Menos micras = motores más ecológicos

En un esfuerzo continuo por mejorar la eficiencia y reducir la huella de CO2 de sus motores de combustible fósil, los fabricantes de motores están reduciendo micras de las tolerancias de los componentes giratorios, como los árboles de levas y los cigüeñales.

«A lo largo de los años, las tolerancias dimensionales geométricas críticas para los árboles de levas y los cigüeñales se han reducido significativamente para mejorar la vida útil del motor, reducir el consumo de combustible y disminuir las emisiones», afirma Addison D. Cole, director ejecutivo de Adcole Corporation. «En los últimos 25 años, las tolerancias de redondez de los cigüeñales se han reducido de ocho micras a tres micras. Los coches ecológicos del futuro tendrán motores pequeños de alto rendimiento con emisiones muy bajas. Como resultado, las tolerancias de producción se reducirán aún más, lo que debería llevar a la adopción de la tecnología Adcole por parte de los fabricantes de componentes de motores».

Más de 500 fabricantes de automóviles y proveedores de la industria automotriz utilizan las salas de inspección automatizadas de Adcole para el control de calidad de los árboles de levas y los cigüeñales. Fundada en 1957, la empresa cuenta con instalaciones de fabricación en Massachusetts y Florida, y oficinas en todo el mundo. Casi el 60 % del negocio de la empresa proviene de fabricantes de equipos originales (OEM) de automoción y fabricantes de equipos agrícolas y de construcción, motores fuera borda y otros fabricantes de motores pequeños. El 40 % restante del negocio de Adcole proviene de la industria de hardware aeroespacial.

«Los equipos de Adcole han proporcionado a sus clientes una ventaja técnica en términos de precisión y compatibilidad con otros medidores de Adcole», afirmó Cole en una entrevista anterior con Automotive Industries. «Nuestros clientes más importantes utilizan medidores de Adcole en sus laboratorios de desarrollo de sistemas de propulsión, salas de fábrica o en la planta de producción. Las empresas saben que sus costes de producción son bajos, pero que sus usuarios finales obtienen un producto de calidad».

La empresa cuenta con más de medio siglo de experiencia en el diseño y la fabricación de máquinas especializadas para medir componentes de motores. También fabrica sensores digitales del ángulo solar para satélites espaciales, principalmente para las industrias aeroespaciales de Estados Unidos, Europa y Japón. Entre los clientes de Adcole se encuentran General Motors, Ford, BMW, VW, Chrysler, Toyota, Fiat, Nissan, Renault, Hyundai, Volvo, Suzuki, Caterpillar, Daimler, BMW, Honda, Cummins, FAW, Tata, MAN, John Deere, SAIC, FAW, Dong Feng y ThyssenKrupp.

Uno de los productos estrella de Adcole para la industria automovilística es el medidor de inspección de árboles de levas de alta velocidad ADCOLE 1310. Se trata de una máquina de final de línea que mide hasta 200 piezas por hora para detectar marcas de elevación y vibración. Este medidor totalmente automático utiliza cabezales de medición individuales para cada lóbulo de leva y seguidor de leva, con una resolución de 0,1 micras, tomando un punto de datos cada 1/10 de grado o 3600 puntos de datos por revolución.

A principios de 2011, Adcole anunció que pronto lanzaría el medidor de cigüeñales Adcole Modelo 1200-10, destinado a los fabricantes de motores diésel, marinos y de locomotoras para cigüeñales de hasta 4,5 metros de longitud. También es adecuado para aplicaciones en yacimientos petrolíferos y generación de energía. El producto cuenta con un eje de rodamiento de bolas patentado con una excentricidad <0,25 μm para medir cigüeñales de hasta 4,5 metros de longitud, con un diámetro de oscilación de 560 mm y un peso de 2,050 kg.
Mediante el uso de un interferómetro láser en combinación con un seguidor de contacto con una carrera de 330 mm, este medidor de precisión puede medir 3600 puntos de datos en bloques de péndulo para determinar la redondez y la rectitud con una precisión de 0,5 μm. Equipada con una pantalla táctil de 50 cm y un sistema operativo basado en Windows para facilitar su uso y ofrecer flexibilidad en los resultados, la máquina de medición de cigüeñales Adcole Modelo 1200-10 puede realizar una medición completa del cigüeñal en 15 minutos. Construida sobre una base de cajas de cabeza de acero estructural con una gran placa superficial de 60 cm de espesor y un peso de 7 toneladas, esta robusta máquina pesa 22 toneladas, según la empresa.

Automotive Industries habló con J. Brooks Reece, vicepresidente de Adcole Corporation, y le pidió que nos contara más sobre algunas de las características únicas del modelo 1200-10 de Adcole.

Reece: Solo Adcole fabrica un cigüeñal tan grande con una precisión submicrométrica. Para lograr este rendimiento, Adcole tuvo que idear formas de manejar el peso, la carrera y la longitud del componente. Concretamente, la placa de superficie de granito es dos veces más pesada que la utilizada en el calibre de 3,3 metros. Se ha reforzado el soporte del husillo y se ha rediseñado la técnica para montarlo sobre el granito.

Se ha desarrollado un motor de husillo para controlar el inicio y la parada de la rotación de un componente tan pesado. El contrapunto es totalmente programable con control por joystick e incluye un monitor de vídeo para garantizar que el centro del contrapunto esté correctamente alineado. Para mayor seguridad, se ha añadido un sistema neumático que empuja el aire a través del cabezal y los centros del cabezal suelto para detectar si la pieza está cargada correctamente. También se han realizado cambios de diseño en el accionamiento del eje vertical y en el sistema de medición por interferómetro láser que es el sello distintivo del conocido modelo 1200 de Adcole.

AI: ¿Cómo describiría a Adcole como innovador?

Reece: Siempre hemos creído que nuestros clientes deben disponer del medidor más preciso posible. Esto significa que se pueden reservar más tolerancias de proceso para el proceso. Por ejemplo, si una medición ocupa el 10 % o más de las tolerancias de los componentes, habrá menos tolerancia en la producción y más posibilidades de que se rechacen componentes buenos. Adcole produce los medidores más precisos de su clase, y nuestros clientes se benefician de una ventaja estratégica.

AI: Cuéntenos sobre el desarrollo continuo de Adcole de soluciones de medición avanzadas para cigüeñales y árboles de levas.

Reece: Todos los grandes fabricantes de automóviles y motores diésel dependen de Adcole. A lo largo de los años, nuestros clientes nos han pedido que desarrollemos funciones de medición especiales para sus últimos diseños. En algunos casos, nuestros clientes nos han pedido que desarrollemos una máquina nueva desde cero. Uno de nuestros mayores clientes en Estados Unidos nos pidió que construyéramos una máquina de acabado de superficies que pudiera realizar automáticamente la secuencia de medición. Esta fue la primera máquina automática de rugosidad para cigüeñales de la industria. Otra característica única de esta máquina era su capacidad para medir los cojinetes principales y secundarios en cada cuadrante, lo cual es esencial para minimizar el ruido del motor y aumentar su vida útil. Nuestros clientes optan cada vez más por utilizar nuestros productos para medir tanto la forma como la rugosidad de los árboles de levas y los cigüeñales.

AI: ¿Cómo reflejan su I+D y el posterior desarrollo de productos la creciente demanda de soluciones más ecológicas?

Reece: Adcole mide los componentes giratorios que son esenciales para la potencia del motor y el ahorro de combustible. Como resultado, estos mismos componentes influyen en la limpieza de las emisiones de escape. Se espera que la producción mundial de vehículos aumente de los 75 millones actuales a 100 millones en los próximos cinco años. A medida que China y la India añadan 100 millones de vehículos cada una a sus carreteras, se invertirá en infraestructura en autopistas y puentes.

Durante esta fase de expansión, el mercado y los reguladores centrarán su atención en el consumo de combustible y las emisiones. Como en el pasado, Adcool seguirá contribuyendo a mejorar el rendimiento de los motores y a reducir los costes de producción.