cm engine gas engine product overview_00 - espanol

Caterpillar Global Petroleum

Linea de Productos Caterpillar Motoren (CM)

Emergency phone numbers:

• Fire/emergency:

– House Phone - 911

– Cell Phone

First aid + CPR:

Evacuation Plan:

Fire Extinguishers

Stretchers & defibulator and medical kits

Room hazards: tripping, falling

Safety First! (Cambia)

Agenda

1. Linea de Productos Caterpillar Moteren (CM)2. Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño3. Programa Actual de Motor• Motores Diesel• Motores a Gas

4. Panorama de Nuevos Productos en Desarrollo• Motores a Gas• Motores de Combustible Duales

Linea de Productos Petroleros

Linea de Productos Caterpillar Motoren (CM)

Motores CM de Velocidad MediaRangos de Potencia de Productos CM

Agenda

1. Linea de Productos Caterpillar Moteren (CM)2. Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño3. Programa Actual de Motor• Motores Diesel

• Motores a Gas1. Panorama de Nuevos Productos en Desarrollo• Motores a Gas• Motores de Combustible Duales

COMPARAción DE PLACA DE ACERO GG30 Y PLACA DE ACERO NODULAR GGG50

Bloque del Motor•Bloque del Motor de una

sola pieza•Nodular de hierro fundido•Cigüeñal „Underslung“

para mayor robustes en la base principal del cojinete

•Pedestal grande para montaje rigido del motor, ya sea en base de acero o bloque de concreto

•Diseño fuerte para alta confiabilidad y disponibilidad

Motores CM de Velocidad Media Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –Todas las Series de Motores

Bloque del Motor• Los canales de consumo

de aire y lubricación estan integrados (perforados) al bloque eliminando tuberias externas

•Caja del cigüeñal puertas amplias para el acceso fácil para inspección y mantenimiento

•Bloque impermeable (sin galeria de agua) para previnir problemas de fuga de agua

•Diseños simple para mantenimiento fácil

Motores CM de Velocidad Media Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –Todas las Series de Motores

Cabeza del Cilindro•Diseño compacto•Placa de acero nodular•Media integrada

(combustible, aceite & refrigerante) galerias con conexion externa (fácil para armar & desarmar)

•Cuatro valvulas por cilindro con inyector central de combustible (pre-camara en el caso de motor a gas)

• La camara esta sostenida al bloque por pernos hidralicos

Motores CM de Velocidad MediaMotores CM de Velocidad MediaMotores CM de Velocidad Media Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –Todas las Series de Motores

Cigüeñal•Una sola pieza forjada

para dimensiones mas precisas

• „Underslung“

•Muñónes grandes para el cojinete principál y cojinete del cigüeñalpara mayor distribución de lubricación resultando una vida mas larga de los cojinetes

•Balanceo del peso en un 100% de la masa

Motores CM de Velocidad MediaBeneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –Todas las Series de Motores

Diseño de Biela•Dos piezas oblicuamente

separan las juntas para CM20 y 25

• El diseño de la biela para los modelos CM32/34/43 se compone de 3 piezas facilitando la remoción del pistón

•Plato de compresion para flexibilidad en el cambio de la relación de compresion

•Area de cojinetes mas grande para mejor lubricación

•Mantenimiento mas fácil

Con Rod Bearing Upper

Con Rod Bearing Lower

Compression Plate

Con Rod Bearing Small End


Árbol de levas y Lower Valve Drive•Segmentos individuales

por cilindro•Pieza singular en el

muñón del arbol de levas• Fácil de mantenimiento

(remoción lateral de los segmentos)

• El uso de rodillos de leva reduce el desgaste del árbol de levas

•Ajuste de sincronización de la bomba de combustible en la leva y no en la bomba

Motores CM de Velocidad Media

Camshaft Journal

Camshaft Section

Lower ValveMechanism Block


Inyector de Combustible•Diseñado para operar con

HFO a 700 cSt (CIMAC H55 y K55)

•Un inyector de alta presion por cilindro

• Tuberia de doble-pared alta presion conectada la cameras

• El inyector es enfriado por el aceite del motor

Motores CM de Velocidad MediaBeneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –Todos los Motores Diesel CM excepto CR

Motores CM de Velocidad Media

•Diseño de Carrera Larga• Evacuación completa de los gases durante la

carrera de escape• Mezcla fresca consistente de

aire/combustible dentro del cilindro • Bajo BMEP• Mejora de combustion• Bajas emisiones de NOX

• Altamente eficiente


Technología de „Lean Burn“

•Mezcla aire/combustible –mas aire para una combustion mas completa

• Temperatura pico mas baja

• Emisiones NOX bajas•Alta eficiencia / buena

economía de combustible•Alto rendimiento con

mejor control de golpeo („knocking“) para una operación mas confiable

CROSS CUT VIEW OF CYL HD

SOGAV – Main Fuel In

Pre-ChamberAir Intake

Pre-ChamberFuel In

Motores GCM34 de Velocidad Media

SOGAV – Main Fuel In

Pre-ChamberFuel In

Air Intake Pre-Chamber

Motores GCM34 de Velocidad MediaMotores GCM34 de Velocidad MediaMotores GCM34 de Velocidad MediaBeneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –GCM34

SOGAV

SOGAV & Pre-Chamber• Valvula de Admision

Operada por Solenoide (Solenoid Operated Gas Admission Valve) para mas precisión en la inyección de gas al cilindro

• Pre-camara de combustible controlada independiente de la camara principal

• Enfriamiento de agua alrededor de la pre-camara y la bujia evitan detonacion y asegura una larga vida a la bujia

• Optimo rendimiento y mejor arranque

• 4500-hr. Reemplazo de la valvula de cheque

Spark Plug

Pre-Chamber

Check Valve

Motores GCM34 de Velocidad Media

PRE-CHAMBERSOGAV

Beneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –GCM34

El Sistema de Control de Motor•Advance Digital Engine Management (ADEM) III

Control System– Sistema de gobernador de motor– Control de la relacion de aire/combustible – Control de tiempo de ignicion– Control de detonacion– Proteccion y monitoreo de motor

•Desarrollado por Cat Electronicos y es una plataforma estandard para todo motor Caterpillar a gas, una arcitectura provada

• La communicacion remoto/control posible•Clasificacion CSA aprobada „Class 1, Division 2,

Group D“

Motores GCM34 de Velocidad MediaBeneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –GCM34

Sistema de ADEM• Engine Control

Modules (ECM)• Integrated

Combustion Sensor Module (ICSM)

•Modulo de Detonacion (AKR)

•SOGAV‘s•Bobinas de

encendido•Sondas de

combustion•Sensores de

Detonacion•Actuadores y

sensores

Motores GCM34 de Velocidad MediaBeneficios y Caracteristicas Basicas de Diseño –GCM34

Agenda



•Cylinder Configuration : In-line 6, 8 & 9

•Bore x Stroke : 200 x 300 mm

•Cylinder Displacement: 9.4 L

•Rated Speeds : 900 / 1000 rpm

•Max. Output per Cyl : 170 / 190 kW

•Mean Piston Speed : 9.0 / 10.0 m/s

• Fuel : LFO, HFO, Crude Oil

• Emissions : • WBII – NOx : 1450 mg/Nm3 @ 15% O2

• IMO 2 – NOx : 9.2 / 8.98 g/kWh

Especificaciónes Generales

Series de Motores CM20

Rendimiento y Dimensiones






•Max. Output per Cyl : 317 / 333 kW




• IMO 2 – NOx : 9.69 / 9.6 g/kWh

Series de Motores CM25Series de Motores CM25Especificaciónes Generales





•Rated Speeds : 600 rpm

•Max. Output per Cyl : 500 kW

•BMEP : 25.9 bar

•Mean Piston Speed : 9.6 m/s



• IMO 2 – NOx : 10.10 g/kWh


Series de Motores CM32 – In-line

•Cylinder Configuration : Vee 12 & 16





•BMEP : 21.6 bar




• IMO 2 – NOx : 9.69 / 9.60 g/kWh


Series de Motores CM32 – Vee

Series de Motores CM32Rendimiento y Dimensiones

•Cylinder Configuration : In-line 6, 7, 8 & 9

Vee 12 & 16





•BMEP : 27.1 bar




• IMO 2 – NOx : 10.54 / 10.47 g/kWh


Series de Motores CM43 – In-line

•Cylinder Configuration : Vee 12, & 16





•Mean Piston Speed (m/s): 10.5

• Fuel : Natural Gas

•Min. MN before Derate : 70

•NOx Setting : U.S. - 0.5 g/bhph

WBII – 200 mg/Nm3 @ 15% O2

½ TA Luft – 250 mg/Nm3 @5% O2


GCM34 Series de Motores

CM 32CM 43

LECExperience

KEC

G3500G3600

• Proceso de combustion• Pre-camara• Sistema de Encendido• Control de Motor

• Proceso de Abastecimiento de Combustible

• Experiencia en valvulas de Gas

• Detección de detonación• Concepto comprobado de Motor• Altamente confiable• Bajo y fácil mantenimiento• Sistema de Combustible

KEC

JOINT

LEC

GCM34

GCM34 Series de MotoresGCM34 Estrategia de Desarrollo

Desarrollo Conjunto de Caterpillar y MaK

GCM34

•VM32 Diesel Engine Platform • Designed for maximum firing pressure of 210

bar• Major diesel components used on GCM34

• Engine Block•Crankshaft•Connecting Rod

• Reduced number of components• High availability – 98.5%

GCM34 Series de MotoresDesarrollo de GCM34


GCM34 Series de Motores

Agenda



•Cylinder Configuration : Vee 20





•Mean Piston Speed (m/s): 10.5

• Fuel : Natural Gas


•NOx Setting : U.S. - 0.5 g/bhph

WBII – 200 mg/Nm3 @ 15% O2

TA Luft – 500 mg/Nm3 @5% O2


G20CM34 Gas Engine

Target Engine Efficiency= 47.4%

Delivery of Pilot Engines - August 2013


G20CM34 Gas Engine

•Cylinder Configuration : In-line 6, 7, 8 &

Vee 12 & 16




•Rated Speed : 500 / 514 rpm

•Diesel Mode Fuel 100% LFO, HFO or Crude oil

•Gas Mode Fuel : 97 - 99% Natural Gas

3 - 1% Diesel Pilot


• Target Efficiency on GAS MODE : 50%

• Emission : IMO III


Series de Motores CM46DF

Working Principle In Gas Mode


Intake



Compression



Combustion



Exhaust





•Rated Speed : 600 rpm

•Diesel Mode Fuel 100% diesel, HFO or Crude oil

•Gas Mode Fuel : >90% Natural Gas

<10% Diesel Pilot


• Emission : IMO II



6/8/9 M32 DF @ 600 rpm

Based on M32C CCR engine

425kW/cyl, IMO Tier II (gas & diesel mode)

New content highlights

- Cylinder head

- Connecting rod

- Gas line, C&M System

Pilot fuel injection in gas mode: < 10%

One injection system(Common Rail (CCR) for liquid mode and pilot injection)

6/7/8/9/12/16 M46 DF @ 500/514 rpm

Based on M43C engine family

900 kW/cyl, IMO III (gas mode), IMO II (diesel mode)

New content highlights

- Cylinder head

- Piston, Liner, Rod

- Gas line, C&M System

- Pilot Injection

Pilot fuel injection in gas mode: < 3%

Two injection systems(conv. Diesel system, pilot injection system)

Micro Pilot Injector Conv. InjectorGas Admission

CM32DF / CM46DF – Concept ComparisonCM32DF CM46DF

Gas Admission CCR Injector Gas AdmissionGas Admission Micro Pilot Injector Conv. Injector

Definition of Engine concept - done

Design of Gas components - done

Assembly of prototype engine - done

Lab engine testing - on-going

First customer (M32 Pilot Engine)

- 1Q 2014

CM32DF / CM46DF – NPI StatusCM32DF CM46DF

May 2011 – First 6CM46DF Test Engine

Lab engine testing 6CM46 – Diesel - done

Design of Gas components - done

Design gen-set test package - done

Lab engine testing – Gas - on-going

First customer - May 2013 *

Pilot Engine – 1Q 2014

* Special arrangement

Rendimiento Preliminar

Series de Motores CM32/46DF

Gracias

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