Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Mục Lục Trang Mục Lục 1 Mục Lục 1 LỜI NÓI ĐẦU 5 LỜI NÓI ĐẦU 5 1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu khí động cơ đốt trong. 6 1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu khí động cơ đốt trong. 6 1.1. Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống. 6 1.1. Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống. 6 1.2. Giới thiệu về khí nén thiên nhiên. 8 1.2. Giới thiệu về khí nén thiên nhiên. 8 1.2.1. Nguồn gốc, quá trình khai thác và sử lý khí. 8 1.2.1. Nguồn gốc, quá trình khai thác và sử lý khí. 8 1.2.2. Tính chất của khí CNG. 9 1.2.2. Tính chất của khí CNG. 9 1.3. Các phương án cung cấp khí CNG cho động cơ đốt trong. 13 1.3. Các phương án cung cấp khí CNG cho động cơ đốt trong. 13 1.3.1. Cung cấp khí CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn. 13 1.3.1. Cung cấp khí CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn. 13 1.3.2. Cung cấp CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn kết hợp với van tiết lưu và van công suất. 15 1.3.2. Cung cấp CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn kết hợp với van tiết lưu và van công suất. 15 1.3.3. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trên đường nạp.16 1.3.3. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trên đường nạp.16 1.3.4. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy. 18 1.3.4. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy. 18 2. Giới thiệu tổng quát về ô tô INNOVA và động cơ 1TR-FE. 19 2. Giới thiệu tổng quát về ô tô INNOVA và động cơ 1TR-FE. 19 2.1. Giới thiệu chung về ô tô INNOVA. 19 2.1. Giới thiệu chung về ô tô INNOVA. 19 1 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 2.2. Đặc điểm tổng quát động cơ 1TR-FE. 19 2.2. Đặc điểm tổng quát động cơ 1TR-FE. 19 2.2.1. Động cơ. 20 2.2.1. Động cơ. 20 2.2.2. Cơ cấu phối khí. 22 2.2.2. Cơ cấu phối khí. 22 2.2.3. Hệ thống nhiên liệu. 23 2.2.3. Hệ thống nhiên liệu. 23 2.2.4. Hệ thống kiểm soát khí xả. 24 2.2.4. Hệ thống kiểm soát khí xả. 24 2.2.5. Hệ thống xả. 25 2.2.5. Hệ thống xả. 25 2.2.6. Hệ thống làm mát. 26 2.2.6. Hệ thống làm mát. 26 2.2.7. Hệ thống bôi trơn. 26 2.2.7. Hệ thống bôi trơn. 26 2.2.8. Hệ thống đánh lửa. 27 2.2.8. Hệ thống đánh lửa. 27 2.2.9. Hệ thống khởi động. 28 2.2.9. Hệ thống khởi động. 28 2.2.10. Hệ thống nạp. 28 2.2.10. Hệ thống nạp. 28 3. Thiết kế tổng quát hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA. 29 3. Thiết kế tổng quát hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA. 29 3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG. 29 3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG. 29 3.2. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp khí CNG. 32 3.2. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp khí CNG. 32 3.2.1. Bình chứa CNG. 32 3.2.1. Bình chứa CNG. 32 3.2.2. Van bình chứa. 33 3.2.2. Van bình chứa. 33 3.2.3. Van nạp. 33 3.2.3. Van nạp. 33 2 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 3.2.4. Van điện từ. 34 3.2.4. Van điện từ. 34 3.2.5. Bộ giảm áp. 36 3.2.5. Bộ giảm áp. 36 3.2.6. Bộ hoà trộn. 38 3.2.6. Bộ hoà trộn. 38 3.2.7. Cơ cấu tiết lưu. 39 3.2.7. Cơ cấu tiết lưu. 39 3.2.8. Van công suất. 40 3.2.8. Van công suất. 40 3.2.9. Van không tải. 42 3.2.9. Van không tải. 42 Van không tải được lắp giữa van điện từ của bộ giảm áp và tiết lưu không tải. Nó có nhiệm vụ đóng ngắt mạch không tải của động cơ, đồng thời nó cũng làm giảm áp suất của dòng nhiên liệu không tải được cấp trực tiếp từ buồng có áp suất lớn của bộ giảm áp. 42 Van không tải được lắp giữa van điện từ của bộ giảm áp và tiết lưu không tải. Nó có nhiệm vụ đóng ngắt mạch không tải của động cơ, đồng thời nó cũng làm giảm áp suất của dòng nhiên liệu không tải được cấp trực tiếp từ buồng có áp suất lớn của bộ giảm áp. 42 42 42 Hình 3 – 12 Kết cấu van không tải. 42 Hình 3 – 12 Kết cấu van không tải. 42 1: Đầu vào; 2: Van không tải; 3: Cần van không tải; 4: Nắp đậy; 42 1: Đầu vào; 2: Van không tải; 3: Cần van không tải; 4: Nắp đậy; 42 5: Đai ốc điều chỉnh áp suất mở van; 6: Lò xo điều chỉnh áp suất; 42 5: Đai ốc điều chỉnh áp suất mở van; 6: Lò xo điều chỉnh áp suất; 42 7: Màng van; 8: Đầu ra. 42 7: Màng van; 8: Đầu ra. 42 4. Tính toán nhiệt động cơ. 42 4. Tính toán nhiệt động cơ. 42 Tính toán nhiệt cho động cơ nhằm mục đích tính toán các thông số của động cơ trong các chu trình công tác như hệ số nạp, hệ số khí sót, áp suất, nhiệt độ, suất tiêu hao nhiên liệu …. Từ đó, ta so sánh các thông số tương ứng khi sử dụng nhiên liệu 3 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA xăng và nhiên liệu CNG. Đồng thời giải thích được nguyên nhân của sự khác biệt giữa các thông số đó. 42 4.1. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng xăng. 43 4.1. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng xăng. 43 4.1.1. Các số liệu ban đầu. 43 4.1.1. Các số liệu ban đầu. 43 4.1.2. Các thông số chọn. 43 4.1.2. Các thông số chọn. 43 4.1.3. Tính toán các chu trình công tác. 43 4.1.3. Tính toán các chu trình công tác. 43 a) Tính toán quá trình nạp 43 b) Tính toán quá trình nén 45 c) Tính toán quá trình cháy 46 d) Quá trình giãn nở 48 e) Tính toán các thông số của chu trình công tác 49 4.2. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng CNG. 51 4.2. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng CNG. 51 4.2.1. Các số liệu ban đầu. 51 4.2.1. Các số liệu ban đầu. 51 4.2.2. Các thông số chọn. 51 4.2.2. Các thông số chọn. 51 4.2.3. Tính toán các chu trình công tác. 52 4.2.3. Tính toán các chu trình công tác. 52 a) Tính toán quá trình nạp 52 b) Tính toán quá trình nén 53 c) Tính toán quá trình cháy 54 d) Quá trình giãn nở 56 e) Tính toán các thông số của chu trình công tác 57 5. Thiết kế hệ thống nhiên liệu CNG. 60 5. Thiết kế hệ thống nhiên liệu CNG. 60 5.1. Tính toán thiết kế bộ hoà trộn. 60 5.1. Tính toán thiết kế bộ hoà trộn. 60 5.2. Tính toán tiết lưu trong mạch cung cấp chính. 64 5.2. Tính toán tiết lưu trong mạch cung cấp chính. 64 5.3. Tính toán ziclơ mạch công suất. 68 5.3. Tính toán ziclơ mạch công suất. 68 4 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 6. Phương pháp lắp đặt bố trí hệ thống nhiên liệu khí CNG trên ô tô INNOVA. 69 6. Phương pháp lắp đặt bố trí hệ thống nhiên liệu khí CNG trên ô tô INNOVA. 69 6.1. Sơ đồ bố trí. 69 6.1. Sơ đồ bố trí. 69 6.2. Các triệu chứng hư hỏng của hệ thống nhiên liệu CNG và biện pháp kiểm tra khắc phục. 71 6.2. Các triệu chứng hư hỏng của hệ thống nhiên liệu CNG và biện pháp kiểm tra khắc phục. 71 6.2.1. Động cơ khó hoặc không khởi động được. 71 6.2.1. Động cơ khó hoặc không khởi động được. 71 6.2.2. Tiêu thụ nhiều nhiên liệu. 71 6.2.2. Tiêu thụ nhiều nhiên liệu. 71 6.2.3. Động cơ mất công suất ở tốc độ cao, gia tốc kém. 72 6.2.3. Động cơ mất công suất ở tốc độ cao, gia tốc kém. 72 6.3. Quy trình kiểm tra và lắp đặt bộ giảm áp. 72 6.3. Quy trình kiểm tra và lắp đặt bộ giảm áp. 72 7. Kết luận 76 7. Kết luận 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 LỜI NÓI ĐẦU Động cơ đốt trong sử dụng các loại nhiên liệu truyền thống cùng với các phương tiện giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu và nghiêm trọng cho môi trường không khí. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật các quá trình làm việc của động cơ đốt trong đã được điện tử hoá, tin học hoá tạo ra những thành công đáng kể về cải thiện công suất động cơ, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường. Nhưng với sự khắt khe của các tiêu chuẩn về ô nhiễm môi trường của khí thải động cơ của một số nước thì các giải pháp trên cũng không đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe đó. 5 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Vì vậy chúng ta cần có các giải pháp hữu hiệu hơn để khắc phục vấn đề trên. Một trong các giải pháp đó là sử dụng các loại nhiên liệu “sạch” ít gây ô nhiễm để thay thế cho các loại nhiên liệu truyền thống. Với tình hình khan hiếm nhiên liệu và mức độ ô nhiễm bầu khí quyển như hiện nay, việc ứng dụng CNG vào các phương tiện vận tải là một thiết yếu nhằm đa dạng hoá nguồn nhiên liệu và giải quyết hữu hiệu vấn để ô nhiễm môi trường do các phương tiện vận tải gây ra, chính vì lẽ đó mà em đã chọn đề tài ‘‘Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA’’ để giải quyết các vấn đề trên. Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Nguyễn Quang Trung đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này. Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực hiện Đỗ Mạnh Cường 1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu khí động cơ đốt trong. 1.1. Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống. Từ những năm 1849 - 1850, con người đã biết chưng cất dầu mỏ để lấy ra dầu hỏa, còn xăng là thành phần chưng cất nhẹ hơn dầu hỏa thì chưa hề được sử dụng đến và phải đem đổ đi một nơi thật xa. Lúc đó con người tạo ra dầu hỏa với mục đích thắp sáng hoặc đun nấu đơn thuần. Nhưng với sự tiến hóa của khoa học và kỹ thuật, từ việc sử dụng những động cơ hơi nước cồng kềnh và hiệu quả thấp, con người đã tìm cách để sử dụng xăng và dầu diesel cho động cơ đốt trong, loại động cơ nhỏ gọn hơn nhưng có hiệu quả cao hơn hẳn. Cùng với những khám phá khoa học vĩ đại khác, sự phát minh ra động cơ đốt trong sử dụng xăng và dầu diezel đã 6 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA thúc đẩy xã hội loài người đạt những bước phát triển vượt bậc, đem đến cuộc sống ấm no, hạnh phúc và văn minh cho hàng tỷ người trên thế giới. Những hiệu quả và giá trị của dầu mỏ và động cơ đốt trong mang lại thật sự không ai có thể phủ nhận được. Nguồn năng lượng chúng mang lại hầu như là chiếm ưu thế hoàn toàn. Do vậy, mà hầu hết các quốc gia trên thế giới đều muốn chiếm ưu thế và chủ động về nguồn dầu mỏ. Cuộc khủng hoảng năng lượng vào thập kỷ 70 của thế kỷ 20 đã một lần nữa khẳng định tầm quan trọng chiến lược của dầu mỏ đối với mỗi quốc gia và cho toàn thế giới. Nhưng theo dự đoán của các nhà khoa học thì với tốc độ khai thác hiện nay, trữ lượng dầu mỏ còn lại của Trái Đất cũng chỉ đủ cho con người khai thác trong vòng không quá 40 năm nữa. Bên cạnh đó những hậu quả mà khi chúng ta sử dụng dầu mỏ và động cơ đốt trong đem lại từ các chất thải khí làm ô nhiễm không khí, làm thủng tầng ôzôn, gây hiệu ứng nhà kính.Trong các chất độc hại thì CO, NO x , HC do các loại động cơ thải ra là nguyên nhân chính gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, con người phải đứng trước một thách thức lớn là phải có nguồn nhiên liệu thay thế. Những loại nhiên liệu có thể dùng thay thế cho xăng và dầu diesel là: + Những khí thiên nhiên: CNG, LNG … + Khí gas hoá lỏng (LPG) + Khí biogas + Cồn Ethanol + Cồn Methanol + Dầu thực vật + Hyđrô Trong các loại nhiên liệu trên, khí thiên nhiên là nguồn năng lượng sơ cấp rất quan trọng. Trong những năm gần đây, sản lượng khí thiên nhiên hàng năm trên thế giới đạt xấp xỉ 2 tỉ Tép (1000 m 3 = 0,85 Tep), tương đương khoảng 60% sản lượng dầu thô. Người ta ước tính đến năm 2020, sản lượng khí thiên nhiên trên thế giới sẽ là 2,6 tỉ Tép/năm so với sản lượng dầu thô là 3,5 tỉ Tép. Trữ lượng khí thiên nhiên hiện nay khoảng 150 tỉ Tép, xấp xỉ với trữ lượng dầu thô. Mặt khác, khí thiên nhiên có ưu điểm là phân bố hầu như trên khắp địa cầu nên đảm bảo được sự cung cấp an toàn và thuận tiện hơn dầu thô. Từ những năm 1990, việc nghiên cứu sử dụng khí thiên nhiên làm nhiên liệu đã được thực hiện ở nhiều khu vực trên thế giới. Khí thiên nhiên được xem là nhiện liệu sạch vì vậy việc sử dụng nó để chạy động cơ ngoài mục đích đa dạng hóa nguồn nhiên liệu còn góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường một cách đáng kể. 7 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Khí thiên nhiên có thể chứa trong bình nhiên liệu của ô tô ở hai dạng: + Dạng khí ở nhiệt độ môi trường và áp suất cao + Dạng lỏng ở nhiệt độ -161 0 C và áp suất môi trường không khí. Trong đồ án này, chủ yếu nghiên cứu nhiên liệu thiên nhiên ở dạng khí ở nhiệt độ môi trường và áp suất cao CNG (Compressed Natural Gas). 1.2. Giới thiệu về khí nén thiên nhiên. 1.2.1. Nguồn gốc, quá trình khai thác và sử lý khí. Khí thiên nhiên được tạo ra từ sinh vật phù du, các vi sinh vật sống dưới nước bao gồm tảo và động vật nguyên sinh. khi các vi sinh vật này chết đi và tích tụ trên đáy đại dương, chúng dần bị chôn đi và xác của chúng được nén dưới các lớp trầm tích. Trải qua hàng triệu năm, áp suất và nhiệt do các lớp trầm tích chồng lên nhau tạo nên trên xác các loại sinh vật này đã chuyển hoá hoá học các chất hữu cơ này thành khí thiên nhiên. Do dầu mỏ và khí thiên nhiên thường được tạo ra bằng các quá trình tự nhiên tương tự nhau, hai loại hydrocacbon này thường được tìm thấy cùng nhau trong các bể chứa ngầm tự nhiên. Sau khi dần được tạo nên trong lòng vỏ Trái Đất, dầu mỏ và khí thiên nhiên đã dần chui vào các lỗ nhỏ của các tầng đá xốp xung quanh, những tầng đá xốp này có vai trò như các bể chứa tự nhiên. Do các lớp đá xốp này thường có nước chui vào, khí thiên nhiên vốn nhẹ hơn nước và kém dày đặc các tầng đá xung quanh nên chúng chuyển lên trên qua lớp vỏ, đôi khi cách xa nơi chúng tạo ra. Cuối cùng, một số hydrocacbon này bị bẫy lại bởi các lớp đá không thấm (đá không xốp), các lớp đá này được gọi là đá “mũ chụp”. Khí thiên nhiên nhẹ hơn dầu mỏ, do đó nó tạo ra một lớp nằm trên dầu mỏ. Lớp khí này được gọi là “mũ chụp khí”. Các lớp than đá có chứa lượng mêtan đáng kể, mêtan là thành phần chính của khí thiên nhiên. Trong các trữ lượng than đá, mêtan thường bị phân tán vào các lỗ các vết nứt của tầng than. Khí thiên nhiên này thường được gọi là khí mêtan trong tầng than đá. Để định vị được các mỏ khí, các nhà địa chất học thăm dò những khu vực có chứa những thành phần cần thiết cho việc tạo ra khí thiên nhiên: đá nguồn giàu hữu cơ, các điều kiện chôn vùi đủ cao để tạo ra khí tự nhiên từ các chất hữu cơ, các kiến tạo đá có thể "bẫy" các hydrocacbon. Khi các kiến tạo địa chất có thể chứa khí tự nhiên được xác định, thông thường chứ không phải luôn ở bể trầm tích, người ta tiến hành khoan các giếng các kiến tạo đá. Nếu giếng khoan đi vào lớp đá xốp có chứa trữ lượng đáng kể khí thiên nhiên, áp lực bên trong lớp đá xốp có thể ép khí thiên nhiên lên bề mặt. Nhìn chung, áp lực khí thường giảm sút dần sau một thời gian khai thác và người ta phải dùng bơm hút khi lên bề mặt. 8 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Khi khí thiên nhiên được khai thác khỏi mặt đất, nó được vận chuyển bằng đường ống dẫn khí đến một nhà máy tinh lọc và xử lý, nơi nó được chế biến. Khí thiên nhiên được chế biến bằng các thiết bị tách lọc khí để loại bỏ các hợp chất không phải là hyđrôcacbon, đặc biệt là hyđrô sulfit và điôxit cacbon. Hai quá trình sử dụng cho mục đích này là hấp thụ và hút bám (absorption and adsorption). Quá trình hấp thụ sử dụng một chất lỏng hấp thụ khí tự nhiên và các tạp chất và phân tán chúng trong chất lỏng này. Trong một quá trình được gọi là hấp thụ hóa học, các tạp chất phản ứng với chất lỏng hấp thụ. Khí thiên nhiên sau đó thoát ra khỏi chất hấp thụ còn chất hấp thụ còn tạp chất ở lại trong chất lỏng. Các chất lỏng hấp thụ thường được sử dụng là nước, các dung dịch amin nước (aqueous amine) và cacbonat natri. Quá trình hút bám là một quá trình cô đặc khí tự nhiên trên bề mặt một chất rắn hoặc một chất lỏng để loại bỏ tạp chất. Một chất thường được sử dụng cho mục đích này là cacbon (than), là chất có diện tích bề mặt trên đơn vị trọng lượng rộng. Ví dụ, các hợp chất lưu huỳnh trong phí tự nhiên được bề mặt hấp thụ của cacbon giữ lấy. Các hợp chất lưu huỳnh được kết hợp với hyđrô và oxy để tạo thành axít sulphuric và có thể loại bỏ. Sau khi các tạp chất đã được loại bỏ trong các thiết bị tách lọc, khí thiên nhiên phải được làm khô. Kỹ thuật làm khô khí phân thành các nhóm: + Hấp phụ nước bằng các chất hút ẩm thể rắn như silicagen, nhôm oxit hoạt tính, zeolit NaA. + Hấp phụ bằng nước hút ẩm thể lỏng như dietylenglycol, trietylenglycol… + Ngưng tụ hơi nước hoặc đóng băng tạo tinh thể nước đá bằng kỹ thuật nén hoặc làm lạnh. 1.2.2. Tính chất của khí CNG. a) Thành phần hóa học. Khí nén CNG (Compressed Natural Gas) là khí thiên nhiên được nén dưới áp suất nhất định (205 ÷ 275 bar). Khí thiên nhiên là hỗn hợp chất khí cháy được bao gồm phần lớn là các hydrocacbon (hợp chất hoá học chứa cacbon và hyđrô). Cùng với than đá và dầu mỏ, Khí thiên nhiên là nhiên liệu hóa thạch. Khí thiên nhiên có thể chứa đến 85% mêtan (CH 4 ) và khoảng 10% êtan (C 2 H 6 ), và cũng có chứa số lượng nhỏ hơn propan (C 3 H 8 ), butan (C 4 H 10 ), pentan (C 5 H 12 ), và các alkan khác. Khí thiên nhiên, thường tìm thấy cùng với các mỏ dầu ở trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp cho khoảng 25% nguồn cung năng thế giới. Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất, bao gồm điôxít cacbon (CO 2 ), hyđrô sulfít (HS), và nitơ (N 2 ). Do các tạp chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc 9 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA tính của khí thiên nhiên, chúng thường được tách khỏi khí thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phẩm phụ. Bảng 1 – 1 Thành phần CNG. Thành phần Cấu tạo Hàm lượng (%) Methane CH 4 90,42 Ethane C 2 H 6 4,04 Ethylene C 2 H 4 0,14 Propane C 3 H 8 2,05 Nitrogen N 2 3,32 b) Khả năng ứng dụng khí CNG cho động cơ. Bảng 1 – 2 So sánh đặc tính của CNG với xăng. Đặc trưng CNG Xăng Chỉ số octan 130 95 Nhiệt trị khối lượng (KJ/Kg) 50009 42690 Năng lượng hỗn hợp (KJ/dm 3 ) 3,10 3,46 Giới hạn dưới thể tích bốc cháy (%V) 0,50 0,60 Tốc độ cháy chảy tầng ở độ đậm đặc 0,80 (cm/s) 30 37,5 Năng lượng đánh lửa tối thiểu (mJ) 0,33 0,26 Nhiệt độ đoạn nhiệt của màng lửa (K) 2227 2266 A/F (Kg KK/kg nhiên liệu) 17,23 14,60 Thành phần hoá học % C H O 75 25 0 85,4 14,6 0 10 [...]... quát hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 3.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG Ta sử dụng nhiên liệu CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA theo kiểu hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song là hệ thống nhiên liệu sử dụng cả hai nhiên liệu vừa xăng vừa CNG độc lập Đặc điểm của hệ thống nhiên liệu xăng và CNG song song + Ưu điểm: Có khả năng dự trữ năng lượng trên động cơ. .. được sự đồng đều nhiên liệu cung cấp cho các xi lanh của động cơ Việc khống chế lưu lượng CNG nạp vào xi lanh được thực hiện nhờ bộ vi xử lí 17 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 1.3.4 Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí CNG bằng phương pháp phun trực tiếp hoạt động tương tự như hệ thống. .. 1.3.1 Cung cấp khí CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí sử dụng bộ hòa trộn có nhiều dạng khác nhau, nhưng đối với CNG thường sử dụng dạng sơ đồ sau 13 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA ECU Công tắc Hình 1 – 1 Cung cấp khí CNG dùng bộ hòa trộn Nhiên liệu CNG được nén trong bình chứa với áp suất 200 bar, khi khởi động động cơ van... không cần bơm nhiên liệu áp suất cao Động cơ có thể hoạt động không có tổn thất hệ số nạp và ở điều kiện hỗn hợp nghèo Nhược điểm chính của hệ thống này là đòi hỏi kĩ thuật chế tạo và điều chỉnh chính xác hệ thống phun vì vậy đắt tiền 18 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 2 Giới thiệu tổng quát về ô tô INNOVA và động cơ 1TR-FE 2.1 Giới thiệu chung về ô tô INNOVA. .. tô CNG tốt hơn ô tô dùng động cơ xăng Do quá trình cháy của CNG có đặc điểm sạch hơn, nên ô tô sử dụng động cơ CNG hoạt động hiệu quả hơn so với ô tô xăng, làm tăng tuổi thọ cho ô tô Ở những ô tô làm việc nặng thì động cơ sử dụng CNG sẽ ít ồn hơn so với động cơ diesel Mặc dù CNG là khí đốt, nhưng phạm vi cháy hẹp, làm cho nó là nhiên liệu an toàn Mức độ an toàn của ô tô CNG ngang hàng với ô tô xăng... 22: Cảm biến ôxy 2.2.4 Hệ thống kiểm soát khí xả Hệ thống kiểm soát khí xả giúp hạn chế lượng khí thải có hại cho con người 24 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA và môi trường Hình 2 – 8 Đồ thị biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí Để giảm các chất khí có hại từ khí xả: Trước hết ta dùng bộ trung hòa khí xả (TWC) làm cho các chất độc... cần thiết để cung cấp nhiên liệu đến vòi phun là 5 bar để tránh hiên tượng hoá hơi trên đường ống 16 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA nhiên liệu Vì hoạt động của hệ thống nhiên liệu ở áp suất cao nên vấn đề an toàn của hệ thống được đặt lên hàng đầu Hệ thống điều khiển gồm các cảm biến ghi nhận thông tin về chế độ làm việc của động cơ, ECU xử lý các thông tin... các chất vô hại (H 2O, CO2, N2) khi luồng khí xả đi qua, với các chất xúc tác platin, pladini, iridi, rodi Để khí xả ra ngoài môi trường không độc hại đối với sức khỏe con người 25 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Hình 2 – 9 Sơ đồ hệ thống xả động cơ 1TR-FE 1: Bộ trung hòa khí xả; 2: Bộ tiêu âm 2.2.6 Hệ thống làm mát Hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức, nhiệt... van công suất 14 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 1.3.2 Cung cấp CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn kết hợp với van tiết lưu và van công suất ECU Bộ tiết kiệm nhiên liệu Công tắc Hình 1 – 2 Cung cấp khí CNG dùng bộ hoà trộn kết hợp van tiết lưu Khi bật khoá điện, dòng điện qua cuộn dây sinh ra một từ tính làm van điện từ mở ra cho khí CNG nén từ bình chứa áp... 2.2.10 Hệ thống nạp Hệ thống nạp dùng một bộ điều áp để điều chỉnh điện mà nó tạo ra bỡi sự quay của cuộn dây rôto và nạp điện vào ắc quy 28 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA Hình 2 – 13 Sơ đồ hệ thống nạp động cơ 1TR-FE 1: Máy phát ; 2: Bộ tiết chế; 3,7: Cầu chì; 4: Đèn báo nạp; 5: Khóa điện; 6,8,9: Cầu chì dòng cao; 10: Cuộn Stato; 11: Cuộn dây Rôto 3 Thiết kế . động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA. 29 3. Thiết kế tổng quát hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA. 29 3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG. 29 3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên. 18 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 2. Giới thiệu tổng quát về ô tô INNOVA và động cơ 1TR-FE. 2.1. Giới thiệu chung về ô tô INNOVA. Xe Toyota Innova. về ô tô INNOVA. 19 1 Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA 2.2. Đặc điểm tổng quát động cơ 1TR-FE. 19 2.2. Đặc điểm tổng quát động cơ 1TR-FE. 19 2.2.1. Động