HPDI技術推動發動機綠色環保進程

On March 13, the ceremony of put out into market was held in DiaoYuTai in Beijing, for the first set of large power engine in China, a cylinder internal High Pressure Direct Injection pressure ignition natural gas engine (“HPDI Engine” for short).This technical innovation fruit is put out by the Westport New Energy Power Engine Co., Ltd., Weichai Power.The successful development of this project has filled in blank in the application field of natural gas cylinder internal direct injection engine, which will be a milestone in the development history of natural gas engine in China.

自1872年天然氣發動機問世 三十年代初由意大利人率先采用天然氣作為汽車燃料 七十年代燃氣汽車技術逐漸發展 九十年代后天然氣汽車數量迅速增加。目前 兩用燃料單點噴射系統和單一燃料 天然氣或液化石油氣 閉環多點順序噴射系統相繼問世 而閉環多點順序噴射系統是當今燃氣發動機電控技術發展的主流和方向。

如今 天然氣發動機迎來了新的技術。3月13日 中國第一臺大功率缸內高壓直噴壓燃式天然氣發動機 (簡稱“HPDI發動機” 上市發布儀式在北京釣魚臺舉行。這一技術創新成果 是由中國首家研發和生產缸內直噴天然氣發動機的合資公司——濰柴動力西港新能源發動機有限公司推出的。該項目的開發成功,填補了國內天然氣缸內直噴發動機在應用領域的空白 這將是中國天然氣發動機發展史上的一個里程碑。

何為HPDI技術 HPDI技術是基于Philip Hill博士在20世紀八十年代早期的研究 采用高壓共軌直噴燃料系統 在壓縮上止點前用5%的柴油噴入氣缸引燃 95%的天然氣以30MPa的壓力噴入火焰中成為主燃料燃燒做功。HPDI技術只需在柴油本體機上安裝高壓直噴噴嘴 無需增加節流閥 無需額外點火裝置 能在對原有柴油發動機結構改動小、且保持原柴油機熱效率高、動力性能好的同時 降低排放 節省燃料成本。目前 HDPI技術是惟一能與柴油發動機性能相媲美的技術 可廣泛應用于大馬力天然氣重型卡車。

就可靠性來說 HPDI發動機零部件與柴油機通用性高 無需改動活塞和發動機本體 其運轉形式與柴油機相同 可靠性達到同功率柴油機水平。由于排氣溫度低 有潛在的更高的可靠性。此外 HPDI發動機無需空燃比的控制 可避免爆震和失火。其熱負荷也低于火花塞點燃式燃氣發動機。就經濟性而言 HPDI發動機的有效熱效率與柴油機相同 綜合燃氣消耗比點燃式發動機降低20%～25%。就動力性能而言 HPDI發動機保持了與原柴油機相同的功率和扭矩 其動力性與柴油機完全相同 比火花塞點燃式燃氣發動機功率和扭矩提高20% 可以解決點燃式燃氣發動機高原功率不足的問題。以WP12HPDI與WP12燃氣發動機比較WP12HPDI藍擎發動機的額定功率為352kW/2100r/min,最大扭矩為1970N·m/1200～1500r/min 而WP12燃氣發動機的額定功率最高為279kW/2200r/min,最大扭矩為1500N·m/1400～1600r/min。就排放而言 HPDI發動機達到國V排放水平。HPDI發動機采用氧化型催化器 與柴油機相比顆粒物質排放降低70% CO2降低約20%。而柴油機要達到國Ⅴ排放需要采用成本較高的SCR Selective Catalyst Reduction 選擇性催化還原系統 。

從使用者的角度來看 HPDI發動機經濟效益顯著。首先 天然氣價格低于柴油價格 其次 無節流閥發動機負載控制 節省了燃料的消耗 高壓直噴噴嘴根據共軌噴射發動機設計 能夠進一步提升性能 降低燃料消耗、排放和噪音。因此 用戶的燃料成本可大幅度降低。

HPDI發動機的問世推動了重型汽車產業綠色環保進程。這也是多年來濰柴動力落實科學發展觀的實際行動。濰柴動力技術研發水平一直走在中國內燃機行業前列。與此同時 濰柴動力還是中國政府新能源發動機科技攻關計劃項目承擔單位 以強大的生產、技術能力與多家國際知名公司在新能源氣體發動機領域有著廣泛合作。

2008 年 濰柴動力股份有限公司聯合加拿大西港創新公司、香港培新投資有限公司共同簽署合資成立濰柴動力西港新能源發動機有限公司。合資公司擁有以高壓直噴為核心的國際領先的天然氣發動機技術 集研發、生產、銷售于一體 致力于向中國及國際市場提供應用于重型卡車、城市公交、船用、發電、工程機械等領域的天然氣發動機系列產品。

結合濰柴動力卓越的藍擎發動機平臺 通過引進加拿大西港的高壓直噴技術 合資公司經過潛心研發 終于成功使國際領先的高壓直噴天然氣發動機落戶中國。該發動機使用天然氣為主要燃料 同時保證了原柴油發動機的動力、扭矩和效率 給傳統的火花塞點燃式天然氣發動機帶來了一次革命性的科技創新。