Cho tớithời điểm hiện tại kế hoạch đã đạt 50% với 400 xe buýt sử dụng CNG trên tổng số2.000 xe buýt và là tiền đề cho các tỉnh, thành phố khác ứng dụng.Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận t
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ
GIỚI THIỆU VỀ NHIÊN LIỆU KHÍ THIÊN NHIÊN
1.1.1 Khái niệm về khí thiên nhiên
CNG (Compressed Natural Gas) là khí nén thiên nhiên dược khai thác từ các mỏ khí tự nhiên hay là khí đồng hành trong quá trình khai thác dầu mỏ, qua thiết bị làm sạch để loại bỏ các tạp chất và các cấu tử nặng, vận chuyển bằng đường ống tới nhà máy khí nén hay nén trực tiếp vào các tàu chở CNG Khí thiên nhiên được nén tới áp suất 200- 250bars, ở nhiệt độ môi trường để giảm thể tích bồn chứa, tăng hiệu suất và giảm chi phí vận chuyển bằng các phương tiện vận tải đường bộ, đường sắt, đường thuỷ tại nơi tiêu thụ, CNG được gia nhiệt và giảm áp qua cụm thiết bị PRU- Pressure Reducer Unit, tới áp suất yêu cầu của khách hàng
1.1.2 Ưu và nhược điểm của nhiên liệu khí thiên nhiên dùng cho động cơ
Nhiên liệu khí thiên nhiên dùng cho động cơ có những ưu nhược điểm sau: a Ưu điểm:
+ Khí CNG sản sinh ít khí thải hơn so với xăng và dầu diesel, giúp giảm tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.
+ Khí CNG ít dễ cháy và ít gây nguy hiểm hơn so với xăng hoặc dầu diesel trong trường hợp rò rỉ. b Nhược điểm:
+ Dung tích lưu trữ lớn
+ Hạ tầng cung cấp hạn chế
+ Chi phí đầu tư ban đầu cao
1.1.3 Sự hình thành khí thiên nhiên
Khí thiên nhiên được hình thành từ quá trình tự nhiên kéo dài hàng triệu năm Quá trình này bắt đầu từ sự phân hủy cơ của vật liệu hữu cơ, chủ yếu là cây cỏ và sinh vật biển, dưới áp suất và nhiệt độ cao trong môi trường không khí ít hoặc không có oxi, như dưới lòng đất hoặc biển Các quá trình hóa học và sinh học dần biến chất hữu cơ thành các hợp chất chứa carbon và hydro.
Hình 1.1 Cấu trúc một mỏ khí thiên nhiên
Các loại hợp chất này sau đó được hấp thụ vào các lớp đất dưới sự áp suất cao, tạo ra lớp đá khí Khi các lớp đá khí được áp lực tăng cường làm các lớp đất phía trên, khí thiên nhiên được giải phóng và chuyển đến các lớp đất và khe nứt khác nhau.
Khí thiên nhiên nén (CNG) chủ yếu bao gồm các hydrocarbon, trong đó thành phần chính là methane (CH4), chiếm khoảng 70-90% tổng khối lượng.
Ngoài methane, khí CNG còn chứa một tỷ lệ nhỏ các hydrocarbon khác như ethane (C2H6), propane (C3H8), butane (C4H10), và các hydrocarbon có trọng lượng phân tử lớn hơn
Bên cạnh các hydrocarbon, khí CNG cũng có thể chứa các khí không phải hydrocarbon như nitrogen (N2), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S), và các chất khác, tùy thuộc vào nguồn cung cấp và quá trình làm sạch.
Hình 1.2 Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên
1.1.5 Hệ thống nhiên liệu CNG
1.1.5.1 Hệ thống nhiên liệu CNG đơn
Hệ thống nhiên liệu CNG đơn là hệ thống chỉ sử dụng duy nhất nhiên liệu CNG. Động cơ cải tiến sử dụng hệ thống nhiên liệu CNG đơn tháo bỏ toàn bộ hệ thống nhiên liệu cũ và lắp đặt toàn bộ hệ thống nhiên liệu CNG.
Trong hệ thống này, CNG được lưu trữ trong một bình chứa chuyên dụng và sau đó được cung cấp vào động cơ thông qua các đường ống và van điều khiển Điều này tạo ra một hệ thống nhiên liệu đơn giản và hiệu quả.
Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG đơn
1 Bình chứa nhiên liệu CNG; 2.Van điện từ đóng mở CNG; 3 Bộ giảm áp; 4 Ống phân phối; 5 Đường cấp CNG; 6 Động cơ; 7 ECU; 8 Tín hiệu từ các cảm biến; 9 Dây điều khiển vòi phun.
1.1.5.2 Hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song
Hệ thống nhiên liệu lỏng và khí thiên nhiên nén (CNG) song song trên một chiếc xe là một sự kết hợp giữa hai loại nhiên liệu khác nhau để cung cấp năng lượng cho động cơ Động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu xăng và CNG song song không cần phải tháo bỏ hệ thống nhiên liệu cũ mà chỉ cần lắp đặt thêm hệ thống nhiên liệu CNG mới.
Trong hệ thống này, động cơ có thể chuyển đổi giữa các nguồn nhiên liệu khác nhau tùy thuộc vào điều kiện hoặc sự lựa chọn của người lái xe Điều này cung cấp linh hoạt cho người dùng và đảm bảo rằng họ có thể chạy xe một cách hiệu quả trên mọi loại địa hình hoặc trong mọi tình huống.
Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song
Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ CNG (Compressed Natural Gas) có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
+ Trong giao thông vận tải: Xe buýt và xe tải chạy bằng CNG đã trở thành lựa chọn phổ biến trong các hệ thống giao thông công cộng của nhiều thành phố trên thế giới Một số xe hơi cá nhân cũng được thiết kế để sử dụng khí CNG, đặc biệt là trong các khu vực nơi giá nhiên liệu cao hoặc chính phủ khuyến khích sử dụng năng lượng sạch hơn.
+ Khí CNG cũng có ứng dụng trong các ứng dụng công nghiệp như lò nung, máy phát điện và các quá trình sản xuất khác,… nhờ vào tính sạch sẽ và hiệu suất của nó.
1.1.7 So sánh tính năng của nhiên liệu CNG với các nhiên liệu truyền thống
Bảng 1.1 So sánh tính năng của nhiên liệu khí thiên nhiên nén CNG so với các nhiên liệu truyền thống. Đặc tính CNG Diesel Xăng
Trọng lượng riêng 0,81 ÷ 0,89 0.69 ÷ 0.79 Điểm ngưng tụ ( o C) -182 -40 -40 ÷ 1 Điểm sôi ( o C) -162 27:225 188 ÷ 343 Áp suất hơi (kPa -38 o C) 48:104
