Quá trình cài đặt cho ECU được tiến hành theo các bước sau:
+ Bật công tắc điện để cấp điện cho ECU, lúc này màn hình trên ECU sẽ hiện thị giá trị áp suất môi trường, khoảng 0,2 đến 0,3 psi.
+ Ấn nút “Set”, trên màn hình Led sẽ hiện thị “0000”, sử dụng phím “>” để kéo tín hiệu nhấp nháy đến số 0 cuối cùng, dùng phím “∧” để thay đổi giá trị thành “0001”, sau đó ấn lại phím “Set”
49
thay đổi giá trị, lúc này sử dụng phím “>” và phím “∧” để thay đổi giá trị hiển thị thành “002.0”, sau đó ấn phím “Set” để lưu lại giá trị này. Tức là đã cài đặt giá trị áp suất tăng áp của động cơ để bắt đầu mở vịi phun LPG là 2 psi.
+ Ấn phím “>” đến khi màn hình hiển thị “AL1”, sau đó ấn phím “Set” để thay đổi giá trị, lúc này sử dụng phím “>” và phím “∧” để thay đổi giá trị hiển thị thành “001.0”, sau đó ấn phím “Set” để lưu lại giá trị này. Tức là đã cài đặt giá trị áp suất tăng áp của động cơ để tắt vòi phun LPG là 1 psi sau khi đã được mở. Giá trị áp suất mở vời phun và tắt vòi phun được đặt lệch nhau 1 psi với mục đảm bảo trong quá trình làm việc khi bị nhiễu tín hiệu thì vịi phun khơng đóng mở liên tục.
+ Ấn phím “>” đến khi màn hình hiển thị “END”, sau đó ấn phím “Set” để kết thúc quá trình cài đặt cho ECU.
Sau khi cài đặt xong cho ECU ta cho động cơ làm việc, khi nhiệt độ nước làm mát qua bộ hóa hơi ≥ 500C, lúc này các van điện từ sẽ mở ra.
Tăng ga ở chế độ không tải đến giá trị áp suất tăng áp ≥ 2 psi, lúc này vòi phun sẽ được mở để cung cấp LPG vào trong động cơ. Đồng thời đèn “AL” trên ECU sẽ hiển thị màu xanh nước biển, báo hiệu là hệ thống đã cung cấp LPG cho động cơ. Sử dụng đồng hồ đo áp suất để kiểm tráp suất LPG sau vịi phun điện từ và trước gíclơ bằng cách cho LPG phun ra ngoài (tốt nhất là cho LPG phun vào trong nước để tránh hiện tượng LPG bay ra môi trường xung quanh). Áp suất phun LPG được điều chỉnh qua vít điều chỉnh áp suất trên bộ hóa hơi, áp suất LPG phù hợp là 14 psi (∼ 0,95 bar).
Sau khi điều chỉnh xong áp suất phun LPG, lắp lại đường cấp LPG vào đường nạp của động cơ. Tiến hành tăng tốc độ không tải của động cơ đến khi hệ thống LPG bắt đầu mở vòi phun LPG, kiểm tra khả năng làm việc của động cơ khi có thêm nhiên liệu LPG.
* Vận hành thử nghiệm
Sau khi kiểm tra hệ thống cung cấp LPG đảm bảo khơng rị rỉ, các bộ phận hoạt động đúng chức năng, các ô tô được lắp đặt hệ thống cung cấp LPG được chạy thử nghiệm trên đường để đánh giá khả năng làm việc của hệ thống trong điều kiện vận
50
hành thực tế. Xe được vận hành trong điều kiện ở các chế độ hoạt động ổn định (tốc độ ổn định) và chế độ chuyển tiếp (tăng giảm tốc độ). Trong tất cả các chế độ làm việc ổn định và chuyển tiếp, xe hoạt động bình thường khơng có khác biệt so với khi sử dụng đơn nhiên liệu diesel.
51
CHƯƠNG 3
THỬ NGHIỆM ĐỐI CHỨNG CHẠY HIỆN TRƯỜNG XE KHÁCH SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU LPG/DIESEL
3.1. Đối tượng thử nghiệm
3.1.1. Xe ô tô khách Transinco số 1 chuyển đổi sử dụng lưỡng nhiên liệu
LPG/diesel.
- Số km tại thời điểm bắt đầu thử nghiệm: 256.589 km - Tình trạng xe:
+ Nhiệt độ dầu bơi trơn động cơ: bình thường + Áp lực dầu bơi trơn: bình thường
+ Sau khi xe được nạp nhiên liệu thử nghiệm và dầu bơi trơn, tình trạng động cơ hoạt động bình thường ổn định ở các số vịng quay khác nhau.
3.1.2. Xe ơ tơ khách Transinco số 2 sử dụng đơn nhiên liệu diesel.
- Số km tại thời điểm bắt đầu thử nghiệm: 245.478 km - Tình trạng xe:
+ Nhiệt độ dầu bơi trơn động cơ: bình thường + Áp lực dầu bơi trơn: bình thường
+ Sau khi xe được nạp nhiên liệu thử nghiệm và dầu bơi trơn, tình trạng động cơ hoạt động bình thường ổn định ở các số vòng quay khác nhau.
3.1.3. Hệ thống cung cấp LPG.
Hệ thống cung cấp LPG đã được mô tả trong chương 2. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về tỷ lệ cung cấp LPG hợp lý thực hiện trước đây [28], hệ thống được điều chỉnh để lượng LPG cung cấp thay thế khoảng 20% năng lượng, 80% năng lượng còn lại do nhiên liệu diesel tạo ra.
3.2. Quy trình thử nghiệm
Thử nghiệm đối chứng giữa xe chuyển đổi chạy lưỡng nhiên liệu LPG/diesel và xe chạy đơn nhiên liệu diesel.
Tuyến đường thử Thái Bình – Hà Nội có chiều dài 130 km. Các thông số đo đạc gồm:
52 - Đo khí thải: sau mỗi 6.000 km
- Đo áp suất nén 6.000 km
- Phân tích dầu bôi trơn 6.000 km
- Lấy phiếu ý kiến của những người trực tiếp sử dụng xe thử nghiệm.
Một xe khách chạy lưỡng nhiên liệu LPG/diesel (xe số 1) và một xe khách chạy đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) sau khi chạy hiện trường mỗi 6.000 km được tiến hành kiểm tra tình trạng xe, thay dầu bơi trơn mới, lấy mẫu dầu đã sử dụng đem đi phân tích (Mẫu được đựng bình mẫu sạch, kín. Khi lấy mẫu đã ghi số xe, địa điểm lấy mẫu, số km xe chạy tại thời điểm lấy mẫu,...) và tiến hành đo phát thải khí xả tại Trung tâm Đăng kiểm xe tỉnh Thái Bình.
3.3. Kết quả thử nghiệm
Kết quả thử nghiệm so sánh tại hiện trường giữa xe khách chạy lưỡng nhiên liệu LPG/diesel và xe khách chạy đơn nhiên liệu diesel.
3.3.1. Đánh giá ảnh hưởng của lưỡng nhiên liệu LPG/diesel tới động cơ qua đo
khí xả động cơ sau mỗi 6.000 km
3.3.1.1. Đối với xe Transinco số 1
Kết quả thử nghiệm đo phát thải tại trung tâm đăng kiểm Thái Bình cho xe số 1 chạy lưỡng nhiên liệu LPG/diesel tại (bảng 3.1) dưới đây:
Bảng 3.1. Kết quả đo khí xả tại trung tâm đăng kiểm với xe số 1 Thông số 0 Km 6.000 Thông số 0 Km 6.000 Km 12.000 Km 18.000 Km 24.000 Km 30.000 Km Nồng độ CO (% Vol) 0,08 0,08 0,08 0,09 0,09 0,1 Nồng độ HC (ppm) 32 33,5 34 34,5 35,2 36 CO2 (% Vol) 1,5 1,5 1,6 1,6 1,7 1,7 Độ khói trung bình (%) 71,2 73 74,8 75,8 77,5 78,4 Nồng độ NOx (ppm) 755 770 782 790 805 817
3.3.1.2. Đối với xe Transinco số 2
Kết quả thử nghiệm đo phát thải tại Trung tâm Đăng kiểm Thái Bình cho xe số 2, chạy đơn nhiên liệu diesel tại bảng 3.2.
53
Bảng 3.2. Kết quả đo khí xả tại trung tâm đăng kiểm với xe ô tô số 2 Thông số 0 Km 6.000 Thông số 0 Km 6.000 Km 12.000 Km 18.000 Km 24.000 Km 30.000 Km Nồng độ CO (% Vol) 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08 0,08 Nồng độ HC (ppm) 33 34,7 35,3 35,9 36,7 37,5 CO2 (% Vol) 1,65 1,7 1,73 1,79 1,85 1,9 Độ khói trung bình (%) 71,9 74,9 76,8 77,5 79,2 81,5 Nồng độ NOX (ppm) 760 785 800 815 827 845
Kết quả thử nghiệm trên được thể hiện sự thay đổi rõ nét hơn trên các hình vẽ mô tả biến thiên về thành phần phát thải của 2 xe dưới đây, tương ứng số km xe chạy hiện trường là 6.000 km, 12.000 km, 18.000 km, 24.000 km và 30.000 km.
Hình 3.1. Biến thiên phát thải của 2 xe sau chạy thử nghiệm 6.000 km
54
Hình 3.3. Biến thiên phát thải của 2 xe sau chạy thử nghiệm 18.000 km
Hình 3.4. Biến thiên phát thải của 2 xe sau khi chạy thử nghiệm 24.000 km
Hình 3.5. Biến thiên phát thải của 2 xe sau khi chạy thử nghiệm 30.000 km
Từ các hình biến thiên phát thải xe cho thấy, cả 2 xe ô tô sau khi chạy hiện trường 30.000 km phát thải NOX, CO, HC, CO2 và độ khói đều tăng, điều này được
55
lý giải do sau thời gian chạy hiện trường đã làm tăng khe hở giữa piston và xy lanh dẫn đến quá trình cháy kém hơn, đồng thời tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn, chính vì thế làm cho phát thải tăng lên.
Sau thời gian chạy bền 30.000 km, phát thải CO đối với xe sử dụng đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) có mức tăng là 33,00% , trong khi đó phát thải CO đối với xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel (xe số 1) tăng ít hơn, giá trị tăng 25%.
Phát thải HC của xe sử dụng đơn nhiên liệu cũng tăng nhiều hơn xe sử dụng lưỡng nhiên liệu, cụ thể, với xe sử dụng đơn nhiên liệu phát thải HC tăng là 13,64% (xe số 2) đối với xe sử dụng LPG/diesel là 12,5% (xe số 1).
Một thành phần quan trọng của động cơ diesel là độ khói, kết quả cho thấy độ khói xe sử dụng đơn nhiên liệu cũng tăng nhiều hơn, cụ thể, mức tăng sau 30.000 km là 13,35% (xe số 2), xe sử dụng lưỡng nhiên liệu LPG/diesel là 10,11% (xe số 1).
Do tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn sau thời gian dài chạy ngồi hiện trường, do đó phát thải CO2 cũng tăng lên đối với cả 2 xe. Đồ thị so sánh cũng chỉ ra xe chạy đơn nhiên liệu có phát thải CO2 tăng nhiều hơn xe chạy LPG/diesel, cụ thể mức tăng của xe đơn nhiên liệu (xe số 2) là 15,15% cao hơn so với xe chạy LPG/diesel. Mức tăng của xe chạy LPG/diesel là 13,33% (xe số 1)
3.3.2. Đánh giá ảnh hưởng của lưỡng nhiên liệu LPG/diesel qua phân tích dầu bơi trơn (định kỳ sau mỗi 6.000 km lấy mẫu phân tích dầu bơi trơn) bơi trơn (định kỳ sau mỗi 6.000 km lấy mẫu phân tích dầu bơi trơn)
Dầu bơi trơn được sử dụng cho động cơ sẽ bị suy giảm chất lượng theo thời gian hoạt động của động cơ. Mức độ suy giảm chất lượng dầu bôi trơn cho động cơ phụ thuộc vào các yếu tố:
- Loại dầu được lựa chọn sử dụng. - Nhiên liệu sử dụng.
- Điều kiện vận hành của động cơ.
Các yếu tố này làm ảnh hưởng đến các chức năng chính của dầu như: bơi trơn, làm mát, làm kín và làm sạch bên trong.
56
Trong số các yếu tố đánh giá chất lượng của nhiên liệu cho động cơ ô tơ, phương pháp phân tích chỉ tiêu hoá lý của dầu bôi trơn để biết sự suy giảm chất lượng dầu bôi trơn trong quá trình hoạt động của động cơ là một phương pháp hữu hiệu góp phần đánh giá chất lượng của nhiên liệu thử nghiệm được toàn diện hơn.
* Đánh giá tác động của lưỡng nhiên liệu LPG/diesel đến các chỉ tiêu hố lý của dầu bơi trơn
Để đánh giá tác động của lưỡng nhiên liệu đến dầu bôi trơn đã tiến hành xác định các chỉ tiêu hố lý của dầu bơi trơn lấy mẫu tại các thời điểm khác nhau trong quá trình chạy thử nghiệm đại trà các nhiên liệu LPG/diesel và đơn nhiên liệu diesel. Chu kỳ lấy mẫu sau mỗi chu kỳ thay dầu 6.000 km lấy một lần.
Các chỉ tiêu hố lý quan trọng trong phân tích dầu bôi trơn đã qua sử dụng bao gồm:
- Độ nhớt động học ở 1000
C. - Nhiệt độ chớp cháy cốc hở. - Trị số kiềm tổng (TBN).
- Hàm lượng kim loại (Cu, Fe, Pb).
Sử dụng dầu bôi trơn dùng trong quá trình chạy thử nghiệm hiện trường loại PLC KOMAT CF, đây là dầu động cơ được pha chế từ dầu khống có chất lượng cao chuyên dùng cho các loại động cơ diesel.
Các chỉ tiêu hố lý phân tích của các mẫu dầu được tổng hợp trong các bảng từ 3.3 đến 3.8 dưới đây.
Bảng 3.3. Chỉ tiêu kỹ thuật của dầu PLC KOMAT CF
TT Tên chỉ tiêu PLC KOMAT CF PP kiểm tra
1 Cấp chất lượng: API Cấp độ nhớt SAE CF 15W- 40 2 Tỷ trọng ở 150 C, kg/l 0,885 ASTM D1298 3 Độ nhớt động học ở 40o C, cSt 113,7 ASTM D445 4 Độ nhớt động học ở 100o C, cSt 15,2 ASTM D445 5 Chỉ số độ nhớt, min 133 ASTM D2270
57
6 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 10 ASTM D2896 7 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, o
C 220 ASTM D92 8 Chỉ số acid 9,8 ASTM D 664 9 Hàm lượng tro, wt% 0.8 ASTM D 482-03 10 Ăn mòn tấm đồng Loại 1 ASTM D 130 11 Hàm lượng nước, %V 0,05 ASTM D95 12 Tổng hàm lượng kim loại,%kl,
min 0,02 ASTM D 4951
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu sau 6.000 km Tên chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (262.589) Xe ô tô số 2 (251.478) Độ nhớt động học ở 1000 C, cSt 14,95 14,54 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,97 9,85 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0 C 210 205
Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,22 0,31 Tổng hàm lượng kim loại,%kl:
Fe: Cu: Pb: 0,011 0,001 0,001 0,01 0,0011 0,0012
Bảng 3.5. Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu sau 12.000 km Tên chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (268.589) Xe ô tô số 2 (257.478) Độ nhớt động học ở 1000 C, cSt 14,82 14,52 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,96 9,82 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0 C 209 203
58 Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (268.589) Xe ô tô số 2 (257.478) Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,23 0,35 Tổng hàm lượng kim loại,%kl:
Fe: Cu: Pb: 0,010 0,001 0,001 0,011 0,0013 0,0012
Bảng 3.6. Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu sau 18.000 km Tên chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (274.589) Xe ô tô số 2 (263.478) Độ nhớt động học ở 1000 C, cSt 14,97 14,55 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,95 9,79 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0 C 210 202
Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,24 0,39 Tổng hàm lượng kim loại,%kl:
Fe: Cu: Pb: 0,011 0,001 0,0011 0,012 0,0013 0,0012
Bảng 3.7. Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu sau 24.000 km Tên chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (280.589) Xe ô tô số 2 (269.478) Độ nhớt động học ở 1000 C, cSt 14,89 14,50 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,94 9,76 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0 C 207 202
59 Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (280.589) Xe ô tô số 2 (269.478)
Tổng hàm lượng kim loại,%kl:
Fe: Cu: Pb: 0,012 0,0011 0,0011 0,013 0,0013 0,0013
Bảng 3.8. Kết quả phân tích các chỉ tiêu của dầu sau 30.000 km Tên chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Xe (chỉ số km) Xe ô tô số 1 (286.589) Xe ô tô số 2 (275.478) Độ nhớt động học ở 1000 C, cSt 14,78 14,41 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,92 9,70 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0 C 207 198
Hàm lượng nhiên liệu lọt xuống dầu,%kl 0,26 0,52
Tổng hàm lượng kim loại,%kl:
Fe: Cu: Pb: 0,012 0,001 0,0012 0,013 0,0015 0,0013
Từ các kết quả trên các bảng thống kê 3.3 - 3.8, cho thấy mức độ thay đổi các chỉ tiêu trong quá trình chạy thử nghiệm như sau.
• Độ nhớt
Độ nhớt của dầu là yếu tố cơ bản trong việc hình thành màng dầu bôi trơn giữa các cặp ma sát với nhau, hơn nữa nó cịn xác định khả năng làm kín phần piston - xéc măng - xy lanh làm ảnh hưởng trực tiếp đến công suất máy và mức độ tiêu hao nhiên liệu cũng như dầu bôi trơn. Đối với các động cơ thông thường độ nhớt của dầu bôi trơn ở 400C, ở 1000 C giảm 30% hoặc tăng 25% trở lên so với dầu mới cần phải thay dầu.
60
Độ nhớt động học ở 1000C của các mẫu dầu động cơ (các bảng 3.3 - 3.8) và hình 3.6) trên xe LPG/diesel (xe số 1) và đơn nhiên liệu diesel (xe số 2) sau 30.000
km chạy thử nghiệm thay đổi không nhiều. Sự thay đổi độ nhớt ở 1000
C ít thay đổi quanh giá trị độ nhớt của dầu mới ban
đầu. Đối với xe chạy lưỡng nhiên liệu (xe số 1) độ nhớt thay đổi cực đại sau 30.000
km là -2,76% thấp hơn so với động cơ chạy đơn nhiên liệu (xe số 2) là -5,20%. Điều đó cũng có nghĩa trong suốt quá trình chạy các loại nhiên liệu thử nghiệm,
động cơ hoạt động ổn định, mức độ lọt nhiên liệu tăng khơng đáng kể và có thể chấp nhận được.