Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-JANMAR

Chúng ta biết rằng hiện nay tất cả các nước trên thế giới, bao gồm các nước phát triển cũng như các nước đáng phát triển đều rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường và vấn đề cạn kiệt nguồn nhiên liệu dầu mỏ. Không khí trên thế giới hiện nay bị ô nhiễm đến mức báo động mà trong đó khí thải của động cơ đốt trong là các tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Ngoài ra khí thải từ động cơ còn làm nhiệt độ khí quyển tăng lên và thay đổi môi trường sinh thái. Để giả quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do động cơ đốt trong gây ra ta có hai giải pháp. Giải pháp thứ nhất là cải tạo động cơ để đốt nhiên liệu sạch hơn và hạn chế việc sử dụng các động cơ đốt trong đến mức có thể. Gải pháp thứ hai là tìm kiếm nguồn nhiên liệu mới sử dụng cho động cơ đốt trong.

Gần đây chúng ta đang có xu hướng chuyển sang sử dụng các loại nhiên liệu mới thân thiện hơn với môi trường như dầu thực vật, dầu trajopha và khí hóa lỏng LPG. Trong đó khí hóa lỏng LPG là một nguồn nhiên liệu khá dồi dào. Do đó nhiều năm trở lại đây chúng ta đang có xu hướng chuyển sang nghiên cứu động cơ chạy với nhiên liệu kép. Trên thế giới tuy đã có nhiều thành công nhưng ở Việt Nam động cơ chạy nhiên liệu kép vẫn chưa phổ biến và cũng chưa được nghiên cứu rộng rãi.
Hiện nay tôi đang thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-YANMAR”. Đề tài của tôi gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan.
Chương 2: Phân tích và lựa chọn phương án cung cấp DO-LPG cho động cơ.
Chương 3: Thiết kế hệ thống cung cấp DO-LPG cho động cơ.
Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Lý do chọn đề tài 1
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1
1.2.1. Đối tượng nghiên cứu 1
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu 1
1.2.2.1. Về mặt lý thuyết 1
1.2.2.2. Về mặt thực nghiệm 2
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng khí hóa lỏng (LPG) 2
1.3.1. Trên thế giới 2
1.3.2. Ở Việt Nam 3
1.4. Đặc tính của nhiên liệu LPG 4
1.4.1. Thành phần hóa học 4
1.4.2. Lí tính 4
1.4.3. Chỉ số Octane 7
1.5. Động cơ thí nghiệm ( động cơ Diesel 4CH-JANMAR) 7
1.5.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ 7
1.5.2 Đặc điểm làm việc của hệ thống nhiên liệu của động cơ 4CH 11
1.5.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 11
1.5.2.2 Bộ điều tốc 12
1.5.2.2.1. Điều kiện để động cơ khởi động 12
1.5.2.2.2. Điều kiện động cơ làm việc ở chế dộ không tải 13
1.5.2.2.3. Điều kiện làm việc ở tốc độ quay lớn nhất 14
1.5.2.2.4. Điều kiện dừng động cơ 15
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CUNG CẤP DO-LPG CHO ĐỘNG CƠ
2.1. Giải pháp kỹ thuật để động cơ có thể sử dụng nhiên liệu nhiên liệu LPG 16
2.2. Phân tích một số hệ thống sử dụng LPG-DO sẵn có trên động cơ Diesel hiện nay 18
2.2.1 Cung cấp gas trực tiếp nhờ xupap ga 19
2.2.1.1 Xupap gas có cơ cấu điều khiển kiểu cơ khí 19
2.2.1.2 Xupap gas điều khiển điện tử 19
2.2.2. Sử dụng bộ giảm áp hóa hơi và bộ hòa trộn 20
2.2.2.1 Sử dụng bộ hòa trộn điều khiển bằng cơ khí 21
2.2.2.2. Sử dụng bộ giảm áp hóa hơi và bộ hòa trộn điều khiển bằng điện tử 23
2.2.3 Hệ thống cung cấp LPG với phương án tạo hỗn hợp kiểu phun nhiên liệu 24
2.3. Phân tích, lựa chọn phương án cung cấp LPG phù hợp với điều kiện của bộ môn động lực hiện nay 25
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CUNG CẤP DO-LPG CHO ĐỘNG CƠ
3.1. Các thiết bị trong hệ thống cung cấp LPG cho động cơ 28
3.1.1 Bình LPG 28
3.1.2. Bộ giảm áp hóa hơi (Pneumatic LPG Reducer) 28
3.1.3. Van tiết lưu 31
3.1.4. Bộ trộn LPG 32
3.2. Thiết kế bộ điều khiển điện tử cung cấp LPG-DO cho động cơ 33
3.2.1. Sơ đồ khối mạch điều khiển cung cấp LPG và dầu DO 33
3.2.2. Các thiết bị trong hệ thống điều khiển điện tử 33
3.2.2.1. Lựa chọn cơ cấu chấp hành 33
3.2.2.1.1 Phương án điều khiển LPG có sử dụng bộ giảm áp hóa hơi điều khiển tay ga và van tiết lưu bằng motor bước 33
3.2.2.1.2 Phương án điều khiển LPG có sử dụng bộ giảm áp hóa hơi điều khiển tay ga và van tiết lưu bằng động cơ servo 36
3.2.2.1.3. So sánh hai phương án trên và lựa chọn cơ cấu chấp hành 38
3.2.2.2. Cảm biến nhiệt độ 39
3.2.2.3 Cảm biến tốc độ 40
3.2.2.4. Van điện từ (solenoil vavle) 42
3.2.2.5. Bộ xử lý trung tâm 44
3.2.2.5.1 Tổng quan về vi điều khiển ATMEGA 16 44
Các đặc điểm chính 45
3.2.2.3.2 Đặc điểm của ATMEGA 16 47
3.2.2.5.2. Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm 51
3.2.2.5.3. Sơ đồ thuật toán chương trình chính và giải thuật kiểm tra phím nhấn 52
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.1.Mục đích 55
4.2.Trang thiết bị thí nghiệm 55
4.3. Sơ đồ bố trí thực nghiệm 55
4.4. Tiến hành thực nghiệm 57
4.4.1.Điều kiện tiến hành thí nghiệm 57
4.4.2. Quy trình tiến hành thực nghiệm 58
4.4.3. Kết quả chạy thử nghiệm 59
4.4.3.1 Bảng số liệu chạy thực nghiệm 59
4.4.3.2 Nhận xét 63

LINK DOWNLOAD