Nghiên cứu thiết kế và lắp đặt hệ thống cung cấp lpg cho xe khách sử dụng lưỡng nhiên liệu lpgdiesel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  - NGUYỄN THÁI SƠN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG CHO XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/DIESEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Hà Nội – Năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  - NGUYỄN THÁI SƠN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG CHO XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/DIESEL Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM HỮU TUYẾN Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố đề tài nghiên cứu khác Hà nội, ngày tháng năm 2014 Nguyễn Thái Sơn i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Động lực Bộ môn Động đốt cho phép thực luận văn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí Động lực hỗ trợ giúp đỡ suốt trình tơi làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn TS Phạm Hữu Tuyến hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận văn Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ mơn Phịng thí nghiệm Động đốt - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Cao đẳng nghề Cơ khí Nơng nghiệp, Khoa Động lực thầy Khoa giúp đỡ động viên suốt q trình nghiên cứu học tập Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy hội đồng chấm luận văn đồng ý đọc duyệt góp ý kiến quý báu để tơi hồn chỉnh luận văn định hướng nghiên cứu tương lai Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tơi tham gia nghiên cứu thực luận văn Học viên Nguyễn Thái Sơn ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vẽ đồ thị vii LỜI MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thưc tiễn đề tài Các nội dung đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Các loại nhiên liệu thay sử dụng cho động đốt 1.1.1 Khí thiên nhiên CNG 1.1.2 Nhiên liệu cồn 1.1.3 Dầu thực vật biodiesel 1.1.4 Nhiên liệu hydro khí giàu Hydro 1.2 Nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG) 1.2.1 Tính chất lý hóa LPG 1.2.2 Tình hình sản xuất sử dụng LPG giới 10 1.2.3 Một số kết nghiên cứu LPG động diesel Việt Nam…15 1.3 Kết luận 22 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG TRÊN XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/DIESEL 24 2.1 Các phương pháp cung cấp LPG cho động 24 2.1.1 Phương án sử dụng đơn nhiên liệu LPG 24 2.1.2 Phương án sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel 27 iii 2.2 Hệ thống cung cấp LPG cho động sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel sử dụng nghiên cứu 32 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống cung cấp lưỡng nhiên liệu LPG/Diesel 32 2.2.2 Chức cụm chi tiết 35 2.3 Nghiên cứu lắp đặt hệ thống cung cấp LPG cho xe khách 37 2.3.1 Nghiên cứu khảo sát xe khách sử dụng nghiên cứu yêu cầu lắp đặt 37 2.3.2 Xe ô tô khách TRANSINCO trước sau cải tạo 38 2.3.3 Thiết kế chế tạo lắp đặt hệ thống cung cấp LPG lên xe 39 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM ĐỐI CHỨNG CHẠY HIỆN TRƯỜNG XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/DIESEL 51 3.1 Đối tượng thử nghiệm 51 3.1.1 Xe ô tô khách Transinco số chuyển đổi sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel 51 3.1.2 Xe ô tô khách Transinco số sử dụng đơn nhiên liệu diesel 51 3.1.3 Hệ thống cung cấp LPG 51 3.2 Quy trình thử nghiệm 51 3.3 Kết thử nghiệm 52 3.3.1 Đánh giá ảnh hưởng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel tới động qua đo khí xả động sau 6.000 km 52 3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel qua phân tích dầu bơi trơn (định kỳ sau 6.000 km lấy mẫu phân tích dầu bơi trơn) 55 3.3.3 Đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu đến động thử nghiệm trường thông qua đo áp suất nén động 62 3.3.4 Đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu đến động thử nghiệm trường thông qua ý kiến lái xe 64 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASTM Association Test and Material (Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Mỹ) CNG Compressed Natural Gas (Khí thiên nhiên nén) CO Các-bon mơnơ-xít DO Diesel Oil (Dầu diesel) ECE European Commision Economic (Uỷ ban kinh tế châu Âu) EMA Engine Manufacturers Assembly (Hội nhà sản xuất động cơ) EPA Environmental Protection Agency (Cơ quan bảo vệ môi trường (Mỹ)) ESC European Steady Cycle (Chu trình thực nghiệm ổn định) ETC European Transient Cycle (Chu trình thực nghiệm tức thời) GTVT HC Giao thông vận tải Hyđrô các-bon KH&CN Khoa học công nghệ LNG Liquefied Natural Gas (Khí thiên nhiên hố lỏng) LPG Liquefied Petroleum Gas (Khí dầu mỏ hoá lỏng) MMT Methylcyclopentandienyl Manganese Tricacbonyl NOx Ni-tơ ô-xít PM Particulate Matter (Khí thải dạng hạt, bụi lơ lửng) PPM Parts Per Million (Một phần triệu: 1/106) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất thành phần LPG 10 Bảng 1.2 Thị trường LPG-Autogas năm 200 14 Bảng 1.3 So sánh tính chất LPG, Diesel, DEE, DME 16 Bảng 3.1 Kết đo khí xả trung tâm đăng kiểm với xe số 52 Bảng 3.2 Kết đo khí xả trung tâm đăng kiểm với xe ô tô số 53 Bảng 3.3 Chỉ tiêu kỹ thuật dầu PLC KOMAT CF 56 Bảng 3.4 Kết phân tích tiêu dầu sau 6.000 km 57 Bảng 3.5 Kết phân tích tiêu dầu sau 12.000 km 57 Bảng 3.6 Kết phân tích tiêu dầu sau 18.000 km 58 Bảng 3.7 Kết phân tích tiêu dầu sau 24.000 km 58 Bảng 3.8 Kết phân tích tiêu dầu sau 30.000 km 59 Bảng 3.9 Kết đo áp suất nén cho xe thử nghiệm chạy LPG/diesel 63 Bảng 3.10 Kết đo áp suất nén xe thử nghiệm chạy đơn nhiên liệu diesel 64 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc hóa học thành phần nhiên liệu LPG 10 Hình 1.2 Sản lượng (triệu tấn) LPG toàn cầu 11 Hình 1.3 Tỷ trọng tiêu thụ LPG toàn cầu năm 2006 11 Hình 1.4 Tỷ trọng tiêu thụ LPG toàn cầu theo lĩnh vực sử dụng năm 2006… 12 Hình 1.5 Áp suất xy lanh với loại hỗn hợp khác 18 Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống phun trực tiếp LPG diesel dùng trộn LPG/diesel bên 19 Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống cung cấp LPG cho động 22 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống trộn nhiên liệu LPG/diesel dạng lỏng 28 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu xen kẽ sử dụng chung vịi phun 30 Hình 2.3 Sơ đồ ngun lý hệ thống LPG 33 Hình 2.4 Sơ đồ tín hiệu điều khiển hệ thống cung cấp LPG 34 Hình 2.5 Các chi tiết hệ thống cung cấp LPG 35 Hình 2.6 Bộ hóa LPG 35 Hình 2.7 Van điện từ ống dẫn khí LPG 36 Hình 2.8 Bộ lọc khí LPG 36 Hình 2.9 Cảm biến đo áp suất khí nạp 37 Hình 2.10 ECU cơng tắc đóng mở LPG 37 Hình 2.11 Vị trí bố trí thiết bị hệ thống cung cấp LPG lên xe Transinco 40 Hình 2.12 Kết cấu bình LPG 41 Hình 2.13 Thiết kế lắp đặt bình LPG lên xe 42 Hình 2.14 Kết cấu vị trí lắp đặt bình LPG xe Transinco 42 Hình 2.15 Kết cấu hóa LPG 43 Hình 2.16 Kết cấu van điện từ 44 Hình 2.17 Kết cấu lọc LPG 44 vii Hình 2.18 Thiết kế lắp đặt hóa hơi, van điện từ, lọc LPG khoang động 45 Hình 2.19 Kết cấu vị trí lắp chi tiết cung cấp LPG khoang động 45 Hình 2.20 Kết cấu, vị trí lắp ECU cơng tắc đóng mở LPG khoang lái… 46 Hình 2.21 Sơ đồ đấu nối dây tín hiệu điều khiển hệ thống cung cấp LPG 47 Hình 2.22 Bộ điều khiển (ECU) hệ thống cung cấp LPG 48 Hình 3.1 Biến thiên phát thải xe sau chạy thử nghiệm 6.000 km 53 Hình 3.2 Biến thiên phát thải xe sau chạy thử nghiệm 12.000 km 53 Hình 3.3 Biến thiên phát thải xe sau chạy thử nghiệm 18.000 km 54 Hình 3.4 Biến thiên phát thải xe sau chạy thử nghiệm 24.000 km 54 Hình 3.5 Biến thiên phát thải xe sau chạy thử nghiệm 30.000 km 54 Hình 3.6 Biến thiên độ nhớt động học ô tô thử nghiệm 60 Hình 3.7 Biến thiên trị số kiểm tổng ô tô thử nghiệm 61 Hình 3.8 Hàm lượng nhiên lọt xuống dầu bôi trơn ô tô thử nghiệm 63 Hình 3.9 Biến thiên áp suất nén sau thời gian chạy trường ô tô thử nghiệm 65 Hình 3.10 Biến thiên áp suất nén sau thời gian chạy trường ô tô thử nghiệm 65 viii Trong số yếu tố đánh giá chất lượng nhiên liệu cho động ô tô, phương pháp phân tích tiêu hố lý dầu bôi trơn để biết suy giảm chất lượng dầu bơi trơn q trình hoạt động động phương pháp hữu hiệu góp phần đánh giá chất lượng nhiên liệu thử nghiệm toàn diện * Đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu LPG/diesel đến tiêu hố lý dầu bơi trơn Để đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu đến dầu bôi trơn tiến hành xác định tiêu hố lý dầu bơi trơn lấy mẫu thời điểm khác trình chạy thử nghiệm đại trà nhiên liệu LPG/diesel đơn nhiên liệu diesel Chu kỳ lấy mẫu sau chu kỳ thay dầu 6.000 km lấy lần Các tiêu hố lý quan trọng phân tích dầu bơi trơn qua sử dụng bao gồm: - Độ nhớt động học 1000C - Nhiệt độ chớp cháy cốc hở - Trị số kiềm tổng (TBN) - Hàm lượng kim loại (Cu, Fe, Pb) Sử dụng dầu bôi trơn dùng trình chạy thử nghiệm trường loại PLC KOMAT CF, dầu động pha chế từ dầu khống có chất lượng cao chun dùng cho loại động diesel Các tiêu hoá lý phân tích mẫu dầu tổng hợp bảng từ 3.3 đến 3.8 Bảng 3.3 Chỉ tiêu kỹ thuật dầu PLC KOMAT CF TT Tên tiêu PLC KOMAT CF Cấp chất lượng: API PP kiểm tra CF Cấp độ nhớt SAE 15W- 40 Tỷ trọng 150C, kg/l 0,885 ASTM D1298 Độ nhớt động học 40oC, cSt 113,7 ASTM D445 Độ nhớt động học 100oC, cSt 15,2 ASTM D445 Chỉ số độ nhớt, 133 ASTM D2270 56 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 10 ASTM D2896 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, oC 220 ASTM D92 Chỉ số acid 9,8 ASTM D 664 Hàm lượng tro, wt% 0.8 ASTM D 482-03 10 Ăn mòn đồng Loại ASTM D 130 11 Hàm lượng nước, %V 0,05 ASTM D95 0,02 ASTM D 4951 12 Tổng hàm lượng kim loại,%kl, Bảng 3.4 Kết phân tích tiêu dầu sau 6.000 km Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (262.589) (251.478) Độ nhớt động học 1000C, cSt 14,95 14,54 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,97 9,85 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 210 205 Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,22 0,31 Fe: 0,011 0,01 Cu: 0,001 0,0011 Pb: 0,001 0,0012 Tổng hàm lượng kim loại,%kl: Bảng 3.5 Kết phân tích tiêu dầu sau 12.000 km Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (268.589) (257.478) Độ nhớt động học 1000C, cSt 14,82 14,52 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,96 9,82 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 209 203 57 Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (268.589) (257.478) Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,23 0,35 Fe: 0,010 0,011 Cu: 0,001 0,0013 Pb: 0,001 0,0012 Tổng hàm lượng kim loại,%kl: Bảng 3.6 Kết phân tích tiêu dầu sau 18.000 km Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (274.589) (263.478) Độ nhớt động học 1000C, cSt 14,97 14,55 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,95 9,79 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 210 202 Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,24 0,39 Fe: 0,011 0,012 Cu: 0,001 0,0013 Pb: 0,0011 0,0012 Tổng hàm lượng kim loại,%kl: Bảng 3.7 Kết phân tích tiêu dầu sau 24.000 km Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (280.589) (269.478) Độ nhớt động học 1000C, cSt 14,89 14,50 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,94 9,76 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 207 202 Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,25 0,44 58 Xe (chỉ số km) Tên tiêu Tổng hàm lượng kim loại,%kl: Xe ô tô số Xe ô tô số (280.589) (269.478) Fe: 0,012 0,013 Cu: 0,0011 0,0013 Pb: 0,0011 0,0013 Bảng 3.8 Kết phân tích tiêu dầu sau 30.000 km Xe (chỉ số km) Tên tiêu Xe ô tô số Xe ô tô số (286.589) (275.478) Độ nhớt động học 1000C, cSt 14,78 14,41 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,92 9,70 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 207 198 Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,26 0,52 Fe: 0,012 0,013 Cu: 0,001 0,0015 Pb: 0,0012 0,0013 Tổng hàm lượng kim loại,%kl: Từ kết bảng thống kê 3.3 - 3.8, cho thấy mức độ thay đổi tiêu trình chạy thử nghiệm sau • Độ nhớt Độ nhớt dầu yếu tố việc hình thành màng dầu bôi trơn cặp ma sát với nhau, cịn xác định khả làm kín phần piston xéc măng - xy lanh làm ảnh hưởng trực tiếp đến công suất máy mức độ tiêu hao nhiên liệu dầu bôi trơn Đối với động thông thường độ nhớt dầu bôi trơn 400C, 1000 C giảm 30% tăng 25% trở lên so với dầu cần phải thay dầu 59 Độ nhớt động học 1000C mẫu dầu động (các bảng 3.3 - 3.8) hình 3.6) xe LPG/diesel (xe số 1) đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) sau 30.000 km chạy thử nghiệm thay đổi không nhiều Sự thay đổi độ nhớt 1000C thay đổi quanh giá trị độ nhớt dầu ban đầu Đối với xe chạy lưỡng nhiên liệu (xe số 1) độ nhớt thay đổi cực đại sau 30.000 km -2,76% thấp so với động chạy đơn nhiên liệu (xe số 2) -5,20% Điều có nghĩa suốt trình chạy loại nhiên liệu thử nghiệm, động hoạt động ổn định, mức độ lọt nhiên liệu tăng khơng đáng kể chấp nhận Hình 3.6 Biến thiên độ nhớt động học ô tơ thử nghiệm • Nhiệt độ chớp cháy Điểm chớp cháy dầu nhiệt độ thấp áp suất khí 101,3 kPa, mẫu nung nóng đến bốc bắt lửa điều kiện đặc biệt phép thử Với xe ô tô động diesel nhiệt độ chớp cháy giảm xuống 1800 C phải thay dầu Trong đó, nhiệt độ chớp cháy dầu (các bảng 3.3 - 3.8) hai xe chạy LPG/diesel (xe số 1) đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) nhìn chung có giảm theo quãng đường chạy xe (dưới 10%), trì mức tương đối cao, khoảng 2030C Sự biến đổi nhiệt độ chớp cháy trình chạy thử nghiệm hai loại nhiên liệu LPG/diesel đơn nhiên liệu diesel giống Tuy 60 nhiên, đến cuối chu kỳ chạy thử nghiệm ta thấy nhiệt độ chớp cháy xe LPG/diesel cịn trì cao xe đơn nhiên liệu diesel khoảng 80C • Trị số kiềm tổng Nhân tố quan trọng để xác định chất lượng hệ thống bôi trơn tuổi thọ dầu động giá trị kiềm tổng TBN Trong thực tế dầu sử dụng cho động tốc độ trung bình tốc độ cao giới hạn cho phép sử dụng giá trị TBN sau: [7,8,9] Giá trị TBN ban đầu Giới hạn sử dụng, ≤12 mg KOH/g mg KOH/g >12 mg KOH/g mg KOH/g Trị số kiềm tổng dầu hai xe thử nghiệm xu hướng giảm dần (các bảng 3.3 - 3.8) (hình 3.7) nhiên hết chu kỳ thay dầu cao, thấp 9,70 mg KOH/g (-0,80%) xe chạy đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) 9,92 mg KOH/g (-3.00%) xe chạy chạy LPG/diesel (xe số 1) (giới hạn cho phép sử dụng TBN dầu động sử dụng mg KOH/g) Điều cho thấy dự trữ kiềm dầu cịn tốt Việc giảm khơng nhiều trị số kiềm tổng cuối chu kỳ cho thấy sản phẩm cháy mang tính axit tác động đến dầu bôi trơn động sử dụng Xe chạy LPG/diesel có TBN 9,90 mg KOH/g chứng tỏ lưỡng nhiên liệu cháy mang tính axít thấp đơn nhiên liệu diesel Hình 3.7 Biến thiên trị số kiểm tổng tơ thử nghiệm 61 • Hàm lượng kim loại Là lượng kim loại bị mài mòn dầu tính phần trăm thể tích hay ppm Việc phân tích kim loại dầu sử dụng giúp khẳng định hệ thống thiết bị mài mòn nhiều hay đánh giá độ nhiễm bẩn dầu Một số kim loại chủ yếu dầu sử dụng có hàm lượng cho phép là: - Fe ≤ 0,02 %kl (200 mg/kg; 200 ppm) - Cu ≤ 0,006 %kl (60 mg/kg; 60 ppm) - Pb ≤ 0,004 %kl (40 mg/kg; 40 ppm) Từ kết phân tích, hàm lượng kim loại dầu bôi trơn xe thử nghiệm sau chu kỳ thay dầu 6.000km tương đối thấp cho thấy hai loại nhiên liệu thử nghiệm không ảnh hưởng đến chi tiết chịu ma sát Qua đó, tượng mài mịn ăn mòn chi tiết động thấp, ảnh hưởng không đáng kể đến tuổi thọ chi tiết động Số liệu bảng 3.3 - 3.8 cho thấy, cuối thời gian chạy hàm lượng kim loại (Fe, Cu, Pb) dầu có tăng thấp giới hạn cho phép mức độ tăng xe chạy LPG/diesel thấp so với xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel • Lượng nhiên liệu lọt xuống dầu bôi trơn Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu bôi trơn (các bảng 3.3 - 3.8) (hình 3.8) mẫu dầu bơi trơn thấp xe thử nghiệm, khẳng định loại nhiên liệu LPG/diesel đơn nhiên liệu diesel sử dụng cho xe không ảnh hưởng đến xéc măng, xy lanh, piston chi tiết khác động suốt trình thử nghiệm Sau 30.000 km lượng nhiên liệu lọt xuống dầu bôi trơn 0,26% xe chạy nhiên liệu LPG/diesel (xe số 1) 0,52% xe chạy đơn nhiên liệu diesel (xe số 2), chứng tỏ nhiên liệu LPG/diesel đơn nhiên liệu diesel bị lẫn vào dầu động q trình thử nghiệm không ảnh hưởng đến chế độ bôi trơn động Đặc biệt, mức độ lọt nhiên liệu xuống dầu bôi trơn xe chạy LPG/diesel qua phân tích cho thấy thấp so với xe chạy đơn nhiên liệu diesel 62 Hình 3.8 Hàm lượng nhiên lọt xuống dầu bôi trơn ô tô thử nghiệm 3.3.3 Đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu đến động thử nghiệm trường thông qua đo áp suất nén động Quá trình đo áp suất nén ô tô tiến hành thực theo bước sau: - Tháo vòi phun nhiên liệu diesel động ra, lắp thiết bị đo áp suất nén vào xy lanh cần đo - Sử dụng động điện (dùng để khởi động động cơ) để kéo động chuyển động, tốc độ động lúc tương ứng với tốc độ khởi động động - Tiến hành đo áp suất nén tốc độ khởi động Áp dụng quy trình đo cho bảng kết đo áp suất nén cho xe số thử nghiệm chạy lưỡng nhiên liệu LPG/diesel bảng Bảng 3.9 Kết đo áp suất nén cho xe thử nghiệm chạy LPG/diesel Xe ô tô số Thông số Áp suất nén xy lanh số (kg/cm2) Áp suất nén xy lanh số (kg/cm2) 6.000 12.000 18.000 24.000 30.000 Km Km Km Km Km 34,8 34 33,4 32,6 32 31,2 35 34,2 33,6 32,8 32,2 31,4 Km 63 Tương tự, với xe số thử nghiệm chạy đơn nhiên liệu diesel cho kết đo áp suất nén sau: Bảng 3.10 Kết đo áp suất nén xe thử nghiệm chạy đơn nhiên liệu diesel Xe ô tô số Thông số Áp suất nén xy lanh số (kg/cm2) Áp suất nén xy lanh số (kg/cm2) 6.000 12.000 18.000 24.000 30.000 Km Km Km Km Km 34,6 33,6 33 31,8 31 30,2 34,8 33,8 33 32,2 31,2 30,6 Km Để thấy rõ khác biệt áp suất nén xe, biến thiên áp suất nén động đo chế độ khởi động xe thử nghiệm trước chạy trường, sau chạy 6.000 km, 12.000 km, 18.000 km, 24.000 km sau chạy 30.000 km thể (hình 3.9) (hình 3.10) Trên (hình 3.9) kết biến thiên áp suất nén xe thử nghiệm đo xy lanh số cho thấy, sau quãng đường chạy trường, chi tiết piston, xéc măng xy lanh bị mòn nên dẫn đến áp suất nén giảm xuống xe thử nghiệm Trong đó, áp suất nén xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel giảm nhiều so với áp suất nén xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel Giá trị giảm sau thử nghiệm 30.000 km trường xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel 10,34% (xe số 1) xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel 12,71% (xe số 2) đo áp suất xy lanh số 64 6.000 12.000 18.000 24.000 30.000 Hình 3.9 Biến thiên áp suất nén sau thời gian chạy trường ô tô thử nghiệm Tương tự, kiểm tra lại áp suất nén xe thử nghiệm cho xy lanh số 6, kết đo áp suất nén xy lanh số xe cho quy luật tương tự áp suất nén xy lanh số Trên (hình 3.10) biểu diễn biến thiên áp suất nén xe đo xy lanh số cho thấy, áp suất nén hai xe sau chạy trường 30.000 km, với xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel áp suất nén giảm nhiều so với xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel 6.000 12.000 18.000 24.000 30.000 Hình 3.10 Biến thiên áp suất nén sau thời gian chạy trường ô tô thử nghiệm 65 Như vậy, giá trị áp suất nén giảm xe sử dụng đơn nhiên liệu 12,07% (xe số 2), xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel áp suất nén giảm 10,29% (xe số 1) 3.3.4 Đánh giá tác động lưỡng nhiên liệu đến động thử nghiệm trường thông qua ý kiến lái xe Tình trạng xe tơ thử nghiệm chạy LPG/diesel (xe số 1) xe thử nghiệm chạy đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) lái xe nhận xét sau chạy 30.000 km tuyến đường Hà Nội – Thái Bình sau: - Xe tơ thử nghiệm chạy LPG/diesel xe thử nghiệm chạy đơn nhiên liệu diesel khởi động lúc máy nguội máy nóng tương tự nhau, lái xe khơng cảm nhận khác biệt khởi động xe - Xe ô tô thử nghiệm chạy LPG/diesel động tương đối ổn định, máy êm tiếng máy nổ bình thường, khơng có tượng rung, giật tắt máy - Nhiệt độ động xe ô tô thử nghiệm chạy LPG/diesel sau chạy quãng đường 130 km, Thái Bình - Hà Nội khơng có tượng nóng bất thường so với sử dụng đơn nhiên liệu diesel - Xe ô tô thử nghiệm chạy LPG/diesel thao tác sang số, lùi số thực bình thường - Xe ô tô thử nghiệm chạy LPG/diesel lái xe lên ga lên số gấp động tăng tốc tốt, khơng bị hú, bị ì Tóm lại, lái xe thử nghiệm chạy LPG/diesel lái xe chạy đơn nhiên liệu diesel lái xe cho biết tất chế độ làm việc, xe hoạt động bình thường khơng có khác biệt so với sử dụng đơn nhiên liệu diesel suốt quãng đường thử nghiệm 30.000 km, số thời điểm lái xe cảm nhận chạy xe sử dụng LPG/diesel động êm xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel 66 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Việc ứng dụng nhiên liệu LPG phương tiện vận tải phù hợp, không yêu cầu phải cải tiến hay thay đổi nhiều kết cấu động Tính chất nhiên liệu đáp ứng yêu cầu làm việc động cơ, trình cháy tốt giúp cho hiệu suất nhiệt động cao hơn, phát thải động giảm xuống Đề tài thiết kế, chế tạo lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG để chuyển đổi động diesel xe khách lưu hành sang sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel đồng thời đề tài đánh giá chất lượng làm việc hệ thống cung cấp LPG chất lượng làm việc động diesel xe khách sau chuyển đổi Kết nghiên cứu cho thấy mức độ thay đổi thông số chất lượng động chuyển đổi sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel sau quãng đường chạy 30.000km tương đồng với động diesel nguyên Hướng phát triển Mở rộng nghiên cứu với nhiều đối tượng xe khách khác, tiến tới lắp đặt hệ thống cung cấp LPG chuyển đổi đại trà xe khách lưu hành sang sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Http://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum [2] Shelley Minteer; Alcoholic fuels; Taylor & Francis, 2006 [3] Nguyễn Lê Châu Thành (2006), Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu cho xe máy Haesun F14 sử dụng hỗn hợp xăng- ethanol, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đà Nẵng [4] Lê Quý (2006), Nghiên cứu sử dụng cồn động diesel lắp ô tô, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đà Nẵng [5] Tổng công ty xăng dầu Việt Nam (1997), LPG - Đặc tính LPG, Hà Nội [6] Blackmer Dover Company (2008), Liquified gas handbook, Bulettin 500-01 [7] www.worldlpgas.com [8] www.purvingertz.com/userfiles/products/World%20LPG%20Brochure pdf [9] www.lpgli.com/market.html [10] Miller Jothi NK, Nagarajan G, Renganarayanan (2012) S Experimental studies on homogeneous charge CI engine fueled with LPG using DEE as an ignition enhancer Renewable Energy 2007;32:1581-93 [11] H.S.Tira, J.M.Herreros, A.Tsolakis, M.L.Wyszynski (2012) Characteristics of LPG-diesel dual fuelled engine operated with rapeseed methyl ester and gas-toliquid diesel fuels [12] D.B Lata , Ashok Misra , S Medhekar (2012), Effect of hydrogen and LPG addition on the efficiency and emissions of a dual fuel diesel engine,International Journal of Hydrogen Energy [13] Thomas Renald C.J, Somasundaram P (2012) Experimental Investigation on Attenuation of Emission with Optimized LPG Jet Induction in a Dual Fuel Diesel Engine and Prediction by ANN Model, Energy Procedia 14 (2012) 1427 - 1438 [14] Adarsh Rai (2012) fuzzy logic based prediction of performance and emission parameters of a LPG dual fuel engine, Procedia Engineering 38 (2012) 280 – 292 [15] D.B Lata, Ashok Misra (2010) Theoretical and experimental investigations on the performance of dual fuel diesel engine with hydrogen and LPG as 68 secondary fuel, International journal of hydrogen ennergy 35 [16] Philip Price , Shengmin Guo , Martin Hirschmann ( 2004) , erformance of an evaporator for a LPG powered vehicle, Applied Thermal Engineering 24 (2004) 1179-1194 [17] Akumaraswamy, B.Durga Prasag ( 2012), Performance Analysis of dual diesel engine Using LPG and diesel with EGR system , Procedia engineering [18] N.K Miller Jothi, G Nagarajan, S Renganarayanan (2008) LPG fueled diesel engine using diethyl ether with exhaust gas recirculation International Journal of Thermal Sciences 47 (2008) 450–457 [19] Nguyễn Quang Vinh (2008), Nghiên cứu sử dụng khí hóa lỏng cho xe khách mục đích bảo vệ mơi trường, Cơng ty khí Ngơ Gia Tự [20] Vũ An cộng (3/2010), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp ngành: “Nghiên cứu sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel/khí hóa lỏng (LPG) đồng thời chuyển đổi động diesel xe khách theo hướng phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường đô thị lớn Việt Nam” - mã số 03/(CTAT) NCCB/2009/HĐ-NCKH, Viện dầu khí Việt Nam - Tập đồn dầu khí Việt Nam [21] Bùi Văn Ga (2002), Quá trình cháy động đốt trong, NXB KH&KT, Hà Nội [22] Bùi Văn Ga (1999), Ô tô ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục [23] Nguyễn Hữu Hường (2004), Nghiên cứu trình cháy phân lớp nhiên liệu LPG cho động đánh lửa cưỡng bức, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Đà Nẵng [24] Dương Việt Dũng (2003), Góp phần nghiên cứu hệ thống nhiên liệu LPG cho động đánh lửa cưỡng bức, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng [25] Lino Guzzulla, Christopher H.Onder (2004), Introduction to Modeling and Control of Internal Combustion Engine Systems, Springer, Germany [26] Adarsh Rai, N sathesh Kumar, Srinivasa pai P (2012), Fuzzy logic based prediction of performance and emission parameter of a LPG-Diesel dual engine, Springer, Germany 69 [27] D.H Qi, Y.ZH Bian, ZH.Y Ma, CH.H Zhang, SH.Q Liu (2007), Combustion and exhaust emission characteristics of a compression ignition engine using liquefied petroleum gas–Diesel blended fuel, Energy Conversion and Management 48 (2007) 500–509 [28] Phạm Việt Cường (2014), Nghiên cứu đặc tính phát thải động diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel với cung cấp LPG hệ mới, Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội 70 ... 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG TRÊN XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/ DIESEL 24 2.1 Các phương pháp cung cấp LPG cho động 24 2.1.1 Phương án sử dụng đơn nhiên. .. đóng mở báo lượng LPG bình chứa LPG LPG 2.3 Nghiên cứu lắp đặt hệ thống cung cấp LPG cho xe khách 2.3.1 Nghiên cứu khảo sát xe khách sử dụng nghiên cứu yêu cầu lắp đặt Thiết kế thực sở yêu cầu... nghiên cứu sử dụng LPG cho xe khách Cơng ty khí Ngơ Gia Tự sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/ diesel cho động diesel Kết nghiên cứu cho thấy sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/ diesel giảm chi phí nhiên liệu