Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 5 1. Giới thiệu đề tài 6 1.1. Tổng quan về nhiên liệu diesel 6 1.1.1. Giới thiệu về nhiên liệu diesel 6 1.1.2. Những tính chất cơ bản của nhiên liệu diesel 7 1.2. Tổng quan về nhiên liệu biogas 8 1.2.1. Ưu điểm của nhiên liệu biogas 8 1.2.2. Thành phần của khí biogas 8 1.2.3. Những tính chất cơ bản của biogas 9 1.2.4. Yêu cầu của biogas khi sử dụng trong động cơ đốt trong 9 1.2.5. Tình hình sử dụng biogas hiện nay 10 1.3. Mục đích, ý nghĩa và đối tượng áp dụng của đề tài 11 1.3.1. Mục đích 11 1.3.2. Ý nghĩa 11 1.3.3. Đối tượng áp dụng 11 2. Khảo sát đặc điểm kết cấu của động cơ RV70-N 11 2.1. Giới thiệu chung về động cơ 11 2.1.1. Đặc tính kỹ thuật của động cơ 11 2.1.2. Kết cấu các chi tiết chính của động cơ 13 2.1.2.1. Piston 13 2.1.2.2. Thanh truyền 14 2.1.2.3. Trục khuỷu 14 2.2. Khảo sát hệ thống nhiên liệu 15 2.2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 15 2.2.2. Nguyên lý làm việc 15 2.2.3. Kết cấu các chi tiết chính 16 2.2.3.1. Bộ điều tốc 16 2.2.3.2. Bơm cao áp 17 2.2.3.3. Vòi phun 17 2.3. Khảo sát hệ thống nạp thải 18 2.3.1. Bình lọc không khí 18 2.3.2. Ống xả 19 3. Tính toán chu trình nhiệt của động cơ RV70-N 19 3.1. Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng nhiên liệu diesel 19 1 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N 3.1.1. Các số liệu ban đầu 19 3.1.2. Các thông số chọn 20 3.1.3. Kết quả tính toán 21 3.1.4. Đồ thị công 26 3.2. Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu (diesel+biogas) với các % năng lượng diesel làm mồi 29 3.2.1. Các giả thiết trong quá trình tính toán 29 3.2.2. Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng 5% năng lượng diesel làm mồi 30 3.2.2.1. Thành phần của hỗn hợp nhiên liệu 30 3.2.2.2. Các thông số chọn 31 3.2.2.3. Kết quả tính toán 32 3.2.3. Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng lượng diesel ở chế độ không tải 40 3.2.3.1. Bảng kết quả đo lượng tiêu hao nhiên liệu diesel ở chế độ không tải 40 3.2.3.2. Thành phần hỗn hợp nhiên liệu 40 3.2.3.3. Kết quả tính toán nhiệt: 41 3.2.4. Đồ thị công 41 3.3. So sánh, nhận xét 44 3.3.1. So sánh 44 3.3.1.1. Các thông số cơ bản của quá trình tính 44 3.3.1.2. Kết quả tính toán nhiệt 44 3.3.1.3. Bảng xác định đường nén và đường giãn nở 47 3.3.1.4. Đồ thị công 48 3.3.2. Nhận xét 48 4. Nghiên cứu, cải tiến hệ thống cung cấp biogas cho động cơ RV70-N 49 4.1. Cơ sở lý thuyết 49 4.2. Các phương án thiết kế van cung cấp biogas (van tiết lưu) 49 4.2.1. Yêu cầu, nhiệm vụ 49 4.2.2. Các phương án thiết kế 49 4.2.2.1. Van côn 50 4.2.2.2. Van cánh (van đĩa) 51 4.2.2.3. Van cầu 52 4.3. Các phương án thiết kế cơ cấu hạn chế lượng phun diesel làm mồi 53 4.3.1. Yêu cầu, nhiệm vụ 53 4.3.2. Các phương án thiết kế 53 4.3.2.1. Cơ cấu hạn chế lượng phun dùng vít 53 4.3.2.2. Cơ cấu hạn chế lượng phun dùng thanh đẩy 54 2 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N 4.4. Các phương án thiết kế bộ điều tốc biogas 55 4.4.1. Yêu cầu của bộ điều tốc biogas 55 4.4.2. Các phương án thiết kế 55 4.4.2.1. Thay thế bộ điều tốc diesel bằng bộ điều tốc biogas (BĐT loại 1) 55 4.4.2.2. Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng dẫn động van côn (BĐT loại 2) 57 4.4.2.3. Sử dụng bộ điều tốc biogas riêng dẫn động van cánh (BĐT loại 3) 59 4.5. So sánh và chọn phương án cải tạo 61 4.6. Tính toán, thiết kế phương án đã chọn 61 4.6.1. Cơ sở lý thuyết 61 4.6.2. Giới thiệu bộ phụ kiện vạn năng GATEC 20 62 4.6.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc 62 4.6.2.2. Ưu và nhược điểm 63 4.6.3. Tính toán, thiết kế buồng hỗn hợp 63 4.6.4. Tính toán, thiết kế van côn 65 4.6.5. Tính toán, thiết kế cơ cấu hạn chế lượng phun diesel làm mồi 69 4.6.6. Tính toán, thiết kế bộ điều tốc biogas 70 4.6.6.1. Sơ đồ tính toán bộ điều tốc 70 4.6.6.2. Tính toán, thiết kế các chi tiết của bộ điều tốc 73 4.6.6.3. Kết cấu bộ điều tốc biogas dẫn động van côn 83 4.7. Sơ đồ hệ thống cung cấp lưỡng nhiên liệu (diesel + biogas) 84 5. Quy trình chế tạo và lắp đặt các chi tiết được cải tiến vào động cơ 85 5.1. Quy trình công nghệ chế tạo vỏ bộ điều tốc 85 5.1.1. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 85 5.1.2. Xác định trình tự gia công các bề mặt 85 5.1.3. Trình tự thực hiện các nguyên công 85 5.2. Lắp đặt bộ điều tốc biogas lên giá động cơ - máy phát điện 90 5.3. Lắp đặt vít hạn chế lượng phun diesel 91 6. Chương trình tính toán bằng phần mềm Visual Basic 92 6.1. Giới thiệu 92 6.2. Form nhiệm vụ của đề tài 92 6.3. Form các thông số động cơ 92 6.4. Form các thông số của biogas 94 6.5. Form các thông số chọn 94 6.6. Form các kết quả tính toán nhiệt 95 6.7. Form tính toán họng Ventury 98 6.8. Form tính toán van tiết lưu (van côn) 99 3 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N 6.9. Form tính toán bộ điều tốc 99 6.10. Nhận xét 100 7. Lắp đặt – chạy thử 100 7.1. Mục đích, yêu cầu của việc thử nghiệm 100 7.1.1. Mục đích 100 7.1.2. Yêu cầu 101 7.2. Địa điểm và mô hình lắp đặt thí nghiệm 101 7.2.1. Địa điểm 101 7.2.2. Mô hình lắp đặt 101 7.3. Kết quả thí nghiệm 103 7.3.1. Đo tiêu hao nhiên liệu diesel khi chạy không tải bằng lưỡng nhiên liệu (diesel+biogas) 103 7.3.2. Đo tải máy phát điện 104 7.4. Nhận xét 105 8. Kết luận đề tài 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 4 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N LỜI NÓI ĐẦU Những vấn đề mà thế giới quan tâm hiện nay đó là năng lượng và ô nhiễm môi trường. Nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt dần và càng trở thành mối nhạy cảm trong bức tranh chính trị quốc tế. Giá dầu thô thay đổi liên tục trong thời gian gần đây đã cho thấy bất ổn lớn của nền kinh tế toàn cầu khi dựa vào dầu thô làm nguồn năng lượng chính. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới là một trong những hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng. Và nghiên cứu sử dụng các nguồn năng lượng tái sinh từ lâu đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Hiện nay ở quy mô toàn cầu, biogas là nguồn năng lượng lớn, tổng sản lượng ứng dụng chiếm 9 đến 10 % tổng năng lượng trên thế giới. Nguồn khí biogas nhận được từ các hầm khí sinh học đã cung cấp năng lượng phục vụ sinh hoạt gia đình. Trong thực tế sản xuất và sinh hoạt ở nông thôn hiện nay, những động cơ cỡ nhỏ kéo các máy công tác thông thường như bơm nước, phát điện, xay xát…có nhu cầu rất lớn. Sử dụng khí biogas để chạy các loại động cơ này sẽ giúp cho người dân tiết kiện được chi phí năng lượng, giảm giá thành sản xuất và góp phần tích cực trong cải thiện đời sống người dân. Vì thế em đã chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N”. Sau một thời gian miệt mài tìm hiểu và nghiên cứu, với sự nổ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ của quý thầy cô giáo trong khoa Cơ Khí Giao Thông, đặc biệt là thầy PGS.TS Trần Thanh Hải Tùng đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án, nay đề tài của em đã hoàn thành. Tuy nhiên, với trình độ cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, chắc hẳn đề tài còn nhiều thiếu sót. Kính mong quý thầy cô giáo giúp đỡ và góp ý để đề tài của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 04 tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực hiện Lê Thanh Doãn 1. Giới thiệu đề tài 5 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N Nước ta có gần 80% dân số sống ở nông thôn. Hoạt động sản xuất và sinh hoạt ở khu vực này đòi hỏi một nguồn năng lượng rất lớn. Sự gia tăng giá xăng dầu và giá điện trong thời gian gần đây đã gây rất nhiều khó khăn đối với vùng nông thôn. Nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng tại chỗ để phát điện nhằm giảm chi phí năng lượng đã trở nên rất bức xúc, đặc biệt ở những nơi sản xuất nông nghiệp tập trung, các trại chăn nuôi có sẵn hầm biogas. Trên thị trường hiện có những động cơ được thiết kế đặc biệt để sử dụng biogas, tuy nhiên nó thuộc nhóm các động cơ đặc chủng nên đắt tiền. Vả lại các động cơ này chỉ chạy bằng biogas, không chạy được bằng nhiên liệu lỏng nên không phù hợp với các hầm biogas cỡ nhỏ, có trữ lượng biogas hạn chế. Ở nước ta, hầm biogas đã trở nên quen thuộc ở nông thôn. Tuy nhiên do qui mô sản xuất còn nhỏ nên thể tích các hầm biogas phổ biến khoảng vài chục m 3 , không đủ sức cung cấp nhiên liệu liên tục cho động cơ. Vì vậy, ngoài biogas, động cơ cần phải chạy được bằng xăng dầu truyền thống khi cần thiết. Giải pháp đơn giản nhất là cải tạo các loại động cơ sử dụng nhiên liệu lỏng phổ biến thành động cơ tĩnh tại chạy bằng biogas-nhiên liệu lỏng. Trong đề tài này em tiến hành nghiên cứu cải tạo quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ Vikyno diesel RV70-N chạy bằng hai nhiên liệu song song biogas- diesel. Động cơ tự cháy do nén chạy bằng biogas được cải tạo từ động cơ diesel làm việc theo nguyên lý: công suất chính do quá trình cháy biogas sinh ra, một lượng diesel tối thiểu được phun làm mồi để đốt cháy hỗn hợp. Lượng diesel phun mồi này được chỉnh ở mức thấp nhất. 1.1. Tổng quan về nhiên liệu diesel 1.1.1. Giới thiệu về nhiên liệu diesel Nhiên liệu lỏng dùng cho động cơ diesel chủ yếu là những loại sản phẩm của quá trình chưng cất dầu mỏ. Nó là một hỗn hợp của nhiều Cacbuahydro có kết cấu phân tử khác nhau, quyết định tính chất lý hoá cơ bản của nhiên liệu và ảnh hưởng rất nhiều tới quá trình bốc hơi và cháy của nhiên liệu. Trong những loại nhiên liệu truyền thống sử dụng trên các phương tiện vận tải, diesel là một trong những nguồn nhiên liệu rất quan trọng được sử dụng rất phổ biến bởi những tính năng ưu việt của nó. Dầu diesel là phần Hydrocacbon lấy từ dầu mỏ, có nhiệt độ sôi nằm trong khoảng 200 - 300 0 C. Dầu diesel có màu nâu nhạt, nặng hơn xăng và nhẹ hơn nước. Dầu diesel phải có các tính chất sau đây: + Tính bốc hơi và có tính tự cháy tốt để đảm bảo cho quá trình cháy hoàn toàn, tăng hiệu suất, giảm ô nhiễm. + Cháy ổn định, không làm rung khi động cơ nổ. 6 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N + Có độ nhớt thích hợp để đảm bảo nhiên liệu dễ cháy ở nhiệt độ thích hợp, đồng thời phải đảm bảo phun sương vào buồng cháy và bôi trơn cho cặp piston- bơm cao áp được tốt. + Nhiên liệu phải cháy kiệt, xả hết hơi thừa, ít đóng muội ở vòi phun, buồng cháy. 1.1.2. Những tính chất cơ bản của nhiên liệu diesel a) Nhiệt trị: Diesel là nhiên liệu có nhiệt trị tương đối cao: Q tk = 42,530 [MJ/kg]. b). Tính bay hơi: Tính bay hơi của nhiên liệu diesel ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo thành hỗn hợp của nhiên liệu và không khí. Để đánh giá độ bay hơi của nhiên liệu diesel dùng các chỉ tiêu: thành phần điểm sôi, tỷ trọng hay khối lượng riêng, màu sắc của nhiên liệu diesel. Tỷ trọng của nhiên liệu diesel dùng cho các loại động cơ trong khoảng (0,820 ÷ 0,920) [kg/lít] là phù hợp. c). Tính lưu động ở nhiệt độ thấp và tính phun sương: Một trong những chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel là lưu chuyển dễ dàng trong hệ thống cung cấp và phun nhiên liệu vào buồng cháy của động cơ. Tính chất này đặc biệt yêu cầu khi động cơ làm việc ở vùng có nhiệt độ thấp. Thông thường độ nhớt của diesel, ở 20 0 C từ 1,5 tới 6,0 là phù hợp. Nhiên liệu diesel mùa đông có độ nhớt thấp hơn mùa hè. d). Tính tự cháy: Để đánh giá khả năng tự cháy của nhiên liệu diesel người ta dùng đại lượng có tính quy ước là trị số xetan (TSXT). Trị số xetan cao quá sẽ không cần thiết vì gây lãng phí nhiên liệu, một số thành phần nhiên liệu trước khi cháy, ở nhiệt độ cao trong xilanh bị thiếu oxy nên phân hủy thành các cacbon tự do, tạo muội theo phản ứng: 2 Ct yx H 2 y xCHC 0 +→ Nếu TSXT thấp sẽ xảy ra quá trình cháy kích nổ do trong nhiên liệu có nhiều thành phần khó bị oxy hoá, khi lượng nhiên liệu phun vào trong xilanh quá nhiều mới xảy ra quá trình tự cháy, dẫn đến cháy cùng một lúc gây toả nhiệt mạnh, áp suất tăng mạnh, động cơ rung giật, … gọi là cháy kích nổ. Thông thường các loại nhiên liệu diesel có TSXT vào khoảng (40 ÷ 50) sử dụng tốt trong các động cơ hoạt động vào mùa hè và TSXT vào khoảng (50 ÷ 55) tốt cho động cơ làm việc vào mùa đông. e) Tính ổn định hoá học Phụ thuộc vào hàm lượng thành phần keo, thành phần nhẹ có trong diesel. Nếu hàm lượng các thành phần này càng lớn thì tính ổn định hóa học của diesel càng thấp. f) Tính ăn mòn kim loại 7 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N + Hàm lượng lưu huỳnh tổng số + Độ axit (Tolal Acid Number-TAN) + Hàm lượng nước 1.2. Tổng quan về nhiên liệu biogas 1.2.1. Ưu điểm của nhiên liệu biogas * Về mặt môi trường: + Giảm lượng khí phát thải CO 2 , do đó giảm được lượng khí thải là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính, tránh được các thảm họa về môi trường. + Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (<0,001% so với đến 0,2% trong dầu diesel). + Không chứa HC thơm nên không gây ung thư. + Khí thiên nhiên biogas không chứa chì gây tác hại đến sức khỏe con người, gây ô nhiễm môi trường không khí. + Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn diesel 4 lần, phân huỷ từ 85 - 88% trong nước sau 28 ngày). + Giảm ô nhiễm môi trường nước và đất. + Giảm sự tiêu dùng các sản phẩm dầu mỏ. * Về mặt kỹ thuật: + Biogas rất linh động có thể trộn với diesel theo bất kì tỉ lệ nào. * Về mặt kinh tế: + Sử dụng nhiên liệu biogas ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường nó còn thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của ngành nông nghiệp như thúc đẩy phát triển chăn nuôi trang trại, tận dụng các nguồn rác thải sẵn có. + Đồng thời đa dạng hoá nền nông nghiệp và tăng thu nhập ở vùng miền nông thôn. + Hạn chế nhập khẩu nhiên liệu chế biến từ dầu mỏ, góp phần tiết kiệm cho quốc gia một khoảng ngoại tệ lớn. 1.2.2. Thành phần của khí biogas Biogas từ các nguồn khác nhau thì có chất lượng tương đối khác nhau và phụ thuộc vào một số yếu tố nhất định. Thành phần của biogas phụ thuộc vào loại chất thải bị phân huỷ, độ dài của thời gian lưu trong đó chất thải trải qua quá trình phân huỷ. Biogas là kết quả phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường thiếu không khí là hỗn hợp của nhiều loại khí. Biogas chứa chủ yếu CH 4 (40 ÷ 80%) và CO 2 (25 ÷ 50%) còn lại là các chất khác như N 2 (0 ÷ 10%), O 2 (0 ÷ 2%), H 2 S (0 ÷ 3%), H 2 (0 ÷ 1%), …Các 8 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N chất hữu cơ như: cây cối, rơm rạ, xác sinh vật, các chất thải từ quá trình chế biến thực phẩm, các chất thải từ quá trình chăn nuôi 1.2.3. Những tính chất cơ bản của biogas a). Tính chất vật lý Bảng 1-1. Các tính chất của các thành phần biogas Các tính chất vật lý CH 4 CO 2 Trọng lượng phân tử 16 44 Tỷ trọng 0,554 1,52 Điểm sôi 259,0 0 F (=144 0 C) 60,8 0 C Điểm đông -296,6 0 F(-164,8 0 C) -69,9 0 F (-38,83 0 C) Khối lượng riêng 0,66 [kg/m 3 ] 1,82 [kg/m 3 ] Nhiệt độ nguy hiểm 116,0 0 F (=64,44 0 C) 88,0 0 F (=48,89 0 C) Áp suất nguy hiểm 45,8 at 72,97 at Nhiệt cháy 55,403 [J/kg] Giới hạn cháy 5-15% Thể tích Tỷ lệ cháy hoàn toàn trong không khí 0,0947 Thể tích 0,0581 Khối lượng b). Nhiệt trị của nhiên liệu biogas CH 4 được mệnh danh là nhiên liệu “sạch”, có nhiệt trị cao, nhiệt trị thấp của CH 4 là 1012 Btu/ft3 (35,8.10 3 KJ/m 3 ). Do biogas chứa khoảng (40 ÷ 80%) CH 4 nên biogas có nhiệt trị tương đối cao, 1m 3 biogas có nhiệt lượng (4.700 – 6.500)kcal, tương đương với (0,5 ÷ 0,7) lít dầu diesel. 1.2.4. Yêu cầu của biogas khi sử dụng trong động cơ đốt trong Vấn đề đáng quan tâm và cần được nghiên cứu tiếp là làm sao có thể nâng cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí thải động gây ra. Ta biết rằng trong biogas có một lượng đáng kể hydrogen sulfide H 2 S (khoảng 10.000ppm thậm chí sau khi qua các thiết bị xử lý vẫn còn khoảng (200 ÷ 400)ppm H 2 S) là một khí rất độc tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. Khí biogas được sử dụng làm nhiên liệu, khí H 2 S có thể ăn mòn các chi tiết của động cơ, sản phẩm cháy của nó là SO x cũng là một khí rất độc cho con người (TCVN cho phép là 0,3mg/m 3 ). Vì thế, hoàn thiện quá trình cháy trong động cơ sử dụng nhiên liệu biogas là vấn đề đặt ra để có thể vừa kéo dài tuổi thọ động cơ vừa giảm thiểu ô nhiễm trong khí thải động cơ. Hàm lượng của các chất này không được vượt quá mức cho phép. Mặc dù không phải là chất chiếm nhiều trong biogas như CO 2 , nhưng hơi nước có thể có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc trưng của quá trình cháy biogas. Dù hàm 9 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N lượng nhỏ nhưng hơi nước đã ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp và tỷ lệ không khí/nhiên liệu của biogas. Ngoài ra nó làm tăng nguy cơ ăn mòn thiết bị, do đó cần thiết phải giảm lượng hơi nước có trong biogas. 1.2.5. Tình hình sử dụng biogas hiện nay Hiện nay, khi nhiên liệu thay thế đã trở thành đề tài nghiên cứu được nhiều nhà quan tâm thì những lựa chọn để sử dụng nguồn năng lượng này càng trở nên phong phú. Các xu hướng chính sử dụng nhiên liệu biogas trên thế giới như sau: + Đốt trực tiếp. + Làm nhiên liệu cho các loại động cơ. + Bán cho các nhà cung cấp khí tự nhiên. 1.3. Mục đích, ý nghĩa và đối tượng áp dụng của đề tài 1.3.1. Mục đích 10 Nguồn biogas Đốt trực tiếpĐộng cơ Bán cho nhà cung cấp Tạo năng lượng Công suất trên trục Vận tải Cấp nhiệt, làm lạnh Sấy Quạt, bơm, máy nén Turbin lỏng Tur bin khí Phát điệnMáy phát thuỷ lực Xe khách, Xe tải, Máy kéo Phát nhiệt điện Điều hoà hay đun nước Hình 1-1. Sơ đồ các ứng dụng của biogas [...].. .Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N + Nắm được nguyên lý làm việc, đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel cũng như hệ thống cung cấp biogas + Tính toán quá trình cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N chạy máy phát điện Qua đó so sánh, nhận xét các kết quả tính để từ đó đưa ra phương pháp cải tạo động cơ chạy bằng diesel... biogas cho động cơ RV70-N 2.2 Khảo sát hệ thống nhiên liệu 2.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu động cơ RV70-N gồm các bộ phận chính sau: Thùng chứa nhiên liệu, lọc nhiên liệu, bộ điều tốc, bơm cao áp, đường ống cao áp, vòi phun, đường dầu hồi Các bộ phận như: bộ điều tốc, bơm cao áp được gắn kết với nhau trong một khối nhỏ gọn 1 2 3 10 4 5 9 6 8 7 Hình 2-5 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 1... của động cơ thì lúc này 16 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N lực lò xo (7) và lực ly tâm của quả văng (4) tác dụng lên cần điều tốc (5) cân bằng Khi tốc độ động cơ tăng lên thì lực ly tâm sẽ thắng lực lò xo đẩy thanh răng về vị trí giảm nhiên liệu cấp cho động cơ Ngược lại, khi tốc độ động cơ giảm xuống thì lực lò xo thắng lực ly tâm đẩy thanh răng về vị trí cấp nhiên liệu. .. với động cơ đốt trong sản xuất tại Việt Nam là chất lượng, giá thành, suất tiêu hao nhiên liệu, công suất Từ các yêu cầu trên Công ty Máy Nông Nghiệp Miền Nam (VIKYNO) đã tập trung nghiên cứu cải tiến các sản phẩm 11 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N hiện có và đã cho ra đời rất nhiều thế hệ động cơ RV dựa trên các thiết kế mẫu của KUBOTA (Nhật Bản) Động cơ RV70-N là động. .. nâng kim phun lên khỏi đế van, nhiên liệu áp suất cao được phun vào buồng cháy động cơ 15 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N Ø30 Sau khi phun xong áp suất nhiên liệu giảm nhanh dẫn đến lực lò xo vòi phun thắng áp suất dầu để đóng van lại và kết thúc quá trình phun Một phần nhiên liệu cung cấp đến vòi phun (9) dùng để bôi trơn các chi tiết chuyển động của kim phun bên trong... lọc (1) ở đây các mạt kim loại nhỏ, cặn, bụi bẩn trong nhiên liệu được giữ lại 17 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N Khi áp suất nhiên liệu thắng lực lò xo (4) của vòi phun, kim phun (6) được đẩy lên và nhiên liệu được phun từ lỗ phun Nhiên liệu bôi trơn giữa kim phun và thân miệng phun trở về thùng chứa qua ống nhiên liệu thừa Áp suất phun được điều chỉnh bằng cách thay... ra, sẽ bị giữ lại bởi các sợi thép được tẩm dầu Và không khí đã lọc sạch theo đường ống nạp cung cấp đến xi lanh 18 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N Ø34 5 10 2 28 8 4 7 35 72 72 50 6 46 28 140 2 1 7 3 Hình 2-9 Kết cấu đường nạp động cơ RV70-N 1 Bu lông xiết đường nạp vào động cơ; 2 Bu lông xiết cần giữ vòi phun với đường ống nạp; 3 Bu lông xiết vòi phun với cần giữ vòi... quả 3 Tính toán chu trình nhiệt của động cơ RV70-N 3.1 Tính toán chu trình nhiệt động cơ khi sử dụng nhiên liệu diesel 3.1.1 Các số liệu ban đầu Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Công suất có ích Ne Hp/kW 7/5,2199 Tỷ số nén ε Số vòng quay n Vòng/phút 2400 Đường kính xi lanh D mm 80 Hành trình piston S mm 75 24 19 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N Số xi lanh i Số kỳ 1 τ 4 Góc... cháy động cơ Lượng diesel phun vào không làm ảnh hưởng đến quá trình cung cấp nhiên liệu biogas + Tính toán chu trình nhiệt giống như của động cơ xăng + Giả sử quá trình cháy xảy ra hoàn toàn + Để xây dựng phương pháp tính thì trong quá trình tính toán em giả thiết hỗn hợp nhiên liệu bao gồm 5% năng lượng do nhiên liệu diesel cung cấp và 95% năng lượng do biogas cung cấp Bảng 3-2 Thành phần của biogas. .. nhiệt lượng của biogas sinh ra là do phần lớn CH 4 cung cấp nên theo công thức Mendeleep ta có: QHBio = 35,8 * %CH4 * 1000 = 35,8*0,6*1000 = 21480 [kJ/m3] 30 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N = 21480/0,8808 = 24387 [kJ/kg] Với năng lượng Q0Bio cần cung cấp một lượng biogas là: G nlBio = 3,6 * Q 0Bio 3,6 * 13420 = = 1,981 [kg/h] Q HBio 24387 Vì nhiệt lượng do biogas sinh ra . Ø10 35 120 Ø48 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N 2.2. Khảo sát hệ thống nhiên liệu 2.2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Hệ thống nhiên liệu động cơ RV70-N gồm các bộ. phẩm 11 Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N hiện có và đã cho ra đời rất nhiều thế hệ động cơ RV dựa trên các thiết kế mẫu của KUBOTA (Nhật Bản). Động cơ RV70-N là động cơ. của biogas Thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ RV70-N + Nắm được nguyên lý làm việc, đặc điểm kết cấu các bộ phận chính của hệ thống cung cấp nhiên liệu diesel cũng như hệ thống