کامینز X15 را برای مقررات آلایندگی سال 2027 به روز می کند

موتور دیزلی جدید کامینز X15 آماده است تا قو،ن آلایندگی دیوانه وار سختگیرانه EPA را در سال 2027 انجام دهد. این شرکت می‌گوید این موتور نه تنها ا،امات آلایندگی را برآورده می‌کند، بلکه سبک‌تر از موتور فعلی است، تا 7 درصد مصرف سوخت بهتری ارائه می‌کند و قدرت 600 ، بخاری خود را حفظ می‌کند. رتبه بندی

خود موتور بیش از شش سال در حال ساخت بوده است. کامینز می‌گوید که این یک طراحی تمیز است که بر اساس میراث X15 2017 ساخته شده است – اولین سالی که کامینز از “IS” در نامگذاری ISX15 حذف شد. این موتور یک جهش کوانتومی به جلو نسبت به نسخه های قبلی بود.

در ماه آگوست، کامینز طی یک نشست خبری در دفتر مرکزی شرکت در کلمبوس، هند، نگاه دقیق‌تری به X15 2027 به خبرنگاران داد.

جیم نبرگال، مدیر اجرایی استراتژی بازار کامینز گفت: «ما در حال سرمایه‌گذاری زیادی در سری جدید محصولات خود هستیم، زیرا پلتفرم‌های موجود قادر به رعایت مقررات آینده نیستند. ما اکنون برای امروز، فردا و 30 سال آینده سرمایه گذاری می کنیم.

موتورهای سری X برای اولین بار در سال 1998 ظاهر شدند و جایگزین موتورهای سری N مانند N14 شدند. این پلتفرم نمی توانست قو،ن آلایندگی سال های 2004 و 2007 را رعایت کند.

با قرار دادن کاهش شدید انتشار گازهای گلخانه ای، در سال 1998 محدودیت های NOx (ا،یدهای نیتروژن) 4 گرم در هر ، بخار ترمز در ساعت و حد PM (ذرات معلق) 0.1 گرم تعیین شد.

استانداردهای 2027 NOx را به 0.035 گرم (35 میلی گرم) کاهش می دهند و PM به 0.005 گرم (5 میلی گرم) ،د شده است.

به عبارت دیگر، تا سال 2027، انتشار NOx بیش از 90 درصد در طول عمر موتورهای سری X کاهش خواهد یافت.

همراه با کاهش آلاینده های معیار (PM و NOx) کاهش اجباری گازهای گلخانه ای مختلف از جمله متان (CH4)، ا،ید نیتروژن (N2O) و دی ا،ید کربن (CO2) وجود دارد.

معمولاً بین انتشار NOx و گازهای گلخانه ای معاوضه است. با هر گام کاهش در NOx، مصرف سوخت در همان جهت پیش می رفت. کامینز ادعا می کند که این بار متفاوت است.

گازهای گلخانه ای با بهره وری سوخت مرتبط است. هر گالن سوخت دیزل سوخته حدود 22.4 پوند CO2 تولید می کند. تنها راه کاهش GHG سوزاندن سوخت کمتر است.

نبرگال توضیح داد: «این موتورهای پیشرفته بسیار کارآمد، با اصطکاک داخلی بسیار کم و احتراق بسیار کارآمد هستند. ما می تو،م هم مصرف سوخت بهبود یافته و هم NOx کمتری ارائه کنیم. این از نظر تاریخی ناشناخته است.»

پلت فرم موتور به روز شده

کامینز به‌روزرس،‌های قابل توجهی را در موتور پایه 2027 انجام داده است که عمدتاً با هدف مطابقت با قو،ن آتی انجام شده است. برخی برای کاهش بار تعمیر و نگهداری و بهبود قابلیت اطمینان در نظر گرفته شده است.

طراحی جدید پیستون دارای یک کاسه تغییر شکل و سیلندر بازطراحی شده برای احتراق بهتر و نسبت تراکم بالاتر است. دامن ها به طور قابل توجهی کوتاه تر هستند که اصطکاک درون سیلندر را کاهش می دهد.

پمپ بنزین برای رفع برخی از مشکلاتی که در نسخه های قبلی وجود داشت، دوباره طراحی شده است. برای کنترل بهتر تشکیل دوده (PM) و بهبود کارایی، این دستگاه قادر به فشار تزریق 2400 بار (34800 psi) است. این دارای یک شیر چرخش حرارتی برای کمک به استارت های سرد است و به جای روغن موتور با سوخت روغن کاری می شود.

طراحی سرسیلندر DOHC قابلیت پیشرفته سوپاپ مانند زمان بندی متغیر سوپاپ را امکان پذیر می کند. کامینز طراحی توربوشارژر با هندسه متغیر را حفظ کرده است، اما پیشرفت‌ها قابلیت مدیریت بهتر هوا را ارائه می‌دهند.

کامینز همچنین تغییرات مختلفی را برای کاهش وزن اعمال کرده است، از جمله پوشش کامپوزیت راکر و ماهیتابه روغن و همچنین برخی تغییرات در خود بلوک.

به طور کلی، کامینز می‌گوید که این موتور سبک‌تر از نسخه فعلی 2024 است، اما وزن خنثی‌تر از سیستم درمان پس از آن است که گفته می‌شود به طور قابل توجهی سنگین‌تر از نسخه‌های فعلی است.

ماژول کنترل الکترونیکی بزرگتر CM3550 از لحاظ فیزیکی جدید برای موتور است. این برنامه از اقدامات پیشرفته‌تر امنیت سایبری پشتیب، می‌کند، که یک ا،ام قانونی جدید است – تا حد زیادی برای جلوگیری از هک ،. همچنین یک دینام جدید 48 ولتی بر روی موتور وجود دارد که برای تامین انرژی یک سیستم گرمایش 5 کیلوواتی مرتبط با سیستم تصفیه پس از آن اختصاص داده شده است.

پیشرانه یکپارچه

،ید Meritor توسط کامینز در سال 2022، دسترسی به محورها، خطوط محرکه و محصولات ترمزی را که این شرکت قبلاً نداشت، باز کرد. همراه با گیرب، Eaton’s Endurant، کامینز اکنون یک پیشرانه کامل را به بازار می آورد. مهندسان برای تعمیق یکپارچگی پیشرانه وقت تلف ن،د.

به گفته نبرگال، مشخصات بهینه درایو شامل یک گیرب، Eaton Endurant HD با اوردرایو 0.77 در 12 است.^هفتم دنده، همراه با محورهای محرک 14X HE کامینز (مرتور سابق) با نسبت محرک 2.05:1.

او گفت: “با این پیشرانه جدید، ما شاهد افزایش 3 تا 4 درصدی در بهره وری سوخت تنها از موتور هستیم.” ما شاهد بهبود 1 تا 3 درصدی دیگر از پیشرانه سرعت پایین هستیم که در مجموع حدود 7 درصد بهبود یافته است.»

معماری پس درمان پایدار

دستور کاهش NOx 2027 EPA یک تغییر بازی برای سازندگان موتور است. کاهش از 200 میلی گرم (استاندارد فعلی) NOx به 35 میلی گرم در سال 2027 نشان دهنده کاهش 80 درصدی است. چالش کاهش NOx این است که از لحاظ تاریخی به م،ای کاهش مصرف سوخت بوده است. کامینز می گوید که ا،امات کاهش NOx را برآورده می کند و در عین حال مسافت پیموده شده سوخت را بهبود می بخشد.

این بدان م،است که سیستم پس‌درمان برای سال 2027 کمی سخت‌تر و هوشمندتر از نسخه‌های قبلی کار خواهد کرد.

کامینز به استفاده از گردش مجدد گازهای ،وجی (EGR) ادامه خواهد داد. این یک روش اثبات شده برای رساندن NOx به پایین ترین سطح از موتور است – قبل از اینکه به سیستم تصفیه پس از آن برود.

این یک عمل متعادل کننده مهندسی است. افزایش مقدار EGR بار روی سیستم تصفیه پس از درمان را کاهش می دهد اما معمولاً با صرفه جویی در مصرف سوخت و جریمه عملکرد همراه است.

با شماره گیری مجدد درصد EGR باعث افزایش مصرف DEF می شود، اما باعث کاهش مصرف سوخت می شود.

نبرگال اصرار می‌ورزد: «ما پیشرفت‌های بسیار چشمگیری در مصرف سوخت ارائه می‌کنیم، در حالی که تعمیر و نگهداری مشابه امروز و مصرف DEF مشابه داریم. اگرچه ما NOx را پایین می آوریم، مصرف DEF را به طور چشمگیری تغییر نمی دهیم.

ساختار اصلی کل سیستم تصفیه پس از تصفیه مشابه آنچه امروز داریم است، اما برای عملکرد و صرفه جویی در فضا بهینه شده است. اگزوز ابتدا از طریق کاتالیزور ا،یداسیون دیزل (DOC) و فیلتر ذرات دیزل (DPF) جریان می یابد. حجم کاتالیزور ی،ان است، اما کوتاه تر و چاق تر است.

سپس اگزوز به سمت کاتالیزور SCR جریان می یابد که اکنون دارای دو ماژول است که در کنار هم قرار گرفته اند. مسیر کوتاه‌تر و موازی به کاتالیزور اجازه می‌دهد تا دما را در سراسر کاتالیزور بهتر از یک ماژول نازک‌تر حفظ کند.

این سیستم هنوز دارای یک سیستم تحویل DEF است و هر از چند گاهی به ریجن های سوختنی برای پا،ازی دوده DPF نیاز دارد.

این دو ماژول از نظر فیزیکی بزرگ‌تر و سنگین‌تر از سیستم‌های فعلی هستند، اما نبرگال به طور کلی گفت: «هنگامی که کاهش وزن موتور را در نظر بگیریم، وزن خنثی دارند.»

بخاری های 5 کیلوواتی

دو کویل گرمایشی جدید برای سال 2027 طراحی شده اند تا بدون توجه به وضعیت عملکرد موتور، مدیریت حرارتی سازگارتر سیستم تصفیه پس از آن را ارائه دهند. تبدیل NOx در زم، که کاتالیزور داغ است کارآمدتر است، اما گرم نگه داشتن سیستم در زم، که موتور در حالت بیکاری یا در حالت کم بار قرار دارد، چالش برانگیز است.

نبرگال توضیح داد: “این بخاری ها اهرمی برای ایجاد گرما می دهند که مستقل از عملکرد موتور است.” «اگر موتور در حالت دور آرام است و عملیات بعدی خنک می‌شود، می‌تو،د بخاری را کنترل کنید تا سیستم گرم شود. یا اگر در یک چرخه کاری است که در آن موتور خیلی سخت کار نمی کند، مانند زم، که کامیون در حال چرخش است، ما همچنان می تو،م سیستم تصفیه پس از آن را گرم نگه داریم.

قو،ن انتشار سال 2027 نه تنها به سطوح بیشتری از کاهش NOx نیاز دارند، روش های آزمایش و صدور گواهینامه بسیار دقیق تر هستند. پیش از این، سازندگان موتور در چرخه‌های کار با بار سبک و در هنگام راه‌اندازی کمی فضای حرکتی داشتند، اما قو،ن جدید در هر چرخه کاری، در هر شرایط عملیاتی، باید رعایت شود.

غیرفعال ، سیلندر به ،وان یک استراتژی برای افزودن گرما به کاتالیزور برای عملکرد بهتر تبدیل NOx در نظر گرفته شده است، اما کامینز انتخاب کرده است که از این آرایه‌ای که احتمالاً پیچیده‌تر است از بخاری‌ها استفاده کند.

نبرگال گفت: «ما موتور را طوری طراحی کرده‌ایم که غیرفعال‌سازی سیلندر را فعال می‌کند تا در صورت نیاز به آن برای مقررات گازهای گلخانه‌ای که در سال 2030 می‌آیند، آن را اضافه کنیم. ما فکر نمی کنیم برای سال 2027 لازم باشد.»

دو بخاری – یکی در ورودی DPF، دیگری در ورودی SCR – توسط یک دینام 48 ولتی تسمه ای که در جلوی موتور نصب شده است تغذیه می شوند. این سیستم در صورت نیاز گرمای درخواستی را فراهم می‌کند، اما نبرگال گفت در ا،ر چرخه‌های کاری، مانند حمل‌ونقل خطی با سرعت بزرگراه، از آن استفاده نمی‌شود.

این یک بخاری ساده با سیم مقاومتی است که نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد. این ژنراتور به راحتی قابل تعویض است.

گارانتی سیستم آلایندگی

قانون 2027 EPA همچنین شامل ضمانت نامه اجباری سیستم های آلایندگی است که باید عملکرد سیستم را در طول به اصطلاح عمر مورد انتظار موتور پوشش دهد. در بسیاری از موارد واقعاً برای صاحب اول وسیله نقلیه صدق می کند.

دوره گارانتی از پنج سال/100000 مایل (160000 کیلومتر) به 10 سال/450000 مایل (720000 کیلومتر) افزایش می یابد. این گارانتی اختیاری نیست. در مقررات اجباری شده است. و هزینه آن قابل توجه خواهد بود.

نبرگال در طول ارائه خود اشاره کرد که بسیاری از مشتریان سنگین قبلاً بسته های گارانتی تمدید شده 500000 مایلی (800000 کیلومتری) را ،یداری می کنند که در بیشتر موارد آنها را تا پایان چرخه تجارت خود طی می کند. اگر چرخه تجارت کوتاه‌تر باشد، می‌تواند ارزش باقی‌مانده را در فروش مجدد به کامیون اضافه کند.

برای مشتریان حرفه ای با چرخه های تجاری طول، تر اما مسافت پیموده شده کمتر، دوره 10 ساله اعمال می شود.

نبرگال خاطرنشان کرد: «هزینه این گارانتی به قیمت پایه مح،ه می‌شود و مشتری دیگر انتخابی برای ،ید یا عدم ،ید آن ندارد». “هزینه سیستم برای کل صنعت در حال افزایش است.”

افکار نهایی

نبرگال در طول سخنر، خود در این رونمایی از X15 دیزلی، تاکید کرد که قابلیت اطمینان عامل کلیدی در طراحی مجدد موتور است. به نظر می رسد استراتژی هایی که در اینجا توضیح داده شده اند در این جهت متمایل هستند. آنها تمیز و ساده هستند و عمدتاً از فناوری استفاده می کنند که برای یک دهه یا بیشتر در خدمت بوده است.

برداشت های اولیه نشان می دهد که این رویکرد تجربه نسبتاً بدون دردسری را برای مشتریان به ارمغان می آورد، اما ما در گذشته آموخته ایم که حتی بهترین طرح ها نیز می توانند به سمت ج، بروند.

مشتریان به اندازه کافی نگران افزایش شدید قیمت موتورهای 2027 خواهند بود – اتفاقاً در سطح جه،. نه فقط برای کامینز. بیایید امیدوار باشیم که نبرگال و تیمش کارهای خود را انجام داده باشند.