Motor Cummins serie X

El motor Cummins de la serie X es un motor diésel de 6 cilindros en línea (recto) producido por Cummins para camiones y autocares de servicio pesado , que reemplazó al N14 en 2001 cuando las regulaciones de emisiones aprobadas por la EPA hicieron que el motor quedara obsoleto. Originalmente llamado motor de la serie "Signature", el ISX utiliza el "Sistema Intellect" (de ahí el "IS", que es el apodo del sistema de combustible de carretera de máxima autoridad del que Cummins fue pionero) para mejorar aún más el motor. Este motor se usa ampliamente en camiones de carretera y vocacionales y está disponible en potencias que van desde los 430 hp hasta los 620 hp 2050 lb-ft. El QSX es la versión todoterreno del ISX y la Q significa Quantum. El QSX se usa para aplicaciones industriales, marinas, de petróleo y gas y otras aplicaciones todoterreno. Cummins también produjo una versión de 650 hp y 1950 lb-ft para el mercado de vehículos recreativos .

Hasta 2010, este motor tenía un diseño de doble árbol de levas en cabeza, en el que una leva accionaba los inyectores y la otra el tren de válvulas. Este sistema de inyección se conoce como HPI (inyección de alta presión), en el que los inyectores se accionan mediante levas para crear presión de inyección. El sistema de combustible utiliza un módulo de sistema de combustible integrado (IFSM) con una bomba de elevación, una bomba de engranajes, reguladores de presión, una válvula de cierre, actuadores de medición y sincronización para suministrar combustible a los inyectores. Tiene una tapa de válvulas de una sola 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 incorporó la recirculación de gases de escape refrigerados (EGR), que toma los gases de escape y los recircula hacia la admisión del motor, reduciendo las temperaturas de la cámara de combustión y limitando la formación de NOx.

En 2008, Cummins presentó el ISX CM871, un motor que incorporaba 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 denominado regeneración. En las autocaravanas, estaba disponible en versiones de 600 o 650 HP.

La versión actual de la EPA 2010 conocida como ISX15 CM2250 cuenta con recirculación mejorada de gases de escape, filtro de partículas diésel y reducción catalítica selectiva (SCR), también conocida como inyección de urea . 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, se bombea y se inyecta en un tubo de descomposición que luego reacciona con el escape reduciendo el NOX. El ISX15 CM2250 y CM2350 ha 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 pistón múltiple de alta presión, se transfiere a través de tubos a un riel donde el combustible se almacena a presiones extremadamente altas de hasta 35,000 psi.

En 2023, Cummins presentó los motores X10 y X15N. El X10 está programado para reemplazar al X12 y al L9 en el mercado de camiones, ya que fue diseñado para aplicaciones de camiones de servicio pesado y mediano. ^[1] El X15N es una versión de GNC del X15 y se espera que se lance en 2025 con el mismo rendimiento que el X15. ^[2]

El motor diésel Cummins ISX puede funcionar en una configuración de combustible dual, lo que significa que puede funcionar correctamente con combustible diésel y gas natural . La quema de una alternativa de gas natural preserva las eficiencias térmicas del diésel. El motor más eficiente puede producir menos emisiones a su vez. El ISX puede lograr esto modificando el retraso del encendido y el tiempo de inyección. Al examinar el inicio de la combustión (SOC), la computadora del motor puede emplear una correlación predictiva del retraso del encendido. Las características predictivas del motor maximizan tanto la eficiencia como la potencia útil para la fuente de combustible dada. Se realizan compensaciones para el gas natural de modo que la banda de potencia y el rango operativo sigan siendo funcionales para los clientes, al mismo tiempo que se reducen las emisiones. ^{[6] La} EPA también ha realizado pruebas con el Cummins ISX para el uso de gas natural que arrojaron resultados de una importante reducción de las 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. ^[7]

El ISX también utiliza un DPF , o filtro de partículas diésel, 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 mantenimiento regular debido a su diseño intrincado. El sistema de control de emisiones instituirá una regeneración del filtro que quema las partículas. Cualquier material no combustible 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 quitarse y limpiarse regularmente para el 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 descubierto que es ideal para los sistemas DPF y la lubricación. El aceite muestra resultados aprobados tanto para depósitos en el pistón como para consumo de aceite, lo que significa que el sistema DPF se optimizaría con el uso de aceite sin fósforo y con contenido ultra bajo de azufre. ^[8]

El Cummins ISX también utilizó DEF, o fluido 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 diésel. El Cummins ISX debe tener inhibidores instalados para ciertas fallas del sistema DEF. Cuando el tanque de DEF está bajo o vacío, el ISX corta la potencia 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 varias fallas y ha realizado una investigación basada en clientes 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. ^[9]

En los primeros motores ISX se utiliza un tren de engranajes antirretroceso . Los engranajes antirretroceso permiten que el motor funcione con un mínimo traqueteo de los engranajes. Cummins utiliza un tren de engranajes en la parte delantera del motor que es inherentemente ruidoso. El engranaje antirretroceso hace que el motor sea menos ruidoso debido al menor traqueteo durante el funcionamiento. El tren de engranajes antirretroceso tiene un costo de eficiencia. El modelo Cummins ISX 15 equipado con engranajes antirretroceso sufre una pérdida de 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 torque, mientras que el engranaje antirretroceso necesita superar aproximadamente 5 Newton metros de torque. ^[10]

En 1998, el Cummins Signature se lanzó al mercado australiano para reemplazar al N14 saliente. El Signature se produjo hasta 2003. En 2003, se lanzó el exclusivo de Oceanía, muy popular, el Cummins Signature Gen 2. ^[11] Se basó en el Cummins Signature original y lo mejoró. En 2008 se produjo la tercera revisión del Signature, el Signature EGR, que utilizó la misma tecnología que la gama ISX EGR. En 2012, llegó la línea EGR Gen 2. ^[12]