Các phương pháp chuyển đổi hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ dùng GAS thay cho xăng pdf

Các phương pháp chuyển đổi hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ dùng GAS
thay cho xăng
Trước thực trạng lượng ôtô xe máy ngày một tăng. Một trong những giải pháp
thích hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm là sử dụng nhiên liệu ít ô nhiễm thay thế nhiên
liệu truyền thống,và nhiên liệu khí là nhiên liệu thay thế có thể ứng dụng rộng rãi
trong điều kiện Việt Nam hiện nay


Hệ thống cung cấp nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp hỗn hợp gồm không khí và
nhiên liệu cho động cơ, đảm bảo số lượng và thành phần nhiên liệu phù hợp với
mọi chế độ và điều kiện làm việc của động cơ.
Đối với động cơ dùng xăng hiện nay có ba dạng cung cấp nhiên liệu khí cho động
cơ được áp dụng rộng rãi trên thị trường nhiều nước trên thế giới là: cung cấp
nhiên liệu khí kiểu hòa trộn khí, phun nhiên liệu gas dưới dạng lỏng và cung cấp
gas trực tiếp nhờ xupap gas. Mỗi dạng cung cấp đều có những ưu nhược điểm
khác nhau, tùy thuộc vào trường hợp cụ thể mà ta chọn phương án cho phù hợp.
Cho đến nay, hệ thống phun nhiên liệu khí vào đường nạp nhờ độ chân không tại
họng Venturi được dùng phổ biến nhất. Tuy nhiên, những hệ thống phun nhiên
liệu mới thể hiện nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là hệ thống phun nhiên liệu ở dạng
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.

1 Đối với động cơ sử dụng bộ chế hòa khí
+ Bộ trộn Venturi:

Bộ trộn Venturi có tác dụng như một bộ chế hòa khí tiêu chuẩn. Loại này có các
dạng kết cấu sau:
a) Loại đường cấp gas xuyên qua nhiều lỗ khoan:
Nguyên lý làm việc:
Nhiên liệu được cấp vào không gian xung quanh họng bộ hỗn hợp qua một đường

gas chính, trên đó có bố trí van điều khiển bằng tay để điều chỉnh lượng gas cung
cấp. Trên họng bộ hỗn hợp có các lỗ phun nhỏ phân bố đều theo chu vi họng để
dẫn gas vào bên trong họng.
Ưu điểm: Nhiên liệu sẽ hòa trộn tốt với không khí.
Nhược điểm: Kết cấu tương đối phức tạp, khó gia công.

Hình 1 Bộ trộn Venturi với lỗ khoan bố trí xung quanh họng
b) Loại một đường gas vào: bao gồm các loại sau:

* Loại cùng chiều:


Hình 2 Họng Venturi với một đường LPG vào loại cùng chiều
a: Sơ đồ nguyên lý; b: Kết cấu; 1 - Bầu lọc gió; 2 - Đường ống dẫn khí gas; 3 –
Bướm gas; 4 - Họng phun gas.

Nguyên lý làm việc:

Dạng này dùng họng Venturi nguyên thủy của động cơ xăng. Gas được một đường
ống dẫn tới vùng chân không của họng, ống này có thể dẫn theo đường trục bằng
cách khoan xuyên qua thành bộ chế hòa khí.

Ưu điểm của dạng cải tạo này là có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp. Khả
năng hòa trộn không khí với nhiên liệu tốt.

Nhược điểm là đường ống dẫn gas đặt theo đường trục của bộ chế hòa khí nên gây
ra tổn thất dòng khí và hệ số nạp bị giảm.


Hình 3 Họng Venturi với một đường LPG vào loại trực giao

Ưu điểm: kết cấu khá đơn giản, thuận tiện cho việc gia công lắp đặt.

Nhược điểm: Sự hòa trộn sẽ không tốt bằng loại vòi phun.

Bộ chế hòa khí dạng Modul hóa:
Sơ đồ cấu tạo:


Hình 4 Kết cấu bộ chế hòa khí dạng Modul hóa
1 - Bướm ga; 2 - Đường ống dẫn gas; 3 - Cơ cấu điều khiển; 4 - Vít điều chỉnh.

Nguyên lý hoạt động:

Khí gas được hút vào phía sau bướm ga sau khi modul hóa lưu lượng nhờ 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 - gas. Bộ chế hòa khí xăng được lắp trước họng gas. Nhưng có
nhược điểm là chất lượng hòa khí không thay đổi kịp theo các hoạt động của động
cơ.

2 Đối với động cơ phun xăng hiện đại
+ Cung cấp nhiên liệu bằng họng ống Venturi
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 nạp thấp hơn áp suất khí trời. Nhờ độ chân không tại
họng, 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.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu này đi kèm với ống xả xúc tác là giải pháp rất lí
tưởng để làm giảm ô nhiễm. 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.





Hình 5 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu LPG trên ôtô hiện đại
+ 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 cylinder (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 đường nạp động cơ có thể dưới dạng khí hay lỏng, trong đó
phun nhiên liệu dạng lỏng có nhiều hứa hẹn nhất.

Hình 4.6 trình bày sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG (phun nhiên liệu dưới
dạng lỏng) của động cơ lưỡng nhiên liệu (LPG và xăng). 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 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 một bộ vi xử lý chuyên dụng điều khiển một cách tự động. Bộ vi
xử lý này nhận phần lớn các tín hiệu cần thiết từ hệ thống cung cấp nhiên liệu
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 rất 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 cung cấp
theo chế độ làm việc của động cơ.

Hình 6 Sơ đồ hệ thống phun nhiên liệu LPG trên ôtô hiện đại

3 So sánh các phương pháp chuyển đổi hệ thống nhiên liệu LPG

Bảng 1: So sánh các phương pháp chuyển đổi hệ thống nhiên liệu LPG