创新设计方案，提升发动机性能和可靠性

美国压缩公司委托环球压缩服务公司（Global Compression Services）为康明斯855发动机开发用于安装ActuCOM R8调速器和CD200点火装置的支架。经过与客户的紧密合作和对多个原型的改进，环球压缩服务公司最终交付了一套先进的定制解决方案。该创新支架设计取消了节流阀组件，简化了控制系统，并显著降低了操作员的疲劳程度。这一改进使得操作员无需上下压缩机组来调节转速，从而降低了滑倒、绊倒和跌倒的风险。通过将速度控制集成到控制面板中，整个操作界面变得更加高效安全。

此外，移除康明斯附件驱动装置和伍德沃德液压调速器，通过稳定发动机转速提高了可靠性和运行时间，同时降低了设备生命周期成本。用现代化的电子点火系统取代磁电机点火系统，使点火正时调整更加便捷，进一步提升了发动机性能和可靠性。该方案为日益难以采购的原装部件提供了一种切实可行的替代方案。它解决了常见的可靠性难题，简化了维护，并提供了一种经济高效的方式来降低生命周期成本。该方案安装简便，对运行干扰极小，对于寻求提升发动机性能和可靠性的运营商而言，无疑是一个极具吸引力的选择。

在接下来的问答环节中，CT2 向 USA Compression 的 Larry Osland 和 Global Compression Services 的 Dakota Gormley 询问了更多关于该项目如何为 OEM 选项中已知的问题提供实用、经济的解决方案的细节。

康明斯855发动机常见的可靠性问题有哪些？

LO：康明斯855发动机，尤其是在天然气应用中，存在一些可靠性问题，这主要是由于其最初是由柴油发动机改造而来，用于天然气。虽然它总体上取得了成功，并且在天然气应用中被评为D级，但某些设计特点仍然带来了挑战。

最常见的问题出在气缸盖上，尤其是在石油和天然气行业，因为这些发动机通常使用未经处理的井口气而非管道天然气。井口气中的杂质会加速磨损并降低可靠性。另一个常见问题是附件驱动装置，它为点火发电机（也称为磁电机）供电。该部件的故障会导致严重的停机时间。此外，机械或液压调速器（通常由伍德沃德公司提供）也是影响发动机性能和运行的常见故障源。

尽管存在这些担忧，但发动机的其他部分总体上非常可靠，只要维护得当，就能表现出色。

降低设备生命周期成本的最佳方法是什么？

LO：为了降低康明斯855发动机的生命周期成本，最佳方案之一是将其升级为全权限电子控制系统。这使得发动机能够以真正的闭环空燃比运行，从而提高效率和可靠性。大多数此类发动机采用机械调校，依靠机械节气门、磁电机点火系统和单一转速设定。如果发动机需要在不同的转速下运行，则需要手动调整，这既耗时又不够精确。

通过升级，可以获得多项优势。例如，用更可靠的驱动系统替换磁电机发电机，可以消除一个常见的故障点。同时，还可以移除容易出问题的液压或机械调速器。此次升级的关键在于达科塔及其团队设计的定制支架，该支架集成了电子点火系统（特别是CD200）的安装空间。该系统针对855发动机进行了校准，可提供针对不同转速定制的点火表。

DG：此次升级不仅提升了整体可靠性和效率，还通过优化不同工况下的性能，延长了气缸盖的使用寿命。这是一项综合性的改进，一次性解决了多项可靠性和成本问题。

这种支架设计有何创新之处？

LO：支架设计的创新之处在于其坚固性和精确性。虽然有人可能会认为它过于坚固，但在油田环境中，螺栓的扭矩并不总是符合标准，因此过度设计反而是一种优势而非劣势。该支架充分利用了康明斯855缸体上的螺栓孔位，打造出坚固可靠的解决方案。

这款产品的独特之处在于它是专为康明斯855发动机设计的——它并非通用型零件。它完美适配，无需对缸体或缸盖进行任何改装，安装简便快捷。

此外，该支架与系统升级配合使用，首先更换附件驱动装置。这一步骤释放了空间并消除了一个已知的故障部件，从而可以无缝安装从全球供应商采购的新部件。这种周全的集成使该设计既实用又有效，能够提高发动机在严苛应用中的可靠性。

DG：GCS提供多种不同的支架配置，以适应多种不同的发动机型号。我们还可以协助为非标发动机和其他定制应用打造全新的定制支架。

你能描述一下你是如何安装这种新型支架的吗？

LO：设计和安装新支架的过程非常需要动手操作。Dakota 和 Freddie 来到我们公司，评估了我们库存的几台康明斯 855 发动机，寻找任何差异并确定最佳匹配方案。我们制作了几个不同的原型，最终确定了最终版本，事实证明它既坚固耐用，又易于安装，而且没有任何问题。

支架设计定稿后，参与现场安装的技术人员对改进效果感到非常兴奋。安装完成后，我们收到了来自技术人员和客户的积极反馈。此次升级显著改善了发动机的运行方式。操作人员不再需要上下车或来回走动来检查转速。他们只需待在控制面板前，即可轻松访问所有功能并快速启动设备。

此外，新设计还改进了发动机启动性能。该系统现在会发出启动指令，防止发动机因手动油门而熄火。发动机现在会等待达到设定的转速后才打开油门，让燃油进入气缸，从而实现更平稳的启动。这不仅延长了电池寿命，还减少了停机时间，提高了设备的可靠性。租赁这些设备的客户对结果非常满意。

DG：我们与客户合作，确保支架的安装方式对日常维护的影响最小，这是我们在设计支架时优先考虑的因素。我们努力使支架的功能能够满足其他需求。例如，该支架的设计目的是为了同时安装 ActuCOM 和 CD200 点火系统，从而降低复杂性并最大限度地利用小型发动机上的可用空间。

移除节气门组件带来了哪些好处？

LO：拆除微调节气门组件可带来几项关键优势。微调节气门的主要问题之一是，如果压缩机发生故障（尤其是在较老旧的传统控制系统中），降低发动机转速的唯一方法是由操作员（通常不是我们的员工）手动爬上压缩机，松开节气门并进行调整。此过程对于以较低转速重新启动发动机、使其与压缩机一同预热，然后逐步将其恢复到额定转速至关重要。

通过改用电子节气门，发动机在压缩机停止运转并重新启动时会自动重置到较低的怠速设定值。这确保发动机在恢复到工作转速之前，以合适的转速启动进行预热。

DG：另一项主要优势是提高了操作人员的安全性和便利性。操作人员无需上下压缩机进行调整，只需待在控制面板前，即可监控油压和冷却液温度等关键仪表，并直接进行调整。此外，由于电子油门能够精确控制最大和最小转速，操作人员启动、运行和关闭机器也更加便捷。这不仅简化了操作，还减少了设备的磨损。

康明斯附件驱动装置和伍德沃德液压调速器是否是必不可少的部件？使用它们会面临哪些挑战？

LO：康明斯附件驱动装置和伍德沃德液压调速器是此应用中的关键部件，因为它们执行着至关重要的功能。附件驱动装置用于驱动各种部件，例如液压泵、空气压缩机，以及本例中的调速器，调速器控制发动机转速并维持稳定的转速设定值。它还驱动机械磁电机或点火系统。

由于附件驱动装置还负责驱动发动机水套冷却泵和其他皮带驱动部件等关键系统，因此这些部件不能直接拆除而不找到合适的替代品。为了解决这个问题，我们找到了一种与康明斯现有产品线兼容的升级版附件驱动解决方案，尽管该方案目前尚未在全球供应商处有售。

一旦升级后的附件驱动装置安装到位，我们就可以用更现代化的替代方案替换伍德沃德液压或机械调速器。在这种情况下，ActuCOM R8 系统将承担这些职责，提供更可靠、更高效的解决方案，同时消除与老旧部件相关的各种问题。

DG：GCS正与发动机制造商合作，寻找ActuCOM/CD200发动机升级所需的稀缺替换材料。我们将提供两种选择：第一种是包含所有升级所需材料的完整套件；第二种适用于已安装升级组件的发动机。第二种选择将包含完成升级所需的所有Altronic材料和支架。

您如何评价磁电机点火系统？它有哪些现代化的特点，使其比以前使用的系统有所改进？

学习目标：磁电机点火系统是最早的点火技术之一，其历史可以追溯到亨利·福特T型车甚至更早的车型。它是最初的点火系统，在电池供电或更先进的系统出现之前一直被广泛使用。磁电机经久耐用，安装、故障排除和更换都很简单。然而，它们依赖于众多内部机械部件，这些部件会随着时间的推移而磨损，因此需要丰富的经验才能有效地排除故障。

作为改装流程的一部分，我们会将磁电机更换为现代化的电子点火系统，除非发动机已经过升级。这套电子系统具有诸多优势。它简化了点火正时调整，使技师能够更轻松地设置每个气缸的点火时间。此外，由于配备了诸如闪烁诊断代码并指示系统是否正常工作的 LED 指示灯等功能，故障排除也变得更加直接。

DG：现代电子点火系统也更加耐用，因为它取消了运动部件和机械连接。它采用电子方式运行，利用发动机位置数据来确定点火正时。这显著减少了磨损，并且，除非发生重大故障，否则可以终身使用，最终降低生命周期成本，同时提高可靠性和维护便捷性。

总的来说，您想对那些希望提高发动机性能和可靠性的人们说些什么？

LO：如果您希望提升发动机性能和可靠性，那么这种改装方案既合理又经济高效。老款伍德沃德调速器虽然曾经可靠，但如今已停产，并被其他并非直接螺栓固定的替代品所取代。尽管维修零件仍然可以买到，但找到合格的维修服务商却变得越来越困难。对于像压缩机这样预计97%时间都在运行的设备而言，最大限度地减少停机时间至关重要，因此，此次升级是提高可靠性的必然之举。

DG：适用于康明斯发动机以及许多其他发动机型号的 ActuCOM 套件提供了一种即插即用的解决方案，可显著提升发动机的可靠性。这些套件通过引入活动部件更少的新型电子技术，取代了通常存在机械效率低下、需要频繁维护的旧技术。这不仅延长了维护周期，还提高了整体性能。

你们是否已对所有经你们再制造工厂处理的康明斯 855 发动机进行了标准化的转换？

LO：是的，我们已经完成了。现场安装后，与配备磁电机点火和伍德沃德液压调速器的老式发动机相比，这项升级仅需增加约30分钟的安装时间。这点额外的安装时间完全值得，因为它带来了显著的运行优势，包括更佳的性能、更便捷的维护和更高的可靠性。

起初，我们对实施过程有所担忧，但达科他团队提供了卓越的现场支持，为我们的技术人员提供了一对一培训，并提供了高水平的故障排除协助。他们还开发了一套全面的接线图、安装说明和故障排除资料，使整个过程无比顺畅。我们对最终成果以及达科他及其全球工业团队提供的支持非常满意。事实证明，此次改造是确保发动机长期性能和可靠性的明智之选。

接下来会有什么发展？

LO：接下来，我们正在关注机队中另一系列发动机，这些发动机的伍德沃德节气门执行器或电子调速器也出现了问题。我们计划在这些发动机上也安装ActuCOM R8系统。鉴于目前为止的良好效果，我们渴望将同样的改进措施推广到更多设备上。

DG：GCS始终致力于寻找新的机会，帮助客户提高设备效率、延长维护周期并全面提升运营能力。GCS是Altronic最大的分销商，我们拥有丰富的产品线，可帮助您的维护团队升级到最新的售后点火系统、空燃比控制系统、控制面板、节气门执行器和电子百叶窗控制系统，从而减少停机时间。