NGHIÊN CỨU, LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU TỐC CƠ KHÍ CHO ĐỘNG CƠ XĂNG ĐÃ QUA SỬ DỤNG, DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS, PHÁT ĐIỆN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU TỐC CƠ KHÍ CHO ĐỘNG CƠ XĂNG Đà QUA SỬ DỤNG, DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS, PHÁT ĐIỆN Họ tên sinh viên:PHẠM ĐỨC TRÍ Ngành :CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ƠTƠ Niên khóa 2006-2010 Tháng 8-2010     NGHIÊN CỨU, LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU TỐC CƠ KHÍ CHO ĐỘNG CƠ XĂNG Đà QUA SỬ DỤNG, DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS, PHÁT ĐIỆN Tác giả PHẠM ĐỨC TRÍ Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ơtơ Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Trần Mạnh Q Tháng năm 2010   i LỜI CẢM TẠ Sau bốn năm học trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM tơi ln nhận giảng dạy nhiệt tình quý thầy cô Thầy cô người trang bị cho kiến thức liên quan đến nghành nghề mà chọn Tuy cố gắng vận dụng kiến thức mà học vào thực tiễn đối diện với thực tế tơi cịn bỡ ngỡ Chính lẽ mà nhà trường khoa,bộ môn tạo điều kiện, hội cho cọ sát với thực tế vận dụng kiến thức học trường vào thực tiễn Lý thuyết kết hợp với thực tiễn hành trang vững cho bước vào nghề nghiệp tương lai Với kiến thức học bước tiến phục vụ cho công tác sau nhờ vào công ơn truyền đạt quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn, tri ân đến q thầy khoa khí cơng nghệ trường trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM đặc biệt quan tâm giúp đỡ thầy hướng dẫn đề tài thầy thạc sĩ Trần Mạnh Q Tơi vơ biết ơn cán giảng viên thầy mơn Cơng Nghệ Ơtơ tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian thực tập làm đề tài tốt nghiệp để tơi hồn thành tốt đề án tốt nghiệp Tuy có nhiều cố gắng để hồn thành đề án với nhứng kiến thức hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn bè để đề tài tơi hồn thành tốt Cuối xin chúc quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM cán giảng viên khoa khí, giảng viên mơn Cơng Nghệ Ơtơ, thầy thạc sĩ Trần Mạnh Q ln mạnh khỏe đạt kết cao công tác Trân trọng! TP.HCM, ngày 30 tháng năm 2010 Sinh viên Phạm Đức Trí Kính bút   ii TĨM TẮT Đề tài thực “ Nghiên cứu, lắp đặt điều tốc khí cho động xăng qua sử dụng, dùng nhiên liệu Biogas, phát điện”được tiến hành xưởng thí nghiệm thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ trường Đại Học Nơng Lâm,thời gian từ 4-2010 đến 8-2010 Mục đích đề tài thiết kế lắp đặt điều tốc cho động xăng chạy Biogas, phát điện phục vụ sản xuất sinh hoạt trại chăn ni, hộ gia đình Các kết thu được: -Nghiên cứu, tập hợp tài liệu điều tốc -Thiết kế hoàn thiện hệ thống điều tốc-động xăng-máy phát điện -Cho hệ thống vận hành nhiên liệu xăng Biogas -Đánh giá khảo nghiệm khả làm việc hệ thống xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ Sinh viên thực Giáo viên hướng dẫn Phạm Đức Trí Thầy Th.s:Trần Mạnh Quí   iii MỤC LỤC Trang Trang tựa i Lời cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vi Danh sách bảng .viii Chương 1.MỞ ĐẦU .1 Chương 2.TỔNG QUAN .4 2.1 Tìm hiểu hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động cơ(Bộ điều tốc) 2.1.1 Khái niệm .4 2.1.2 Nhiệm vụ hệ thống điều chỉnh tốc độ động (bộ điều tốc) .4 2.1.3 Sơ đồ khối hệ thống điều chỉnh tốc độ động 2.1.4 Phân loại điều tốc 2.1.5 Tìm hiểu số điều tốc thường gặp sở phần tử cảm ứng 2.2 Các loại động chạy nhiên liệu sinh học .20 Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 26 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 4.1 Tìm hiểu động qua sử dụng 30   iv 4.2 Tìm hiểu điều tốc khí sử dụng cho đề tài 39 4.3 Tìm hiểu chọn máy phát điện 41 4.4 Tính tốn thiết kế khung gá đặt điều tốc lên động 3A 42 4.5 Gia công chế tạo khung theo tính tốn thiết kế .45 4.5.1 Yêu cầu chế tạo khung 45 4.5.2 Thiết kế chế tạo 46 4.5.3 Mơ hình khung điều tốc 47 4.6 Tính tốn chọn truyền đai điều tốc động 48 4.6.1 Yêu cầu 48 4.6.2 Tính tốn truyền động .49 4.6.3 Tiến hành chế tạo puly trung gian 51 4.6.4 Lắp ráp 51 4.7 Tính tốn chọn truyền đai từ động đến máy phát điện .52 4.8 Thiết kế truyền để điều khiển từ điều tốc đến bướm ga 53 4.9 Kết khảo nghiệm .54 4.9.1Khảo nghiệm khơng có tác động điều tốc .54 4.9.2 Khảo nghiệm có tác động điều tốc 59 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63 TÀI LIỆU KHAM KHẢO PHỤ LỤC   v DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều chỉnh tự động tốc độ động Hình 2.2: Bộ điều tốc chân khơng nhiều chế độ Hình 2.3: Bộ điều tốc thủy lực Hình 2.4: Sơ đồ điều khiển điều tốc điện tử 10 Hình 2.5: Sơ đồ thuật tốn điều khiển điều tốc điện tử 11 Hình 2.6: Bộ điều tốc khí nhiều chế độ 12 Hình 2.7: Các nguyên lý hoạt động điều tốc khí 14 Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý điều tốc ly tâm 16 Hình 2.9: Sơ đồ ngun lý điều tốc ly tâm có đặc tính hữu sai 17 Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý điều tốc ly tâm có đặc tính vơ sai 19 Hình 2.11: Sơ đồ ngun lý hệ thống tạo hỗn hợp cho động đốt kéo máy phát điện chạy Biogas 23 Hình 2.12: Bộ phụ kiện chuyển đổi nhiên liêu LPG/Xăng 24 Hình 3.1: Bộ điều tốc khí nhiều chế độ động xăng liên xơ 27 Hình 3.2: Đo số vịng quay đồng hồ đo kĩ thuật số bắn tia laze 29 Hình 4.1: Khung gá két nước 33 Hình 4.2: Kiểm tra hệ thống đánh lửa 34 Hình 4.3: Đo áp suất động 34 Hình 4.4: Đo thời gian giảm áp .35 Hinh 4.5: Cân lửa cho động Toyota 3A 37   vi Hình 4.6: Vị trí bơm nước Toyota 3A 38 Hình 4.7: Cấu tạo điều tốc khí .39 Hình 4.8: Các lực tác dụng lên khung 42 Hình 4.9: Sơ đồ lực thu gọn 43 Hình 4.10: Biểu đồ momen lực cắt 44 Hình 4.11: Mơ hình khung gá đặt điều tốc .47 Hình 4.12: Khung gá đặt điều tốc sau hoàn chỉnh .48 Hình 4.13: Bộ truyền đai hồn chỉnh điều tốc động 51 Hình 4.14:Bộ truyền đai hoàn chỉnh động máy phát điện,puly trước sau tính tốn lại 53 Hình 4.15: Bộ truyền điều khiển từ điều tốc đến cánh bướm ga 54 Hình 4.16: Khảo nghiệm với phụ tải .56   vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1: Các thông số kỹ thuật động xăng qua sử dụng .31 Bảng 4.2: Các thông số tương ứng phụ tải ,điện ,số vòng quay động máy phát chưa có điều khiển điều tốc .58 Bảng 4.3: Các thông số tương ứng phụ tải ,điện ,số vòng quay động máy phát có điều khiển điều tốc 61   viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Dẫn nhập Khi lắp đặt động xăng qua sử dụng dùng nhiên liệu Biogas để chạy máy phát điện phải giải vấn đề sau: -Động máy phát điện hoạt động ổn định mức phụ tải khác -Điện áp công suất sinh đạt định mức Do động chạy Biogas phát điện thường sử dụng trại chăn nuôi, tận dụng nguồn chất thải gia súc nguồn nguyên liệu cho hầm ủ sinh khí gas(Biogas) Điện phát phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt chạy máy móc phục vụ chăn ni, bơm nước…… Do phụ tải máy phát thay đổi liên tục Nguyên lý máy phát điện chuyển đổi lượng từ sang điện Động làm quay mơ-tơ phát điện dịng điện cấp thiết bị sử dụng (phụ tải) Để cho điện áp cấp đầu giữ ổn định mức 220V ta phải điều chỉnh tốc độ quay động cách điều chỉnh độ mở bướm ga động nhiều hay Có thể hình dung điện áp đầu máy phát điện phụ thuộc vào tốc độ vòng quay động mức sụt áp phụ tải, tốc độ vòng quay động mức sụt áp phụ thuộc vào yếu tố : Độ mở bướm ga (lượng nhiên liệu vào buồng đốt) phụ tải (công suất sử dụng đầu ra, tương tự xe ô tô chở nặng hay chở nhẹ) Trong trường hợp công suất máy phát điện phát lớn phụ tải nhỏ điện áp đầu ổn định Nhưng thực tế máy phát điện gia dụng thường có cơng suất nhỏ, điện áp đầu phụ thuộc nhiều vào phụ tải   +Việc sử dụng điều tốc cho động xăng qua sử dụng, dùng nhiên liệu Biogas, phát điện đề tài hữu dụng đáp ứng nhu cầu thực tiễn sản xuất lẫn đời sống ngày +Khuyến khích khóa sau nghiên cứu đề tài này, nhằm hồn thiện đề tài sớm chuyển giao công nghệ nhằm nâng tầm sử dụng thực tế +Hồn thiện mơ hình phục vụ giảng dạy thí nghiệm   65 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: Lê Xuân Tới Kỹ thuật sửa chữa ô tô động xăng Nhà xuất giáo dục 2.Nguyễn Đình Hùng,2006 Cấu tạo động đốt Nhà xuất giáo dục 3.Th.S Đỗ Hữu Tồn, 1999 Giáo trình sức bền vật liệu Tủ sách Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh 4.Th.S Trần Mạnh Qúi, 2009.Nghiên cứu ứng dụng động đốt qua sử dụng chạy biogas thay cho xăng dầu ,cung cấp điện cho sở chăn nuôi gia súc Đề tài cấp Nguyễn Trí Ngun, 2009 Ơ tơ sử dụng lượng Tủ sách Đại Học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh Bùi Văn Ga, 2008 Hệ thống cung cấp khí Biogas cho động kéo máy phát điện 2HP Tạp chí khoa học cơng nghệ-trường Đại Học Đà Nẵng 7.Bùi Văn Ga, 2006 Chuyển đổi nhiên liệu xăng sang Biogas cho xe gắn máy Tạp chí khoa học cơng nghệ-trường Đại Học Đà Nẵng 8.Nguyễn Tất Tiến, 2001 Nguyên lý động đốt Nhà xuất Giáo Dục 9.Hồ Tấn Chuẩn, 1996 Kết cấu động đốt III Nhà xuất Giáo Dục 10.Nguyễn Sinh Phú, 2008 Nghiên cứu lắp đặt động xăng qua sử dụng, dùng nhiên liệu Biogas thay cho xăng cung cấp điện Đề tài tốt nghiệp trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh TÀI LIỆU TỪ INTERNET: 11 Diễn đàn trường Đại Học Công Nghiệp,”Bộ điều tốc” Truy cập ngày 10/5/2010 http://www.oto-hui.com 12 Tạp chí cơng nghệ ơtơ, “ngun lý điều tốc” Truy cập ngày 5/5/2010 http://www Onap.vn   66 PHỤ LỤC Phụ lục1: Kết đo áp suất khô buồng đốt động Toyota 3A Ngày khảo nghiệm :6/4/2010 Địa điểm: Xưởng thực tập môn Công Nghệ Ơtơ-ĐH Nơng Lâm TP.HCM Thực hiện:Phạm Đức Trí Tiến hành: -Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng đo áp suất khô buồng đốt động Xy lanh Xylanh (PSI) Xy lanh Xy lanh Xy lanh4 (PSI) (PSI) (PSI) Lần đo   158 154 150 140 160 155 151 147 160 153 152 149 159 155 152 148 Trung bình 159,3 154,3 151,3 146 Phụ lục 2: Kết đo áp suất ướt buồng đốt động Toyota 3A Ngày khảo nghiệm :6/4/2010 Địa điểm: Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ-ĐH Nơng Lâm TP.HCM Thực hiện:Phạm Đức Trí Tiến hành: -Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng đo áp suất ướt buồng đốt động Xy lanh1 Xylanh (PSI) Xy lanh2 Xy lanh3 Xy lanh (PSI) (PSI) (PSI) Lần đo 160 155 150 150 161 153 150 152 161 155 151 154 161 156 151 152 Trung 160,8 154,8 150,5 152 bình   Phụ lục 3: Trị số tương đương áp suất nén tỉ số nén Tỉ số nén   Áp suất nén PSI kG.cm-2 6/1 100 7,1 7/1 120 8,4 8/1 140 10 9/1 160 11,5 10/1 180 12,7 11/1 200 14,2 Phụ lục 4: Thời gian giảm áp suất buồng đốt động Toyota 3A Ngày khảo nghiệm :6/4/2010 Địa điểm: Xưởng thực tập môn Công Nghệ Ơtơ-ĐH Nơng Lâm TP.HCM Thực hiện:Phạm Đức Trí Phối hợp thực hiện:Trần Triết Hội Tiến hành: -Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng đo thời gian giảm áp buồng đốt động Lần đo Xy lanh Thời gian(giây)giảm Áp suất áp từ 35 PSI 0PSI (s)   Xy lanh1 4, 69 35PSI // 4, 90 // // 5, 05 // // 4,85 // Trung bình // 4, 87 // Xy lanh2 3, 45 // // 3,19 // // 3,55 // // 3, 51 // Trung bình // 3,43 // `   Xy lanh 3, 40 // // 4, 06 // // 4, 15 // // 3,97 // Trung bình // 3, 90 // Xy lanh4 6, 40 // // 5, 89 // // 5, 98 // // 6,13 // Trung bình // 6, 10 // Phụ lục 5: Số vòng quay hiệu chỉnh điều tốc động xăng chạy máy hàn điện Liên Xơ (Động chính) Ngày khảo nghiệm:10/4/2010 Địa điểm: Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ-ĐH Nơng Lâm TP.HCM Thực hiện:Phạm Đức Trí Tiến hành: -Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng đo số vòng quay hiệu chỉnh điều tốc động Số vịng quay động Số vòng quay động lúc điều tốc bắt đầu lúc điều tốc tác tác động động hết mức (vòng/phút) (vòng/phút) 821 3007 815 2998 850 3003 855 2995 Trung bình 835,25 3000,8 Lần đo   Phụ lục 6: Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 900W -Ngày thực 26/5/2010 -Địa điểm:Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ –Trường Đại Học Nơng Lâm -Người thực hiện:Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 900W Lần đo Chế độ Giữ ga động Điện áp Số vòng quay Số vòng quay động máy phát điện (V) (vòng/phút) (vòng/phút) 1980 1407 206 Nhiên liệu Xăng ban đầu 2011vòng/phút // 1995 1422 212 // // 1991 1414 211 // // 1990 1409 209 // Trung // 1989 1413 209,5 // bình   Phụ lục 7: Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát khơng có điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 2,4KW -Ngày thực 26/5/2010 -Địa điểm:xưởng thực tập môn Công Nghệ Ôtô –Trường Đại Học Nông Lâm -Người thực hiện:Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 2,4KW Lần đo Chế độ Giữ ga động Số vòng quay Số vòng quay Điện áp Nhiên liệu động máy phát (V) (vòng/phút) (vòng/phút) 1747 1080 166 Xăng ban đầu 2011vòng/phút // 1761 1101 176 // // 1751 1085 169 /// // 1760 1093 170 // Trung // 1754,75 1089,75 170,25 // bình   Phụ lục 8: Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát khơng có điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 4,225KW -Ngày thực 26/5/2010 -Địa điểm:Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ –Trường Đại Học Nơng Lâm -Người thực hiện:Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 4,225KW Lần đo Chế độ Tăng ga động Số vòng quay Số vòng quay Điện áp Nhiên liệu (V) động máy phát (vòng/phút) (vòng/phút) 1852 1460 198 xăng lên 2390vòng/phút // 1846 1454 193 // // 1844 1451 190 // // 1855 1466 201 // Trung // 1849,25 1457,75 195,5 // bình   Phụ lục 9: Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát khơng có điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 4,6KW -Ngày thực 26/5/2010 -Địa điểm:Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ –Trường Đại Học Nơng Lâm -Người thực hiện: Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 4,6KW Lần đo Chế độ Tăng ga động Số vòng quay Số vòng quay Điện áp Nhiên liệu động máy phát (V) (vòng/phút) (vòng/phút) 1871 1469 200 Xăng lên 2405vòng/phút // 1865 1461 194 // // 1877 1473 204 // // 1869 1465 198 // Trung // 1870,5 1467 199 // bình   Phụ lục 10: Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát điện có điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 1,825KW -Ngày thực 27/5/2010 -Địa điểm:Xưởng thực tập mơn Cơng Nghệ Ơtơ –Trường Đại Học Nơng Lâm -Người thực hiện:Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 1,825KW Lần đo Chế độ Có điều Số vịng quay Số vịng quay Điện áp Điện áp động sau máy phát sau lúc sau khi đóng tải đóng tải đóng tải ổn định Nhiên liệu (V) (V) 1514 192 221 Xăng ổn định ổn định (vòng/phút) (vòng/phút) 1950 khiển điều tốc // 1937 1510 188 217 // // 1939 1511 190 219 // // 1942 1513 190 220 // Trung // 1942 1512 190 219,25 // bình   Phụ lục 11 : Kết khảo nghiệm làm việc động cơ-máy phát điện có điều khiển điều tốc với phụ tải công suất 5,1KW -Ngày thực 27/5/2010 -Địa điểm:Xưởng thực tập môn Công Nghệ Ôtô –Trường Đại Học Nông Lâm -Người thực hiện:Phạm Đức Trí -Phối hợp thực hiện: KS.Phan Minh Hiếu -Tiến hành:Các bước tiến hành giới thiệu chương đề tài Bảng kết khảo nghiệm với phụ tải 5,1KW Lần đo Chế độ Có điều Số vòng quay Số vòng quay Điện áp Điện áp động sau máy phát sau lúc sau khi đóng tải đóng tải đóng tải ổn định Nhiên liệu (V) (V) 1579 110 222 xăng ổn định ổn định (vòng/phút (vòng/phút) 2018 khiển điều tốc // 1998 1555 102 217 // // 1991 1551 100 215 // // 2003 1562 108 220 // Trung // 2002,5 1561,75 105 218,5 // bình     ...NGHIÊN CỨU, LẮP ĐẶT BỘ ĐIỀU TỐC CƠ KHÍ CHO ĐỘNG CƠ XĂNG Đà QUA SỬ DỤNG, DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS, PHÁT ĐIỆN Tác giả PHẠM ĐỨC TRÍ Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Cơng... chia điều tốc động thành bốn loại: Điều tốc khí, điều tốc chân khơng, điều tốc thủy lực, điều tốc điện - Theo chế độ điều chỉnh, người ta chia thành: Bộ điều tốc chế độ (điều tốc giới hạn điều tốc. .. 3.1: Bộ điều tốc khí nhiều chế độ động xăng liên xô Bộ chế hịa khí Bộ điều tốc khí nhiều chế độ -Bộ điều tốc điều chỉnh động tốc độ tối đa 3000 vịng/phút - Cấu tạo nguyên lý điều chỉnh điều tốc