Двигатель Cummins X-серии
Двигатель Cummins серии X представляет собой рядный (прямой) дизельный двигатель -6, производимый Cummins для тяжелых грузовиков и автобусов , пришедший на смену N14 в 2001 году, когда нормы выбросов, принятые Агентством по охране окружающей среды, сделали этот двигатель устаревшим. Первоначально названный двигателем серии «Signature», двигатель ISX использует «Интеллектуальную систему» (отсюда и «IS», что является прозвищем, обозначающим полную власть в топливной системе для шоссе, впервые разработанной компанией Cummins) для дальнейшего улучшения двигателя. Этот двигатель широко используется на шоссейных и профессиональных грузовиках, его мощность варьируется от 430 л.с. до 620 л.с. (2050 фунт-фут). QSX — это внедорожная версия ISX, где буква Q означает Quantum. QSX используется в промышленной, морской, нефтегазовой и другой внедорожной технике. Cummins также произвела версию мощностью 650 л.с. и 1950 фунт-фут для рынка автодомов .
История
[ редактировать ]До 2010 года этот двигатель имел конструкцию с двумя верхними распредвалами: один кулачок приводил в действие форсунки, а другой - клапанный механизм. Эта система впрыска известна как HPI (впрыск под высоким давлением), где форсунки приводятся в действие кулачками для создания давления впрыска. В топливной системе используется интегрированный модуль топливной системы (IFSM) с подкачивающим насосом, шестеренчатым насосом, регуляторами давления, запорным клапаном, дозирующими и синхронизирующими приводами для подачи топлива к форсункам. Он имеет цельную крышку клапана, которая выполнена либо из пластика, либо, на более старых моделях, из хромированной стали, также известной как Signature 600 или ISX CM570.
В 2002 году ISX CM870 представил систему рециркуляции охлажденных выхлопных газов (EGR), которая забирает выхлопные газы и рециркулирует их обратно во впуск двигателя, снижая температуру в камере сгорания и ограничивая образование NOx.
В 2008 году компания Cummins представила ISX CM871. Этот двигатель был оснащен дизельным сажевым фильтром (DPF), который улавливал твердые частицы или «сажу», образующуюся в двигателе. С помощью катализатора окисления дизельного топлива (DOC) сажа, попавшая в DPF, окисляется и превращается в золу во время процесса, называемого регенерацией. В автодомах он был доступен в версиях мощностью 600 или 650 л.с.
Текущая версия EPA 2010, известная как ISX15 CM2250, отличается улучшенной рециркуляцией выхлопных газов, сажевым фильтром и системой селективного каталитического восстановления (SCR), также известной как впрыск мочевины . SCR состоит из системы впрыска дизельной выхлопной жидкости (DEF - состоит из мочевины и воды): накопительного бака, насоса, контроллера и форсунки, а также блока катализатора SCR. DEF нагревается, перекачивается и впрыскивается в трубку разложения, которая затем вступает в реакцию с выхлопными газами, уменьшая NOX. В моделях ISX15 CM2250 и CM2350 исключен распределительный вал форсунок из-за появления топливной системы Common Rail, в которой топливо подается под давлением от многопоршневого насоса высокого давления и подается по трубкам в рампу, где топливо хранится под чрезвычайно высоким давлением. до 35 000 фунтов на квадратный дюйм.
В 2023 году Cummins представила двигатели X10 и X15N. Планируется, что X10 заменит X12 и L9 на рынке грузовых автомобилей, поскольку он предназначен для грузовых автомобилей как тяжелой, так и средней грузоподъемности. [ 1 ] X15N — это версия X15, работающая на сжатом природном газе. Ожидается, что она будет выпущена в 2025 году с той же производительностью, что и X15. [ 2 ]
Модели
[ редактировать ]| Модель | Топливо | Отверстие х ход | Смещение | Годы производства | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| х10 | Дизель | 10 л | Планируется на 2026 год и далее | Запуск до вступления в силу EPA 2027.
Планируется заменить X12 в профессиональных и региональных перевозках. Планируется заменить L9 [ 3 ] | |
| ISX12 | Дизель | 130 мм × 150 мм | 11,9 л | 2010–2020 | Вывод из эксплуатации начался в 2018 году. |
| х12 | 132 мм × 144 мм | 11,8 л | 2018–2026 | ||
| ISX12 Г | Природный газ | 130 мм × 150 мм | 11,9 л | 2013–2018 | Вывод из эксплуатации начался в 2017 году. |
| ISX12N | 2018 – настоящее время | Заменен ISX12 G
Построен из блока X12. | |||
| Х15Н | Природный газ | 137 мм × 169 мм | 14,9 л | Планируется на 2024 год и далее | |
| X15H [ 4 ] [ 5 ] | Водород | 14,9 л | Планируется на 2027 год и далее | Тестирование продолжается | |
| ISX15 | Дизель | 14,9 л | 2010–2020 | Вывод из эксплуатации начался в 2016 году. | |
| х15 | 14,9 л | 2016 – настоящее время | Заменен ISX15 |
Контроль выбросов
[ редактировать ]Дизельный двигатель Cummins ISX может работать в двухтопливной конфигурации, то есть он может правильно работать на дизельном топливе и природном газе . Сжигание альтернативы природному газу сохраняет тепловую эффективность дизельного топлива. Более эффективный двигатель, в свою очередь, может производить меньше выбросов . ISX может добиться этого, изменяя задержку зажигания и момент впрыска. Изучая начало сгорания (SOC), компьютер двигателя может использовать прогнозирующую корреляцию задержки зажигания. Прогнозируемые характеристики двигателя максимизируют как эффективность, так и полезную мощность для данного источника топлива. Компенсация за природный газ производится таким образом, чтобы диапазон мощности и рабочий диапазон оставались функциональными для потребителей, одновременно снижая выбросы. [ 6 ] также провело испытания Cummins ISX Агентство по охране окружающей среды на использование природного газа, которые дали результаты значительного сокращения выбросов NOx . Конфигурация может похвастаться снижением выбросов NOx на девяносто процентов по сравнению с действующим стандартом EPA . Это делает двигатель Cummins ISX, работающий на природном газе, одним из самых экологически чистых дизельных двигателей в мире. [ 7 ]
ISX также использует DPF или сажевый фильтр, требуемый Агентством по охране окружающей среды. DPF отфильтровывает твердые частицы в выхлопных газах двигателя, снижая выбросы из выхлопной трубы. Однако DPF необходимо регулярно обслуживать из-за его сложной конструкции. Система контроля выбросов запускает регенерацию фильтра, которая сжигает твердые частицы. Любые негорючие материалы, содержащиеся в смазочных присадках, останутся в DPF, что может вызвать проблемы с противодавлением и эффективностью. Это означает, что DPF необходимо регулярно снимать и очищать на Cummins ISX. Беззольное масло может означать, что очистка будет ненужной, но может ухудшить смазочные свойства. Масло с нулевым содержанием фосфора было исследовано и признано идеальным для систем DPF и смазки. Масло демонстрирует удовлетворительные результаты как по отложению поршней, так и по расходу масла, что означает, что система DPF будет оптимизирована с использованием масла с нулевым содержанием фосфора и сверхнизким содержанием серы. [ 8 ]
Cummins ISX также использовал DEF, или жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей , в более поздних моделях, когда требования EPA изменились. DEF – это система впрыска мочевины , снижающая выбросы дизельного двигателя. На автомобиле Cummins ISX должны быть установлены ингибиторы на случай определенных сбоев системы DEF. Когда в баке DEF низкий уровень или он пуст, ISX снижает мощность на двадцать пять процентов. Отключение электроэнергии и предупреждения водителя также используются, когда система DEF была взломана или не работает должным образом. Компания Cummins исправила несколько неисправностей и провела исследование на основе опыта использования Cummins ISX на дорогах в несколько миллионов миль, чтобы сделать систему DEF максимально функциональной. Система также должна снижать мощность при возникновении любых проблем, чтобы снизить выбросы до абсолютного минимума. [ 9 ]
Технология
[ редактировать ]В ранних двигателях ISX зубчатая передача использовалась с защитой от люфта. Шестерни с защитой от люфта позволяют двигателю работать с минимальным дребезжанием шестерен. Компания Cummins использует зубчатую передачу в передней части двигателя, которая по своей природе является шумной. Зубчатая передача с защитой от люфта делает двигатель менее шумным за счет уменьшения дребезжания во время работы. Зубчатая передача с защитой от люфта достигается за счет эффективности. Модель Cummins ISX 15, оснащенная противолюфтовой передачей, имеет потери на трение. Шестерни должны преодолевать большее трение во всем диапазоне перемещения, чем стандартная передача. Стандартная передача в Cummins ISX 15 должна преодолевать крутящий момент 0,75 Ньютон-метра, а антилюфтовая передача должна преодолевать крутящий момент примерно 5 Ньютон-метров. [ 10 ]
Фирменная серия Cummins
[ редактировать ]Начиная с 1998 года, Cummins Signature был выпущен на австралийский рынок, чтобы заменить устаревший N14. Signature производился до 2003 года. В 2003 году был выпущен очень популярный эксклюзив для Океании - Gen 2 Cummins Signature. [ 11 ] Он создан на основе оригинальной модели Cummins Signature и усовершенствован ею. В 2008 году вышла третья версия Signature. Это была Signature EGR, в которой использовалась та же технология, что и в линейке ISX EGR. В 2012 году появилась линейка EGR Gen 2. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Инк, Камминс. «CUMMINS ОБЪЯВЛЯЕТ НОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ X10, СЛЕДУЮЩИЙ В СЕРИИ НЕЗАВИСИМЫХ ТОПЛИВА, ЗАПУСК В СЕВЕРНОЙ АМЕРИКЕ В 2026 ГОДУ» . Отдел новостей Камминз . п. 1 . Проверено 26 марта 2023 г.
{{cite news}}:|last=имеет общее имя ( справка ) - ^ Инк, Камминс. «ДВИГАТЕЛЬ CUMMINS NEXT-GENERATION 2026 X10 И ПОЛНАЯ СИЛОВАЯ ПЕРЕДАЧА 2024 X15N НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ, ОБОРУДОВАННАЯ ПОСЛЕДНИМИ ЦИФРОВЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ, ВПЕРВЫЕ НА ДИСПЛЕЕ НА ЕЖЕГОДНОМ СОБРАНИЕ TMC» . Отдел новостей Камминз . п. 1 . Проверено 26 марта 2023 г.
{{cite news}}:|last=имеет общее имя ( справка ) - ^ МакГлотлин, Майк (21 февраля 2023 г.). «Cummins представляет новый 10-литровый дизельный двигатель» . Дизельный мир . Проверено 2 июля 2023 г.
- ^ «Cummins и Accelera демонстрируют широчайший портфель технологий декарбонизации с упором на водород» . Камминс . 03.05.2023.
- ^ «Cummins Inc. представляет 15-литровый водородный двигатель на выставке ACT Expo» . Камминс . 09.05.2022.
- ^ Сюй, Шуонань (13 октября 2014 г.). «Разработка феноменологического моделирования двухтопливного дизельного двигателя, работающего на природном газе, и его использование для анализа переходных режимов». Международный журнал двигателей SAE . 7 (4): 1665–1673. дои : 10.4271/2014-01-2546 .
- ^ Гербер, Роли (18 июля 2018 г.). «Чистая энергетика запускает нулевое финансирование для перевода автопарков на новые экологически чистые грузовики, работающие на природном газе, по цене дизельного грузовика» . Деловой провод . Проверено 20 февраля 2019 г.
- ^ МакГихан, А. Дж. (2012). «Расширение границ обслуживания дизельных сажевых фильтров со сверхнизким содержанием золы» . ТРИД . 5 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Контроль выбросов новых дорожных транспортных средств и двигателей» . Агентство по охране окружающей среды . 7 июня 2011 г.
- ^ Джоши, Ю.В. (2014). «Исследование эффективности сетки зубчатой передачи: влияние механизма с защитой от люфта». Международный журнал коммерческого транспорта SAE . 7 : 271–277. дои : 10.4271/2014-01-1769 .
- ^ «История: двигатели Cummins внизу» . продажи грузовиков . 28 мая 2019 г.
- ^ «Cummins объявляет о выпуске двигателей Gen II EGR» . Комментарий Камминса . 28 марта 2012 г.