Nghiên cứu sử dụng LPG làm nhiên liệu thay thế trên động cơ diesel hiện hành

B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI *** NGUYN TNG VI NGHIấN CU S DNG LPG LM NHIấN LIU THAY TH TRấN NG C DIESEL HIN HNH Chuyờn ngnh: K thut C khớ ng lc Mó s: 62520116 LUN N TIN S K THUT C KH NG LC NGI HNG DN KHOA HC: PGS.TS HONG èNH LONG PGS.TS Lấ ANH TUNH TUN H Ni - 2014 LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l ti nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu kt qu nờu lun ỏn l trung thc v cha tng c cụng b cỏc cụng trỡnh no khỏc! H Ni, thỏng nm 2014 Nghiờn cu sinh Nguyn Tng Vi -i- LI CM N Tụi xin chõn thnh cm n Trng i hc Bỏch khoa H Ni, Vin Sau i hc, Vin C khớ ng lc v B mụn ng c t ó cho phộp tụi thc hin lun ỏn ti Trng i hc Bỏch khoa H Ni Xin cm n Vin o to Sau i hc v Vin C khớ ng lc v s h tr v giỳp sut quỏ trỡnh tụi lm lun ỏn Tụi xin chõn thnh cm n PGS.TS Hong ỡnh Long v PGS.TS Lờ Anh Tun ó hng dn tụi ht sc tn tỡnh v chu ỏo v mt chuyờn mụn tụi cú th thc hin v hon thnh lun ỏn Tụi xin chõn thnh bit n Quý thy, cụ B mụn v Phũng thớ nghim ng c t - Trng i hc Bỏch khoa H Ni luụn giỳp v dnh cho tụi nhng iu kin ht sc thun li hon thnh lun ỏn ny Tụi xin cm n Ban Giỏm hiu trng Cao ng ngh Cụng nghip H Ni, Ban ch nhim Khoa Cụng ngh ễtụ v cỏc thy cụ Khoa ó hu thun v ng viờn tụi sut quỏ trỡnh nghiờn cu hc Tụi xin by t lũng bit n sõu sc n cỏc thy phn bin, cỏc thy hi ng chm lun ỏn ó ng ý c duyt v gúp cỏc ý kin quý bỏu tụi cú th hon chnh lun ỏn ny v nh hng nghiờn cu tng lai Cui cựng tụi xin gi li cm n chõn thnh ti gia ỡnh v bn bố, nhng ngi ó ng viờn khuyn khớch tụi sut thi gian tụi tham gia nghiờn cu v thc hin cụng trỡnh ny Nghiờn cu sinh Nguyn Tng Vi -ii- MC LC LI CAM OAN i LI CM N ii DANH MC CC BNG BIU vi DANH MC CC HèNH V V TH vii M U i Mc ớch nghiờn cu ca ti ii i tng v phm vi nghiờn cu iii Ni dung nghiờn cu iv Phng phỏp nghiờn cu v í ngha khoa hc v ý ngha thc tin vi Cỏc ni dung chớnh ca ti CHNG TNG QUAN V S DNG NHIấN LIU LPG CHO NG C T TRONG 1.1 c im ca LPG 1.1.1 Tớnh cht lý húa ca LPG 1.1.2 u im ca LPG so vi cỏc loi nhiờn liu truyn thng 1.1.3 Tỡnh hỡnh sn xut LPG 1.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu s dng LPG cho ng c t 1.2.1 Cỏc nghiờn cu s dng LPG cho ng c t chỏy cng bc 1.2.2 Cỏc nghiờn cu s dng LPG cho ng c diesel 18 1.3 Kt lun chng 24 CHNG NGHIấN CU Lí THUYT QU TRèNH CHY V HèNH THNH PHT THI TRONG NG C LPG/DIESEL 27 2.1 M u 27 2.2 c im quỏ trỡnh to hn hp v chỏy ng c LPG/diesel 29 2.2.1 Quỏ trỡnh cung cp nhiờn liu v to hn hp xilanh 29 2.2.2 Quỏ trỡnh chỏy 30 2.3 Cỏc gi thit nghiờn cu quỏ trỡnh trỡnh to hn hp v chỏy 32 2.4 Cỏc mụ hỡnh toỏn 33 2.4.1 Mụ hỡnh phun nhiờn liu v to hn hp 33 2.4.2 Mụ hỡnh chỏy v ta nhit 35 2.4.3 Mụ hỡnh nhit ng 41 2.4.4 Mụ hỡnh truyn nhit 42 2.4.5 Mụ hỡnh hỡnh thnh phỏt thi c hi 42 2.5 Kt qu tớnh toỏn mụ phng 51 2.5.1 ỏnh giỏ tin cy ca mụ hỡnh mụ phng 53 2.5.2 nh hng ca t l LPG n ch tiờu kinh t k thut ca ng c 56 2.5.3 nh hng ca gúc phun sm 62 2.6 Kt lun chng 65 CHNG NGHIấN CU THIT K H THNG IU KHIN CUNG CP LPG TRONG NG C LPG/DIESEL 67 3.1 Gii thiu chung 67 3.2 Nghiờn cu ch to h thng cung cp LPG trờn ng c AVL 5402 71 -iii- 3.2.1 Nghiờn cu thit k, ch to b iu khin phun LPG 71 3.2.2 Thut toỏn c v tớnh cỏc giỏ tr cm bin h thng LPG 79 3.2.3 Thut toỏn iu khin kt ni mỏy tớnh 81 3.2.4 Chng trỡnh iu khin h thng cung cp nhiờn liu LPG 81 3.2.5 Xõy dng giao din iu khin h thng cung cp nhiờn liu LPG 86 3.3 Kt lun chng 87 CHNG NGHIấN CU THC NGHIM 88 4.1 Mc ớch, i tng v trang thit b th nghim 88 4.1.1 Mc ớch th nghim 88 4.1.2 i tng v nhiờn liu th nghim 88 4.1.3 Trang thit b th nghim 88 4.2 Th nghim trờn ng c AVL 5402 92 4.2.1 Ni dung th nghim 92 4.2.2 Kt qu th nghim v tho lun 93 4.3 Th nghim trờn ng c D1146TI 108 4.3.1 Ni dung th nghim 108 4.3.2 Kt qu th nghim v tho lun 109 4.4 ng dng gii phỏp nghiờn cu trờn xe khỏch 125 4.4.1 Thit k v trớ lp t h thng cung cp LPG lờn xe 126 4.4.2 Hiu chnh lng nhiờn liu, gúc phun sm v kim tra sau lp t 131 4.4.3 Vn hnh v ỏnh giỏ 132 4.5 Kt lun chng 133 KT LUN V HNG PHT TRIN 134 Kt lun 134 Hng phỏt trin 135 TI LIU THAM KHO 136 DANH MC CC CễNG TRèNH CễNG B CA LUN N 141 PH LC CC S LIU PHC V NGHIấN CU 142 PH LC MT S HèNH NH V TRANG THIT B V QU TRèNH NGHIấN CU THC NGHIM 156 PH LC BNG S LIU KT QU TH NGHIM 159 -iv- DANH MC CC Kí HIU V CH VIT TT Ký hiu Din gii LPG Khớ du m húa lng HC Hydrocacbon PM Phỏt thi ht NOx ễxớt nit Soot B húng Smoke khúi H s d lng khụng khớ GTVT Giao thụng ti RON Tr s Octan nghiờn cu CN Autogas GDI Common Rail AVL-Boost Tr s Cetan Phng tin giao thụng dựng nhiờn liu l khớ LPG H thng phun xng trc tip H thng nhiờn liu phun du in t kiu tớch ỏp Phn mm mụ phng mt chiu ca hóng AVL (o) ELC B iu khin phun LPG MP Mụ phng TN Thc nghim ECE R49 Chu trỡnh th chõu u ch tnh i vi ng c xe ti hng nng v xe khỏch USB Cng giao tip mỏy tớnh COM Cng giao giao tip mỏy tớnh dng ni tip ECU B iu khin in t CEB-II Mng CAN RS232 TK KAcc Combustion Emission Bench II / T thit b phõn tớch khớ Controller Area Network / mng vựng tc thp Cng giao tip ni tip gúc quay trc khuu Biờn rung ng ca ng c Dual Lng nhiờn liu LPG/diesel P/B T l thnh phn propan/butan -v- DANH MC CC BNG BIU Bng 1.1 Tớnh cht ca cỏc thnh phn LPG Bng 2.1 Chui phn ng hỡnh thnh NOx 49 Bng 3.1 c tớnh ca cm bin nhit 80 Bng 4.1 Mc thay i phỏt thi trung bỡnh thay i t l LPG 101 Bng 4.2 So sỏnh phỏt thi thay i gúc phun sm tc 2000v/ph 106 Bng 4.3 chờnh ỏp sut trc v sau vũi phun LPG 109 Bng 4.4 Ch o chu trỡnh th ECE R49 118 Bng 4.5 Kt qu o phỏt thi theo chu trỡnh Chõu u ECE R49 118 Bng 4.6 Kt qu o phỏt thi theo chu trỡnh Chõu u ECE R49 vi gúc phun sm 60 125 -vi- DANH MC CC HèNH V V TH Hỡnh 1.1 Cu trỳc húa hc ca cỏc thnh phn nhiờn liu LPG Hỡnh 1.2 Sn lng (triu tn) LPG trờn ton cu Hỡnh 1.3 B trn Venturi vi l khoan b trớ xung quanh hng 11 Hỡnh 1.4 Hng Venturi vi mt ng LPG vo loi cựng chiu 12 Hỡnh 1.5 Hng Venturi vi mt ng LPG vo loi trc giao 12 Hỡnh 1.6 Kt cu b ch hũa khớ dng Modul húa 12 Hỡnh 1.7 S cung cp LPG trờn ng c dựng b trn v iu khin in t 13 Hỡnh 1.8 S h thng phun LPG vo ca np iu khin in t 14 Hỡnh 1.9 S h thng phun trc tip LPG vo xilanh ng c 14 Hỡnh 1.10 H thng cung cp LPG trờn ng c ca hóng Magis 15 Hỡnh 2.1 ng c diesel AVL 5402 28 Hỡnh 2.2 S phõn vựng hn hp trờn mt tia phun phun 30 Hỡnh 2.3 S phõn vựng xilanh ng vi mt tia phun quỏ trỡnh chỏy 31 Hỡnh 2.4 S phõn b nhiờn liu diesel tia phun 34 Hỡnh 2.5 S cỏc vựng ca lp du bụi trn 46 Hỡnh 2.6 Mụ men v sut tiờu hao nhiờn liu ca ng c gia thc nghim v mụ phng trờn ng c tớnh ngoi chy n nhiờn liu 54 Hỡnh 2.7 Mụ men ca ng c gia thc nghim v mụ phng trờn ng c tớnh ngoi chy lng nhiờn liu LPG/diesel 55 Hỡnh 2.8 Din bin ỏp sut xilanh ng c mụ phng v thc nghim 100% ti, t l LPG thay th diesel 20%, tc 2000v/ph 55 Hỡnh 2.9 Kt qu mụ phng nh hng ca t l LPG thay th n tng lng diesel + LPG tiờu th 100% ti 56 Hỡnh 2.10 Kt qu mụ phng nh hng ca t l LPG thay th n sut tiờu hao nng lng 100% ti 57 Hỡnh 2.11 Kt qu mụ phng phỏt thi HC cỏc ch ti v t l LPG thay th khỏc 57 Hỡnh 2.12 Kt qu mụ phng phỏt thi NOx cỏc t l LPG khỏc 59 Hỡnh 2.13 Kt qu mụ phng phỏt thi CO cỏc t l LPG khỏc 60 Hỡnh 2.14 Kt qu mụ phng phỏt thi Soot cỏc t l LPG khỏc 61 Hỡnh 2.15 Kt qu mụ phng din bin ỏp sut xilanh tc 2000vg/ph, 100% ti, vi cỏc t l LPG khỏc 62 -vii- Hỡnh 2.16 Kt qu mụ phng nh hng ca gúc phun sm diesel n mụ men v cụng sut ng c tc 2000v/ph, 100% ti, t l LPG 20% 62 Hỡnh 2.17 Kt qu mụ phng nh hng ca gúc phun sm diesel n phỏt thi NOx, Soot ca ng c tc 2000v/ph, 100% ti, t l LPG 20% 63 Hỡnh 2.18 Kt qu mụ phng nh hng ca gúc phun sm diesel n phỏt thi CO ca ng c tc 2000v/ph, 100% ti, t l LPG 20% 64 Hỡnh 2.19 Kt qu mụ phng nh hng ca gúc phun sm n din bin ỏp sut xilanh ng c tc 2000vg/ph, 100% ti, t l LPG 20% 65 Hỡnh 3.1 S tớn hiu iu khin cung cp nhiờn liu LPG 68 Hỡnh 3.2 S tng th h thng cung cp LPG cho ng c diesel D1146TI 69 Hỡnh 3.3 S cung cp LPG vo ng c 70 Hỡnh 3.4 S tớn hiu iu khin h thng cung cp LPG 70 Hỡnh 3.5 B iu khin h thng cung cp LPG (ELC) 71 Hỡnh 3.6 S nguyờn lý to ngun 5V 72 Hỡnh 3.7 Mch x lý tớn hiu tc 72 Hỡnh 3.8 Mch x lý tớn hiu lu lng v ỏp sut LPG 73 Hỡnh 3.9 Mch x lý tớn hiu nhit v cụng tc ON/OFF nhiờn liu LPG 73 Hỡnh 3.10 Mch x lý tớn hiu lu lng v nhit khớ np 74 Hỡnh 3.11 Mch x lý tớn hiu v trớ chõn ga v tớn hiu khụng ti 74 Hỡnh 3.12 Mch x lý tớn hiu d phũng (option) 74 Hỡnh 3.13 Mch x lý tớn hiu iu khin vũi phun LPG 75 Hỡnh 3.14 Mch x lý tớn hiu iu khin van in t v rle úng m LPG 75 Hỡnh 3.15 S vi iu khin h thng cung cp nhiờn liu LPG 76 Hỡnh 3.16 Khi to xung nhp 76 Hỡnh 3.17 Khi mch Reset 76 Hỡnh 3.18 S chõn ATmega32 77 Hỡnh 3.19 S nguyờn lý mch kt ni theo chun RS232 78 Hỡnh 3.20 S thut toỏn c tc ng c 79 Hỡnh 3.21 S c giỏ tr ca tớn hiu t cm bin 79 Hỡnh 3.22 S tớnh cm bin lu lng 79 Hỡnh 3.23 S tớnh cm bin ỏp sut 80 Hỡnh 3.24 S tớnh cm bin nhit 80 -viii- Hỡnh 3.25 S thut toỏn truyn giỏ tr 81 Hỡnh 3.26 S thut toỏn thc thi lnh t mỏy tớnh 81 Hỡnh 3.27 Nguyờn lý iu khin phun 81 Hỡnh 3.28 S thut toỏn iu khin chung h thng phun LPG 82 Hỡnh 3.29 S thut toỏn iu khin ch khụng ti 83 Hỡnh 3.30 S thut toỏn iu khin ch chuyn tip khụng ti - cú ti 84 Hỡnh 3.31 S thut toỏn iu khin ch cú ti 85 Hỡnh 3.32 S thut toỏn iu khin ch chuyn tip cú ti - khụng ti 85 Hỡnh 3.33 Giao din chng tỡnh iu khin quỏ trỡnh phun LPG 86 Hỡnh 4.1 S thit k lp t h thng cung cp LPG trờn ng c AVL 5402 93 Hỡnh 4.2 Phỏt thi CO cỏc t l v ỏp sut LPG khỏc 94 Hỡnh 4.3 Phỏt thi Smoke cỏc t l v ỏp sut LPG khỏc 94 Hỡnh 4.4 Phỏt thi HC cỏc t l v ỏp sut LPG khỏc 95 Hỡnh 4.5 Phỏt thi NOx cỏc t l v ỏp sut LPG khỏc 96 Hỡnh 4.6 Din bin ỏp sut xilanh s dng n nhiờn liu diesel v lng nhiờn liu vi t l LPG 16% cỏc giỏ tr ỏp sut khỏc 96 Hỡnh 4.7 rung ng ca ng c s dng nhiờn liu diesel v lng nhiờn liu vi t l LPG 16% cỏc giỏ tr ỏp sut khỏc 97 Hỡnh 4.8 Phỏt thi NOx th nghim cỏc t l LPG khỏc 98 Hỡnh 4.9 Phỏt thi CO th nghim cỏc t l LPG khỏc 99 Hỡnh 4.10 Phỏt thi khúi (Smoke) th nghim cỏc t l LPG khỏc 99 Hỡnh 4.11 Phỏt thi HC th nghim cỏc t l LPG khỏc 100 Hỡnh 4.12 Phỏt thi CO2 th nghim cỏc t l LPG khỏc 101 Hỡnh 4.13 Din bin ỏp sut xilanh tc 2000vg/ph, 100% ti, vi cỏc t l LPG khỏc 102 Hỡnh 4.14 rung ng ca ng c tc 2000vg/ph, 100% ti, vi cỏc t l LPG khỏc 102 Hỡnh 4.15 Din bin ỏp sut xilanh tc 3000vg/ph, 100% ti, vi cỏc t l LPG khỏc 103 Hỡnh 4.16 rung ng ca ng c tc 3000vg/ph, 100% ti, vi cỏc t LPG khỏc 104 Hỡnh 4.17 Mụmen v cụng sut ng c thay i gúc phun sm 104 Hỡnh 4.18 Phỏt thi CO v Smoke thay i gúc phun sm 105 -ix- Ph lc 1.9 Bng so sỏnh mụ men ng c AVL -5402 mụ phng v thc nghim s dng lng nhiờn liu LPG/diesel cỏc t l LPG khỏc Tc STT Diesel LPG 20% LPG 30% LPG 40% Me(Nm) Me Me Me so sỏnh Me Me so sỏnh Me Me so sỏnh vg/ph MP TN MP TN % MP TN % MP TN % 1000 27.85 27.37 27.75 27.33 1.54 27.52 26.90 2.30 27.32 27.40 -0.29 1200 29.03 28.35 28.89 28.50 1.37 28.62 28.30 1.13 28.52 28.20 1.13 1400 30.20 29.07 30.16 29.17 3.39 30.36 28.97 4.80 29.65 29.00 2.24 1600 31.36 30.10 31.28 30.07 4.02 31.34 29.93 4.71 31.08 29.57 5.11 1800 31.92 30.77 31.26 31.2 0.19 32.21 30.97 4.00 31.62 30.9 2.33 2000 32.27 31.40 31.34 31.37 -0.10 32.09 31.93 0.50 31.81 31.6 0.66 2400 30.20 29.63 29.63 29.90 -0.90 30.47 29.97 1.67 29.75 29.27 1.64 2800 28.68 27.37 28.56 27.33 4.50 28.88 27.53 4.90 29.03 26.97 7.64 3000 28.08 27.03 28.10 26.90 4.46 28.24 27.93 1.11 27.68 26.8 Trung bỡnh 2.05 2.79 3.28 2.64 Ph lc 1.10 So sỏnh lng nhiờn liu tiờu th s dng lng nhiờn liu cỏc t l LPG khỏc LPG 10% S Tc BH T Diesel LPG 20% LPG 30% LPG 40% LPG 50% BH So BH So BH So BH So BH So Dual sỏnh Dual sỏnh Dual sỏnh Dual sỏnh Dual sỏnh (vg/ph) (Kg/h) (Kg/h) (%) (Kg/h) (%) (Kg/h) (%) (Kg/h) (%) (Kg/h) (%) T 1000 0.757 0.825 9.02 0.894 18.04 0.962 27.07 1.030 36.09 1.153 52.25 1200 0.935 1.000 6.94 1.061 13.50 1.112 18.90 1.173 25.45 1.260 34.71 1400 1.200 1.206 0.50 1.212 1.00 1.279 6.60 1.296 8.00 1.392 16.00 1600 1.377 1.391 0.98 1.408 2.22 1.450 5.29 1.474 7.06 1.553 12.75 1800 1.540 1.548 0.52 1.545 0.34 1.618 5.06 1.608 4.42 1.634 6.10 2000 1.727 1.716 -0.62 1.688 -2.28 1.731 0.23 1.720 -0.39 1.728 0.03 2400 1.927 1.900 -1.41 1.855 -3.75 1.871 -2.91 1.804 -6.37 1.792 -7.03 2800 2.160 2.102 -2.67 2.034 -5.83 1.994 -7.67 1.944 -10.00 1.890 -12.50 3000 2.273 2.197 -3.35 2.124 -6.54 2.059 -9.41 1.958 -13.87 1.929 -15.16 Trung bỡnh 1.10 1.86 -149- 4.80 5.60 9.68 Ph lc 1.11 Chng trỡnh ni suy float noi_suy(float X1, float X2, float Y1, float Y2, float X) { if (Y2> Y1) return Y2-(((Y2-Y1)*(X2-X))/(X2-X1)); else return Y2+(((Y1-Y2)*(X2-X))/(X2-X1)); } Trong ú: X1, X2: im th nht v im th ca trc X Y1, Y2: in th nht v im th ca trc Y X: giỏ tr a vo xỏc nh Y X1 tng ng vi giỏ tr Y1, X2 tng ng vi giỏ tr Y2 X2 luụn luụn ln hn X1, v X1 < X < X2 Ph lc 1.12 Chng trỡnh tra bng float tra_bang_2D(flash WORD *pMap, float buoc_X, float gia_tri_X, float dau_X, float cuoi_X) { WORD X1, X2, Y1, Y2, nhap; nhap= (gia_tri_X-dau_X)/buoc_X; X1=(nhap*buoc_X)+dau_X; X2=X1+buoc_X; Y1=pMap[nhap]; Y2=pMap[nhap+1]; if (cuoi_X > gia_tri_X && gia_tri_X > dau_X) return noi_suy(X1, X2, Y1, Y2, gia_tri_X); else return 0; } Trong ú: pMAP: tờn bng buoc_X: khong cỏch hai im trờn trc X gia_tri_X: giỏ tr ni suy X dau_X: giỏ tr u ca trc X cuoi_X: giỏ tr cui ca trc X -150- Ph lc 1.13 S bng th ng c nghiờn cu AVL 5402 mt xilanh SCTB PC PUMA PC - PHầN MềM INCA PC HIểN THị INDICATE PHầN MềM PUMA BàN ĐIềU KHIểN K57 HộP KếT NốI FEM EMCON 300 TíN HIệU ALPHA CảM BIếN áP SUấT NHIệT Độ CABIN CÔNG TíN HIệU MÔMEN SUấT ĐIềU KHIểN MÔMEN CảN CủA DYNO THA 100 FUEL BALANCE ĐIềU KHIểN ALPHA ECU TíN HIệU TốC Độ IN OPACIMETER OUT OUT IN DYNO - AMK ĐộNG CƠ XYLANH CảM BIếN NHIệT Độ THIếT Bị ĐIềU HOà NHIệT Độ NƯớC LàM MáT Và DầU BÔI TRƠN D577 -151- Ph lc 1.14 S bng th ng c nhiu xilanh D1146TI Ph lc 1.15 S nguyờn lý o ca AVL Fuel balance 733s Ph lc 1.16 Mụ hỡnh t CEBII -152- Mỏy tớnh Khi SCU 2a lm núng 2b lm lnh 2c iu khin SCU 2d vựng dnh cho ERG Vựng t cỏc b phõn tớch Bng ng h khớ Cụng tc h thng Khi chn oỏn Cỏc ng khớ v ngun in Ph lc 1.17 S cu to ca b phõn tớch CO 1.Bung phỏt tia hng ngoi; 2.Mn chn; 3.a khoột cỏc rónh; 4.Bung cha khớ mu; 5.Bung cha khớ CO c ngn bng mt mng chn cao su; 6.Thit b o vừng ca mng; 7.Bung cha khớ CO c ngn bng mt tm mng cao su; 8.Bung cha khớ mu -153- Ph lc 1.18 S cu to ca b phõn tớch NO v NOx 1.B phn to khớ ụzụn;2.B phn chuyn i NO2 thnh NO; 3.Bung phn ng o NOx cú cỏc ng dn khớ ụzụn v khớ mu; 4.Bung phn ng o NO cú cỏc ng dn khớ ụzụn v khớ mu; 5.B phn hy ụzụn trc a ngoi mụi trng; 6.B phn o cng sỏng Ph lc 1.19 S cu to h thng o CH -154- Ph lc 1.20 S nguyờn lý cm bin o gia tc v rung Khi rung V hp 3.Lũ xo Gim chn Ph lc 1.21 Thụng s c bn ca ng c D1146TI Thụng s TT Ký hiu Giỏ tr n v Hnh trỡnh piston S 139 mm ng kớnh xylanh D 111 mm S xylanh i - Chiu di truyn L 230 mm Cụng sut nh mc tc n = 2200 v/ph Ne 151 kW Mụ men cc i n = 1400 v/ph Me max 735 Nm S vũng quay nh mc nm 2200 v/ph Sut tiờu hao nhiờn liu nh nht ge 195 g/kW.h T s nộn 16,7 - 10 Gúc m sm xupỏp np 16 11 Gúc úng mun xupỏp np 36 12 Gúc úng sm xupỏp thi 46 13 Gúc úng mun xupỏp thi 14 14 Gúc phun sm s 15 ng kớnh nm xupỏp np Dn 50 mm 16 ng kớnh nm xupỏp thi Dt 46 mm 17 Th t n 1-5-3-6-2-4 -155- PH LC MT S HèNH NH V TRANG THIT B V QU TRèNH NGHIấN CU THC NGHIM Ph lc 2.1 H thng cung cp LPG trờn ng c AVL 5402 v quỏ trỡnh iu chnh ỏp sut phun LPG -156- Ph lc 2.2 Bn iu khin, giao din iu khin ca bng th SCTB v giao din hin th kt qu ỏp sut v rung ng c -157- Ph lc 2.3 Bn iu khin v giao din hin th kt qu ca bng th ETB vi ng c diesel D1146TI th nghim -158- PH LC BNG S LIU KT QU TH NGHIM Ph lc 3.1 Mụmen ng c tc 2000vg/ph ng c AVL 5402 s dng diesel v s dng lng nhiờn liu LPG/diesel cỏc giỏ tr ỏp sut v t l LPG khỏc Diesel T l LPG Me (Nm) LPG - 1bar LPG - 1,5bar LPG - 2bar Me (Nm) So sỏnh (%) Me (Nm) So sỏnh (%) Me (Nm) So sỏnh (%) 10% 29,57 -0,45 29,70 0,00 29,63 -0,22 16% 29,60 -0,34 29,73 0,11 29,70 0,00 24% 29,60 -0,34 29,63 -0,22 29,63 -0,22 30% 29,63 -0,22 29,60 -0,34 0% Ph lc 3.2 Phỏt thi CO, Smoke, HC, NOx ng c AVL 5402 theo t l LPG v ỏp sut khỏc 2000vg/ph, 100% ti Thnh phn CO(ppm) Thnh phn Smoke(FSN) T l LPG bar 1,5 bar bar bar 1,5 bar bar 0% 2955 2955 2955 5,69 5,69 5,69 10% 2568 2342 2607 4,38 4,55 4,45 16% 1747 1748 1920 3,53 3,56 3,41 24% 1884 1809 1957 2,98 3,02 3,09 30% 1962 2096 2,65 2,74 Thnh phn HC(ppm) T l LPG Thnh phn NOx(ppm) bar 1,5 bar bar bar 1,5 bar bar 0% 293 293 293 869 869 869 10% 833 652 590 989 891 1010 16% 1315 1258 1256 1078 1073 1120 24% 1570 1552 1568 1170 1134 1165 30% 1892 1824 1270 1197 -159- Ph lc 3.3 Phỏt thi CO, Smoke, HC, NOx ng c AVL 5402 theo cỏc t l LPG v tc khỏc Tc (v/ph) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 Tc (v/ph) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 Tc (v/ph) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 Tc (v/ph) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2400 2800 3000 0% 406 666 609 742 810 758 911 853 923 10% 661 769 660 823 847 862 950 908 1007 0% 7,72 7,52 8,76 8,8 8,37 8,59 7,61 8,59 8,84 10% 4,61 5,34 8,71 7,28 7,73 7,93 5,42 7,51 8,34 0% 5889 4265 12039 10456 7890 8905 4884 7454 7757 10% 3286 4020 9071 5051 6801 5737 3598 4950 5903 0% 350 188 340 320 167 134 88 173 348 10% 1063 1042 570 354 515 464 228 478 583 NOx (ppm) 20% 30% 770 893 818 834 710 827 930 1052 1026 1112 977 1143 1145 1304 1080 1178 1153 1340 Smoke (FSN) 20% 30% 2,12 2,09 4,74 3,14 8,3 5,82 6,73 4,56 6,37 4,47 6,37 4,51 4,88 3,13 5,81 4,03 5,71 4,3 CO (ppm) 20% 30% 1820 1901 3440 1990 7396 4727 5466 3587 5919 3942 4711 3633 3408 2401 4928 4066 5189 3757 HC (ppm) 20% 30% 1708 1905 1327 1443 934 1278 978 1243 1065 1342 683 1559 938 1298 934 1290 1140 1477 -160- 40% 1077 1042 1012 1286 1422 1328 1601 1558 1584 54% 1251 1535 1423 1822 1947 1820 40% 0,74 1,77 4,26 3,46 3,04 3,05 1,94 2,07 1,85 54% 0,89 0,48 1,36 0,92 0,95 1,35 40% 2030 2011 4431 3290 3322 2736 2209 2930 2748 54% 2251 2196 3096 2563 2569 2328 40% 2431 2181 1983 1910 2087 1980 1785 1766 1879 54% 2502 2531 2323 2368 2083 2075 Ph lc 3.4 Mụmen v cụng sut ng c AVL 5402 thay i gúc phun sm tc 2000vg/ph, 100% ti Gúc phun sm ( TK) 14 16 18 20 22 24 Cụng sut Mụ men (kW) 6,15 6,26 6,30 6,35 6,25 6,23 (Nm) 29,37 29,90 30,07 30,30 29,83 29,73 Ph lc 3.5 Phỏt thi CO, HC, NOx , Smoke ng c AVL 5402 thay i gúc phun sm Gúc phun sm CO HC NOx Smoke ( TK) (ppm) (ppm) (ppm) (FSN) 14 6659,00 636,00 760,67 8,36 16 6576,33 642,00 885,67 7,57 18 6156,00 650,33 1012,33 6,43 20 6049,33 683,00 1162,67 6,19 22 5793,00 744,00 1374,00 5,85 24 5651,33 877,67 1590,33 5,47 Ph lc 3.6 chờnh ỏp sut trc v sau vũi phun LPG ng c D1146TI TT n Ti pnp pLPG Chờnh Ti pnp pLPG Chờnh (vg/ph) (%) (Psi) (psi) (ỏp) (%) (Psi) (psi) ỏp 1000 1400 1800 2200 100% 100% 100% 100% 3,4 5,3 7,8 9,6 15 18 21 24 11,6 12,7 13,2 14,4 75% 75% 75% 75% 2,3 3,5 5,3 14 15 18 20 11,7 11,5 12,7 13 Ph lc 3.7 Kt qu cụng sut ng c D1146TI 100% v 75% ti TT n (vg/ph) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Ti (%) 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% Ne (kW) 71,74 89,67 103,93 118,92 130,68 140,53 144,80 -161- Ti (%) 75% 75% 75% 75% 75% 75% 75% Ne (kW) 52,04 66,81 76,66 89,67 96,73 105,69 110,10 Ph lc 3.8 Kt qu th nghim phỏt thi ng c D1146TI theo ng c tớnh ngoi (100% ti) s dng n nhiờn liu diesel v s dng lng nhiờn liu LPG/diesel s dng gicl s n Ti Me Ne CO CO2 HC NOx Smoke (vg/ph) (%) (Nm) (kW) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (%) 1000 100% 702 72,03 3004 166351 7950 1067 70,8 1400 100% 725 104,15 922 99058 868 1001 24,6 1800 100% 709 131,64 845 82042 570 887 9,4 2200 100% 645 144,87 602 73034 298 679 7,8 TT Ph lc 3.9 Kt qu th nghim phỏt thi ng c D1146TI theo ng c tớnh b phn (75% ti) s dng n nhiờn liu diesel v s dng lng nhiờn liu LPG/diesel s dng gicl s n Ti Me Ne CO CO2 HC NOx Smoke (vg/ph) (%) (Nm) (kW) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (%) 1000 75% 516 52.77 1547 119035 4710 928 48.8 1400 75% 542 77.47 674 81027 714 884 16.5 1800 75% 533 98.49 642 69112 434 769 8.6 2200 75% 484 108.78 532 59107 419 577 7.3 TT Ph lc 3.10 Ch o chu trỡnh th ECE R49 v t l LPG thay th thc t ca ng c D1146TI Ch Tc Ti trng, % Trng s Khụng ti 0,25/3 Tc tng ng vi mụmen ln nht 10 0,08 0,00 25 0,08 0,00 50 0,08 26,46 75 0,08 22,66 100 0,25 15,66 % LPG thay th diesel 0,00 Khụng ti 0,25/3 0,00 Tc tng ng vi cụng sut nh mc 100 0,10 11,21 75 0,02 14,46 10 50 0,02 17,03 11 25 0,02 19,25 12 10 0,02 22,63 0,25/3 0,00 13 Khụng ti TB 11,49 -162- Ph lc 3.11 Kt qu o phỏt thi theo chu trỡnh Chõu u ECE R49 ca ng c D1146TI Thnh phn n v Diesel Diesel+LPG Thay i (%) HC g/kW.h 1,637 1,804 10,2 CO g/kW.h 3,384 3,779 11,7 NOx g/kW.h 5,877 5,703 -3,0 PM g/kW.h 0,1754 0,1416 -19,3 CO2 g/kW.h 459,966 433,064 -5,8 Ph lc 3.12 Kt qu o phỏt thi theo chu trỡnh Chõu u ECE R49 ca ng c D1146TI vi gúc phun sm 60TK Thnh phn n v Diesel Diesel+LPG Diesel+LPG vi gúc phun vi gúc phun Thay i so sm nguyờn sm vi diesel (%) 1,440 -12,0 HC g/kW.h 1,637 thy 1,804 NOx g/kW.h 5,877 5,703 4,659 -20,7 CO g/kW.h 3,384 3,779 3,301 -2,5 PM g/kW.h 0,175 0,142 0,162 -7,7 CO2 g/kW.h 459,966 433,064 427,1 -7,1 -163- ... thông thường nhiên liệu diesel thay hoàn toàn -18- nhiên liệu diesel động diesel hành [27, 29] Do đó, LPG thường sử dụng để thay phần nhiên liệu diesel động này, tức động diesel hoạt động đồng thời... Chính vậy, việc thực đề tài Nghiên cứu sử dụng LPG làm nhiên liệu thay động diesel hành để sử dụng hiệu nhiên liệu LPG đáp ứng yêu cầu đặt tiết kiệm nhiên liệu diesel, giảm phát thải cần thiết,... xuất LPG 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng LPG cho động đốt 1.2.1 Các nghiên cứu sử dụng LPG cho động đốt cháy cưỡng 1.2.2 Các nghiên cứu sử dụng LPG cho động diesel