Un programma di ricerca rivela la fattibilità dell'iniezione diretta di GPL nei motori di media cilindrata

I risultati di un recente programma di ricerca dimostrano che l'iniezione diretta di gas propano liquido (GPL) potrebbe rappresentare una soluzione praticabile per i motori di media cilindrata.

Il costruttore di motori e veicoli ad alte prestazioni Katech Engineering ha recentemente completato il programma di ricerca, finanziato dal Propane Education & Research Council (PERC). Secondo Stanadyne, partecipante al programma, l'attenzione si è concentrata sullo sviluppo e la sperimentazione di un sistema di alimentazione a iniezione diretta che utilizza nuove tecnologie hardware e software per rimuovere le barriere di blocco del vapore, tipiche del propano.

Il motore di prova General Motors L8T 6.6L GDI è stato aggiornato con componenti Stanadyne e funzionava con iniezione diretta di GPL. (Foto: Stanadyne)

Secondo la relazione finale del progetto, l'elevata pressione di vapore e condizioni estreme di trasferimento di calore, come il "hot-soak" e il "hot-idle", possono causare la vaporizzazione del GPL all'interno della pompa di alimentazione ad alta pressione. Il risultato è lo stallo del motore, l'impossibilità di mantenere potenza e coppia e persino un guasto catastrofico della pompa.

Il team di ricerca ha collaborato direttamente con Stanadyne per progettare pompe e iniettori specifici per il GPL. Stanadyne ha affermato che il motore di prova – un motore General Motors L8T 6.6L GDI, secondo il rapporto di ricerca finale – è stato aggiornato con i componenti Stanadyne e funzionava con iniezione diretta di GPL. Power Progress ha riferito nel settembre 2023 che il nuovo sistema di pompe e iniettori a iniezione diretta di Stanadyne era abbinato alla tecnologia vapor lock di Katech per erogare GPL per auto a una pressione costante di 350 bar, evitando al contempo il rischio di vapor lock.

I risultati del progetto hanno dimostrato che le nuove tecnologie hardware e software garantiscono un funzionamento stabile del motore in condizioni di avviamento a caldo, avviamento a freddo, sosta a caldo e minimo a caldo, ha affermato Stanadyne. Ha inoltre dimostrato prestazioni robuste in un test di durata di 250 ore utilizzando un ciclo di lavoro personalizzato.

"Nel complesso, il sistema di alimentazione proposto, con hardware e software inibitori del blocco del vapore sviluppati internamente, ha superato i limiti progettuali tipici di altre applicazioni a iniezione diretta di GPL", ha affermato Eric Suits, ricercatore principale e ingegnere capo di Ricerca e Sviluppo/Motorsport. "I risultati della ricerca dimostrano l'efficacia del propano liquido come carburante per l'iniezione diretta, superando al contempo i precedenti limiti progettuali".

Il progetto ha inoltre dimostrato che il sistema di alimentazione è pratico.

"Sono state apportate modifiche limitate al motore di prova", ha affermato Srinu Gunturu, ingegnere capo di Stanadyne. "Insieme alla nuova pompa di iniezione diretta di GPL e ai nuovi iniettori di Stanadyne, la tecnologia proposta mostra un elevato livello di fattibilità in termini di economicità e di ampia produzione e commercializzazione."

L'utilizzo del GPL, in particolare del propano rinnovabile prodotto come sottoprodotto del diesel rinnovabile, ha implicazioni per una propulsione più pulita, soprattutto per i mercati dei veicoli difficili da elettrificare, come i veicoli medi e pesanti, ha affermato Stanadyne. Tra queste, la riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO2) e la quasi totale assenza di emissioni di ossidi di azoto (NOx) rispetto al gasolio tradizionale.

Un progetto congiunto per motori a GPL sviluppa una soluzione per motori a basse emissioni. La tecnologia combina il sistema di iniezione diretta del carburante e l'iniettore di Stanadyne con la tecnologia a blocco di vapore di Katech.

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