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康明斯公司在美(měi)国印第安纳州西摩基地正式发布当今世界上输出功率(lǜ)最大的高速柴油发动(dòng)机QSK95,动力超过4000马(mǎ)力(2983千瓦)。16汽缸QSK95发动机排量达95升、是(shì)康明斯全新(xīn)大马力柴油和天然气发动(dòng)机平(píng)台的开山之作。这条新产(chǎn)品线(xiàn)未来将延展至(zhì)120升(shēng)排(pái)量、拥有20汽缸的QSK120,输出(chū)功率(lǜ)可(kě)以突破5000马力(3728千瓦)。
QSK95十六缸发动机功(gōng)率密度高、动(dòng)力强(qiáng)劲,具备(bèi)其他1800转、20缸高速大马力发动机型都无法企及的超高升功(gōng)率。同(tóng)时(shí),在(zài)不降(jiàng)低功率的情况下,与多数速度低于1200转、更大的中速大马力发动机相比,QSK95不失(shī)为一个更加节省空间与成本的选择。
对(duì)于长时间、高负(fù)荷运转(zhuǎn)的客运和货运机车、多种船机和超大吨位矿用车来说,QSK95提供了完美的动力匹配,客户可受益(yì)于(yú)其超(chāo)长(zhǎng)出勤率和大修里程。
作为发(fā)电机组应用,QSK95可靠性高、燃油经济性好。在海上油气田平台上(shàng),QSK95是一个匹(pǐ)配性好的钻机动力模(mó)块。QSK95用于驱动康明斯(sī)最新的(de)C3000系列发电机组,可提供行业领先(xiān)的3.5兆瓦(wǎ)功(gōng)率输出。
QSK95在(zài)各种应用中都力求满足当今最严格的(de)排放标准(zhǔn),包括(kuò)将(jiāng)于2015年实行的美国联邦环保署EPA第(dì)四(sì)阶段排(pái)放,采用历经市场验(yàn)证的康(kāng)明(míng)斯选择性(xìng)催化还原系统取代排气消声器来满足该标(biāo)准。
QSK95是当之无愧的大型高(gāo)速柴油机发展史上(shàng)的里(lǐ)程碑(bēi)。它的动力性和耐久性(xìng)超越了(le)同级别的其(qí)他(tā)产品,也(yě)足以比肩那些更大的(de)、成本更高的中速发动机。QSK95把康明斯带(dài)入了更高一级的(de)动力行列(liè),这也是(shì)很多客户所(suǒ)热(rè)切期(qī)待的。在QSK95的研(yán)发过程中(zhōng),康明斯收集了上百(bǎi)家潜在(zài)用户的(de)意见(jiàn),充分考虑了他们在(zài)运行和安(ān)装方(fāng)面的需求。
康明斯特(tè)别(bié)量身设计,使QSK95在出勤率和可靠性上高(gāo)于(yú)其他同级别发动机,因(yīn)为对客户而言,这些特质是推动(dòng)他(tā)们成功的关键。QSK95的面(miàn)世,意味着康明斯全新大马力柴油和天然气(qì)发动机平台的成功(gōng)启动,这一平台未来(lái)将陆续推出(chū)12汽缸(gāng)、16汽缸(gāng)、和20汽缸等系列新品。天然气(qì)发动(dòng)机产品线也不是柴油发动(dòng)机的衍生(shēng)品,而将是针对燃气动(dòng)力特(tè)有设计,康明斯将在2013年公布(bù)天然气产品线的更多细节。
在开发QSK95产品平台过程中,已(yǐ)预留了四(sì)个缸体的位置,以便升级到功率(lǜ)超过5000马(mǎ)力的(de)QSK120机型,再次突破高速(sù)柴(chái)油(yóu)发(fā)动机性(xìng)能(néng)表现的极限。QSK120将采用与QSK95相(xiàng)同(tóng)的构造与系统设计,充分发挥平台通用性的优势(shì)。
康(kāng)明斯为QSk95和全(quán)新大马(mǎ)力(lì)平台的(de)开发投入(rù)了大量的人力和物(wù)力:共有150名高级(jí)工程师全程参与研发(fā),康明斯投资1亿多美元在(zài)西(xī)摩工厂建立全新的生产线和(hé)先进的实验设备。
以分析导向(xiàng)型设计开发QSK95机(jī)型(xíng)
QSK95开发过(guò)程中(zhōng)采(cǎi)用(yòng)了最高技术水平(píng)的分析(xī)工(gōng)具,包括先进模拟燃烧系统。这些强(qiáng)有力的分析工具(jù)帮助(zhù)我们在实体(tǐ)制(zhì)作前,通过上万(wàn)次燃烧设(shè)计方式找到最优方(fāng)案,同步实现燃油(yóu)经济(jì)性、性能、排(pái)放和(hé)动力缸耐(nài)久性最(zuì)佳状态。
QSK95设计了承(chéng)载力极强的发动机内(nèi)部构造,确保动力缸体能(néng)够承(chéng)受达到(dào)更(gèng)高峰值时的压力(lì),为降低排放和提高燃油(yóu)经济性创造(zào)了高效耐久(jiǔ)的缸(gāng)内(nèi)条件。燃烧分析型导向(xiàng)的一(yī)个主要成就(jiù)在(zài)于(yú)QSK95在满足更高排放标准是(shì),性能表现(xiàn)不会打任(rèn)何折扣,与其(qí)它少数满足第四(sì)阶段(duàn)标(biāo)准的高中速发动(dòng)机相(xiàng)比,这无(wú)疑是个巨大的优势。
采用历(lì)经考(kǎo)验的性能(néng)系统
尽管QSK95在一(yī)个全(quán)新(xīn)的平台上生产(chǎn),这(zhè)款发(fā)动机有效(xiào)利用了(le)康明斯历经考验的(de)大马力技术系(xì)列(liè)中的(de)各(gè)项性能系统优势。
四涡轮增压(yā)器系统将QSK60上高(gāo)可(kě)靠(kào)性的进气(qì)处理系(xì)统直接应用到QSK95上。四个紧凑的涡轮增压器在(zài)单(dān)级增(zēng)压的模式下(xià)提供卓越的突(tū)加载接受和(hé)瞬态响应(yīng)的性能。
模块化共(gòng)轨燃(rán)油系统进一(yī)步升级,最高可达2200帕超高压喷射压力。该系统确保(bǎo)在(zài)各(gè)种操作(zuò)层级中不仅(jǐn)能进一步改进燃油经济性,而且在降噪(zào)、稳定平(píng)顺和降低(dī)明烟方面都(dōu)有显(xiǎn)著提升(shēng)。
康(kāng)明斯全新NanoNet TM油(yóu)滤器显著改进了燃料洁净度,从(cóng)而(ér)进(jìn)一步提高(gāo)模块化共轨燃油系统的耐久性(xìng)。考虑到在全球不(bú)同区(qū)域油品(pǐn)质量的显著(zhe)差异,这一技(jì)术将成为康明斯发动机的一个重(chóng)要优势。
加强结构强度
全(quán)新球墨铸铁缸体和延伸的裙(qún)板(bǎn)确保了QSK95高(gāo)性(xìng)能(néng)的结(jié)构强度,增强了适应多次大修的(de)耐(nài)久能力,内置的气缸体加强板对减震大有帮助。单(dān)体煅钢活塞使耐用性极大(dà)提升(shēng),为(wéi)日后的(de)再(zài)制(zhì)造创(chuàng)造(zào)了条件。三个活塞环均采用(yòng)顶级(jí)材质,第一道(dào)气环采用PVD涂(tú)层技术。加固的缸体上的气缸套和双活塞散热喷(pēn)嘴作为中(zhōng)转,有效降低(dī)了活(huó)塞环的(de)温(wēn)度,增强了耐用(yòng)性。
QSK95更强(qiáng)大(dà)的发动机设计工艺增强了(le)发动机(jī)在保固期内的(de)可靠性,也减少了发动机大修的重置,从(cóng)而显著降低(dī)了发动机整个生命周期中的(de)使用成本。QSK95拥有惊人的(de)超长大(dà)修周期,最大间(jiān)隔可达170万加(jiā)仑(lún)(640多(duō)万升(shēng))或更高的燃油消耗量,无(wú)中修,大大(dà)提高了出勤率。
满(mǎn)足超低(dī)排放限值(zhí)
专门为QSK95设计的(de)选(xuǎn)择性催化还(hái)原(yuán)后处理系统(SCR)可以提供灵活的安(ān)装方式(shì),用来(lái)满足第四阶段和更高(gāo)排放标(biāo)准的要求。后处理系统的外形设计也(yě)为满足特殊需求而增加降低(dī)颗(kē)粒排放的技术预(yù)留(liú)了空间。
依靠(kào)负(fù)载循环(huán),康明斯SCR系(xì)统可在大大降(jiàng)低二氧化碳排放(fàng)的同时(shí)节省燃油5%到10%。SCR技术所实现的燃油节省是在高压燃油系(xì)统性能(néng)之上的进(jìn)一步提升,它(tā)所带来的运营成本节省超过了使用柴油排(pái)放处理液(DEF)所增加的成本。
QSK95使用选(xuǎn)择性催化还原系(xì)统(SCR)代替废气再循环系(xì)统(EGR)降低氮氧化(huà)物的排放。这样做可以避免EGR系统与大功率发动机复杂的内部匹配,不存在适用性的问题。另一个(gè)优点是不再(zài)需要发动机散热(rè)装置,同时节省(shěng)安(ān)装成本和空间。
出勤时间更长(zhǎng)、维护更便捷
QSK95在设计(jì)中(zhōng)加强了(le)可靠性(xìng),尽可能(néng)的达到最长出(chū)勤时间。发动机的(de)外观设(shè)计了便于接(jiē)入的冷却、机(jī)油和燃(rán)油系统维护点,使(shǐ)得售后维修服(fú)务更快(kuài)更(gèng)方便。最(zuì)小维护间隔大于500小(xiǎo)时,同时(shí),如果选(xuǎn)装了(le)ELIMINATORTM机(jī)油清洁系统,能够极大地延长换油周期。
整个发(fā)动机(jī)以无泄(xiè)漏为目标而设计(jì),所有(yǒu)重要连接点例如飞轮壳、飞(fēi)轮、齿轮室、油底壳与气缸(gāng)盖相(xiàng)连的地方(fāng)都装有(yǒu)嵌入式封(fēng)塞,确保严丝合缝(féng)。气缸(gāng)盖(gài)周边的(de)特(tè)制封塞确保(bǎo)了空气中的杂物不(bú)会穿透这层重要的界面。
四块康明斯电子控制器模块(ECM)为监控和保护发(fā)动机系统(tǒng)提供了强大(dà)的数据处理存储(chǔ)能(néng)力。一(yī)个电控模块监控发(fā)动机的四分之一部分,四(sì)块电控模(mó)块协同(tóng)工作(zuò),易于(yú)在发(fā)动(dòng)机(jī)前的保护罩内观(guān)测数据,人(rén)性化的操作界面(miàn)使所(suǒ)有诊(zhěn)断工作简(jiǎn)单易(yì)行。
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