Herramienta de Análisis del Ciclo de Trabajo para Aplicaciones Marinas

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Objetivo de la Herramienta :

• Definir el Ciclo de Trabajo.• Mostrar los 3 métodos para analisis de los ciclos

de trabajo de motores marinos.• Interpretar los resultados con los factores de

potencia típicos y calibraciones marinas.• Calcular (prever) el factor de potencia del motor

para una selección exacta de la clasificación del motor.

• Calcular (prever) el consumo promedio de combustible para la aplicación del cliente.

• Calcular el factor de potencia para una aplicación existente – certificarse de que la operación del barco esté de acuerdo con la clasificación del motor seleccionado.

HERRAMIENTA DE ANALISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Referencia: MAB 2.05.00 – 11/13/2002 – Analisis del

Ciclo de Trabajo Marino Contiene la descripción y la utilización de la

herramienta Contiene planillas Excel para el cálculo

del factor de potencia y del consumo de combustible

factor de potencia hp conocido

factor de potencia(hp desconocido)

factor de potencia(consumo de combustible conocido)

Planilla del Ciclo de Trabajo

( Click en los cuadros abajo para más informaciones)

DEFINICIÓN DEL CICLO DE TRABAJO

El ciclo de trabajo és una medición de la operación normal de la embarcación.

Una apurada descripción en el ciclo de trabajo para una embarcación particular és un dato esencial en el proceso para una adecuada selección del motor para esta misma embarcación.

El ciclo de trabajo és caracterizado por 2 modos de medición:

Tiempo de Operación (horas por año de uso)

Severidad en el uso (factor de potencia)

HERRAMIENTA DE ANALISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de analisis: Analisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en revoluciones de operación conocidas del motor

3. Basada en el consumo instantáneo de combustible Monitor del Ciclo de Trabajo del ECM Datos históricos

MÉTODOS DE ANALISIS

Tres metodologias para cálculo de factor de potencia fueron desarrolladas, en función del ciclo de trabajo de la embarcación.

• Método 1 – Análisis Modal

• Método 2 – Monitor del Ciclo de Trabajo del ECM

• Método 3 – Datos Históricos

MÉTODO 1 – ANÁLISIS MODAL

El factor de potencia puede ser calculado usando parámetros operacionales de un motor básico y la información del ciclo de trabajo. Hay 3 herramientas electrónicas disponibles para el campo:

• Factor de Potencia (HP conocido)

• Factor de Potencia (HP desconocido)

• Factor de Potencia (Consumo de combustible conocido)

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de análisis: Análisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en las revoluciones de operación conocidas del motor

3. Basada en el consumo instantaneo de combustible

Factor de Potenciahp conocido

MÉTODO 1 – ANALYSIS MODALFactor de Potencia (hp conocido)

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de análisis: Análisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en las revoluciones de operación conocidas

3. Basada en el consumo instantaneo de combustible

factor de potencia(hp desconocido)

MÉTODO 1 – ANALYSIS MODALFactor de Potencia (hp desconocido)

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de análisis: Análisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en las revoluciones de operación conocidas

3. Basada en el consumo instantaneo de combustible

factor de potencia(consumo de combustible conocido)

MÉTODO 1 – ANALYSIS MODALFactor de Potencia (consumo de combustible conocido)

10 - 30%

20 - 40%

40 - 60%

60 - 75%

70 - 90%

50 - 70%

Salida Alta

Intermitente

ContínuaPromedio

TrabajosPesados

Contínua

PotenciaPrime

Para aplicaciones que requieran Servicio Ininterrupto en Potencia Plena

Para utilización casi contínua en aplicaciones con carga variable

Para utilización moderada en aplicaciones con carga variable

Para utilización intermitente en aplicaciones del motor bajo carga variable

Para utilización no-frecuente en aplicaciones no-comerciales con carga variable

Para aplicaciones que requieran la utilización ilimitada con carga variable

Factor de Potencia

Clasificación del Motor

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de análisis: Análisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en las revoluciones de operación conocidas

3. Basada en el consumo instantaneo de combustible

Monitor del Ciclo de Trabajo del ECM Datos Históricos

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Monitor del Ciclo de Trabajo del ECM: Este recurso és incorporado en algunos motores

electrónicos (Quantum, no Centry), que puede ser accesado usando la herramienta electrónica de servicio INSITE.

Registra automaticamente las condiciones de operación con base en la revolución y en el torque del motor

Escriba estos datos en la planilla de la herramienta para calcular el ciclo de trabajo.

Planilla delCiclo de Trabajo

Ciclo de Trabajo 6/21/02

Torque de Pico

Potencia Clasificada

Torq

ue

Corte por RPM Baja Corte por RPM AltaRevolución

Torque de Pico:RPM de Torque de Pico:

Total de Horas del Mapa:Horário de Início del Mapa:

0 Lb-Pé0 RPM100000:00:00

Potencia de Pico:RPM en Potencia de Pico:

0 hp0 RPM

Mapa Seleccionado: DCM Mapa de Longo Plazo

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Métodos de análisis: Análisis modal

1. Basada en los requisitos de potencia conocidos del motor

2. Basada en las revoluciones de operación conocidas

3. Basada en el consumo instantaneo de combustible

Monitor del Ciclo de Trabajo del ECM Datos históricos

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Datos Históricos: La análisis histórica simple arrolla el uso de los datos del

ciclo de trabajo existente de otras embarcaciones que operan de manera similar.

A pesar de comun, este método puede no ser mui exacto.

Estimativas conservativas deberán ser usadas para evitar errores de aplicación.

Utilizar los datos del factor de potencia pré-calculado (como en el repotenciamiento) cuando disponibles

Aplicar las informaciones de este ciclo de trabajo para la selección de una clasificación de motor Cummins

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Ejemplo: momento de una rpm conocida del motor

Análisis de Dana Walker de un repotenciamiento Kamaehu en Hawai

Clasificación de motor propuesta:KTA38-M2 1500@2050 rpm (intermitente)

Horário en que cada ajuste de rpm fue registrado a partir de un trabajo típico de asistencia en las docas por la Kamaehu. Resultados en la próxima página.

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Duty Cycle Analysis (if operating horsepower is not known)

Rated Horsepower /a: 1500 Rated Speed /a: 2050

Operating Mode #

Run Time (hours)

% of Total Run Time Engine RPM Horsepower

Fuel

Consumption/

b% of Rated

Horsepower% Power

Factor

1 1,45 63,1% 650 67 4,5% 2,8%

2 0,3 13,0% 1500 645 43,0% 5,6%

3 0,25 10,9% 1000 216 14,4% 1,6%

4 0,133 5,8% 2050 1500 100,0% 5,8%

5 0,15 6,5% 1300 439 29,2% 1,9%

6 0,0167 0,7% 1800 1056 70,4% 0,5%

7

8

9 10

Totals: 2,2997 0 gph Power Factor 18,2%

Notes:/a Rated horsepower and rated speed listed on performance curve and data sheet/b Estimate fuel consumption from propeller curve listed on performance curve and data sheet

Annual hours = Total Run Time (hours) X number of cycles per year

Weighted Average Fuel Consumption

Input rated horsepower, rated speed, and operating time, speed, and fuel consumption for a typical duty and confirm that the calculated power factor (shown circled below) and annual operating hours are within the limits of Cummins Marine rating definitions.

HERRAMIENTA DE ANÁLISIS DEL CICLO DE TRABAJO

Cálculo del consumo estimado de combustible: Si los requisitos de potencia del motor fueran conocidos,

utilice la primera planilla para estimar el “promedio ponderado del consumo de combustible”

Si solamente las revoluciones del motor fueran conocidas, utilice los datos de consumo de combustible a partir de las hojas de datos del motor y la segunda planilla para estimar el “promedio ponderado del consumo de combustible”

REFERENCIAS

MAB 2.05.00 – 11/13/2002 “Marine Duty Cycle Analysis.”