System spalania Westport ESI do silników gazowych

Choć w ofercie Westport znajdują się silniki gazowe i systemy zasilania gazowego do jednostek napędowych o zapłonie iskrowym (za sprawą przejętych w ostatnich latach firm: Juniper Engines w skład, której wchodził OMVL oraz Emer) to kanadyjska firma jest najbardziej znana jako dostawca technologii do jednoczesnego zasilania olejem napędowym i gazem ziemnym silników o zapłonie samoczynnym (Westport HPDI, Westport HPDI 2.0 czy Westport GEMDi), w których przy wykorzystaniu wysokiej sprawności silników Diesla oraz występującego w nich samozapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, część dawki paliwa zastępuje się gazem ziemnym, podnosząc w ten sposób osiągi silników, a także ich walory ekologiczne.

fot. WestportSystem spalania Westport ESI jest przeznaczony do gazowych silników o zapłonie iskrowym

Teraz Westport prezentuje technologię przeznaczoną dla silników o zapłonie iskrowym. Nowy, opatentowany, system spalania do silników gazowych ESI (Enhanced Spark-Ignited) zmienia podejście firmy do zasilania silników, co wynika poniekąd z rosnących wymagań emisyjnych.

Nowy system spalania Westport ESI został opracowany aby zaoferować producentom pojazdów i silników rozwiązanie przeznaczone dla silników powstających zgodnie z obowiązującym trendem downsizingu, będącego efektem wprowadzania coraz bardziej rygorystycznych wymagań ekologicznych.

Westport ESI zapewnia podobne wartości mocy i momentu obrotowego oraz zużycia paliwa jak w przypadku większych silników Diesla, ponieważ wykorzystując dawkę paliwa składającą się wyłącznie z gazu ziemnego zoptymalizowano proces spalania, przyczyniając się jednocześnie do zwiększenia sprawność cieplnej silnika.

System Westport ESI opracowano, aby sprostać najwyższym standardom producentów OEM (Original Equipment Manufacturer). Obecnie jest on w fazie testów, które mają potwierdzić wysoką trwałość i niezawodność tego rozwiązania. Westport ESI jest dedykowany do silników 9-litrowych stosowanych w samochodach ciężarowych i 2-litrowych jednostek napędowych dla motoryzacji i znajdujących zastosowanie w innych dziedzinach.

Kluczowe cechy systemu Westport ESI:

• Zoptymalizowany do silników o zapłonie iskrowym zapewnia większą kontrolę nad procesem spalania i temperaturą w silniku w porównaniu do tradycyjnych jednostek napędowych o zapłonie iskrowym zasilanych gazem ziemnym.
• Zapewnia 10% wzrost mocy i momentu obrotowego w stosunku do porównywalnego silnika Diesla. Wyższa wydajność z silnika gazowego o zapłonie iskrowym w porównaniu do silnika wysokoprężnego pozwala zastąpić 6-litrową jednostkę napędową o zapłonie samoczynnym (ZS), silnikiem gazowym o zapłonie iskrowym (ZI) o pojemności 4 l. Dzięki temu w znacznym stopniu zmniejsza się masę pojazdu. Westport ocenia tę zmianę na 5%, co może być bardzo istotne dla flot pojazdów ciężarowych (zwiększenie ładowności).
• Porównywalne do silników Diesla oszczędności związane z paliwem. Pomimo mniejszej kaloryczności gazu w stosunku do oleju napędowego Westport uważa, że jest w stanie zmniejszyć zużycie paliwa, charakterystyczne dla standardowego silnika gazowego o zapłonie iskrowym (ZI), np. poprzez zastosowanie układu recyrkulacji spalin (EGR).
• Westport ESI ma zapewniać sprawność cieplną silnika o wartościach sięgających 40%. W przypadku silników o zapłonie iskrowym (ZI) jest to bardzo dobry wynik, ponieważ typowe, zasilane gazem ziemnym, silniki o ZI osiągają wartość tego parametru na poziomie 25-30%, a silniki o zapłonie samoczynnym (ZS) charakteryzują się sprawnością cieplną około 41%.
• W systemie ESI obecnie zastosowano wtrysk paliwa do poszczególnych kanałów dolotowych silnika, dzięki czemu osiągnięto lepszą kontrolę nad składem mieszanki paliwowo-powietrznej w poszczególnych cylindrach. Jest jednak rozwiązanie przyszłościowe i zostanie wprowadzone w późniejszym okresie.
• ESI wykorzystuje system sterowania silnikiem WP580 oraz inne elementy układu paliwowego Westport.
• Stechiometryczna mieszanka gazowo-powietrzna stosowana w systemie spalania Westport ESI umożliwia zastosowanie, montowanego w układzie wylotowym, trójdrożnego katalizatora spalin, który zapewnia odpowiedni stopień oczyszczania spalin. Zastosowanie 100-procentowej dawki paliwa gazowego wyeliminowało konieczność stosowania filtra cząstek stałych (DPF) i układów selektywnej redukcji katalitycznej (SCR). Dzięki temu silnik wyposażony w system Westport ESI jest prostszy, tańszy  i lżejszy.
• Westport ESI jest zaprojektowany, aby spełnić najnowsze wymagania emisyjne zgodne z normą Euro 6.
• System może wykorzystywać sprężony (CNG) lub skroplony (LNG) gaz ziemny w zależności od preferencji użytkownika.

Obecnie Westport prowadzi badania systemu ESI i negocjuje z kilkoma producentami pojazdów i silników jego zastosowanie w jednostkach napędowych samochodów ciężarowych średniej ładowności oraz innych innych aplikacjach związanych z motoryzacją.