Jacksonville, Carolina del Norte - 13 de septiembre de 2023 - Stanadyne, proveedor líder mundial de sistemas de gestión de combustible y aire, ha desarrollado un innovador sistema de bomba de combustible e inyector de inyección directa para respaldar un proyecto conjunto de motor de gas propano líquido (GLP) con la Consejo de Educación e Investigación sobre el Propano (PERC) y Katech. El equipo de Stanadyne superó importantes retos de ingeniería para desarrollar el primer sistema de motor de uso medio del sector que puede suministrar combustible propano a una presión constante de 350 bares directamente al motor, mitigando al mismo tiempo la posibilidad de bloqueo por vapor. La innovación y la asociación con PERC y Katech forman parte del impulso de Stanadyne para descarbonizar el motor de combustión interna.
"Los motores de combustión interna son los caballos de batalla de nuestra economía, y este avance tecnológico les ayudará a funcionar de forma mucho más sostenible utilizando combustibles renovables", afirmó David Zimmerman, Presidente de Stanadyne. "La oportunidad de asociarnos con PERC y Katech en esta iniciativa se alinea con nuestro compromiso de desarrollar soluciones que acorten la importante brecha de adopción entre la propulsión alimentada por combustibles fósiles y los vehículos alimentados por combustibles bajos en carbono y sin carbono."
El robusto diseño de inyector y bomba de combustible Stanadyne recibe GLP mediante el sistema de inhibición de bloqueo de vapor que consiste en estrategias de hardware y software desarrolladas y diseñadas por Katech. El sistema combinado alimentó un motor GDI estándar de 6,6 L durante una prueba de rendimiento y durabilidad de 250 horas, demostrando con éxito que los camiones de gasolina y diésel de clase 3-5 pueden funcionar eficazmente con GLP.
"El sistema de inyección directa de líquidos para gases de alta presión de vapor como el GLP ha sido técnicamente esquivo hasta que se materializó esta asociación conjunta entre PERC, Katech y Stanadyne", dijo el Director de Investigación y Sostenibilidad de PERC, Dr. Gokul Vishwanathan. "Esta tecnología será un importante facilitador de motores e híbridos propulsados por propano renovable y propano de alta eficiencia y bajas emisiones para los mercados de carretera y todoterreno."
Vencer el bloqueo por vapor
El equipo de desarrollo conjunto Stanadyne-Katech fue capaz de superar el reto del "bloqueo por vapor", un problema técnico común que afecta a la inyección directa de gases licuados, incluido el GLP. Los gases licuados tienden a vaporizarse, lo que puede interrumpir el funcionamiento de la bomba de combustible y poner la inyección directa de GLP comercialmente viable fuera de alcance.
"Los obstáculos de ingeniería a los que nos enfrentamos en este proyecto fueron numerosos, especialmente el problema del bloqueo de vapor", dijo Srinu Gunturu, Director de Ingeniería de Fabricación de Stanadyne. "Finalmente, pudimos superarlos y, en el proceso, mejorar tanto el rendimiento como la eficiencia del motor. Estamos encantados de ayudar a aprovechar el increíble potencial de los combustibles alternativos más limpios."
Stanadyne ayudó a superar este antiguo reto con un diseño modificado de la bomba con una ruta única de flujo de líquido a través de la bomba. Los ingenieros de Stanadyne también modificaron los inyectores de combustible con revestimientos adicionales para una mayor resistencia al desgaste. Junto con el sistema de inhibición de bloqueo de vapor de Katech, los componentes de Stanadyne permitieron con éxito que el vapor volviera al depósito de combustible mientras suministraban continuamente combustible líquido a la bomba para su lubricación y refrigeración.
"La capacidad de asociarnos con PERC y Stanadyne ha supuesto un prometedor paso adelante en la tecnología de inyección directa de GLP", dijo Eric Suits, Ingeniero Jefe de Katech. "La experiencia de Stanadyne en sistemas de inyección directa de combustible ha permitido a Katech centrarse más directamente en el desarrollo y avance de sistemas de bloqueo de vapor, controles de motores de inyección directa de GLP y futuras aplicaciones de inyección directa de GLP. Esto ha producido una estrategia de control y un sistema de suministro realmente complementarios, necesarios para garantizar un funcionamiento fiable del GLP DI en todas las condiciones de funcionamiento. Todo esto no habría sido posible sin PERC y su colaboración en la evaluación comparativa de LPG-DI y el desarrollo de inhibidores de bloqueo de vapor con Katech".
Stanadyne aplicó su experiencia en inyectores de combustible para crear un patrón de pulverización óptimo que aborda las propiedades únicas del propano líquido a alta presión. La empresa desarrolló unas características únicas del orificio de pulverización y de la orientación para suministrar propano de forma ajustada. Esto ayuda a garantizar una mezcla óptima de aire y combustible para una combustión muy eficiente que genera la misma potencia que la gasolina. Además, el uso de la inyección directa evita la reducción de potencia del 20% asociada a la inyección de combustible en puerto debido a que el propano gaseoso sustituye al volumen de aire en la carrera de admisión.
"La inyección directa de propano a alta presión presenta un desafío único en la preparación de la pulverización", dijo el Ingeniero Jefe Global de Stanadyne, Mike Hornby. "El inyector tiene que garantizar una buena penetración y mezcla en la cámara de combustión".
Implicaciones de la baja emisión de carbono
El uso de GLP -en particular el GLP producido de forma renovable como subproducto del gasóleo renovable- tiene enormes implicaciones para una propulsión más limpia, especialmente para el mercado de vehículos medios y pesados, difícil de electrificar. El GLP ofrece una reducción aproximada del 5% al 10% en las emisiones de dióxido de carbono y casi no emite óxidos de nitrógeno en comparación con el gasóleo tradicional. Además, el GLP no requiere filtro de partículas, tiene un coste total de propiedad inferior al de otros combustibles del mercado y genera menos emisiones de carbono con unos ajustes mínimos del motor. El GLP renovable tiene una intensidad de carbono cuatro veces inferior a la del gasóleo convencional.
El éxito de la prueba del motor GLP proporciona a los camiones de la Clase 3-5 una posible solución de descarbonización que podría ayudar a la industria a cumplir las rigurosas exigencias de los mandatos de emisiones ultrabajas que entrarán en vigor en 2027. A largo plazo, esta innovadora solución de bomba e inyector de inyección directa de GLP facilitará una propulsión más limpia y permitirá a los operadores mantener sus vehículos comerciales con motor de combustión interna trabajando duro para ellos sin dejar de cumplir los objetivos de sostenibilidad.
Acerca de Stanadyne
Stanadyne diseña, fabrica, remanufactura y vende las mejores soluciones de bombeo, inyección, gestión de aire y fluidos y control para vehículos y trenes motrices. Fundada en 1873, la compañía se especializa en ser pionera en la tecnología de inyección de combustible más limpia y eficiente para los motores que mueven nuestro mundo y los componentes de postventa y remanufacturados que ayudan a mantenerlos en funcionamiento. Stanadyne ofrece a sus clientes soluciones de diseño, ingeniería y fabricación personalizadas desde sus sedes de Estados Unidos, China, Italia, India y Emiratos Árabes Unidos, en colaboración con su red mundial de concesionarios y distribuidores de servicios posventa. Para más información, visite Stanadyne.com.
Acerca de Katech
Katech Engineering es un fabricante de motores y vehículos de alto rendimiento que lleva más de 40 años prestando servicio a los mercados corporativo, de posventa y de competición. Nuestra visión es utilizar lo que hemos aprendido ganando carreras en los lugares más exigentes del mundo - Indy, Le Mans, Daytona, Sebring, Dakar y muchos más - para desarrollar, construir y suministrar los mejores motores y productos de ingeniería. Para más información, visite katechengines.com
Acerca de PERC
El Consejo de Educación e Investigación del Propano (PERC) es una organización sin ánimo de lucro que ofrece programas punteros de seguridad y formación sobre el propano e invierte en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías propulsadas por propano. El PERC está gestionado y financiado por la industria del propano. Para más información, visite Propano.com.
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