Đồ án chuyển đổi động cơ sử dụng xăng sang dùng nhiên liệu LPG

LÅÌI NỌI ÂÁƯU Nhỉỵng nàm gáưn âáy, loi ngỉåìi trãn trại âáút ca chụng ta â phi chëu nhiãưu tai thiãn nhiãn gáy ra: l lủt, bo giọ, hản hạn, chạy rỉìng, cạc bãûnh dëch Hàịng nàm ngỉåìi â thi vo mäi trỉåìng hng triãûu cháút thi cạc loải, lm ä nhiãùm ngưn nỉåïc, ä nhiãùm ngưn âáút âai, v âàûc biãût l cạc cháút thi khê lm ä nhiãùm ngưn khäng khê, lm thng táưng Äzän, gáy hiãûu ỉïng nh kênh Trong nhỉỵng nàm gáưn âáy, säú lỉåüng âäüng cå hiãûn âải sỉí dủng âäüng cå xàng nháûp vo nỉåïc ta ngy cng nhiãưu Cạc kiãøu ä tä ny âãưu â âỉåüc ci tiãún theo xu hỉåïng tàng cäng sút, täúc âäü, gim sút tiãu hao nhión lióỷu, õióỷn tổớ hoùa quaù trỗnh õióửu khióứn v âàûc biãût â ạp dủng mi biãûn phạp, thnh tỉûu khoa hc, cäng nghãû thäng tin, cho phẹp cạc nhaỡ khoa hoỹc nghión cổùu sỏu hồn quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ, nhũm hoaỡn thióỷn quaù trỗnh chaùy, tàng cäng suáút âäüng cå, tiãút kiãûm nhiãn liãûu vaì gim âãún mỉïc täúi thiãøu cạc cháút âäüc hải cọ khê x âäüng cå Nhỉng cho âãún, cáu tr låìi cho váún âãư nãu trãn váùn chỉa lm tha mn cạc nh bo vãû mäi trỉåìng Näưng âäü cạc cháút cọ khê x âäüng cå váùn cn cao so våïi mong âåüi ca cạc nh khoa hc Mäüt xu hỉåïng hiãûn nay, l nghiãn cỉïu thay thãú sỉí dủng nhiãn liãûu truưn thäúng: xàng , dáưu Diesel, bàịng cạc loải nhiãn liãûu “sảch” cho cạc loải âäüng cå nhỉ: Nàng lỉåüng màût tråìi, khê thiãn nhiãn, khê dáưu m họa lng, nàng lỉåüng âiãûn Trang Hiãûn nay, nỉåïc ta â phạt hiãûn nhiãưu dáưu m v cäng nghiãûp khai thạc, chãú biãún dáưu m â phạt triãøn nãn lỉåüng nhiãn liãûu khê dáưu m họa lng l ráút låïn Nhỉng thåìi gian qua sỉí dủng sinh hoảt l chênh Thỉûc tãú cạc gii phaùp kyợ thuỏỷt caới thióỷn quaù trỗnh chaùy vaỡ tng cỉåìng xỉí l trãn âỉåìng x chỉa â âãø lm gim mäüt cạch triãût âãø näưng âäü cạc cháút ä nhiãùm khê x âäüng cå âäút Sỉí dủng ngưn nàng lỉåüng khäng truưn thäúng âãø chảy âäüng cå â gọp pháưn lm âa dảng họa ngưn nàng lỉåüng, v âiãưu quan trng l gọp pháưn âạng kãø vo viãûc gii quút váún âãư ä nhiãùm mäi trỉåìng âäüng cå âäút gáy Hiãûn coï hai phỉång ạn sỉí dủng khê dáưu m hoạ lng (LPG) âäüng cå âäút trong: + Phỉång ạn thỉï nháút : Ci thiãûn âäüng cå ngun thy sang sỉí dủng nhiãn liãûu LPG Âäüng cå xàng ngun thu âỉåüc làõp âàût thãm hãû thäúng cung cáúp nhiãn liãûu âàûc biãût âãø lm viãûc våïi nhiãn liãûu LPG Âáy l phỉång aïn maì caïc nhaì khoa hoüc Viãût Nam quan tám vỗ noù phuỡ hồỹp vồùi hoaỡn caớnh nổồùc ta + Phỉång ạn thỉï hai: Thiãút kã,ú chãú tảo måïi âäüng cå âạnh lỉía cỉåỵng bỉïc sỉí dủng nhiãn liãûu LPG Viãûc nghiãn cỉïu bàịng thỉûc nghiãûm chuøn âäøi âäüng cå sỉí dủng nhiãn liãûu xàng sang dng nhiãn liãûu khê dáưu m họa lng (LPG) Tảo âiãưu kiãûn thûn låüi cho viãûc ỉïng dủng, triãøn khai nhàịm chuøn âäøi cạc âäüng cå hiãûn â quạ c, gáy ä nhiãùm, âiãưu ny hon ton ph håüp våïi u cáưu gim thiãøu ä nhiãùm mäi trỉåìng phỉång tiãûn giao thäng gáy Âàûc biãût ph håüp våïi âiãưu kiãûn nỉåïc ta hiãûn Trang nay, cọ quạ nhiãưu âäüng cå c hãû thäúng nhiãn liãûu sỉí dủng Cacburator khäng tho mn váún âãư ä nhiãùm Âäưng thåìi viãûc chuøn âäøi ny s gọp pháưn gim thiãøu cạc cháút âäüc hải khê x âäüng cå Âäư ạn täút nghiãûp ca em chn âäúi tỉåüng âäüng cå VAZ-2101 sỉí dủng nhiãn liãûu xàng, våïi hãû thäúng nhiãn liãûu sỉí dủng Cacburator, âãø chuøn âäøi sang sỉí dủng nhiãn liãûu khê dáưu m hoạ lng (LPG) Âãø gii quút nhỉỵng váún âãư nãu trãn, âäư ạn táûp trung nghiãn cỉïu cạc pháưn låïn sau: + Täøng quan vãư nhiãn liãûu xàng v LPG + Kho sạt mäüt säú ä tä du lëch chäù ngäưi âãø chn loải xe chuøn âäøi + Kho sạt cạc hãû thäúng nhiãn liãûu sỉí dủng LPG cọ trãn thë trỉåìng + Tênh toạn nhiãût cho âäüng cå VAZ-2101 + Tiïnh toaïn, thiãút kãú, làõp âàût hãû thäúng nhiãn liãûu LPG trãn ä tä VAZ-2101 + Kãút lûn v hỉåïng phạt triãín ca âãư ti Sau thåìi gian 15 tưn, våïi sỉû näø lỉûc ca bn thán vaỡ sổỷ giuùp õồợ tỏỷn tỗnh cuớa thỏửy cọ giaùo bäü män ,bản b , qu cäng ty, âãư taỡi õaợ hoaỡn thaỡnh Tuy nhión, thồỡi gian, trỗnh âäü cng kinh nghiãûm thỉûc tãú cn hản chãú, chàõc hàón âãư ti cn nhiãưu thiãúu sọt v chỉa âạp ỉïng âáưy â khoa hc ca âãư ti Kênh mong qu tháưy cä giạo giụp âåỵ v gọp âãø âãư ti ngy cng hon thiãûn hån Sau cng, em xin chán thnh cm ån tháưy cä giạo bäü män ,cạc tháưy xỉåíng âäüng lỉûc, âàûc biãût l tháưy giạo hỉåïng dáùn TS Dỉång Viãût Dng õaợ tỏỷn tỗnh hổồùng dỏựn em suọỳt quaù trỗnh lm âäư ạn Trang  Nàơng, Ngy thạng nàm 2003 Sinh viãn thỉûc hiãûn Tráưn Thanh Tng TÄØNG QUAN VÃÖ NHIÃN LIÃÛU 1.1 NHIÃN LIÃÛU XÀNG Xàng l häùn håüp ca cạc Hydrocacbon, ch úu l C 5÷ C10 , C11 , cọ nhiãût âäü säi dỉåïi 180 C Ngoi ra, xàng cn cọ chỉïa mäüt lỉåüng nh tảp cháút Lỉu hunh, Nitå v Oxy Cạc cháút chỉïa Lỉu hunh åí dảng tảp cháút khäng bãưn Mercaptan(RSH) Cạc cháút chỉïa Nitå ch úu åí dảng Pyridin, cn cạc cháút chỉïa Oxy ráút êt, thỉåìng åí dảng Phenol v âäưng âàóng (C6H5OH) Cháút lỉåüng ca xàng Ätä âỉåüc âạnh giạ bàịng cạc chè tiãu: Tênh chäúng kêch näø, hoạ håi, nhiãût trë, hm lỉåüng tảp cháút, hm lỉåüng nhỉûa, âäü äøn âënh Oxy hoạ, chäúng âọng bàng, chäúng àn mn 1.1.1.Tênh chäúng kờch nọứ Quaù trỗnh chaùy cuớa õọỹng cồ xng laỡ quaù trỗnh chaùy cổồợng bổùc, dióựn rỏỳt nhanh nhổng khäng xy tỉïc khàõc ton thãø xylanh, m bàõt âáưu chạy tỉì Bugi sau âọ lan Trang truưn dáưn theo màût cáưu lỉía Täúc âäü lan truyóửn thổồỡng tổỡ (15 ữ 40) m/s óứ quaù trỗnh chạy äøn âënh tảo ạp sút håi âỉåüc tàng âãưu âàûn, pháưn håi xàng bãn ngoi cáưu lỉía u cáưu chè âỉåüc bàõt chạy màût cáưu lỉía lan truưn âãún Trong trỉåìng håüp màût cáưu lỉía chỉa lan truưn tåïi, pháưn xàng cn lải â tỉû bäúc chạy nh hỉåíng ca mûi than, nhiãût âäü cao v aïp suáút xy lanh, toaìn bäü håi xàng xy lanh s tỉû bäúc chạy tỉïc khàõc våïi täúc âäü lan truưn ráút nhanh cọ lãn âãún 300m/s Kãút qu l ạp sút xy lanh tàng vt mäüt cạch âäüt ngäüt tảo sọng kêch näø, biãøu hiãûn bàịng tiãúng g kim loải, tiãúng va âáûp âäüng cå Hiãûn tỉåüng ny gi l chạy kêch näø Trong trỉåìng håüp âọ cäng sút âäüng cå khäng thãø âảt täúi âa, âọ lỉåüng tiãu hao nhiãn liãûu lải tàng, nhiãût âäü tàng quạ mỉïc Do âọ, u cáưu xàng dng cho âäüng cå xàng l phi cọ chäúng kêch näø cao, âáy l u cáưu ch úu v quan trng nháút âäúi våïi xàng • Khại niãûm vãư chäúng kêch näø: Mäüt cạc úu täú nh hỉåíng âãún sỉû xút hiãûn kêch näø l cháút ca nhiãn liãûu, thãø hiãûn åí kh nng hỗnh thaỡnh nhổợng phỏửn tổớ hoaỷt tờnh õióửu kiãûn ạp sút v nhiãût âäü nháút âënh Tênh chäúng kêch näø ca nhiãn liãûu cọ thãø âënh lỉåüng bàịng cạc âải lỉåüng sau: - Trë säú Octan : L mäüt âải lỉåüng qui ỉåïc dng âãø âàûc trỉng cho kh nàng chäúng kêch näø ca ca nhiãn liãûu, âỉåüc âo bàịng pháưn tràm thãø têch ca Izo-octan âỉåüc qui ỉåïc bàịng 100 Hiãûn nay, säú Octan l âải lỉåüng âạnh giạ phäø biãún nháút åí cạc nỉåïc Säú Octan caỡng cao thỗ xng coù tờnh Trang chọỳng kờch näø cng låïn Säú Octan âỉåüc xạc âëng bàịng viãûc kiãøm tra bàịng cạc âäüng cå åí phng thê nghiãûm Cạc phỉång ạn xạc âënh sau: + Theo RON : Säú vng quay ca mä tå thỉí nghiãûm 600 v/ph + Theo MON : Säú vng quay ca mä tå thỉí nghiãûm 900 v/ph Våïi cng mäüt loải xàng, trë säú MON bao giåì cng nh hån RON Sỉû chãnh lãûch giỉỵa MON v RON âỉåüc gi l âäü nhảy ca nhiãn liãûu (Fuel Sensitivity - Sr) Sr caỡng nhoớ thỗ tờnh ọứn õởnh vóử khaớ nng chọỳng kêch näø cng cao thäng thỉåìng Sr=8 ÷ 10 âån vë Khi lm viãûc cạc chãú âäü thay âäøi khaùc Vỗ vỏỷy Izo-parafin coù nhióửu ổu õióứm hồn cạc Olefin v Hydrocacbon thåm Sau âáy l bng so sạnh trë säú Octan ca mäüt säú Hydrocacbon khạc nhau: Bng 1.1.Trë säú Octan ca mäüt säú Hydrocacbon khạc Hydrocacbon Trë säú Octan Theo phỉång Theo phạp Âäü chãnh phỉång lãûch nghiãn phạp mä tå cỉïu (RON) (RON) Cạc parafin + Propan 105,7 100 5,7 + n-butan 93,6 90,1 3,5 + Izo-butan >100 99 - Trang + n-pentan 61,9 61,9 + Izo-pentan Caïc Olefin 93,3 90,3 2,0 + Propylen 101,4 84,9 16,5 + Buten-2 99,6 86,5 13,1 + Penten-1 90,9 77,1 13,8 + Hexen-1 Caïc Naphtalen 76,4 63,4 13,0 + Xyclopentan 100 85 15 + Xyclohexan 83 78,6 4,4 + Metyl xyclohexan 74,8 71 3,8 + Etyl xyclohexan CaïcHydrocacbon 46,5 40,8 5,7 thåm 113 111,6 1,4 + Benzen 115 102,1 12,9 + Toluen >100 100 - + O-xylen >100 >100 - + m-xylen >100 >100 - + p-xylen 108 99,3 8,7 + Izo-propylbenzen - Yãu cáöu vãö säú Octan ca xàng Ätä: Säú Octan u cáưu phi âm bo cho âäüng cå khäng bë kêch näø, phủ thüc vo hng loảt úu täú nhỉ: T säú nẹn ca âäüng cå, âỉåìng kênh xylanh, váût liãûu chãú tảo piston, nàõp quilap, phỉång phạp v chãú âäü lm maùt õọỹng cồ Trong caùc yóỳu tọỳ trón thỗ t nẹn l úu täú cọ nghéa quút âënh nháút Viãûc thiãút kãú âäüng cå v t säú nẹn âënh r chè sä úOctan u cáưu Tuy nhiãn u cáưu ny thay âäøi theo Trang thåìi tiãút, cạc âiãưu kiãûn váûn hnh v âiãưu kiãûn vãư cạc hãû thäúng ca âäüng cå Thê dủ : Cạc cháút kãút ta nåi bưng âäút lm gim thãø têch cn lải, chụng cng lm tàng cạc u cáưu vãư trë säú Octan v kh nàng chäúng kêch näø Tênh nàng lm mạt bë gim, hãû thäúng nhiãn liãûu hồûc cạc trủc tràûc viãûc âạnh lỉía cọ thãø lm thay âäøi cạc u cáưu vãư trë säú Octan u cáưu vãư trë säú Octan s tháúp hån nãúu khäng âi hi sỉû tàng täúc nhanh chọng v sỉû hoảt âäüng ca cạnh bỉåïm ga måí räüng åí täúc âäü cao (Bng 1.2 trỗnh baỡy hai õióửu kióỷn õóứ õo trở sọỳ Octan ) • Biãûn phạp náng cao chäúng kêch näø cuía xàng: Âãø náng cao chäúng kêch näø ca xàng cọ thãø phán thnh hai nhọm sau : Thay âäøi cäng nghãû chãú biãún dáưu m v sỉí dủng cháút phủ gia • Cäng nghãû chãú biãún dỏửu moớ: Quaù trỗnh chóỳ bióỳn sỏu hồn caùc phỏn âoản dáưu thä : Cràcking, Reforming, Isomer họa s thu âỉåüc xàng cọ tãn gi tỉång ỉïng : Xàng Cràcking nhiãût, Reformerata, Alkylate coï chäúng kêch näø cao hån xàng chỉng cáút trỉûc tiãúp Bng 1.2 Cạc âiãưu kiãûn âãø âo trë säú Octan Cạc thäng säú ca Phỉång phạp nghiãn Phỉång phạp mä tå phng thê nghiãûm Säú vng quay ca cỉïu (RON) 600 ± (MON) 900 ± 52 ± 50 ± _ 149 ± âäüng cå nghiãûm (v/p) Nhiãût âäü thỉí sáúy nọng khäng khê, 0C Nhiãût âäü häùn håüp nhiãn liãûu Trang khäng khê, 0C Goïc âạnh lỉía såïm âäü Nhiãût lng âäü lm 13 Âiãưu chènh tỉû 100 ± âäüng tỉì 15 ÷ 26 100 ± 3,5 ÷ 7,0 3,5 ÷ 7,0 cháút mạt xy lanh, 0C Âäü áøm tuût âäúi ca khäng khê dáùn vaìo âäüng cå, gH2O/1.kgk2khä - Cràcking nhiãût laì quaù trỗnh phỏn huớy dổồùi taùc duỷng cuớa nhióỷt, thổỷc hiãûn åí nhiãût âäü khong (470 ÷ 540)0C, ạp sút khoaớng (20 ữ 70) at Muỷc tióu cuớa quaù trỗnh nhàịm thu häưi xàng tỉì pháưn nàûng Âáy l mäüt quaù trỗnh coù thóứ sổớ duỷng tổỡ phỏửn Gasoil õóỳn càûn nàûng ca dáưu, phäø biãún hay sỉí dủng l càûn mazụt Sn pháøm thu âỉåüc bao gäưm khê chỉïa nhiãưu Olefin v xàng Thê dủ : Xàng Cràcking nhiãût cọ thnh pháưn khạc våïi xàng chỉng cáút trỉûc tiãúp theo bng 1.3 Bng 1.3 Thnh pháưn ca mäüt säú loải xàng (% trng lỉåüng ) Loải xàng Xàng chỉng cáút trỉûc tiãúp Xàng Cràcking tỉì Mazụt Xàng Cràcking Olefin Aren 12 Naphten 26 Parafin 62 nhiãût 25 ÷ 35 12 ÷ 17 5÷ 40 ÷ 45 tỉì 40 ÷ 45 18 ÷ 20 15 ÷ 20 20 ÷ 25 Gasoil Xàng Reforming nhiãût 19 ÷ 20 14 ÷ 16 27 ÷ 32 33 ÷ 37 Tỉì bng trãn ta cọ thãø tháúy ràịng, xàng chỉng cáút trỉûc tiãúp, hm lỉåüng Parafin l ch úu, cn xàng Trang Cràcking nhiãût cọ nhiãưu Olefin Do váûy, xàng Cràcking nhiãût cọ trë säú Octan cao hån (60 ÷ 80) so våïi xàng chỉng cáút trỉûc tiãúp (30 ÷ 60) Tuy nhiãn, trë säú Octan cuía xàng Cràcking nhiãût váùn chỉa âm bo u cáưu cháút lỉåüng ca xàng thäng dủng ( xàng thäng dủng phi cọ trë säú Octan bàịng hồûc låïn hån 70) Hm lỉåüng lỉu hunh xàng Cràcking nhiãût dao âäüng khong (0,5 ÷ 1,2)% cao gáúp láưn cho phẹp âäúi våïi xàng ätä Nọi chung xàng Cràcking chỉa âm bo cháút lỉåüng sỉí dủng cho âäüng cå xàng, thỉåìng phi xỉí l lm sảch bàịng Hydro hồûc cho qua Reforming xục tạc âãø nháûn âỉåüc xàng cọ âäü äøn âënh v trë säú Octan cao • Cháút phủ gia: - Phủ gia chỗ: óứ nỏng cao tờnh chọỳng kờch nọứ cuớa xng, sn xút thỉåìng pha thãm phủ gia chäúng kêch nọứ Nhổợng chỏỳt thổồỡng duỡng phọứ bióỳn laỡ nổồùc chỗ(laỡ họựn hồỹp gọửm Tetrametyl chỗ (TML): Tetraetyl chỗ (TEL) - Tetraetyl chỗ coù cọng thổùc hoaù hoỹc laỡ (C 2H5)4Pb l cháút lng dảng dáưu, khäng mu, dãù bay håi, dãù bàõt chạy, âỉåüc phạt hiãûn l cháút chäúng kêch näø täút cọ hiãûu qu cho xàng ätä, cå chãú chọỳng kờch nọứ cuớa noù coù taùc duỷng kỗm haợm phn ỉïng tiãưn ngn lỉía v âọ lm cháûm quaù trỗnh hỗnh thaỡnh caùc trung tỏm tổỷ bọỳc chaùy - Tetrametyl chỗ coù cọng thổùc hoaù hoỹc laỡ (CH 3)4Pb âỉåüc âỉa vo sỉí dủng nàm 1960, cọ xu hỉåïng bay håi cng pháưn nhẻ ca xàng Cháút ny cng cọ tạc dủng TEL Cå chãú dng phủ gia chỗ nhổ sau: Phỏn huớy TML õọỹng cồ Pb(CH3)4 t0 Trang 10 Pb + 4CH3 - Khi thaí Gas bỉåïm ga âọng lải, van tiãút lỉu cng tỉû âäüng âọng lải nhåì l xo häưi vë 7, l xo ny cọ âäü cỉïng vỉìa phi, khäng úu quạ cọ thãø tr trỉåüt tråí vãư bỉåïm ga giaớm, khọng gỏy keỷt vỗ coù thóứ nguy hióứm, õọỹng cå lục ny lm viãûc ngoi mún ca ngỉåìi õióửu khióứn, khọng cổùng quaù laỡm quaù trỗnh õióửu khióứn nàûng Phỉång ạn 2: Hỗnh7.14 Kóỳt cỏỳu van tióỳt lổu õỏửu chäút dảng cän - Kãút cáúu v ngun l tỉång tỉû phỉång ạn 1, chè khạc l phỉång ạn naỡy õỏửu trổồỹt daỷng hỗnh cọn Daỷng naỡy cho phẹp cung cáúp nhiãn liãûu cọ âỉåìng cong dảng phi tuún ph håüp våïi âỉåìng âàûc nhiãn liãûu ca âäüng cå Phỉång ạn 3: v Kãút 10 Hỗnh 7.15 Kóỳt cáúu van tiãút lỉu âáưu chäút dảng trủ hai âỉåìng 1.Vêt âiãưu chènh trỉåüt; 2.Vêt âiãưu chènh khäng ti; 3.Âỉåìng LPG 1; Âỉåìng LPG 2; 5.Con trỉåüt; 6.Thán van tiãút lỉu; 7.Läù vo LPG; 8.L xo häưi vë; 9.ÄÚc chàûn âi van tiãút lỉu; 10.Nàõp chàûn phåït laìm kênh Trang 91 cáúu nguyãn lyï cọ pháưn khạc so våïi phỉång ạn 1, loải ny cọ hai âỉåìng ra, âỉåìng thỉï nháút lm viãûc bỉåïm ga måí tỉì (0÷ 50)% bỉåïm ga, âäüng cå lm viãûc åí >50% ti läù thỉï hai bàõt âáưu måí, lục ny läù 1,2 lm viãûc cng mäüt lục Âm bo váûn täúc vo v van tiãút lỉu âỉåüc äøn âënh Phỉång ạn 4: h 7.16 10 Hỗn Kãút cáúu van tiãút lỉu âáưu chäút dảng cän hai âỉåìng - Ngun l v kãút cáúu tỉång tỉû phỉång ạn chè khạc l âáưu trỉåüt dảng cän Dảng ny cọ ỉu âiãøm hån cạc phỉång ạn trãn vỉìa âm bo âỉåüc váûn täúc dng LPG vo, v cho âỉåìng cung cáúp nhiãn liãûu dảng phi tuún Phỉång ạn 5: 10 Hỗnh 7.17 Kóỳt cỏỳu van tióỳt lổu âáưu chäút dảng cọ thãm mảch phủ 1.Âỉåìng LPG thỉï nháút; Âỉåìng LPG thỉï nháút; 3.Mảch lm âáûm; 4.Thán van;5.Läù tiãút lỉu tàng täúc;6.Âỉåìng mảch tàng täúc;7.Âãú l xo häưi vë v läù tiãút lỉu tàng täúc;8.Vêt âiãưu chènh mảch tàng täúc;9.L xo vêt Trang 92 - Qua phỉång ạn ta tháúy ràịng van tiãút lỉu â cọ thãø lm viãûc âỉåüc.Nhỉng âãø täúi ỉu hån, ta thiãút kãú thãm mäüt säú mảch phuû âãø cung cáúp thãm nhiãn liãûu cho âäüng cå âäüng cå lm viãûc åí chãú âäü ti låïn vaỡ tng tọỳc Phổồng aùn 6: 11 Hỗnh 7.18 Kóỳt cáúu van tiãút lỉu âáưu chäút dảng cọ phuû 10 thãm mảch 1.Âỉåìng LPG thỉï nháút; Âỉåìng LPG thỉï nháút; 3.Mảch lm âáûm; 4.Thán van; 5.Läù tiãút lỉu tàng täúc; 6.Âỉåìng mảch tàng täúc; 7.Âãú l xo häưi vë v läù tiãút lỉu tàng täúc; 8.Vêt âiãưu chènh mảch tàng täúc; 9.Van mäüt chiãưu; 10.Phåït lm kênh; 11.Âỉåìng cáúp - Cạc kho sạt vãư nhiãn liãûu åí cạc mủc trãn cho ta tháúy nhiãn liãûu khê LPG nàûng hån khäng khê (1,5÷ 2) láưn, nãn quaù trỗnh laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ coù sổỷ cháûm trãù nhiãn liãûu, lm cho lỉåüng nhiãn liãûu cung cáúp cho âäüng cå thỉûc tãú nh hån lỉåüng nhiãn liãûu toạn.Tỉì âọ âäüng cå lm Trang 93 viãûc khäng äøn âënh åí chãú âäü ti låïn v giai âoản tàng täúc - Ngun l lm liãûc tỉång tỉû phỉång ạn 4, âiãưu khạc l cọ thãm hai mảch phủ + Mảch lm âáûm: Khi âäüng cå lm viãûc åí 80% ti, mäüt lỉåüng nhiãn liãûu âỉåüc cung cáúp thãm âi qua mảch lm âáûm v läù chênh 1,2 + Mảch tàng täúc: Khi kẹo ga tỉì tỉì nhiãn lãûu tiãút lỉu qua läù 5, van khäng måí, tàng täúc âäüt ngäüt khê LPG khäng këp tiãút lỉu qua läù tảo mäüt ạp lỉûc måí van mäüt chiãưu cung cáúp thãm cho âäüng cå mäüt læåüng nhiãn liãûu âãø häùn håüp nhiãn liãûu khäng khê âỉåüc âáûm hån Qua cạc phỉång ạn trãn ta tháúy mäùi loải cọ ỉu nhỉåüc âiãøm sau: Loaỷi chọỳt ã ặu õióứm Truỷ Cọn - ồn giaớn, dãù chãú tảo, - Tảo âỉåüc âỉåìng cung toạn thiãút kãú cáúp dảng phi tuún, tha mn âỉåüc u cáưu cung • Nhỉåüc - Khäng tảo âỉåüc cáúp nhiãn liãûu âiãøm âỉåìng cung cáúp dảng - Kãút cáúu cọ pháưn phỉïc phi tuún, loải ny tảp, khọ toạn, thiãút âỉåìng cung cáúp kãú thỉåìng l âỉåìng thàóng Säú lọự Mọỹt lọự Trang 94 Hai lọự ã ặu âiãøm - Âån gin, dãù chãú tảo - Váûn täúc vo, van Bypass háưu êt thay âäøi, âäüng cå lm viãûc • Nhỉåüc - Váûn täúc vo, van äøn âënh âiãøm Bypass thay âäøi, âäüng - Kãút cáúu phỉïc tảp, âi cå lm viãûc khäng äøn hi toạn, chãú tảo âënh åí giai âoản thay chênh xạc läù so våïi läù âäøi täúc âäü Cọ mảch phủ vo Khäng cọ mảch phủ Van cọ mảch phuỷ ã ặu õióứm - ồn giaớn, dóự chóỳ taỷo - Âaím baío cung cáúp nhiãn liãûu håüp lyï åí cạc chãú âäü lm viãûc ca âäüng • Nhỉåüc - Khäng âm bo cung cå, âäüng cå lm viãûc äøn âiãøm cáúp nhiãn liãûu cho âënh âäüng cå tàng täúc v - Kãút cáúu phỉïc tảp, khọ chãú âäü ti låïn chãú tảo, âi hi âäü chênh xạc cao • Nháûn xẹt: Qua mäüt säú ỉu nhỉåüc âiãøm phán têch trãn, ta chn phỉång ạn âãø toạn thióỳt kóỳ Vỗ coù thóứ cung cỏỳp nhión lióỷu hồỹp l cho âäüng cå lm viãûc åí mi chãú âäü õổồỹc ọứn õởnh, khừc phuỷc õổồỹc tỗnh traỷng nhión lióỷu trãù so våïi khäng khê 7.3.3.Tênh toạn van tiãút lỉu Nhỉ toạn åí pháưn toạn nhiãût ta xạc âënh âæåüc suáút tiãu hao nhiãn liãûu ge= 4,6117 [m 3/h] vaỡ lọự phun LPG Dp = 4mm Vỗ vỏỷy âãø âm bo lỉåüng LPG cung cáúp cho âäüng cå åí säú vng quay n = 5600 [Vg/ph], ta chn täúc âäü LPG åí Trang 95 cỉía vo van tiãút lỉu bàịng täúc âäü åí läù phun hng Venturi ωa = 121,8 m/s 7.3.3.1.Tênh toạn tiãút diãûn läù vo van tiãút lỉu Theo [5] trang 117, phỉång phạp gim dáưn täúc âäü âæa cäng thæïc sau: F= L ,[m2] ωa (7.13) Trong âọ : L - Lỉu lỉåüng khê LPG [m3/s] , åí âáy L = ge = 4,6117 [m3/h] ωa - Täúc âäü LPG, ωa = 121,8[m/s] F= 4,6118 = 0,00001051 [m2] 121 ,8.3600 F = 10,51 [mm2] Màût khaïc : F = Suy : Dlv = π D 4.10,51 = 3,66[mm] 3,14 Khi thiãút kãú em chn âỉåìng kênh läù vo van tiãút lỉu l 4[mm] 7.3.3.2 Tênh toạn chäút van tiãút lỉu Âãø âm bo lỉu lỉång qua van êt bë täøn tháút v cáúp â lỉåüng LPG cáưn thiãút , ta chn âỉåìng kênh chäút van Dc = 8mm Van tiãút lỉu cọ quan hãû trỉûc tiãúp våïi bỉåïm ga nãn âãø âỉåìng âàût cung cáúp nhiãn liãûu âi theo mäüt âỉåìng phi tuún, ta chn chäút cọ vạt cän tải läù vo LPG, nhàịm Trang 96 thûn tiãûn cho viãûc âiãưu chènh lỉåüng LPG âi qua van theo âäü måí bỉåïm ga • Tênh toạn màût cän chäút van tiãút lổu: A B A B Hỗnh 7.19 Mỷt cừt mỷt cọn van tióỳt lổu Phổồng trỗnh Becnuli cho mỷt càõt AA vaì BB: Theo taìi liãûu [5] trang 97 Z1 + P1 v2 P α v2 + α 1 = Z2 + + 2 + hw γ 2.g γ 2.g (7.14) Trong âoï: Hw- Täøn tháút nàng lỉåüng ca mäüt âån vë trng lỉåüng di chuyóứn giổợa hai mỷt cừt V1- Tọỳc õọỹ trung bỗnh tải màût càõt A-A van tiãút lỉu V2- Täúc âäü trung bỗnh taỷi mỷt cừt B-B van tióỳt lổu P1- p sút tải cỉía vo van tiãút lỉu P2- p sút tai âáưu âi qua van tiãút lỉu Z1,2- Chiãưu cao cäüt ạp so våïi màût chøn α1,2-Trë säú ca hãû säú sỉía chỉỵa phán bäú âäüng nàng taỷi hai mỷt cừt Tổỡ phổồng trỗnh trón ta coi nhæ: Z1 = Z2, v1 = v2, α1 = α2 Phổồng trỗnh (7.14) trồớ thaỡnh: Trang 97 P v2 = γ 2.g (7.15) Màût khạc ta cọ : Q = v.AX (7.16) Tỉì (7.15) v (7.16), suy : Q 2.g.∆P γ ξ AX = (7.17) Trong âoï : AX - Tiãút diãûn chy qua tiãút lỉu ξ - Hãû säú täøn tháút tiãút lỉu phủ thüc vo tiãút diãûn choün thiãút kãú Theo taìi liãûu [5] trang 401, bng 10.76 Chn φ= 14o ,tra âỉåüc ξ = 2,5 γ - Khäúi lỉåüng riãng ca LPG, γ = 2,234 [Kg/m3] ∆P -Chãnh lãûch ạp sút trỉåïc v sau tiãút læu Pâ = 0,602.V22 = 0,602.121,82 = 8930,81 [Pa] Ta coï : ∆P =ξ Pâ =2,5.8930,81 = 22327 [Pa] g = 9,81[m/s2] - Gia täúc trng trỉåìng Tỉì cạc säú liãûu trãn ta suy : 4,612 AX = 2.9,81.0,0393 105 3600 2,234.2,5 = 0,00001091 [m2] AX = 10,91 [mm2] Nhỉ váûy so våïi tiãút diãûn cỉía vo van tiãút læu F=10,51[mm2], tiãút diãûn læu thäng qua chäút van, Ax= 10,91[mm2] laỡ hồỹp lyù Vỗ noù õaớm baớo lổu lỉåüng cáưn thiãút cho âäüng cå Nãn thiãút kãú van ta choün màût cän chäút laì φ=14o Trang 98 • Chiãưu di âáưu cän chäút: h φ r Chn r =3[mm], ta coï: sinφ= 4− 1,5 h (7.18) Våïi φ=140 , Thãú vo cäng thỉïc 7.18 ta âỉåüc h=8,9[mm] - Tiãút diãûn läù vo van tiãút lỉu cọ âỉåìng kênh D=4[mm], âáưu van tiãút lỉu cọ hai lä,ù mäùi läù bàịng 1/2 läù vo nãn cọ âỉåìng kênh nhæ sau: F1 +F2 =10,51 π.D2/2 =10,51 Suy ra: D= 10,51.2 =2,6 [mm] 3,14 - ÅÍ chãú âäü bỉåïm ga måí 80%, chäút van tiãút lỉu måí thãm mảch lm âáûm cọ âỉåìng kênh φ=1[mm] Nãn mäùi läù van tiãút lỉu s cọ âỉåìng kênh D=3 [mm] - Mảch lm âáûm âäüng cå lm viãûc åí 80% ti v mảch tàng täúc em chè chn m khäng toaùn Vỗ õọỹng cồ chổa coù õổồỡng õỷc tờnh v cng chỉa âỉåüc chảy thỉí bàịng nhiãn liãûu LPG, Nãn khäng thãø xạc âënh âỉåüc sút tiãu hao nhiãn liãûu dáùn âãún chỉa xạc âënh âỉåüc hãû säú dỉ lỉåüng khäng khê anpha Tỉì âọ lỉåüng cung cáúp thãm chè phng âoạn chỉa biãút chênh xạc l cung cáúp bao nhiãu Âãø mảch lm âáûm cọ thãø lm viãûc õổồỹc ồớ 80% taới thỗ cỏửn tờnh toaùn chờnh xaùc Trang 99 tải âọ mảch lm âáûm phi måí Hnh trỗnh dởch chuyóứn lồùn nhỏỳt cuớa trổồỹt laỡ 5[mm] Nón haỡnh trỗnh dởch chuyóứn mồớ maỷch laỡm õỏỷm laỡ: 80.5 Slâ = 100=4 [mm] • Tênh toạn cå cáúu Gas M8 10 7,76 2 Hỗnh 7.20 Kãút cáúu chi tiãút cå cáúu Gas 1.Âãûm vãnh; 2.Cồ cỏỳu gas óứ õaớm baớo haỡnh trỗnh dởch chuyóứn ca chäút van tiãút lỉu v gọc quay âäü måí bổồùm ga thỗ cỏửn phaới coù thóm cồ cỏỳu trung gian - Qua thỉûc tãú âo âỉåüc gọc quay (âäü måí cỉûc âải ca bỉåïm ga) ϕ=740, hnh trỗnh dởch chuyóứn S cuớa chọỳt van tióỳt lổu laỡ 4[mm] Suy cå cáúu trung gian cọ bạn kênh sau: R=l/α , [mm] Trong âọ : R - Bạn kênh ca cå trung gian α - Gọc quay truỷc bổồùm ga l = s -Haỡnh trỗnh dởch chuyóứn Thay säú vo cäng thỉïc 7.19,ta âỉåüc: Trang 100 (7.19) R= 5.180 =3,88[mm] 3,14.74 Cå cáúu trung gian cọ bạn kênh nh, nãn âỉåüc thiãút kãú, chãú tảo dảng trủ, s rnh åí giỉỵa âãø bàõt dáy ga, âáưu cn lải chãú tảo dảng âai äúc âãø bàõt vo âáưu trủc trủc bỉåïm ga 7.3.3.3 Tênh toạn täøn tháút ạp sút p sút tỉì bäü äøn âënh âãún van tiãút lổu õóỳn hoỹng Venturi luọn coù tọứn thỏỳt vỗ LPG lỉu thäng qua cạc van ba ng v cạc tiãút diãûn thay âäøi Nhỉ â kho sạt åí pháưn trỉåïc vỏỷn tọỳc tng, tióỳt dióỷn lổu thọng giaớm thỗ tọứn thỏỳt aùp suỏỳt caỡng tng Vỗ tióỳt dióỷn lổu thäng åí cỉía vo van tiãút lỉu åí cạc vë trê måí bỉåïm ga thay âäøi ráút phỉïc tảp, nãn ta chn kho sạt åí tiãút diãûn måí (n=5600Vg/ph) cỉûc Gas tổỡbọỹ hoaùhồi õaỷi Hỗnh 7.22 Så âäư toạn täøn tháút hãû thäúng nhiãn liãûu LPG Trang 101 + Täøn tháút ạp sút åí van ba ngaợ 1: Vc Vs V Hỗnh 7.23 Sồ õọửbdoỡng khê qua van ng Ta cọ : ∆P1 = β.Pâ Trong âoï : β - Hãû säú täøn tháút aïp suáút Pâ - Aïp suáút âäüng Tra âæåüc : β = 0,83 æïng våïi Vb = 0,5 Vc Suy : ∆P1 = 0,83.8930,81 = 7412,58 [Pa] + Täøn tháút ạp sút LPG vo van tiãút lỉu: Tỉång tỉû bäü âiãưu chènh giọ dảng cạnh bỉåïm ta choün : θ = 140 , β = 2,5 Suy : ∆P2 = 22327,025 [Pa] + Täøn tháút aïp sút van tiãút lỉu: 2  121,8 V  Pâ = 0,606   = 0,602  = 2232,7 [Pa] 2    Vỗ coù hai lọự nón : Põc = 2.2232,7 = 4465,4 [Pa] Tra baíng 10.28 [5] trang 363 β = 0,42 Suy : ∆P3 = 0,42.4465,4 = 1875,5 [Pa] Trang 102 + Täøn tháút aïp suáút LPG âi qua van ba ng 2: Theo bng 10.47a taìi liãûu [5] trang 384 β = 1,1 ∆P4 = 1,1.8930,81 = 9823,896 [Pa] + Täøn tháút aïp suáút LPG qua van ba ng 3: Theo bng 10.40 ti liãûu [5] trang 375 β = 0,83 ∆P5 = 0,83.8930,81 = 7412,58 [Pa] + Täøn tháút aïp suáút LPG âi vo hng Venturi 4: Theo ti liãûu [5] bng 10.65 trang 397 V0 + V Hỗnh 7.24 Sồ âäư dng khê vo hng Venturi V = , θ = 900, β = 0,95 V0 Suy ∆P6 = 0,95.8930,8 = 8484,27 [Pa] + Täøn tháút aïp suáút täøng cäüng trãn hãû thäúng: Σ∆P = ∆P1 + ∆P2 + ∆P3 + ∆P4 + ∆P5 + ∆P6 = 7412,58 +22327.025 + 1875,5 + 7412,58 + 8484,27 = 47511,995 [Pa] Σ∆P = 0,047512 [MPa] Váûy ta choün aïp suáút cho bäü âiãưu ho ạp sút : P âh = P0 + Σ∆P = 0,1 + 0,047512 Pâh = 0,147512 [MPa] KÃÚT LUÁÛN CHUNG Trang 103 Qua toaïn thiãút kãú trãn, ta tháúy mäüt âiãưu näøi báût l âäüng cå sỉí dủng nhiãn liãûu khê LPG cọ ráút nhiãưu ỉu âiãøm vãư màût bo vãû mäi trỉåìng Näưng âäü cạc cháút ä nhiãùm khê x âäüng cå sỉí duûng nhiãn liãûu LPG ráút tháúp so våïi âäüng cå sỉí dủng nhiãn liãûu xàng trãn cng mäüt loải âäüng cå Nãn âäüng cå làõp hãû thäúng LPG sỉí dủng phỉång tiãûn giao thäng tha mn âỉåüc nhỉỵng tiãu chøn khàõt khe nháút ca cạc nh bo vãû mäi trỉåìng hiãûn Màût khạc cn lm cho âäüng cồ laỡm vióỷc bóửn hồn, vỗ ờt coù chỏỳt gỏy àn mn, tiãút kiãûm nhiãn liãûu hån so våïi sỉí dủng nhiãn liãûu truưn thäúng, âàûc biãût thnh pháưn khê thi ca âäüng cå sỉí dủng nhiãn liãûu LPG hon ton khäng cọ cháút âäüc hải Pb Hiãûn nay, trãn thãú giåïi cå såí táưng phạt triãøn, mäüt säú nỉåïc â nghiãn cỉïu sỉí dủng hai loải nhiãn liãûu khê dng cho âäüng cå, âọ l khê dáưu m họa lng LPG v khê thiãn nhiãn NGV dng cho phỉång tiãûn giao thäng Trong âiãưu kiãûn nỉåïc ta hiãûn nay, tiãưm nàng khê khạ låïn våïi sỉû âåìi ca nh mạy lc dáưu säú 1,2 v mäüt säú nh mạy chãú biãún dáưu m khạc trãn c nỉåïc, âãún nàm 2005 chụng ta â coù thóứ xuỏỳt khỏứu loaỷi nhión lióỷu naỡy Vỗ vỏỷy våïi mäüt thë trỉåìng giạ r v äøn âënh váûy, nãn viãûc sỉí dủng LPG thay thãú dáưn nhiãn liãûu truưn thäúng cọ nghéa ráút thỉûc tãú Qua 15 tưn, viãûc toạn thiãút kãú bäü träün v van Bypass cho âäüng cå VAZ-2101 â hon thnh, nhỉng thåìi gian cọ hản nãn viãûc âi vo chãú tảo v chảy thỉí váùn chỉa âỉåüc thỉûc hiãûn, âáy cng l hản chãú ca âãư ti Xong tỉång lai âãư ti s âỉåüc ạp dủng vo thỉûc Trang 104 tãú Trãn cå såí âọ nghiãn cỉïu sỉí dủng hoaìn toaìn LPG vaì hãû thäúng phun nhiãn liãûu LPG cho cạc loải âäüng cå cåỵ nh TI LIÃÛU THAM KHAÍO A Kolchin and V Demilov Design of Automotive Engines Mir Pulishers Moscow - 1984 Buìi Vàn Ga - Vàn Thë Bäng - Phảm Xn Mai - Tráưn Vàn Nam Tráưn Thanh Hi Tng Ä tä v ä nhiãùm mäi trỉåìng NXB Giạo Dủc nàm 1999 Caltolog: Daihatsu - Ford Cäng ty Gas Petrolimex Nhiãn liãûu häm ngy mai sảch hån Petrolimex Gas Company 775 Gii phọng Street, H Näüi, Viãût Nam Lã Chê Hiãûp K thût âiãưu khäng khê NXB Khoa Hc V K Thût - 1997 Pgs - Ts Âinh Thë Ng Họa hc dáưu m v khê NXB Khoa Hc v K Thût - 2000 Toyota Rvice Training Hãû thäúng phun xàng âiãûn tỉí Táûp 8 Nguùn Táút Tiãún Nguyãn lyï âäüng cå âäút NXB Giaïo Duûc - 2000 Trang 105 ... cå dng LPG phạt ráút êt cạc cháút ä nhiãùm gäúc lỉu hunh v hiãûu qu ca bäü lc xục tạc âỉåüc ci thiãûn 1.3.2.Cạc cháút ca LPG Do thnh pháưn ch úu ca LPG l Propane v Butane nãn cháút ca LPG l cháút... dủng LPG lm nhiãn liãûu cho ätä nhàịm gim ä nhiãùm mäi trỉåìng nhỉ: H Lan, , Säú liãûu trãn chỉa kãø nhỉỵng âäüng cå trãn cạc ätä chun dủng sỉí dủng LPG ( Chàóng hản ätä chảy sán bay, xe náng... hån ạp sút khê tråìi Nhåì âäü chán khäng tải hng, LPG âỉåüc hụt vo âỉåìng nảp Lỉu lỉåüng LPG cung cáúp âỉåüc khäúng chãú båíi bäü Trang 47 pháûn gin nåí v âäü chán khäng åí äúng Venturi Våïi bäü