Slide thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70 n

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N SVTH : LÊ THANH DỖN LỚP : 05C4A GVHD : PGS TS TRẦN THANH HẢI TÙNG GVD : TS DƯƠNG VIỆT DŨNG ĐÀ NẴNG, 6-2010 NỘI DUNG Giới thiệu đề tài Khảo sát đặc điểm kết cấu động RV70-N Tính tốn chu trình nhiệt động RV70-N Nghiên cứu, cải tiến hệ thống cung cấp biogas cho động RV70-N Quy trình chế tạo lắp đặt chi tiết cải tiến vào động Chương trình tính tốn phần mềm Visual Basic Lắp đặt – chạy thử Kết luận đề tài ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Xuất phát từ nhu cầu sử dụng lượng nơng thơn Xuất phát từ trữ lượng hầm biogas Xuất phát tình hình sử dụng động biogas Cải tạo động sử dụng nhiên liệu truyền thống Trong đề tài em tiến hành nghiên cứu cải tạo q trình cung cấp nhiên liệu cho động Vikyno diesel RV70-N chạy hai nhiên liệu song song biogas-diesel ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ RV70-N Động RV70-N động diesel xilanh cơng ty VIKYNO chế tạo Đặc tính kỹ thuật động RV70-N Thơng số Tên động Kiểu động Cơng suất định mức Cơng suất tối đa Tỷ số nén Số vòng quay Đường kính xi lanh Hành trình piston Suất tiêu thụ nhiên liệu Trọng lượng Kích thước: Dài - Rộng - Cao Đơn vị Giá trị Vikyno diesel RV70-N kỳ, xy lanh, nằm ngang Mã lực/vòng/phút 6/2200 Mã lực/vòng/phút 7/2400 24 vg/ph 2400 mm 80 mm 75 gam/Mã lực/giờ 203 kg 68 mm 619-322,5-435 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Mặt cắt động RV70-N Ø80 125 10 11 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động RV70-N 10 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Kết cấu đường ống nạp động Ø44 Ø34 10 28 35 40 72 50 30 140 46 Ø34 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N TÍNH TỐN CHU TRÌNH NHIỆT CỦA ĐỘNG CƠ RV70-N Các giả thiết q trình tính tốn động sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas): + Hàm lượng CH4 biogas 60% + Q trình cháy xảy hồn tồn + Tính tốn chu trình nhiệt giống động xăng ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Kết tính tốn nhiệt Giá trị Thơng số Nhiệt trị QH Đơn vị Diesel 5% 10,162% diesel diesel làm mồi làm mồi kJ/kg 42530 24710 25067 Áp suất có ích trung bình pe MN/m2 0,692 0,628 0,632 Suất tiêu hao nhiên liệu diesel có ích ged g/kW.h 229,074 7,849 16,263 Suất tiêu hao nhiên liệu biogas có ích geBio g/kW.h 433,454 417,888 % 0,370 0,330 0,331 kW 5,2197 4,734 4,766 % 9,31 % 8,70 % Hiệu suất có ích ηe Kiểm nghiệm lại cơng suất Ne Độ giảm cơng suất động ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N So sánh đồ thị cơng R? 2µs O α2 α3 ϕs α1 α4 Nhận xét: Khi động sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) ta thấy: O' p [MN/m2] 180 z 170 160 + Cơng suất giảm z1 150 140 130 + Nhiệt trị giảm 120 y z" z 110 90 0,85pz + Áp suất nhiệt độ chu trình cao 100 80 c" T lãû xêch µp = 0,07986 [MN/mm2.mm] µv = 0,00193 [dm3/mm] µS = 0,38363 [mm/mm] c c" c 70 60 50 40 30 20 f f 10 r r' po r'' 8,5 20 Vc b' 40 60 80 100 Vh Va 120 140 160 a' 180 b b" a 200 V [dm3] ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Các phương án thiết kế điều tốc biogas PA1: Thay điều tốc diesel điều tốc biogas (BĐT loại 1) A 10 B 11 12 D C E F G 15 14 H 13 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Các phương án thiết kế điều tốc biogas PA2: Sử dụng điều tốc biogas riêng dẫn động van (BĐT loại 2) II I 10 11 A 13 19 E G H F 21 12 B 14 20 18 15 17 16 22 23 C D ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Các phương án thiết kế điều tốc biogas PA3: Sử dụng điều tốc biogas riêng dẫn động van cánh (BĐT loại 3) I II 10 A 12 18 E G F 20 H 21 11 B 13 19 17 14 16 15 22 23 24 C D ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Các phương án thiết kế điều tốc biogas So sánh chọn phương án cải tạo Chỉ tiêu so sánh BĐT loại BĐT loại BĐT loại u cầu làm việc song song Tốt nhiên liệu Khi sử dụng lại diesel Khó Kết cấu hệ thống nhiên liệu Thay đổi nhiều Kết cấu đường nạp Ít thay đổi Tốt Tốt Dễ Ít thay đổi Ít thay đổi Dễ Ít thay đổi Ít thay đổi Kết cấu hệ thống cung cấp biogas Rất phức tạp Đơn giản Đơn giản Khó Khó bố trí Cao Dễ Dễ bố trí Thấp Khó Khó bố trí Thấp Thấp Cao Thấp Về chế tạo Về lắp đặt Chi phí sản xuất Khả ứng dụng điều kiện Chọn phương án sử dụng điều tốc biogas riêng dẫn động van (BĐT loại 2) với cấu hạn chế dùng vít ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Tính tốn, thiết kế phương án cải tiến Cơ sở tính tốn Dựa sở phụ kiện vạn Gatec-20 tác giả Bùi Văn Ga đăng ký quyền số 1-2008-02381 Dựa vào u cầu làm việc điều tốc phải “nhạy” Đơn giản chế tạo lắp đặt Xác định kích thước định kết cấu chi tiết điều tốc cho tính tốn, thiết kế điều tốc phù hợp với động RV70-N ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Tính tốn, thiết kế phương án cải tiến Sơ đồ tính tốn điều tốc biogas Flx O2 a Flt2 c l R Từ mối quan hệ sơ đồ bên ta rút biểu thức sau: a *c Flx = * 2m1 * R * ω b*l H = c*tgα d H Flt1 L Từ kết tính ta có: Lực lò xo: Flx = 7,165 [N] Hành trình điều tốc: H = c*tgα = 21*1/3 = [mm] ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Tính tốn, thiết kế phương án cải tiến Kết tính tốn truyền đai thang Thơng số Đơn vị Số đai truyền Giá trị Chiều rộng bánh đai B mm 20 Đường kính bánh dẫn D1 mm 100 Đường kính bánh bị dẫn D2 mm 200 Khoảng cách trục A mm 361 Chiều dài dây đai L mm 1200 Góc ơm bánh đai α Độ 164 Lực căng ban đầu S0 N 121,5 Lực tác dụng lên trục R N 360,962 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Tính tốn, thiết kế phương án cải tiến Kết tính lò xo điều tốc Thơng số Đơn vị Giá trị Chuyển vị lò xo x mm 10 Lực lò xo max Fmax N 7,165 Lực lò xo Fmin N Đường kính dây lò xo d mm 0,6 Đường kính lò xo D mm 7,2 Số vòng làm việc lò xo n Vòng Số vòng tồn lò xo n0 Vòng Chuyển vị lớn lò xo λ mm 12,381 Bước lò xo lúc chưa chịu tải t mm 3,076 Chiều cao lò xo lúc chưa chịu tải H0 mm 19,357 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Kết cấu điều tốc biogas 20 18 60 Ø78 Ø207 Ø68 15 Ø10 10 11 12 86 110 135 97 60 30 17 30 21 Ø38 13 14 15 Vo âäüng cå Ø36 Biogas tỉì bäü pháûn cung cáúp ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Sơ đồ hệ thống cung cấp lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) I II Khäng khê A 10 B 16 11 15 12 14 13 17 18 19 20 C D ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N QUY TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT CÁC CHI TIẾT ĐƯỢC CẢI TIẾN VÀO ĐỘNG CƠ Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ điều tốc biogas Ngun cäng Så âäư âënh vë v kẻp chàût NGUN CÄNG Ngun cäng NGUN CÄNG Rz40 Sn S + Bỉåïc 1: khoan läù làõp cng âiãưu täúc Φ10, läù dáưu Φ5,2 + Bỉåïc 2:Ta rä läù Φ5,2 thnh M6 + Âäü nhạm: Rz40 17 Phay màût âạy: + Phay thä láưn + Phay thä láưn + Kêch thỉåïc: 17mm + Âä nhạm: Rz40 Så âäư âënh vë v kẻp chàût n Ø10 S W W 3 NGUN CÄNG NGUN CÄNG + Bỉåïc 1: Phay màût trãn Rz40 S n läù Φ10 + Bỉåïc 2: Phay màût trãn läù làõp cng âiãưu täúc + Bỉåïc 3: Phay màût trãn läù làõp van cän + Âäü nhạm: Rz40 + Bỉåïc 1: Tiãûn màût läù Φ52 + Bỉåïc 2: Tiãûn rnh läù Φ52 + Âäü nhạm: Rz40 Rz40 Ø52 W 40 n Ø78 Ø48 10 15 S NGUN CÄNG Khoan Φ10 + Kêch thỉåïc âảt: Φ10 + Âäü nhạm: Rz = 40 Ø10 S Rz40 15 n W + Bỉåïc 1: Tiãûn màût âáưu läù Φ78 + Bỉåïc 2: Ta rä läù Φ78 + Kêch thỉåïc: 127mm + Âäü nhạm: Rz40 127 n S Ø78 NGUN CÄNG 12 S ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N Vị trí lắp đặt điều tốc vít hạn chế lượng phun diesel 10 11 Chú thích: Bộ điều tốc biogas; Đoạn giá hàn thêm để giữ điều tốc biogas; Giá động cơ; Đường ống cấp biogas vào động cơ; Bộ truyền đai; Lò xo điều tốc; Van cơn; Đường ống cấp biogas từ phận chứa Bơm cao áp; 10 Vít hạn chế lượng phun diesel; 11 Nắp bơm cao áp ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN BẰNG PHẦN MỀM VISUAL BASIC Trong phần chúng em sử dụng phần mềm VB6 để: + Tính chu trình nhiệt động + Tính họng, tính van + Tính chi tiết điều tốc tính truyền đai, tính lò xo Nhận xét: + Kiểm chứng kết tính cách hiệu xác + Bằng cách thay đổi thơng số đầu vào ta tính tốn sơ chu trình nhiệt, tính họng, tính van cho tất loại động khác ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N LẮP ĐẶT – CHẠY THỬ KẾT LUẬN ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70-N EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN Q THẦY CƠ VÀ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI! [...]... NGHI N CỨU, CẢI TI N HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Mục đích: + Động cơ sử dụng được song song hai nhi n liệu (diesel + biogas) Khi hệ thống cung cấp biogas có v n đề thì động cơ chuy n sang sử dụng lại nhi n liệu diesel đ n gi n, thu n ti n + Khơng thay đổi q nhiều kết cấu của động cơ + Đ n gi n trong chế tạo, lắp đặt và sử dụng + Tuổi thọ cao, giá thành rẻ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG. .. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế cơ cấu h n chế lượng phun diesel 16 7 60 2 5 1 4 2 3 4 5 1 Ø4 6 17 3 Ø5 6 Cơ cấu h n chế dùng vít 7 Cơ cấu h n chế dùng thanh đẩy Cơ cấu h n chế dùng để h n chế lượng phun diesel ở mức thấp nhất nhằm tiết kiệm nhi n liệu diesel ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế bộ điều tốc biogas. .. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Sơ đồ hệ thống cung cấp lưỡng nhi n liệu (diesel + biogas) I II Khäng khê 1 2 3 4 5 7 6 8 A 9 10 B 16 11 15 12 14 13 17 18 19 20 C D ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N 5 QUY TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP ĐẶT CÁC CHI TIẾT ĐƯỢC CẢI TI N VÀO ĐỘNG CƠ Quy trình cơng nghệ chế tạo vỏ bộ điều tốc biogas Ngun cäng Så âäư âënh vë v kẻp chàût NGUN... nay Ch n phương n sử dụng bộ điều tốc biogas riêng d n động van c n (BĐT loại 2) với cơ cấu h n chế dùng vít ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Tính t n, thiết kế phương n cải ti n Cơ sở tính t n Dựa tr n cơ sở của bộ phụ ki n v n năng Gatec-20 đã được tác giả Bùi V n Ga đăng ký b n quy n số 1-2008-02381 Dựa vào u cầu làm việc của bộ điều tốc là phải “nhạy” Đ n gi n trong chế... khi n lưu lượng biogas cung cấp chính xác theo tải của động cơ và hoạt động n định n u như tải b n ngồi n định + Hoạt động độc lập giống như bộ điều tốc diesel và dễ dàng phối hợp hoạt động cùng với bộ điều tốc diesel + Thu n ti n khi động cơ sử dụng lưỡng nhi n liệu (diesel + biogas) và khi động cơ sử dụng h n t n diesel + Kết cấu đ n gi n, nhỏ g n, dễ chế tạo, dễ tháo lắp, bảo dưỡng thu n ti n, ... TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế bộ điều tốc biogas PA3: Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng d n động van cánh (BĐT loại 3) I 1 2 3 II 4 5 6 7 8 9 10 A 12 18 E G F 20 H 21 11 B 13 19 17 14 16 15 22 23 24 C D ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế bộ điều tốc biogas So sánh và ch n phương n cải tạo Chỉ tiêu so sánh... CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế cơ cấu h n chế lượng phun diesel u cầu + Cơ cấu hoạt động n định ở chế độ khơng tải (10,162%) khi sử dụng lưỡng nhi n liệu diesel + Hoạt động giống như một van tắt máy khi c n thiết + Có thể tăng, giảm lượng diesel khi c n thiết + Dễ chế tạo, dễ điều chỉnh, hoạt động tin cậy, bảo dưỡng dễ dàng + Dễ bố trí tr n động cơ, giá thành rẻ ĐỀ TÀI: THIẾT... áp ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N 6 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH T N BẰNG PH N MỀM VISUAL BASIC Trong ph n này chúng em sử dụng ph n mềm VB6 để: + Tính chu trình nhiệt động cơ + Tính họng, tính van c n + Tính các chi tiết của bộ điều tốc như tính bộ truy n đai, tính lò xo Nh n xét: + Kiểm chứng các kết quả tính một cách hiệu quả và chính xác + Bằng cách thay đổi các thơng số đầu vào... Bằng cách thay đổi các thơng số đầu vào ta có thể tính t n sơ bộ chu trình nhiệt, tính họng, tính van cho tất cả các loại động cơ khác nhau ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N 7 LẮP ĐẶT – CHẠY THỬ 8 KẾT LU N ĐỀ TÀI ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N EM XIN CH N THÀNH CẢM N Q THẦY CƠ VÀ CÁC B N ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI! ... thọ cao ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế bộ điều tốc biogas PA1: Thay thế bộ điều tốc diesel bằng bộ điều tốc biogas (BĐT loại 1) 5 6 7 A 8 9 10 B 11 12 D C 4 3 E F 2 1 G 15 14 H 13 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Các phương n thiết kế bộ điều tốc biogas PA2: Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng d n động van c n (BĐT loại 2) ... TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Mặt cắt động RV70- N Ø80 125 10 11 ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Sơ đồ hệ thống nhi n liệu động RV70- N 10... CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N NGHI N CỨU, CẢI TI N HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N Mục đích: + Động sử dụng song song hai nhi n liệu (diesel + biogas) Khi hệ thống cung cấp biogas. .. cung cấp nhi n liệu cho động Vikyno diesel RV70- N chạy hai nhi n liệu song song biogas- diesel ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ RV70- N KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA ĐỘNG CƠ