Motor Cummins serie X

El motor Cummins X-series es un motor diésel de seis cilindros en línea producido por Cummins para camiones pesados ​​y autobuses , diseñado para reemplazar al N14 en 2001 cuando las regulaciones de emisiones de EE. UU. lo volvieron obsoleto. Originalmente llamado motor de la serie "Signature", el ISX utiliza el "Sistema Interactivo" de Cummins para el control de combustible. Este motor se usa ampliamente en camiones de carretera y de uso profesional y está disponible en potencias que van desde 430 hp (320 kW) hasta 620 hp (460 kW) y 2050 lb⋅ft (2780 N⋅m) . El QSX es la versión todoterreno del ISX y se usa para aplicaciones industriales, marinas, de petróleo y gas y otras aplicaciones todoterreno. Cummins también produjo una versión para el mercado de vehículos recreativos con 650 hp (480 kW) y 1950 lb⋅ft (2640 N⋅m) .          

Hasta 2010, este motor tenía un diseño de doble árbol de levas en cabeza, donde una leva accionaba los inyectores y la otra el tren de válvulas. Este sistema de inyección se conoce como HPI (inyección de alta presión), donde los inyectores se accionan mediante levas para generar la presión de inyección. El sistema de combustible utiliza un Módulo Integrado de Sistema de Combustible (IFSM) con una bomba de elevación, una bomba de engranajes, reguladores de presión, una válvula de cierre y actuadores de dosificación y sincronización para suministrar combustible a los inyectores. Cuenta con una tapa de válvulas de una sola pieza, ya sea de plástico o, en modelos más antiguos, 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 de nuevo a la admisión del motor, reduciendo así las temperaturas de la cámara de combustión y limitando la formación de NOx.

En 2008, Cummins presentó el ISX CM871. Este motor incorporaba un filtro de partículas diésel (DPF) que atrapaba las partículas o hollín producido en el motor. Gracias al catalizador de oxidación diésel (DOC), el hollín atrapado en el DPF se oxida y se convierte en ceniza durante un proceso llamado regeneración. Para autocaravanas, estaba disponible en versiones de 600 y 650 CV.

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 . El sistema SCR consta de un sistema de inyección de fluido de escape diésel (DEF, compuesto de urea y agua): tanque de almacenamiento, bomba, controlador e inyector, y un catalizador SCR. El DEF se calienta, se bombea y se inyecta en un tubo de descomposición que reacciona con los gases de escape, reduciendo los NOX. Los motores ISX15 CM2250 y CM2350 han eliminado el árbol de levas del inyector gracias al sistema de inyección common rail, en el que el combustible se presuriza mediante una bomba de pistones múltiples de alta presión y se transfiere a través de tuberías a un riel donde se almacena a presiones extremadamente altas, de hasta 35 000  psi.

En 2023, Cummins presentó los motores X10 y X15N. El X10 está diseñado para reemplazar al X12 y al L9 en el mercado de camiones, ya que fue creado para aplicaciones tanto en camiones pesados ​​como medianos. ^{[ 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 con combustible dual, lo que significa que puede operar correctamente con diésel y gas natural . La combustión de gas natural preserva la eficiencia térmica del diésel. Un motor más eficiente produce, a su vez, menos emisiones . El ISX logra esto modificando el retardo de encendido y la sincronización de la inyección. Al analizar 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 para el gas natural de modo que la banda de potencia y el rango de operación sigan siendo funcionales para los clientes, al tiempo que se reducen las emisiones. ^{[ 6 ]} La EPA también ha realizado pruebas con el Cummins ISX para el uso de gas natural, obteniendo resultados de una importante reducción de las emisiones de NOx . La configuración presenta emisiones de NOx un noventa por ciento menores que el estándar actual de la EPA . Esto convierte al Cummins ISX que quema gas natural en uno de los motores diésel más limpios del mundo. ^{[ 7 ]}

El ISX utiliza un filtro de partículas diésel ( DPF ) para filtrar las partículas sólidas de los gases de escape, según lo exigen las regulaciones de la EPA, reduciendo así las emisiones del tubo de escape. El DPF instalado en los motores ISX requiere mantenimiento regular debido a su diseño complejo. El sistema de control de emisiones regenera el filtro periódicamente para quemar las partículas acumuladas, pero cualquier material no combustible (como los de los aditivos lubricantes) permanece en el DPF, lo que puede provocar contrapresión en el filtro y pérdida de eficiencia. Por lo tanto, es necesario desmontar y limpiar el DPF con regularidad. Un aceite sin cenizas podría hacer innecesaria esta limpieza, pero también podría inhibir la lubricación. Se ha estudiado un aceite sin fósforo y se ha comprobado su eficacia para los sistemas DPF y la lubricación. Este aceite presenta resultados satisfactorios tanto en depósitos de pistón como en consumo de aceite, lo que significa que el sistema DPF se optimizaría con el uso de un aceite sin fósforo y con un contenido ultrabajo de azufre. ^{[ 8 ]}

El Cummins ISX también utiliza líquido de escape diésel ( DEF ) en los modelos fabricados después de que se convirtiera en un requisito de la EPA. El sistema DEF inyecta urea para reducir las emisiones diésel. El ISX debe contar con inhibidores para compensar ciertas fallas del sistema DEF. Cuando el tanque de DEF está bajo o vacío, el motor reduce la potencia en un veinticinco por ciento. También se utilizan cortes de energía y advertencias para el conductor cuando el sistema DEF ha sido manipulado o no funciona correctamente. Cummins ha corregido varias fallas y ha realizado varios millones de millas de investigación en carretera basada en clientes para lograr que el sistema DEF del ISX sea lo más funcional posible. ^{[ 9 ]}

En los primeros motores ISX se utiliza un tren de engranajes antibalanceo. Estos engranajes permiten que el motor funcione con un mínimo ruido. Cummins utiliza un tren de engranajes en la parte delantera del motor, que es inherentemente ruidoso. El sistema de engranajes antibalanceo reduce el ruido del motor debido a la disminución del ruido durante el funcionamiento. Sin embargo, este sistema tiene un costo en términos de eficiencia. El modelo Cummins ISX 15 equipado con engranajes antibalanceo sufre una pérdida por fricción. Los engranajes deben superar una mayor 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 sistema de engranajes antibalanceo necesita superar aproximadamente 5 Newton metros de torque. ^{[ 10 ]}

A partir de 1998, el Cummins Signature se lanzó al mercado australiano para reemplazar al N14 saliente. El Signature se produjo hasta 2003. En ese año se lanzó la versión exclusiva para Oceanía, muy popular, el Cummins Signature de segunda generación. ^{[ 11 ]} Esta versión se basó en el Cummins Signature original y lo mejoró. En 2008 se presentó la tercera revisión del Signature, el Signature EGR, que utilizaba la misma tecnología que la gama ISX EGR. En 2012 se lanzó la línea EGR de segunda generación. ^{[ 12 ]}