HPDI 2.0 - nowy gazodiesel od Westport

Nowy układ zasilania jest dostosowany do restrykcyjnych wymagań producentów silników i pojazdów. Jest on odpowiedzią Westport na zapotrzebowanie rynku OEM, który zaczyna dostrzegać potencjał gazu ziemnego jako paliwa silnikowego.

Westport jest obecnie zaangażowany w realizację siedmiu aplikacji OEM systemu HPDI 2.0 (High Pressure Direct Injection), począwszy od zastosowań w samochodach na lokomotywach spalinowych skończywszy. Projekty są na różnym etapie rozwoju.

Jak podaje kanadyjski producent HPDI 2.0 jest jedyną technologią zasilania gazowego silników Diesla, która jest w stanie zapewnić osiągi jednostek napędowych o zapłonie samoczynnym przy znacznej redukcji kosztów eksploatacji, która wynika z możliwości zastąpienia ponad 90% oleju napędowego o wiele tańszym gazem ziemnym.

Zastąpienie większości dawki paliwa tańszym gazem ziemnym z wykorzystaniem technologii HPDI 2.0 odbywa się bez zmniejszania parametrów jednostki napędowej i jej efektywności energetycznej. Silniki  są bardzo podobne do wersji zasilanych wyłącznie olejem napędowym.

Stopień sprężania silnika zasilanego układem Westport HPDI jest taki sam jak w dieslowskiej jednostce napędowej, dzięki czemu nie ma konieczności wykonywania zmian w głównych elementach silnika. Zachowuje się w pełni korzyści (przede wszystkim dużą sprawność silnika) wynikające z wysokiej kompresji.

Technologia HPDI bazuje na cyklu termodynamicznym Diesla stosowanym w silnikach o zapłonie samoczynnym, który jest bardziej wydajny od cyklu Otto, wg którego pracują silniki o zapłonie iskrowym (ZI). Do silników ZI zaliczają się silniki benzynowe i zasilane paliwami gazowymi.

Silniki Diesla z systemem zasilania Westport HPDI nie mają przepustnicy do kontroli współczynnika nadmiaru powietrza jak klasyczne (pracujące wg obiegu Otto) silniki gazowe. Gaz wtryskiwany bezpośrednio do komór spalania pod koniec suwu sprężania może spalać się w szerokim zakresie współczynników nadmiaru powietrza.

fot. WestportSchemat układu HPDI pierwszej generacji

Silnik zasilany systemem HPDI cały czas pozostaje jednostką napędową o zapłonie samoczynnym bez ryzyka wystąpienia spalania stukowego. Gaz ziemny jest podstawowym paliwem, a niewielka ilość oleju napędowego służy do samozapłonu całej dawki. Paliwa (gaz ziemny o olej napędowy) nie są wcześniej mieszane z powietrzem dolotowym, następuje to dopiero w komorach spalania. Dzięki temu nie ma możliwości wystąpienia zjawiska spalania stukowego. Nie ma zatem potrzeby obniżania stopnia sprężania, dzięki czemu moc i moment obrotowy pozostają na takim samym poziomie jak przy zasilaniu olejem napędowym. W porównaniu z paliwem dieslowskim bezpośrednio wtryskiwany gaz ziemny spala się w niższej temperaturze. W związku z tym silnik z układem zasilania HPDI ma niewielką skłonność do powstawania cząstek stałych i tlenków azotu.

System HPDI 2.0 można dopasować do konkretnej grupy pojazdów. Zarówno pod względem wydajności, właściwości jezdnych, charakteru pracy, czy np. do zupełnie innego zastosowania jednostki napędowej (w lokomotywie, czy jednostce pływającej).

Westport HPDI 2.0 to kompletne rozwiązanie oferujące dużą elastyczność przy zastosowaniu systemu na pierwszy montaż u producentów pojazdów czy silników. Rozwój systemu Westport HPDI 2.0 spowodował, opatentowanie wielu technologii. Od 2007 r. Westport złożył 42 wnioski patentowe do wynalazków związanych z systemem HPDI.