Cummins B 시리즈 엔진

Cummins B 시리즈 엔진
6.7 유로 4 / 4+
개요
제조사	커민스
부르기도 한다.	4B/6B/6BT/6BTA, ISB, ISBe
생산	1984-현재
배치
배열	인라인-4 및 인라인-6
변위	3.922 cc(L4) 5.883 cc(L6) 6.690 cc(L6)
실린더 보어	102mm(4.02인치) 107mm(4.21인치)
피스톤 스트로크	120mm(4.72인치) 124mm(4.88인치)
블록 재료	주철
헤드 소재	주철
밸브트레인	캠인 블록 2개 또는 4개 밸브 x cyl.
압축비	17.2:1, 17.3:1, 17.5:1
연소
터보차저	홀셋 엔지니어링(변수)
연료계통	커먼 레일 고압 직분사, 7홀 인젝터가 있는 대칭 연소실
관리	Bosch Mechanical(전자식 진각 기능
연료형식	디젤
오일 시스템	습식 섬프
냉각 시스템	수냉식
출력
출력	215–420 hp(160–313 kW)
토크 출력	440–1,075파운드힘(597–1,458 N⋅m)
치수
건조중량	1,100 lb(499 kg)
배출들
배기가스 제어 기술	전기 연료 컨트롤, DPF 및 EGR

컴민스 B 시리즈는 미국의 제조업체 컴민스가 생산하는 디젤 엔진 제품군이다. 1984년 이후 생산에서, B 시리즈 엔진 제품군은 고속도로와 고속도로, 경량 및 중속도로의 여러 응용을 위한 것이다. 자동차 업계에서는 통학버스, 영국의 공공서비스 버스(대부분의 데니스 다트), 닷지/람 픽업 트럭 등에 사용하는 것으로 가장 잘 알려져 있다.

도입 이후 3세대 B 시리즈 엔진은 인라인 4와 인라인 6의 구성으로 복수 교체로 제공되었다.

일반 엔진 기능

B 시리즈는 (이전의 Cummins 엔진에 사용된 습식 라이너가 아닌) 블록에 직접 가공된 엔진 보어를 특징으로 한다. 또한 얕은 원피스 헤드를 사용해 다른 컴민스 제품보다 더 가까운 허용 오차를 요구해 따로 설정했다.^[1] 이 엔진은 노스캐롤라이나주 로키마운트에서 처음 제조되었고, 이후 멕시코, 터키, 영국 달링턴에서 다른 공장들이 추가되었다.^[2]

모든 Cummins 동력 Dodge Pickup(1989년 최초 생산 이후)에는 터보차저가 장착되었다. 그것은 추가적인 신뢰성을 위해 기어 구동 캠축을 사용한다. 또한 딥스커트 엔진 블록과 초강도의 커넥팅 로드도 지정된다. 홀셋 터보차저가 사용된다. 원래의 B 시리즈는 24개의 밸브와 전자 엔진 관리 시스템으로 업데이트되어 1998년에 ISB가 되었다.

모델

이름	변위	실린더	연료	생산년수
B4.0	4.0L	4	디젤
B5.9	5.9L	6
ISB	4.0L 또는 5.9l	4시나
ISB 4.5	4.5L	4
B4.5
ISB6.7	6.7L	6
B6.7
B 가스 플러스			천연가스
ISB6.7 G
B6.7N
B5.9G	5.9L

1세대

4.0L/4BT

4.0L/4BT Cummins는 5,883cc(5.9 L; 359.0 cu in) Cummins diesels와 같은 계열의 엔진이다. 4.0L/4B는 인라인 4기통 자연 흡인형 또는 터보디젤로, 브레드밴과 기타 상용차 등 많은 스텝밴 어플리케이션에서 인기를 끌었다. 게다가 그것은 농기구에서 광범위하게 사용되고 있다. 그것은 또한 소형 트럭으로 엔진을 교체하는 것으로 인기를 얻었다. 최저출력 4B는 53hp(40kW)를 생산한다.^[1]

6BT

자세한 정보
5.9L B시리즈 컴민스 생산: 1984-1998 캠축 구동: 기어 구동 크랭크축: 단조강, 메인 베어링 7개 필터를 포함한 시스템 용량: 3.5 US gal(13 l; 2.9 imf gal) 냉각 시스템: 6 US gal(23l; 5.0 imf gal) 냉각수 히터를 포함한 시스템 용량: 6.5 US gal(25 l; 5.4 imf gal) 냉각수 출력: 2500rpm(5.9L)에서 230hp(172kW) 토크: 1600rpm(5.9L)에서 440lbft(597 N³) 압축비: 17.5:1

"12-밸브" Cummins로도 알려진 5,883 cc(5.9 L; 359.0 cu in) 6BT는 경트럭 차량에 사용된 "B" 엔진 제품군의 첫 번째 멤버였다. 6BT는 Bosch 연료 시스템, 인젝터 및 VE 회전 펌프와 P7100 인라인 분사 펌프를 사용했다. 일부 초기 6BT에는 보쉬 시스템이 유일한 표준이 되기 전에 대신 CAV 회전식 펌프가 공급되었다. 이 엔진은 1984년에 Case 농업 장비에 사용하기 위해 농업용 엔진으로 설계된 생명력을 시작했다.^{[3][full citation needed]} 1989년 이후, 6BT 엔진은 경차, 중차, 엄선된 중차량에 사용되었다.^{[citation needed]} 6BT 엔진은 최근 다양한 차량을 재포장하는 데 사용되어 매우 인기를 끌게 되었으며, 영국에서는 흔히 '착한' 전환으로 알려진 Land Rover 커뮤니티에서 매우 인기가 있는 것으로 입증되었다.^{[citation needed]}

1989–1998년 닷지 램 픽업 트럭에 등장한 이 차는 낮은 엔진 속도에서 토크를 생산하고 연료 마일리지를 크게 향상시켰기 때문에 보통 풀사이즈 픽업 트럭에 사용되는 대형 가솔린 V8 엔진의 대안이 되었다. 그 기간 동안 도지람은 추운 날씨 시작 시 예열 플러그에 의존하지 않는 유일한 디젤 픽업이었다.^[3]

ISB 5.9

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자세한 정보
5.9리터 ISB 컴민스 생산: 1998.5–2007 캠축 구동: 기어 구동 크랭크축: 단조강, 메인 베어링 7개 필터 포함 시스템 용량: 3 US gal(11l; 2.5imp gal) 연료 시스템: 커먼 레일 고압 직분사, 대칭 연소실 관리: Bosch Mechanical with electronic advanced 출력: 2900rpm에서 325hp(242kW) 토크: 1600rpm에서 610lbft(827 N27m) 압축비: 17.2:1 배기 가스 제어: 전기 연료 제어

5.9 L; 359.0 cu in (5883 cc) ISB(Interact System B)는 경트럭 차량과 스쿨버스에 사용되는 가장 큰 직진 6개의 엔진 중 하나이며, 개선된 고출력 600 버전은 2004년 워드의 10대 엔진 목록에 올랐다.

ISB의 한 가지 특이한 특징은 실린더당 4개의 밸브(일반적으로 "24-밸브" Cummins라고 함)가 있는 멀티밸브 푸시로드 엔진 설계라는 점이다. 엔진은 (5,883 cc)에서 5.9 L; 359.0 cu를 102 mm × 120 mm (× 4.72 in) 실린더 보어 및 피스톤 스트로크로 대체한다. 터보차저는 고압 디젤(최근 버전 17.2:1)의 출력을 높이기 위해 사용된다. 단조강 커넥팅 로드, 조립식 캠축, 주조 알루미늄 흡기 매니폴드를 갖춘 올철 엔진이다. 이 엔진은 인디애나 주 콜럼버스에서 생산된다.

ISB는 기계적이었던 6BT 시스템과 달리 전자 제어식 Bosch 연료 시스템을 사용한다. 초기 ISB 엔진은 Bosch 인젝터와 Bosch VP44 고압 펌프를 활용한다. 이후 ISB 설계에는 공통 레일 연료 분사, Bosch 인젝터 및 Bosch CP3 고압 펌프가 있다.^[3]

QSB

5.9 L; (5,883 cc) QSB (Quantum System B)는 ISB의 오프로드, 헤비듀티 버전이다. 일반적으로 해양, 농업 및 건설 애플리케이션에 사용되는 이들 엔진은 ISB와 많은 동일한 부품을 공유하며 동일한 Bosch 연료 시스템을 이용한다.^{[citation needed]}

닷지 램 ISB

1998년 모델 중반에 Dodge Ram은 업데이트된 배출가스 요건을 충족하기 위해 6BT에서 ISB로 전환했다. 다른 ISB와 마찬가지로 이 엔진도 Bosch VP44 로터리 분사 펌프를 사용해 시동을 걸었다. VP44 설정은 타이밍과 연료를 정밀하게 제어할 수 있다는 것을 의미했고, 이는 배기 가스를 더 깨끗하게 만들었다. 다만 VP44 고장률은 기존 P7100 주입펌프보다 높았다. 이들 엔진의 압축비는 17.2:1이었다. 1998-2000년형 ISB는 47RE 자동변속기를 장착했을 때 215 hp(160 kW; 218 PS)와 420 lblbft(569 Nmm)의 정격을 받았다. 1998–2000년 ISB는 수동 변속기를 장착했을 때 235 hp(175 kW; 238 PS) 및 460 lb³ft(624 N³)의 정격을 받았다. 2001-2002년 동안 표준 생산량과 높은 생산량 ISB Cummins 엔진이 제공되었다. 기존 엔진과 동일한 표준 출력은 수동변속기나 자동변속기를 장착했을 때 235hp(175kW; 238PS)와 460lblbft(624 Nmm)로 정격했다. 고출력 ISB의 정격은 245hp(183kW; 248 PS) 및 505lb³ft(685 N nm)로, NV5600 6단 수동 변속기만 사용할 수 있었다. 고출력 엔진은 표준 출력 엔진과 몇 가지 면에서 달랐다. 압축력이 더 높았고(17.3:1) 분말 금속 밸브 시트 삽입물, 더 큰 플라이휠, 더 높은 연료 흐름을 허용하도록 Bosch 연료 시스템을 다시 작동시켰으며, 연료 분사 타이밍이 변경되었다.

닷지 램 ISB CR

2003년식 모델에서는 Cummins가 Bosch 고압 커먼 레일 연료 분사 방식으로 도입되어 다시 전력 출력을 증가시켰다. 자동 장착 차량의 경우 47RE는 내구성 및 토크 용량을 높이기 위해 내부적으로 업그레이드되었으며, 현재 48RE로 알려져 있다. 닷지 트럭의 2003년 등급은 305 hp(227 kW; 309 PS)와 555 lbft(752 N nm)로 발표되었다. 2004년 모델 연도 중반에 Cummins 600이 도입되어 2,900 rpm에서 325 hp(242 kW, 330 PS)를, 1600 rpm에서 600 lblbft(813 Nmm)를 생산하였다. 이 엔진은 이전 엔진보다 눈에 띄게 조용했다.^{[4][non-primary source needed]}

ISB6.7

자세한 정보
6.7리터 ISB 컴민스 생산: 2007-현재 변위: 6.7 L; 408.2 cu in (6,690 cc) 보어 x 스트로크: 107mm × 124mm (× 4.88인치 4.21인치) 최대 출력: 2800rpm에서 150–400 hp(112–298 kW, 152–406 PS) 토크: 최대 1600rpm에서 610–1,000lbft(827–1,356 N³) 압축비: 17.3:1 배기 가스 컨트롤: EGR 및 DPF 터보차저: 홀셋 엔지니어링(변수) 연료 시스템: 커먼 레일 7홀 인젝터로 고압 직분사 캠축 구동: 기어 구동 크랭크축: 단조강, 메인 베어링 7개 필터를 포함한 오일 시스템 용량: 3 US gal(11l; 2.5imp gal)

B6.7은 B 시리즈의 최신 버전이다. 현재 경형트럭이나 스쿨버스용으로 생산된 직진 6엔진 중 최대 규모다. 인디애나주 코코모 송출공장에 구축된 크라이슬러 빌드 6단 68RFE 자동변속기로 2007.5 이상 신형 닷지 2500/3500 픽업트럭에서 350 hp(261 kW, 355 PS)와 650 lbft(881 N⋅m)를 생산한다. 엔진 토크는 메르세데스 G56 6단 수동 변속기가 350hp(261kW, 355PS) 및 610lb³ft(827Nm)로 약간 감소한다. 2007년형 및 신형 3500 Cab & 섀시 트럭은 Aisin AS68RC 또는 Mercedes G56 6단 수동 변속기를 사용하든 305 hp(227 kW; 309 PS)와 610 lbft(827 N³) 버전의 B6.7만 받는다. 2008 4500/5500 중속 섀시 캡 또는 스털링 글머리 트럭의 경우, Aisin AS68RC 또는 Mercedes G56 6단 수동 변속기가 있는지 여부에 관계없이 350 hp(261 kW, 355 PS) 및 610 lbft(827 Nmm) 버전의 B6.7을 받는다. 후기 모델인 2011년형 램 트럭은 350hp(261kW, 355PS)와 800lbft(1,085N⋅)를 생산하며 배기 브레이크 등급은 150hp(112kW, 152PS)에서 222hp(166kW, 225PS)로 상향 조정된다.^[5]

2020년 동안 이 엔진은 400hp 및 1000ft-lb 토크를 생산하도록 업데이트되었다.

블루버드비전, 토마스 사프티라이너 C2, IC CE 스쿨버스에도 사용된다.

5.9에 대한 변경 사항

닷지 트럭의 이전 B5.9에 비해 많은 변화가 있는데, 가장 분명한 것은 대형 변위량이다. B6.7은 실린더 보어 및 피스톤 스트로크가 각각 107 mm × 124 mm (× 4.88 인치)로 증가하여 6.7 L, (6,690 cc)에서 408.2 cu의 변위를 보였다.^{[6][full citation needed]}

6.7 L 커민스 엔진과 함께 가변 형상 터보차저(VGT)가 도입되었다. VGT 터보차저는 엔진 RPM에 따라 배기 하우징의 강철 링을 미끄러뜨려 배기 하우징 내부의 압력을 높이거나 낮추고 터보차저의 속도를 제어함으로써 베인을 조정함으로써 터보 지연을 줄이기 위해 도입되었다. 통합형 배기 브레이크 시스템으로도 작동하며, 모두 터보차저의 전자식 액추에이터에 의해 제어된다. 이 VGT 시스템은 6.7L Cummins 플랫폼에서 극히 일반적인 문제로, 일반적으로 트럭 배기 브레이크의 손실에 의해 진단된다.^[7]

ISB 4.5

ISB의 3분의 2 버전은 185hp(138kW)의 4기통 4.5리터로 런던의 직렬 하이브리드 디젤-전기 더블테커 버스인 뉴루테마스터에 사용된다.^[8][9][10]

연료 시스템

기계식 타이밍을 이용한 기계식 분사

Cummins B Series Engine의 초기 모델에서는 연료 시스템을 포함하여 거의 전적으로 기계적이었다. 이러한 엔진에 사용된 연료 펌프는 P7100 분사 펌프였으며, 이 펌프는 캠축 기어에서 구동되어 내부 캠축으로 구동되어 개별 인젝터에 연료를 주입한다.^[11] 이 펌프 자체는 B 시리즈 엔진의 연료 공급에 가장 인기 있는 옵션 중 하나였는데, 이는 이러한 단순한 설계와 그것이 얼마나 신뢰할 수 있는가에 기인했기 때문이다. P7100 분사 펌프는 또한 더 큰 분사 이벤트가 가능하도록 시스템에 간단한 조정으로 많은 양의 연료를 시스템으로 공급할 수 있도록 한다.

전자 타이밍을 이용한 기계식 분사

이후 B 시리즈 엔진 모델에서는 연료 시스템을 기계식 분사 및 타이밍에서 전자식 타이밍으로 기계식 분사 방식으로 전환했다. 이는 모두 보쉬의 신형 VP44 분사 펌프 덕분이었다. VP44 분사 펌프는 캠축 속도의 절반으로 구동되며 약 4,500psi의 연료 압력을 생성하여 엔진에서 수직 중심 인젝터를 터뜨린다.^[12] 이 분사 펌프는 시스템의 프라이밍을 유지하기 위해 항상 최소 10psi의 일정한 연료 압력을 뒤에 두어야 한다.^[12] 만약 당신이 이 펌프들을 말리면 그것은 당신의 펌프가 빨리 고장나게 할 수 있다. VP44 분사 펌프는 FPCM을 가진 Cummins 엔진에 배치된 최초의 펌프였다. FPCM은 연료 압력 컨트롤 모듈을 의미하며, 이는 시스템의 연료 압력을 유지하고 제어하는 역할을 한다. 하지만, 연료 압력을 조절하는 이 새로운 기술은 편리했지만, 그것은 큰 붕괴를 가져왔다. 문제는 연료펌프 전체를 교체하지 않고는 서비스를 받을 수 없다는 점이었다. VP44의 수명과 기능을 담당하는 퍼즐의 또 다른 중요한 조각은 ECM 옆 블록 측면에 장착된 연료 이송 펌프였다. 이 전자 구동 베인 펌프는 분사 펌프에 최소 10psi를 공급하여 연료 압력을 일정하게 유지하고 냉각하며 윤활유를 공급한다. ^[12]

전자식 타이밍과 공용 레일 가압을 이용한 기계식 분사

오늘날에도 여전히 사용되고 있는 가장 최근의 연료 분사 방법은 공통 레일 분사라고 불린다. 커먼 레일 주입은 연료 펌프가 레일을 가압하는 데 사용되고 거기서부터 연료를 각 인젝터로 보내기 때문에 연료 주입에 완전히 혁신적인 설계다. 이 연료 공급 시스템으로 전환의 주요 이점은 점화 전후 실린더로 훨씬 적은 누출을 허용하는 것이었습니다. 이 모든 것은 이 연료 시스템이 2600bar 이상 작동했기 때문에 가능한 일이므로, 보다 정확한 연료 분사 및 타이밍이 가능하도록 각 인젝터에서 스프링 장력을 더 높게 설정할 수 있다.^[13] 개별 인젝터를 가압할 때와 비교하여 공통 레일 분사를 사용하고 하나의 레일을 가압할 때의 또 다른 이점은 각 인젝터에 보다 일관된 연료를 공급할 수 있기 때문에 신뢰성이 더 높다는 것이다.^[14]

참조