Motor řady Cummins X. - Cummins X-series engine - Wikipedia

The Motor řady Cummins X. je Přímý (přímý) -6 dieselový motor produkovaný Cummins pro těžké nákladní vozy a motorové kočáry, který nahradil N14 v roce 2001, kdy emisní předpisy schválené EPA učinily motor zastaralým. Původně nazývaný motor „Signature“ řady, používá ISX k dalšímu vylepšování motoru „Interact System“ (odtud „IS“, což je přezdívka pro plnou autoritu, na dálniční palivový systém, který Cummins propagoval). Tento motor je široce používán na dálničních a odborných nákladních vozidlech a je k dispozici s výkonem od 430 k až po 620 k po 2050 lb-ft. QSX je offroadová verze ISX, kde Q znamená Quantum. QSX se používá pro průmyslové, námořní, ropné a plynárenské a jiné aplikace mimo silnice. Společnost Cummins také pro trh RV vyrobila verzi s výkonem 650 hp a 1950 lb-ft.

Dějiny

Do roku 2010 měl tento motor konstrukci s dvojitou vačkovou hlavou, přičemž jedna vačka ovládala vstřikovače a druhá ventilový rozvod. Tento vstřikovací systém je známý jako HPI (vysokotlaké vstřikování), kde jsou vstřikovače vačkově aktivovány a vytvářejí vstřikovací tlak. Palivový systém používá k dodávání paliva do vstřikovačů modul integrovaného palivového systému (IFSM) se zdvižným čerpadlem, zubovým čerpadlem, regulátory tlaku, uzavíracím ventilem, dávkovacími a časovacími akčními členy. Má jednodílný kryt ventilu, který je buď plastový, nebo u starších modelů chromovaný ocelový kryt, jinak známý jako Signature 600 nebo ISX CM570.

V roce 2002 přinesl model ISX CM870 chlazený Recirkulace výfukových plynů (EGR), který odebírá výfukové plyny a recirkuluje je zpět do sání motoru, čímž snižuje teploty spalovací komory omezující tvorbu NOx.

V roce 2008 představila společnost Cummins model ISX CM871, tento motor byl vybaven filtrem pevných částic (DPF), který zachytával částice nebo „saze“ produkované v motoru. S pomocí dieselového oxidačního katalyzátoru (DOC) se saze zachycené v DPF oxidují a během procesu zvaného regenerace se přemění na popel. V obytných automobilech to bylo k dispozici jako verze 600 nebo 650 HP.

Aktuální verze EPA 2010 známá jako ISX15 CM2250 má vylepšenou recirkulaci výfukových plynů, filtr pevných částic a selektivní katalytickou redukci (SCR), známou také jako vstřikování močoviny. SCR se skládá ze vstřikovacího systému Diesel Exhaust Fluid (DEF - složený z močoviny a vody): zadržovací nádrž, čerpadlo, ovladač a vstřikovač a SCR katalyzátorová cihla. DEF se zahřívá, čerpá a vstřikuje do rozkladné trubice, která pak reaguje s NOX redukujícími výfukové plyny. ISX15 CM2250 a CM2350 eliminovaly vačkový hřídel vstřikovače v důsledku nástupu palivového systému common rail, ve kterém je palivo natlakováno z vysokotlakého vícenásobného pístového čerpadla a přenášeno trubkami na kolejnici, kde je palivo skladováno za extrémně vysokých tlaků nahoru na 35 000 psi.

Modely

ModelkaPalivoPřemístěníRoky výrobyPoznámky
ISX12Diesel11,9 l2010-2020Vyřazování začalo v roce 2018
X122018-dosudVyměněno ISX12
ISX12 GZemní plyn2013-2018Vyřazování začalo v roce 2017
ISX12N2018-dosudVyměněno ISX12 G

Byl postaven z bloku X12

ISX15Diesel14,9 l2010-2020Vyřazování začalo v roce 2016
X1514,9 l2016-současnostVyměněno X15

Kontrola emisí

Vznětový motor Cummins ISX lze provozovat v konfiguraci s dvojím palivem, což znamená, že může správně fungovat nafta a zemní plyn. Spalování alternativy na zemní plyn zachovává tepelnou účinnost nafty. Efektivnější motor může produkovat méně emise na oplátku. ISX toho může dosáhnout změnou zpoždění zapalování a časování vstřikování. Zkoumáním začátku spalování (SOC) je počítač motoru schopen použít prediktivní korelaci se zpožděním zapalování. Prediktivní vlastnosti motoru maximalizují účinnost i užitečný výkon pro daný zdroj paliva. Jsou kompenzovány zemní plyn, takže výkonové pásmo a provozní rozsah jsou pro zákazníky stále funkční a zároveň snižují emise.[1] Testování bylo také provedeno s Cummins ISX EPA za použití zemního plynu, které přineslo výsledky major NOx snížení emisí. Konfigurace se může pochlubit o devadesát procent nižšími emisemi NOx než aktuální EPA Standard. Díky tomu je Cummins ISX, který spaluje zemní plyn, jedním z nejčistších dieselových motorů na světě.[2] ISX také využívá a DPF nebo filtr pevných částic vyžadovaný EPA. Filtr DPF odfiltruje pevné částice ve výfuku motoru a snižuje emise z výfuku. Filtr DPF však musí být kvůli své složité konstrukci pravidelně udržován. Systém regulace emisí zahájí regeneraci filtru, který spaluje částice. Veškeré nehořlavé látky obsažené v mazacích přísadách zůstanou v DPF, což může způsobit problémy s protitlakem a účinností. To znamená, že DPF je třeba pravidelně odstraňovat a čistit u Cummins ISX. Olej bez popela může znamenat, že čištění není nutné, ale může bránit mazacím vlastnostem. Byl studován olej s nulovým obsahem fosforu a bylo zjištěno, že je ideální pro systémy DPF a mazání. Olej zobrazuje výsledky průchodu jak usazenin pístů, tak spotřeby oleje, což znamená, že systém DPF by byl optimalizován s použitím oleje s nízkým obsahem fosforu a ultra nízkým obsahem síry.[3] Cummins ISX také využil DEF, nebo výfuková kapalina nafty, v pozdějších modelech, když se změnily požadavky EPA. DEF je systém vstřikování močovina což snižuje emise vznětového motoru. Společnost Cummins ISX musí mít zavedeny inhibitory pro určitá selhání systému DEF. Když je nádrž DEF nízká nebo prázdná, ISX sníží výkon o dvacet pět procent. Výpadky proudu a varování řidiče se také používají, pokud byl systém DEF pozměněn nebo nefunguje správně. Společnost Cummins opravila několik poruch a provedla zákaznický průzkum několika milionů kilometrů používání silnic Cummins ISX na silnici, aby byl systém DEF co nejfunkčnější. Od systému se rovněž požaduje, aby při jakýchkoli problémech snížil výkon, aby se emise snížily na absolutní minimum.[4]

Technologie

V časných motorech ISX anti-vůle soukolí se používá. Protiraketová kola umožňují motoru pracovat s minimálním řinčením. Cummins používá před motorem ozubené soukolí, které je ze své podstaty hlučné. Díky protirázovému převodu je motor méně hlučný kvůli sníženému chrastění během provozu. Převodovka proti vůli má efektivitu. Model Cummins ISX 15 vybavený převodem proti vůli trpí ztrátou tření. Ozubená kola musí překonat více tření v celém svém rozsahu pohybu než standardní rychlostní stupeň. Standardní rychlostní stupeň v modelu Cummins ISX 15 musí překonat 0,75 newtonmetrové síly, zatímco převodovka proti vůli musí překonat přibližně 5 newtonmetrových sil.[5]

Reference

  1. ^ Xu, Shuonan (13. října 2014). „Vývoj fenomenologické simulace naftového motoru na zemní plyn se dvěma palivy a její využití pro analýzu přechodných operací“. SAE International Journal of Engines. 7 (4): 1665–1673. doi:10.4271/2014-01-2546.
  2. ^ Gerber, Raleigh (18. července 2018). „Čistá energie spouští nulové financování, aby se flotily dostaly do čistých nových nákladních vozidel na zemní plyn za cenu nafty“. Obchodní drát. Citováno 20. února 2019.
  3. ^ McGeehan, A, J. (2012). „Rozšíření hranic údržby filtru pevných částic s velmi nízkým obsahem popela“. TRID. 5.
  4. ^ „Řízení emisí z nových dálničních vozidel a motorů“. EPA. 7. června 2011.
  5. ^ Joshi, Y. V (2014). „Studie účinnosti převodové soustavy: Účinky převodovky proti vůli“. SAE International Journal of Commercial Vehicles. 7: 271–277. doi:10.4271/2014-01-1769.