Báo cáo tìm hiểu về nhiên liệu lpg và các ứng dụng

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
TÌM HIỂU VỀ NHIÊN LIỆU LPG VÀ CÁC ỨNG DỤNG

THỰC HIỆN NHÓM 2:
THÀNH VIÊN NHÓM :
NGUYỄN NGỌC QUYỀN
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ LPG
VŨ ÁI LÂN
Chương 2: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LPG LÊN XE
HOÀNG VĂN HUÂN
Chương 2: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LPG LÊN XE
TRƯƠNG ĐÌNH MINH TIẾN
Chương 3:VẤN ĐỀ VỀ ÔI NHIỄM MÔI TRƯỜNG , ÚNG DỤNG NHIÊN LIỆU LPG LÊN
Ô TÔ, CÁC CỤM CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP LPG

NGUYỄN VĂN VUI
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU LPG CHO DỘNG CƠ
DUAL FUEL

NHÓM 2

1


Mục lục
Giới thiệu về nhiên liệu LPG......................................................2
Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ LPG..........................................3
1.1. LPG hoặc LP Gas là gì?...................................3
1.2 Thành phần hóa học của LPG .........................3
1.2.1. Propane............................................................3
1.2.2 .Butane.............................................................3

1.2.3. Các ưu điểm của propane và Butane ..............4
1.2.4. Mecaptan.........................................................4
1.3. Lý tính của LPG................................................4
1.4. Các ứng dụng của LPG....................................5
1.5. Các ưu điểm của nhiên liệu LPG.....................6
1.6. An toàn trong sử dụng và tồn trữ LPG............6
1.7. So sánh tính năng của LPGvới các nhiên liệu
khác .........................................................................8
Chương 2: KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LPG TRÊN XE........10
2.1. Các nhiên liệu khí sử dụng trên xe....................11
2.1.1. Khí thiên nhiên..................................................11
2.1.2. Khí đồng hành từ dầu mỏ..................................11
2.1.3. Ưu điểm của việc sử dụng khí LPG so
với các khí khác..........................................................14
2.1.4. Kết luận.............................................................15
2.1.5.Các phương pháp sử dụng nhiên liệu
khí để chạy động cơ đốt trong....................................15
2.1.5.1.Phương pháp thứ nhất ....................................15
2.1.5.2. Phương pháp thứ hai......................................15
2.2. Các phương án chuyển đổi động cơ chạy bằng nhiên
liệu truyền thống sang sử dụng nhiên liệu khí dầu mỏ hóa
lỏng LPG...........................................................................
16
NHĨM 2

2


2.2.1.Động cơ xăng ....................................................16
2.2.2.Động cơ Diezel..................................................16

2.3.Quá trình cháy của LPG trong động cơ đánh lửa
cưỡng bức............................................................................17
2.4. Các cụm chi tiết chính của hệ thống LPG
trên ơtơ.......................................................................17
2.4.1.Bộ trộn khí.........................................................17
2.4.2. Bộ giảm áp hóa hơi...........................................18
2.4.3.Bình chứa LPG..................................................18
2.4.4.Các cụm chi tiết khác trong hệ thống LPG........18
2.4.4.1.Van solenoid / kiểu đơn và đôi.......................18
2.4.2. Van cắt xăng ....................................................19
Chương 3: ỨNG DỤNG LPG TRÊN ĐỘNG CƠ NHIÊN LIỆU
KÉP( DUAL FUEL) DIEZEL-LPG........................................20
3.1. Các phương pháp cải tạo động cơ diesel thành động
cơ diesel có sử dụng khí thiên nhiên................................20
3.1.1.Chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ LPG, CNG
đốt cháy cưỡng bức............................................................20
3.1.2.Chuyển đổi động cơ xăng thành động cơ phun LPG
trực tiếp..............................................................................22
3.1.3.chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ nhiên liệu
kép diesel –LPG.................................................................25
3.2. Động cơ nhiên liệu kép ( dual fuel)....................26
3.2.1.Nguyên lý hoạt động của động cơ dual fuel......26
3.2.2 thành phần cơ bản của hệ thống ........................28
3.2.3. Một số kết quả nghiên cứu về tính kinh tế nhiên liệu
và khí thải trên động cơ nhiên liệu kép..............................29
3.2.3.1.thử nghiệm trên xe tải Kenworth....................30
3.2.3.2.Thử nghiệm trên xe Mitsubishi 3.2 L diesel...31

NHÓM 2

3


GIỚI THIỆU VỀ NHIÊN LIỆU (LPG)
Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, kỹ thuật, kinh tế
và yêu cầu về môi trường, những ứng dụng của LPG cũng trở nên rộng rã i và đang trở
thành loại nhiên liệu có nhiều ưu điểm nhất hiện nay.
LPG là từ viết tắt của khí dầu mỏ hoá lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) là hỗn hợp
hydrocarcbone với thành phần chính là Butan, Propan chiếm 99%. LPG được hoá lỏng
dưới áp suất cao để thuận lợi cho tồn chứa và vận chuyển. Với nhiều đặc tính quý báu,
LPG đang được sử dụng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nhiều lĩnh vực Đã và
đang mang lại những hiệu quả thuyết phục. ứng dụng của LPG cú thể chia theo mục
đích sử dụng thành ba nhóm chính:
- Sử dụng LPG là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp.
- Sử dụng LPG là nguồn nhiên liệu cho các quá trình đốt sinh nhiệt.
- Sử dụng LPG là nguồn nhiờn liệu cho cỏc phương tiện vận tải, các thiết bị chuyển
nhiệt năng thành cơ năng.
 Sử dụng LPG là nguồn ngun liệu cho các ngành cơng nghiệp:
Với đặc tính không màu, không mùi, không độc hại nên LPG là nguồn nhiên liệu tốt
cho các q trình chế biến hố học, làm chất mang, ...:
- Trong cơng nghiệp hố chất, LPG đợc sử dụng để chế biến tạo các hợp chất hoá học
các hợp chất cao phân tử, nhựa,...
- Trong nông nghiệp, LPG cũng đợc sử dụng để chế biến phân bón phân đạm, ure,....
Ngồi ra LPG cũng được sử dụng để tổng hợp thuốc trừ sâu...
- Trong công nghiệp mỹ phẩm, LPG được sử dụng để tổng hợp các hợp chất thơm, khí
mang trong nước hoa, kem bơi da...
- Trong công nghiệp thực phẩm LPG cũng đợc sử dụng rộng rãi. LPG đã được sử
dụng tổng hợp hương liệu hương chanh, cam, táo...
 LPG sử dụng cho quá trình đốt sinh nhiệt:
Sử dụng LPG cho quá trình đốt sinh nhiệt là ứng dụng phổ biến nhất hiện nay. Do địi

hỏi về u cầu đảm bảo mơi trờng sống, sự tiện lợi, giá thành và hiệu quả mà LPG
được sử dụng trong lĩnh vực này trở nên phổ biến.
LPG được phát hiện và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 19, đến những năm 50 của
thế kỷ 20 đang được ứng dụng rộng rãi. Ngày nay, LPG đã được sử dụng thay thế cho
các loại nhiên liệu truyền thống : than, củi, điện,... Việc sử dụng LPG này đã cho thấy
nhiều lợi ích quan trọng:
- Khơng gây ơ nhiễm môi trường
- Giá thành thấp hơn so với dùng điện
- Chất lượng sản phẩm đồng đều, ổn định, đảm bảo yêu cầu.
- Tiện lợi và tiết kiệm

Chương 1 : KHÁI QUÁT VỀ LPG
1.1. LPG hoặc LP Gas là gì?
LPG hoặc LP Gas là chữ viết tắt của “Liqueded Petroleum Gas” có nghĩa là
“Khí dầu mỏ hóa lỏng”. Đây là cách diễn tả chung của propan có cơng thức hóa học là
C3H8 và butan có cơng thức hóa học là C4H10, cả hai được tồn trữ riêng biệt hoặc
chung với nhau như một hỗn hợp.
LPG có từ hai nguồn: từ các quặng dầu và các mỏ khí và được tách ra từ các
thành phần khác trong quá trình chiết xuất từ dầu hoặc khí thiên nhiên. LPG cịn là
một sản phẩm phụ của q trình tinh luyện dầu.
NHĨM 2

4


LPG có thể được hóa lỏng ở nhiệt độ bình thường bằng cách gia tăng áp suất
vừa phải, hoặc ở áp suất bình thường bằng cách sử dụng kỹ thuật làm lạnh để làm
giảm nhiệt độ.
1.2. Thành phần hóa học của LPG
LPG là tên chung dùng cho propan và butan thương mại.

1.2.1. Propane
Propane là một alkane thể khí có thể thu được trong q trình tinh luyện dầu.
Propane thì khơng màu. Cơng thức hóa học của propane là CH 3CH2CH3. Propane có
thể được hóa lỏng khi nén và làm lạnh. Propane có cơng thức cấu tạo như sau :

PROPANE

Cơng thức hóa học
C 3 H8
Khối lượng phân tử
44.09
o
Khối lượng riêng ở 15 C
0.51 kg/lít
Nhiệt độ sơi ở áp suất khí quyển
- 43oC
Nhiệt trị thấp
46.1 MJ/kg
Nhiệt độ tự bốc cháy (ở áp suất khí quyển)
460580 oC
Giới hạn cháy theo % thể tích
2.37%  9.5%
Vận tốc ngọn lửa ở ngồi khơng khí
4685 cm/s
1.2.2. Butane
Butane là một hydrocarbon có trong khí thiên nhiên và có thể thu được từ q
trình tinh luyện dầu mỏ. Butane là một alkane thể khí, gồm có các hydro cacbon chứa
4 nguyên tử cacbon, chủ yếu là n- butane và iso-butane. Cơng thức hóa học của butane
là C4H10 và có cơng thức cấu tạo như sau:

BUTANE
NHĨM 2

5


Cơng thức hóa học
C4H10
Khối lượng phân tử
58.12
Khối lượng riêng
0.58 kg/lít
Nhiệt độ sơi ở áp suất khí quyển
-0.5oC
Nhiệt trị thấp
45.46 MJ/kg
Nhiệt độ tự bốc cháy (ở áp suất khí quyển)
410550oC
Giới hạn cháy theo % thể tích
1.86%  8.41%
Vận tốc ngọn lửa ở ngồi khơng khí
4087 cm/s
1.2.3. Các ưu điểm của Propane và Butane
Ưu điểm chính của Butane là nó có thể hóa lỏng một cách dễ dàng. Điều này có
nghĩa là Butane có thể được sử dụng ở cả hai dạng lỏng và dạng rắn.
Ưu điểm của Propane cũng giống như Butane, nó có thể được hóa lỏng một
cách dễ dàng. Do đó, Propane cũng được sử dụng ở cả hai dạng lỏng và dạng rắn.
Ngồi ra Propane là khí khơng màu nên khơng thể dễ dàng nhìn thấy.
Về mặt lý thuyết, LPG chứa 50% Propane và 50% Butane. Propane và Butane
được dùng như một hỗn hợp là vì cả hai Butane và Propane đều là alkane. Điều này có

nghĩa là chúng khơng xảy ra phản ứng hóa học với nhau. Do đó, Propane và Butane
được dùng kết hợp trong nhiên liệu nhưng vẫn an toàn. Ngoài ra, Propane và Butane là
sản phẩm phụ thu được từ tinh luyện dầu mỏ. Mặt khc, cả hai Propane và Butane có
thể được hóa lỏng một cách dễ dàng do đó chúng rất lý tưởng trong việc sử dụng kết
hợp như một nhiên liệu.
1.2.4. Mecaptan
Mercaptan là một chất được pha trộn vào LPG với tỉ lệ nhất định làm cho LPG
có mùi đặc trưng, để dễ phát hiện khi bị xì hoặc rị rỉ. Thường LPG là khơng màu,
khơng mùi.
1.3. Lý tính của LPG
LPG là một chất lỏng không màu (trong suốt), không mùi (nhưng được tạo mùi
nhằm để dễ phát hiện khi rò rỉ)
Có tỷ trọng nhẹ hơn nước: từ 0.53  0.58 kg/lít.
Ap suất tuyệt đối của LPG trong bồn chứa là :
+ 1.7 bars ở -15oC
+ 4.4 bars ở 15oC
+ 12.5 bars ở 50oC
LPG được bảo quản trong bình chứa như một chất lỏng có áp suất khơng cao
(dưới 20 bars). Bên trong bình chứa, LPG có hai trạng thái: hơi và lỏng; chất lỏng nằm
ở phần đáy bình và hơi nằm ở phía trên.
Sự giãn nở của LPG vào khoảng 0,25%, chính vì vậy ta phải ln ln chứa khí
LPG ở khoảng 80% thể tích bồn chứa. Phần cịn lại của bồn chứa dành cho phần hơi
giãn nở do nhiệt độ môi trường.
Tỷ số bén lửa từ 2,4%  9.6% trong khơng khí.
Nhiệt độ tự bốc cháy là 855oF (457oC).
Nhiệt trị thấp: QH = 46 MJ/kg (tương đương 11.000 kcal).
Tỉ số khơng khí nhiên liệu A/F: 15,5.
Chỉ số Octan: 95  105.
LPG khơng độc hại, tuy nhiên khơng nên hít vào cơ thể với số lượng lớn vì có
thể làm say hay nghẹt thở và không nên bước vào môi trường có đầy hơi gas vì rất

nguy hiểm do tính dễ bốc cháy của LPG.
NHÓM 2

6


Một lít LPG ở trạng thái lỏng có thể hóa hơi xấp xỉ 250 lít ở trạng thái hơi.
Một số tính chất của LPG được trình bày ở bảng sau :
Đặc tính
Khối lượng phân tử
Khối lượng riêng 15oC,Kg/lít
Nhiệt độ tự bốc cháy
Nhiệt độ đơng đặc
Nhiệt trị thấp MJ/lít
Nhiệt trị thấp Kcal/kg
Nhiệt trị thấp MJ/kg
Giới hạn cháy theo % thể tích
Số lít trên mỗi tấn (lít/tấn)
Số ốctan động cơ (MON)
Số ốctan thí nghiệm (RON)
Vận tốc ngọn lửa ở ngồi khơng khí

Propane
40.09
0.510
460580oC
-187.8oC
25.5
11070
46.1

2.37%9.5%
1960
101
111
4685cm/s

Butane
58.12
0.580
410550oC
-138oC
28.7
10920
45.46
1.86%8.41%
1720
93
103
4087cm/s

Một số tính chất của LPG so sánh với xăng và dầu được trình bày ở bảng sau:
Đặc tính

Propanes

Butane

Petrol

Diesel

Tỉ trọng ở 15oC (kg/lit)

0.508

0.584

0.730.78

0.810.85

Áp suất bay hơi ở
37,8oC (bar)

12.1

2.6

0.50.9

0.003

Nhiệt độ sôi

-43oC

-0.5oC

30225oC

RON
MON

111
101

103
93

9698
8587

150560o
C
-

Nhiệt trị thấp
(MJ/Kg)
Nhiệt trị thấp (MJ/lít)

46.1

45.46

44.03

42.4

23.42

26.55

32.24

35.2

Tỉ số A/F

15.8

15.6

14.7

1.4. Các ứng dụng của LPG
LPG có hơn 1500 ứng dụng được chia làm 5 khu vực thị trường chính:
Dân dụng và thương nghiệp: Nấu ăn, nấu nước nóng, sưởi ấm, đèn gas… trong
các hộ dân, các cửa hàng ăn uống, các khách sạn …
Công nghiệp và nông nghiệp: Sấy thực phẩm, nung gốm sứ, ấp trứng, hàn cắt,
thanh trùng dụng cụ y tế, …
Ô tô: LPG được biết như là loại nhiên liệu thay thế cho diesel và xăng. Vì thế,
hiện nay đã có nhiều xe sử dụng LPG như là nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng
cho động cơ. Trong thực tế việc sử dụng LPG thường mang lại cảm giác chạy xe êm
hơn, tiếng ồn thấp, đặc biệt trên các xe tải nặng. Tuy nhiên các xe thương mại dùng
LPG như một nguồn nhiên liệu hiện nay vẫn chưa được sản xuất.
Phát điện: Chạy máy phát điện, Turbin.
NHÓM 2

7

Hoá dầu: Sản xuất ethetylen, propylen, butadiene cho ngành nhựa và đặc biệt là
sản xuất MTBE là chất làm tăng chỉ số Octane.
1.5. Các ưu điểm của nhiên liệu LPG
LPG có các ưu điểm sau :
Các thành phần hóa học của LPG tương đối ít, do đó dễ dàng thực hiện việc
điều chỉnh đúng tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu và khơng khí để q trình cháy xảy ra hồn
tồn. Ưu điểm này đem lại đặc tính cháy sạch cho LPG.
Cả hai Propane và Butane được hóa lỏng một cách dễ dàng và đựng trong các
bình chứa áp suất. Đặc tính này làm cho nhiên liệu có tính cơ động cao, do đó có thể
vận chuyển dễ dàng trong các bình hoặc các thùng chứa đến người sử dụng.
LPG là chất thay thế tốt cho xăng trong các động cơ xăng. Đặc tính cháy sạch
của LPG trong một động cơ thích hợp đã làm giảm bớt lượng khí thải, kéo dài tuổi thọ
của dầu bôi trơn và bugi đánh lửa.
Các đặc tính cháy sạch và dễ vận chuyển của LPG cung cấp một chất thay thế
cho các nhiên liệu bản xứ chẳng hạn như gỗ, than đá và các chất hữu cơ khác. Đây là
giải pháp tốt để hạn chế nạn phá rừng và làm giảm các chất thải rắn (PM) nguy hiểm
vào bầu khí quyển được gây ra bởi việc đốt cháy các nhiên liệu bản xứ.
Thay thế cho chất nổ và chất làm lạnh f (fluorocarbons ), giúp hạn chế nguyên nhân
gây phá hủy tầng ozone của trái đất.
1.6. An toàn trong sử dụng và tồn trữ LPG
Quá trình cháy của LPG sinh ra cacbon dioxide(CO2) và hơi nước, nhưng phải
có đủ khơng khí. Nhưng nếu hỗn hợp thiếu khơng khí, trong khi cháy có thể sinh ra
khí độc là cacbon monoxide(CO).
Mỗi người có liên quan đến việc tồn trữ và sử dụng LPG nên quan tâm đến các
đặc tính và các mối nguy hiểm tiềm ẩn sau:
(a) LPG được tích trữ ở thể lỏng dưới áp suất nhất định. LPG gần như không
màu và trọng lượng của nó thì xấp xỉ phân nửa một thể tích tương đương của nước.
(b) Hơi LPG thì dày đặc hơn khơng khí: butan thì nặng vào khoảng hai lần
khơng khí và propan nặng khoảng 1.5 lần khơng khí. Vì vậy hơi LPG có thể bay gần

sát mặt đất và đi vào các đường cống rãnh, đầm lầy đến các nơi thấp nhất của môi
trường xung quanh và bị đốt cháy ở khoảng cách xa từ nơi rị rỉ. Trong khơng khí yên
tĩnh, hơi LPG sẽ phân tán rất chậm.
(c) LPG có thể tạo thành một hỗn hợp dễ cháy khi đã hịa trộn với khơng khí.
Phạm vi có khả năng gây cháy ở áp suất và nhiệt độ xung quanh trải rộng từ giới hạn
thấp nhất vào khoảng 2% hơi LPG trong khơng khí và giới hạn cao nhất là 10% hơi
LPG trong khơng khí. Trong phạm vi này có nguy hiểm của sự mồi lửa. Bên ngoài
phạm vi này hỗn hợp là quá nghèo hoặc quá giàu để truyền ngọn lửa. Tuy nhiên, các
hỗn hợp quá giàu có thể trở nên nguy hiểm khi được làm nghèo đi với không khí và
cũng sẽ cháy tại bề mặt với khơng khí. Ở áp suất cao hơn áp suất khí trời, giới hạn trên
của khả năng gây cháy được gia tăng, nhưng sự gia tăng này với áp suất không phải là
tuyến tính.
(d) Ngay cả rị rỉ một lượng nhỏ của LPG có thể tạo nên thể tích lớn của hỗn
hợp hơi LPG và khơng khí và do đó gây nên nguy hiểm đáng kể. Một máy đo hơi nổ
thích hợp có thể được sử dụng để kiểm tra sự tập trung của LPG trong khơng khí.
(e) Ở mức độ tập trung rất cao trong khơng khí, hơi LPG gây mê và sau đó gây
ngạt do làm loảng hoặc giảm sự có mặt của oxy.
NHÓM 2

8


(f) LPG thương mại thông thường được tạo mùi trước khi phân phối bằng cách
thêm vào một chất tạo mùi, chẳng hạn như ethyl mercaptan hoặc dimethyl sulphide, để
có thể tìm ra bằng mùi của khí ở mức tập trung thấp đến 1/5 giới hạn thấp hơn có khả
năng gây cháy (có nghĩa là khoảng 0,4 % khí LPG trong khơng khí).
(g) Ngồi cách nhận biết bằng mùi, sự rị rỉ của LPG có thể nhận thấy rỏ bằng
cách khác. Khi chất lỏng bốc hơi, sự làm mát tác động vào mơi trường khơng khí xung
quanh gây nên sự ngưng tụ và đơng cứng của hơi nước trong khơng khí. Tác động này
cho thấy có sự đóng băng tại điểm xảy ra rị rỉ LPG, qua đó ta có thể dễ dàng phát hiện

và xử lý. Ngoài ra, chỉ số khúc xạ của LPG khác so với khơng khí, đơi khi sự rị rỉ
LPG có thể được nhìn thấy như ánh sáng mờ mờ (shimmering).
(h) Vì sự bay hơi nhanh và liên tục làm giảm nhiệt độ, một phần nhỏ chất lỏng
LPG có thể gây nên vết bỏng lạnh nghiêm trọng nếu để tiếp xúc với da. Trang thiết bị
bảo vệ cá nhân (ví dụ như bảo vệ tay và mắt) nên được mang vào nếu những nguy
hiểm này có thể xảy ra.
Một cái bình rổng, nhưng trước đó đã chứa LPG có thể vẫn cịn LPG tồn tại ở
thể hơi và do đó có những nguy hiểm tiềm ẩn. Áp suất bên trong bình này xấp xỉ áp
suất khí trời. Nếu một cái van đang rò rỉ hoặc để ở trạng thái mở, khơng khí có thể
khuếch tán vào trong bình chứa tạo thành một hỗn hợp có khả năng gây cháy và nổ rất
nguy hiểm.
Một số đặc tính của Gas có liên quan tới cơng tác PCCC.
     Khí đốt hóa lỏng là sản phẩm thu được từ q trình chế biến dầu mỏ, thành phần
của nó bao gồm hỗn hợp của nhiều hydrocacbon parafin mà chủ yếu là propan và
butan . Tỷ lệ của propan và butan trong thành phần khí đốt hóa lỏng phụ thuộc vào
mỗi hãng sản xuất (Petrolimex , Sell, Total, Thăng Long ...). Đối với LPG của
Petrolimex tỷ lệ propan và butan là từ 30/70 đến 50/50 về thể tích.
           Về trạng thái tồn tại:
     LPG ở thể lỏng và hơi đều không màu, không mùi. Vì lý do an tồn nên LPG được
pha thêm chất tạo mùi để dễ phát hiện rị rỉ . Thơng thường LPG thương mại được pha
thêm chất tạo mùi EtylMecaptan có mùi đặc trưng , khí này hịa tan tốt trong LPG ,
khơng độc , khơng ăn mịn kim loại và có tốc độ bay hơi gần LPG nên nồng độ trong
LPG khơng đổi cho đến khi bình chứa được  sử dụng hết . Theo các tiêu chuẩn an
toàn, nồng độ pha chế tạo mùi phải thích hợp để chúng ta có thể phát hiện được hơi
gas rò rỉ khi đạt nồng độ bằng 1/5 lần giới hạn nồng độ bốc cháy thấp.
    Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường , LGP tồn tại ở trạng thái khí. Tuy nhiên, do
LPG có tỷ số dãn nở thể tích lớn nên để thuận tiện và kinh tế trong quá trình bảo
quản , vận chuyển và sử dụng, LPG thường được hóa lỏng bằng cách nén vào các bình
chứa chịu áp lực ở nhiệt độ thường hoặc làm lạnh để hóa lỏng ở nhiệt độ thấp.
           Nhiệt độ sơi: Nhiệt độ sơi của khí đốt hóa lỏng thấp.

     Ở áp suất khí quyển : Propan sơi ở -42 độ C và Butan ở -0,5 độ C
     Do đó ở nhiệt độ và áp suất thường LPG bay dữ dội dẫn đến nguy cơ tạo thành
cùng NHCN rộng lớn nếu bị thốt ra ngồi mơi trường khi thiết bị chứa khơng kín
hoặc bị rị rỉ.
           Tỷ trọng:
   - Tỷ trọng ở thể lỏng :
     Ở điều kiện nhiệt độ 15 độ C và áp suất 760mmHg, tỷ trọng của Propan lỏng bằng
0,51 còn của Butan lỏng bằng 0,575.
     Như vậy, ở thể lỏng LPG nhẹ hơn nước . Mặt khác LPG khơng tan trong nước nên
nếu thốt ra có thể nổi và cháy trên mặt nước.
NHĨM 2

9


   - Tỷ trọng ở thể khí :
  Ở điều kiện nhiệt độ 15 độ C và áp suất 760mmHg, tỷ trọng của propan khí bằng
1,52 cịn của Butan khí bằng 2,01.
  Như vậy, ở thể khí  LPG nặng hơn khơng khí gấp 2 lần.
  Dẫn đến , khi thốt ra ngồi, hơi gas sẽ tích tụ ở những chỗ trũng,chỗ kín (như rãnh
nước, hố ga...) tạo thành nồng độ NHCN.
         Tính dãn nở:
     Sự dãn nở nhiệt của LPG lớn (gấp 1520 lần của nước, và lớn gấp nhiều lần so
với các sản phẩm dầu mỏ khác).
     Dẫn đến bình chứa, bồn chứa LPG chỉ
chứa đến 80-85% dung dịch để LPG cỏ thể
dãn nở mà không phá hủy thiết bị chứa khi
nhiệt độ tăng.
   Khi chuyển sang pha hơi thể tích tăng
gần 250 lần so với thể tích lỏng.

1.    Van đầu bình
2.    Quai tay xách (vịng cổ bình) có dập
chữ nổi “PV GAS-S” hoặc “PV GAS”
3.     Thân bình có dập chữ nổi “PV GASS” hoặc “PV GAS”
4.     Chân đế
1.7. So sánh tính năng của LPG với các loại nhiên liệu khác
Sản lượng khí dầu mỏ hóa lỏng trên thế giới đạt 130 triệu tấn trong năm 1995
và trong năm 2000 con số này tăng lên đến trên 200 triệu tấn. Khí dầu mỏ hóa lỏng đã
được phát triển và thương mại hóa từ những năm 1950. Trước đây, chúng được dùng
chủ yếu cho công nghiệp và sinh nhiệt gia dụng. Việc nghiên cứu sử dụng LPG trên
phương tiện giao thông vận tải mới được tiến hành trong những thập niên gần đây. Để
góp phần làm giảm ơ nhiễm mơi trường khơng khí, một số nước đã áp dụng chính sách
thuế đặc biệt để khuyến khích người dân sử dụng khí LPG chẳng hạn như Hà lan, Ý,
Hàn quốc …Hình bên dưới giới thiệu tỉ lệ ôtô sử dụng LPG tại một số quốc gia trên
thế giới.

NHÓM 2

10


Quá trình cháy của LPG diễn ra thuận lợi hơn nhiều so với xăng do hỗn hợp
được hòa trộn tốt. Mặt khác LPG ở thể khí trong điều kiện khí trời nên khơng có lớp
nhiên liệu lỏng ngưng tụ trên thành xy lanh hay thành đường ống nạp do đó giảm
thành phần các chất khí chưa cháy trong khí thải động cơ. Thực nghiệm cho thấy ôtô
chạy bằng LPG dễ dàng thỏa mãn những tiêu chuẩn khắt khe nhất của luật mơi trường
hiện nay. Trong điều kiện hoạt động bình thường, ơtơ LPG có mức độ phát ơ nhiễm
giảm 80% đối với CO, 55% đối với HC và 85% đối với NOx so với động cơ xăng cùng
cỡ. Ngoài ra, sử dụng nhiên liệu LPG cũng góp phần làm đa dạng hóa nguồn năng
lượng sử dụng cho giao thơng vận tải.

Do LPG có các đặc tính kỹ thuật như có tính chống kích nổ cao, khơng có chì
nên sản phẩm cháy khơng có muội than, khơng có hiện tượng đóng màng nên động cơ
làm việc với LPG ít gây kích nổ hơn, ít gây mài mịn xy lanh, piston, segment, và các
chi tiết kim loại khác trong động cơ.
So sánh khí thải của các xe chạy bằng xăng, diesel và LPG

NHÓM 2

11


Qua các nghiên cứu thực nghiệm quá trình cháy của động cơ sử dụng LPG, từ
các kết quả thực nghiệm các nhà nghiên cứu đã rút ra được những kết luận sau:
Tốc độ cháy của hỗn hợp LPG – không khí lớn hơn tốc độ cháy của hỗn hợp xăng –
khơng khí và phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Do đó cần điều chỉnh lại góc đánh lửa
sớm khi chuyển động cơ xăng sang LPG.
Hỗn hợp LPG – không khí có thể cháy ổn định ở giới hạn dưới của độ đậm đặc.
Vì vậy có thể thiết kế động cơ làm việc với hỗn hợp loãng để nâng cao tính kinh tế và
giảm ơ nhiễm mơi trường.

NHĨM 2

12


Chương 2 : KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG LPG LÊN XE
2.1. Các loại nhiên liệu khí sử dụng trên xe
Các loại nhiên liệu khi dùng trên xe chủ yếu gồm 2 loại: khí thiên nhiên và khí
đồng hành từ mỏ dầu.
2.1.1. Khí thiên nhiên

Là khí được khai thác từ các mỏ khí có sẵn trong tự nhiên. Thành phần chủ yếu
của khí thiên nhiên là Methane(CH 4) 8090%.Khí thiên nhiên dùng làm nhiên liệu
cho xe cộ dưới 3 dạng sau:
Khí thiên nhiên nén(Compressed Natural Gas/CNG):khí được nén ở thể tích
nhỏ hơn với một áp suất cao 250 bars và chứa trong một bình chứa chắc chắn.Bình
chứa chứa được 4050 lít khí.
Khí thiên nhiên hóa lỏng (Liquefield Natural Gas/LNG): Khí được làm lạnh ở
nhiệt độ âm 1620C, áp suất khoảng 8,9 bars để chuyển sang trạng thái lỏng và chứa
trong các bình cách nhiệt.
Khí thiên nhiên hấp thụ (Adsorbed Natural Gas/ANG): Khí thiên nhiên được
chứa dưới dạng hấp thụ trong các vật liệu đặc biệt (như ống mao dẫn Cacbon hoạt
tính) ở áp suất 3040 bars.
Ở hai loại sau, do khí được chứa ở áp suất khơng cao nên các bình chứa khơng
địi hỏi khắt khe như đối với khí thiên nhiên nén.
2.1.2. Khí đồng hành từ dầu mỏ
Ơ các mỏ dầu ln ln có loại khí này. Khi khai thác dầu mỏ, người ta sẽ thu
được khí này trước do chúng nằm phía trên mỏ. Thành phần chủ yếu của khí đồng
hành là Propane và Butane với tỉ lệ: 50/50, 60/40, 70/30.
Khí đồng hành được dùng làm nhiên liệu dưới dạng khí hố lỏng(Liquefied
Petrolium Gas/ LPG). Khí đồng hành hóa lỏng được chứa trong các bình có áp suất
thấp(dưới 20 bars).
Khả năng sử dụng khí đồng hành làm nhiên liệu :
Với chiều dài bờ biển trên 3000 km nên nước ta là nước có nhiều trữ lượng về
dầu khí. Các mỏ dầu và mỏ khí tập trung chủ yếu ở Biển Đơng. Bên ngồi thềm lục
địa nước ta. Từ các mỏ trên, lượng khí thiên nhiên được lấy ra với trữ lượng rất cao.
Nếu được khai thác và sử dụng tốt sẽ mang lại nhiều lợi nhuận kinh tế.
Khí đốt hố lỏng gọi tắt là LPG (hay còn gọi là gas) được sử dụng lần đầu tiên
vào năm 1930 và sau đó đã phát triển nhanh chóng, rộng rãi trên thế giới với khoảng
hơn 1500 ứng dụng khác nhau (bếp gas, đèn gas, thanh trùng,sấy, đốt, cắt, hàn, nhiên
liệu cho các loại động cơ ,ôtô, …)

Mức tiêu thụ trong thời gian qua trên toàn cầu được ghi nhận vào khoảng 69
triệu tấn (năm 1970), 109 triệu tấn (1980), 130 triệu tấn (1992), và 140 triệu tấn
(1993). Trong đó 4 vùng tiêu thụ chính là Bắc Mỹ (37 triệu tấn), Châu Âu (22 triệu
tấn), Nhật (20 triệu tấn), Châu Mỹ Latinh (18 triệu tấn).
Tại Việt Nam, LPG được đưa vào Miền Nam vào năm 1957 với mức tiêu thụ
ban đầu là 400 tấn, tăng dần lên 1900 tấn (1964), và 1500 tấn (1975), chủ yếu dùng
trong dân dụng (nấu nướng) và công nghiệp thực phẩm, dược…
Vì ngưng nhập từ năm 1984 và hầu như không cung ứng cho lĩnh vực dân dụng
từ sau năm 1975 nên hầu như toàn bộ khách hàng đã chuyển sang sử dụng các loại
chất đốt khác thay thế như than, củi, dầu lửa…
NHÓM 2

13


Từ năm 1993 lần lượt các công ty ELF gas Sài Gòn, Sài Gòn Petrol và
Petrolimex đã bước đầu đưa LPG trở lại thị trường.
Hiện nay do nhu cầu sử dụng gas ngày càng nhiều cùng với sự phát triển của
các thiết bị gas nên thị trường khí lỏng vẫn rất cao. Ơ thành phố Hồ Chí Minh, để đáp
ứng thị trường hàng năm, các công ty cung ứng gas tại thành phố phải nhập một số
lượng rất lớn ước tính như sau (số liệu theo Sài Gịn Petrol cung cấp)
Sản lượng gas nhập vào thành phố HCM (tấn/năm) :

Dự báo nhu cầu sử dụng LPG tại một số thành phố lớn ở Việt Nam (tấn/năm)

Việc sử dụng khí gas trong dân dụng và sản xuất công nghiệp ngày càng cao.
Do khả năng tiện lợi và an toàn nên gas đã dần thay thế các nhiên liệu khác trong vấn
đề chất đốt trong các hộ dân. Hiện nay có khoảng 55% các hộ dân trong thành phố, sử
dụng gas cho việc nội trợ. Các ngành công nghiệp dần chú ý đến loại nhiên liệu này vì
những ưu điểm của nó, chúng được ứng dụng vào việc: sấy thực phẩm, nung gốm sứ,

ấp trứng, hàn cắt, thanh trùng dụng cụ y tế, ... Trong thành phố, một số nhà máy, cơ
quan, xí nghiệp đã sử dụng gas hố lỏng để thay thế các loại chất đốt khác như : Nhà
máy sành sứ Thiên Thanh, công ty dụng cụ y tế quận 8, xí nghiệp Đồng Tiến, xí
nghiệp liên hiệp xuất khẩu bóng bàn, cơng ty vệ sinh vv…
NHĨM 2

14


Tại nước ta hiện nay đã bắt đầu đi vào sản xuất gas. Đầu năm 1999 nhà máy khí
Dinh Cơ (Bà Rịa – Vũng Tàu) đã bắt đầu sản xuất gas - một mặt hàng mà hiện nay cả
nước đang còn phải nhập khẩu với thuế suất khá cao (30%).
Theo điều tra khảo sát sơ bộ thì hiện nay nhu cầu sử dụng gas của cả nước ở
vào khoảng 190.000 tấn/năm. Như vậy nếu nhà máy khí Dinh Cố sản xuất đủ cơng
suất thiết kế 300.000 tấn gas/năm thì lượng gas dư thừa hàng năm lên tới 100.000 tấn.
Làm thế nào để giải quyết lượng gas dư thừa này ?
Theo ý kiến các chuyên gia kinh tế ngành dầu khí thì có 2 giải pháp để giải
quyết lượng gas thừa. Giải pháp thứ nhất là tìm thị trường xuất khẩu gas, giải pháp thứ
hai là phải tìm cách tiêu thụ gas trên thị trường nội địa. Trong 2 giải pháp vừa nêu thì
giải pháp thứ hai mang tính khả thi và hiệu quả kinh tế cao hơn.
Thực tế cho thấy, hiện nay các nhà máy, xí nghiệp và các đơn vị vận tải … đều
đang sử dụng nguồn nhiên liệu điện, than, củi và đặc biệt nhiều nhất là xăng dầu.
Trong khi đó mặt hàng xăng dầu hầu như ta đang phải nhập 100% tức là khoảng 6
triệu tấn/năm. Và cho dù sau này, nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất ra đời, trong nước
vẫn chưa thể đáp ứng nhu cầu của xã hội về sử dụng xăng dầu. Do vậy phải khuyến
khích các đơn vị sử dụng gas làm nhiên liệu thay cho xăng dầu. Nếu làm được điều
này chúng ta vừa xuất khẩu tại chỗ mặt hàng gas, vừa hạn chế được nhập khẩu xăng
dầu, tiết kiệm được một nguồn ngoại tệ lớn cho ngân sách của nhà nước. Ngoài ra việc
dùng gas thay cho than củi cũng mang một ý nghĩa xã hội rất lớn, góp phần cho công
tác trồng và bảo vệ rừng, ngăn chặn nạn chặt cây, phá rừng làm than củi trong nhân

dân.
Dự báo nhu cầu sử dụng LPG cho giao thông ở Việt Nam (tấn/năm)

Có thể khẳng định rằng: việc sử dụng chất đốt bằng gas có hiệu quả kinh tế, xã
hội và môi trường rất rõ. Trước hết là giá gas sẽ rẻ hơn giá xăng dầu (khi Việt Nam
chính thức sản xuất được gas. Hiện nay giá gas vẫn còn cao do phải nhập khẩu), và
một ưu thế nữa là dùng gas không gây ô nhiễm như các loại xăng dầu khác, nhất là
loại dầu FO thải ra nhiều khí bẩn và độc hại.
NHÓM 2

15


Về khía cạnh mơi trường, ta thấy rõ nhất qua việc sử dụng khí gas làm nhiên
liệu trên động cơ xe cộ. Khi mà số lượng xe cộ ngày càng tăng cao, các loại nhiên liệu
truyền thống không thể đáp ứng về những u cầu về mơi trường thì việc sử dụng
nhiên liệu liệu khí là tất yếu. Nhiên liệu khí gas có thể đảm bảo chất lượng khí thải
sạch, không gây ô nhiễm môi trường, không hại đến sức khoẻ con người ….
Trong các năm qua đã có nhiều cố gắng sử dụng nhiên liệu khí làm nhiên liệu trên
động cơ xe, mà điển hình là xe taxi Thu Ngân đã đi tiên phong trong lãnh vực này.
Qua thực tiễn sử dụng, đã có kết quả tốt và hiệu quả kinh tế cao.

Tóm lại chúng ta có thể thấy việc sử dụng gas thay thế cho xăng dầu ngày càng
nhiều. Điều này đã mở ra một hướng giải quyết tốt cho tình trạng thiếu nhiên liệu
trong tương lai khi mà lượng xăng dầu trở nên cạn kiệt. Và cũng là một biện pháp để
khắc phục vấn đề nhập khẩu xăng dầu ở nước ta. Do đó địi hỏi chúng ta phải đầu tư
nhiều vào việc khai thác, sản xuất và sử dụng tốt loại nhiên liệu này. Nếu làm được
như thế chúng ta đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành sản xuất dầu khí và
mang lại lợi ích kinh tế rất lớn cho đất nước.
2.1.3. Ưu điểm của việc sử dụng khí LPG so với các loại khí khác

Ta có thể thấy rằng việc sử dụng khí LPG làm nhiên liệu có nhiều ưu điểm hơn
so với các loại khí khác. Các ưu điểm đó như :
NHÓM 2

16


Nguồn khí LPG có sẵn tại các mỏ dầu Việt Nam với trữ lượng lớn và khả năng
sản suất LPG lớn (nhà máy khí Dinh Cố 300.000 tấn/năm).
Áp suất sử dụng thấp hơn (20 bars). Trong khi các loại khí khác địi hỏi một áp
suất rất cao, do đó cần phải dùng các thiết bị nén khí đặc biệt, tốn kém
Sản xuất và sử dụng đơn giản và an toàn hơn. Để lưu trữ khí với áp suất cao địi
hỏi chúng ta phải có bình chứa chắc chắn, dày và có các bộ phận an tồn khác. Nếu
khơng đảm bảo có thể dẫn đến hậu quả như: khí bắt nhiệt gây cháy hay nổ bình, lượng
khí có thể thốt ra ngồi gây độc hại hay nếu thành bình khơng đủ dày có thể gây nổ.
Do LPG ở áp suất thấp hơn nên việc sản xuất và sử dụng đơn giản, cấu tạo bình chứa
đơn giản và rẻ tiền hơn.
Các động cơ sử dụng nhiên liệu LPG ở dạng khí nên khơng làm lỗng lớp màng
dầu nhờn bơi trơn trên bề mặt tiếp xúc của các cặp chi tiết làm việc như piston – xy
lanh, trục khuỷu – thanh truyền, làm tăng hiệu quả bôi trơn, tăng thời gian sử dụng dầu
nhờn đồng thời cũng làm tăng tuổi thọ của động cơ lên gấp 2 – 2,5 lần so với động cơ
sử dụng nhiên liệu lỏng.
2.1.4. Kết luận
Từ các ưu điểm trên ta thấy việc sử dụng LPG sẽ mang lại hiệu quả cao hơn so
với các loại khí thiên nhiên khác. Do đó, trong đề tài này chúng ta sẽ sử dụng LPG để
làm nhiên liệu ứng dụng trên xe.
Đặc điểm công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: Những khái niệm cơ
bản về q trình cơng tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí hồn tồn giống như
động cơ Diesel và xăng.
2.1.5. Các phương pháp sử dụng nhiên liệu khí để chạy động cơ đốt trong

2.1.5.1. Phương pháp thứ nhất
Chế tạo hẳn một loại động cơ chun chạy bằng nhiên liệu khí, trong đó có thể
lợi dụng với mức cao nhất tất cả những tính chất tốt nhất của nhiên liệu. Những loại
động cơ như vậy, ngay cả trong trường hợp sử dụng loại nhiên liệu khí có số nhiệt
lượng trung bình (nhiệt trị thấp trung bình) vẫn đảm bảo động cơ có áp suất có ích cao
và lượng tiêu hao nhiên liệu thấp.
2.1.5.2. Phương pháp thứ hai
Chuyển từ động cơ đang chạy nhiên liệu lỏng sang động cơ chạy bằng nhiên
liệu khí hoặc bằng hai loại nhiên liệu: nhiên liệu chính là nhiên liệu khí còn nhiên liệu
lỏng dùng làm mồi đốt (động cơ gas diasel). Khi chuyển cách dùng nhiên liệu từ chỗ
đang chạy bằng nhiên liệu lỏng sang chạy bằng nhiên liệu khí, động cơ không cần thay
đổi về mặt cấu tạo nhưng khi đó cơng suất của động cơ giảm, vì những tính chất tốt
nhất của nhiên liệu khơng được lợi dụng hết.
Đối với động cơ chạy bằng nhiên liệu khí việc hình thành khí hổn hợp có thể
thực hiện hoặc ở bên trong hoặc ở bên ngoài xy lanh động cơ. Nhưng đại đa số động
cơ chạy bằng nhiên liệu khí thường dùng phương pháp hình thành khí hỗn hợp ở bên
ngồi, vì phương pháp đó cho phép :
Dùng nhiên liệu khí được trong các động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng mà
không cần thay đổi cấu tạo của động cơ, đồng thời vẫn giữ nguyên được khả năng khi
chạy lại bằng nhiên liệu lỏng.
Tạo ra một loại động cơ chuyên chạy bằng nhiên liệu khí trên cơ sơ của động
cơ sẵn có chạy bằng nhiên liệu lỏng (cải tiến)
Việc hịa trộn khơng khí với nhiên liệu khí được chuẩn bị trong một thiết bị đặc
biệt đó là bộ hỗn hợp khí (bộ mêlăngzơ).
NHĨM 2

17


Việc đốt cháy khí hỗn hợp cơng tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí chủ

yếu được thực hiện bằng hai cách sau đây:
* Bằng tia lửa điện.
* Bằng tia nhiên liệu lỏng làm mồi.
Các động cơ gas được cải tiến từ những động cơ xăng thường dùng phương
pháp đốt cháy bằng tia lửa điện, còn những động cơ được cải tiến trên cơ sở từ những
động cơ diesel thông thường dùng phương pháp đốt cháy bằng bằng tia nhiên liệu lỏng
phun vào xylanh lúc cuối quá trình nén. Tia nhiên liệu mồi là một nguồn phát hỏa rất
lớn, gồm nhiều trung tâm cháy, nó đảm bảo có thể đốt cháy những hỗn hợp loãng hơn
khi đốt cháy bằng tia lửa điện.
Trong động cơ chạy bằng nhiên liệu khí đốt cháy bằng tia nhiên liệu lỏng làm
mồi, nhiệt lượng được lợi dụng một phần do sự cháy của nhiên liệu khí cung cấp, một
phần là do sự cháy của nhiên liệu lỏng cung cấp. Do đó q trình cơng tác cuả những
loại động cơ như vậy gọi là chu trình gasodiesel.
Phương pháp hình thành khí hỗn hợp bên trong chỉ cho động cơ bốn kỳ tăng áp,
và ứng dụng cho động cơ hai kỳ (để tránh tổn thất khí gas lúc quét khí trong xy lanh).
Người ta đã chế tạo động cơ gas tự cháy do nén khi phun khí gas (nhiên liệu
khí) vào xy lanh lúc cuối quá trình nén nhưng khơng đưa đến kết quả mỹ mãn.
2.2. Các phương án chuyển đổi động cơ chạy bằng
nhiên liệu truyền thống sang sử dụng nhiên liệu khí
dầu mỏ hóa lỏng (LPG)
2.2.1. Động cơ xăng
Cải tiến chuyển sang dùng khí thiên nhiên:
- Thay bộ chế hoà khí.
- Giữ nguyên hệ thống đánh lửa.
- Tăng tỉ số nén.
Tỷ số nén là một trong những thông số động lực
học quan trọng, nó ảnh hưởng rất nhiều đến các chỉ tiêu
kinh tế và công suất của động cơ.
Về mặt lý thuyết mà nói khi tăng tỉ số nén thì
công suất về kinh tế của động cơ sẽ tăng. Nhưng trong

thực tế do không tránh khỏi tổn thất cơ giới tăng nên
việc tăng tỉ số nén chỉ có lợi trong một phạm vi nhất
định.
Đối với động cơ đốt cháy cưỡng bức, giới hạn trên
của tỉ số nén được quy định bởi hiện tượng kích nổ và
nó phụ thuộc vào tính chất chống kích nổ của nhiên liệu
mà đặc trưng bằng hằng số Octan. Trong những điều kiện
như nhau nhiên liệu có trị số Octan càng lớn thì tỉ số nén
chọn cho động cơ có thể càng cao.
Do ta đã biết như trên, nhiên liệu LPG có chỉ số Octan
cao hơn xăng, do đó khi chuyển động cơ xăng sang dùng LPG
chúng ta nên tăng tỉ số nén của động cơ.
2.2.2. Động cơ Diesel
Cải tiến chuyển sang dùng khí nhiên liệu:
- Đánh lửa bằng bugi.
NHĨM 2

18


- Thay bơm cao áp, vòi phun nhiên liệu bằng bộ trộn
khí.
- Giảm tỉ số nén.
Không khí trong quá trình nén của động cơ Diesel đòi
hỏi phải được nén ở áp suất và nhiệt độ rất cao để
cuối quá trình nén, khi phun nhiên liệu vào thì hỗn hợp có
thể tự bốc cháy. Do đó động cơ Diesel có tỉ số nén cao
hơn các động cơ khác. Việc nén động cơ gas không nên
đạt tới mức độ có thể sinh ra hiện tượng hỗn hợp khí
công tác tự bốc cháy vì sẽ gây ra cháy kích nổ của

nhiên liệu. Do đó khi cải tiến động cơ Diesel sang sử dụng
khí nhiên liệu, chúng ta nên giảm tỉ số nén. Việc giảm
tỉ số nén có thể được thực hiện bằng nhiều cách như
thay đổi piston, xy lanh, thay đổi hành trình bằng các thay
đổi trục khuỷu. Nhưng phương pháp tốt nhất là chúng ta
thay đổi hình dạng đỉnh piston bằng cách gia công thêm
trên đỉnh piston động cơ có độ sâu hơn ban đầu hay làm
thể tích phần lõm trên đỉnh lớn hơn.
2.3. Quá trình cháy của LPG trong động cơ đánh lửa
cưỡng bức
Điểm khác biệt của quá trình cháy hỗn hợp LPG là
LPG hòa với không khí ở trạng thái khí, còn động xăng là
hơi xăng hòa trộn với không khí. Do đó, hổn hợp LPGkhông khí có tính đồng nhất và đồng đều cao hơn rất
nhiều, cải thiện được các thông số nạp tốt hơn so với
động cơ xăng.
Các phương trình cháy:
a,
Phương trình cháy hỗn hợp xăng (Heptane-C 7H16)/ không
khí
C7H16 +  (O2 + 3,78N2)  YCO2 + ZH2O + A(3,78N2) + Q
Cân bằng theo C, H, O 2 vaø N2 cho ta  = 11 ; Y = 7 ; Z = 8 ; A
= 11
b,
Phương trình cháy hỗn hợp LPG (Propane-C3H8)/ không khí
C3H8 +  (O2 + 3,78N2)  YCO2 + ZH2O + A(3,78N2) + Q
Cân bằng theo C, H, O2 vaø N2 cho ta  = 5 ; Y = 3 ; Z = 4 ; A =
5
c,
Phương trình cháy hỗn hợp LPG (Buthane-C 4H10)/ không
khí

C4H10 +  (O2 + 3,78N2)  YCO2 + ZH2O + A(3,78N2) + Q
Cân bằng theo C, H, O2 và N2 cho ta  = 6,5 ; Y = 4 ; Z = 5 ; A
= 6,5
Tỷ lệ hỗn hợp (khối lượng nhiên liệu/ khối lượng
không khí - A/F -) được dùng để đánh giá mức độ hòa
trộn hỗn hợp cần thiết cho sự cháy hoàn toàn.
Di Heptan
: A/F = 1/15,66
Di Propane
: A/F = 1/15,66
NHÓM 2

19


Di Butane : A/F = 1/15,45
2.4. Các cụm chi tiết chính của hệ thống LPG trên
ôtô
2.4.1. Bộ trộn khí:
Chức năng chính
của bộ trộn là tạo ra
tỷ lệ nhiên liệu LPG
(đã hóa hơi) và không
khí hợp lý để đưa vào
buồng cháy động cơ.
Đối với động cơ
sử dụng bộ chế hòa
khí thông thường, dung
lượng không khí nạp
cần thiết chọn theo công thức sau :

* Đối với động cơ 4 kỳ :
Vnạp = Vh * nemax/ 3456*v
Trong đó :
Vh
= Thể tích công tác xy-lanh, inch3
Vnạp = Lưu lượng không khí nạp yêu cầu
nemax = Số vòng quay cực đại của động cơ
v
= Hệ số nạp hay còn gọi là hiệu suất thể tích,
thường được chọn đối với động cơ 4 kỳ giá trị v = 0,80 
0,85.
* Đối với động cơ 2 kỳ :
Vnạp = Vh * nemax/ 3456
Đối với động cơ phun nhiên liệu
Vnạp = Vh * nemax/ 3456
Đối với động cơ có tăng áp
Vnạp = Vh * nemax/ 3456 *% pk +1
Trong đó :
pk - độ tăng áp, tính theo %
Các thông số của bộ trộn IMPCO

Model IMPCO

50

100

125

175

200

225

Vnạp
(inch)

50100

91

108

170

202

210

276

329

max.

42
5
46
0

2.4.2. Bộ giảm áp hóa hơi:
Bộ giảm áp hóa hơi có chức
năng chuyển đổi LPG ở trạng thái
lỏng sang trạng thái hơi trước khi vào
bộ trộn. Thường được chọn đi kèm với
bộ trộn.

NHĨM 2

20