Hcmute nghiên cứu và thử nghiệm cho hệ thống điều khiển động cơ sử dụng nhiên liệu kép (lpg diesel)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ THỬ NGHIỆM CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG CHẤT LIỆU KÉP (LPG - DIESEL) S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013 – 51TÐ S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ Chương TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài: Trong trình phát triển kinh tế, xã hội giới nói chung Việt Nam nói riêng, mạng lưới giao thơng vận tải có vai trị vơ quan trọng việc vận chuyển người hàng hóa Dẫn đến số lượng xe tham gia lưu thông đường ngày tăng lên Việc gia tăng loại xe giới, ô tô loại máy sử dụng nguồn nhiên liệu hoá thạch làm cho nguồn nhiên liệu ngày cạn kiệt (theo dự báo nguồn nhiên liệu hóa thạch cạn kiệt khoảng 30 đến 50 năm tới) Nguy hiểm hơn, loại ô tô sử dụng nguồn nhiên liệu làm ô nhiễm mơi trường khí độc hại NOx, CO, CO2, HC… từ động thải (đây nguồn gây nhiễm mơi trường sống nay) Ngồi ra, tiêu chuẩn mơi trường đặt buộc nhà sản xuất nhập phải tuân theo Tìm kiếm nguồn lượng thay thế, kiểm sốt nhiễm mơi trường ngày tốt hơn, bảo vệ sức khỏe người… nhiệm vụ đặt cho người So với trước kia, ô tô ngày nhiều Các công nghệ ứng dụng xe: cải tiến buồng đốt, sử dụng công nghệ điều khiển phun xăng - đánh lửa điện tử, gắn xúc tác ống xả…đã giảm lượng đáng kể khí thải độc hại Tuy nhiên, giải pháp đáp ứng phần việc kiểm sốt khí thải cần nhiều nỗ lực từ phía nhà nghiên cứu, sản xuất Gần đây, cơng trình nghiên cứu sử dụng khí đồng hành dầu mỏ hóa lỏng (LPG) cho phương tiện giao thông giới Việt Nam có kết khả quan LPG loại nhiên liệu có nhiều ưu điểm: sử dụng LPG xe chạy xăng đốt cháy cưỡng giảm nhiễm khí thải mà trì cơng suất động cơ, giá thành tương đối rẻ dễ sử dụng…Còn sử dụng hỗn hợp LPG + Diesel động tiêu nhiễm môi trường khả mang tải động diesel cải thiện, chi phí chuyển đổi hệ thống nhiên liệu động thấp, kết cấu động không bị thay đổi nhiều… Việt Nam có nhiều tiềm loại khí đốt Các loại khí tồn mỏ khí mỏ dầu tập trung nhiều Biển Đông với trữ lượng cao Nếu chúng khai thác sử dụng tốt mở hướng giải tốt cho vấn đề nhập xăng dầu Do địi hỏi phải đầu tư nhiều vào việc khai thác, sản xuất sử dụng tốt loại khí Nếu làm góp phần thúc đẩy phát triển ngành khai thác, sản xuất dầu khí mang lại lợi ích kinh tế lớn cho đất nước Ưu điểm trình cháy LPG dùng nhiên liệu thay rõ ràng Câu hỏi cần trả lời hiệu suất vận hành so với q trình cháy mà diesel đạt mà không làm hại đến mức tiêu thụ nhiên liệu ? Việc ứng dụng LPG xe chạy Diesel gặp khó khăn riêng kết cấu động chất trình cháy Vì vậy, việc nghiên cứu, chế tạo lắp đặt thành công hệ thống Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ cung cấp LPG cho động diesel có ý nghĩa lớn việc giảm nhiễm khí thải từ động diesel Có nhiều phương án khác sử dụng để cải tạo hệ thống nhiên liệu Diesel sang sử dụng LPG Trên sở phân tích ưu nhược điểm phương án, phương án chọn là: - Động diesel 3C – TE Toyota - Sử dụng phun mồi diesel để khởi tạo trình cháy - Phun LPG đường ống nạp - Sử dụng vi điều khiển để kiểm sốt q trình phun LPG 1.2 Mục đích đề tài: Đề tài có mục đích chính: - Thiết kế cải tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu liệu động Diesel cũ hệ thống dùng nhiên liệu kép (LPG – Diesel) - Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển điện tử hệ thống cung cấp LPG cho động Diesel Toyota 3C-TE - Thử nghiệm thông số động sử dụng nhiên liệu kép (LPG – Diesel) so với động sử dụng nhiên liệu Diesel 1.3 Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp sau sử dụng để thực đề tài: - Phương pháp tham khảo tài liệu: tham khảo cơng trình nghiên cứu việc ứng dụng LPG, tính chất lý hóa loại nhiên liệu diesel LPG - Phương pháp tính tốn: tính tốn số liệu dựa vào ngun lý động đốt cấu tạo cảm biến - Phương pháp lập trình vi điều khiển: thu thập số liệu, xử lý số liệu xuất số liệu cho cấu chấp hành - Phương pháp thực nghiệm: Thực nghiệm vấn đề nghiên cứu động Toyota 3C-TE 1.4 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống nhiên liệu động diesel Toyota 3C-TE Thiết kế, chế tạo lại hệ thống cung cấp nhiên liệu cho phù hợp với việc sử dụng kết hợp LPG diesel 1.5 Giới hạn đề tài: Nghiên cứu thiết kế điều khiển hệ thống cung cấp LPG cho động Toyota 3C-TE theo chế độ hoạt động động cơ, đồng thời điều chỉnh lưu lượng thời điểm phun Diesel để động hoạt động ổn định, phát huy tối đa cơng suất giảm khí thải độc hại cho môi trường 1.6 Kế hoạch thực hiện: - Ngày 20/03/2013– 30/04/2013: Nghiên cứu sở lý thuyết động tính Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ chất LPG Diesel - Ngày 05/2013 – 06/2013: Thiết kế, thi công hệ thống cung cấp LPG, chế tạo mạch lập trình điều khiển hệ thống cung cấp LPG - Ngày 07/2013 – 09/2013: Nghiên cứu kỹ thuật thiết kế mạch điện tử lập trình vi điều khiển - Ngày 10/2013 – 11/2013: Thử nghiệm điều khiển hệ thống cung cấp LPG cho động điều chỉnh động - Ngày 11/2013 –12/2011: Viết báo cáo kết nghiên cứu chuẩn bị bảo vệ 1.7 Tổng quan vấn đề nghiên cứu nước “Sử dụng LPG xe gắn máy xe buýt nhỏ”, Bùi Văn Ga, Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường Đại học Đà Nẵng [2] Cơng trình nghiên cứu cơng nghệ chuyển đổi xe gắn máy xe buýt nhỏ chạy xăng sang chạy LPG trình bày Kết nghiên cứu cho thấy tính ưu việt phương tiện chạy LPG so với chạy xăng tính kinh tế kỹ thuật bảo vệ môi trường “Cải tạo động Mazda WL thành động dual fuel sử dụng khí hóa lỏng”, Lê Minh Xn, Luận văn thạc sỹ Trường ĐH Đà Nẵng Đề tài dùng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm để đánh giá kết sở nghiên cứu động Mazda WL Kết thực nghiệm cho thấy: tỷ lệ LPG sử dụng hỗn hợp để động Mazda WL hoạt động bình thường nhỏ 20% Cơng suất giảm khoảng 5% - 10% nồng độ bồ hóng giảm 15% - 20% “Research and install the LPG supply system to diesel engine VIKYNO RV 125”, Do Van Dung, Le Thanh Phuc, Huynh Phuoc Son, Le Viet Hung APAC15, Hanoi [9] Đề tài ứng dụng kỹ thuật nhiên liệu kép động diesel có sẵn thị trường, Vikyno RV125, kim phun lắp đường ống nạp Kết nghiên cứu cho thấy động dual fuel, bản, đảm bảo yêu cầu tiết kiệm động diesel tương ứng “Pilot – ignited natural gas combustion in diesel engines”, Peter Mtui, The University of British Columbia [10] Nghiên cứu q trình cháy khí thiên nhiên mồi lửa diesel Kết cho thấy trình cháy diesel-gas có khoảng thời gian chuẩn bị đánh lửa thời gian cháy so với động diesel sở Quá trình cháy diesel-gas êm so với động diesel sở “Simultaneous diesel and natural gas injection for dual-fuelling compressionignition engines”, Timothy Ross White, School of Mechanical and Manufacturing Engineering, The University of New South Wales [11] Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm mơ q trình phun nhiên liệu đồng thời vào buồng đốt kim phun kết hợp, từ tìm áp suất phun tối ưu, kích thước lỗ kim phun góc kim phun để chùm tia phun phân tán hóa tốt Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ Chương TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KÉP (LPG – DIESEL) 2.1.Đặc tính nhiên liệu Diesel LPG 2.1.1 Nhiên liệu Diesel Dầu Diesel loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm dầu hỏa (kesosene) dầu bôi trơn (lubricating oil), có nhiệt độ bốc từ 1750C đến 3700C (đối với nhiên liệu diesel nặng: 3150C ÷ 425C gọi Mazut – Fuel oil) Dầu diesel đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, dùng loại động đốt diesel Các thông số kỹ thuật dầu diesel giới thiệu Bảng 2.1 Bảng 2.1:Các thông số kỹ thuật dầu Diesel Các tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu diesel Loại nhiên liệu diesel Phương pháp thử DO 0,5% S DO 1,0% S ≥ 50 ≥ 45 ASTM D 976 2800C 2800C 3700C 370 C TCVN 2693 – 95 1,8 ÷5,0 1,8÷5,0 ASTM D 445 ≤0,5 ≤1,0 ASTM D 2622 Độ tro (% kl) ≤ 0,01 ≤ 0,01 TCVN 2690 – 95 Độ kết cốc (%) ≤ 0,3 ≤ 0,3 TCVN6 324 – 97 Hàm lượng nước, tạp chất ≤0,05 ≤0,05 TCVN Ăn mòn mảnh đồng 50 C N1 N1 TCVN 2694 – 95 10 Nhiệt độ đông đặc, t0C ≤5 ≤5 TCVN 3753 – 95 14,4 14,4 - Trị số cetan Thành phần chưng cất, t0C - 50% chưng cất - 90% chưng cất Độ nhớt động học 200C (đơn vị cSt : centi Stock) Hàm lượng S (%) học (% V) 2693 – 95 11 Tỷ số A/F Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ 2.1.2 Nhiên liệu LPG LPG chữ viết tắt “Liquefied Petroleum Gas”, LPG “khí dầu mỏ hóa lỏng” Đây cách diễn tả chung propane có cơng thức hóa học C 3H8 butane có cơng thức hóa học C4H10, hai tồn trữ riêng biệt chung với hỗn hợp LPG sản phẩm đồng hành dầu mỏ khí thiên nhiên Nó thu từ nguồn: lọc từ dầu mỏ chiết suất từ khí thiên nhiên LPG lọc từ dầu mỏ chiếm khoảng 10%-15% dầu mỏ khí LPG chiếm khoảng 3% từ khí thiên nhiên Dự trữ LPG bị giới hạn so với xăng 2.1.2.1 Thành phần hóa học LPG  Propane Propane alkane thể khí thu q trình tinh luyện dầu Propane khơng màu Cơng thức hóa học propane CH3CH2CH3 Propane hóa lỏng nén làm lạnh Propane có cơng thức cấu tạo Hình 2.1 Hình 2.1:Cơng thức hóa học propane  Butane Butane hydrocarbon có khí thiên nhiên thu từ q trình tinh luyện dầu mỏ Butane alkane thể khí, gồm có hydro cacbon chứa nguyên tử cacbon, chủ yếu n- butane iso-butane Cơng thức hóa học butane C4H10 có cơng thức cấu tạo Hình 2.2 Hình 2.2:Cơng thức hóa học butane Mecaptan Mecaptan chất pha trộn vào LPG với tỉ lệ định làm cho LPG có mùi đặc trưng, để dễ phát bị xì rị rỉ Thường LPG khơng màu, khơng mùi 2.1.2.2 Tính chất vật lý LPG LPG mỏ gọi khí dầu hóa lỏng chất khí hóa lỏng nhiệt độ bình thường cách gia tăng áp suất vừa phải, áp suất bình thường Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ cách sử dụng kỹ thuật làm lạnh để làm giảm nhiệt độ Các thông số kỹ thuật LPG so sánh với xăng dầu Diesel giới thiệu bảng2.2 Bảng 2.2:Các thông số kỹ thuật LPG so sánh với xăng (petrol) dầu diesel Đặc tính Propane Butane Petrol Diesel Tỉ trọng 150C 0.508 0.584 0.73-0.78 0.81-0.85 Áp suất bay 37,80C (bar) 12.1 2.6 0.5-0.9 0.003 Nhiệt độ sôi (0C) -43 -0.5 30-225 150-560 Nhiệt độ tự cháy (0C) 482 405 257 210 RON 111 103 96-98 - MON 101 93 85-87 - Nhiệt trị thấp (MJ/kg) 46.1 45.46 44.03 42.4 Khối lượng riêng(kg/m3) 2.011 2.697 730 830 Tỉ số A/F 15.8 15.6 14.7 14.4 Trên thực tế người ta sản xuất propane butane riêng biệt, sau trộn theo tỷ lệ thích hợp Việc chọn lựa tỷ lệ thích hợp dựa theo yếu tố sau: - Nguồn cung cấp có thành phần - Propan chất dễ bay dễ bắt cháy điều kiện khí hậu lạnh vào mùa đơng Ví dụ châu Âu tỷ lệ thường dùng 50:50 vào mùa hè giảm propane, tăng butane lên thành 40:60 Ở Việt Nam, chưa có propane butane riêng biệt, LPG từ nhà máy Dinh Cố hỗn hợp 50:50 2.1.2.3Tính an tồn - LPG dường dễ bắt lửa so với xăng điezen có khoảng giới hạn bắt lửa lớn - (Giới hạn bắt lửa –Flammability limit: tỉ lệ phần trăm thể tích LPG khơng khí khoảng khơng gian xác định gây cháy Nhiên liệu có khoảng bắt lửa lớn dễ cháy hơn.) - Tai nạn liên quan tới LPG thường gây cháy nổ Sự nổ xảy có đủ lượng khơng khí LPG, chúng mồi lửa tạo lượng nhiệt lớn tạo chuyển dịch tức thời khơng khí thời gian ngắn Nếu nhiệt sinh Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ từ từ cháy nhiên liệu dễ dẫn tới đám cháy vụ nổ Điều nghĩa thơng gió quan trọng việc chứa đựng vận chuyển LPG - Cụ thể vụ nổ xảy Nhật liên quan tới phương tiện chạy LPG xảy vào 1962 1963 Và vụ nổ liên quan tới việc sang chiết gas trái phép Đài Loan vào tháng 6/1992 - Đặc điểm LPG kéo theo đòi hỏi thiết kế thùng nhiên liệu, bể chứa trạm bơm nhiên liệu Một ví dụ cụ thể thùng chứa nhiên liệu phải thiết kế cho nằm vị trí cũ sau vụ nổ xảy 2.2 LPG với vai trò nhiên liệu xe 2.2.1 Ảnh hưởng tới mơi trường - Khí thải từ phương tiện giao thơng nguồn gây ô nhiễm không khí đặc biệt đô thị Rất nhiều phủ khích lệ việc sử dụng nhiên liệu thay LPG nhiên liệu thay hàng đầu - LPG so với xăng dầu điezen thân bao gốm (H,C) đơn giản thường gặp LPG khơng chứa chì, chất phụ gia chứa lưu huỳnh So sánh khí thải với phương tiện chạy xăng dầu hàm lượng chạy LPG chứa hàm lượng (H, C), NOx, SOx, chất độc hại bụi than - Bảng sau đưa kết điều tra phương tiện chạy LPG thải CO (H,C) so với phương tiện xăng nhiều dịng xe Phương tiện chạy LPG có hàm lượng NOx nhiều dòng xe Bảng 2.3: Khí thải xe sử dụng LPG- Diesel (gam/km) - Sự vượt trội yếu tố ảnh hưởng môi trường LPG so với lượng truyền thống ngày giảm phát triển công nghệ Sự đời hệ thống ống thải Catalic giúp giảm bớt hàm lượng CO (H, C), NOx xe chạy xăng Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ Hình 2.3: So sánh mức độ khí thải hãng sử dụng LPG & xăng (Nguồn: TNO Road Institude.) 2.2.2 Hiệu suất chất lượng - Hiệu suất LPG tương tự với xăng tùy vào yếu tố so sánh Tuy động LPG động xăng không đạt hiệu suất cao động điezen có tỉ số nén cao Kết nhiều thực nghiệm tổng hợp bảng 2.4 Bảng 2.4: So sánh hiệu suất khả hoạt động xe chạy LPG Diesel (Nguồn: Japan AssociatiON LPG; Netherlands Agency for Energy and Environment; TNO Research Institude.) - Xe chạy Desel có qng đường chạy dài so với xe chạy LPG xăng với khối lượng hay thể tích nhiên liệu Xe chạy nhiên liệu LPG có qng đường chạy dài xe chạy xăng khối lượng nhiên liệu ngắn thể tích - Động chạy LPG có hiệu suất động xăng cơng suất đầu momen Vì xe chạy LPG có khả vượt qua bờ dốc di chuyển khu vực đường đồi dốc động xăng 2.2.3 Sự đáp ứng nhiên liệu LPG Nhiên liệu LPG có lịch sử lâu dài sử dụng nhiên liệu thay xe Việc áp dụng LPG cách phổ biến phụ thuộc vào nhiều yếu tố Các yếu tố quan trọng gồm:  Phân tích khả cung cấp nhiên liệu LPG:Khả cung cấp nhiên liệu LPG nước dồi lý quan trọng khiến quốc gia định sử dụng LPG phương tiện giao thông Đối với quốc gia nhập Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2013-51TĐ LPG ví dụ Hong Kong cần phải đảm bảo LPG nhập với giá ổn định sử dụng nhiên liệu xe  Khả đáp ứng chuyển đổi LPG xe sử dụng LPG:Việc ứng dụng LPG xe cần có hai yếu tố là: - Bộ chuyển đổi LPG xe sử dụng LPG Xe chạy hồn tồn LPG phổ biến Nhật Bản chuyển đổi sử dụng LPG gắn xe phổ biến quốc gia Mỹ, Canađa Hà Lan - Mức giá cho LPG sử dụng xe giá xăng chạy xe Nhật Bên cạnh việc xem xét giá cần xem xét tới việc đáp ứng nhân lực kĩ thuật việc lắp đặt chuyển đổi LPG  Khả đáp ứng trạm cấp nhiên liệu LPG:Sự đáp ứng trạm bơm nhiên liệu LPG ảnh hưởng lớn tới khả chấp nhận sử dụng LPG người tiêu dùng Việc lắp đặt trạm bơm LPG phụ thuộc vào quy định phủ việc thiết kế Giả sử trạm bơm nhiên liệu LPG cho phép nằm với trạm xăng dầu, bình chứa LPG đặt mặt đất khoảng cách quy định từ trạm nhiên liệu tới khu nhà từ ảnh hưởng tới diện tích xây dựng vị trí trạm bơm  Các quy định an tồn:Chính phủ nước ban hành quy định nhằm giảm thểu rủi ro sử dụng vận chuyển LPG Các quy định bao gồm quy định lộ trình chạy thiết kế xe sử dụng LPG Các khóa huấn luyện kĩ thuật đăng kí giấy phép vậnn chuyển LPG quan trọng cho việc đảm bảo an toàn Giả sử Hong Kong việc sử dụng LPG quản lí tổ chức Gas Safety Ordinance troong xăng dầu quản lí tổ chức Dangerous Goods Ordinance Theo quy địnhh tổ chức khơng cá nhân tổ chức tang trữ, vận chuyển sử dụng loại nhiên liệu nguy hiểm vượt lượng cho phép trừ tổ chức cá nhân cấp phép  Mức giá cạnh tranh nhiên liệu LPG: Mức giá LPG định việc sử dụng đại trà LPG xe người dân Tùy vào quy mô thị trường tiêu thụ LPG mà nhà đầu tư định bỏ tiền xây dựng sở hạ tầng trạm bơm nhiên liệu Kinh nghiệm từ quốc gia khác mức giá LPG phụ thuộc nhiều vào sách hỗ trợ phụ thuế chẳng hạn Bảng mô tả giá nhiên liệu (bao gồm hỗ trợ phủ) LPG, xăng dầu với chi phí nhiên liệu cho kilomet Hong Kong Chi phí nhiên liệu vận hành dầu điezen LPG ngang thấp xăng Luan van MẠCH ĐIỀU KHIỂN LPG – DIESEL Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển kim phun LPG Sơ đồ mạch in & bố trí linh kiện 20 Luan van HỆ THỐNG ĐiỀU KHIỂN LPG - DIESEL 21 Luan van 22 Luan van SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THỰC NGHIỆM 1.Động Diesel Băng thử cơng suất Bộ điều khiển DL Thiết bị tạo tải Cân Thùng LPG Bộ trộn nhiên liệu Đo lưu lượng KK LPG Thùng Diesel 10 Hệ thống ĐK nhiên 11 Thiết bị đo khí thải liệu Diesel Luan van 23 THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ THỰC NGHIỆM Loại động Diesel 3C – TE (4 xilanh) Tốc độ cầm chừng 700 – 800 rpm Tốc độ cực đại 4900 – 5100 rpm Công suất có ích 99 kw / 5000 rpm Mơ men xoắn cực đại 206 Nm / 4000 rpm Tỷ số nén 18 : Số xy lanh Số kỳ Đường kính xy lanh 86 mm Dung tích xy lanh Kiểu buồng cháy 2438 cm3 Luan van Buồng cháy phụ 24 Ban đầu động thử nghiệm sử dụng hoàn toàn Diesel chế độ tải 0%, 20%, 40%, 60%, , 100% để đo đặc tính hoạt động động khí thải gây nhiễm Thực nghiệm tiến hành mức hòa trộn LPG- Diesel khác nhau: (84%-16%),(76%-24%),(68%32%), (60%-40%),(52%-48%) để tìm tỉ lệ LPG-Diesel tối ưu Sau xem xét kết điều khiển phun nhiên liệụ kép dầu Diesel –LPG phát triển cho việc tối ưu hóa hiệu tất giá trị tải: (20%, 40%, 60%, 80%, 100%) với việc khơng có thay đổi thiết kế động Với việc sử dụng điều khiển DLC (Diesel- LPG Controller) việc tăng khả tiết kiệm nhiên liệu giảm thiểu lượng khí 25 thải hoạt động Luan van ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU KHI KHƠNG CĨ BỘ ĐIỀU KHIỂN LPG – DIESEL Cơng suất động theo tỉ lệ LPG – Diesel Suất tiêu hao nhiên liệu theo tải 26 Độ mờ khói khí thải theo tỉ lệ LPG – Diesel Luan van Khí thải Nox sinh ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU KHI CÓ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ (LPG – DIESEL) Công suất động Tiêu hao nhiên liệu 27 Độ mờ khói khí thải Luan van Lượng khí NOx KẾT LUẬN NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thiết kế, lắp đặt thử nghiệm hệ thống điều khiển nhiên liệu kép động diesel Toyota 3C_TE với kết sau:  Tính tốn lắp đặt vị trí kim phun LPG  Thiết kế mạch điều khiển lưu lượng LPG cung cấp cho động điện tử  Lập trình hoạt động động số chế độ hoạt động động  Áp dụng hệ thống điều khiển điện tử cho phép điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu kép (LPG – Diesel) cho động Diesel linh hoạt  01 Bài báo khoa học đăng tạp chí Cơ học Thủy khí Luan van 28 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGHIÊN CỨU  Thực nghiệm, tối ưu hoá đồ phân phối nhiên liệu Diesel – LPG để thu công suất tối đa tiêu hao nhiên liệu tối thiểu  Nghiên cứu thành phần khí thải sử dụng LPGDiesel  Nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng nhiên liệu LPG lên chi tiết piston, xylanh, ảnh hưởng đến tính kích nổ trình cháy  Khảo sát trình cháy động nhiên liệu kép DieselLPG nhằm có cải tiến để nhiên liệu cháy kiệt 29 Luan van 30 Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2011 - 23TĐ KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thực hiện, đề tài đạt số kết sau:  Đã thu thập thông tin, nghiên cứu nhiên liệu diesel, LPG, phản ứng đốt cháy nhiên liệu, tiêu hao nhiên liệu  Đã nghiên cứu vi điều khiển, lập trình vi điều khiển, sở điều khiển động cơ, hệ thống điều khiển động  Thiết kế khí, điện tử lập trình hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động  Thực nghiệm sơ chế độ hoạt động động sử dụng nhiên liệu kép (LPG-Diesel) Đề nghị hướng phát triển đề tài: Như phần giới hạn đề tài trình bày, đề tài thiết kế thực nghiệm nhiên liệu LPG cho động diesel, không nghiên cứu trình cháy động Do đó, số hướng phát triển đưa ra:  Nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng nhiên liệu LPG lên chi tiết piston, xy lanh, ảnh hưởng đến tính bơi trơn nhiên liệu, tính kích nổ trình cháy  Khảo sát trình cháy động nhiên liệu kép nhằm có cải tiến kết cấu buồng đốt, đường ống nạp, vị trí đặt kim phun để nhiên liệu cháy kiệt  Lắp đặt hệ thống nhiên liệu kép xe tải, đối tượng gây nhiễm động diesel  Thực nghiệm, tối ưu hoá đồ phân phối nhiên liệu diesel – LPG để thu công suất tối đa tiêu hao nhiên liệu tối thiểu  Lắp động nhiên liệu kép máy làm việc cụ thể, hoạt động thời gian dài để đánh giá tuổi thọ chi tiết, tính kinh tế nhiên liệu tương quan với thời gian vận hành 54 Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2011 - 23TĐ TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Đỗ Văn Dũng: Lý thuyết điều khiển động đốt trong, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, 2004 Bùi Văn Ga: Sử dụng LPG xe gắn máy xe buýt nhỏ, Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường-Đại học Đà Nẵng, 2002 Nguyễn Lê Ninh: Ơ tơ mơi trường, Tp Hồ Chí Minh, năm 2005 Nguyễn Tất Tiến: Nguyên lý động đốt trong, NXB Giáo Dục, năm 2001 TIẾNG NƯỚC NGOÀI Miss Eva LIU, Ms S.Y YUE, Mr Joseph LEE, A Study On LPG As A Fuel For Vehicles, 1997 Poonia MP, Ramesh A and Gaur RR (1999), Experimental investigation of the factors affecting the performance of a LPG-diesel dual-fuel engine SAE Intl 1999-01-1123, 1999 Amarendar Rao G, Sita Rama Raju AV, Mohan Rao CV and Govinda Rajulu K (2008), Experimental investigation of a single-cylinder, four-stroke diesel engine operating on the dual-fuel mode (LPG + Diesel) Intl J Scientific Computing pp: 2(2), 145-152 Donepudi Jagadish, R K (2011) Zero Dimensional Simulation of Combustion Process of a DI Diesel Engine Fuelled With Biofuels World Academy of Science, Engineering and Technology, 80, 819-825 Cheikh Mansour, A B (2001) Gas-Diesel (dual-fuel) modeling in diesel engine environment international Journal of Thermal Science, 223-6 Mansour C, Bounif A, Aris A, Gaillard F Gas-diesel (dual-fuel) modeling in diesel engine environment Int J Therm Sci 2001; 40:409-24 Poonia MP, Ramesh A, Gaur RR Experimental investigation of the factors affecting the performance of a LPG-diesel dual fuel engine SAE paper 991123 (1999) 57-65 Saravanan N, Nagarajan G An insight on hydrogen fuel injection techniques with SCR system for NOxreduction in a hydrogen-diesel dual fuel engine Int J Hydrogen Energy 2009;34:9019-32 Porpatham E, Ramesh A, Nagalingam B Effect of hydrogen addition on the performance of a biogas fuelled spark ignition engine Int J Hydrogen Energy 2007;32(12):2057-65 55 Luan van Đề tài NCKH cấp trường trọng điểm Mã số: T2011 - 23TĐ 10 Yoong APF, Watkins AP Study of liquefied petroleum gas (LPG) spray modeling Manchester, M60 1QD, UK, ILASS-Europe, Zurich: Thermo Fluids Division, Aerospace and Manufacturing Engineering, UMIST; 2001 11 Alam M, Goto S, Sugiyama K, Kajiwara M, Mori M, Konno M, et al Performance and emissions of a DI diesel engine operated with LPG and ignition improving additives SAE transaction 2001-01-3680 12 MFO: Marknadsundersökning Av Fordon drivna med biogas/naturgas, Stockholm MFO, 2001 13 Chunhua Zhang, Yaozhang Bian, Lizeng Si, Junzhi Liao, and N Odbileg: Electronically controlled LPG–diesel dual-fuel automobile, China, 2004 14 Do Van Dung, Le Thanh Phuc, Huynh Phuoc Son, Le Viet Hung, Research and install the LPG supply system to diesel engine VIKYNO RV 125, APAC15, Hanoi, 2009 15 Peter Mtui, Pilot – ignited natural gas combustion in diesel engines, The University of British Columbia, 1996 16 Timothy Ross White, Simultaneous diesel and natural gas injection for dual-fuelling compression-ignition engines, The University of New South Wales, 2006 17 Http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2503.pdf 18 Dieselongas Pty Ltd: Alternative fuel technology 56 Luan van S K L 0 Luan van ... tính hệ thống nhiên liệu có điều khiển điệntử LPG - Diesel:  Tiêu hao nhiên liệu: Hình 6.6 cho thấy kết thu sử dụng hộp điều khiển nhiên liệu kép, kết cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu sử dụng. .. hệ thống cung cấp nhiên liệu liệu động Diesel cũ hệ thống dùng nhiên liệu kép (LPG – Diesel) - Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển điện tử hệ thống cung cấp LPG cho động Diesel Toyota 3C-TE - Thử. .. tiến động ban đầu Việc sử dụng nhiên liệu LPG so với dầu Diesel hệ thống điều khiển điện tử giúp tối đa hiệu suất nhiên liệu, việc gắn thêm hệ thống nhiên liệu thay giúp tuổi thọ hệ thống nhiên liệu