Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
SỬ DỤNG LPG - GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT VÀ GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

SỬ DỤNG LPG - GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT VÀ GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

3.1.3. Chỉ số ốctan

LPG có chỉ số ốctan cao khoảng từ 98÷100, vì vậy LPG có tính chống

kích nổ cao mà không cần pha thêm chất phụ gia.

3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG

Hệ thống phun nhiên liệu khí vào đường ống nạp nhờ độ chân không

tại họng venturi được dùng phổ biến. Tuy nhiên, những hệ thống phun nhiên

liệu mới thể hiện nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là hệ thống phun nhiên liệu khí

hóa lỏng ngay trước xupap nạp. Hệ thống này có ưu điểm là ngăn chặn sự bốc

cháy của hỗn hợp trên đường nạp, hiệu suất của động cơ được nâng cao và

mức độ phát ô nhiễm giảm đi rõ rệt.

LPG có thể cung cấp cho động cơ ở dạng khí hay dạng lỏng. Ưu điểm

của việc sử dụng LPG dưới dạng khí là sự đồng nhất hồn hảo của hỗn hợp

ga-khơng khí và tránh hiện tượng ướt thành đường nạp bởi nhiên liệu lỏng,

hiện tượng này rất nhạy cảm khi động cơ khởi động và khi làm việc ở chế độ

chuyển tiếp. Điều này cho phép giảm mức độ phát sinh ô nhiễm (từ 30 đến

80% so với động cơ xăng). Nhược điểm của việc cung cấp dạng này là quá

trình điều khiển dài và sự cung cấp ga liên tục làm hạn chế khả năng khống

chế tỉ lệ khơng khí/ga, đặc biệt là giai đoạn quá độ của động cơ; công suất của

động cơ giảm đi khoảng từ 5 đến 8% do tổn thất lượng khơng khí nạp do khí

ga chiếm chỗ.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG bằng cách phun ở dạng lỏng có thể

sử dụng ưu thế của LPG để hạn chế những nhược điểm trên. Ưu điểm của

việc phun LPG lỏng là tạo khả năng kiểm soát được độ đậm đặc ở mỗi lần

phun với thời gian rất ngắn, từ đó có thể khống chế được mức độ phát ơ

nhiễm khi động cơ làm việc ở chế độ quá độ. Sự bốc hơi của LPG làm giảm

đáng kể nhiệt độ khí nạp, do đó làm tăng hệ số nạp của động cơ. Mặt khác,



Kho¸ ln tèt nghiƯp

màng nhiên liệu mỏng bám trên đường nạp không đáng kể so với khi động cơ

làm việc với xăng. Điều này cho phép giảm mức độ phát sinh HC.

Tuy nhiên, việc sử dụng vòi phun thay vì bộ chế hòa khí do làm giảm

thời gian tạo hỗn hợp và mật độ nhiên liệu cung cấp dẫn đến sự không đồng

nhất của hỗn hợp và do đó có nguy cơ làm tăng nồng độ CO trong khí xả.

3.2.1. Bộ chế hòa khí

3.2.1.1. Bộ chế hòa khí dạng màng



Khơng khí



Hình 3.1: Sơ đồ mặt cắt bộ chế hồ khí dạng màng

Khi dừng động cơ, van C mở đồng thời đường vào khơng khí và ga

dưới tác dụng của lò xo R. Màng M chịu áp suất của khí nạp ở một bên, bên

kia chịu áp suất sau họng venturi được truyền qua nhờ bốn lỗ F. Khi lưu

lượng khơng khí tăng dần, van xa dần khỏi đế, tạo ra một tiết diện lưu thông

cho bởi lõi định dạng O. Biên dạng của lõi này được xác định theo nhiệt trị

của nhiên liệu. Bộ phận này cho phép đạt được hỗn hợp có thành phần khơng

đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động của động cơ. Sự điều chỉnh tinh được

thực hiện nhờ tác động vào hai bộ phận sau:

- Bộ giãn nở trên đường ga cho phép điều chỉnh áp suất ga-khơng khí

và tác động lên độ đậm đặc của hỗn hợp.

- Bướm V tạo ra một tổn thất áp suất thay đổi và tác động chủ yếu khi

cơng suất động cơ đạt cực đại.



Kho¸ ln tèt nghiƯp

3.2.1.2. Bộ chế hòa khí dạng van modul hóa

Khơng khí



Hình 3.2: Bộ chế hồ khí dạng modul hố

Trước khi được hút vào phía sau bướm, khí ga đã được modul hóa bởi

một bộ định lượng. Khi sử dụng hệ thống này trên các động cơ khác nhau chỉ

cần thay đổi bộ định lượng và giclơ tiêu chuẩn. Hệ thống này cho phép động

cơ làm việc lưỡng nhiên liệu xăng và ga, bộ chế hòa khí xăng được lắp phía

trước họng ga.

3.2.1.3. Họng venturi



Hình 3.3: Họng Venturi

Họng venturi dùng để tạo ra độ chân không nhằm hút nhiên liệu vào

đường ống nạp. Nó có thể được lắp đặt giữa bầu lọc gió và bộ chế hòa khí

xăng hoặc ở đế chế hòa khí, phía trước bướm ga.



Kho¸ ln tèt nghiƯp

3.2.1.4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu venturi trên ô tơ



Venturi

Ống xả xúc tác



Hình 3.4: Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu ống Venturi trên ô tô hiện đại

LPG được nén trong bình chứa với áp suất từ 7÷10 bar sau đó được

giãn nở và bay hơi đến một áp suất thấp hơn áp suất khí trời. Nhờ độ chân

khơng tại họng Venturi, LPG được hút vào đường nạp.

Lưu lượng LPG cung cấp được khống chế bởi bộ phận giãn nở và độ

chân không ở ống Venturi. Với bộ chế hòa khí hiện đại, lưu lượng LPG được

điều khiển bởi một bộ vi xử lý chuyên dụng.

Hệ thống nhiên liệu này đi kèm với ống xả xúc tác giúp làm giảm

lượng phát sinh ô nhiễm môi trường rất tốt. Tuy nhiên, việc nạp nhiên liệu

dưới dạng khí ảnh hưởng xấu đến hệ số nạp làm giảm công suất và momen

động cơ so với động cơ cùng cỡ chạy bằng nhiên liệu lỏng.



Kho¸ ln tèt nghiƯp

3.2.2. Cung cấp ga trực tiếp bằng xupap ga

Đối với động cơ ga có cơng suất lớn, ga thường được cung cấp bằng

một xupap đặc biệt được đặt trước cửa nạp hay ngay trong xilanh. Xupap này

có thể được điều khiển bởi một cánh tay đòn hay bởi một xilanh thủy lực.

Xupap ga được mở trễ hơn xupap nạp để tránh thất thoát ga ra đường xả trong

giai đoạn trùng điệp. Lượng ga nạp vào được điều chỉnh bởi thời gian mở

xupap ga hay độ chênh áp giữa ga và khơng khí.



Ga



Khơng

khí



Hình 3.5: Cung cấp ga bằng xupap ga

3.2.3. Hệ thống phun nhiên liệu LPG

Nhiên liệu LPG có thể được cung cấp bằng hệ thống phun vào cổ góp

(phun tập trung) hay phun vào trước xupap nạp của từng xilanh (phun riêng

rẽ). Áp suất nhiên liệu trước vòi phun của hai kiểu phun này đều cao hơn áp

suất khí quyển. Nhiên liệu phun vào động cơ có thể dưới dạng khí hay lỏng,

nhưng phun nhiên liệu dưới dạng lỏng có nhiều ưu điểm.



ống xả xúc tác



Hình 3.6: Hệ thống phun nhiên liệu LPG dưới dạng lỏng

Nhiên liệu LPG dưới dạng lỏng từ bình nhiên liệu được hút nhờ một

bơm chuyển và duy trì áp suất dư trên đường ống nạp khoảng 5 bar để tránh

sự bốc hơi. Nhiên liệu sau đó được đưa qua bộ lọc và bộ điều áp trước khi dẫn

đến vòi phun.

Vòi phun được bộ vi xử lý điều khiển một cách tự động. Bộ vi xử lý

này nhận phần lớn các tín hiệu cần thiết từ các cảm biến của hệ thống cung

cấp nhiên liệu của động cơ xăng đã có và được bổ sung thêm những thông tin

đặc thù khác của hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG.

Hệ thống phun LPG lỏng cải thiện đáng kể tính năng của động cơ cả

về hiệu suất cũng như mức độ phát sinh ô nhiễm. Công suất và momen tăng

do tăng hệ số nạp còn suất tiêu hao nhiên liệu giảm do điều chỉnh tốt lượng

nhiên liệu theo chế độ làm việc của động cơ.



3.3. Lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ô tô

Hiện nay phương pháp tạo hỗn hợp bằng bộ chế hồ khí là phổ biến.

Các trang bị chế tạo sẵn để cải tạo động cơ xăng sang động cơ LPG gồm: bình

chứa LPG và bộ bốc hơi - giãn nở được sấy nóng bởi trích nước làm mát từ

động cơ và bộ hỗn hợp dạng Venturi. Lưu lượng LPG được khống chế đồng

thời bởi bộ giãn nở và hệ thống điều chỉnh lượng nhiên liệu điện tử.

3.3.1. Hệ thống bốc hơi - giãn nở LPG

LPG được chứa dưới dạng lỏng, vì vậy cần làm bốc hơi trước khi đưa

vào động cơ. Năng lượng cần thiết cho sự bốc hơi này là do hệ thống nước

làm mát cung cấp.

LPG lỏng từ bình chứa nhiên liệu được đưa tới bộ giãn nở - bốc hơi

dưới áp suất khoảng vài bar phụ thuộc vào nhiệt độ lưu trữ. Tại đây, LPG

được hoá hơi và giãn nở tới một áp suất đã định trước rồi được đưa vào buồng

trộn.

3.3.2. Bình chứa nhiên liệu

Nhiên liệu LPG trên ô tô thường được nén trong bình chứa dưới áp

suất khoảng 10 bar. Bình chứa nhiên liệu LPG thường có dạng hình trụ và hai

đầu hình bán cầu. Đơi khi bình chứa cũng có dạng hình xuyến giống hệt bánh

xe, thường được sử dụng với động cơ lưỡng nhiên liệu vì nó có thể đặt vào

khơng gian của bánh xe dự trữ. Trọng lượng của bình lớn vì phải được chế tạo

bằng thép dày khoảng vài mm để đảm bảo an tồn cho người và xe.



Hình 3.7: Các dạng bình chứa nhiên liệu LPG



Hình 3.8: Bố trí các bộ phận của hệ thống cung cấp nhiên liệu trên ôtô LPG



3.4. Ưu nhược điểm của động cơ đốt trong sử dụng LPG

3.4.1. Ưu điểm

3.4.1.1. Tính năng của động cơ

Trên những động cơ LPG hiện đại, nhiên liệu khí được phun trực tiếp

ở dạng lỏng nên chúng có tính năng kinh tế - kỹ thuật tương đương với động

cơ xăng. Thật vậy, trị nhiệt thể tích của hỗn hợp xăng - khơng khí và LPG khơng khí (ở độ đậm đặc bằng nhau) cho thấy xăng cho giá trị cao hơn 3%.

Trong thực tế nếu so sánh năng lượng tiêu hao trên 100km hành trình

(J/100km) thì nhiên liệu LPG được xếp ở vị trí tương đối tốt, thấp hơn động

cơ xăng khoảng vài phần trăm. Điều này là do sự lắp đặt hệ thống cung cấp

nhiên liệu LPG mới có khả năng phun nhiên liệu với độ chính xác cao.

3.4.1.2. Mức độ phát ơ nhiễm

LPG có ít thành phần nên dễ đạt được đúng tỷ lệ pha trộn nhiên liệu,

cho phép sản phẩm cháy hoàn toàn giúp làm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm.

LPG là loại nhiên liệu sạch, sản phẩm cháy chỉ có CO2 và hơi nước,

hàm lượng các chất độc hại thấp. Sự phát sinh ô nhiễm trong khí xả động cơ

LPG giảm đi rất đáng kể so với động cơ xăng (bằng khoảng 30% so với khi

dùng xăng).



1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

1

2

3



Xăng

LPG



NOX(g/km)

Giới hạn Euro 93

Giới hạn Euro 96



0,2



CO(g/km)



0,4



0,6



HC(g/km)

0,8



1,0



Hình 3.9: So sánh mức độ phát ô nhiễm của ôtô dùng xăng và LPG



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

SỬ DỤNG LPG - GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHIỆT VÀ GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×