Wtrysk gazu przez świecę zapłonową - SPFI (Spark Plug Fuel Injector)
Konwersja silnika do bezpośredniego wtrysku paliwa wymaga modyfikacji lub wymiany głowicy tak, aby pomieścić wtryskiwacze. W przypadku wielozaworowych silników o zapłonie iskrowym jest to zadanie bardzo trudne z uwagi na brak miejsca w głowicy.
Receptą na to jest system SPFI (Spark Plug Fuel Injector). Konwersja polega na wymianie świec zapłonowych na świece typu SPFI, które są wyposażone w kanały umożliwiające dostarczanie do komór spalania paliwa gazowego. Dzięki temu rozwiązaniu konwersja silnika może być stosunkowo tania, a zastosowanie wtrysku bezpośredniego przekłada się na możliwość uzyskiwania parametrów niedostępnych dla wersji zasilanych przez układy wtryskowe dawkujące paliwo gazowe do kanałów dolotowych kolektora.
Budowa świecy SPFI (Spark Plug Fuel Injector)
SPFI (Spark Plug Fuel Injector) to świeca zapłonowa z wykonanym wzdłuż niej kanałem dostarczającym gaz. W części gwintowanej świecy ma on wymiary 1 x 2 mm. Do tego kanału przylutowana jest rurka dostarczająca paliwo gazowe z wtryskiwacza. Odległość pomiędzy wtryskiwaczem, a ujściem końcówki kanału w komorze spalania wynosi około 110 mm. Do wtryskiwacza dostarczane jest paliwo gazowe pod odpowiednim ciśnieniem zależnym od ciśnienia w cylindrze.
Podobnie jak w innych systemach dawkę reguluje się przez zmienny czas wtrysku gazu. System SPFI był badany w silniku Ricadro E6 (badawczy silnik o zmiennym stopniu sprężania służący do oceny efektywności różnych mieszanek paliwowych). Badania pozwoliły na porównanie tego rodzaju zasilania z optymalnie skalibrowanym systemem wtrysku gazu do kanałów dolotowych. Wyniki pokazują, że system SPFI charakteryzuje się nieco mniejszą wydajnością w stosunku do systemów wtrysku gazu do kanałów dolotowych, chociaż sprawność wolumetryczna (objętościowa) jest znacznie większa. Jest to wynik ograniczeń przestrzeni w jakiej powstaje mieszanka gazowo-powietrzna oraz czasu jej powstawania. Skutkuje to słabym wymieszaniem paliwa z powietrzem. Dodatkowo, gaz jest wtryskiwany w kierunku od elektrod świecy zapłonowej w momencie zapłonu. Powoduje to, że trudno w pobliżu świecy zapłonowej uzyskać mieszankę stechiometryczną.
Pomimo że spalanie metanu wtryskiwanego bezpośredniego do komór spalania jest szybsze w stosunku do systemów wtrysku gazu do kanałów dolotowych w początkowej fazie przebiega ono wolniej. Wynika to z uwarstwienia ładunku.
Badania wykazały, że proces bezpośredniego wtrysku jest zgodny z danymi dostępnymi w literaturze i stosunkowo łatwy do kontrolowania.
Dopracowanie szczegółów z pewnością poprawiłoby parametry uzyskane w trakcie wstępnych badań systemu SPFI, który mógłby stać się idealnym rozwiązaniem do adaptacji silników do zasilania gazowego.
CNG-LNG.pl to portal, w którym piszemy o zastosowaniu paliw metanowych w różnych gałęziach gospodarki. Publikujemy najnowsze informacje, relacje z najważniejszych wydarzeń i patronujemy imprezom branżowym i konferencjom.