Nghiên cứu tính năng động cơ da465qe sử dụng biogas lpg

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo VÕ NHƯ TÙNG NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DA465QE SỬ DỤNG BIOGAS-LPG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Đà Nẵng, 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo VÕ NHƯ TÙNG NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DA465QE SỬ DỤNG BIOGAS-LPG Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 85.20.11.6 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1: GS.TSKH BÙI VĂN GA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 2: TS TRƯƠNG LÊ BÍCH TRÂM Đà Nẵng, 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác có trích dẫn đầy đủ Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Luận văn chưa bảo vệ hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ toàn quốc nước chưa công bố phương tiện thông tin Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm mà tơi cam đoan Tác giả luận văn Võ Như Tùng LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập công tác Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Được hướng dẫn tận tình thầy Bùi Văn Ga Trương Lê Bích Trâm em thực đề tài “Nghiên cứu tính động DA465QE sử dụng BiogasLPG” Trong trình thực đề tài em có học hỏi nhiều kiến thức bổ ích từ kiến thức chuyên môn, cách thực đề tài khoa học, điều hỗ trợ em công việc sau Xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Bùi Văn Ga, người thầy trực tiếp hướng dẫn em suốt trình làm đề tài Xin cảm ơn thầy Khoa Cơ khí Giao thông, quý thầy cô Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng - Đại học Đà Nẵng giảng dạy em suốt năm qua Em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy để đề tài hồn thiện Trân trọng! TĨM TẮT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DA465QE SỬ DỤNG BIOGAS-LPG Học viên:Võ Như Tùng, Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 8520116, Khóa: K35, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Luận văn tập trung nghiên cứu tính động DA465QE lắp ô tô tải nhẹ Trường Hải Towner chạy Biogas làm giàu LPG Đề tài nhằm góp phần phát triển cơng nghệ ứng dụng nhiên liệu tái tạo phương tiện giao thông giới nhằm tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch giảm phát thải chất khí gây hiệu ứng nhà kính Luận văn sử dụng kết hợp mơ q trình cung cấp Biogas phần mềm Ansys Fluent thực nghiệm băng thử cơng suất APA100 Trung tâm Thí nghiệm Động Ơ tơ để đánh giá tính kỹ thuật động DA465QE chạy Biogas làm giàu LPG RESEARCH FEATURES DA465QE ENGINE USING BIOGAS-LPG The thesis focuses on researching the features of DA465QE engine installed on Truong Hai Towner light trucks when running on Biogas enriched by LPG This project aims to contribute to the development of renewable fuel application technology in motor vehicles to save fossil fuels and reduce greenhouse gas emissions The thesis uses a combination of simulating the process of supplying Biogas with Ansys Fluent software and experimenting on the APA100 power test tape at the Center for Automotive and Engine Testing to evaluate the technical features of the DA465QE engine when powered by Biogas enriched by LPG MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .4 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 10 MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU TÁI TẠO TRÊN PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG CƠ GIỚI 1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu 1.2 Phân tích đặc tính kỹ thuật động DA465QE lắp ô tô tải nhẹ Trường Hải Towner 12 1.2.1.Những tiện ích nhu cầu sử dụng ô tô tải nhẹ Trường Hải Towner 750 12 1.2.2.Đặc tính kỹ thuật động DA465QE lắp ô tô Towner 750 13 1.3 Kết cấu động DA465QE: 15 1.4 Mục tiêu, đối tượng phương pháp nghiên cứu 16 Chương 2: NHIÊN LIỆU BIOGAS .17 2.1 Tình hình sản xuất ứng dụng Biogas giới Việt Nam 17 2.1.1 Lịch sử phát triển Biogas .17 2.2 Tình hình sản xuất Biogas giới năm gần .19 2.3 Tình hình sản xuất sử dụng Biogas Việt Nam 23 2.4 Công nghệ sử dụng Biogas 25 2.4.1 Giới thiệu .25 2.4.2 Đèn Biogas 25 2.4.3 Bếp, lò Biogas .26 2.4.4 Máy lạnh hấp thụ 28 2.4.5 Pin nhiên liệu .28 2.4.6 Turbine khí chạy Biogas .29 2.4.7 Động đốt chạy Biogas 29 2.4.8 Phối hợp sản xuất nhiệt (CHP) 31 2.4.9 Biogas làm nhiên liệu cho ô tô 32 2.4.10 Biogas hòa vào hệ thống cung cấp khí đốt thành phố .37 2.4.11 Cung cấp Biogas gia dụng 37 2.4.12 Hiệu bảo vệ môi trường sử dụng Biogas làm nhiên liệu .38 Nhiên liệu Biogas: .39 Sử dụng Biogas phương tiện giao thông giới: .41 Chương MÔ PHỎNG Q TRÌNH TRAO ĐỔI KHÍ VÀ SINH CƠNG CỦA ĐỘNG CƠ DA465QE CHẠY BẰNG BIOGAS-LPG 42 3.1 Thiết lập mơ hình tính tốn 42 3.2 Cung cấp nhiên liệu Biogas-LPG 45 3.3 Độ chân không đường nạp không cung cấp nhiên liệu 46 3.4 Nguyên lý cấp ga liên tục cấp ga gián đoạn van chân không 47 3.5 Cung cấp Biogas LPG riêng rẽ 48 2.4 Cung cấp hỗn hợp Biogas LPG hòa trộn trước 52 Mơ q trình sinh cơng động DA465QE chạy nhiên liệu Biogas pha LPG 54 3.1 Thiết lập mơ hình tính tốn 54 3.2 Biến thiên áp suất buồng cháy đồ thị công 60 3.3 Nhiệt độ mơi chất q trình cháy 62 3.4 Biến thiên nồng độ nhiên liệu trình cháy .64 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 68 4.1 Chế tạo, lắp đặt cung cấp nhiên liệu Biogas-LPG cho động DA465QE .68 4.1.1 Họng Venturi: .68 4.1.2 Van điện từ vị trí lắp đặt 68 4.1.3 Van tổ hợp cung cấp nhiên liệu khí kiểu chân khơng 70 4.1.4 Van ngắt ga tự động kiểu khí 71 4.1.5 Bình chứa Biogas nén 72 4.2 Cải tạo máy nén khơng khí thành máy nén Biogas áp suất thấp 73 4.3 Tổng quan băng thử công suất động 74 4.3.1 Quy trình vận hành thiết bị để thực nghiệm: 77 4.4 Vận hành thiết bị hệ thống đo phịng thí nghiệm động 77 4.5 Vận hành máy tính điều khiển trung tâm puma 78 4.6 Thử nghiệm động chạy Biogas-LPG băng thử công suất 83 4.7 So sánh công suất lý thuyết thực nghiệm động chạy hỗn hợp Biogas-LPG 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .91 Kết luận 91 Kiến nghị 91 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1: Biến thiên nhiệt độ khí gần mặt đất qua thời kỳ băng hà Hình 2: Hiệu ứng nhà kính Hình 3: Dự báo dâng cao mực nước biển kỷ 21 theo mô hình tốn họa khác Hình 1.1: Dự báo nước biển dâng theo thời gian Hình 1.2: Nguy chìm ngập khu vực Đơng Nam Á dâng cao mực nước biển6 Hình 1.3: Kịch cắt giảm phát thải CO2 theo COP21 Hình 1.4: Cơ cấu lượng tương lai cho phương tiện giao thông giới Hình 1.5: Phát thải nhiễm nhiên liệu LPG Hình 1.6: Các phương tiện giao thơng dùng nhiên liệu LPG Hình 1.7: Trạm cấp LPG cố địnhHình 1.8: Trạm cấp LPG động 10 Hình 1.9: Chu trình Carbon sử dụng Biogas làm nhiên liệu 11 Hình 1.10: Các kiểu hầm Biogas 12 Hình 1.11: Ơ tơ Trường Hải Towner 750 13 Hình 1.12: Đường đặc tính động DA465QE 15 Hình 1.13 Mặt cắt dọc động DA465QE 15 Hình 1.14: Mặt cắt ngang động DA465QE 16 Hình 2.1: Lượng Biogas sản xuất Châu Âu năm 2003 20 Hình 2.2: Phân bố nguồn sử dụng Biogas Châu Âu năm 2010 dự báo năm 2020 21 Hình 2.3: Cơng suất điện chạy Biogas Châu Âu .21 Hình 2.4: Đèn măng-sơng dùng Biogas 26 Hình 2.5: Bếp dùng Biogas 27 Hình 2.6: Máy phát điện chạy Biogas 30 Hình2.7: Sử dụng Biogas hệ thống đồng sản xuất lượng 31 Hình 2.8: Hiệu sản xuất lượng động nhiên liệu kép động đánh lửa cưỡng chạy Biogas 32 Hình 2.9: Sơ đồ sản xuất cung cấp nhiên liệu Biogas cho ô tô 34 Hình 2.10: Trạm cung cấp Biogas cho tô 35 Hình 2.11: Sơ đồ bố trí hệ thống Biogas ô tô 36 Hình 2.12: Ơ tơ tàu lửa chạy Biogas Thụy Điển 36 Hình 2.13: Chun chở khí Biogas kiểu thủ cơng (a), 37 Hình 2.14: Sơ đồ hiệu bảo vệ môi trường sử dụng nhiên liệu Biogas 38 Hình 3.1: giới thiệu thiết kế xi lanh, buồng cháy đường nạp động sau cải tạo chia lưới không gian tính tốn .43 Hình 3.2 : Màn hình kết reong trường hợp tính tốn 44 Hình 3.3: Các mặt cắt khảo sát đường nạp 45 Hình 3.4: Biễu diễn biến thiên chân khơng đường nạp 45 Hình 3.5: Biến thiên độ chân không đường nạp độ mở bướm ga 30 độ, trục khuỷu độn quay tốc độ 3000 vòng/phút 46 Hình 3.6: Biểu đồ cấp ga van chân không 47 Hình 3.7: Sơ đồ van cấp gas gián đoạn (a) van cấp gas liên tục (b) 48 Hình 3.8: So sánh biến thiên hệ số tương đương theo tốc độ trục khuỷu 49 Hình 3.9: Biến thiên hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu làm giàu LPG 51 Hình 3.10: So sánh hệ số tương đương tốc độ động thay đổi 52 Hình 3.11: Biến thiên hệ số tương đương hỗn hợp xy lanh phun BiogasLPG hòa trộn trước 54 Hình 3.12: Khơng gian xylanh buồng cháy 55 Hình 3.13: Áp suất buồng cháy thay đổi thành phần LPG 60 Hình 3.14: Đồ thị công thay đổi thành phần LPG 60 Hình 3.15: Ảnh hưởng hệ số tương đương đến áp suất buồng cháy .61 Hình 3.16: Ảnh hưởng hệ số tương đương đến đồ thị công 61 Hình 3.17: Biến thiên nhiệt độ cháy thay đổi hệ số tương đương số 2000rpm 63 Hình 3.18: Biến thiên nhiệt độ cháy thay đổi hệ số tương đương số 4000rpm 63 Hình 3.19: Diễn biến đường cong nhiệt độ thay đổi góc đánh lửa sớm 64 Hình 3.20: Diễn biến đường cong nhiệt độ thay đổi tốc độ động 64 Hình 3.21: Diễn biến nồng độ nhiên liệu CH4 trình cháy 65 Hình 3.22: Diễn biến nồng độ nhiên liệu C4H10 trình cháy 65 Hình 3.23: Ảnh hưởng tốc độ động đến biến thiên nồng độ CH4 .66 Hình 3.24: Hàm lượng LPG ảnh hưởng đến tốc độ tiêu hao nhiêu liệu 67 Hình 4.1: Hình dạng, kết cấu hịa trộn van tiết lưu .68 Họng venturi; Thân; Vít điều chỉnh 68 Hình 4.2 Van điện từ vị trí lắp đặt 69 Hình 4.3: Kết cấu van điện từ .69 Hình 4.4: Van tổ hợp cung cấp Biogas-LPG cho động DA465QE 70 Hình 4.5 : Kết cấu van ngắt ga tự động kiểu khí 71 Hình 4.6 : Sơ đồ lắp đặt phụ kiện cung cấp Biogas-LPG cho động DA465QE .72 Hình 4.7: Kết cấu bình chứa Biogas 73 Hình 4.8 Bình chứa Biogas 73 Hình 4.9: Hệ thống nén Biogas vào bình chứa 74 Hình 4.10 Băng thử APA 204/8 75 Hình 4.11: Sơ đồ bố trí phịng thí nghiệm động .76 ... oOo VÕ NHƯ TÙNG NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DA465QE SỬ DỤNG BIOGAS- LPG Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số : 85.20.11.6 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN... ứng nhà kính sử dụng nhiên liệu tái tạo thay cho nhiên liệu hóa thạch Đây vấn đề mang tính thời nghiên cứu rộng rãi giới Đề tài tập trung ? ?Nghiên cứu tính động DA465QE sử dụng Biogas- LPG? ?? Đề tài... đề tài hồn thiện Trân trọng! TĨM TẮT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG ĐỘNG CƠ DA465QE SỬ DỤNG BIOGAS- LPG Học viên:Võ Như Tùng, Chuyên ngành: Kỹ thuật khí động lực Mã số: 8520116, Khóa: K35, Trường