Jacksonville, Carolina del Nord - 13 settembre 2023 - Stanadyne, fornitore leader a livello mondiale di sistemi di gestione del carburante e dell'aria, ha sviluppato un innovativo sistema di pompe e iniettori di carburante a iniezione diretta per supportare un progetto congiunto di motori a gas propano liquido (GPL) con l'Agenzia per la Sicurezza Nazionale. Consiglio per l'educazione e la ricerca sul propano (PERC) e Katech. Il team di Stanadyne ha superato importanti sfide ingegneristiche per sviluppare il primo sistema per motori di media cilindrata del settore in grado di erogare carburante propano a una pressione costante di 350 bar direttamente nel motore, riducendo al contempo il potenziale di blocco del vapore. L'innovazione e la collaborazione con PERC e Katech fanno parte dell'impegno di Stanadyne per la decarbonizzazione del motore a combustione interna.
"I motori a combustione interna sono i cavalli di battaglia della nostra economia e questo progresso tecnologico li aiuterà a funzionare in modo molto più sostenibile utilizzando combustibili rinnovabili", ha dichiarato David Zimmerman, Presidente di Stanadyne. "L'opportunità di collaborare con PERC e Katech a questa iniziativa è in linea con il nostro impegno nello sviluppo di soluzioni che colmino il significativo divario di adozione tra la propulsione a combustibili fossili e i veicoli a basso o nullo consumo di carbonio".
Il robusto design dell'iniettore e della pompa del carburante Stanadyne viene alimentato a GPL mediante un sistema di inibizione del blocco dei vapori costituito da strategie hardware e software sviluppate e progettate da Katech. Il sistema combinato ha alimentato un motore GDI standard da 6,6 litri durante un test di prestazioni e durata di 250 ore, dimostrando con successo che i camion a benzina e diesel di Classe 3-5 possono essere efficacemente alimentati a GPL.
"Il sistema di iniezione diretta di liquidi per gas ad alta pressione di vapore, come il GPL, è stato tecnicamente inafferrabile fino a quando non si è concretizzata questa collaborazione tra PERC, Katech e Stanadyne", ha dichiarato il Direttore della Ricerca e della Sostenibilità della PERC, il dottor Gokul Vishwanathan. "Questa tecnologia sarà un fattore importante per la realizzazione di motori e ibridi ad alta efficienza e basse emissioni alimentati a propano e propano rinnovabile per i mercati on-road e off-road".
Sconfiggere il blocco del vapore
Il team di sviluppo congiunto Stanadyne-Katech è stato in grado di superare la sfida del "vapor lock", un problema tecnico comune che riguarda l'iniezione diretta di gas liquefatti, compreso il GPL. I gas liquefatti tendono a vaporizzare, il che può interrompere il funzionamento della pompa del carburante e rendere impossibile la commercializzazione dell'iniezione diretta di GPL.
"Gli ostacoli ingegneristici che abbiamo dovuto affrontare in questo progetto sono stati numerosi, in particolare la sfida del vapor lock", ha dichiarato Srinu Gunturu, Manufacturing Engineering Senior Manager di Stanadyne. "Alla fine siamo riusciti a superarli e a migliorare le prestazioni e l'efficienza del motore. Siamo entusiasti di contribuire a sfruttare l'incredibile potenziale dei carburanti alternativi più puliti".
Stanadyne ha contribuito a vincere questa annosa sfida con un design modificato della pompa con un percorso unico del flusso di liquido attraverso la pompa. Gli ingegneri Stanadyne hanno anche modificato gli iniettori del carburante con rivestimenti aggiuntivi per una maggiore resistenza all'usura. Insieme al sistema di inibizione del blocco del vapore di Katech, i componenti Stanadyne hanno consentito il ritorno del vapore al serbatoio del carburante, fornendo al contempo carburante liquido alla pompa per la lubrificazione e il raffreddamento.
"La possibilità di collaborare con PERC e Stanadyne ha prodotto un promettente passo avanti nella tecnologia GPL DI", ha dichiarato Eric Suits, ingegnere capo di Katech, "il background di Stanadyne nei sistemi di alimentazione DI ha permesso a Katech di concentrarsi più direttamente sullo sviluppo e sull'avanzamento dei sistemi di blocco del vapore, sui controlli dei motori GPL DI e sulle future applicazioni GPL DI. Questo ha prodotto una strategia di controllo e un sistema di erogazione davvero complementari, necessari per garantire un funzionamento affidabile del GPL DI in tutte le condizioni operative. Tutto questo non sarebbe stato possibile senza PERC e la sua collaborazione con Katech per l'analisi comparativa del GPL-DI e lo sviluppo di sistemi di inibizione del blocco del vapore".
Stanadyne ha applicato la sua esperienza nel campo degli iniettori di carburante per creare un modello di spruzzatura ottimale che tenga conto delle proprietà uniche del propano liquido ad alta pressione. L'azienda ha sviluppato caratteristiche uniche dei fori di spruzzatura e un sistema di puntamento per erogare il propano in modo mirato. Ciò contribuisce a garantire una miscelazione ottimale aria-carburante per una combustione molto efficiente che genera la stessa potenza della benzina. Inoltre, l'uso dell'iniezione diretta evita la riduzione di potenza del 20% associata all'iniezione di carburante nel condotto, dovuta al fatto che il propano gassoso sostituisce il volume d'aria nella corsa di aspirazione.
"L'iniezione diretta di propano ad alta pressione comporta una sfida unica nella preparazione dello spray", ha dichiarato Mike Hornby, ingegnere capo di Stanadyne. "L'iniettore deve garantire una buona penetrazione e miscelazione nella camera di combustione".
Implicazioni a basse emissioni di carbonio
L'utilizzo del GPL - in particolare del GPL prodotto in modo rinnovabile come sottoprodotto del diesel rinnovabile - ha enormi implicazioni per una propulsione più pulita, soprattutto per il mercato dei veicoli medi e pesanti, difficile da elettrificare. Il GPL offre una riduzione di circa il 5-10% delle emissioni di anidride carbonica e quasi nessuna emissione di ossidi di azoto rispetto al gasolio tradizionale. Inoltre, il GPL non richiede un filtro antiparticolato, ha un costo totale di proprietà inferiore rispetto ad altri carburanti presenti sul mercato e genera meno emissioni di carbonio con regolazioni minime del motore. Il GPL rinnovabile ha un'intensità di carbonio quattro volte inferiore a quella del diesel tradizionale.
Il successo del test del motore GPL offre agli autocarri di Classe 3-5 una potenziale soluzione di decarbonizzazione che potrebbe aiutare il settore a soddisfare i rigorosi requisiti dei mandati per le emissioni ultra-basse che entreranno in vigore nel 2027. A lungo termine, questa rivoluzionaria soluzione con pompa e iniettore a iniezione diretta di GPL faciliterà una propulsione più pulita e consentirà agli operatori di continuare a far lavorare duramente i loro veicoli commerciali con motore a combustione interna, pur rispettando gli obiettivi di sostenibilità.
Informazioni su Stanadyne
Stanadyne progetta, produce, ricostruisce e vende le migliori soluzioni di pompaggio, iniezione, gestione dell'aria e dei fluidi e controllo per veicoli e propulsori. Fondata nel 1873, l'azienda è specializzata nella pionieristica tecnologia di iniezione di carburante più pulita ed efficiente per i motori che muovono il nostro mondo e i componenti aftermarket e rigenerati che aiutano a mantenerli operativi. Stanadyne fornisce ai clienti con design personalizzato, ingegneria e soluzioni di produzione dai suoi Stati Uniti, Cina, Italia, India ed Emirati Arabi Uniti sedi in collaborazione con i suoi concessionari di servizio aftermarket globale e rete di distributori. Per ulteriori informazioni, visitare Stanadyne.com.
Informazioni su Katech
Katech Engineering è un'azienda leader nella costruzione di motori e veicoli ad alte prestazioni, al servizio dei mercati aziendali, aftermarket e motorsport da oltre 40 anni. La nostra visione è quella di utilizzare ciò che abbiamo imparato vincendo le gare nei luoghi più impegnativi del mondo - Indy, Le Mans, Daytona, Sebring, Dakar e molti altri - per sviluppare, costruire e fornire i migliori motori e prodotti ingegnerizzati. Per maggiori informazioni, visitate il sito katechengines.com
Informazioni su PERC
Il Propane Education & Research Council è un'associazione senza scopo di lucro che offre programmi di sicurezza e formazione di primo piano sul propano e investe nella ricerca e nello sviluppo di nuove tecnologie a propano. Il PERC è gestito e finanziato dall'industria del propano. Per ulteriori informazioni, visitare il sito Propano.com.
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