Forschungsprogramm belegt Machbarkeit der LPG-Direkteinspritzung in mittelschweren Motoren

Die Ergebnisse eines kürzlich durchgeführten Forschungsprogramms zeigen, dass die Direkteinspritzung von Flüssigpropangas (LPG) eine praktikable Option für Motoren mittlerer Leistung sein könnte.

Der Hochleistungsmotoren- und Fahrzeugbauer Katech Engineering hat kürzlich sein vom Propane Education & Research Council (PERC) gefördertes Forschungsprogramm abgeschlossen. Laut Programmteilnehmer Stanadyne lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung und Erprobung eines Direkteinspritzsystems mit neuen Hardware- und Software-Inhibitortechnologien zur Beseitigung der für Propan spezifischen Dampfblasenbarrieren.

Der General Motors L8T 6.6L GDI-Testmotor wurde mit Stanadyne-Komponenten modernisiert und mit LPG-Direkteinspritzung betrieben. (Foto: Stanadyne)

Laut dem Abschlussbericht des Projekts können hoher Dampfdruck und extreme Wärmeübertragungsbedingungen, wie z. B. Heißlagerung und Heißleerlauf, dazu führen, dass Flüssiggas in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe verdampft. Die Folge sind ein Abwürgen des Motors, Leistungs- und Drehmomentverlust und sogar ein katastrophaler Pumpenausfall.

Das Forschungsteam arbeitete direkt mit Stanadyne zusammen, um LPG-spezifische Kraftstoffpumpen und -Einspritzdüsen zu entwickeln. Stanadyne gab an, dass der Testmotor – laut dem abschließenden Forschungsbericht ein General Motors L8T 6,6-Liter-GDI-Motor – mit den Stanadyne-Komponenten modernisiert und mit LPG-Direkteinspritzung betrieben wurde. Power Progress berichtete im September 2023 , dass Stanadynes neues Direkteinspritzsystem aus Kraftstoffpumpe und Einspritzdüse mit der Dampfsperrentechnologie von Katech gekoppelt wurde, um Propangas mit einem konstanten Druck von 350 bar zu liefern und gleichzeitig die Gefahr einer Dampfsperrenbildung zu vermeiden.

Die Projektergebnisse zeigten, dass die neuen Hard- und Softwaretechnologien einen stabilen Motorbetrieb bei Warmstart, Kaltstart, Warmhaltephase und Warmleerlauf ermöglichten, so Stanadyne. Auch in einem 250-stündigen Haltbarkeitstest mit angepasstem Arbeitszyklus zeigte sich eine robuste Leistung.

„Insgesamt überwindet das vorgeschlagene Kraftstoffsystem mit der eigens entwickelten Hardware und Software zur Dampfblasenunterdrückung die Konstruktionsbeschränkungen anderer LPG-Direkteinspritzanwendungen“, sagte Eric Suits, leitender Forscher und leitender Forschungs- und Entwicklungsingenieur für Motorsport. „Die Forschungsergebnisse belegen die Wirksamkeit von Flüssigpropan als Kraftstoff für die Direkteinspritzung und beheben gleichzeitig die bisherigen Konstruktionsbeschränkungen.“

Das Projekt zeigte auch, dass das Kraftstoffsystem praktikabel ist.

„Am Testmotor wurden nur geringfügige Modifikationen vorgenommen“, sagte Stanadyne-Chefingenieur Srinu Gunturu. „Zusammen mit Stanadynes neuer LPG-Direkteinspritzpumpe und den Injektoren zeigt die vorgeschlagene Technologie ein hohes Maß an Wirtschaftlichkeit und ist für eine breite Produktion und Vermarktung geeignet.“

Die Verwendung von Flüssiggas – insbesondere erneuerbarem Propan, das als Nebenprodukt von erneuerbarem Diesel entsteht – trägt laut Stanadyne zu einem saubereren Antrieb bei, insbesondere in Fahrzeugmärkten, die schwer zu elektrifizieren sind, wie etwa mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge. Dazu gehören eine Reduzierung der Kohlendioxid-(CO2)-Emissionen und nahezu keine Stickoxid-(NOx)-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichem Dieselkraftstoff.

Gemeinsames LPG-Motorprojekt entwickelt emissionsarme Motorlösung Technologie kombiniert Stanadynes Direkteinspritzpumpe und Injektorsystem mit Katechs Dampfsperrentechnologie

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