HPDI技術(shù)推動發(fā)動機(jī)綠色環(huán)保進(jìn)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(fā)動機(jī)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?xì)馄嚰夹g(shù)逐漸發(fā)展 九十年代后天然氣汽車數(shù)量迅速增加。目前 兩用燃料單點(diǎn)噴射系統(tǒng)和單一燃料 天然氣或液化石油氣 閉環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)相繼問世 而閉環(huán)多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)是當(dāng)今燃?xì)獍l(fā)動機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的主流和方向。

如今 天然氣發(fā)動機(jī)迎來了新的技術(shù)。3月13日 中國第一臺大功率缸內(nèi)高壓直噴壓燃式天然氣發(fā)動機(jī) (簡稱“HPDI發(fā)動機(jī)” 上市發(fā)布儀式在北京釣魚臺舉行。這一技術(shù)創(chuàng)新成果 是由中國首家研發(fā)和生產(chǎn)缸內(nèi)直噴天然氣發(fā)動機(jī)的合資公司——濰柴動力西港新能源發(fā)動機(jī)有限公司推出的。該項(xiàng)目的開發(fā)成功,填補(bǔ)了國內(nèi)天然氣缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)在應(yīng)用領(lǐng)域的空白 這將是中國天然氣發(fā)動機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。

何為HPDI技術(shù) HPDI技術(shù)是基于Philip Hill博士在20世紀(jì)八十年代早期的研究 采用高壓共軌直噴燃料系統(tǒng) 在壓縮上止點(diǎn)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(shù)只需在柴油本體機(jī)上安裝高壓直噴噴嘴 無需增加節(jié)流閥 無需額外點(diǎn)火裝置 能在對原有柴油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改動小、且保持原柴油機(jī)熱效率高、動力性能好的同時(shí) 降低排放 節(jié)省燃料成本。目前 HDPI技術(shù)是惟一能與柴油發(fā)動機(jī)性能相媲美的技術(shù) 可廣泛應(yīng)用于大馬力天然氣重型卡車。

就可靠性來說 HPDI發(fā)動機(jī)零部件與柴油機(jī)通用性高 無需改動活塞和發(fā)動機(jī)本體 其運(yùn)轉(zhuǎn)形式與柴油機(jī)相同 可靠性達(dá)到同功率柴油機(jī)水平。由于排氣溫度低 有潛在的更高的可靠性。此外 HPDI發(fā)動機(jī)無需空燃比的控制 可避免爆震和失火。其熱負(fù)荷也低于火花塞點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動機(jī)。就經(jīng)濟(jì)性而言 HPDI發(fā)動機(jī)的有效熱效率與柴油機(jī)相同 綜合燃?xì)庀谋赛c(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)降低20%～25%。就動力性能而言 HPDI發(fā)動機(jī)保持了與原柴油機(jī)相同的功率和扭矩 其動力性與柴油機(jī)完全相同 比火花塞點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動機(jī)功率和扭矩提高20% 可以解決點(diǎn)燃式燃?xì)獍l(fā)動機(jī)高原功率不足的問題。以WP12HPDI與WP12燃?xì)獍l(fā)動機(jī)比較WP12HPDI藍(lán)擎發(fā)動機(jī)的額定功率為352kW/2100r/min,最大扭矩為1970N·m/1200～1500r/min 而WP12燃?xì)獍l(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)達(dá)到國V排放水平。HPDI發(fā)動機(jī)采用氧化型催化器 與柴油機(jī)相比顆粒物質(zhì)排放降低70% CO2降低約20%。而柴油機(jī)要達(dá)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(tǒng) 。

從使用者的角度來看 HPDI發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)效益顯著。首先 天然氣價(jià)格低于柴油價(jià)格 其次 無節(jié)流閥發(fā)動機(jī)負(fù)載控制 節(jié)省了燃料的消耗 高壓直噴噴嘴根據(jù)共軌噴射發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì) 能夠進(jìn)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(fā)動機(jī)的問世推動了重型汽車產(chǎn)業(yè)綠色環(huán)保進(jìn)程。這也是多年來濰柴動力落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的實(shí)際行動。濰柴動力技術(shù)研發(fā)水平一直走在中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)前列。與此同時(shí) 濰柴動力還是中國政府新能源發(fā)動機(jī)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目承擔(dān)單位 以強(qiáng)大的生產(chǎn)、技術(shù)能力與多家國際知名公司在新能源氣體發(fā)動機(jī)領(lǐng)域有著廣泛合作。

2008 年 濰柴動力股份有限公司聯(lián)合加拿大西港創(chuàng)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(fā)動機(jī)有限公司。合資公司擁有以高壓直噴為核心的國際領(lǐng)先的天然氣發(fā)動機(jī)技術(shù) 集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體 致力于向中國及國際市場提供應(yīng)用于重型卡車、城市公交、船用、發(fā)電、工程機(jī)械等領(lǐng)域的天然氣發(fā)動機(jī)系列產(chǎn)品。

結(jié)合濰柴動力卓越的藍(lán)擎發(fā)動機(jī)平臺 通過引進(jìn)加拿大西港的高壓直噴技術(shù) 合資公司經(jīng)過潛心研發(fā) 終于成功使國際領(lǐng)先的高壓直噴天然氣發(fā)動機(jī)落戶中國。該發(fā)動機(jī)使用天然氣為主要燃料 同時(shí)保證了原柴油發(fā)動機(jī)的動力、扭矩和效率 給傳統(tǒng)的火花塞點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動機(jī)帶來了一次革命性的科技創(chuàng)新。