenciais? Quais são os desafios de precisar/usá-los?

LO: O acionamento de acessórios Cummins e o regulador hidráulico Woodward são componentes essenciais nesta aplicação, pois desempenham funções críticas. O acionamento de acessórios é usado para alimentar vários componentes, como bombas hidráulicas, compressores de ar e, neste caso, o regulador, que controla a rotação do motor e mantém um ponto de ajuste de RPM constante. Ele também aciona o magneto mecânico ou o sistema de ignição.

Esses componentes não podem ser simplesmente removidos sem uma substituição adequada, pois o acionamento de acessórios também é responsável pelo funcionamento de sistemas essenciais, como a bomba de refrigeração da camisa d'água do motor e outros componentes acionados por correia. Para solucionar isso, buscamos uma solução atualizada para o acionamento de acessórios que esteja alinhada com a linha de produtos atual da Cummins, embora não esteja disponível em fornecedores globais.

Uma vez instalado este sistema de acionamento de acessórios atualizado, podemos substituir os reguladores hidráulicos ou mecânicos da Woodward por alternativas modernas. Nesse caso, o sistema ActuCOM R8 assume essas responsabilidades, proporcionando uma solução mais confiável e eficiente, além de eliminar os problemas associados aos componentes antigos.

DG: A GCS está colaborando com o fabricante do motor para encontrar materiais de reposição difíceis de achar para a atualização do motor ActuCOM/CD200. Ofereceremos duas opções: a primeira é um kit completo contendo todos os materiais necessários para instalar totalmente a atualização, e a segunda é para motores que já receberam os componentes atualizados. Esta segunda opção incluirá todos os materiais e suportes da Altronic necessários para concluir a atualização.

O que você pode dizer sobre o sistema de ignição por magneto? Quais são suas características modernas que o tornam uma melhoria em relação aos sistemas usados anteriormente?

LO: O sistema de ignição por magneto é uma das tecnologias de ignição mais antigas, remontando ao Ford Modelo T e até mesmo a veículos ainda mais antigos. Foi o sistema de ignição original, usado antes do advento de sistemas movidos a bateria ou sistemas mais avançados. Os magnetos são duráveis, fáceis de instalar, solucionar problemas e substituir. No entanto, dependem de inúmeros componentes mecânicos internos que podem se desgastar com o tempo, e a solução de problemas requer experiência significativa para identificar as falhas com eficácia.

Como parte do nosso processo de conversão, substituímos o magneto por um sistema de ignição eletrônica moderno , a menos que o motor já tenha sido atualizado. Este sistema eletrônico oferece diversas vantagens. Ele simplifica os ajustes de ignição, facilitando muito o trabalho dos técnicos para definir o momento em que a faísca é enviada para cada cilindro. A solução de problemas também é muito mais simples graças a recursos como uma luz LED que pisca os códigos de diagnóstico e indica se o sistema está ativo e funcionando.

DG: O sistema de ignição eletrônica moderno também é mais durável porque elimina peças móveis e acoplamentos mecânicos. Em vez disso, opera eletronicamente, usando dados de posição do motor para determinar o ponto de ignição. Isso reduz significativamente o desgaste e, salvo falhas graves, torna a conversão definitiva, diminuindo os custos do ciclo de vida e, ao mesmo tempo, melhorando a confiabilidade e a facilidade de manutenção.

Em resumo, qual seria a sua mensagem para pessoas que desejam melhorar o desempenho e a confiabilidade de seus motores ?

LO: Se você busca melhorar o desempenho e a confiabilidade do motor, esta conversão é uma escolha lógica e econômica . Os antigos reguladores Woodward, embora confiáveis em sua época, não são mais fabricados e foram substituídos por alternativas que não são de fácil instalação. Embora as peças de reposição ainda estejam disponíveis, encontrar fornecedores de serviços qualificados está se tornando cada vez mais difícil. Para equipamentos como compressores, que devem operar 97% do tempo, minimizar o tempo de inatividade é crucial , tornando esta atualização um passo natural para melhorar a confiabilidade.

DG: Os kits ActuCOM para motores Cummins, assim como para muitos outros modelos de motores, oferecem uma solução de fácil instalação que aumenta a confiabilidade do motor. Ao substituir tecnologias antigas, que frequentemente apresentam ineficiências mecânicas que exigem manutenção frequente, os kits introduzem novas tecnologias eletrônicas com menos peças móveis. Isso resulta em intervalos de manutenção mais longos e melhor desempenho geral.

Vocês padronizaram essas conversões em todos os motores Cummins 855 que passam pelas suas instalações de remanufatura?

LO: Sim, temos. Uma vez em campo, essa atualização adiciona apenas cerca de 30 minutos ao processo de instalação em comparação com motores mais antigos equipados com ignição por magneto e regulador hidráulico Woodward. O pequeno tempo adicional de instalação compensa as significativas vantagens operacionais obtidas, incluindo melhor desempenho, manutenção mais fácil e maior confiabilidade.

Inicialmente, tínhamos algumas preocupações com a implementação, mas a equipe da Dakota nos forneceu um excelente suporte no local, treinamento individualizado para nossos técnicos e assistência de alto nível na resolução de problemas. Eles também desenvolveram um pacote completo com diagramas de fiação, instruções de instalação e materiais para solução de problemas, tornando todo o processo perfeito. Não poderíamos estar mais satisfeitos com os resultados e com o suporte fornecido pela Dakota e pela equipe global da área industrial. Essa conversão provou ser uma escolha inteligente e confiável para o desempenho e a confiabilidade do motor a longo prazo.

O que vem por aí?

LO: Em seguida, estamos analisando outra família de motores em nossa frota que vem apresentando problemas com o atuador de aceleração ou o regulador eletrônico da Woodward. Planejamos estudar a instalação do sistema ActuCOM R8 nesses motores também. Com base na experiência positiva que tivemos até agora, estamos ansiosos para expandir e aplicar as mesmas melhorias em mais equipamentos.

DG: A GCS está sempre em busca de novas oportunidades para ajudar os clientes a tornar seus equipamentos mais eficientes, prolongar os intervalos de manutenção e, de forma geral, melhorar a capacidade operacional. A GCS é a maior distribuidora da Altronic e temos uma gama de produtos que podem ajudar suas equipes de manutenção a reduzir o tempo de inatividade, atualizando para os mais recentes sistemas de ignição, controles AFR, painéis de controle , atuadores de aceleração e controles eletrônicos de persianas disponíveis no mercado de reposição.