The Power of 3: Cat estrena su nuevo motor C13D

Para Cat, rediseñar su motor diésel de 13 litros es una tarea que se realiza una vez cada tres décadas.

Por eso, cuando los ingenieros de Caterpillar se propusieron desarrollar el nuevo motor C13D, se les encomendó la tarea de crear un motor que ofreciera la mejor densidad de potencia, torque y eficiencia de combustible de su clase para aplicaciones todoterreno de servicio pesado.

El resultado es una nueva plataforma que puede reemplazar tres motores existentes en la cartera de Cat. El C13D suministra potencia y torque comparables disponibles en las plataformas actuales de motores Cat de 13, 15 y un solo turbo de 18 litros.

Caterpillar presentó el nuevo C13D en el Allegiant Stadium, sede de los Raiders de Las Vegas de la NFL, durante la ConExpo en marzo.

"Nos brinda la capacidad de tomar esta plataforma y utilizarla en aplicaciones donde nuestra competencia y nuestras propias plataformas utilizan motores mucho más grandes", dijo Mark Stratton, vicepresidente de motores grandes de Cat Industrial Power Systems. "Sólo hacemos esto una vez cada 30 años, así que lo haremos bien".

El motor Cat C13D está destinado a una amplia gama de equipos fuera de carretera, incluidas trituradoras de rocas, cribadoras, trituradoras, zanjadoras, tractores agrícolas, cosechadoras, trituradoras de madera, equipos de manipulación de materiales y grandes bombas industriales.

La plataforma de motor de seis cilindros en línea ofrecerá ocho potencias de 456 a 690 CV con hasta 3.200 Nm de par máximo. Los paquetes de postratamiento y enfriamiento montados en el motor también estarán disponibles de fábrica para reducir los costos de instalación y validación.

La nueva plataforma del motor ofrece hasta un 20 por ciento de aumento en potencia y hasta un 25 por ciento más de torque a baja velocidad que la generación anterior de motores Cat en su clase de potencia.

Los ingenieros diseñaron el motor Cat C13D con un 45 por ciento menos de juntas de fuga para mejorar la confiabilidad y el mantenimiento. Además, los intervalos de servicio se amplían hasta las 1.000 horas.

Dependiendo de la aplicación, el C13D también consume entre un cinco y un 25 por ciento menos de combustible.

"Para muchos de nuestros clientes, esto realmente ayuda a sus resultados", dijo Stratton. "Una parte importante de su presupuesto operativo es su factura de combustible y si podemos ayudarlos a que eso sea un poco menos doloroso, es algo de lo que podemos estar orgullosos".

El motor está diseñado para funcionar a altitudes de hasta 3.657 metros, el doble que los motores Cat tradicionales, y en temperaturas de hasta 60 °C o tan bajas como -40 °C con ayudas.

"Sabemos que nuestros clientes van a colocar estos motores en entornos muy hostiles", dijo Stratton. "Estamos contentos de que pueda operar en cualquier parte del mundo".

La combinación del nuevo tren de engranajes trasero, una arquitectura central más rígida y un sistema de combustible common rail reduce el ruido hasta 3 dB en comparación con los predecesores del C13D.

"Dedicamos mucho tiempo y esfuerzo a hacer que el motor fuera silencioso", dijo Stratton. "Analizamos los armónicos una y otra vez del bloque, el tren de engranajes, el cabezal y todos los componentes para reducir las vibraciones que generan ruido".

La plataforma del motor Cat C13D permite el uso de aceite vegetal hidrotratado (HVO) 100 %, biodiésel destilado B100 e incluso biodiésel estándar hasta B100. Además, su arquitectura central está diseñada para adaptarse al futuro desarrollo de capacidades de combustible de gas natural e hidrógeno.

El C13D cumplirá con los estándares de emisiones Tier 4 Final, Stage V, China Non-road IV, Korea Stage V y Japón 2014.

Al modularizar y eliminar componentes, su arquitectura está protegida en el espacio para dar cabida a los ajustes de configuración previstos para futuros niveles de estándares de emisiones en los Estados Unidos y Europa sin reubicar los puntos de conexión de los clientes.

El C13D es también el primer motor diseñado y probado en un entorno virtual.

Anteriormente, desarrollar un nuevo motor requería construir un prototipo físico para probarlo, perfeccionarlo y luego volver a probarlo.

"Antes de que hiciéramos la primera parte o la pusiéramos en nuestro laboratorio, pasamos por pruebas y validaciones exhaustivas en el mundo virtual", dijo Stratton. "Podemos ejecutar literalmente miles de simulaciones diferentes de anillos de pistón de la noche a la mañana con nuestra capacidad de simulación".

El proceso de diseño virtual también permitió a Cat optimizar el motor para su fabricación.

"No se trata sólo del motor en sí, también simulamos completamente el proceso de ensamblaje para asegurarnos de que cuando terminemos con este motor, no haya ningún perno al que no podamos acceder", dijo Stratton.

"Creemos que realmente hemos optimizado esta plataforma para que funcione en el futuro".

Jaz Gill, vicepresidente de ventas, marketing, servicio y repuestos de Caterpillar Industrial Power Systems, explicó que la compañía está invirtiendo fuertemente en nuevas tecnologías de energía como combustibles eléctricos de batería, híbridos y alternativos como HVO.

"Si bien todas estas nuevas tecnologías son un buen augurio para el futuro, el probado y confiable motor de combustión interna ha sido el principal caballo de batalla en la gran mayoría de los lugares de trabajo en todo el mundo", dijo Gill.

“En Caterpillar nos dedicamos al diésel. Vemos enormes oportunidades ahora y en el futuro para los motores de combustión interna”.

El C13D estará disponible para los primeros pilotos OEM en 2025 y su producción está prevista para 2026.