1.Yíu cầu của bộ điều tốc biogas
+ Điều khiển lưu lượng biogas cung cấp chính xâc theo tải của động cơ vă hoạt động ổn định nếu như tải bín ngoăi ổn định.
+ Hoạt động độc lập giống như bộ điều tốc diesel vă dễ dăng phối hợp hoạt động cùng với bộ điều tốc diesel.
+ Thuận tiện khi động cơ sử dụng lưỡng nhiín liệu (diesel + biogas) vă khi động cơ sử dụng hoăn toăn diesel.
+ Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ chế tạo, dễ thâo lắp, bảo dưỡng thuận tiện, tuổi thọ cao.
2.Câc phương ân thiết kế
a.Thay thế bộ điều tốc diesel bằng bộ điều tốc biogas (BĐT loại 1)
3 2
1
Hình 4.12. Lắp van tiết lưu với bộ điều tốc thănh một cụm.
101
a.1. Sơ đồ hệ thống
a.2. Nguyín lý lăm việc
+ Khi khởi động: Kĩo thanh đẩy của cơ cấu hạn chế (14) về vị trí F đến vị trí khởi động, sau đĩ khởi động động cơ. Lúc năy khĩa cấp biogas (2) đĩng vă van cânh (4) mở hoăn toăn dưới tâc dụng của lị xo điều tốc (8). (Ta chốt vị trí của lị xo điều tốc ở vị trí A).
+ Khi chạy khơng tải: Sau khi khởi động động cơ xong ta đẩy thanh đẩy về phía E tới vị trí khơng tải (ví dụ động cơ RV70-N, vị trí 10,162%) vă cố định tại vị trí đĩ. Mở dần khĩa (2) đến khi động cơ chạy ổn định, bộ điều tốc sẽ lăm việc vă lăm cho van cânh đĩng dần lại. Trong trường hợp năy ta dùng bộ phận hạn chế lượng phun diesel (14) cố định lượng phun diesel trong suốt quâ trình hoạt động của động cơ vă việc tăng cơng suất động cơ được điều khiển bởi khĩa cấp biogas (2).
+ Khi tải nhỏ: Do tốc độ động cơ lớn lăm cho lực ly tđm của câc quả văng (9) sẽ thắng lực lị xo (8) đẩy trục điều tốc (10) đi ra ngoăi (vị trí C) lăm cho tay địn (15) dịch
Hình 4.13. Sơ đồ hệ thống dẫn động bằng BĐT loại 1
1. Đường cung cấp biogas; 2. Khĩa cấp biogas; 3. Trục van cânh; 4. Van cânh; 5. Đường ống nạp động cơ; 6. Bơm cao âp; 7. Trục cần ga diesel; 8. Lị xo điều tốc; 9. Quả văng; 10. Trục điều tốc; 11. Trục khuỷu; 12. Bânh răng trục khuỷu; 13. Căng điều tốc; 14. Cơ cấu hạn chế lượng phun diesel loại
thanh đẩy; 15. Tay địn điều khiển van cânh.
Biogas từ bộ phận cung cấp Văo động cơ A B C F E D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 15 G H
102
chuyển sang vị trí H vă thơng qua trục (3) điều khiển van cânh đĩng dần lại vă do đĩ lượng biogas nạp văo động cơ sẽ nhỏ lăm cho tốc độ động cơ giảm xuống.
+ Khi tải lớn: Ngược lại thì van cânh sẽ mở to ra lăm cho lượng biogas nạp văo động cơ tăng lín vă do đĩ lăm tốc độ động cơ tăng lín.
Quâ trình trín cứ lặp đi lặp lại với trường hợp tải thay đổi vă ổn định nếu như tải ổn định.
+ Khi tắt mây: Khĩa van cấp biogas (23) lại, đẩy thanh đẩy về vị trí E cho đến khi động cơ tắt mây.
a.3. Ưu, nhược điểm
Thường sử dụng để dẫn động van cânh cấp biogas vă cơ cấu hạn chế dùng thanh đẩy nín nĩ cĩ câc ưu, nhược điểm sau:
* Ưu điểm
+ Hoạt động ổn định, kết cấu nhỏ gọn.
+ Kết cấu phù hợp khi động cơ chuyển sang chạy bằng biogas vă cố định lượng diesel lăm mồi.
* Nhược điểm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Phải thay đổi khâ nhiều kết cấu của động cơ như: Thay bộ hạn chế nhiín liệu diesel (2) (ở mục 2.2) bằng cơ cấu hạn chế lượng phun diesel (14), thay tay địn của bộ điều tốc bằng tay địn điều khiển biogas.
+ Kết cấu tay địn dẫn động van đĩa cấp biogas phức tạp, khĩ điều khiển.
+ Thiết kế thím cơ cấu hạn chế lượng phun, tay địn điều khiển vă van đĩa cấp biogas.
+ Nếu hệ thống cung cấp biogas cĩ vấn đề thì động cơ chuyển sang sử dụng lại hoăn toăn bằng nhiín liệu diesel khĩ khăn, phức tạp vì ta phải mất thời gian để xả dầu, mở nắp bơm, lắp lại câc chi tiết của bộ điều tốc diesel.
103
b.1. Sơ đồ hệ thống
b.2. Nguyín lý lăm việc
* Khi chạy bằng lưỡng nhiín liệu (diesel + biogas):
+ Khi khởi động: Khi khởi động động cơ ta nới lỏng vít hạn chế (17) ra khoảng văi ba vịng để cho vít khơng tâc dụng lín căng điều tốc (18) vă khởi động giống như trường hợp chạy bằng diesel. Lúc năy khĩa cấp biogas (23) đĩng vă van cơn (22) mở hoăn toăn dưới tâc dụng của lị xo điều tốc biogas (2)
+ Khi chạy khơng tải: Sau khi động cơ hoạt động ổn định rồi ta kĩo cần ga diesel (12) về vị trí khơng tải vă chỉnh vít hạn chế để động cơ chạy ở chế độ khơng tải (ví dụ động cơ RV70-N, cố định ở vị trí 10,162%). Sau đĩ mở dần khĩa cấp biogas (23) đến khi động cơ chạy ổn định, lúc năy dưới tâc dụng của bộ điều tốc biogas sẽ lăm cho van cơn đĩng dần lại. Trong trường hợp năy động cơ sẽ chạy với lượng diesel khơng đổi vă việc
Hình 4.14. Sơ đồ hệ thống dẫn động bằng BĐT loại 2.
I. Bộ điều tốc biogas; II. Bộ điều tốc diesel
1. Bânh đai dẫn động điều tốc biogas; 2. Lị xo điều tốc biogas; 3. Trục điều tốc biogas; 4. Quả văng; 5. Căng điều tốc biogas; 6. Họng Ventury; 7. Đường ống nạp động cơ; 8. Vịi phun diesel; 9. Xu pâp; 10. Đường ống xả; 11. Bơm cao âp; 12. Trục cần ga diesel; 13. Lị xo điều tốc diesel; 14. Căng điều tốc diesel; 15. Bânh răng trục khuỷu; 16. Trục khuỷu; 17. Vít hạn chế lượng phun diesel; 18. Căng điều tốc diesel; 19. Nắp bơm cao âp; 20. Piston; 21. Đường ống cấp biogas văo động cơ; 22. Van cơn; 23. Khĩa cấp biogas.
Biogas từ bộ phận cung cấp Khơng khí Khí xả G H 22 9 14 23 6 A B 1 2 3 4 5 7 8 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 C D E F I II
104
tăng cơng suất động cơ được điều khiển bởi khĩa cấp biogas (23). Lúc năy bộ điều tốc diesel sẽ bị cơ lập cịn hoạt động của bộ điều tốc biogas như sau:
+ Khi tải nhỏ: Do tốc độ động cơ lớn lăm cho lực ly tđm của câc quả văng (4) sẽ thắng lực lị xo (2) đẩy trục điều tốc (3) đi ra ngoăi (vị trí F). Thơng qua câc tay địn dẫn động lăm cho van cơn đĩng dần lại (vị trí H) vă do đĩ lượng biogas nạp văo động cơ sẽ nhỏ lăm cho tốc độ động cơ giảm xuống.
+ Khi tải lớn: Ngược lại thì van cơn sẽ mở to ra (vị trí G) lăm cho lượng biogas nạp văo động cơ tăng lín vă do đĩ lăm tốc độ động cơ tăng lín.
Quâ trình trín cứ lặp đi lặp lại với trường hợp tải thay đổi vă ổn định nếu như tải ổn định.
+ Khi tắt mây: Khĩa van cấp biogas (23) lại vă gạt cần ga diesel (12) về vị trí tắt mây.
Vít hạn chế luơn cố định tại một vị trí vă ở câc lần khởi động tiếp theo thì ta khơng cần chỉnh nĩ nữa.
* Khi chạy bằng diesel:
+ Khĩa van cấp biogas (23) lại.
+ Nới lỏng vít hạn chế (17) ra khoảng văi ba vịng để cho vít khơng tâc dụng lín căng điều tốc diesel (18) nữa.
+ Khởi động vă điều chỉnh động cơ như trước khi cải tạo.
b.3. Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm:
+ Lăm việc tin cậy, kết cấu đơn giản.
+ Khơng lăm thay đổi quâ nhiều kết cấu của động cơ.
+ Việc điều khiển quâ trình cung cấp biogas đơn giản, dễ điều chỉnh câc cơ cấu trong bộ điều tốc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khi hệ thống cung cấp nhiín liệu biogas cĩ vấn đề thì động cơ chuyển sang sử dụng diesel dễ dăng, thuận tiện vì khơng phải mất nhiều thời gian để lắp râp vă vận hănh.
+ Với việc sử dụng van cơn vă cơ cấu hạn chế lượng phun dùng vít nín việc dẫn động hệ thống đơn giản, khơng cồng kềnh.
105 * Nhược điểm:
+ Van cơn lăm việc khơng kín.
+Phải thường xuyín bảo dưỡng vă tra dầu mỡ.
+ Vì lă bộ điều tốc điều khiển bằng cơ khí nín độ rơ ở câc khđu khớp vẫn cịn lăm cho độ nhạy của hệ thống thấp.
c.Sử dụng bộ điều tốc biogas riíng dẫn động van cânh (BĐT loại 3)
c.1. Sơ đồ hệ thống
c.2. Nguyín lý lăm việc
* Khi chạy bằng lưỡng nhiín liệu (diesel + biogas):
+ Khi khởi động: Khi khởi động động cơ ta nới lỏng vít hạn chế (16) ra khoảng văi ba vịng để cho vít khơng tâc dụng lín căng điều tốc (17) vă khởi động giống như
Hình 4.15. Sơ đồ hệ thống dẫn động bằng BĐT loại 3.
I. Bộ điều tốc biogas; II. Bộ điều tốc diesel.
1. Bânh đai dẫn động điều tốc biogas; 2. Trục dẫn động bânh đai; 3. Trục điều tốc biogas; 4. Quả văng; 5. Căng điều tốc biogas; 6. Đường ống nạp động cơ; 7. Vịi phun diesel; 8. Xu pâp; 9. Đường ống xả; 10. Bơm cao âp; 11. Trục cần ga diesel; 12. Lị xo điều tốc diesel; 13. Căng điều tốc diesel; 14. Bânh răng trục
khuỷu; 15. Trục khuỷu; 16. Vít hạn chế lượng phun diesel; 17. Căng điều tốc diesel; 18. Nắp bơm cao âp; 19. Piston; 20. Lị xo điều tốc biogas; 21. Đường ống cấp biogas văo động cơ; 22. Khĩa cấp biogas; 23.
Van cânh; 24. Trục dẫn động van cânh. Biogas từ bộ phận cung cấp Khơng khí Khí xả 20 21 G H 22 23 24 A B 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 C D E F I II 8 13
106
trường hợp chạy bằng diesel. Lúc năy khĩa cấp biogas (22) đĩng vă van cânh (23) mở hoăn toăn dưới tâc dụng của lị xo điều tốc biogas (20).
+ Khi chạy khơng tải: Sau khi động cơ hoạt động ổn định rồi ta kĩo cần ga diesel (11) về vị trí khơng tải vă chỉnh vít hạn chế để động cơ chạy ở chế độ khơng tải (ví dụ động cơ RV70-N, cố định ở vị trí 10,162%). Sau đĩ mở dần khĩa cấp biogas (22) đến khi động cơ chạy ổn định, lúc năy dưới tâc dụng của bộ điều tốc biogas sẽ lăm cho van cânh đĩng dần lại. Trong trường hợp năy động cơ sẽ chạy với lượng diesel khơng đổi vă việc tăng cơng suất động cơ được điều khiển bởi khĩa cấp biogas (22). Lúc năy bộ điều tốc diesel sẽ bị cơ lập cịn hoạt động của bộ điều tốc biogas như sau:
+ Khi tải nhỏ: Do tốc độ động cơ lớn lăm cho lực ly tđm của câc quả văng (4) sẽ thắng lực lị xo (20) đẩy trục điều tốc (3) đi ra ngoăi (vị trí F). Thơng qua câc tay địn dẫn động lăm cho van cânh quay quanh trục dẫn động (24) theo chiều đĩng dần lại (vị trí H) vă do đĩ lượng biogas nạp văo động cơ sẽ nhỏ lăm cho tốc độ động cơ giảm xuống.
+ Khi tải lớn: Ngược lại thì van cânh sẽ mở to ra (vị trí G) lăm cho lượng biogas nạp văo động cơ tăng lín vă do đĩ lăm tốc độ động cơ tăng lín.
Quâ trình trín cứ lặp đi lặp lại với trường hợp tải thay đổi vă ổn định nếu như tải ổn định.
+ Khi tắt mây: Khĩa van cấp biogas (22) lại vă gạt cần ga diesel (11) về vị trí tắt mây.
Vít hạn chế luơn cố định tại một vị trí vă ở câc lần khởi động tiếp theo thì ta khơng cần chỉnh nĩ nữa.
* Khi chạy bằng diesel:
+ Khĩa van cấp biogas (22) lại.
+ Nới lỏng vít hạn chế (16) ra khoảng văi ba vịng để cho vít khơng tâc dụng lín căng điều tốc diesel nữa.
+ Khởi động vă điều chỉnh động cơ như trước khi cải tạo.
c.3. Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Lăm việc tin cậy, kết cấu đơn giản.
107
+ Khi hệ thống cung cấp nhiín liệu biogas cĩ vấn đề thì động cơ chuyển sang sử dụng diesel dễ dăng, thuận tiện vì khơng phải mất nhiều thời gian để lắp râp vă vận hănh.
* Nhược điểm:
+ Hệ thống dẫn động van cânh cồng kềnh, phức tạp, khĩ bố trí. + Van cânh lăm việc khơng kín.
+Phải thường xuyín bảo dưỡng vă tra dầu mỡ.
+ Vì lă bộ điều tốc điều khiển bằng cơ khí nín độ rơ ở câc khđu khớp vẫn cịn lăm cho độ nhạy của hệ thống thấp.
d. So sânh câc chọn phương ân
BĐT loại 1 BĐT loại 2 BĐT loại 3 Yíu cầu khi lăm việc song song
2 nhiín liệu Tốt Tốt Tốt
Khi sử dụng lại diesel Khĩ Dễ Dễ
Kết cấu hệ thống nhiín liệu Thay đổi nhiều Ít thay đổi Ít thay đổi Kết cấu đường nạp Ít thay đổi Ít thay đổi Ít thay đổi Kết cấu hệ thống cung cấp biogas Rất phức tạp Đơn giản Đơn giản
Về chế tạo Khĩ Dễ Khĩ
Về lắp đặt Khĩ bố trí Dễ bố trí Khĩ bố trí
Chi phí sản xuất Cao Thấp Thấp
Khả năng ứng dụng trong điều
kiện hiện nay Thấp Cao Thấp
Với đặc điểm của động cơ chạy mây phât điện cung cấp điện cho câc trang trại chăn nuơi, với đặc điểm của hệ thống nạp thải vă hệ thống nhiín liệu như vậy vă từ phđn tích câc ưu, nhược điểm của câc bộ điều tốc, từ kết quả so sânh trín thì ta chọn phương ân sử dụng bộ điều tốc biogas riíng dẫn động van cơn (BĐT loại 2) bởi vì:
+ Kết cấu trín thõa mên yíu cầu khi động cơ sử dụng lưỡng nhiín liệu (diesel + biogas) vă chuyển sang sử dụng lại diesel khi hệ thống cung cấp biogas cĩ sự cố một câch đơn giản, thuận tiện cho người sử dụng.
108
+ Câc bộ phận như bộ điều tốc, van cơn, vít hạn chế dễ chế tạo, dễ lắp đặt vă dễ bố trí trín động cơ.
+ Thuận tiện cho người sử dụng bởi vì kết cấu dễ điều chỉnh, dễ vận hănh.
e.Giới thiệu bộ phụ kiện vạn năng GATEC 20
Hiện nay, cĩ rất nhiều bộ điều tốc khâc nhau, phần sau giới thiệu bộ phụ kiện vạn năng chuyển đổi nhiín liệu biogas, nhiín liệu lỏng Gatec-20 đê được tâc giả Bùi Văn Ga đăng ký bản quyền số 1-2008-02381. Bộ phụ kiện năy về nguyín lý cĩ thể ứng dụng trín tất cả câc loại động cơ xăng vă dầu.
e.1. Cấu tạo vă nguyín lý lăm việc
Bộ điều tốc năy cĩ tâc dụng giữ tốc độ động cơ khơng thay đổi vă đồng thời điều khiển cơng suất ra. Bộ điều tốc cơ học ly tđm được dùng qua puly truyền đai với puly của trục khuỷu động cơ thuộc loại mọi chế độ, nĩ khống chế tốc độ động cơ ở bất kỳ điểm năo giữa câc vị trí tốc độ chạy từ khơng đến cực đại. Khi chạy khơng tải lúc năy van mở hết nhiín liệu, lị xo 2 với độ căng rất lớn (theo hướng giảm nhiín liệu cung cấp). Ngược lại bộ quả văng 7 chụm văo (theo hướng lăm tăng nhiín liệu). Động cơ sẽ chạy khơng tải trong điều kiện ở đĩ hai lực cđn bằng nhau.
Hình 4.16 Cấu tạo của bộ phụ kiện GATEC-20 sử dụng loại van cơn
1 – Puly dẫn động đai; 2. Hai ổ bio đỡ; 3. Trục của bộ điều tốc; 4. Vít điều chỉnh; 5. Lị xo điều tốc; 6. Thanh đẩy; 7. Quả văng; 8. Giâ đỡ quả văng; 9. Nắp bộ điều tốc.
4 3 2 5 6 7 8 9 1
109 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ở vị trí tốc độ từ thấp đến cao vă cĩ tải động cơ sẽ quay ở một tốc độ khơng đổi tại một điểm ở đĩ lực căng lị xo vă lực ly tđm của văng bằng nhau. Nếu tải trọng tăng lín tốc độ động cơ giảm đi vă lực ly tđm của quả văng trở nín nhỏ hơn lăm cho cần điều khiển 1 điều khiển van đĩa mở rộng ra (theo hướng cung cấp khí biogas) để phục hồi lại tốc độ ban đầu. Như vậy tốc độ động cơ được điều khiển một câch tự động ở một số vịng quay khơng đổi.
Chú ý lă trước khi lắp bộ điều tốc văo vận hănh phải kiểm tra đủ dầu cho trục bộ điều tốc vă tra mỡ cho hai ổ bi. Cố gắng tạo bệ đỡ bộ điều tốc trânh rung.
e.2. Ưu vă nhược điểm
* Ưu điểm:
+ Lăm việc tin cậy, kết cấu đơn giản.
+ Khi hệ thống nhiín liệu cấp biogas cĩ vấn đề thì động cơ chuyển sang sử dụng diesel dễ dăng.
* Nhược điểm:
+ Kết cấu hệ thống trở nín cồng kềnh hơn. + Van cơn lăm việc khơng kín.
110
CHƯƠNG 5: TÍNH TÔN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÍN LIỆU DÙNG CỒN