Nghiên cứu và tính toán hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ k20z2 trên xe ô tô honda civic 2 0 i VTEC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TỐN HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ CNG CHO ĐỘNG CƠ K20Z2 TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG TRẦN SỸ VŨ Đà Nẵng, 2020 TĨM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 xe ô tô Honda Civic 2.0 i-VTEC Sinh viên thực hiện: Trần Sỹ Vũ Số thẻ sinh viên: 103150261 Lớp: 15C4VA Đồ án tốt nghiệp gồm chương sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu khí động đốt giới thiệu động K20Z2 xe ô tô Honda Civic 2.0 i.VTEC Chương 2: Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động lắp tơ Honda Civic i.VTEC Chương 3: Tính tốn nhiệt động Chương 4: Các triệu chứng hư hỏng hệ thống nhiên liệu CNG biện pháp khắc phục Kết luận ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Sỹ Vũ Số thẻ sinh viên: 103150261 Lớp: 15C4VA Khoa: Cơ khí Giao thơng Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Tên đề tài đồ án: Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe ô tô HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Các thông số kỹ thuật phận động K20Z2 xe HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC từ tài liệu nhà sản xuất cung cấp Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan hệ thống nhiên liệu khí động đốt giới thiệu động K20Z2 lắp xe HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC Chương 2: Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC - Chương 3: Tính tốn nhiệt động - Chương 4: Các triệu chứng hư hỏng hệ thống CNG biện pháp khắc phục - Kết luận Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): STT Nội dung vẽ Bản vẽ sơ đồ cung cấp CNG sử dụng hòa trộn kết hợp với van tiết lưu van công suất Bản vẽ sơ đồ cung cấp CNG phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy Bản vẽ sơ đồ cung cấp CNG phương pháp phun CNG đường nạp Bản vẽ sơ đồ cung cấp CNG sử dụng hòa trộn Số lượng/Loại 1/A3 1/A3 1/A3 1/A3 1/A3 Bản vẽ sơ đồ hệ thống nhiên liệu động Honda Civic Bản vẽ sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG động ô tô Honda Civic i.VTEC Bản vẽ kết cấu giảm áp Bản vẽ bình chưa CNG 1/A3 Bản vẽ kết cấu van bình chứa van nạp 1/A3 1/A3 1/A3 10 11 Bản vẽ kết cấu hòa trộn Bản vẽ kết cấu van không tải, van điện từ, van công suất cấu tiết lưu 1/A3 1/A3 11/A3 Tổng Họ tên người hướng dẫn: PGS TS Dương Việt Dũng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2020 Ngày hoàn thành đồ án: 26/06/2020 Đà nẵng, ngày 25 , tháng 06 ,năm 2020 Trưởng môn Người hướng dẫn PGS TS Dương Việt Dũng PGS TS Dương Việt Dũng LỜI NÓI ĐẦU Động đốt sử dụng loại nhiên liệu truyền thống với phương tiện giao thông vận tải nguồn gây ô nhiễm chủ yếu nghiêm trọng cho môi trường không khí Hiện nay, với tiến khoa học kỹ thuật trình làm việc động đốt cải tiến cách mạnh mẽ tạo thành công đáng kể cải thiện công suất động cơ, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường Nhưng với khắt khe tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường khí thải động số nước giải pháp khơng đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe Vì cần có giải pháp hữu hiệu để khắc phục vấn đề Một giải pháp sử dụng loại nhiên liệu “sạch” gây ô nhiễm để thay cho loại nhiên liệu truyền thống Với tình hình khan nhiên liệu mức độ nhiễm bầu khí nay, việc ứng dụng CNG vào phương tiện vận tải thiết yếu nhằm đa dạng hoá nguồn nhiên liệu giải hữu hiệu vấn để ô nhiễm môi trường phương tiện vận tải gây ra, lẽ mà em chọn đề tài ‘‘Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe tô HONDA CIVIC 2.0 IVTEC’’ để giải vấn đề Tuy nhiên trình nghiên cứu khảo sát thiết kế, thời gian khả hiểu biết cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong lượng thứ đóng góp ý kiến bổ sung thầy giáo Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo khoa Cơ khí Giao thơng, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Và đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Dương Việt Dũng, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Đà nẵng, ngày 25, tháng 06, năm 2020 Sinh viên thực Trần Sỹ Vũ i CAM ĐOAN Em xin cam đoan nội dung tập đồ án em thực hướng dẫn thầy giáo PGS TS Dương Việt Dũng Các nội dung, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu có nội dung thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực Trần Sỹ Vũ ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU KHÍ TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG VÀ GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ K20Z2 TRÊN XE Ô TÔ HONDA CIVIC 2.0 I.VTEC 1.1 Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống 1.2 Giới thiệu khí nén thiên nhiên 1.2.1 Nguồn gốc, trình khai thác xử lý khí 1.2.2 Tính chất khí CNG 1.3 Các phương pháp cung cấp khí CNG cho động đốt 1.3.1 Cung cấp CNG cho động sử dụng hòa trộn kết hợp với van tiết lưu van công suất 1.3.2 Cung cấp CNG cho động phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy 1.3.3 Cung cấp CNG cho động phương pháp phun CNG đường nạp 1.3.4 Cung cấp khí CNG cho động sử dụng hòa trộn 1.4 Giới thiệu Honda Civic 2.0 i.VTEC 11 1.5 Giới thiệu động K20Z2 14 1.6 Các cấu động K20Z2 16 1.6.1 Cơ cấu phân phối khí 16 1.6.2 Cơ cấu trục khuỷu, truyền 18 1.6.3 Hệ thống nhiên liệu 19 1.6.4 1.6.5 1.6.6 1.6.7 Hệ thống bôi trơn 20 Hệ thống làm mát 21 Hệ thống đánh lửa 21 Hệ thống hồi lưu khí xả (EGR) 22 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ CNG CHO ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN HONDA CIVIC 2.0 I-VTEC 25 iii 2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG 25 2.2 Các phận hệ thống cung cấp khí CNG 27 2.2.1 Bình chứa CNG 27 2.2.2 Van bình chứa 28 2.2.3 Van điện từ 29 2.2.4 Van nạp 31 2.2.5 Bộ hòa trộn 31 2.2.6 Cơ cấu tiết lưu 36 2.2.7 Ziclơ mạch công suất 37 2.2.8 Bộ giảm áp 38 2.2.9 Van công suất 40 2.2.10 Van không tải 41 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CƠ 42 3.1 Tính tốn nhiệt động dùng xăng 42 3.1.1 Các số liệu ban đầu 42 3.1.2 Các thông số chọn 42 3.1.3 Tính tốn chu trình cơng tác 43 3.2 Tính tốn nhiệt động dùng nhiên liệu CNG 50 3.2.1 Các thông số ban đầu 50 3.2.2 Các thông số chọn 51 3.2.3 Tính tốn chu trình cơng tác 51 Chương 4: CÁC TRIỆU CHỨNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG CNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 60 4.1 Sơ đồ bố trí 60 4.2 Các triệu chứng hư hỏng hệ thống nhiên liệu CNG biện pháp khắc phục 62 4.2.1 Động khó khơng khởi động 62 4.2.2 Động công suất tốc độ cao, gia tốc 62 4.2.3 Tiêu thụ nhiều nhiên liệu 63 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 iv DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Danh sách bảng Bảng 1.1 Thành phần CNG Bảng 1.2 So sánh đặc tính CNG với xăng Bảng 1.3 Các thông số kỹ thuật xe Honda Civic 2.0 i-VTEC 12 Bảng 1.4 Các thông số kỹ thuật động K20Z2 15 Bảng 1.5 Đường kính tiêu chuẩn cổ pittơng 18 Bảng 1.6 Khe hở cho phép xécmăng 18 Bảng 1.7 Đường kính cổ trục 19 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật bình chứa CNG 28 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật van bình chứa 29 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật van điện từ 30 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật van nạp 31 Bảng 2.5 Bảng giá trị an 34 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật giảm áp 40 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật van công suất 41 Bảng 3.1 Thông số ban đầu 42 Bảng 3.2 Thông số chọn 42 Bảng 3.3 Thành phần nguyên tố C, H, O nhiên liệu xăng 44 Bảng 3.4 Bảng hệ số tổn thất dựa vào loại động 49 Bảng 3.5 Thông số ban đầu 50 Bảng 3.6 Thông số chọn 51 Danh sách hình Hình 1.1 Cung cấp khí CNG dùng hòa trộn kết hợp van tiết lưu Hình 1.2 Cung cấp khí CNG phương pháp phun trực tiếp Hình 1.3 Cung cấp khí CNG phương pháp phun đường nạp Hình 1.4 Cung cấp khí CNG sử dụng hịa trộn 10 Hình 1.5 Sơ đồ tổng thể xe Honda Civic 2.0 i-VTEC 11 Hình 1.6 Động K20Z2 15 Hình 1.7 Sơ đồ bố trí chi tiết cấu phân phối khí 17 Hình 1.8 VTEC hoạt động tốc độ cao 17 v Hình 1.9 Sơ đồ bố trí chi tiết cấu trục khuỷu, truyền 18 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phun xăng động K20Z2 20 Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lý mạch dầu bôi trơn 20 Hình 1.12 Sơ đồ bố trí chi tiết hệ thống làm mát 21 Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống đánh lửa động K20Z2 22 Hình 1.14 Sơ đồ hệ thống tuần hồn khí xả (EGR) 24 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu xăng động K20Z2 25 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG động K20Z2 26 Hình 2.3 Bình chứa CNG 28 Hình 2.4 Kết cấu van bình chứa 28 Hình 2.5 Kết cấu van điện từ 29 Hình 2.6 Kết cấu van nạp 31 Hình 2.7 Kết cấu hịa trộn 32 Hình 2.8 Các loại hịa trộn 33 Hình 2.9 Bộ hịa trộn trực giao 33 Hình 2.10 Sơ đồ tính tốn đường kính lỗ phun 36 Hình 2.11 Kết cấu tiết lưu 37 Hình 2.12 vẽ chi tiết mạch công suất 37 Hình 2.13 Kết cấu ziclơ mạch công suất 38 Hình 2.14 Bộ giảm áp 39 Hình 2.15 Kết cấu giảm áp 39 Hình 2.16 Kết cấu van công suất 40 Hình 2.17 Kết cấu van không tải 41 Hình 4.1 Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu CNG tô HONDA CIVIC 2.0 i.VTEC 60 Hình 4.2 Sơ đồ gá đặt bình chứa xe 62 vi Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe ô tô HONDA CIVIC i.VTEC Cuối cùng, cho em bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo khoa Cơ khí Giao thơng, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Và đặc biệt, em chân thành cảm ơn thầy giáo PGS TS Dương Việt Dũng, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Đà nẵng, ngày 25, tháng 06, năm 2020 Sinh viên thực Trần Sỹ Vũ SVTH: Trần Sỹ Vũ GVHD: PGS.TS Dương Việt Dũng 65 Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe ô tô HONDA CIVIC i.VTEC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Nguyễn Quang Trung, “Giáo trình mơn học nhiên liệu vật liệu bôi trơn” [2] GS.TSKH Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, “Ơ tơ nhiễm mơi trường” Nhà xuất giáo dục 1999 [3] Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến, “Nguyễn lý động đốt trong” Nhà xuất giáo dục, năm 1994 [4] Hồ Tấn Chuẩn, Nguyễn Đức Phú, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến, “Kết cấu tính tốn động đốt trong” Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1979 [5] PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng, “Bài giảng tính tốn động đốt trong” Bộ mơn Máy động lực, Khoa Cơ Khí Giao Thơng, ĐHBKĐN [6] https://fr.scribd.com/ SVTH: Trần Sỹ Vũ GVHD: PGS.TS Dương Việt Dũng 66 ... Dũng 10 Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe ô tô HONDA CIVIC i. VTEC 1.4 Gi? ?i thiệu Honda Civic 2. 0 i. VTEC Xe Honda Civic 2. 0 i- VTEC lo? ?i xe du lịch chỗ ng? ?i Xe trang... Dương Việt Dũng 46 Nghiên cứu tính tốn hệ thống cung cấp khí CNG cho động K20Z2 lắp xe tô HONDA CIVIC i. VTEC 0, 0419   0, 006 1 .0, 5517. 0, 91 +  + 0, 00 42. 0, 523 8.(1 − 0, 91) 1 ,05 32   = 0, 005 9 bvz... KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP KHÍ CNG CHO ĐỘNG CƠ LẮP TRÊN HONDA CIVIC 2. 0 I- VTEC 2. 1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG Ta sử dụng nhiên liệu CNG cho động K20Z2 lắp ô tô HONDA CIVIC theo kiểu hệ thống nhiên