Programa Mecanico de Competencias Departamento de Servicio Curso: “Familiarización Motores QST30 ” Introducc ión
Oct 20, 2015
Programa Mecanico de Competencias Departamento de Servicio
Curso:“Familiarización Motores QST30”
Introducción
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Objetivos del curso
El curso de motores SA12V140Z-1/QST30esta diseñado para cumplir con los siguientesobjetivos:
Objetivos del curso:El estudiante podra describir la estructura y funcionamiento, de los motores 12V140Z-1 / QST30, ademas de evaluar los conocimientos adquiridos
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El Komatsu SA12V140Z-1 o
Cummins QST30Engine
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Modelo de motor Komatsu
S A 12 V 140 Z - 1
Super charged engine (turbocharger)
Aftercooled
Number of Cylinders
V Type Block
Bore diameter in mm
Cummins Manufacture
Series
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Modelo Cummins
Displacement (Liters)
Q S T 30 - (*)
QUANTUM Family
Engine SeriesSystem
Application Codes
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Cummins Application Codes
C = Construction
D = Generator Drive
F = Fire Pump
G = Generator Set
L = Locomotive
M = Marine
P = Power Unit
R = Railcar
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A New Addition to the Quantum Line
The Cummins QST30
or
Komatsu 12V140Z-1
Engine
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QST30 /(12V140Z-1)
CKEC Seymore INQST30 /
12V140Z-1Application
Platforms (a) 330M (b)WA800 (c) WA900
KCEC Osaka Japan12V140-1Application Platforms (a) D475A-3
3rd Qtr 98 QST30
(b) HD785 Z engine Units built in
Peoria
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Historia del SA12V140
1981 El desarrollo comenzo en 1981 con el SA6D140 1984 Se desarrolla la versión del SA6D140 “V” 1986 Primer prototipo
1987 Pre -Production
1988 HD785 (dump Truck)
WA800 (wheel Loader)
1989 D475 (bulldozer)
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Komatsu SA12V140Z-1 Komatsu comenzo la produccion en Japon
en 1988 Los niveles de produccion han sido 200
unidades por año (270 en 1996) Los motores Komatsu han sido usado en
el camion HD785, en el cargador WA800/WA900, y en D475A-2 crawler dozer applications
Menos del 5% de estos motores se vendio para aplicación marina y generacion.
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Komatsu SA12V140Z-1
Entre los años 1988 y 1992 Komatsu produce 400 motores SA12V140-1
Los estudios y evaluaciones completadas a los motores en Japon el año ‘93 comparan al SA12V140-1 v.s. K38
La compañía Cummins Komatsu Engine se forma en Oct. 1993.
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Cummins Komatsu Engine Co.Se forma una sociedad 50/50Komatsu retiene el control del diseño
base de las opciones del motor controlEl control del diseño y las opciones del
cliente es retenido por CumminsCummins paga Komatsu una licencia por
cada motor Komatsu vendido.La sociedad emplea mas de 100
personas trabajando en el Centro Industrial Cummins
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Desarrollo del programa QST30
El desarrollo del programa comienza en noviembre del año 93
Focus of efforts was to resource components through the Cummins supply base
Some engineering effort on re-design of fuel pump drive and mounting to accommodate Bosch fuel pump
Power Gen. and Industrial Electronic controls designed entirely by CECo.
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QST30 Recursos puestos
-75% del total del costo del motor es suministrado a travez de Cummins. Examples include : Golden: Fundicion del block CKEC: Mecanizado del block Bosch: fuel pumps and
injectors
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QST30 Recursos puestos
Holset: turbochargers, air compressors, & dampers Cifunsa: Fundición de la culata Cummsa: Mecanizado de la culata Concentric: Boma de aceite y
bomba de agua Delco: Motores de arranque
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QST30 Resourcing Effort
Varios componentes siguen siendo suministrado
por Komatsu:
Pistones
Rough block castings
Camisas
Metales
Maquinado del Cigueñal
La mayoria de las empaquetaduras
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Producción lanzada
– Power Generation• Full production began in 4/96 or Onan only• G-drive production began in 4Q96• -250 engines built in ‘96• -600 planned for 1997
– Industrial • Limited production launch 7/97• -60 engines planned for 1997
12V140-Z1/QST30Komatsu America International Company – Service Training
12V140Z-1 / QST 30
Base Engine Introduction
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Discussion of Selected Engine Components
General Engine OverviewValve Settings:
Intake Valve Adjustment 0.43 mm [0.017 in] Exhaust Valve Adjustment 0.80 mm [0.032 in]
QST3O Aspiration
-Turbocharged and Aftercooled
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Discussion of Selected Engine Components
General Engine OverviewBore and Stroke140 mm x 165 mm [5.51 in x 6.5 in]
Compression Ratio: 14.0:1
Displacement 30.5 Liters [1860 Cu ml
Crankshaft Rotation
(Viewed from the front of the engine
Clockwise
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CompactHigh OutputHigh Reliability and DurabilityFuel EconomyEasy Maintenance
Development Target
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SA12V140Z-1 / QST30
Bore & Stroke 140 mm X 165 mm
Cylinder Arrangement 12 Cylinder
50 Degree Vee
Volume 30 Liters
Industrial Power Output 750 - 1050 Hp
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1. Angulo Block 50 Degree VeeFiring Order:1R-1L-5R-5L-3R-3L-6R-6L-2R-
2L-4R-4L
2. Piston Ductile iron piston, High Top Ring
3. Culata Dry sleeve injector bore
4. Cylinder block FEM Design, STORM threads two bolt main with future four bolt main.
5. Crankshaft Induction hardened Journal Fillets
Diseño y caracteristicas
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Caracteristicas Standard6. Diseño de bomba Inyectora Two Bosch RP39 or Two
Zexel KP21E with electro -hydraulic
governor7. Intake/Exhaust Layout offset 15’ Intake - Outside
Exhaust - Inside8. Bomba de aceite Alto flujo, diseño 3
engranajes 9. Aspiration Turbocharger & Aftercooled
10. Turbochargers Twin Holset HX60
11. Filtración de aceite Full flow and bypass filtration
12. Sistema de refrigeracion Conventional radiator
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Sistema de combustible
4 sistemas son permitidos» Zexel PS7S with Mechanical governor» Komatsu High Pressure KP22 with
electro-hydraulic control» Bosch RP39/RE36 full authority
electronic control» Bosch P8500/RE30
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Componentes Comunes(SA6D140 & SA12V140)
Culatas, Rocker Housing, Head Cover Piston, Piston Pin and Piston Ring Rocker Arm, Push-rod, Cam Follower Oil Cooler Element (2 elements for
SA12V140Z-1) After-cooler Element (2 elements for
SA12V140Z-1) Note: Valve components are improved
can be used to uprate SA6D140
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Controls for Industrial Ratings
Dual Cummins CM552 ECMOn Engine Mounting
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Ventajas del sistema electronico de combustible Bosch
Alta presion de inyeccion, principalmente para reducir las emisiones.
Eliminacion de uniones mecanicas entre las bombas de combustibles
Capacidad de relacionarse con otros dispocitivos electronicos del equipo
Un mejor costo
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Engine Model KomatsuSA12V140
CumminsV28
Cat3412
Cat3508
DDC12V92
Type
Nuber of Cylinders 12 12 12 8 12
Bore x Stroke 140x165 139.7 x152.4
137 x 153 170 x 190 123 x 127
Displacement 30.5 28 27 34.5 18.01
Rated Output (hp/rpm) 1050/2100 900/2100 750/2100 1000/1800 825/2300
Peak Torque (kgm/rpm) 425/1500 343/1500 297/1500 462/1200 307/1200
Dry Weight (kg) 2930 2633 2157 3680 1940
Length (mm) 1670 1833 1650 1905 1730
Width (mm) 1252 1273 1136 1422 1190
Height ( mm) 1524 1608 1318 1702 1370
Output/Displacement (hp/l) 34.4 32.1 27.8 29 45.8
Weight Displacement (kg/l) 96.1 94 79.9 106.7 107.7
Output/Bulk Volume(hp/mm2)
329 240 304 217 293
Specifications
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Engine Ratings
Power Generation Ratings: -60Hz Standby 750, 800, 900 Kw
(1135,1200,1490 bhp)-50Hz standby : 620, 705, 800 kWh.(940, 1030, 1200, bhp)
50hz standby: 675 & 725 kWh. (1010 & 1080 bhp 60Hz prime 675 & 725 kWh. (1010 & 1080 bhp 50hz prime 560 & 640 kWh. (840 & 960 bhp)
Industrial Ratings: Carga intermitente: 1050 @21200 rpm C torque
rise Carga continua : 850 hp @ 2100 rpm 50hz prime
675 & 725 kWh. (1010 & 1080 bhp
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How to Achieve High Performance
1. Good Intake / Exhaust System2. Good Combustion3. Reduced Friction
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1. Good Intake / Exhaust System
Backward Rake Turbo Charger Holset HX60 Komatsu KTR110-2
Pulse Reserving Exhaust ManifoldDuctile Cast Iron Piston
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Ductile Cast Iron Piston
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Sistema de alta presion de combustible
SA12V140 dos Komatsu KP21sSA12V140Z-1 dos Bosch RP39QST30G & D dos Bosch P8500
Combustion mejorada en la camaraDuctile Cast Iron Piston
2. Buena Combustion
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Intake Port Development For Good Combustion
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Optimized Combustion Chamber Shape
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Minimum Dead Volume Combustion Chamber(MDVCC)
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3. Reduced Friction
Four Valves / Cylinder Set de valvulas de admisión de Tribaloy
Reduced valve and valve seat wear Stem Seals Chrome stems Nitride intake valve face material Eatonite 6 exhaust Valve face material
Extended service intervals
Three Ring Piston High Efficiency Oil & Water Pumps
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Como alcanza alta durabilidad y confiabilidad
1. Componentes de la camara de combustión (Reduce cargas termicas)
2. Componentes principales fuertes y rigidos (FEM Design & Stress Tested Components)
3. Diseño de Bajo desgaste y alta resistencia al arrastre
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Componentes de la camara de combustión(Reduced Thermal Load)
Piston Oil Jet Cooling Cooling Gallery Around Combustion
Chamber & Ring PackCulata
Forced Cooling Through Drilled Holes in Valve Bridge
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Piston Oil Jet Cooling
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Pasaje interno de refrigeración del piston
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Strong and Rigid Main Components
FEM Design & Stress Tested as Components
Cylinder Block, Connecting Rod Mechanical Stress
Cylinder Head & Piston Mechanical & Thermal Stresses
Crankshaft Bearing Oil Film Calculation
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Low Wear & High Scuffing Resistance Design
Roller Cam FollowerSpecial Surface Control for Cylinder
LinerLa base de los anillos del pistonCutback Top Land Piston
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Key Changes in the Cummins QST-30
Komatsu Sa12V140-Z1
Fuel System/ Controls Zexel to Bosch Cummins Electronic
Turbochargers Komatsu to Holset
Upgraded Components: Improved Rating Capability and Problem
Counter Measures Resourced Components with Cummins
Suppliers Reduced Engine Cost
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Fuel System /Controls
1. Fuel Pumps2. Controls3. Advantages of Bosch
Electronic Fuel System
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Fuel Pumps for Industrial Ratings:
Bosch RP39/RE30Bosch P8500/RE36
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Controls for Industrial Ratings:
Dual Cummins CM520 ECMsOn Engine Mounting
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Advantages of Bosch Electronic Fuel System
Higher Injection Pressure Capability for Emissions
Elimination of mechanical Linkage Between Fuel Pumps
Capability to link with Other Vehicle/Power Train Electronics
Improved Cost
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Turbochargers
“Cumminization”Improved EfficienciesImproved CostWastegates Available for Quick
Response Applications
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THE END