QSG12 (Tier 4 Final/Stage IV)

Le nouveau QSG12 apporte un avantage majeur pour les installations d’équipements Tier 4 Final et Stage IV en restaurant la taille de l’enveloppe du prédécesseur QSM11, utilisé pour les applications Tier 3 et Stage IIIA. Le traitement de l’air à plus haut rendement et la combustion avancée permettent au QSG12 de revenir à la simplicité d’un turbocompresseur à soupape de décharge et d’atteindre des émissions quasi nulles sans avoir besoin d’un système de recirculation des gaz d’échappement (EGR) refroidi. En conséquence, les charges internes sur le QSG12 sont réduites pour libérer un potentiel de puissance supplémentaire, tandis que le rejet de chaleur est réduit de plus de 40 % par rapport aux moteurs utilisant un EGR refroidi.

L’un des principaux objectifs de conception du QSG12 a été de réaliser des économies de poids significatives afin d’augmenter le rapport puissance/poids. Un bloc sculpté conserve une grande rigidité tout en supprimant la masse inutile. L’utilisation d’un matériau composite pour le carter d’huile et le couvercle de soupape permet de réduire encore le poids. Grâce à cette approche innovante, le QSG12 atteint un poids moteur remarquablement bas de seulement 1900 lb (862 kg) pour permettre un rapport puissance-poids de 0,27 ch par lb (0,44 kW par kg) tout en conservant toute la résistance structurelle et la durabilité attendues d’un moteur lourd Cummins.

La série G offre un rendement énergétique grâce à une technologie de réduction des parasites sans pompes à débit variable qui ajoutent des coûts inutiles et réduisent la fiabilité. Sa conception SCIH (Single Cam In Head) avec commande de soupapes à rouleaux et orifices d’admission à haut rendement perpétue le thème de conception de la complexité minimale et de l’efficacité maximale. La conception légère qui en résulte permet de livrer plus de charge utile tout en nécessitant moins d’énergie pour la fabrication que les conceptions concurrentes.

Avec des puissances couvrant une large gamme de 335 à 512 ch (250-382 kW), le QSG12 offre une solution d’alimentation idéale pour une grande variété d’applications, notamment les chargeuses sur pneus, les excavatrices, les grues et la manutention, les équipements de construction de routes, les compresseurs, les machines de criblage et de concassage.

Caractéristiques et avantages

Avantage Xtra-High Pressure
Le QSG12 intègre le système d’alimentation en carburant Cummins Xtra-High Pressure Injection (XPI), dérivé du moteur QSX15 Tier 4 Final plus grand et plus puissant. Bien que sa taille ait été réduite pour la plate-forme de 12 litres, le système de carburant XPI conserve toutes les caractéristiques de robustesse et de robustesse du système, éprouvées jusqu’à 675 ch (503 kW) sur le 15 litres.

Avec de multiples injections pilotées par des commandes électroniques Cummins de haute précision, le système de carburant XPI contribue à un couple maximal très impressionnant pour le QSG12 de 1700 lb-pi (2305 N•m), ainsi qu’à une augmentation du couple pouvant atteindre 60 % disponible. Ces attributs permettent au QSG12 d’offrir une réponse exceptionnellement rapide aux facteurs de charge croissants à partir d’un bas régime moteur.

XPI joue un rôle important dans l’amélioration de la sociabilité du moteur, avec moins de bruit, moins de vibrations et une distribution de puissance plus douce. L’utilisation d’un train d’engrenages arrière contribue également au raffinement global du moteur en réduisant les vibrations et le bruit d’au moins 1 dBA.

Post-traitement DPF-SCR ultra-propre
Le QSG12 est conçu comme un ensemble de post-traitement entièrement intégré de l’admission d’air à l’évacuation, prêt à être intégré dans une machine. Conçu et fabriqué pour le moteur de 12 litres par Cummins Emission Solutions (CES), le post-traitement combine un filtre à particules diesel (DPF) et une réduction catalytique sélective (SCR) pour obtenir un échappement ultra-propre.

D’après l’expérience Cummins Tier 4 Interim/Stage IIIB, le DPF fonctionne comme un dispositif quasi passif, la régénération active automatique se produisant moins de 1 % du temps de fonctionnement du moteur. L’utilisation d’un FAP dans le flux d’échappement fournit au QSG12 une marge supplémentaire de contrôle des émissions de particules (PM) à des charges moteur plus élevées, afin d’obtenir une meilleure réponse transitoire. Le DPF à usage intensif n’a aucun impact sur le fonctionnement de l’équipement, la machine continuant à fonctionner normalement pendant la régénération active automatique.

Le système SCR développé par Cummins pour Tier 4 Final/Stage IV est une conception de nouvelle génération avec un catalyseur à base de zéolithe de cuivre capable de convertir plus de 95 % des oxydes d’azote (NOx), capable de fonctionner plus efficacement à des températures plus basses, avec des capteurs avancés offrant un contrôle complet en boucle fermée. À l’aide d’un doseur Ecofit™ UL2 fourni par CES, les niveaux de dosage de fluide d’échappement diesel (DEF)/AdBlue sont minimisés grâce à un modèle de pulvérisation par injection de haute précision avec une décomposition plus efficace du fluide.

Si l’on combine le coût du FED requis pour le système SCR et le coût du carburant consommé, le coût global d’exploitation du fluide du QSG12 pour la norme Tier 4 Final reste inférieur à celui du précédent moteur QSX11.9 pour la norme Tier 4 Interim.

L’expérience de Cummins Emission Solutions en matière d’intégration des technologies DPF et SCR en un seul système est inégalée dans l’industrie, avec près de 450,000 moteurs Cummins produits avec ce post-traitement combiné.

Conçu pour les extrêmes
Le QSG12 est conçu pour faire face aux conditions de fonctionnement les plus extrêmes rencontrées par les machines tout-terrain. Même en travaillant sous des facteurs de charge élevés, le QSG12 atteindra la même durée de vie légendaire jusqu’à la révision que celle réalisée par le QSM11 aux niveaux Tier 3 et Stage IIIA. Les opérateurs de machines alimentées par QSG12 peuvent s’attendre à - et peuvent dépasser - 12,000 heures avant la révision. De manière significative, aucune révision du moteur à mi-vie n’est requise.

Le système de post-traitement DPF-SCR de Cummins est capable de résister à des chocs et des vibrations sévères, conçu avec une durabilité équivalente à celle du moteur. De plus, le QSG12 peut fonctionner à une angle de 45 degrés avec seulement le carter d’huile standard installé.

Pour offrir une protection maximale du moteur, en particulier lorsque vous travaillez dans des conditions poussiéreuses, le QSG12 est doté d’un système de filtration d’air Cummins Direct Flow™ intégré développé pour les applications Tier 4. Le filtre à air Direct Flow offre une plus grande capacité de rétention de la poussière dans un boîtier plus petit, avec des intervalles de changement d’élément filtrant au moins deux fois supérieurs à ceux des filtres à air conventionnels. Le filtre est également doté d’un capteur intelligent intégré pour intégrer pleinement le débit d’admission d’air à la combustion du moteur.

Un système de filtre à carburant à deux étages pour le QSG12 est doté du dernier média NanoNet™ de Cummins Filtration, pour garantir que le système d’injection de carburant XPI est entièrement protégé contre le carburant contaminé par des particules dures. Les médias NanoNet piègent près de 99 % de toutes les particules aussi petites que 5 microns, de sorte que le filtre fonctionne plus efficacement plus longtemps, avec moins de restriction de débit de carburant.

L’expertise de Cummins Filtration s’étend également à un filtre coalescent à haute efficacité, pour éliminer les émissions d’hydrocarbures de carter et le brouillard d’huile, ajoutant ainsi aux références de moteur propre du QSG12.

Fonctionnalités adaptatives à la machine
Le QSG12 est spécialement configuré avec un ensemble de fonctionnalités adaptatives à la machine pour faciliter l’intégration de la machine dans un large éventail d’applications. Par exemple, le turbocompresseur à soupape de décharge Cummins est disponible en position arrière basse ou en position centrale avant sortie, pour offrir une flexibilité d’installation accrue.

D’autres options utiles incluent une prise de force avant (FEPTO) avec jusqu’à 564 lb-pi (630 N•m), une prise de force/entraînement hydraulique arrière (REPTO) avec jusqu’à 516 lb-pi (700 N•m) et un entraînement latéral pour une pompe hydraulique. Pour les machines nécessitant un frein moteur, une option de frein à compression est disponible ou un accélérateur d’échappement intégré peut être utilisé.

Le système de post-traitement ultra-propre DPF-SCR utilisé par le QSG12 s’adapte facilement à chaque espace d’installation spécifique de la machine, grâce à un format modulaire permettant de multiples configurations dans des orientations horizontales et verticales.

Le moteur à alésage moyen QSG12 complète entièrement celui du moteur à gros calibre QSX15, afin d’étendre la gamme de puissance des véhicules lourds de Cummins jusqu’à 675 ch (503 kW) pour la norme Tier 4 Final/Stage IV, les deux moteurs partageant une technologie de post-traitement DPF-SCR similaire.