Thiết kế chế tao kits đa năng sử dụng nhiên liệu khí

Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương1 Tổng quan vấn đề lượng nhiên liệu khí nhu cầu sử dụng nguồn lượng thay 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài 1.2 Tổng quan vấn đề lƣợng nhiên liệu thay .7 1.2.1 Vấn đề lƣợng 1.2.2 Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay 1.3 Tổng quan động sử dụng nhiên liệu khí 1.3.1 Tổng quan nhiên liệu Khí sử dụng cho động đốt 1.3.1.1 Năng lƣợng khí sinh học 1.3.1.1.1 Giới thiệu chung .8 1.3.1.1.2 Thành phần, tính chất khí Biogas tiêu chuẩn làm nhiên liệu 1.3.1.1.3 Tiêu chuẩn khí Biogas để làm nhiên liệu 11 1.3.1.2 Khí hóa lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) .12 1.3.1.3 Khí thiên nhiên nén CNG (Compressed Natural Gas) 14 1.3.1.4 Nhiên liệu sinh khối .15 1.3.2 Một số đặc điểm động dùng nhiên liệu khí 16 1.3.2.1 Kích nổ tỉ số nén động dual fuel 16 1.3.2.2 Cải tạo tỷ số nén chuyển đổi sang động dùng khí 18 1.3.2.3 Vấn đề tăng tỉ số nén cải tạo động xăng .18 1.3.2.4 Vấn đề giảm tỉ số nén động Diesel chuyển đổi 19 1.3.2.5 Ảnh hƣởng thể tích nhiên liệu khí đến lƣợng khí nạp 20 1.3.2.6 Vấn đề đảm bảo công suất, số vòng quay, rung động lắp đặt chuyển đổi Diesel / Gas 20 Chương Phân tích phương án cấp nhiên liệu khí động đốt 22 2.1 Yêu cầu hệ thống cấp nhiên liệu khí chuyển đổi 22 2.2 Các hình thức cung cấp nhiên liệu khí động đốt .22 2.2.1 Phƣơng án cấp sử dụng hòa trộn 22 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 2.2.1.1 Đối với động dùng lƣỡng nhiên liệu 22 2.2.1.1.1 Hệ thống lƣỡng nhiên liệu Xăng - LPG kiểu hòa trộn khí 22 2.2.1.1.2 Hệ thống lƣỡng nhiên liệu Diesel+ Biogas dùng hòa trộn điều khiển van cấp khí khí 24 2.2.1.2 Động sử dụng hoàn toàn nhiên liệu khí .25 2.2.1.2.1 Sử dụng hòa trộn kết hợp van tiết lƣu .25 2.2.2 Phƣơng án phun nhiên liệu khí (phun gián tiếp) 26 2.2.2.1 Hệ thống phun gián tiếp đƣờng nạp 26 2.2.2.2 Hệ thống phun gián tiếp trƣớc xupap nạp .28 2.2.3 Phƣơng án phun khí nhiên liệu trực tiếp vào buồng cháy 29 2.3 Các chi tiết hệ thống phun nhiên liệu khí điện tử 31 2.3.1 Một số kiểu vòi phun .31 2.3.2 Bộ hòa trộn không khí –Gas 32 2.3.3 Ảnh hƣởng vị trí lắp đặt vòi phun .33 2.3.4 Lựa chọn phƣơng án cấp nhiên liệu khí .34 2.4 Phân tích hình thức chuyển đổi động Diesel sang sử dụng nhiên liệu khí 35 2.4.1 Phƣơng án phun nhiên liệu mồi 35 2.4.2 Phƣơng án thay vòi phun, bơm cao áp bugi đánh lửa .36 2.4.3 So sánh hai phƣơng án 36 2.4.4 Lựa chọn hình thức chuyển đổi 37 2.5 Phân tích chuyển đổi 38 2.5.1 Trên giới .38 2.5.2 Trong nƣớc: .39 Chương Khảo sát, chuyển đổi động Hino EH100 sang sử dụng hoàn toàn nhiên liệu khí 43 3.1 Chọn động lắp hòa trộn đa cung cấp nhiên liệu khí 43 3.1.1 Giới thiệu chung 43 3.1.1.1 Nhóm piston_ truyền trục khuỷu_ bánh đà 44 3.1.1.2 Cơ cấu phân phối khí 46 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 3.1.1.3 Hệ thống nhiên liệu động Hino 47 3.1.2 Cải tạo động Hino EH100 sang dùng nhiên liệu khí .53 3.1.2.1 Tính toán để giảm tỷ số nén cho động Hino EH100 sang dùng khí 53 3.1.2.2 Cải tạo nắp máy động Hino EH100 56 3.2 Tính toán nhiệt động Hino EH100 sử dụng diesel 58 3.2.1 Thông số kỹ thuật động 58 3.2.2 Tính toán nhiệt động Hino EH100 dùng Diesel 59 3.2.3 Kết tính toán chu tr nh nhiệt động Diesel 64 3.2.4 Đồ thị công 66 3.3 Tính toán chu trình nhiệt dùng cho động sử dụng Biogas .68 3.3.1 Các thông số kỹ thuật động 68 3.3.2 Các thông số chọn 68 3.3.3 Quá trình tính toán 69 3.3.4 Kết tính toán chu tr nh nhiệt cho động sử dụng Biogas 76 (xin xem thêm bảng tính Excel đính kèm) 77 3.3.5 Vẽ đồ thị công 78 3.4 So sánh kết tính 81 3.5 Cải tạo hệ thống đánh lửa cho động Hino EH100 83 3.5.1 Vấn đề đảm bảo hệ thống đánh lửa chuyển đổi 83 3.5.2 Hệ thống đánh lửa sau cải tạo động Hino 84 3.5.2.1 Nguyên lý hoạt động cấu tạo hệ thống đánh lửa thƣờng .84 3.5.2.2 Cải tạo hệ thống đánh lửa cho động Hino EH100 86 3.5.2.3 Ƣu, nhƣợc điểm .87 3.5.2.4 Thay vòi phun bơm cao áp bugi đánh lửa cho động hino EH1400 87 3.6 Cải tạo hệ thống làm mát, hệ thống dẫn động phụ 89 3.6.1 Hệ thống làm mát nƣớc vòng hở: 90 3.6.2 Tính toán hệ thống làm mát nƣớc 90 Chương Thiết kế, chế tạo hệ thống cấp Gas cho động HINO EH100 100 4.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống thiết kế .100 4.1.1 Nguyên lý làm việc: 100 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 4.1.2 Sơ đồ hệ thống .100 4.2 Tính toán hòa trộn đa 101 4.2.1 Lý thuyết chung 101 4.2.2 Tính toán hòa trộn .103 4.2.2.1 Tính toán đƣờng cấp không khí cho hòa trộn .104 4.2.2.2 Tính toán cấp Biogas cho động Hino EH100 107 4.2.2.3 Tính toán cấp LPG cho động Hino EH100 109 4.2.2.4 Tính thiết kế van tiết lƣu cấp Gas 111 4.2.3 Xác định góc mở bƣớm ga số chế độ làm việc động 113 4.2.3.1 Tính toán lƣu lƣợng không tải sử dụng Biogas hàm lƣợng CH4 65% 113 4.2.3.2 Tính toán lƣu lƣợng không tải sử dụng LPG hàm lƣợng Butane C4H10 50%; Propane C3H8 50% .114 4.2.3.3 Tính ảnh hƣởng thể tích nhiên liệu khí đến thể tích hòa khí nạp vào 115 4.3 Khảo sát số chi tiết hệ thống cấp .117 4.3.1 Đồng hồ đo lƣợng Gas lỏng b nh chứa: .117 4.3.2 Van nạp van an toàn: 117 4.3.3 Van xuất van dòng: 118 4.3.4 Van điện từ .119 4.3.5 Đƣờng ống dẫn Gas .119 4.3.6 Bộ hoá , giảm áp 120 4.4 Thiết kế hóa cho hệ thống cấp dùng hòa trộn đa 121 4.4.1 Yêu cầu hóa 121 4.4.2 Tính toán thiết kế hoá 122 4.5 Thiết kế mạch điều khiển 128 4.5.1 Sơ đồ khối 128 4.5.2 Khối điều khiển trung tâm 129 4.5.3 Các cảm biến sử dụng hệ thống điều khiển điện tử 132 4.5.4 Sơ đồ thuật toán 134 4.5.5 Thiết kế mạch điều khiển 135 Chương Gia công chế tạo chi tiết, phận hệ thống cung cấp nhiên liệu khí 139 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 5.1 Chọn chuẩn để gia công chi tiết 139 5.1.1 Chọn chuẩn thô 139 5.1.1.1 Yêu cầu chọn chuẩn thô: 139 5.1.1.2 Cần ý chọn chuẩn thô: 139 5.1.2 Chọn chuẩn tinh 140 5.1.2.1 Yêu cầu chọn chuẩn tinh: 140 5.1.2.2 Nguyên tắc chọn chuẩn tinh: 140 5.2 Phƣơng án để gia công chế tạo 140 5.2.1 Bản vẽ chi tiết cần chế tạo 140 5.2.2 Phƣơng án để gia công chế tạo 145 KẾT LUẬN 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO 147 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí LỜI NÓI ĐẦU Trong chƣơng tr nh đào tạo trƣờng Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng nay, số môn học chuyên ngành sau học xong phần lý thuyết sinh viên phải làm đồ án môn học Thông qua việc làm đồ án giúp sinh viên củng cố lại kiến thức học vận dụng để giải vấn đề cụ thể đó.Vào kỳ cuối, sinh viên đủ điều kiện đƣợc nhận đồ án tốt nghiệp Đề tài tốt nghiệp có ý nghĩa quan trọng việc đánh giá lực sinh viên định sinh viên có đủ điều kiện tốt nghiệp hay không Là sinh viên năm cuối Khoa Cơ Khí Giao Thông – Trƣờng Đại học Bách khoa, nhƣ bạn sinh viên khác trƣờng chúng em đƣợc thầy cô giáo cung cấp kiến thức quan trọng đại cƣơng nhƣ chuyên ngành để làm hành trang cho m nh sau vận dụng vào công việc sau Sau đƣợc xét đủ điều kiện nhận tốt nghiệp với định hƣớng Thầy giáo TS Dương Việt Dũng - ngƣời hƣớng dẫn chúng em tận t nh xuyên suốt đợt thực tập nhƣ đề tài – chúng em chọn cho m nh đề tài “Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa sử dụng nhiên liệu khí” Trong thời gian thực đề tài chúng em luôn cố gắng vận dụng kiến thức chuyên môn, sƣu tầm tài liệu với giúp đỡ quý báu thầy TS Phan Minh Đức trình tìm tòi phân tích tài liệu nƣớc ngoài…Cuối chúng em hoàn thành đề tài m nh Mặc dù đề tài hoàn thành nhƣng số vấn đề chƣa đƣợc giải triệt để V chúng em mong đƣợc bảo thầy cô để đề tài hoàn thành tốt ! Cuối chúng em xin chân thành cảm ơn gửi lời chúc sức khỏe đến thầy cô giáo! Sinh viên thực hiện: Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2012 Nhóm sinh viên Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Chương1 Tổng quan vấn đề lượng nhiên liệu khí nhu cầu sử dụng nguồn lượng thay 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài V phải chuyển đổi? thực tế thi trƣờng đƣợc sản xuất thƣơng mại hóa động khí nhƣ hãng GE Energy,Úc có công suất 0,330†3MW hay hãng Jiman Diesel Engine Co., Ltd_ Trung Quốc có công suất 150†660KW … động có giá thành cao so với động dùng xăng, dầu cỡ, đặc biệt động chạy đƣợc nhiên liệu khí, không chạy đƣợc nhiên liệu lỏng đòi hỏi cao chất lƣợng, áp suất nhiên liệu… chuyển đổi cho phép tận dụng động cũ giá thành thấp Một vấn đề đặt chuyển đổi động sang dùng nhiên liệu khí dù chuyển đổi song song hay hoàn toàn nguồn nhiên liệu có thành phần quy CH4 thay đổi phạm vi rộng điều gây ảnh hƣởng đến tính kinh tế kỹ thuật động nguồn nhiên liệu sinh học nhƣ Biogas chế tạo nhiều hòa trộn theo chất lƣợng Biogas công suất động th tốn kéo dài thời gian chuyển đổi Khi thiết kế thƣờng ngƣời ta chọn % hàm lƣợng CH4 trung b nh để tính toán hòa trộn nhƣng rõ ràng làm việc th không đảm bảo cấp đủ ứng với chế độ làm việc động V vậy, hòa trộn đa phải đáp ứng đƣợc yêu cầu hệ thống cung cấp nhiên liệu khí cho động cải tạo chế độ làm việc động thay đổi thời gian đáp ứng hệ thống Bài toán đặt % hàm lƣơng CH4 thay đổi ứng với bƣớc điều chỉnh khí hay điện tử Nghiên cứu thiết kế tạo hỗn hợp Gas - không khí bƣớc đầu để chạy động máy phát điện trại chăn nuôi, qua tận dụng đƣợc nguồn lƣợng chỗ Sử dụng nhiên liệu Gas để làm nhiên liệu chạy động đốt làm giảm mức độ phát thải khí CO2, NOx, HC, CO… góp phần thực công ƣớc quốc tế môi trƣờng mà Việt Nam cam kết tham gia T m giải pháp cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas mà lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ loại nhiên liệu 1.2 Tổng quan vấn đề lượng nhiên liệu thay 1.2.1 Vấn đề lượng Năng lƣợng điều kiện tất yếu cho tồn tiến hóa sinh vật Trong tr nh phát triển xã hội loài ngƣời nguồn lƣợng thƣờng xuyên chuyển dịch từ dạng sang dạng khác Dạng lƣợng thiên nhiên Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí đƣợc ngƣời sử dụng lƣợng mặt trời, đƣợc sử dụng cách tự nhiên để soi sáng, sƣởi ấm, phơi khô lƣơng thực, thực phẩm đồ dùng Tiếp lƣợng gỗ củi, tới lƣợng nƣớc, gió, lƣợng kéo gia súc, lƣợng khai thác từ than đá ngự trị kỷ 18-19 Năng lƣợng dầu mỏ thay vị trí than đá kỷ 20 bƣớc chia vai trò m nh với lƣợng hạt nhân Các dạng lƣợng ô nhiễm nhƣ lƣợng mặt trời, lƣợng nƣớc, lƣợng gió, thủy triều, lƣợng vi sinh vật với phƣơng pháp phƣơng tiện công nghệ tiên tiến mở rộng phạm vi hoạt động 1.2.2 Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay Từ năm 1849 - 1850, ngƣời biết chƣng cất dầu mỏ để lấy dầu hỏa, xăng thành phần chƣng cất nhẹ dầu hỏa th chƣa đƣợc sử dụng đến phải đem đổ nơi thật xa Lúc ngƣời tạo dầu hỏa với mục đích thắp sáng đun nấu đơn Nhƣng với tiến hóa khoa học kỹ thuật, từ việc sử dụng động nƣớc cồng kềnh hiệu thấp, ngƣời t m cách để sử dụng xăng dầu diezel cho động đốt trong, loại động nhỏ gọn nhƣng có hiệu cao hẳn Cùng với khám phá khoa học vĩ đại khác, phát minh động đốt sử dụng xăng dầu diezel thúc đẩy xã hội loài ngƣời đạt bƣớc phát triển vƣợt bật, đem đến sống ấm no, hạnh phúc văn minh cho hàng tỷ ngƣời giới Một xu hƣớng nay, nghiên cứu thay sử dụng nhiên liệu truyền thống: Xăng, dầu Diesel, loại nhiên liệu “sạch”, nhiên liệu tái sinh cho loại động nhƣ lƣợng mặt trời, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hóa lỏng, lƣợng điện, khí sinh vật Biogas, lƣợng thủy điện Việc chuyển dần sang sử dụng loại nhiên liệu không truyền thống trở thành chiến lƣợc sách lƣợng nhiều quốc gia phát triển 1.3 Tổng quan động sử dụng nhiên liệu khí 1.3.1 Tổng quan nhiên liệu Khí sử dụng cho động đốt 1.3.1.1 Năng lượng khí sinh học 1.3.1.1.1 Giới thiệu chung Việc sản xuất, sử dụng khí cần vốn đầu tƣ tận dụng đƣợc nguồn có sẵn từ trại chăn nuôi chất thải hửu vật nuôi Ƣu điểm nguồn lƣợng việc thay đƣợc nguồn lƣợng khác nhƣ: Than,củi, điện, Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí nhiên liệu khí hoá lỏng dẩu Sau phân động vật đƣợc phân huỷ cho chất lƣỡng hữu giàu chất dinh dƣỡng mùi đƣợc sử dụng để cải thiện đất nông nghiệp tốt phân bón tƣơi Bên cạnh ngăn ngừa nạn chặt phá rừng bảo vệ môi trƣờng Chính nay, Biogas đƣợc sử dụng rộng rãi từ trang trại nhỏ đến trang trại lớn Để lắp đặt hầm Biogas củng đơn giản không đòi hỏi kỹ thuật cao chi phí lắp đặt thấp nhiều hộ gia đ nh chăn nuôi nhỏ trại chăn nuôi sử dụng Biogas cho nhu cầu đun nấu, thắp sáng 1.3.1.1.2 Thành phần, tính chất khí Biogas tiêu chuẩn làm nhiên liệu a Methane (CH4): + Là chất khí không màu, không mùi, nhƣng đƣợc dùng công nghiệp, thƣờng đƣợc trộn với etyl mecaptan đễ dễ phát trƣờng hợp bị rò rỉ + Methane hoàn toàn không độc Nguy hiểm sức khỏe gây bỏng nhiệt Nó dễ cháy tác dụng với không khí tạo sản phẩm dễ cháy nổ Methane chất gây ngạt thay ôxy điều kiện b nh thƣờng Ngạt xảy mật độ oxy hạ xuống dƣới 18% + Methane thành phần cháy chủ yếu khí sinh học Hàm lƣợng Methane khí sinh học phụ thuộc vào loại nguyên liệu phân hủy diễn biến tr nh sinh học + Methane cháy thành lửa màu lơ nhạt, tỏa nhiều nhiệt: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + 882kJ Bảng 1-1 Các tính chất vật lý Methane Các tính chất vật lý Methane (CH4) Khối lƣợng phân tử (g/mol ) 16,04 Nhiệt độ điểm sôi ( 0C ) -161,6 Nhiệt độ điểm chảy ( 0C ) -182,5 Nhiệt độ điểm bắt lửa ( 0C ) -188 Nhiệt độ tự bốc cháy ( 0C ) 482 - 632 Nhiệt độ cháy tối đa ( 0C ) 2148 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Nhiệt độ điểm ba 0,117 bar ( 0C ) -182,3 Khả hòa tan nƣớc 17 0C ( mg/ml ) 0,035 Khối lƣợng riêng ( kg/m3 ) 0,717 (gas)-415 (liquid) Nhiệt dung Cp ( kJ/ mol-0K ) 0,035 Tỷ lệ Cp/Cv 1,305 Nhiệt cháy ( J/kg ) 55,403 Giới hạn nổ ( % ) 5-15 Tỷ lệ cháy hoàn toàn không khí 0,0947 (V)/0,0581( m) b Cacbon dioxide (CO2): Là chất khí không cháy, không màu, không mùi, nặng gấp khoảng 1,5 lần so với không khí, dạng rắn gọi băng khô Điôxít cacbon lỏng đƣợc tạo áp suất 5,1 atm nhiệt độ -56,40C, điều kiện áp suất khí quyển, chuyển trực tiếp từ pha khí sang pha rắn hay gọi tr nh thăng hoa CO2 có mặt khí trái đất với nồng độ thấp tác động nhƣ khí gây hiệu ứng nhà kính Nó thành phần chu tr nh cacbon Nếu khí chiếm tỉ lệ cao khí sinh học làm cho nhiệt trị Biogas giảm Bảng 1-2 Các tính chất vật lý cacbon dioxide Các tính chất vật lý Cacbon dioxide Khối lƣợng phân tử (g/mol) 44,0095 Nhiệt độ điểm sôi (0C) -78,5 Nhiệt độ điểm chảy 5,185 bar (0C) -56,6 Khả hòa tan nƣớc 250C, 100 kPa (mg/ml) 1,45 Tỷ trọng 1,98 (gas)/1,6 (solid) Độ nhớt -78 0C (cP) 0,07 c Hydro sulfua (H2S): Là chất khí dễ bắt cháy, có tính độc cao, gây tổn thƣơng mắt nồng độ 50 -100 ppm, gây kích thích mạnh hệ thần kinh trung ƣơng, gây ngạt thở chết nồng độ 530 -1000 ppm Nó nặng không khí, có mùi “trứng thối” khiến cho khí sinh học trở nên có mùi khó chịu, giúp ta dễ dàng nhận thấy có mặt 10 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Kết cấu nguyên lý hoạt động Hình 4-28 Cảm biến nhiệt độ nước làm mát 1- Nhiệt điện trở; 2- Thân cảm biến; 3- Lớp cách điện; 4- Giắc cắm dây Khi động hoạt động, cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát thƣờng xuyên theo dõi báo cho ECU biết tình hình nhiệt độ động Cảm biến có cấu tạo từ nhiệt điện trở, có hệ số số nhiệt âm Sự thay đổi nhiệt độ nƣớc làm mát làm thay đổi điện trở nhiệt điện trở bên cảm biến Khi nhiệt độ động tăng, điện trở giảm ngƣợc lại Mạch điện cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát Hình 4-29 Sơ đồ mạch điện đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát 1- Khối cảm biến; 2- Nhiệt điện trở; 3- Khối điều khiển 4.5.4 Sơ đồ thuật toán Khi khởi động th mô tơ bƣớc kéo van cánh vị trí khởi động chế độ định n1 Sau ECU nhận tín hiệu từ nút ấn (vị trí bƣớm ga) về, dựa vào tín hiệu nút ấn để hiển thị tốc độ lên led đoạn truy cập bảng chọn đƣợc góccho mở van cánh tƣơng ứng Kiểm tra led đoạn Nếu hiển thị tốc độ led đoạn không khớp với góc mở van cánh th quay lại điều khiển van cánh cho khớp với tốc độ hiển thị Nếu hiển thị tốc độ led đoạn khớp với góc mở van cánh th kết thúc 134 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Bắt đầu Khởi động động nổ Điều chỉnh chạy chế độ đị nh Tín hiệu từ nút bấm Truy cập bảng Xác định góc mở van cấp nhiên liệu Điều khiển động bƣớc Kiểm tra led đoạn Đ S Hình 4-30 Sơ đồ thuật toán điều khiển 4.5.5 Thiết kế mạch điều khiển Mạch điều khiển hệ thống cung cấp nhiên liệu khí động Hino EH100 đƣợc thiết kế bao gồm: Khồi nguồn, khối điều khiển trung tâm, khối điều khiển cấu chấp hành, khối điều khiển motor bƣớc, khối hiển thị 135 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí VCC Rthanh SW1 Cong tac chan 21 22 23 24 25 26 27 28 SW4 Cong tac chan SW12 Cong tac chan 14 15 10 11 12 13 OUTG IND OUTF INC OUTE INB OUTD INA OUTC OUTB LT OUTA RBI BI/RBO 30 29 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 ALE/PROG PSEN XTAL1 XTAL2 GND 10 11 12 13 14 15 16 17 U17 SW11 Cong tac chan GND VCC 16 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 U5 74LS47 U1 10 A B C D E F G POWER POWER H A B C D E F G POWER POWER H A B C D E F G A B C D E F G 8 19 18 I0 Q0 I1 Q1 I2 Q2 I3 Q3 I4 Q4 I5 Q5 I6 Q6 I7 Q7 GND COM U12 C2335 18 17 16 15 14 13 12 11 10 R7 U13 C2335 R R8 U14 C2335 UNL2803 POWER POWER CON8 R R9 C1 U15 C2335 R ZTA1 C4 NP CAP Thach anh CON8 31 R10 R R2 R U24 C1815 C3 CAP NP R12 1k SW5 Cong tac chan J1 R U6 U25 C1815 LM7805 J7 R13 1k In C2 Out C5 CAP NP CON2 VCC H U26 C1815 LED7THANH U3 10 J3 R6 U27 R11 1k LED7THANH U2 10 U16 D1 D2 D3 D4 DIODEDIODE DIODEDIODE AT89C51 LED7THANH U4 10 EA/VPP RST 39 38 37 36 35 34 33 32 v cc r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 GND 2 2 Rthanh 40 U18 SW3 v cc4 chan Cong tac r1 r2 r3 r4 SW2 Cong tac chan r5 r6 r7 r8 VCC 20 POWER POWER R14 1k Title H LED7THANH U23 C1815 Size A4 Date: Document Number Saturday , June 09, 2012 Rev Sheet of Hình 4-31.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Hình 4-32 Mạch điều khiển sau gia công 136 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 4.5.5.1 Khối nguồn Hình 4-33 Sơ đồ nguyên lý khối nguồn Khối nguồn gồm hai mạch nguồn chính: mạch nguồn 5V mạch nguồn 12Vcấp cho van mạch động Đây mạch nguồn ổn áp 5V có phụ dòng Nguồn cung cấp lấy từ ắcquy 12V qua IC ổn áp 7805 (U2), transistor B688 (Q1) để phụ dòng linh kiện điện trở, tụ, diode đƣợc thiết kế nhƣ hình vẽ Vì mạch cấp điện áp cho nhiều khối nhƣ motor bƣớc, khối hiển thị,khối công suất điều khiển vòi phun quan trọng khối vi xử lí Nếu không dùng B688 tất mạch hoạt động thƣờng xảy tƣợng sụt áp dòng không đủ Do dùng B688 mắc nhƣ sơ đồ để phụ dòng mà không khuyếch đại điện áp.Điện áp ngõ không đổi 5V Diode D1bảo vệ mạch gắn sai cực Tụ C15,C10 tụ lọc nguồn Tụ C7, C16 ngõ vào, ngõ dung để lọc nhiễu tần số cao, bù cho đáp ứng độ ổn áp R1 điện trở công suất có nhiệm vụ phân cực cho B688 dẫn chế độ khuyếch đại Giá trị điện trở R1 quan trọng Vì R1 lớn Q1 dẫn bão hòa, làm điện áp vào 12V cực E điện áp cực C điện áp ngõ lúc mạch không chức ổn áp Nếu R1 nhỏ (VEB nhỏ) Q1 không dẫn, B688 không phụ dòng Vì vậy, chọn giá trị giá trị R1 phù hợp để B688 dẫn khuyếch đại Ta chọn giá trị R1 cách: điện áp rơi R1 điện áp VEB B688 khoảng 0,6V để transistor dẫn khuyếch đại, dòng qua điện trở R1 vào chân số IC7805 tối đa 1A Không sử dụng hết công suất LM7805 chọn giá trị qua tối đa 300 mA Tính R1 = 0,6V/0.3A = Ohm Trong thực tế điện trở ohm ta lấy điện trở 2,2 ohm để thay R2 điện trở phân cực cho led báo nguồn Thƣờng th điện áp led khoảng 2V, dòng khoảng từ 10mA đến 20mA ta tính đƣơc giá trị R2 = (5V – 2V)/ (10 đến 20mA) = 150 Ohm đến 300 Ohm 137 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 4.5.5.2 Khối xử lý trung tâm Hình 4-33 Sơ đồ nguyên lý khối trung tâm 4.5.5.3 Khối hiển thị Dùng để hiển thị thông số cần thiết tr nh điều khiển nhƣ tốc độ.Đƣợc hiển thị led7 đoạn 4.5.5.4 Khối điều khiển động bước Hình 4-34 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển động bước Mạch đƣợc thiết kế để điều khiển động bƣớc lƣỡng cực Dòng đỉnh lên tới 1,3A Trong pha, tin hiệu vào là: xung Clock bƣớc/tín hiệu chiều quay (thuận / nghich), chế độ quay (đủ bƣớc/nữa bƣớc) xuất tín hiệu điều khiển công suất 138 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Chương Gia công chế tạo chi tiết, phận hệ thống cung cấp nhiên liệu khí 5.1 Chọn chuẩn để gia công chi tiết Mục đích chọn chuẩn: chọn chuẩn quan trọng việc thiết kế quytr nh công nghệ, chọn chuẩn hợp lý cần thỏa mãn yêu cầu sau: +Đảm bảo chất lƣợng chi tiết suốt tr nh gia công +Đảm bảo suất cao, giá thành hạ Từ nguyên tắc ta có phƣơng pháp chọn chuẩn sau: Khi chọn chuẩn phải suất phát từ nguyên tắt điểm định vị chi tiết để khốngchế hết số bậc tự cần thiết chi tiết cách hợp lý tuyết đốitránh thiếu siêu định vị, số trƣờng hợp cần tránh thừa định vịkhông cần thiết.Chọn chuẩn cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết nhiều, đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm bớt sức lao động cho ngƣời công nhân.Chọn chuẩn cho kết cấu đồ gá phải đơn giản, sử dụng thuận lợi thích hợp với loại h nh sản xuất 5.1.1 Chọn chuẩn thô Chọn chuẩn thô có ý nghĩa định đến quy tr nh công nghệ, ảnh hƣởng đến nguyên công sau độ xác tới chi tiết gia công 5.1.1.1 Yêu cầu chọn chuẩn thô: Đảm bảo độ xác vị trí tƣơng quan bề mặt gia công bề mặt không gia công Đảm bảo phân bố lƣơng dƣ cho bề mặt gia công 5.1.1.2 Cần ý chọn chuẩn thô: Theo phƣơng kích thƣớc định, kích thƣớc gia công có bề mặt gia công, th nên chọn bề mặt làm chuẩn thô.Theo phƣơng kích thƣớc định, chi tiết gia công có mộthay nhiều bề mặt gia công, th nên chọn bề mặt có yêu cầu độchính xác tƣơng quan so với bề mặt gia công cao làm chuẩn thô.Theo phƣơng kích thƣớc định, chi tiết gia công có tất cảcác bề mặt gia công th ta nên chọn bề mặt phôi có yêu cầu lƣợng dƣnhỏ đồng làm chuẩn thô.Ứng với bậc tự cần thiết th đƣợc phép chọn sử dụng chuẩnthô không lần, mặt mặt chuẩn thô Nếu phạm chuẩn thô gây nên vị trí tƣơng quan bề mặt gia công với 139 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí 5.1.2 Chọn chuẩn tinh 5.1.2.1 Yêu cầu chọn chuẩn tinh: Đảm bảo phân bố lƣợng dƣ cho bề mặt gia công Đảm bảo độ xác vị trí tƣơng quan bề mặt gia công với 5.1.2.2 Nguyên tắc chọn chuẩn tinh: Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh chính, nhƣ th chi tiết có vị trí gia công giống nhƣ làm việc, độ xác đạt đƣợc cách trực tiếp nên dể dàng hơn, đồng thời đơn giản hóa tr nh lắp ráp đỡ phải gia công thêm chuẩn tinh phụ Cố gắng chọn chuẩn tinh cho tính trùng chuẩn cao tốt Nếu nhƣ giảm sai số gia công chuẩn sở trùng với chuẩn khởi suất th sai số chuẩn Cố gắng chọn chuẩn tinh thống cho tr nh gia công Nếu nhƣ th chủng loại đồ gá giảm bớt Do giảm bớt đƣợc chi phí thiết kế, tính toán chế tạo đồ gá nên giá thành giảm 5.2 Phương án để gia công chế tạo 5.2.1 Bản vẽ chi tiết cần chế tạo B-B E Ø48 Ø40 75 Ø20 A A E R1 10 B A-A Ø65 Ø90 Ø70 8lỗØ6 lỗ M 4x9 Ø105 B Hình 5-1 Bộ trộn không khí- Gas nhiên liệu 140 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Hình 5-2 Bộ trộn không khí - Gas sau gia công A-A M14x1,25 Ø8 Ø5 VAN TIẾT LƢU 56 Ø Ø3 45 Ø32 A A 10 Hình 5-3 Van tiết lưu 141 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Hình 5-4 Van tiết lưu sau gia công BỐ TRÍ LỖ PHUN/ trãi Ra1,25 ỐNG PHUN NHIỀU LỖ Ra0,625 40 50,265 120lỗØ3 Ø16 Ø20 Hình 5-5 Vòi phun nhiều lỗ 142 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Hình 5-6 Vòi phun nhiều lỗ sau gia công TRỤC BƢỚM GA 31 Ra0,625 Ø5 31 69 CÁNH BƢỚM GA Ø3 Ra1,25 Hình 5-7 Các chi tiết van tiết lưu 143 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Hình 5-8 Các chi tiết van tiết lưu sau gia công B-B KẾT CẤU BỘ TRỘN KHÍ 55 10 50 air 85 Ø48 A A Ø16 Ø20 R1 B A-A Ø65 Ø90 18Mk78 C 8lỗØ6 M 4x1,25 35 C Ø105 B Hình 5-9 Bản vẽ lắp hòa trộn đa 144 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí Hình 5-10 Bộ hòa trộn sau gia công lắp ráp 5.2.2 Phương án để gia công chế tạo  Chế tạo hòa trộn - Nguyên công 1: Phay khỏa mặt bên khoan lỗ tâm - Nguyên công 2: Phay khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm - Nguyên công 3: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện thô mặt trụ, tiện thô lỗ - Nguyên công 4: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện mặt bên, tiện lỗ bên - Nguyên công 5: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiên tinh mặt trụ, tiện tinh lỗ Nguyên công 6: Kiểm tra  Chế tạo van tiết lƣu - Nguyên công 1: Phay khỏa mặt bên khoan lỗ tâm - Nguyên công 2: Phay khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm - Nguyên công 3: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện thô mặt trụ, tiện thô lỗ - Nguyên công 4:Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện mặt bên, tiện lỗ bên 145 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí - Nguyên công 5: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện tinh mặt trụ, tiện tinh lỗ - Nguyên công 6: Kiểm tra  Chế tạo vòi phun nhiều lỗ - Nguyên công 1: Một đầu kẹp vào mâm cặp phả mặt tiện lỗ tâm, tiện mặt trụ, tiện lỗ - Nguyên công 2: Một đầu kẹp vào mâm cặp tiện tinh mặt trụ, tiện tinh lỗ - Nguyên công 3: Khoan lỗ vòi phun - Nguyên công 4: Kiểm tra KẾT LUẬN Đề tài khảo sát, thiết kế, chế tạo lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu từ động Diesel sang chạy nhiên liệu Biogas động Diesel Hino EH100 Do thời gian hạn chế không xin thực nghiệm đƣợc số trang trại chăn nuôi Xã Hòa Ninh – Hòa Vang để kiểm nghiệm đƣợc khả đáp ứng hòa trộn Mong muốn đề tài ứng dụng cho hệ thống cấp khí nhiên liệu cho động tĩnh mà đƣợc mở rộng cung cấp cho động sử dụng phƣơng tiện giao thông Đề tài xây dựng mô h nh hòa trộn so với Gatec trƣớc đây, góp phần giải cho vấn đề sử dụng nguồn nhiên liệu Biogas nói riêng mà lãng phí, tránh gây khó khăn cho việc cất giữ loại nhiên liệu 146 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KLAUS VON MITZLAFF “Engines for Biogas” 1988 [2] GS.TSKH Bùi Văn Ga “Quá trình cháy động đốt trong” NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2003 [3] http://www.gatec.udn.vn tháng 4.2012 [4] GS Nguyễn Tất Tiến “Giáo trình Nguyên Lý Động Cơ Đốt Trong” Nhà xuất Giáo Dục, 2000 [5] Nguyễn Duy Thiện.“Công tr nh lƣợng khí sinh vật Gas” NXB Xây dựng Hà Nội, 2000 [6] Văn Thị Bông – Nguyễn Thanh B nh – Phạm Xuân Mai.”Tính toán nhiệt động lực học động đốt “ NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.2003 [7] Nguyễn Bốn, Hoàng Ngọc Đồng “Giáo trình Nhiệt Kỹ Thuật” NXB Giáo Dục, 2000 [8] http://www.nationaltruckspares.com.au 4/2012 “Catalogue Hino EH100 engine” National Truck Spares,3 Guess Ave.,Arncliffe NSW 330 4, Ph + 41 499 3700 [9] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam “Oto ôi nhiễm môi trường” NXB Giáo Dục 1999 [10] Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh.“Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 11”; 10/3009 [11] PGS.TS Hoàng Thị Bích Ngọc “Lý thuyết lớp biên phương pháp tính” Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2004 [12] http://www sdu.dk; 4/2012 “Handbook Biogas” [13] http://www.bgsoflex.com/desengine.html 4/2012 [14] Nguyễn Ngọc Siêng “Giáo trình xác suất thống kê” Đại học Kinh Tế, Đại học Đà Nẵng [15] Nguyễn Phƣớc Hoàng “ Thủy lực máy thủy lực” tập 1, Hà Nội, NXB đại học trung học chuyên nghiệp, 1979 [16] Đại học Đà Nẵng Tạp chí khoa học công nghệ, số 4(39)/2010 [17] Trần Thanh Hải Tùng “Giáo trình kết cấu tính toán động đốt trong” [18] John B.Heywood “ Internal Combustion Engines Fundamentals”,1988 [19] Robert H Perry - Don W “Green Perry’s Chemical Engineers” Handbook.Mc CrawHill; 1999 Tra cứu đặc tính nhiệt động chất khí [20] www.pressure-drop.com” SF Pressure drop 7.2” phần mềm tính toán đƣờng ống [21] Đại học Đà Nẵng.”Tạp chí khoa học công nghệ”, số 1(30)/2009 147 Thiết kế, chế tạo hòa trộn đa chức sử dụng nhiên liệu khí [22] Đại học Đà Nẵng.”Tạp chí khoa học công nghệ”, số 4(33)/2009 148 [...]... thể sử dụng trên động cơ đốt trong (ĐCĐT) thay cho nhiên liệu xăng và diesel, có thể sử dụng độc lập hay hỗn hợp đa nhiên liệu trên ĐCĐT Trong thực tế, các động cơ đốt trong hiện nay đều đƣợc thiết kế sử dụng nhiên liệu xăng hay diesel, do đó việc sử dụng nhiên liệu CNG cho ĐCĐT th không phù hợp Đặc điểm chuyển đổi động cơ dùng CNG: động cơ diesel chuyển sang sử dụng hỗn hợp nhiên liệu khí thiên nhiên. .. của nhiên liệu diesel giảm, do đó sự tự cháy nhiên liệu khí xảy ra sớm hơn Phản ứng cháy của nhiên liệu diesel sẽ làm giảm lƣợng O2 tập trung trong buồng cháy nên khi lƣợng nhiên liệu khí tăng cũng sẽ ảnh hƣởng đến thời gian cháy trễ Khi tăng tải, hiệu suất nhiệt của động cơ cũng tăng 16 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí Hình 1-1 Ảnh hưởng tỉ lệ nhiên liệu cơ bản và nhiên. .. nƣớc làm mát, nhiệt độ khí nạp… Các hệ thống điều khiển đƣợc tr nh bày nhƣ bên dƣới: 26 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí Hình 2-4 Sơ đồ cung cấp CNG bằng phương pháp phun CNG trên đường nạp Hình 2-5 Sơ đồ cung cấp CNG cho động cơ xăng bằng phƣơng pháp phun CNG trên đƣờng nạp 27 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí Nhiên liệu CNG đƣợc nén trong... Diesel + Nhiên liệu khí Dùng diesel làm nhiên liệu mồi để đốt cháy nhiên liệu khí - Chỉ sử dụng Nhiên liệu khí làm nhiên liệu Cải tạo để dùng bugi đốt cháy cƣỡng bức nhiên liệu khí 2.4.1 Phương án phun nhiên liệu mồi Phƣơng án này việc đánh lửa thực hiện bằng sự tự cháy của một lƣợng nhỏ nhiên liệu diesel đƣợc phun trƣớc khi piston đến điểm chết trên Các hạt nhiên liệu mồi phun vào buồng cháy sẽ tự bốc... động cơ hai nhiên liệu: a Ảnh hƣởng tỷ lệ nhiên liệu khí /nhiên liệu mồi trong động cơ hai nhiên liệu: Phân tích kết quả nghiên cứu của Selim về giới hạn kích nổ và tính chất cháy của động cơ hai nhiên liệu (dùng nhiên liệu mồi diesel; nhiên liệu cơ bản là khí CH4, LPG và CNG) trên hình 1-1 Khi thay đổi tỉ lệ nhiên liệu khí sự biến đổi tải và hiệu suất nhiệt đƣợc thể hiện ở h nh 1-1a và 1-1b, kết quả cho... án cấp sử dụng bộ hòa trôn kết hợp van tiết lƣu: Dùng phƣơng án cấp Gas kiểu hoà trộn có nhƣợc điểm là hệ số nạp giảm ở chế độ quá độ 2.4 Phân tích hình thức chuyển đổi trên động cơ Diesel sang sử dụng nhiên liệu khí Khi cải tạo động cơ chạy bằng diesel sang chạy bằng nhiên liệu nhiên liệu khí nén ta có thể nghĩ tới hai phƣơng án cải tạo: - Sử dụng đồng thời hai nhiên liệu Diesel + Nhiên liệu khí Dùng... thời điểm phun và loại nhiên liệu khí trong động cơ hai nhiên liệu: Thí nghiệm với ba loại nhiên liệu khí CH4, CNG và LPG cho thấy: Động cơ bắt đầu kích nổ (khi mômen bắt đầu giảm) tại một thời điểm phun nhất định đối với từng loại nhiên liệu khí khác nhau Góc phun sớm khi bắt đầu xảy ra kích nổ đối với LPG là lớn nhất 17 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí Hình 1-3 Ảnh hưởng... Là nhiên liệu đƣợc tổng hợp từ sự tinh luyện dầu mỏ hoặc khí thiên nhiên Việc nghiên cứu sử dụng chúng cho động cơ đốt trong trên phƣơng tiện giao thông vận tải đã bắt đầu trong những năm gần đây Tuy việc áp dụng nhiên liệu này 12 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí trên ôtô cần những thiết bị cồng kềnh hơn nhiên liệu truyền thống nhƣng nó cho phép giảm mức độ phát ô nhiễm... Khả năng ứng cao dụng Từ bảng so sánh trên: Nhằm tạo điều kiện quá tr nh cấp Biogass cho động cơ sử dụng nhiên liệu đạt hiệu quả cao, có khả năng ứng dụng thực tiễn, đồng thời 34 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí đem lại tính kinh tế, kỹ thuật sau cải tạo từ động cơ, cùng với đánh giá về khả năng công nghệ, thời gian làm đề tài… nhóm chúng em lựa chọn phƣơng án cấp nhiên. .. chống kích nổ của nhiên liệu mà đặc trƣng bằng chỉ số Octan Trong những điều kiện nhƣ nhau 18 Thiết kế, chế tạo bộ hòa trộn đa chức năng sử dụng nhiên liệu khí nhiên liệu có trị số Octan mà càng lớn th tỉ số nén chọn cho động cơ có thể càng cao Do ta đã biết nhƣ trên nhiên liệu khí (quy về Metan - CH4) có chỉ số Octan cao hơn xăng, do đó khi chuyển động cơ xăng sang dùng nhiên liệu khí chúng ta nên