Двигатель Cummins серии X

Двигатель Cummins X-series — это рядный (прямой) 6-цилиндровый дизельный двигатель, производимый Cummins для тяжелых грузовиков и автобусов , заменивший N14 в 2001 году, когда принятые EPA нормы выбросов сделали двигатель устаревшим. Первоначально названный двигателем серии «Signature», ISX использует «Intellect System» (отсюда «IS», что является прозвищем для полнофункциональной, шоссейной топливной системы, которую Cummins впервые применил) для дальнейшего усовершенствования двигателя. Этот двигатель широко используется на шоссейных и профессиональных грузовиках и доступен в диапазоне мощности от 430 л. с. вплоть до 620 л. с. 2050 фунт-фут. QSX — это внедорожная версия ISX, где Q означает Quantum. QSX используется в промышленных, морских, нефтегазовых и других внедорожных приложениях. Компания Cummins также выпустила версию мощностью 650 л.с. и крутящим моментом 1950 фунт-фут для рынка автодомов .

До 2010 года этот двигатель имел конструкцию с двумя верхними распредвалами, один из которых приводил в действие инжекторы, а другой — клапанный механизм. Эта система впрыска известна как HPI (впрыск высокого давления), где инжекторы приводятся в действие кулачками для создания давления впрыска. Топливная система использует интегрированный модуль топливной системы (IFSM) с подъемным насосом, шестеренчатым насосом, регуляторами давления, запорным клапаном, дозирующими и синхронизирующими приводами для подачи топлива к инжекторам. Он имеет цельную крышку клапана, которая либо изготавливается из пластика, либо на более старых моделях из хромированной стали, также известной как Signature 600 или ISX CM570.

В 2002 году на ISX CM870 появилась система рециркуляции охлажденных отработавших газов (EGR), которая забирает отработавшие газы и возвращает их во впускной коллектор двигателя, снижая температуру в камере сгорания и ограничивая образование NOx.

В 2008 году Cummins представила ISX CM871, этот двигатель имел дизельный сажевый фильтр (DPF), который улавливал твердые частицы или «сажу», образующуюся в двигателе. С помощью дизельного окислительного катализатора (DOC) сажа, попавшая в DPF, окисляется и превращается в пепел в ходе процесса, называемого регенерацией. В автодомах он был доступен в версии мощностью 600 или 650 л.с.

Текущая версия EPA 2010 года, известная как ISX15 CM2250, отличается улучшенной рециркуляцией выхлопных газов, дизельным сажевым фильтром и селективным каталитическим восстановлением (SCR), также известным как впрыск мочевины . SCR состоит из системы впрыска дизельной выхлопной жидкости (DEF - состоит из мочевины и воды): накопительный бак, насос, контроллер и инжектор, а также каталитический блок SCR. DEF нагревается, нагнетается и впрыскивается в трубку разложения, которая затем реагирует с выхлопными газами, уменьшая количество NOX. ISX15 CM2250 и CM2350 устранили распределительный вал инжектора из-за появления топливной системы Common Rail, в которой топливо под давлением подается из многопоршневого насоса высокого давления и подается по трубке в рампу, где топливо хранится под чрезвычайно высоким давлением до 35 000 фунтов на кв. дюйм.

В 2023 году Cummins представила двигатели X10 и X15N. X10 должен заменить X12 и L9 на рынке грузовиков, поскольку он был создан для обслуживания как тяжелых, так и средних грузовиков. ^[1] X15N — это версия X15 на сжатом природном газе, и ожидается, что он будет выпущен в 2025 году с той же производительностью, что и X15. ^[2]

Дизельный двигатель Cummins ISX может работать в двухтопливной конфигурации, что означает, что он может нормально работать на дизельном топливе и природном газе . Сжигание альтернативного природного газа сохраняет тепловую эффективность дизельного топлива. Более эффективный двигатель может производить меньше выбросов, в свою очередь. ISX может достичь этого, изменяя задержку зажигания и время впрыска. Изучая начало сгорания (SOC), компьютер двигателя может использовать прогнозируемую корреляцию задержки зажигания. Прогнозируемые характеристики двигателя максимизируют как эффективность, так и полезную мощность для данного источника топлива. Компенсации производятся для природного газа, так что диапазон мощности и рабочий диапазон по-прежнему функциональны для клиентов, при этом сокращая выбросы. ^[6] Испытания Cummins ISX также проводились Агентством по охране окружающей среды для использования природного газа, которые дали результаты значительного сокращения выбросов NOx . Конфигурация может похвастаться на девяносто процентов более низкими выбросами NOx, чем текущий стандарт Агентства по охране окружающей среды . Это делает Cummins ISX, который сжигает природный газ, одним из самых экологически чистых дизельных двигателей в мире. ^[7]

ISX также использует DPF или сажевый фильтр, требуемый EPA. DPF отфильтровывает твердые частицы в выхлопных газах двигателя, снижая выбросы выхлопной трубы. Однако DPF необходимо регулярно обслуживать из-за его сложной конструкции. Система контроля выбросов инициирует регенерацию фильтра, которая сжигает твердые частицы. Любые негорючие материалы, обнаруженные в смазочных присадках, останутся в DPF, что может вызвать проблемы с противодавлением и эффективностью. Это означает, что DPF необходимо регулярно удалять и чистить для Cummins ISX. Беззольное масло может означать, что очистка не нужна, но может ухудшить смазочные свойства. Масло с нулевым содержанием фосфора было изучено и признано идеальным для систем DPF и смазки. Масло показывает проходные результаты как по отложениям на поршнях, 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 дизельную выхлопную жидкость , в более поздних моделях, когда требования EPA изменились. DEF — это система впрыска мочевины , которая снижает выбросы дизельного двигателя. Cummins ISX должен иметь ингибиторы на случай определенных сбоев системы DEF. Когда бак DEF низкий или пустой, ISX снижает мощность на двадцать пять процентов. Отключение питания и предупреждения водителя также используются, когда система DEF была взломана или не работает должным образом. Cummins устранил несколько неисправностей и провел исследование на основе клиентов нескольких миллионов миль использования Cummins ISX на дорогах, чтобы сделать систему DEF максимально функциональной. Система также должна снижать мощность при возникновении любых проблем, чтобы снизить выбросы до абсолютного минимума. ^[9]

В ранних двигателях ISX используется антилюфтовая зубчатая передача . Антилюфтовые шестерни позволяют двигателю работать с минимальным дребезжанием шестерен. Cummins использует зубчатую передачу в передней части двигателя, которая по своей природе шумная. Антилюфтовая зубчатая передача делает двигатель менее шумным из-за уменьшения дребезжания во время работы. Антилюфтовая зубчатая передача обходится ценой снижения эффективности. Модель Cummins ISX 15, оснащенная антилюфтовой зубчатой ​​передачей, страдает от потерь на трение. Шестерни должны преодолевать больше трения во всем диапазоне своего перемещения, чем стандартная шестерня. Стандартная шестерня в Cummins ISX 15 должна преодолевать 0,75 ньютон-метра крутящего момента, в то время как антилюфтовая зубчатая передача должна преодолевать примерно 5 ньютон-метров крутящего момента. ^[10]

Начиная с 1998 года Cummins Signature был выпущен на австралийский рынок для замены уходящего N14. Signature выпускался вплоть до 2003 года. В 2003 году был выпущен очень популярный эксклюзив для Океании, это был Gen 2 Cummins Signature. ^[11] Он был разработан на основе и улучшен оригинального Cummins Signature. В 2008 году вышла третья модификация Signature, это был Signature EGR, который использовал ту же технологию, что и линейка ISX EGR. В 2012 году появилась линейка Gen 2 EGR. ^[12]