Sử dụng LPG giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu suất nhiệt và giảm ô nhiễm môi trường

Khoá luận tốt nghiệp PHN 1: M U Lớ chn ti Ngy nay, phỏt trin bn vng, tc l phỏt trin nhng bo v c mụi trng l bc xỳc i vi mi quc gia v cú ý ngha ton cu Mụi trng ca ngi ang b hu hoi nghiờm trng t nhiu ngun khỏc Mt nhng ngun ụ nhim ch yu l khớ x ca ng c t - thit b cung cp ti 80% tng s nng lng tiờu th hng nm trờn ton th gii Vỡ vy, t nhng nm 50 ca th k XX ngi ta ó quan tõm n ụ nhim mụi trng khớ x ca ng c t Mc dự ó cú nhiu ci tin k thut trờn ng c t nhng cha lm gim mt cỏch trit nng cỏc cht ụ nhim khớ x Do ú, nõng cao hiu qu chng ụ nhim mụi trng ng c t gõy ra, chỳng ta cn s dng cỏc loi nhiờn liu sch S dng ngun nhiờn liu khớ chy ng c ngoi vic a dng hoỏ ngun nng lng cũn gúp phn ỏng k vo vic gii quyt ụ nhim mụi trng v nõng cao hiu sut ca ng c t Vic s dng nhiờn liu khớ du m hoỏ lng LPG cho ng c t trờn phng tin giao thụng ti ó c bt u nhng nm gn õy, Vit Nam õy l mt lnh vc mi L sinh viờn ngnh s phm k thut, vi s ham mun tỡm hiu, nghiờn cu, ng thi gúp mt phn cụng sc ca mỡnh bo v mụi trng, tụi khụng th lc hu vi tri thc thi i ú l lớ tụi chn ti: "S dng LPG - gii phỏp k thut nõng cao hiu sut nhit v gim ụ nhim mụi trng." Mc ớch nghiờn cu - Tỡm hiu thnh phn, tỏc hi ca cỏc cht khớ x ca ng c xng - Tỡm hiu c ch hỡnh thnh cỏc cht khớ x ca ng c xng Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp - Tỡm hiu thnh phn, tớnh cht ca LPG - Tỡm hiu u nhc im ca ng c s dng nhiờn liu LPG - Tỡm hiu ti ng c s dng LPG li gim ụ nhim mụi trng v nõng cao hiu sut nhit Nhim v nghiờn cu - Tỡm hiu chu trỡnh lm vic ca ng c t trong, biu thc hiu sut nhit v quỏ trỡnh chỏy ca ng c t chỏy cng bc - Tỡm hiu hin tng chỏy kớch n, ỏnh giỏ tớnh chng kớch n ca nhiờn liu - Khỏi quỏt tỡm hiu mt s v xng - Tỡm hiu thnh phn, tỏc hi ca cỏc cht khớ x ca ng c xng - Nghiờn cu c ch hỡnh thnh cỏc cht khớ x - Nghiờn cu thnh phn, tớnh cht ca LPG, h thng cung cp nhiờn liu LPG - ỏnh giỏ kt qu tho lun chuyờn mụn i tng nghiờn cu - Thnh phn, tỏc hi ca cỏc cht khớ x ca ng c xng - C ch hỡnh thnh cỏc cht khớ x ca ng c xng - Thnh phn, tớnh cht ca LPG - H thng cung cp nhiờn liu LPG - u nhc im gim ụ nhim mụi trng v nõng cao hiu sut nhit ca ng c s dng nhiờn liu LPG Tớnh khoa hc v thc tin Hin nay, ng c t ó phỏt trin rng khp trờn tt c cỏc lnh vc ngnh kinh t quc dõn: cụng nghip, nụng nghip, giao thụng ti, xõy dng, quc phũng ng c t l ngun cung cp nng lng ch yu cho ngi nhng cng l mt th phm chớnh gõy ụ nhim mụi trng c hi khớ x Vic s dng nhiờn liu sch l khớ du m hoỏ lng LPG phi s dng nhng thit b cng knh nhng ó phn Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp no gii quyt c ụ nhim mụi trng v nõng cao hiu sut ca ng c, m bo s phỏt trin bn vng cho mi quc gia Phng phỏp nghiờn cu - Nghiờn cu c s lớ lun, ti liu tham kho, bỏo cỏo khoa hc - Tỡm hiu thc t - Tho lun chuyờn mụn Cu trỳc lun Ni dung lun c trỡnh by chng: - Chng 1: Chu trỡnh lm vic ca ng c t - Chng 2: Khớ x ca ng c t v s ụ nhim mụi trng - Chng 3: S dng LPG - gii phỏp k thut nõng cao hiu sut nhit v gim ụ nhim mụi trng Ngoi lun cũn cú cỏc phn: m u, mc lc, chỳ thớch, kt lun chung Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp PHN 2: NI DUNG CHNG 1: CHU TRèNH LM VIC CA NG C T TRONG 1.1 Chu trỡnh lý thuyt ca ng c t 1.1.1 Cỏc gi thit - Mụi cht cụng tỏc chu trỡnh l khớ lý tng, nhit dung riờng l hng s, khụng ph thuc vo ỏp sut v nhit mụi cht - Chu trỡnh din bin vi s lng mụi cht lm vic khụng thay i, ú khụng ý ti nhng tn tht khớ np v khớ thi, cng nh s hao ht xilanh Nh vy, ta cú th coi nú l chu trỡnh kớn, thun nghch, ú khụng cú s tn tht nng lng ph no ngoi tn tht nh nhit cho ngun lnh - Quỏ trỡnh chỏy ca nhiờn liu c thay bng quỏ trỡnh cp nhit lng Q1 t ngun núng iu kin ng tớch (V = const), ng ỏp (P = const) hoc hn hp (mt phn ng tớch, mt phn ng ỏp), ú khụng xột n quỏ trỡnh tn tht nhit nhiờn liu chỏy Quỏ trỡnh thi c thay th bng quỏ trỡnh truyn nhit cho ngun lnh iu kin ng tớch hoc ng ỏp - Quỏ trỡnh nộn v quỏ trỡnh chỏy - gión n c coi l hai quỏ trỡnh on nhit, ú khụng tớnh n tn tht nhit quỏ trỡnh ny T nhng gi thit trờn cú th tớnh c hiu sut nhit v mi quan h gia cỏc thng s c trng T nhng quan h sau lm thc nghim ó cú phộp hiu chnh, ta cú th ỏp dng chỳng cho nhng chu trỡnh thc t ca ng c t Gia chu trỡnh thc t v chu trỡnh lý thuyt cú s chờnh lch hiu sut ca chu trỡnh Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp Cỏc dng chu trỡnh lý tng ca ng c t trong: - Chu trỡnh lý tng tng quỏt - Chu trỡnh cp nhit ng tớch, V = const - Chu trỡnh cp nhit ng ỏp, P = const - Chu trỡnh cp nhit hn hp Chu trỡnh cp nhit ng tớch v chu trỡnh cp nhit ng ỏp l hai trng hp riờng ca chu trỡnh cp nhit hn hp Chu trỡnh cp nhit ng tớch l chu trỡnh lý tng cho cỏc loi ng c xng, mỏy ga, t chỏy cng bc bng tia la in 1.1.2 Chu trỡnh cp nhit ng tớch (V = const) P z Q1 Q c b Q2 Q a V Hỡnh 1.1 Chu trỡnh cp nhit ng tớch Chu trỡnh cp nhit ng tớch c c trng bi s cp nhit ban u Q1 vi th tớch khụng i, tng ng vi ng thng cz - Ti thi im a: mụi cht cú cỏc thụng s c trng l Va, Ta, Pa - Tip theo mụi cht thc hin quỏ trỡnh nộn on nhit theo ng ac v ti c cú cỏc thụng s Vc, Tc, Pc - Tip theo mụi cht nhn nhit lng Q1 quỏ trỡnh ng tớch theo ng cz, ti z cỏc thụng s l Vz = Vc, Tz, Pz Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp - Tip theo mụi cht thc hin quỏ trỡnh gión on nhit theo ng zb v ti b cỏc thụng s c trng l Vb, Tb, Pb - Mụi cht thc hin truyn nhit cho ngun lnh mt nhit lng Q2 iu kin ng tớch ri tr v trng thỏi ban u 1.1.3 Hiu sut nhit ca chu trỡnh cp nhit ng tớch Q1 Q Q Q1 Q1 i vi cht khớ lý tng thỡ nhit dung riờng ca nú khụng thay i, ta cú: Q1 = Cv(Tz Tc) Q2 = Cv(Tb Ta) Trong ú Q2 ly giỏ tr tuyt i Vy ta cú: C v Tb Ta C v Tz Tc T V - Do ac l quỏ trỡnh on nhit nờn: c a Ta Vc k k Tc k 1Ta - Do cz l quỏ trỡnh ng tớch nờn: Vc = Vz, TZ Pz Tc Pc Tz Tc k 1Ta T V - Do zb l quỏ trỡnh on nhit nờn: b z Tz Vb k k k V V Tb z Tz z k 1Ta Vb Vb - Do ba l quỏ trỡnh ng tớch nờn Va = Vb Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp V Tb z Vb k k Va T a Ta Vc Vy ta cú hiu sut nhit ca chu trỡnh: Trong ú: k Ta Ta k k Ta Ta k Va l t s nộn Vc Pz l t s tng ỏp Pc Cp Cv l ch s on nhit (t s nhit dung) Nhn xột: Nh vy hiu sut nhit ca chu trỡnh ng tớch ch ph thuc vo t s nộn v ch s on nhit k ca mụi cht 1.2 Chu trỡnh thc t ca ng c t Theo lý thuyt, chu trỡnh cụng tỏc ca ng c khụng cú s tht thoỏt v nhit, c gii Trong thc t, chu trỡnh cụng tỏc ca ng c c thc hin xilanh ca ng c v chu trỡnh thc t cú tn tht v nhit, c gii , nhng cỏi ú ch nh hng n hiu sut Chu trỡnh thc t ca ng c t l tng hp ca cỏc quỏ trỡnh ni tip Mt ng c t bao gm quỏ trỡnh: np, nộn, chỏy gión n, x Tu theo loi ng c m quỏ trỡnh y c hỡnh thnh sau my hnh trỡnh ca pittụng Vi ng c k: hnh trỡnh, vi ng c k: hnh trỡnh Sau õy chỳng ta ch xột quỏ trỡnh chỏy gión n 1.2.1 Quỏ trỡnh chỏy ca ng c t chỏy cng bc Din bin bỡnh thng ca quỏ trỡnh chỏy ng c xng u bt u t cc bugi, to nờn mng la ri lan truyn vi tc tng dn theo mi hng ti t ht ho khớ Dương Thị Thanh K31c - Spkt p (105 Pa) Khoá luận tốt nghiệp III 42 35 28 II 21 I 14 100 80 60 40 20 20 40 60 80 Hỡnh 1.2 Quỏ trỡnh chỏy ca ng c xng t chỏy cng bc I - chỏy tr, II - chỏy nhanh, III - chỏy rt 1- ỏnh la, - ng ỏp sut tỏch ng nộn, - ỏp sut cc i 1.2.1.1 Giai on 1: thi kỡ chỏy tr I (t im n im 2) Thi kỡ chỏy tr tớnh t lỳc bt u ỏnh la n ỏp sut p tng t ngt Sau bugi bt tia la in, ho khớ xilanh cha chỏy m phi thc hin mt s phn ng s b to nờn cỏc sn phm trung gian Thi kỡ ny nhit lng nh ca cỏc phn ng l rt nh Sau mt thi gian ngn xy cỏc phn ng hoỏ hc, ngun la xut hin v c gi l mng la trung tõm Mng la l mt loi phn ng hoỏ hc mónh lit, to mt lng nhit lng rt ln Vỡ vy, sau xut hin mng la trung tõm thỡ ỏp sut p xilanh tng t ngt Thi kỡ chỏy tr di hay ngn ph thuc vo nhiu yu t: tớnh cht, trng thỏi (ỏp sut, nhit ) ca ho khớ trc ỏnh la, nng lng ca tia la in Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 1.2.1.2 Giai on 2: thi kỡ chỏy nhanh II (t im n im 3) Thi kỡ ny tng ng vi thi kỡ lan truyn mng la tớnh t lỳc xut hin mng la trung tõm ti mng la lan khp bung chỏy Trong thi k ny, mng la c lan truyn vi tc tng dn, ho khớ xilanh cú phn ng oxy hoỏ ngy cng mónh lit v nh mt s nhit lng ln dung tớch xilanh thay i ớt, ú lm cho ỏp sut v nhit mụi cht tng nhanh Thi k chỏy nhanh l giai on chớnh quỏ trỡnh chỏy ho khớ ca ng c t chỏy cng bc, phn ln nhit lng c nh giai on ny Quy lut nh nhit quyt nh vic tng ỏp sut, tc l quyt nh kh nng y pittụng sinh cụng, vỡ vy thi kỡ ny cú nh hng quyt nh ti tớnh nng ca ng c Thi gian chỏy cng nhanh thỡ hiu sut nhit ca chu trỡnh cng cao Mun rỳt ngn thi gian chỏy phi nõng cao tc chỏy, lm cho ỏp sut cc i v nhit cc i xut hin ti v trớ gn sỏt CT, khin s nhit lng nh c li dng y , lm tng cụng sut v hiu sut ca ng c Sr: tc lan truyn mng la (m/s), th hin tc chuyn dch ca mng la theo hng phỏp tuyn U: tc chỏy (kg/m2s), th hin lng ho khớ c mt n v din tớch mng la t chỏy mt n v thi gian U .Sr Vi l lng riờng ca ho khớ (kg/m3) Nhit lng Q nh mt n v thi gian: Q U.FT H m .Sr FT H m (kJ/s) Trong ú: FT l din tớch mng la (m2) Hm l nhit tr ca ho khớ (kJ/kg) Dương Thị Thanh K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp Nh vy, nhit lng nh ph thuc vo tc lan truyn mng la Sr, din tớch mng la FT v mt mụi cht Mng la lan cng rng thỡ cng ln vỡ lỳc ú s ho khớ cha chỏy phi chu s chốn ộp ca phn ó chỏy gõy Tc lan truyn v din tớch mng la cng ln s lm cho tc chỏy, tc nh nhit, ỏp sut v nhit mụi cht xilanh thi kỡ chỏy nhanh tng lờn cng nhiu lm cho cụng sut v hiu sut ca ng c u c ci thin tt hn Tuy vy, tc chỏy khụng th quỏ ln, nu khụng s lm tng nhanh tc tng ỏp sut, gõy va p c khớ, tng ting n lm cho ng c b rung hot ng, gõy tng mi mũn chi tit, gim tui th s dng ng c Thụng thng phi hn ch tc tng ỏp sut trung bỡnh ca thi kỡ chỏy nhanh gii hn t (1,75 2,5) x 105 Pa/ gúc quay ca trc khuu; mt khỏc phi iu khin ỏp sut cc i xut hin sau im cht trờn khong t 10 150 gúc quay trc khuu, lỳc y ng c s chy ờm, nh nhng v cú tớnh nng ng lc tt 1.2.1.3 Giai on 3: thi kỡ chỏy rt III (tớnh t im tr i) Cui thi kỡ II mng la ó lan truyn khp bung chỏy nhng ho khớ phõn b khụng tht u, iu kin ỏp sut v nhit mi khu vc bung chỏy khụng hon ton ging nờn cú nhng khu vc ho khớ cha chỏy ht Trong quỏ trỡnh gión n, s ho khớ ú c bc chỏy tip to nờn thi kỡ chỏy rt Trong thi kỡ ny nhit lng nh rt nh, dung tớch xilanh tng nhanh nờn ỏp sut xilanh gim dn Thi kỡ chỏy rt di hay ngn ph thuc vo s lng ho khớ chỏy rt, giai on ny khụng cú li cho ng c 1.2.2 Hin tng chỏy kớch n Quỏ trỡnh chỏy ca ng c t chỏy cng bc bt u t lỳc bugi bt tia la in, mng la lan trn t bugi khp bung chỏy t chỏy hn hp Trong trng hp chỏy bỡnh thng, tc lan ca mng la vo Dương Thị Thanh 10 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp mng nhiờn liu mng bỏm trờn ng np khụng ỏng k so vi ng c lm vic vi xng iu ny cho phộp gim mc phỏt sinh HC Tuy nhiờn, vic s dng vũi phun thay vỡ b ch hũa khớ lm gim thi gian to hn hp v mt nhiờn liu cung cp dn n s khụng ng nht ca hn hp v ú cú nguy c lm tng nng CO khớ x 3.2.1 B ch hũa khớ 3.2.1.1 B ch hũa khớ dng mng Khụng khớ Hỡnh 3.1: S mt ct b ch ho khớ dng mng Khi dng ng c, van C m ng thi ng vo khụng khớ v ga di tỏc dng ca lũ xo R Mng M chu ỏp sut ca khớ np mt bờn, bờn chu ỏp sut sau hng venturi c truyn qua nh bn l F Khi lu lng khụng khớ tng dn, van xa dn , to mt tit din lu thụng cho bi lừi nh dng O Biờn dng ca lừi ny c xỏc nh theo nhit tr ca nhiờn liu B phn ny cho phộp t c hn hp cú thnh phn khụng i ton b phm vi hot ng ca ng c S iu chnh tinh c thc hin nh tỏc ng vo hai b phn sau: - B gión n trờn ng ga cho phộp iu chnh ỏp sut ga-khụng khớ v tỏc ng lờn m c ca hn hp - Bm V to mt tn tht ỏp sut thay i v tỏc ng ch yu cụng sut ng c t cc i Dương Thị Thanh 23 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.2.1.2 B ch hũa khớ dng van modul húa Khụng khớ Hỡnh 3.2: B ch ho khớ dng modul hoỏ Trc c hỳt vo phớa sau bm, khớ ga ó c modul húa bi mt b nh lng Khi s dng h thng ny trờn cỏc ng c khỏc ch cn thay i b nh lng v gicl tiờu chun H thng ny cho phộp ng c lm vic lng nhiờn liu xng v ga, b ch hũa khớ xng c lp phớa trc hng ga 3.2.1.3 Hng venturi Hỡnh 3.3: Hng Venturi Hng venturi dựng to chõn khụng nhm hỳt nhiờn liu vo ng ng np Nú cú th c lp t gia bu lc giú v b ch hũa khớ xng hoc ch hũa khớ, phớa trc bm ga Dương Thị Thanh 24 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.2.1.4 H thng cung cp nhiờn liu kiu venturi trờn ụ tụ Venturi ng x xỳc tỏc Hỡnh 3.4: H thng cung cp nhiờn liu kiu ng Venturi trờn ụ tụ hin i LPG c nộn bỡnh cha vi ỏp sut t 7ữ10 bar sau ú c gión n v bay hi n mt ỏp sut thp hn ỏp sut khớ tri Nh chõn khụng ti hng Venturi, LPG c hỳt vo ng np Lu lng LPG cung cp c khng ch bi b phn gión n v chõn khụng ng Venturi Vi b ch hũa khớ hin i, lu lng LPG c iu khin bi mt b vi x lý chuyờn dng H thng nhiờn liu ny i kốm vi ng x xỳc tỏc giỳp lm gim lng phỏt sinh ụ nhim mụi trng rt tt Tuy nhiờn, vic np nhiờn liu di dng khớ nh hng xu n h s np lm gim cụng sut v momen ng c so vi ng c cựng c chy bng nhiờn liu lng Dương Thị Thanh 25 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.2.2 Cung cp ga trc tip bng xupap ga i vi ng c ga cú cụng sut ln, ga thng c cung cp bng mt xupap c bit c t trc ca np hay xilanh Xupap ny cú th c iu khin bi mt cỏnh tay ũn hay bi mt xilanh thy lc Xupap ga c m tr hn xupap np trỏnh tht thoỏt ga ng x giai on trựng ip Lng ga np vo c iu chnh bi thi gian m xupap ga hay chờnh ỏp gia ga v khụng khớ Ga Khụng khớ Hỡnh 3.5: Cung cp ga bng xupap ga 3.2.3 H thng phun nhiờn liu LPG Nhiờn liu LPG cú th c cung cp bng h thng phun vo c gúp (phun trung) hay phun vo trc xupap np ca tng xilanh (phun riờng r) p sut nhiờn liu trc vũi phun ca hai kiu phun ny u cao hn ỏp sut khớ quyn Nhiờn liu phun vo ng c cú th di dng khớ hay lng, nhng phun nhiờn liu di dng lng cú nhiu u im Dương Thị Thanh 26 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp ng x xỳc tỏc Hỡnh 3.6: H thng phun nhiờn liu LPG di dng lng Nhiờn liu LPG di dng lng t bỡnh nhiờn liu c hỳt nh mt bm chuyn v trỡ ỏp sut d trờn ng ng np khong bar trỏnh s bc hi Nhiờn liu sau ú c a qua b lc v b iu ỏp trc dn n vũi phun Vũi phun c b vi x lý iu khin mt cỏch t ng B vi x lý ny nhn phn ln cỏc tớn hiu cn thit t cỏc cm bin ca h thng cung cp nhiờn liu ca ng c xng ó cú v c b sung thờm nhng thụng tin c thự khỏc ca h thng cung cp nhiờn liu LPG H thng phun LPG lng ci thin ỏng k tớnh nng ca ng c c v hiu sut cng nh mc phỏt sinh ụ nhim Cụng sut v momen tng tng h s np cũn sut tiờu hao nhiờn liu gim iu chnh tt lng nhiờn liu theo ch lm vic ca ng c Dương Thị Thanh 27 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.3 Lp t h thng cung cp nhiờn liu LPG trờn ụ tụ Hin phng phỏp to hn hp bng b ch ho khớ l ph bin Cỏc trang b ch to sn ci to ng c xng sang ng c LPG gm: bỡnh cha LPG v b bc hi - gión n c sy núng bi trớch nc lm mỏt t ng c v b hn hp dng Venturi Lu lng LPG c khng ch ng thi bi b gión n v h thng iu chnh lng nhiờn liu in t 3.3.1 H thng bc hi - gión n LPG LPG c cha di dng lng, vỡ vy cn lm bc hi trc a vo ng c Nng lng cn thit cho s bc hi ny l h thng nc lm mỏt cung cp LPG lng t bỡnh cha nhiờn liu c a ti b gión n - bc hi di ỏp sut khong vi bar ph thuc vo nhit lu tr Ti õy, LPG c hoỏ hi v gión n ti mt ỏp sut ó nh trc ri c a vo bung trn 3.3.2 Bỡnh cha nhiờn liu Nhiờn liu LPG trờn ụ tụ thng c nộn bỡnh cha di ỏp sut khong 10 bar Bỡnh cha nhiờn liu LPG thng cú dng hỡnh tr v hai u hỡnh bỏn cu ụi bỡnh cha cng cú dng hỡnh xuyn ging ht bỏnh xe, thng c s dng vi ng c lng nhiờn liu vỡ nú cú th t vo khụng gian ca bỏnh xe d tr Trng lng ca bỡnh ln vỡ phi c ch to bng thộp dy khong vi mm m bo an ton cho ngi v xe Dương Thị Thanh 28 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp Hỡnh 3.7: Cỏc dng bỡnh cha nhiờn liu LPG Hỡnh 3.8: B trớ cỏc b phn ca h thng cung cp nhiờn liu trờn ụtụ LPG Dương Thị Thanh 29 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.4 u nhc im ca ng c t s dng LPG 3.4.1 u im 3.4.1.1 Tớnh nng ca ng c Trờn nhng ng c LPG hin i, nhiờn liu khớ c phun trc tip dng lng nờn chỳng cú tớnh nng kinh t - k thut tng ng vi ng c xng Tht vy, tr nhit th tớch ca hn hp xng - khụng khớ v LPG khụng khớ ( m c bng nhau) cho thy xng cho giỏ tr cao hn 3% Trong thc t nu so sỏnh nng lng tiờu hao trờn 100km hnh trỡnh (J/100km) thỡ nhiờn liu LPG c xp v trớ tng i tt, thp hn ng c xng khong vi phn trm iu ny l s lp t h thng cung cp nhiờn liu LPG mi cú kh nng phun nhiờn liu vi chớnh xỏc cao 3.4.1.2 Mc phỏt ụ nhim LPG cú ớt thnh phn nờn d t c ỳng t l pha trn nhiờn liu, cho phộp sn phm chỏy hon ton giỳp lm gim mc phỏt sinh ụ nhim LPG l loi nhiờn liu sch, sn phm chỏy ch cú CO2 v hi nc, hm lng cỏc cht c hi thp S phỏt sinh ụ nhim khớ x ng c LPG gim i rt ỏng k so vi ng c xng (bng khong 30% so vi dựng xng) NOX(g/km) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Xng LPG Gii hn Euro 93 Gii hn Euro 96 HC(g/km) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 CO(g/km) Hỡnh 3.9: So sỏnh mc phỏt ụ nhim ca ụtụ dựng xng v LPG Dương Thị Thanh 30 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp ễtụ s dng LPG tho tiờu chun cng ng chõu u 2005 v tiờu chun Califorlia ULEV (ụ tụ phỏt nhim cc thp) Di õy l mc phỏt ụ nhim ca loi xe ụ tụ ch ngi cú ch ngi khụng k ngi lỏi Gii hn cho phộp Cht ụ nhim Europe 2005 (g/km) Mc phỏt ụ nhim Califonia Chu trỡnh Chu trỡnh ULEV Europe FPT75 (g/mile) (g/km) (g/mile) CO 1,00 1,70 0,16 0,14 HC 0,10 0,04 0,031 0,032 NOx 0,15 0,20 0,02 0,065 Bng 1: Mc phỏt ụ nhim ca ụ tụ s dng LPG so vi cỏc tiờu chun Euro IV v tiờu chun Califorlia ULEV Do nhit mng la khớ thp hn mng la xng nờn mc phỏt sinh NOx cng rt thp Nng CO khớ x ca ng c s dng LPG thp hn nhiu so vi ng c xng l t s H/C i vi LPG cao hn xng, mt khỏc hn hp c ho trn ng u hn ng c s dng nhiờn liu LPG Dương Thị Thanh 31 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp Metan Isopentan Etan propyl Etylen Pentan Propan Butadien1-3 Propylen Hexan Axetylen Benzen Isobutan Isooctan butan Toluen E Buten Etylbenzen Buten Xylen Isobuten Z Buten i-propylbenzen LPG Xng Hỡnh 3.10: So sỏnh thnh phn hyrocacbon ca ụtụ dựng xng v LPG Mc phỏt sinh HC ng c s dng LPG thp hn ng c s dng nhiờn liu xng ch yu l LPG d bay hi (khụng cú lp nhiờn liu lng trờn ng np), lng nhiờn liu bỏm trờn thnh bung chỏy thp v lng nhiờn liu hp th bi lp du bụi trn HC khớ x ca ng c LPG ch yu l sn phm nh (t C1 n C4) ớt c hn HC nng khớ x ca ng c xng i vi ng c LPG, nhng cht c hi cú ngun gc t Benzen thp, mc phỏt sinh ca chỳng khớ x khong 0,1mg/dm, ú vi ng c xng mc phỏt sinh l 8mg/dm Nng Butadien 1-3 thp hn 10 ln so vi ng c xng, nng anehớt cng gim i 50% so vi ng c xng Dương Thị Thanh 32 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp Vi ng c s dng xng, s thay i ca nhit nh hng mnh ti s phỏt sinh ụ nhim Nhng vi ng c s dng LPG s nh hng ca nhit l khụng ỏng k HC+NOX (g/km) 1,2 0,97 - 150C Euro 93 0,8 - 70C 0,5 Euro 96 0,4 -70C 140C 22 C 00C LPG Xng 70 C 22 C CO (g/km) 2,2 2,72 10 Hỡnh 3.11: nh hng ca nhit n mc phỏt sinh ụ nhim ca ụtụ Mt u th c bit ca nhiờn liu LPG l ch s ctan cao t 98ữ100, khụng cn pha thờm nhng cht ph gia, vỡ vy sn phm chỏy ca nú khụng cha nhng cht c nh chỡ Vi vic lp t h thng nhiờn liu LPG cú th s dng h thng dựng xng sn cú cú th dựng cn thit bng vic chuyn i n gin B chuyn i cung cp LPG cho ng c khụng lm thay i tớnh cht v hot ng ca xe, khụng lm nh hng ti cỏc c tớnh k thut ca xe Cụng ngh chuyn i cũn giỳp to ho khớ tt, khụng lm n mũn cỏc thit b s dng, sn phm chỏy khụng to mui v cn cacbon nờn lm tng thi gian s dng du nhn, trỏnh mi mũn xilanh Dương Thị Thanh 33 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.4.1.3 Hiu sut ca ng c Hiu sut ca ng c t chỏy cng bc c tớnh theo cụng thc: 1 k 0,7 k = 1,4 1,35 1,3 1,25 0,6 0,5 0,4 1,2 0,3 0,2 0,1 Hỡnh 3.12: Quan h gia v ca chu trỡnh ng tớch vi cỏc giỏ tr ca k Hiu sut ca ng c t chỏy cng bc ch ph thuc vo t s nộn v h s on nhit k ca mụi cht T mi quan h gia v vi cỏc giỏ tr k khỏc ta thy tng l bin phỏp tt nht tng Tuy nhiờn, giỏ tr cc i ca cng phi c hn ch mt gii hn nht nh trỏnh xy hin tng kớch n xilanh ng c LPG cú tr s ctan cao, cú tớnh chng kớch n cao, t ú cú th nõng cao t s nộn ca ng c tng hiu sut nhit ca ng c Dương Thị Thanh 34 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.4.2 Nhc im ng c s dng nhiờn liu LPG thỡ sut tiờu hao nhiờn liu ln hn so vi dựng xng, khong cỏch dựng 1lớt LPG=0,8 khong cỏch dựng lớt xng Khi xe chuyn sang chy LPG thỡ cụng sut b gim i khong 10% so vi chy xng, cp xe b thu hp li phi t bỡnh cha LPG cp, nh vy dung tớch tin dng b thu hp li Khi s dng ng c LPG tit kim chi phớ nhiờn liu t 15 n 30%, nhiờn ng c s dng nhiờn liu LPG cú giỏ thnh cao Vỡ vy, hin ng c LPG thng c lp t trờn taxi, xe buýt, xe ti nh, phm vi hot ng hp Nhng ụ tụ ti ng trng hu ht dựng ng c iờzen, mun ci to s dng LPG thỡ giỏ thnh u t ban u cao vỡ phi ci to nhiu LPG l mt cht d chỏy n, s dng phi c bit chỳ ý Do LPG nng hn khụng khớ, nh hn nc nờn b dũ r ngoi mụi trng d b t li nhng ch thp, nu cú mi la, nú s gõy chỏy n Dương Thị Thanh 35 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp PHN 3: KT LUN Trong quỏ trỡnh tin hnh, tỡm hiu, nghiờn cu cỏc ti liu tham kho, bỏo cỏo khoa hc v tỡm hiu thc t, chỳng tụi ó hon thnh nhim v t phn u, xõy dng khỏi quỏt mt h thng kin thc chớnh xỏc, khoa hc v nhiờn liu LPG v h thng nhiờn liu LPG Qua cỏc phn ó trỡnh by ti, cỏc kt qu tỡm hiu thc t chỳng tụi cú kt lun sau: - Vi ng c s dng xng, mc phỏt sinh ụ nhim rt cao - ng c s dng nhiờn liu LPG, mc phỏt sinh ụ nhim gim i nhiu so vi ng c s dng xng Tuy nhiờn, giỏ thnh lp t h thng cung cp nhiờn liu LPG rt cao, sut tiờu hao nhiờn liu ln Hng phỏt trin: ng c s dng LPG rt cú li i vi cụng tỏc bo v mụi trng nc ta, vic phỏt trin loi ng c ny ngoi vic bo v mụi trng cũn gúp phn thỳc y ngnh du khớ phỏt trin Vi nhng kt qu thu c qua tỡm hiu v nghiờn cu, chỳng tụi hy vng gúp mt phn cụng sc vo vic phỏt trin ng c LPG nc ta tng lai gn nht Do thi gian cú hn v iu kin nghiờn cu cũn gp nhiu khú khn, chỳng tụi mi ch nghiờn cu v vic s dng LPG ng c xng v vic chuyn i t h thng cung cp nhiờn liu xng sang h thng cung cp nhiờn liu LPG trờn ụtụ, cha nghiờn cu c trờn ng c iờzen Chỳng tụi hy vng ny s c nhiu bn quan tõm, tip tc nghiờn cu, xõy dng v phỏt trin Dương Thị Thanh 36 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp TI LIU THAM KHO GS TSKH.Bựi Vn Ga, Trn Vn Nam, Trn T.H Tựng, Phm xuõn Mai (1999), ễtụ v ụ nhim mụi trng, Nxb Giỏo dc Xuõn Kớnh (1989), Sa cha ng c t trong, Nxb Khoa hc k thut, H Ni Nguyn Tt Tin (1999), Nguyờn lý ng c t trong, Nxb Giỏo dc, H Ni Phm Minh Tun (2006), ng c t trong, Nxb Khoa hc k thut, H Ni Phm Minh Tun (2008), Khớ thi ng c v ụ nhim mụi trng, Nxb Khoa hc k thut, H Ni http://www.oilgasportalvn.com/ http://ebook.moet.gov.vn/?page=1.11&view=187 http://www.ebook.edu.vn/?page=1.17&lv=182 Dương Thị Thanh 37 K31c - Spkt [...]... thu hp li do phi t bỡnh cha LPG trong cp, nh vy dung tớch tin dng b thu hp li Khi s dng ng c LPG tit kim chi phớ nhiờn liu t 15 n 30%, tuy nhiờn ng c s dng nhiờn liu LPG cú giỏ thnh cao Vỡ vy, hin nay ng c LPG thng c lp t trờn taxi, xe buýt, xe ti nh, phm vi hot ng hp Nhng ụ tụ ti ng trng hu ht dựng ng c iờzen, mun ci to s dng LPG thỡ giỏ thnh u t ban u cao vỡ phi ci to nhiu LPG l mt cht d chỏy n, trong... ra hin tng kớch n trong xilanh ng c LPG cú tr s ctan cao, cú tớnh chng kớch n cao, t ú cú th nõng cao t s nộn ca ng c tng hiu sut nhit ca ng c Dương Thị Thanh 34 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.4.2 Nhc im ng c s dng nhiờn liu LPG thỡ sut tiờu hao nhiờn liu ln hn so vi dựng xng, khong cỏch khi dựng 1lớt LPG= 0,8 khong cỏch khi dựng 1 lớt xng Khi xe chuyn sang chy LPG thỡ cụng sut b gim i khong 10%... chỏy rt cao khong 1900oCữ1950oC Tr nhit ca LPG vo khong 12000 kcal/kg LPG khụng ln tp cht n mũn v cỏc tp cht cú cha lu hunh, vỡ vy khụng lm n mũn cỏc thit b s dng Dương Thị Thanh 21 K31c - Spkt Khoá luận tốt nghiệp 3.1.3 Ch s ctan LPG cú ch s ctan cao khong t 98ữ100, vỡ vy LPG cú tớnh chng kớch n cao m khụng cn pha thờm cht ph gia 3.2 H thng cung cp nhiờn liu LPG H thng phun nhiờn liu khớ vo ng ng np... giỏ tr cao hn 3% Trong thc t nu so sỏnh nng lng tiờu hao trờn 100km hnh trỡnh (J/100km) thỡ nhiờn liu LPG c xp v trớ tng i tt, thp hn ng c xng khong vi phn trm iu ny l do s lp t h thng cung cp nhiờn liu LPG mi cú kh nng phun nhiờn liu vi chớnh xỏc cao 3.4.1.2 Mc phỏt ụ nhim LPG cú ớt thnh phn nờn d t c ỳng t l pha trn nhiờn liu, cho phộp sn phm chỏy hon ton giỳp lm gim mc phỏt sinh ụ nhim LPG l... i-propylbenzen LPG Xng Hỡnh 3.10: So sỏnh thnh phn hyrocacbon ca ụtụ dựng xng v LPG Mc phỏt sinh HC ng c s dng LPG thp hn ng c s dng nhiờn liu xng ch yu l do LPG d bay hi (khụng cú lp nhiờn liu lng trờn ng np), lng nhiờn liu bỏm trờn thnh bung chỏy thp v lng nhiờn liu hp th bi lp du bụi trn bộ HC trong khớ x ca ng c LPG ch yu l sn phm nh (t C1 n C4) ớt c hn HC nng trong khớ x ca ng c xng i vi ng c LPG, nhng... th hi LPG l nhiờn liu nh, =0,51ữ0,58 (g/cm3), vn tc bay hi nhanh, d dng khuch tỏn hũa trn vi khụng khớ to thnh hn hp chỏy n th lng, t trng ca LPG nh hn nc: butan t 0,55ữ0,58 ln, propan t 0,5ữ0,53 ln; th hi trong mụi trng khụng khớ vi ỏp sut bng ỏp sut khớ quyn, LPG nng hn so vi khụng khớ: butan 2,07 ln, propan 1,55 ln LPG khụng mựi, khụng mu, khụng v, khụng cú c t Nhit ca LPG khi chỏy rt cao khong... Thnh phn chớnh ca LPG LPG l khớ du m húa lng (Liquefied Petroleum Gas), l hn hp khớ ch yu gm 2 hydrocacbon no l propan (C3H8) v butan (C4H10) ó c húa lng vi ỏp sut khong 7atm Thnh phn hn hp LPG cú t l propan/butan: 50/50 10% (mol) 3.1.2 Tớnh cht ca LPG nhit 0oC trong mụi trng khụng khớ bỡnh thng, vi ỏp sut bng ỏp sut khớ quyn, LPG b bin dng t th lng sang th hi theo t l th tớch 1lớt LPG th lng húa thnh... nhiờn liu LPG v h thng nhiờn liu LPG Qua cỏc phn ó trỡnh by trong ti, cỏc kt qu tỡm hiu trong thc t chỳng tụi cú kt lun sau: - Vi ng c s dng xng, mc phỏt sinh ụ nhim rt cao - ng c s dng nhiờn liu LPG, mc phỏt sinh ụ nhim gim i nhiu so vi ng c s dng xng Tuy nhiờn, giỏ thnh lp t h thng cung cp nhiờn liu LPG rt cao, sut tiờu hao nhiờn liu ln Hng phỏt trin: ng c s dng LPG rt cú li i vi cụng tỏc bo v... LPG s nh hng ca nhit l khụng ỏng k HC+NOX (g/km) 1,2 0,97 - 150C Euro 93 0,8 - 70C 0,5 Euro 96 0,4 -70C 140C 0 22 C 0 00C LPG Xng 70 C 22 C CO (g/km) 2,2 2,72 5 10 Hỡnh 3.11: nh hng ca nhit n mc phỏt sinh ụ nhim ca ụtụ Mt u th c bit ca nhiờn liu LPG l ch s ctan cao t 98ữ100, khụng cn pha thờm nhng cht ph gia, vỡ vy trong sn phm chỏy ca nú khụng cha nhng cht c nh chỡ Vi vic lp t h thng nhiờn liu LPG. .. sn ci to ng c xng sang ng c LPG gm: bỡnh cha LPG v b bc hi - gión n c sy núng bi trớch nc lm mỏt t ng c v b hn hp dng Venturi Lu lng LPG c khng ch ng thi bi b gión n v h thng iu chnh lng nhiờn liu in t 3.3.1 H thng bc hi - gión n LPG LPG c cha di dng lng, vỡ vy cn lm bc hi trc khi a vo ng c Nng lng cn thit cho s bc hi ny l do h thng nc lm mỏt cung cp LPG lng t bỡnh cha nhiờn liu c a ti b gión n - ... quyn, LPG nng hn so vi khụng khớ: butan 2,07 ln, propan 1,55 ln LPG khụng mựi, khụng mu, khụng v, khụng cú c t Nhit ca LPG chỏy rt cao khong 1900oCữ1950oC Tr nhit ca LPG vo khong 12000 kcal/kg LPG. .. Spkt Khoá luận tốt nghiệp CHNG 3: S DNG LPG - GII PHP K THUT NNG CAO HIU SUT NHIT V GIM ễ NHIM MễI TRNG 3.1 c tớnh ca LPG 3.1.1 Thnh phn chớnh ca LPG LPG l khớ du m húa lng (Liquefied Petroleum... luận tốt nghiệp 3.1.3 Ch s ctan LPG cú ch s ctan cao khong t 98ữ100, vỡ vy LPG cú tớnh chng kớch n cao m khụng cn pha thờm cht ph gia 3.2 H thng cung cp nhiờn liu LPG H thng phun nhiờn liu khớ