El motor de la serie X de Cummins es un motor diésel en línea (recto) -6 producido por Cummins para camiones y autocares de servicio pesado, reemplazando el N14 en 2001 cuando las regulaciones de emisiones aprobadas por la EPA hicieron que el motor fuera obsoleto. Originalmente llamado motor de la serie "Signature", el ISX usa el "Sistema Interact" (de ahí el "IS", que es el apodo de la autoridad total, en el sistema de combustible de carretera en el que Cummins fue pionero) para mejorar aún más el motor. Este motor se usa ampliamente en camiones de carretera y profesionales y está disponible en potencias que van desde 430 hp hasta 620 hp 2050 lb-ft. El QSX es la versión todoterreno del ISX con Q de Quantum. El QSX se utiliza para aplicaciones industriales, marinas, de petróleo y gas y otras aplicaciones fuera de carretera. Cummins también produjo una versión de 650 hp y 1950 libras-pie para el mercado de vehículos recreativos.
Historia
Hasta 2010, este motor tenía un diseño de doble árbol de levas con una leva accionando los inyectores y la otra el tren de válvulas. Este sistema de inyección se conoce como HPI (inyección de alta presión) donde los inyectores son accionados por leva para crear presión de inyección. El sistema de combustible utiliza un módulo de sistema de combustible integrado (IFSM) con una bomba de elevación, bomba de engranajes, reguladores de presión, válvula de cierre, actuadores de medición y sincronización para suministrar combustible a los inyectores. Tiene una tapa de válvula de una pieza que es de plástico o, en los modelos más antiguos, una tapa de acero cromado también conocida como Signature 600 o ISX CM570.
En 2002, el ISX CM870 trajo recirculación de gases de escape refrigerados (EGR) que toma los gases de escape y los recircula de regreso a la admisión del motor, lo que reduce las temperaturas de la cámara de combustión y limita la formación de NOx.
En 2008, Cummins presentó el ISX CM871, este motor presentaba un filtro de partículas diésel (DPF) que atrapaba las partículas u "hollín" que se producían en el motor. Con la ayuda del catalizador de oxidación diésel (DOC), el hollín atrapado en el DPF se oxida y se convierte en cenizas durante un proceso llamado regeneración. En las autocaravanas, estaba disponible en una versión de 600 o 650 CV.
La versión actual de la EPA 2010 conocida como ISX15 CM2250 presenta recirculación de gases de escape mejorada, filtro de partículas diésel y reducción catalítica selectiva (SCR), también conocida como inyección de urea. El SCR consta de un sistema de inyección de fluido de escape diésel (DEF, compuesto de urea y agua): tanque de retención, bomba, controlador e inyector y un bloque catalizador SCR. El DEF se calienta, bombea e inyecta en un tubo de descomposición que luego reacciona con el escape reduciendo NOX. Los modelos ISX15 CM2250 y CM2350 han eliminado el árbol de levas del inyector debido a la llegada del sistema de combustible de riel común en el que el combustible se presuriza desde una bomba de pistones múltiples de alta presión, y se transfiere a través de un tubo a un riel donde el combustible se almacena a presiones extremadamente altas. a 35.000 psi.
Modelos
Modelo | Combustible | Desplazamiento | Años de producción | Notas |
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ISX12 | Diesel | 11,9 litros | 2010-2020 | La eliminación comenzó en 2018 |
X12 | 2018-presente | ISX12 reemplazado | ||
ISX12 G | Gas natural | 2013-2018 | La eliminación comenzó en 2017 | |
ISX12N | 2018-presente | ISX12 G reemplazado Construido a partir del bloque X12 | ||
ISX15 | Diesel | 14,9 litros | 2010-2020 | La eliminación comenzó en 2016 |
X15 | 14,9 litros | 2016-presente | ISX15 reemplazado |
Control de emisiones
El motor diesel Cummins ISX puede funcionar en una configuración de combustible dual, lo que significa que puede funcionar correctamente con combustible diesel y gas natural . La quema de una alternativa de gas natural preserva las eficiencias térmicas del diesel. El motor más eficiente puede producir menos emisiones a su vez. El ISX puede lograr esto alterando el retardo de encendido y la sincronización de la inyección. Al examinar el inicio de la combustión (SOC), la computadora del motor puede emplear una correlación predictiva del retardo de encendido. Las características predictivas del motor maximizan tanto la eficiencia como la potencia útil para la fuente de combustible dada. Se realizan compensaciones por el gas natural para que la banda de potencia y el rango de operación sigan siendo funcionales para los clientes, al tiempo que se reducen las emisiones. [1] La EPA también ha realizado pruebas con Cummins ISX para el uso de gas natural que arrojaron resultados de una importante reducción de emisiones de NOx . La configuración cuenta con emisiones de NOx un noventa por ciento más bajas que el estándar actual de la EPA . Esto hace que el Cummins ISX, que quema gas natural, sea uno de los motores diésel de funcionamiento más limpio del mundo. [2] El ISX también utiliza un filtro de partículas diésel o DPF , requerido por la EPA. El DPF filtra las partículas sólidas en el escape del motor, reduciendo las emisiones del tubo de escape. Sin embargo, el DPF debe recibir un mantenimiento regular debido a su intrincado diseño. El sistema de control de emisiones instituirá una regeneración del filtro que quema las partículas. Cualquier combustible incombustible que se encuentre en los aditivos de lubricación permanecerá en el DPF, lo que puede causar problemas con la contrapresión y la eficiencia. Esto significa que el DPF debe retirarse y limpiarse con regularidad para Cummins ISX. Un aceite sin cenizas podría significar que la limpieza sería innecesaria, pero puede inhibir las propiedades de lubricación. Se ha estudiado un aceite sin fósforo y se ha encontrado que es ideal para sistemas DPF y lubricación. El aceite muestra resultados satisfactorios tanto para los depósitos de pistón como para el consumo de aceite, lo que significa que el sistema DPF se optimizaría con el uso de aceite de azufre ultra bajo y sin fósforo. [3] El Cummins ISX también utilizó DEF, o líquido de escape diésel , en modelos posteriores cuando cambiaron los requisitos de la EPA. DEF es un sistema de urea inyectada que reduce las emisiones de un motor diesel. Se requiere que Cummins ISX tenga inhibidores en su lugar para ciertas fallas del sistema DEF. Cuando el tanque de DEF está bajo o vacío, el ISX corta la energía en un veinticinco por ciento. Los cortes de energía y las advertencias al conductor también se utilizan cuando el sistema DEF ha sido manipulado o no funciona correctamente. Cummins ha corregido varios fallos de funcionamiento y ha realizado una investigación basada en el cliente de varios millones de millas de uso en carretera del Cummins ISX para hacer que el sistema DEF sea lo más funcional posible. El sistema también debe reducir la potencia en caso de problemas para reducir las emisiones a un mínimo absoluto. [4]
Tecnología
En los primeros motores ISX se utiliza un tren de engranajes anti-juego . Los engranajes anti retroceso permiten que el motor funcione con un mínimo de traqueteo. Cummins utiliza un tren de engranajes en la parte delantera del motor que es inherentemente ruidoso. El engranaje anti-juego hace que el motor sea menos ruidoso debido a la reducción del ruido mientras está en funcionamiento. El tren de engranajes anti juego tiene un costo de eficiencia. El modelo Cummins ISX 15 equipado con engranajes anti-juego sufre una pérdida por fricción. Los engranajes deben superar más fricción en todo su rango de movimiento que un engranaje estándar. Un engranaje estándar en un Cummins ISX 15 necesita superar 0,75 Newton metros de fuerza, mientras que el engranaje anti retroceso necesita superar aproximadamente 5 Newton metros de fuerza. [5]
Referencias
- ^ Xu, Shuonan (13 de octubre de 2014). "Desarrollo de una simulación fenomenológica de motor diesel de gas natural de doble combustible y su uso para el análisis de operaciones transitorias". Revista Internacional de Motores SAE . 7 (4): 1665–1673. doi : 10.4271 / 2014-01-2546 .
- ^ Gerber, Raleigh (18 de julio de 2018). "Clean Energy lanza Zero Now Financiamiento para poner flotas en nuevos camiones limpios de gas natural por el precio de un camión diesel" . Business Wire . Consultado el 20 de febrero de 2019 .
- ^ McGeehan, A, J. (2012). "Ampliación de los límites del mantenimiento del filtro de partículas diésel con cenizas ultrabajas" . TRID . 5 .
- ^ "Control de emisiones de nuevos vehículos y motores de carretera" . EPA . 7 de junio de 2011.
- ^ Joshi, Y. V (2014). "Estudio de eficiencia de la malla del tren de engranajes: los efectos de un engranaje anti-retroceso". Revista Internacional SAE de Vehículos Comerciales . 7 : 271-277. doi : 10.4271 / 2014-01-1769 .