Thiết lập giản đồ cung cấp nhiên liệu cho động cơ biogas-xăng

Bài viết Thiết lập giản đồ cung cấp nhiên liệu cho động cơ biogas-xăng trình bày cách tiếp cận mới trong xây dựng giản đồ động cơ (Engine Map) dựa trên mô phỏng độ chân không trên đường nạp. Kết quả cho thấy, độ chân không cực đại đạt được ở khu vực gần họng venturi và tăng mạnh theo tốc độ động cơ.

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 33 THIẾT LẬP GIẢN ĐỒ CUNG CẤP NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ BIOGAS-XĂNG A CONCEPT OF ENGINE MAP FOR ENGINE FUELED WITH BIOGAS-GASOLINE Bùi Văn Ga1, Bùi Thị Minh Tú2, Trương Lê Bích Trâm1, Nguyễn Đức Hồng2, Phạm Văn Quang2 Đại học Đà Nẵng; buivanga@ac.udn.vn Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; btmtu@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo trình bày cách tiếp cận xây dựng giản đồ động (Engine Map) dựa mô độ chân không đường nạp Kết cho thấy, độ chân không cực đại đạt khu vực gần họng venturi tăng mạnh theo tốc độ động Khi đóng nhỏ bướm ga, phân bố áp suất chân không đường nạp không thay đổi nhiều so với bướm ga mở hoàn toàn giá trị tuyệt đối áp suất chân không giảm Hệ số tương đương hỗn hợp giảm đáng kể tăng tốc độ động hoặc/ mở rộng bướm ga, nên giải pháp cấp ga van chân không phổ biến không phù hợp với động chạy biogas nghèo Trong cơng trình nhóm tác giả đề xuất hệ thống cấp nhiên liệu hybrid biogas-xăng Ở chế độ công tác động cơ, hệ số tương đương hỗn hợp biogas-khơng khí giảm độ chân khơng trung bình họng venturi tăng Đó thơng số sử dụng để điều khiển việc cung cấp xăng bổ sung Abstract - The paper presents a new approach in building up the Engine Map based on the simulation of pressure in the intake manifold The results show that the vacuum reaches its maximum value at the throat venturi and increases significantly with engine speed When closing down the throttle valve, the vacuum distribution in the intake manifold is not quite different from that at full opening of the valve but the absolute value of pressure decreases The equivalence ratio of the mixture decreases when increasing engine speed or/and when opening up the throttle valve, thus, the traditional technique of gaseous fuel supplied by the vacuum valve is not appropriate for the engine fueled with poor biogas In this work we suggest the hybrid biogas-gasoline fueling system The supplemental gasoline amount is introduced to the biogasair mixture only when the adjustment of equivalence ratio is needed At any operation regimes, the equivalence ratio of the mixture decreases as the average vacuum in the intake manifold increases Thus, this is the main parameter used for controlling the supplemental gasoline injection Từ khóa - Nhiên liệu tái tạo; Biogas; Động biogas; Engine Map; Hệ số tương đương Key words - Renewable fuels; Biogas; Biogas engines; Engine Map; Equivalence Ratio Giới thiệu Biogas nguồn lượng tái sinh có nguồn gốc từ lượng mặt trời nên việc sử dụng chúng làm nhiên liệu cho động đốt không làm gia tăng chất khí gây hiệu ứng nhà kính bầu khí Chất thải từ sản xuất nơng nghiệp nước phát triển nguồn nguyên liệu dồi để sản xuất biogas Việc sử dụng nhiên liệu làm chất đốt để đun nấu từ lâu phổ biến nông thôn Tuy nhiên, giới hạn mục đích sử dụng qui mơ tiêu thụ khơng lớn, hiệu tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch bảo vệ mơi trường không cao mong muốn Sử dụng biogas để làm nhiên liệu cho động tĩnh tại, động phương tiện vận chuyển giới mở rộng qui mơ ứng dụng biogas thực tiễn Đó giải pháp thiết thực góp phần tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch hạn chế gia tăng nhiệt độ khí [1] Ở số nước phát triển, biogas hịa chung vào khí thiên nhiên để cung cấp vào mạng lưới khí đốt thành phố hay làm nhiên liệu cho ô tô, tàu hỏa Nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng biogas tơ, tàu hỏa thực [2-4] Tuy nhiên, để biogas thực trở thành nguồn nhiên liệu thay cần nhiều nghiên cứu phát triển kỹ thuật tin cậy ứng dụng nhiên liệu động đốt Ở nước phát triển, việc ứng dụng biogas để chạy máy phát điện, kéo máy công tác phục vụ sản xuất đời sống nông thôn giải pháp phù hợp [1], [5], [6] Việc cung cấp biogas cho động tĩnh từ nguồn sản xuất giúp tránh khó khăn phải lưu trữ, vận chuyển nhiên liệu khí Tuy nhiên, nghiên cứu cơng bố gần cho thấy tính khả thi việc mở rộng áp dụng biogas phương tiện giới, đặc biệt xe gắn máy quốc gia có mật độ xe gắn máy cao Việt Nam [7] Một tính chất nhiên liệu ảnh hưởng đến tính cơng tác động giới hạn cháy tốc độ cháy [8] Biogas chứa 50-70% methane 30-50% carbonic tạp chất khác [9-10] Đã có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng tạp chất đến trình cháy nhiên liệu Kết nghiên cứu cho thấy, tạp chất ảnh hưởng mạnh đến chất lượng trình cháy [11-13] CO2 biogas thu hẹp giới hạn cháy làm giảm tốc độ lan tràn lửa [11-13] Nghiên cứu gần cho thấy, hỗn hợp biogas-khơng khí chí bén lửa hàm lượng CO2 biogas nhỏ 62,5 % theo thể tích [14] Việc ứng dụng rộng rãi biogas phương tiện giao thông giới phụ thuộc vào mạng lưới cung cấp nhiên liệu Trong mạng lưới chưa phát triển việc sử dụng phối hợp biogas loại nhiên liệu khác giải pháp hữu hiệu hai lý Thứ nhất, loại nhiên liệu khác khơng có tạp chất cải thiện tốc độ cháy biogas, nâng cao hiệu trình cháy Thứ hai, phối hợp sử dụng nhiên liệu khắc phục khó khăn nguồn cung cấp biogas chưa phát triển rộng rãi Đối với động đánh lửa cưỡng truyền thống dùng chế hịa khí cách hữu hiệu để ứng dụng biogas động đốt cung cấp nhiên liệu qua tạo hỗn hợp Một nhiệm vụ quan trọng thiết kế, chế tạo tạo hỗn hợp xây dựng đường đặc tính cung cấp nhiên liệu [15] Do đa dạng chủng loại kích cỡ cơng suất động sử dụng nơng thơn, việc nghiên cứu thực nghiệm đường đặc tính cung cấp nhiên liệu khó khăn tốn Do đó, việc nghiên cứu xây dựng đường đặc tính cung cấp nhiên liệu phương pháp mô tỏ có nhiều ưu điểm [16-18] Để điều chỉnh thành phần hỗn hợp phù hợp với chế độ công tác động cơ, số giải pháp kỹ thuật đề xuất cơng trình [19-20] Để chuyển đổi động đánh lửa cưỡng phun xăng Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Đức Hoàng, Phạm Văn Quang 34 điện tử sang chạy biogas việc phải xây dựng engine map Theo cách làm truyền thống việc thực thực nghiệm Điều đòi hỏi nhiều thời gian đầu tư Mặt khác thực nghiệm tiến hành tất điều kiện công tác động Với việc phát triển công nghệ thông tin ngày nay, nhiều nghiên cứu động đốt thực đường mô Nhiều phần mềm chuyên dụng thiết lập để hỗ trợ cho việc nghiên cứu mô q trình cơng tác động phần mềm KIVA, FIRE, ANSYS FLUENT Mới phương pháp Artificial neural network (ANN) sử dụng cách hiệu để mô hiệu suất nhiệt, suất tiêu hao nhiên liệu, hệ số nạp động sử dụng biogas có thành phần CH4 khác chạy chế độ tải khác [21] Động sử dụng nhiên liệu hybrid biogas-xăng hoạt động theo nguyên tắc ưu tiên cung cấp biogas trước Khi lượng biogas cung cấp khơng đảm bảo u cầu cung cấp bổ sung xăng Như vậy, lượng xăng phun vào động điều chỉnh cách linh hoạt theo chế độ công tác động cơ, cụ thể theo tốc độ động theo độ mở bướm ga (tải) Trong cơng trình này, nhóm tác giả nghiên cứu cung cấp nhiên liệu hybrid biogas-xăng cho động DA465QE lắp xe tải nhẹ Towner Trường Hải Hệ phương trình đối lưu-khuếch tán khép kín mơ hình rối k- Trao đổi chất thể qua mơ hình Species Transport Tia phun xăng biểu diễn mơ hình Eddy Breakup Các thơng số đầu vào lưu lượng xăng C8H18 lỏng, nhiệt độ nhiên liệu, kích thước lỗ phun qui luật phân bố hạt nhiên liệu lỏng Chất bốc C8H18 dạng khí đồng Việc đóng, mở van cung cấp nhiên liệu xú páp nạp mô cách gán tính chất cho mặt van wall (đóng) interior (mở) Qui luật đóng, mở van cài đặt Events Hỗn hợp khảo sát gồm chất khí CH4, C8H18, CO2, H2O, O2 N2 Điều kiện biên gồm áp suất khơng khí đầu vào đường nạp, áp suất thành phần nhiên liệu đầu vào vòi phun Góc mở vịi phun biogas vịi phun xăng cài đặt Event Menu Injection Kết bình luận a (TK) p (Pa) Mơ trình cung cấp nhiên liệu biogas-xăng Đường nạp động bổ sung thêm họng venturi phía trước bướm ga để cung cấp biogas theo nguyên lý hút chân không phụ kiện truyền thống [22] Mặt cắt dọc đường nạp trình bày Hình 1a Lắp đặt hệ thống cung cấp biogas cho động thực tế giới thiệu Hình 1b BG a Hình Sơ đồ mặt cắt dọc động sau cải tạo (a) lắp đặt hệ thống cung cấp biogas lên động (b) b) Hình Biến thiên đường đồng mức áp suất, nồng độ CH4 C8H18 q trình nạp (n=3000 vịng/phút, biogas M8C2, góc phun xăng 30-60TK, góc phun biogas 60-110TK) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 Hình 2a giới thiệu đường đồng mức áp suất tĩnh đường nạp Chúng ta thấy, suốt kỳ nạp, độ chân không đường nạp lớn xuất họng venturi lan phía hạ lưu Mặt cắt số vùng có có độ chân khơng lớn Về cuối trình nạp, xú páp nạp bắt đầu đóng lại áp suất vùng gần xú páp tăng Đây qn tính dịng khí Hình 2b biểu diễn đường đồng mức nồng độ nhiên liệu CH4 C8H18 Biogas phun hai vòi phun đối xứng bố trí họng venturi Thời điểm mở vịi phun 60TK đóng vịi phun 110TK Vịi phun xăng mở 30TK đóng tạo 60TK Sau nhiên liệu thóa khỏi vịi phun chúng bị dịng khí kéo theo vào xi lanh Do tia phun xăng tia pha nên sau phun, hạt nhiên liệu bốc hòa trộn với khơng khí Do thời gian phun ngắn vịi phun bố trí gần xú páp nạp nên nhiên liệu xăng nhanh chóng hút vào xi lanh Trong CH4 biogas có chậm trễ định Cuối trình nạp, sau xú páp nạp đóng, đường nạp cịn tỉ lệ đáng kể CH4 chưa kịp hút hết vào xi lanh 35 lớn đạt mặt cắt số giá trị tuyệt đối độ chân không giảm bướm ga đóng nhỏ Hình 5a Hình 5b giới thiệu áp suất mặt cắt số động chạy tốc độ khác chế độ toàn tải chế độ tải cục (BG=30) Chúng ta thấy, profil đường cong không thay đổi nhiều thay đổi tải động nhiên giá trị tuyệt đối áp suất thay đổi đáng kể Trung bình độ chân khơng giảm 20% bướm gia đóng 30 so với mở hồn tồn a a b Hình Biến thiên áp suất mặt cắt ngang đường nạp động chạy tốc độ 2000 vòng/phút (a) 5000 vịng/phút (b) (BG=30, khơng phun nhiên liệu) b Hình Biến thiên áp suất mặt cắt ngang đường nạp động chạy tốc độ 2000 vịng/phút (a) 5000 vịng/phút (b) (BG=0, khơng phun nhiên liệu) Hình 3a Hình 3b cho thấy, độ chân không tiết diện S3 lớn số mặt cắt ngang khảo sát Khi tốc độ tăng độ chân không tăng theo, đồng thời biên dạng đường cong áp suất mở rộng Độ chân không cực đại mặt cắt động chạy tốc độ 5000 vịng/phút gấp lần độ chân khơng cực đại mặt cắt động chạy tốc độ 2000 vịng/phút Hình 4a Hình 4b giới thiệu biến thiên áp suất mặt cắt ngang đường nạp bướm ga vị trí BG=30 động chạy tốc độ 2000 vòng/phút 5000 vòng/phút Chúng ta thấy profil đường cong biến thiên áp suất đường nạp trường hợp bướm ga đóng nhỏ tương tự trường hợp bướm ga mở hoàn toàn Tuy nhiên, điểm khác biệt độ chân không tăng khu vực sau bướm ga Độ chân khơng a b Hình Ảnh hưởng tốc độ động đến biến thiên áp suất mặt cắt ngang số bướm ga mở hoàn toàn (a) BG=30 (b) Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Đức Hồng, Phạm Văn Quang p_S3moy-fi_Vs-n_Funtion-BG(fi-pS3) 36 Kết cho thấy, độ chân không đường nạp giảm giảm tốc độ động hoặc/và giảm độ mở bướm ga (giảm tải) Vì vậy, để đảm bảo trình cháy diễn hiệu phải điều chỉnh thành phần hỗn hợp tốc độ hoặc/và tải động thay đổi Trong nghiên cứu này, việc điều chỉnh thành phần hỗn hợp thực cách phun bổ sung xăng vào đường nạp Phương thức cấp nhiên liệu khí theo kiểu hút chân không sử dụng van màng cao su [20] Van cung cấp biogas mở lực hút độ chân không tác động lên màng cao su lớn lực nén lò xo Khi độ cứng lị xo cố định thời gian mở van phụ thuộc vào tốc độ động Hình 5a Hình 5b cho thấy, theo nguyên lý hoạt động van góc mở vịi phun động chạy tốc độ cao lớn chạy tốc độ thấp Lượng nhiên liệu cung cấp vào động tỉ lệ với thời gian mở vịi phun (tính theo giây) chênh áp vòi phun nhiên liệu đường nạp Do đó, để đảm bảo thành phần hỗn hợp cung cấp cho động có hệ số tương đương  khơng đổi góc mở vịi phun phải tỉ lệ với tốc độ động độ mở bướm ga Tuy nhiên, khó xác định sức căng lò xo cố định thỏa mãn yêu cầu Do đó, việc điều chỉnh lượng nhiên liệu xăng bổ sung p_S3moy-fi_Vs-n_Funtion-BG(pS3) cần thiết 1.3  BG45 BG30 BG15 BG0 1.1 0.9 0.7 0.5 pn (kPa) 0.3 -40 -30 -20 -10 Hình Ảnh hưởng góc đóng bướm ga BG đến biến thiên hệ số tương đương  theo áp suất trung bình mặt cắt ngang số (Biogas M8C2, góc phun 50TK, không phun xăng) a (TK)  -10 BG45 -20 pn (kPa) BG30 BG15 BG0 -30 n (v/ph) a -40 2000 p_S3moy-fi_Vs-n_Funtion-BG 3000 4000 (fi) 5000 1.3  1.1 BG0 BG30 BG15 0.9 BG45 0.7 0.5 n (v/ph) 0.3 3000 4000 5000 b 2000 Hình Biến thiên áp suất trung bình mặt cắt ngang số (a) biến thiên hệ số tương đương xi lanh (b) theo tốc độ động ứng với góc đóng bướm ga BG khác (chỉ cung cấp biogas M8C2 với góc phun cố định 50TK, khơng phun xăng) Hình 6a giới thiệu biến thiên áp suất trung bình mặt cắt số theo tốc độ động ứng với độ mở bướm ga khác Áp suất trung bình tính dựa tích phân đường cong áp suất theo góc quay trục khuỷu kỳ nạp chia cho khoảng góc quay trục khuỷu kỳ nạp Chúng ta thấy, vùng tốc độ thấp, áp suất trung bình bị ảnh hưởng độ mở bướm ga vùng tốc độ cao, áp suất trung bình giảm theo độ mở bướm ga Hình Đường đồng mức hệ số tương đương  cung cấp biogas M8C2 phun bổ sung xăng (động chạy tốc độ 3000 vịng/phút, BG=0, góc phun xăng 30TK -60TK, góc phun biogas 60TK -110TK) Mặc dù, tăng tốc độ động tăng độ mở bướm ga độ chân độ chân khơng đường nạp tăng, góc mở vịi phun tăng mức độ tăng thời gian (tính theo giây) mở vịi phun khơng tỉ lệ với mức độ tăng tốc độ nên hệ số tương đương giảm tăng tốc độ động Mức độ giảm cao bướm ga đóng nhỏ (Hình 6b) Giải pháp cấp ga van chân không phổ biến [22] không phù hợp với việc cung cấp biogas nghèo cho động Với giải pháp này, điều chỉnh hỗn hợp hợp lý tốc độ thấp tốc độ cao hỗn hợp loãng; điều chỉnh hỗn hợp hợp lý tốc độ cao tốc độ thấp hỗn hợp đậm Như trình bày, hệ số tương đương hỗn hợp phụ thuộc tốc độ độ mở bướm ga Vì độ chân khơng ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 1.2 Hình 10 giới thiệu biến thiên hệ số tương đương theo tốc độ động chế độ toàn tải trường hợp phun biogas M8C2 trường hợp phun biogas với phun bổ sung xăng với góc phun 60TK Chúng ta thấy, điều kiện tốc độ thấp, hỗn hợp đậm Ngược lại tốc độ cao hỗn hợp lỗng Điều kiện cung cấp nhiên liệu phù hợp với tốc độ động khoảng 3500 vịng/phút Bằng phương thức này, xác định thời gian mở vòi phun tp_gaso_Vs-n_Function-BG xăng để đảm bảo thành phần hỗn hợp xấp xỉ chế độ vận hành khác (ms) trung bình mặt cắt ngang số xem thơng số tổng hợp sử dụng để điều chỉnh thành phần hỗn hợp theo chế độ công tác động Hình giới thiệu ảnh hưởng độ mở bướm ga đến biến thiên hệ số tương đương theo áp suất trung bình mặt cắt ngang số Ở độ mở bướm ga tốc độ động nào, hệ số tương đương hỗn hợp biogas-khơng khí giảm độ chân khơng trung bình mặt cắt số tăng Đường đồng mức hệ số tương đương Hình cho thấy, đầu trình nạp hệ số tương đương cao tập trung khu vực vòi phun nhiên liệu Khi vịi phun đóng, nhiên liệu khuếch tán vào khơng khí tạo nên vùng hệ số tương đương cao phía đường nạp Khi kết thúc q trình nạp, vùng hệ số tương đương cao tập trung đỉnh piston Cuối trình nén, phận nhỏ nhiên liệu tập trung Towner_BG30_M8C2_GpBio50_n3000_p đỉnh buồng cháy, nơi đặt nến đánh lửa Điều tạo thuận lợi cho việc đánh lửa,bio3000_fi_Vs-Gpgaso hỗn hợp tổng quát nghèo 37 BG0 BG30 BG15 BG45  0.8 n (v/ph) a 2000 Gp=60 Gp=40 0.4 0.2  (TK) 60 120 180 240 300 360 Hình Ảnh hưởng góc phun xăng bổ sung đến biến thiên hệ số tương đương tổng quát buồng cháy động chạy tốc độ 3000 vịng/phút, BG=30, cung cấp biogas M8C2 với góc phun 50TK Kết cho thấy, để đảm bảo hệ số tương đương =1 lượng xăng phun bổ sung phải tăng độ chân khơng trung bình đường nạp tăng Hình giới thiệu biến thiên hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu trường hợp động chạy tốc độ 3000 vòng/phút, bướm ga đóng BG=30 khơng phun xăng bổ sung phun phun xăng với góc mở vịi phun 40TK 60TK Chúng ta thấy, góc mở vịi phun xăng 60TK hỗn hợp đậm; BG30_fi_Vs-n_Function_phungóc mở vịi phun 40TK hệ số tương đương xấp xỉ khgphunGaso 1.5  1.3 Gp=60 Gp=0 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3 2000 n (v/ph) 3000 4000 5000 Gp=0 tp_gaso_Vs-n_Function-BG 3000 4000 (ms) 0.6 5000 Hình 10 So sánh biên thiên hệ số tương đương theo tốc độ động bướm ga mở hoàn toàn trường hợp động cung cấp biogas M8C2, góc mở vòi phun 50 TK trường hợp phun bổ sung xăng với lưu lượng 0,5g/s, góc phun 60TK, chế độ toàn tải BG0 BG15 BG30 BG45 pn (kPa) b -40 -30 -20 -10 Hình 11 Biến thiên thời gian phun xăng bổ sung để đảm bảo =1 theo tốc độ động (a) theo áp suất trung bình mặt cắt số (b) tương ứng với độ đóng bướm ga khác (Biogas M8C2, góc mở vịi phun biogas 50TK, lưu lượng phun xăng 0,5g/s Hình 11a Hình 11b giới thiệu thời gian mở vòi phun xăng theo tốc độ động theo độ chân khơng trung bình mặt cắt số ứng với chế độ tải khác động Chúng ta thấy thời gian phun xăng bổ sung tăng tốc độ động hoặc/và độ mở bướm ga tăng Như vậy, thời gian mở vòi phun xăng để cung cấp nhiên liệu bổ sung cho động chạy nhiên liệu hybrid biogas-xăng phụ thuộc vào thông số: tốc độ động cơ, độ mở bướm ga độ chân không trung bình mặt cắt số Mối quan hệ thời gian mở vịi phun xăng thơng số Engine Map động chạy biogasxăng cung cấp nhiên liệu theo phương thức hybrid Hình 12 giới thiệu Engine Map động DA465QE chạy biogas-xăng Động nhận tín hiệu tốc độ độ mở bướm ga để tính tốn (nội suy) thời gian mở vịi phun xăng từ điều khiển vòi phun xăng cung cấp lượng nhiên liệu bổ sung theo u cầu Thơng số áp suất trung bình mặt cắt số dùng để kiểm kiểm soát chế độ công tác Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Đức Hồng, Phạm Văn Quang 38 động Ví dụ chế độ khơng tải tốc độ động tp_gaso_Vs-n_Function-BG tăng cao độ chân không mặt cắt số thấp (ms) BG0 BG15 BG30 BG45 ppnS3(kPa) (kPa) -40 n=5000 v/ph 4500 4000 3500 3000 2500 2000 -30 -20 -10 Hình 12 Engine Map động chạy biogas-xăng cung cấp nhiên liệu theo phương thức hybrid Kết luận Kết nghiên cứu cho phép rút kết luận sau: - Độ chân không cực đại đạt khu vực gần họng venturi phía hạ lưu Độ chân khơng họng venturi tăng mạnh theo tốc độ động Thời điểm độ chân không họng đạt cực đại dịch chuyển dần phía cuối q trình nạp tốc độ động tăng - Khi đóng nhỏ bướm ga, phân bố áp suất chân không đường nạp không thay đổi nhiều so với bướm ga mở hoàn toàn giá trị tuyệt đối áp suất chân không họng venturi giảm 20% bướm gia đóng 30 độ so với động chạy toàn tải - Hệ số tương đương  hỗn hợp giảm mạnh tăng tốc độ động hoặc/và mở rộng bướm ga Giải pháp cấp ga van chân không phổ biến không phù hợp với việc cung cấp biogas nghèo cho động Với giải pháp này, điều chỉnh hỗn hợp hợp lý tốc độ thấp tốc độ cao hỗn hợp q lỗng; điều chỉnh hỗn hợp hợp lý tốc độ cao tốc độ thấp hỗn hợp đậm - Độ chân khơng trung bình họng venturi sử dụng để điều chỉnh thành phần hỗn hợp theo chế độ công tác động Ở độ mở bướm ga tốc độ động nào, hệ số tương đương hỗn hợp biogas-khơng khí giảm độ chân khơng trung bình họng venturi tăng - Hệ thống cấp nhiên liệu hybrid biogas-xăng gồm van chân không cung cấp biogas hệ thống phun xăng bổ sung hoạt động theo engine map xác lập dựa độ chân khơng trung bình họng venturi giúp điều chỉnh thành phần hỗn hợp phù hợp với chế độ công tác động đồng thời cải thiện độ đồng hỗn hợp, phù hợp động chạy nhiên liệu khí nghèo Cảm tạ: Các tác giả xin chân thành cám ơn Bộ Giáo dục Đào tạo hỗ trợ cơng trình nghiên cứu thơng qua Chương trình Khoa học - Cơng nghệ cấp Bộ mã số CTB.2018.DNA “Nghiên cứu phát triển hệ thống lượng kết hợp (hybrid) biogas-năng lượng mặt trời phù hợp với khu vực nông thôn Việt Nam” Ký hiệu sử dụng TK Độ góc quay trục khuỷu p Áp suất tĩnh (bar) n Tốc độ động (vòng/phút) MxCy Biogas chứa 10x% CH4 10y% CO2 theo thể tích a Góc quay trục khuỷu so với trục xi lanh (a=0TK ứng với vị trí piston điểm chết đầu kỳ nạp) BG Góc đóng bướm ga: BG=0° bướm ga mở hồn tồn; BG=60° bướm ga đóng hồn tồn Khoảng thời gian phun xăng (ms) pn Áp suất trung bình mặt cắt ngang khảo sát kỳ nạp (Pa)  Hệ số tương đương hỗn hợp nhiên liệu khơng khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bui Van Ga, Tran Van Nam, Nguyen Thi Thanh Xuan: Utilization of biogas engines in rural area: A contribution to climate change mitigation Colloque International RUNSUD 2010, pp 19-31, Universite Nice-Sophia Antipolis, France, 23-25 Mars 2010 [2] Yoon, S.H., Lee, C.S.: Experimental Investigation on the Combustion and Exhaust Emission Characteristics of BiogasBiodiesel Dual-fuel Combustion in a CI engine Journal of Fuel Processing Technology, Vol 92, Issue 5, 2011, p 992-1000 [3] Porpatham, E., Ramesh, A., Nagalingam, B.,: Investigation on the Effect of Concentration of Methane in Biogas when Used as a Fuel for a Spark Ignition Engine Journal of Fuel, Vol.87, Issue 8-9, 2008, p 1651-1659 [4] Lafay Y., Taupin.B., Martins.G., Cabot.G., Renou.B., and Boukhalfa Experiment study of biogas combustion using a gas turbine configuration Experiments in Fluids: Springer 43, pp 395-410, 2007 [5] Bui Van Ga, Tran Van Nam, Bui Thi Minh Tu, Nguyen Quang Trung: Numerical simulation studies on performance, soot and NOx emissions of dual-fuel engine fuelled with hydrogen enriched biogas mixtures IET Renewable Power Generation: Volume 12, Issue 10, (2018), pp 1111-1118, DOI: 10.1049/iet-rpg.2017.0559 [6] Bùi Văn Ga; Phan Minh Đức; Nguyễn Văn Đơng: Phỏng đốn phân bố nhiệt độ NOx buồng cháy động đánh lửa cưỡng chạy biogas làm giàu hydrogen Tạp chí Khoa học Cơng nghệ-Đại học Đà Nẵng, Vol 1, số 11(32), 2018 [7] Bùi Văn Ga, Nguyễn Văn Đông, Nguyễn Văn Anh, Trương Lê Bích Trâm: Nghiên cứu hệ thống cung cấp biogas nén cho xe gắn máy Tạp chí Giao Thơng Vận Tải, số 12/2009, pp 79-82, 2009 [8] James, L.W Jr., Charles, C.R., Mirhd, S.S., Stephen R H., Allen., W.W.: Handbook on Biogas Utilization The Environment, Health, and Safety Division Georgia Tech Research Institute Atlanta, Georgia, 1988 [9] Ryckebosch E., Drouillon M., Vervaeren H.: Techniques for transformation of biogas to biomethane Biomass and Bioenergy, Volume 35, Issue 5, May 2011, Pages 1633-1645 [10] Bond T., and Templeton M.R.: History and future of domestic biogas plants in the developing world International Journal Energy for Sustainable Development Volume 15, Issue 4, pp 347–354 2011 [11] Hamidi N, Ilminnafik N, ING Wardana, Sabaruddin A.: An Experimental Study of the Flammability Limits of LPG-CO2-Air Mixtures The 2011 International Symposium on Advanced Engineering, Pukyong-Korea Proc, 2011 [12] V Munteanu, D Oancea, Dan Domnina Razus: Carbon Dioxide As Inhibitor For Ignition And Flame Propagation Of Propane-Air Mixtures Analele Universitatii Bucuresti: Romania, 2002 [13] Anggono W., Wardana I.N.G., Lawes M., Hughes K.J., Wahyudi S., Hamidi N.: Laminar Burning Characteristics of Biogas-Air Mixtures in Spark Ignited Premix Combustion Journal of Applied ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 17, NO 9, 2019 [14] [15] [16] [17] [18] Sciences Research, 2012 Nurkholis Hamidi: Carbon Dioxide Effects on The Flammability Characteristics of Biogas Applied Mechanics and Materials Vol 493 (2014) pp 129-133 Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng: Xây dựng đường đặc tính tạo hỗn hợp động đánh lửa cưỡng sử dụng biogas nén Tạp Chí Giao Thơng Vận Tải, số 11/2010, pp 35-37 Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Lê Xn Thạch: Mơ dịng chảy qua tạo hỗn hợp động biogas đánh lửa cưỡng phần mềm Fluent Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Trường Đại học Kỹ thuật số 80-2011, pp 134-138 Bùi Văn Ga, Trần Thanh Hải Tùng, Trần Văn Nam, Lê Xn Thạch: Mơ dịng chảy qua cung cấp biogas cho động biogasxăng GATEC-21 Hội nghị Cơ học Thủy Khí tồn quốc, Cửa Lị, 2123/7/2011, pp.125-130 Bui Van Ga, Tran Van Nam: Mixer Design for High Performance [19] [20] [21] [22] 39 Biogas SI Engine Converted from A Diesel Engine International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT, http://www.ijert.org), Vol Issue 1, January - 2014, pp 2743-2760 Bằng độc quyền sáng chế số 9562 “Hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động tĩnh chạy hai nhiên liệu biogas-xăng” Cục Sở hữu Trí tuệ, 16-08-2011 Bằng độc quyền sáng chế số 6643 “Hệ thống ba van chức cung cấp nhiên liệu khí cho xe gắn máy LPG/xăng" Cục Sở hữu Trí tuệ, 09-10-2007 YusufKurtgoz, MustafaKaragoz, EmrahDeniz: Biogas engine performance estimation using ANN Engineering Science and Technology, an International Journal Volume 20, Issue 6, December 2017, Pages 1563-1570 GUIBET Jean-Claude: Carburants et moteurs Editions Technip, 1997 (BBT nhận bài: 23/5/2019, hoàn tất thủ tục phản biện: 20/9/2019) ... thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động tĩnh chạy hai nhiên liệu biogas-xăng? ?? Cục Sở hữu Trí tuệ, 16-08-2011 Bằng độc quyền sáng chế số 6643 “Hệ thống ba van chức cung cấp nhiên liệu khí cho. .. tăng Như vậy, thời gian mở vòi phun xăng để cung cấp nhiên liệu bổ sung cho động chạy nhiên liệu hybrid biogas-xăng phụ thuộc vào thông số: tốc độ động cơ, độ mở bướm ga độ chân khơng trung bình... tiêu hao nhiên liệu, hệ số nạp động sử dụng biogas có thành phần CH4 khác chạy chế độ tải khác [21] Động sử dụng nhiên liệu hybrid biogas-xăng hoạt động theo nguyên tắc ưu tiên cung cấp biogas