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May 11, 2023

Cat's C13D: El poder de tres

Por Mike Brezonick10 de mayo de 2023 Realmente no existe tal cosa como "talla única".

Por Mike Brezonick10 de mayo de 2023

Realmente no existe tal cosa como "talla única" cuando se trata de motores. Pero Caterpillar se acerca lo más posible con su nuevo diésel C13D, presentado en ConExpo-Con/Agg 2023.

El nuevo motor, producto de más de cinco años de desarrollo, es una plataforma de 13 L que, según Cat, tiene una densidad de potencia de hasta 52,3 hp/L (40 kW/L) que le permite cubrir un rango de potencia que actualmente ocupa sus motores de 13, 15 y 18 L. El nuevo diésel está dirigido a una amplia gama de equipos fuera de carretera, que incluyen trituradoras de rocas, cribas, trituradoras, zanjadoras, equipos agrícolas como tractores, cosechadoras y pulverizadores autopropulsados, astilladoras de madera, equipos de manejo de materiales y bombas industriales grandes.

"Realmente se trata de la densidad de potencia y de la capacidad de este motor", dijo Mark Stratton, vicepresidente y gerente general de Caterpillar responsable de motores industriales grandes. "Y nos da la capacidad de tomar esta plataforma y usarla en aplicaciones donde nuestra competencia, y nuestras propias plataformas, usaban motores mucho más grandes en el pasado.

"Nuestro C13B, que vendemos hoy, nuestro C15 y el extremo inferior de nuestra gama de motores C18 estarán cubiertos por la potencia que proporciona este motor", dijo Stratton.

La plataforma C13D de seis cilindros en línea ofrecerá ocho clasificaciones de potencia de 456 a 690 hp (340 a 515 kW) con hasta 2360 lb. pie (3200 Nm) de torque máximo. Con dimensiones de diámetro y carrera de 129,5 x 162,5 mm, el turboalimentado y posenfriado tiene una cilindrada total de 12,9 L e incorpora una serie de nuevas características de diseño, que incluyen:

Al suministrar potencia y torque comparables a las plataformas actuales de motores de 13, 15 y un solo turbo de 18 L de Caterpillar, Cat dijo que la plataforma C13D brinda una oportunidad para que los fabricantes de equipos originales reduzcan el tamaño de sus motores y simplifiquen los requisitos de diseño, ensamblaje y cadena de suministro en todo el mundo. múltiples aplicaciones. Esa consolidación también puede reducir el mantenimiento, las piezas y la capacitación técnica, dijo Caterpillar.

"Hoy, tenemos tres motores fantásticos en lo que llamamos la línea de seis cilindros en línea de trabajo pesado: el C13B, el C15 de 15 L y el C18 turbo simple, que está en la parte superior de nuestra gama de motores", dijo David Nicoll, gerente de línea de productos. para el desarrollo de grandes motores industriales y el nuevo presidente de Caterpillar's Medium Wheel Products. "El C13D podrá producir la potencia y la eficiencia en toda la línea para nuestros clientes en el futuro.

“Entonces, a medida que nuestros clientes comienzan a pensar en sus futuros planes de desarrollo de productos, pueden usar el C13D en ese rango de potencia y, esencialmente, diseñar en el C13D donde hoy tienen el C13B, el C15 y el C18 monoturbo”, dijo Nicoll. "Eso significa que en los casos en que nuestros clientes tienen una amplia gama de productos que utilizan diferentes motores, pueden consolidarse en un motor en toda esa gama. Eso les ayuda con su ingeniería, inventario, mantenimiento, posventa, todo lo que viene junto con cuidar una máquina que tiene un motor. Eso es lo que significa el poder de tres ".

Lo que la potencia de tres no significa, sin embargo, es que los clientes de motores Cat tendrán que abandonar los motores actuales de 13, 15 y 18 L en el corto plazo.

"No vamos a obligar a nadie a cambiar", dijo Allen Chen, gerente de marketing de productos de la división de sistemas de energía industrial de Cat. “Esperamos que la historia del valor se cuente por sí sola: el C13D tiene más potencia, más torque, más capacidad de altitud y más arranque en frío, menos consumo de combustible, menos vibración, menos ruido, todo lo bueno de un motor.

"Pero no te obligaremos a aceptarlo", dijo Chen. "Entendemos y apreciamos que es un desafío de ingeniería muy grande volver a diseñar un motor en un chasis. Por lo tanto, queremos trabajar con los distribuidores y los OEM para determinar cuándo es el mejor momento para cambiar".

"Dicho esto, si y cuando EPA Tier 5, EU Stage 6 o digamos China Nonroad 5 salga, las plataformas actuales: C13B, C15 y C18 no estarán certificadas para el próximo nivel de emisiones", dijo.

En el momento del lanzamiento, el C13D cumplirá con los estándares de emisiones de los mercados más regulados, como EU Stage 5, US EPA Tier 4 final, China Nonroad 4, Korea Stage 5 y Japan 2014, equipado con el módulo de emisiones limpias (CEM) más reciente de Cat. También se ofrecerán motores para mercados menos regulados, dijo Cat.

El CEM incorpora nuevos tapones de alto caudal y un nuevo mezclador diseñado para reducir el consumo de fluidos. Un sistema de dosificación en el cilindro y una válvula reguladora de admisión regulan la gestión térmica, lo que elimina la necesidad del sistema de regeneración Caterpillar (CRS), lo que reduce la complejidad.

El sistema también incorpora la última tecnología de reducción catalítica selectiva (SCR) de la compañía para mejorar la eficiencia en todos los rangos de temperatura que, según Cat, ofrece un menor consumo de líquido de escape diésel (DEF). El paquete CEM también incluye un paquete más compacto para el catalizador de oxidación diésel (DOC) y el filtro de partículas diésel (DPF).

El CEM se puede montar en el motor o de forma remota, según las necesidades de la aplicación, dijo la compañía.

La plataforma del motor Cat C13D permite el uso de combustibles líquidos renovables como 100 % HVO, biodiésel destilado B100 e incluso hasta biodiésel estándar B100, dijo la compañía. Además, la arquitectura central del motor está diseñada para el desarrollo futuro de capacidades de combustible de gas natural e hidrógeno.

"Estamos 100% comprometidos con la plataforma diesel como plataforma para el futuro porque sabemos que nuestros clientes la van a necesitar", dijo Stratton. "Estamos adoptando por completo la transición energética y la necesidad de soluciones alternativas.

"Pero si necesita un motor diésel, si esa es la respuesta correcta, queremos el mejor del mercado", dijo. "E incluso con un motor IC, existen alternativas que están saliendo al mercado hoy más allá de nuestro diésel tradicional que reducen nuestra huella de carbono durante el ciclo de vida total de la operación, como HVO.

"Esperamos que esta sea nuestra plataforma para el futuro de otros combustibles alternativos, como el gas natural y el hidrógeno", dijo Stratton. "Y es por eso que es tan crítico que obtengamos el motor base correcto y que tengamos toda la tecnología en su lugar desde el principio".

Caterpillar dijo que el C13D ha acumulado más de 12,000 horas en laboratorio y pruebas de campo iniciales, con el primer motor yendo a un cliente para probarlo en los próximos meses. Los motores piloto se entregarán a otros clientes de prueba en 2025 y la producción está programada para comenzar en 2026.

Gran parte del debate de los últimos años se ha centrado en las tecnologías diseñadas para reemplazar los motores de combustión interna. Sin embargo, al presentar su nuevo motor diésel fuera de carretera, Caterpillar, el fabricante de motores y equipos de movimiento de tierras más grande del mundo, dejó en claro que cree que le queda bastante vida a la tecnología de motores.

Al calificar la presentación del nuevo motor diésel C13D en ConExpo como "un día trascendental para Caterpillar", Jaz Gill, vicepresidente de Ventas, Mercadotecnia, Servicio y Repuestos para el Mercado de Repuestos de la División de Sistemas de Energía Industrial de Caterpillar, señaló que "todos los días estamos despertando hasta nuevos anuncios, nuevas tecnologías revolucionarias que brindan diferentes tipos de energía.

"Ya sea que se trate de baterías recargables, híbridos o combustibles alternativos como hidrógeno o HVO y celdas de combustible, conocemos todas estas tecnologías y, de hecho, estamos invirtiendo fuertemente en todas ellas", dijo. "Y aunque todas estas nuevas tecnologías son un buen augurio para el futuro, creo que es cierto que el motor de combustión interna probado y confiable ha sido el caballo de batalla principal para la gran mayoría de los sitios de trabajo en todo el mundo.

"Entonces, como Caterpillar, estamos dedicados al diésel", dijo Gill. "Vamos a seguir invirtiendo. Vemos grandes oportunidades ahora y en el futuro para los motores de combustión interna".

Al mismo tiempo que presentaba un concepto de motor completamente nuevo, Caterpillar también utilizó ConExpo-Con/Agg 2023 para destacar tecnologías no relacionadas con motores que también podrían desempeñar un papel más importante en los próximos años.

El principal de ellos es Cat Compact ESS, un sistema de almacenamiento de energía de batería móvil (ESS) diseñado para complementar las soluciones de energía móvil tradicionales, que se exhibió como parte del Sustainability Hub de la compañía en ConExpo. Los nuevos módulos ESS, que se presentaron por primera vez en Bauma el otoño pasado, están dirigidos a aplicaciones tales como lugares de trabajo remotos que requieren largos períodos de cargas bajas, como cargas nocturnas, cargas bajas las 24 horas y períodos de tiempo en los que un suministro silencioso de energía se requiere.

Hay dos módulos ESS disponibles en configuraciones de 50 y 60 Hz. El Cat XES60 ESS proporciona hasta 56,8 kWh de capacidad de almacenamiento de energía, mientras que el XES120 ofrece hasta 127,9 kWh. Ambos permiten una recarga completa en tan solo cuatro horas e incorporan una química avanzada de iones de litio para brindar estabilidad térmica, alta eficiencia de descarga/recarga y ciclo de vida prolongado, dijo Caterpillar.

Los módulos ESS tienen conexiones simples y directas que permiten una rápida instalación plug and play y la integración a cualquier combinación de diesel, gas natural o fuente de energía renovable, incluidos paneles solares fotovoltaicos portátiles o energía eólica, lo que permite una implementación rápida y sin problemas en el lugar de trabajo. Los módulos almacenan el excedente de energía de las fuentes de energía y lo descargan bajo demanda en el lugar de trabajo.