Nghiên cứu khả năng ứng dụng xăng pha cồn cho một số loại động cơ công suất nhỏ dùng trong nông nghiệp

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

bộ giáo dục đào tạo trờng đại học nông nghiÖp I - Ngô Văn Phơng Nghiên cứu khả ứng dụng xăng pha cồn cho số loại động công suất nhỏ dùng nông nghiệp luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành : Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nông lâm nghiệp M số : 60.52.14 Ngời hớng dẫn khoa học PGS.TS Nông Văn Vìn Hà Nội 2006 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực cha sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam ®oan r»ng mäi sù gióp ®ì cho viƯc thùc luận văn đà đợc cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn đà đợc rõ nguồn gốc Tác giả Ngô Văn Phơng i ii Lời cảm ơn Trong thời gian học tập nghiên cứu lớp cao học khí khóa 13, trờng Đại học Nông nghiệp I Tôi đà nhận đợc giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình thầy giáo, cô giáo nhà trờng, thầy cô khoa Cơ điện Nhân dịp xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới tập thể thầy cô trờng ĐHNN I Đặc biệt giúp đỡ tận tình chu đáo, trách nhiệm cao thầy giáo PGS.TS Nông Văn Vìn, ngời đà hớng dẫn giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi trình học tập, nghiên cứu, thí nghiệm Ban giám đốc Trung tâm Giám định máy nông nghiệp, nhiệt tình giúp đỡ bạn đồng nghiệp, đồng môn trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn nhiệt tình giúp đỡ gia đình đặc biệt Vợ đà luôn động viên tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Một lần xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất tập thể cá nhân đà dành cho giúp đỡ quý báu, cộng tác tài trợ kinh phí cho trình hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, ngày tháng năm 2006 Tác giả Ngô Văn Phơng ii iii Mục lục Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi Mở đầu Chơng 1: Tổng quan nghiên cứu 1.1 Tình hình chung nguồn lợng sử dụng lợng 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu thay 1.2.1 Tình hình nghiªn cøu sư dơng nhiªn liƯu thay thÕ trªn thÕ giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng nhiên liƯu thay thÕ n−íc 15 1.3 17 NhËn xÐt chung Chơng 2: Mục tiêu, nhiệm vụ, đối tựơng phơng pháp nghiên 19 cứu 2.1 Mục tiêu nhiệm vơ nghiªn cøu 19 2.1.1 Mơc tiªu 19 2.1.2 NhiƯm vụ 19 2.2 Đối tợng nghiên cứu 19 2.2.1 Động máy nông nghiệp 19 2.2.2 Nhiên liệu 20 2.3 22 Phơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết 22 2.3.2 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 22 2.4 23 Các thiết bị dùng để nghiên cứu Chơng 3: Nghiên cứu cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu động 24 xăng để sử dụng loại nhiên liệu hỗn hợp xăng pha cồn 3.1 Lựa chọn phơng án cải tiến 24 3.2 Hệ thống nhiên liệu động xăng dùng chế hoà khí 27 iii iv 3.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động xăng 27 3.2.2 Các loại chế hoà khí dùng động xăng 27 3.3 30 Một số phơng pháp cải thiện hỗn hợp cung cấp hệ thống 3.3.1 Hệ thống giảm độ chân không sau gíc lơ 30 3.3.2 Hệ thống chÝnh cã gÝc l¬ bỉ sung 31 3.3.3 HƯ thèng điều chỉnh độ chân không họng khuyếch tán 32 3.3.4 HƯ thèng chÝnh thay ®ỉi tiÕt diƯn gÝc lơ kết hợp với hệ thông 33 không tải 3.4 Cơ sở tính toán cải tiến số chi tiết chế hoà khí 33 3.4.1 Cơ sở xác định thông số chế hoà khí đơn giản 34 3.4.2 Tính toán cải tiến gíc lơ động GS130-2CN 37 Chơng 4: Kết nghiên cứu thực nghiệm 4.1 Thử động phòng thí nghiệm 44 44 4.1.1 Mục đích thử 44 4.1.2 Phơng pháp thử 44 4.1.3 Thiết bị thử 44 4.1.4 Kết thử động GS130-2CN băng phanh 49 4.1.5 Đánh giá khả tăng tốc động với loại nhiên liệu 64 67 4.2 Thử động thực tế sản xuất 4.2.1 Mục đích thử 67 4.2.2 Phơng pháp thử 67 4.2.3 Kết thử động GS130-2CN thùc tÕ s¶n xuÊt 68 KÕt luËn – KiÕn nghÞ 74 KÕt luËn 74 KiÕn nghÞ 75 Tài liệu tham khảo 76 Phần phụ lục 78 ivv Danh mục bảng Số bảng Tên bảng Trang 1.1 Sản lợng cồn giới giai đoạn 1995 2000 1.2 Một số nớc sản xuất cồn nhiên liệu hàng đầu giới 2.1 Các đặc tính nhiên liệu dùng thử nghiệm 21 2.2 Danh mục thiết bị dụng cụ đo 23 3.1 Kết tính toán đờng kính lỗ gíc lơ 41 3.2 Kết kiểm tra lu lợng qua giclơ trớc sau cải tiến 43 4.1 Điều kiện thử nghiệm động GS130-2CN băng phanh 50 4.2 Kết khảo nghiệm đặc tính động sử dụng nhiên liệu A92 với chế hòa khí nguyên 51 4.3 Kết khảo nghiệm đặc tính động sử dụng nhiên liệu cồn E100 với chế hòa khí nguyên 52 4.4 Kết khảo nghiệm đặc tính động sử dụng nhiên liệu cồn E100 với chế hòa khí đà cải tiến 53 4.5 Kết khảo nghiệm đặc tính động sử dụng nhiên liệu E10 với chế hòa khí nguyên 54 4.6 Kết khảo nghiệm đặc tính động sử dụng nhiên liệu E20 với chế hòa khí nguyên 55 4.7 Số liệu so sánh công suất mô men trục động 56 4.8 Số liệu so sánh suất tiêu thụ nhiên liệu động 60 4.9 Kết kiểm tra nhiệt độ động trình thử 61 4.10 Thời gian tăng tốc động với loại nhiên liệu 67 4.11 Tổng hợp điều kiện kết thử động GS130-2CN lắp máy gặt lúa KUBOTA làm việc đồng 70 4.12 72 Số liệu so sánh suất chi phí nhiên liệu máy gặt lúa với phơng án thí nghiệm vvi Danh mục hình Số hình Tên hình Trang 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động xăng sử dụng chế hoà 27 khí 3.2 Sơ đồ chế hòa khí đơn giản 34 3.3 Cấu tạo chế hòa khí động GS130-2CN 37 3.4 Quan hệ đờng kính lỗ gic lơ tỷ lệ cồn hỗn hợp 41 3.5 Sơ đồ kiểm tra lu lợng qua giclơ 43 4.1 Sơ đồ cấu tạo đầu đo tốc độ 45 4.2 Thiết bị đo mô men 0143 SD 45 4.3 Thiết bị đo nhiên liệu DFL - 46 4.4 Thiết bị thu tín hiệu đo DEWE 3010 46 4.5 Sơ đồ bố trí động thiết bị đo 48 4.6 Sơ đồ nối ghép module chơng trình đo 48 4.7 Đặc tính làm việc động sử dụng nhiên liệu A92 51 với chế hòa khí nguyên 4.8 Đặc tình làm việc động sử dụng nhiên liệu 52 Đặc tính làm việc động sư dơng nhiªn liƯu cån 53 cån E100 víi bé chế hòa khí nguyên 4.9 E100 với chế hòa khí đà cải tiến 4.10 Đặc tính làm việc động sử dụng nhiên liệu 54 nhiên liệu 55 Công suất mô men động sử dụng xăng A92, cồn 57 E10 với chế hòa khí nguyên 4.11 Đặc tính làm việc động sử dụng E20 với chế hòa khí nguyên 4.12 E100, hỗn hợp xăng pha cồn E10, E20 với chế hòa khí nguyên chế hòa khí cải tiến để sử dụng E100 vi vii 4.13 Suất tiêu thụ nhiên liệu động sử dụng xăng A92, 59 cồn E100, hỗn hợp xăng pha cồn E10, E20 với CHK nguyên CHK cải tiến để sử dụng E100 4.14 Đồ thị tăng tốc động sử dụng nhiên liệu xăng A92 65 với chế hòa khí nguyên 4.15 Đồ thị tăng tốc động sử dụng nhiên liệu cồn E100 65 với chế hòa khí nguyên 4.16 Đồ thị tăng tốc động sử dụng nhiên liệu cồn E100 66 với chế hòa khí đà cải tiến 4.17 Đồ thị tăng tốc động sử dụng nhiên liệu cồn E10 66 với chế hòa khí nguyên 4.18 Đồ thị tăng tốc động sử dụng nhiên liệu cồn E20 với chế hòa khí nguyên vii viii 66 Mở đầu Trong thời gian gần tốc độ tăng trởng kinh tế đà làm tăng đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu, nguồn nhiên liệu dầu mỏ đứng trớc nguy cạn kiệt dần Vấn đề ô nhiễm môi trờng khí thải động gây mối đe dọa sức khoẻ ngời, thành phố đông dân, mật độ xe nhiều, dân số giới tăng nhanh đòi hỏi tiêu chuẩn sống cao Khi nguồn dầu mỏ cạn dần, bên cạnh giải pháp tiết kiệm sử dụng lợng hạt nhân, lợng mặt trời, lợng gió, việc đẩy mạnh nghiên cứu sử dụng loại lợng tái tạo nhằm đảm bảo an ninh lợng bảo vệ môi trờng sống đà đặt nhiệm vụ cho nhà khoa học-kỹ thuật phải tìm nguồn nhiên liệu thay cho xăng, dầu Loại nhiên liệu thay xăng dầu không đốt cháy hơntạo chất thải thấp mà có khả tái tạo đợc Với lý nªu trªn, nhiỊu n−íc trªn thÕ giíi kĨ nớc có nguồn dầu khí lớn đà sản xuất sử dụng cồn ethanol thay phần xăng dầu, nh Brazil, Mỹ, Canađa, Thái Lan, Trung Quốc, ấn Độ, Brazil quốc gia sản xuất sử dụng cồn nhiên liệu lớn giới, nớc tiên phong sử dụng ethanol thay xăng cách gần 40 năm Hiện Brazil có triệu ô tô sử dụng hoàn toàn cồn khan làm nhiên liệu 17 triệu ôtô sử dụng xăng pha 24% cồn mỹ đến đà có 20 nhà máy sản xuất ethanol với công suất khoảng 13 triệu ấn Độ nớc dẫn đầu Châu sử dụng ethanol làm nhiên liệu, năm 2003 có thành phố đà sử dụng ethanol thay 5% xăng dầu Các nớc Đông Nam nh Thái Lan, Inđônêxia, Malayxia đà phát triển công nghệ sản xuất ethanol dùng thay xăng Nhiều tập đoàn dầu khí lớn giới ý để đầu t phát triển loại nhiên liƯu míi nµy [13] ë n−íc ta, giíi khoa học đà quan tâm nghiên cứu dùng cồn làm nhiên liệu từ thập kỷ qua nh trờng Đại học, Viện nghiên cứu nhng việc ứng dụng cồn làm nhiên liệu nhiều hạn chế Đến kết nghiên cứu đợc thử nghiệm phơng tiện giao thông, song nghiên cứu cho loại máy nông nghiệp với đặc thù riêng (tải trọng thay đổi phạm vi rộng, mang tính ngẫu nhiên ,) Đặc điểm đòi hỏi động phải có tính ổn định cao, có khả vơt tải tốt cha có Với lý đề xuất đề tài: Nghiên cứu khả ứng dụng xăng pha cồn cho số loại động công suất nhỏ dùng nông nghiệp Mục tiêu nghiên cứu đề tài Thăm dò khả ứng dụng nhiên liệu cồn hỗn hợp xăng pha cồn cho số loại động xăng công suất nhỏ thông dụng dùng nông nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài đợc giới hạn với loại động có chế hoà khí đơn giản Phơng pháp nghiên cứu đề tài kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết cho việc cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng để sử dụng nhiên liệu cồn hỗn hợp xăng pha cồn - Xây dựng đờng đặc tính động với loại nhiên liệu phòng thí nghiệm - Thử nghiệm động liên hợp với máy nông nghiệp thực tế sản xuất sử dụng loại nhiên liệu xăng, cồn hỗn hợp xăng pha cồn để sơ so sánh, đánh giá tiêu kinh tế-kỹ thuật Đối tợng nghiên cứu đề tài Đề tài chọn động xăng công suất nhỏ máy gặt lúa rải hàng loại động máy nông nghiệp đợc sử dụng phỉ biÕn s¶n xt hiƯn ... tài: Nghiên cứu khả ứng dụng xăng pha cồn cho số loại động công suất nhỏ dùng nông nghiệp Mục tiêu nghiên cứu đề tài Thăm dò khả ứng dụng nhiên liệu cồn hỗn hợp xăng pha cồn cho số loại động xăng. .. loại động xăng công suất nhỏ thông dụng dùng nông nghiệp Phạm vi nghiên cứu đề tài đợc giới hạn với loại động có chế hoà khí đơn giản Phơng pháp nghiên cứu đề tài kết hợp nghiên cứu lý thuyết... Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết cho việc cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu động xăng để sử dụng nhiên liệu cồn hỗn hợp xăng pha cồn - Xây dựng đờng đặc tính động với loại