Thiết kế, hệ thống cung cấp nhiên liệu khí gas hoá lỏng (LPG) cho ôtô con

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ , LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU
KHÍ GAS HÓA LỎNG (LPG ) CHO Ô TÔ CON
Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS.Cao Trọng Hiền
Sinh viên Thực Hiện: Phạm Minh Tâm
Lớp : Cơ Khí Ô Tô
Khóa 46
Hà Nội – 2010
SVTH: Phạm Minh Tâm 3 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Mục lục
Tran
g
Lời nói đầu 5
Chương I: Tổng quan về việc sử dụng nhiên liệu khí gas hoá lỏng
trên các phương tiện vận tải 7
I.1. Tính ưu việt của nhiên liệu khí gas hoá lỏng 7
I.2. Tình hình khai thác, chế biến và cung cấp khí gas hoá lỏng
trong nước và trên thế giới
14
I.3. Tình hình sử dụng, lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu
khí gas hoá lỏng trong nước và trên thế giới 16
I.4. Sự cần thiết của đề tài 19
Chương II: Thiết kế, lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu
khí gas hoá lỏng trong nước và trên thế giới 21
II.1. Lựa chọn ôtô cơ sở

21
II.2. Lựa chọn phương án thiết kế
23
II.3. Lựa chọn các cụm thiết bị chính 27
II.4. Tính toán thiết kế bộ trộn 33
SVTH: Phạm Minh Tâm 4 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
II.5. Lắp đặt hệ thống CCNL khí gas hoá lỏng 41
Chương III: Tính toán động lực học kéo
44
III.1. Xác định công suất cực đại và mômen cực đại của động cơ
sử dụng nhiên liệu khí gas hoá lỏng 44
III.2. Xây dựng đường đặc tính tốc độ ngoài của động cơ 46
III.3. Xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng kéo của ôtô 49
Chương IV: Đề xuất các biện pháp hỗ trợ
60
IV.1. Xây dựng các trạm cấp nhiên liệu LPG
60
IV.2. Các biện pháp về kinh tế và quản lý 62
IV.3. Xiết chặt các tiêu chuẩn về khí xả
63
Kết luận 66
Tài liệu tham khảo 68
Nội dung file đính kèm : Bản vẽ thiết kế
SVTH: Phạm Minh Tâm 5 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
SVTH: Phạm Minh Tâm 6 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Lời nói đầu
Như chúng ta đã biết, ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường không

khí, hiện nay không còn là vấn đề của riêng một quốc gia nào, mà đã trở thành
vấn đề mang tính toàn cầu. Bầu khí quyển bị ô nhiễm nặng nề không chỉ ảnh
hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, mà còn là nguyên nhân của hàng
loạt các vấn đề nan giải khác, đặc biệt là hiện tượng “hiệu ứng nhà kính” làm
Trái Đất ấm dần lên.
Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm bầu khí quyển là do các chất độc hại
của các ngành công nghiệp phát thải vào không khí gây ra, trong đó tác nhân
chủ yếu là khí thải của các phương tiện giao thông. Tại hầu hết các quốc gia
trên thế giới hiện nay, vấn đề hạn chế sự ô nhiễm của khí thải các phương tiện
giao thông là một trong những vấn đề ưu tiên hàng đầu nhằm bảo vệ môi
trường, bảo vệ bầu khí quyển. Rất nhiều biện pháp đã được đưa ra nhằm cải
tiến động cơ, hạn chế mức độc hại của khí thải. Một trong những biện pháp
đang được xem trọng hiện nay là thay thế nhiên liệu sử dụng cho động cơ, từ
nhiên liệu truyền thống (xăng, dầu diesel) sang các nhiên liệu sạch (nhiên liệu
khí, nhiên liệu sinh học, điện năng), trong đó phương án sử dụng nhiên liệu khí,
đặc biệt là khí dầu mỏ hoá lỏng LPG, được ứng dụng rộng rãi hơn cả.
Đối với Việt Nam, mặc dù công nghiệp mới phát triển, song tình trạng ô
nhiễm bầu khí quyển cũng đã ở mức báo động. Để cải thiện tình trạng này,
trong những năm gần đây, việc sử dụng nhiên liệu khí dầu mỏ hoá lỏng làm
nhiên liệu cho các phương tiện giao thông đã được đẩy mạnh. Việc sử dụng
nhiên liệu LPG cho ôtô, xe máy ở Việt Nam không chỉ làm giảm đáng kể các
chất ô nhiễm trong khí thải, mà nó còn giúp chúng ta chủ động nguồn năng
lượng, tiết kiệm ngân sách nhập khẩu xăng dầu. Hiện nay, công nghệ và thiết bị
SVTH: Phạm Minh Tâm 7 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
chuyển đổi hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho ôtô của các nước tiên tiến
như Ý, Nhật, Mỹ, Úc, Hàn Quốc, Trung Quốc, đã tương đối hoàn thiện.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ này đối với điều kiện cụ thể của nước ta là
một nhu cầu hết sức cấp thiết.
Với mong muốn tìm hiểu và tiếp cận các vấn đề mới về khoa học – công

nghệ của chuyên ngành, em đã chọn đề tài cho Đồ án Tốt nghiệp của mình là
“Thiết kế, lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu khí gas hoá lỏng (LPG) cho
ôtô con”. Đồ án của em gồm 4 chương chính:
- Chương I: Tổng quan về việc sử dụng nhiên liệu khí gas hoá lỏng trên
các phương tiện vận tải.
- Chương II: Thiết kế, lắp đặt HTCCNL khí gas hoá lỏng trên ôtô con.
- Chương III: Tính toán động lực học kéo.
- Chương IV: Đề xuất các biện pháp hỗ trợ.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong Bộ môn Cơ
khí Ôtô, đặc biêt là thầy giáo PGS. TS Cao Trọng Hiền và KS. Nguyễn Hùng
Mạnh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện, để đồ án
của em có thể hoàn thành đúng tiến độ, đảm bảo các yêu cầu về nội dung. Em
cũng xin cảm ơn Công ty Cơ khí Ôtô Ngô Gia Tự đã tận tình giúp đỡ em tham
khảo thực tế việc ứng dụng công nghệ Autogas trên ôtô con. Tuy nhiên, vì kiến
thức chuyên môn cũng như hiểu biết thực tế có hạn, hơn nữa đề tài là vấn đề
mới của chuyên ngành, nên mặc dù đã rất cố gắng, song Đồ án của em chắc
chắn khó tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy
giáo trong bộ môn Cơ khí Ôtô để em có thể nắm bắt sâu hơn vấn đề nghiên
cứu.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 30/4/2005
SVTH: Phạm Minh Tâm 8 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Sinh viên
Nguyễn Quốc Dũng
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU
KHÍ GAS HOÁ LỎNG TRÊN CÁC PHƯƠNG TIỆN VẬN TẢI
I.1. Tính ưu việt của nhiên liệu khí gas hoá lỏng:
Vào thời điểm chiếc ôtô đầu tiên lăn bánh trên đường năm 1908, đánh

dấu bước ngoặt quan trọng của ngành công nghiệp động cơ, ngành khai thác và
chế biến dầu mỏ đã đi qua 50 năm đầu tiên trong sự phát triển của mình. Giếng
dầu đầu tiên được khai thác vào tháng 8 năm 1859 tại Pensylvania (Mỹ) và tại
thời điểm đó, sản phẩm có giá trị nhất mà người ta chế biến được mới chỉ là
dầu hoả. Mười năm đầu thế kỷ 20 đánh dấu sự ra đời của ngành công nghiệp
ôtô và cũng chính là tiền đề cho sự phát triển của loại nhiên liệu lỏng quan
trọng bậc nhất hiện nay: đó là xăng dầu. Có thể nói, sự phát triển không ngừng
của hai ngành công nghiệp chủ chốt: công nghiệp ôtô và công nghiệp dầu mỏ,
đã đóng góp rất lớn cho nền công nghiệp thế giới nói riêng và nền văn minh
nhân loại nói chung.
Tuy nhiên, thế kỷ 20 cũng ghi nhận mặt trái của sự phát triển này: đó là
tình trạng ô nhiễm môi trường. Vấn đề môi trường giờ đây đã trở thành vấn đề
thời sự nóng bỏng mang tính toàn cầu. Theo đánh giá của các nhà khoa học,
hiện nay, khí xả từ động cơ của các phương tiện giao thông, đặc biệt là động cơ
ôtô, đã trở thành tác nhân gây ô nhiễm chính đối với bầu khí quyển, ảnh hưởng
rất lớn đến sức khỏe con người, gây ra hiện tượng “hiệu ứng nhà kính” làm
SVTH: Phạm Minh Tâm 9 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
biến đổi khí hậu Trái Đất. Một bản báo cáo về môi trường gần đây đã cho thấy:
có khoảng 80% khí CO, 60% khí Hiđrô Cacbon và 40% Ôxit Nitơ (NO
x
) có
trong bầu khí quyển hiện nay là do khí thải của động cơ đốt trong gây ra.
Nhận thức rõ tính nghiêm trọng của vấn đề, ngay từ những năm 1950,
các nước có nền công nghiệp phát triển trên thế giới đã bước đầu đặt ra các
điều luật về môi trường cũng như các tiêu chuẩn về khí thải áp dụng cho động
cơ đốt trong với mức độ nghiêm ngặt ngày một tăng. Thực tế này đã buộc các
nhà chế tạo ôtô phải tìm cách nghiên cứu, cải tiến sản phẩm của mình nhằm
hạn chế nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ. Rất nhiều phát minh,
cải tiến kỹ thuật đã ra đời, trong đó một số đã được áp dụng và bước đầu cho

hiệu quả tốt. Những xu thế chính của các phát minh này có thể tóm tắt như sau:
- Thứ nhất, đó là sử dụng năng lượng điện để chạy ôtô. Xu hướng
này tỏ ra không mấy khả quan vì nếu sử dụng nguồn năng lượng hoá thạch để
sản xuất điện nạp cho ắcqui, từ đó cung cấp cho ôtô thì mức độ ô nhiễm chưa
chắc đã giảm, hơn nữa khả năng tích trữ điện của ắcqui không cao sẽ làm giảm
phạm vi hoạt động của phương tiện. Còn nếu ta sử dụng năng lượng mặt trời để
chuyển hoá thành điện năng thì sẽ đảm bảo sạch tuyệt đối, song hiệu suất thu
năng lượng của pin mặt trời lại rất thấp. Ngày nay người ta thường sử dụng
điện năng như là một nguồn năng lượng kết hợp trên các ôtô hybrid. Đó là
những chiếc ôtô được trang bị hệ thống động lực kết hợp gồm một động cơ đốt
trong (động cơ xăng hoặc diesel) và một động cơ điện. Sự kết hợp này cho
phép tận dụng tối đa lợi ích của hai nguồn lực khác nhau, do đó tiết kiệm được
nhiên liệu và giảm lượng khí thải. Các hãng ôtô lớn trên thế giới đã và đang
cho ra đời những chiếc xe loại này. Đi đầu trong phát triển công nghệ hybrid là
Honda và Toyota. Hai hãng này đã bắt đầu bán xe hybrid tại thị trường Nhật từ
cuối thập kỷ 90. Tại Mỹ, Ford Motors là hãng xe đi tiên phong trong công nghệ
này. Họ đã chế tạo thử thành công chiếc xe mẫu Mecury Meta One sử dụng
một động cơ diesel V6 turbo kép và một động cơ điện, sẽ tung ra thị trường
SVTH: Phạm Minh Tâm 10 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
trong thời gian trước mắt. Hai hãng ôtô lớn khác là General Motors và Daimler
Chrysler cũng đã quyết định cùng hợp tác để nghiên cứu sản xuất xe hybrid, dự
kiến chiếc xe đầu tiên sẽ ra đời vào năm 2007.
- Thứ hai, hiện đại hoá động cơ đốt trong truyền thống. Đây là xu
hướng đang được chú trọng hiện nay. Các hãng chế tạo ôtô lớn trên thế giới
liên tục áp dụng những thành tựu mới trong công nghệ vật liệu, cơ khí chính
xác, điện tử tin học để điều khiển các quá trình làm việc của động cơ đốt trong,
nhờ đó quá trình công tác của động cơ ngày càng được tối ưu hoá, và mức độ
phát sinh ô nhiễm cũng giảm. Trước hết phải kể tới những bước tiến mới trong
công nghệ xử lý khí xả của động cơ (đặc biệt là động cơ diesel). Tiêu biểu cho

xu thế này là công nghệ sử dụng phin lọc khí thải. Cụ thể: hãng Volvo Trucks
đã lắp cho các động cơ xe tải của mình hệ thống CRT (Continuously
Regenerating Trap), cho phép giảm tới (
9080 ÷
)% nồng độ CO, HC, NO và
muội than trong khí xả. Hãng PSA Peugeot Citron cũng đã chế tạo thàng công
phin lọc khí thải lắp trên xe Peugeot 607 với động cơ diesel HDI. Bên cạnh đó,
hoàn thiện quá trình cháy của nhiên liệu trong xilanh cũng là một biện pháp
giảm khí thải hiệu quả. Đây là xu thế được các hãng ôtô Nhật và Đức đặc biệt
chú trọng, vì nó đồng thời còn cho phép tiết kiệm nhiên liệu. Nhìn chung, mặc
dù đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, song đây là xu hướng đòi hỏi đầu tư
rất lớn và thời gian dài, vì động cơ đốt trong ngày nay đã khá hoàn hảo.
- Xu hướng thứ ba, đó là sử dụng các loại nhiên liệu thân thiện
với môi trường. Đây được đánh giá là giải pháp mang lại nhiều lợi ích, vì ngoài
tác dụng bảo vệ môi trường, nó còn giúp đa dạng hoá nguồn nhiên liệu. Trong
tương lai, các loại nhiên liệu sạch sẽ dần thay thế cho nguồn nhiên liệu truyền
thống lâu nay là dầu mỏ, đã sắp cạn kiệt sau gần 1,5 thế kỷ khai thác.
Trong các loại nhiên liệu sạch đã được nghiên cứu sử dụng, các loại dầu
thực vật, nhiên liệu sinh học, là những loại nhiên liệu tái sinh có nhiều ưu thế
về giảm chất khí gây hiệu ứng nhà kính, song trở ngại lớn là giá thành cao so
SVTH: Phạm Minh Tâm 11 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
với các nhiên liệu truyền thống. Chính vì vậy, các loại nhiên kiệu khí (khí
hiđrô, khí thiên nhiên nén CNG, khí dầu mỏ hoá lỏng LPG) là sự lựa chọn được
các nhà khoa học quan tâm nhất hiện nay.
So sánh ưu, nhược điểm của ba loại nhiên liệu trên, khí dầu mỏ hoá lỏng
LPG được coi là có ưu thế hơn cả. Sử dụng khí hiđrô làm nhiên liệu cho động
cơ có lợi thế vượt trội về mặt môi trường, song vấp phải trở ngại lớn về mặt kỹ
thuật và an toàn. Khí hiđrô rất “sạch” vì khi cháy chỉ tạo ra nước (dù khí Nitơ
Ôxit, sản sinh ra trong mọi quá trình cháy, cũng gây ra những quan ngại nhất

định cho môi trường), nguồn tài nguyên hiđrô lại gần như vô tận và có thể tái
tạo được. Tuy nhiên, việc tồn trữ, vận chuyển và sử dụng hiđrô gặp rất nhiều
khó khăn và tốn kém, độ an toàn lại thấp vì hiđrô rất dễ bay hơi, dễ nổ, khó
nhận biết khi bị rò rỉ (hiđrô không có mùi). Hơn nữa, phương pháp tốt nhất để
tạo ra hiđrô là điện phân nước, nghĩa là ta lại phải sử dụng các nguồn năng
lượng hoá thạch để tạo ra điện. Như vậy, xét rộng ra thì lợi thế về mặt môi
trường của hiđrô lại không còn đáng kể.
Khí thiên nhiên CNG có ưu điểm hơn khí dầu mỏ hoá lỏng LPG là quá
trình cháy lý tưởng hơn (do thành phần chính là mêtan CH
4
), ngoài ra sự phân
bố trữ lượng về mặt địa lý cũng đồng đều hơn chứ không mất cân đối như dầu
mỏ. Tuy nhiên, nhược điểm lớn của CNG là phải tồn chứa trong bình áp suất
cao (khoảng 250 atm), trong khi khí dầu mỏ hoá lỏng LPG có thể tồn tại dưới
dạng lỏng ở áp suất chỉ có 7 atm (nghĩa là thấp hơn gần 36 lần). Như vậy, CNG
không thể so sánh được với LPG về tính linh hoạt trong tồn trữ, vận chuyển và
phân phối. Thực tế cho thấy ở đâu cần sự linh hoạt trong phân phối thì ở đó
LPG luôn chiếm ưu thế. Tóm lại, xét trên mọi khía cạnh thì phương án sử dụng
khí dầu mỏ hoá lỏng LPG cho động cơ đốt trong nhằm giảm lượng khí thải gây
ô nhiễm môi trường là phù hợp nhất.
LPG là tên viết tắt ba chữ cái đầu của cụm từ tiếng Anh: Liquefied
Petroleum Gas, có nghĩa là “khí dầu mỏ hoá lỏng” (hoặc “khí gas hoá lỏng”).
SVTH: Phạm Minh Tâm 12 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Đó là một hỗn hợp hiđrôcacbon có thành phần chính là prôpan (C
3
H
8
) và butan
(C

4
H
10
) (hai chất này chiếm tới hơn 99% thành phần). Tỉ lệ giữa hai chất này
trong LPG ở các quốc gia khác nhau cũng thay đổi trong phạm vi tương đối
rộng. Ở Anh, thành phần của LPG thậm chí gần như chỉ có prôpan. LPG
thương phẩm có thành phần tỉ lệ butan/prôpan từ 70/30 đến 50/50. Theo kết
quả một nghiên cứu thì LPG có thành phần gồm 70% prôpan và 30% butan là
tốt nhất trên phương diện giảm ô nhiễm môi trường. Về mặt lý tính, LPG
không màu, khômg mùi, không vị, tuy nhiên trong quá trình chế biến được pha
thêm Ethyl Mecaptan có mùi đặc trưng để dễ phát hiện nếu thoát ra ngoài. Khi
có sự rò rỉ, tại chỗ rò rỉ có nhiệt độ thấp và có thể xuất hiện tuyết. LPG nặng
hơn không khí từ (
25,1 ÷
) lần, nhẹ hơn nước 0,5 lần, vì vậy nếu thoát ra ngoài
sẽ lan truyền ở mặt đất và tập trung ở những nơi thấp như rãnh, hố ga, tuy
nhiên sẽ tản mát ngay khi có gió. Khác biệt lớn nhất của LPG so với các loại
khí khác là chúng tồn chứa ở dạng bão hoà nên với thành phần không đổi (70%
butan - 30% prôpan) áp suất bão hoà trong bể chứa cũng như trong hệ thống
không phụ thuộc vào lượng LPG bên trong mà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt
độ bên ngoài. LPG có tỉ lệ giãn nở lớn: 1 đơn vị thể tích LPG lỏng khi bay hơi
tạo 250 đơn vị thể tích khí. LPG được chế biến từ khí đồng hành, là khí nhận
được từ các mỏ dầu cùng với quá trình khai thác dầu mỏ, sau đó được hoá lỏng
dưới áp suất khoảng 7 atm để thuận lợi cho tồn chứa và vận chuyển.
So với nhiên liệu truyền thống (xăng, dầu diesel), khí gas hoá lỏng LPG
có rất nhiều ưu điểm:
 Bảo vệ môi trường:
Ở hầu hết các nước trên thế giới hiện nay, ô nhiễm môi trường là một
trong những vấn đề nhức nhối và gây tranh cãi nhiều nhất. Một trong những
nguyên nhân chính của tình hình này là sự quá tải của các phương tiện giao

thông, đặc biệt là ôtô. Trong các giải pháp được tính tới, sử dụng nhiên liệu
thay thế là giải pháp có tính quyết định tới việc cải thiện môi trường. Trong bối
SVTH: Phạm Minh Tâm 13 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
cảnh đó, LPG được xem là một trong những loại nhiên liệu thay thế có nhiều
tiềm năng nhất. So với động cơ chạy bằng xăng hay dầu diesel, động cơ chạy
bằng LPG có khí xả “sạch” hơn rất nhiều. Ôtô sử dụng nhiên liệu LPG có thể
dễ dàng thỏa mãn các tiêu chuẩn khắt khe nhất về môi trường hiện nay. Với
thành phần không chứa benzen và các hiđrôcacbon thơm khác, hàm lượng lưu
huỳnh thấp (
%02,0<
), quá trình cháy của LPG chỉ tạo ra điôxit cacbon (CO
2
)
và hơi nước, không có chì và hợp chất lưu huỳnh (SO
2
, H
2
S), hàm lượng các
khí NO
x
và CO thấp, không tạo muội than. So sánh thành phần khí thải của
nhiên liệu gas lỏng so với xăng và dầu diesel được thể hiện trong Bảng 1.1:
Bảng 1.1: So sánh thành phần khí thải của nhiên liệu (g/km)
Thành phần ô
nhiễm
Xăng
Dầu
diesel
LPG

LPG ít hơn
So với xăng So với diesel
CO 1,12 1,67 0,91 18,75% 45,51%
HC 0,15 0,14 0,12 20% 14,29%
NO
x
0,65 0,74 0,21 67,69% 71,62%
Bụi 0,015 0,094 0,005 66,67% 94,68%
So với xăng dầu, LPG không độc, không ảnh hưởng đến thực phẩm ngay
cả khi tiếp xúc trực tiếp nên không ảnh hưởng đến sức khoẻ người sử dụng. Có
thể nói việc sử dụng nhiên liệu LPG cho động cơ đốt trong chính là một biện
pháp hữu hiệu nhằm làm giảm tình trạng ô nhiễm môi trường hiện nay.
 Tiết kiệm chi phí nhiên liệu:
Bên cạnh ưu điểm về bảo vệ môi trường, sử dụng nhiên liệu LPG còn
đem lại hiệu quả kinh tế to lớn. Điều này được chứng minh khi so sánh hiệu
quả giữa xăng và LPG sử dụng trên cùng một loại ôtô, cùng một quãng đường
và trong cùng điều kiện vận hành. Theo các nghiên cứu về chuyển đổi nhiên
liệu trên thế giới, với cùng một quãng đường vận hành, trung bình 1 lít xăng
hiệu quả tương đương với 1,25 lít LPG. Với giá nhiên liệu hiện nay: 8000 đồng
SVTH: Phạm Minh Tâm 14 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
1 lít xăng và 5400 đồng 1 lít LPG thì việc sử dụng LPG cho phép tiết kiệm
được khoảng 16% chi phí. Với khoản đầu tư ban đầu cho một bộ chuyển đổi
khoảng (
500300 ÷
) USD (tuỳ theo thiết bị của Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật
hay EU) thì lợi ích về kinh tế thu được rõ ràng là đáng kể. Hơn nữa, trong thời
gian tới, nếu chúng ta có thể tự chế tạo các thiết bị này thì giá thành chắc chắn
giảm.
 Tăng tuổi thọ động cơ:

Không chỉ sạch và rẻ, nhiên liệu LPG còn thể hiện rõ ưu điểm về mặt kỹ
thuật:
- Trước hết, trong điều kiện bình thường LPG tồn tại ở dạng khí nên khả
năng tạo hoà khí tốt hơn so với nhiên liệu lỏng. Chất lượng hỗn hợp không khí
- LPG tốt hơn so với hỗn hợp xăng - không khí làm quá trình cháy nhiên liệu
hoàn hảo hơn. Đặc biệt, sản phẩm cháy không tạo muội than nên tránh được
hiện tượng muội than bám vào vách xilanh, giảm mài mòn. Nhiên liệu LPG
không có hiện tượng tạo màng, do đó không làm rửa trôi lớp dầu bôi trơn mỏng
trên thành xilanh, điều này rất có ý nghĩa khi khởi động động cơ. Nhìn chung,
đặc điểm cháy sạch của LPG làm giảm hẳn các yêu cầu về bảo dưỡng động cơ,
tăng tuổi thọ hệ thống đánh lửa và tuổi thọ động cơ.
- Tính bền kích nổ của LPG cũng cao hơn hẳn so với xăng: trị số Ôctan
của LPG là 110, trong khi loại xăng cao cấp nhất hiện nay cũng chỉ đạt 95.
Nhiên liệu LPG lại không gây đóng cặn tại bộ chế hoà khí, không lọt vào cacte
chứa dầu bôi trơn làm giảm hiệu suất và tính năng bôi trơn nên kéo dài thời
gian sử dụng dầu, tiết kiệm được chi phí bảo dưỡng và thay dầu.
- Nhiên liệu LPG được tồn trữ dưới dạng lỏng ở áp suất cao, nhưng khi
sử dụng lại ở thể khí dưới áp suất chỉ cao hơn áp suất khí quyển một chút. Do
đó phải dùng nhiệt lượng của nước nóng dẫn từ hệ thống làm mát của động cơ
qua bộ giảm áp - hoá hơi để bù nhiệt cho quá trình giảm áp - hoá hơi nhiên liệu.
SVTH: Phạm Minh Tâm 15 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Điều này làm nhiệt lượng của động cơ được tản ra môi trường nhanh hơn, nhờ
đó hiệu suất làm mát được tăng lên đáng kể.
 Nguồn cung cấp ổn định:
Trữ lượng khí thiên nhiên và LPG trên thế giới hiện có khoảng 142 tỉ tấn,
đảm bảo khai thác sử dụng trong vòng 65 năm, trong khi trữ lượng dầu mỏ hiện
nay chỉ có thể sử dụng trong khoảng 43 năm nữa. Ngoài ra, LPG cũng có thể
được sản xuất từ khí dầu mỏ. Do vậy, LPG được xem là nhiên liệu có nguồn dự
trữ thay thế lớn hơn các nhiên liệu truyền thống.

Việc sử dụng nhiên liệu LPG chỉ có một hạn chế duy nhất về mặt kỹ
thuật, đó là sau khi chuyển đổi, công suất động cơ sử dụng LPG sẽ bị giảm so
với động cơ xăng nguyên thuỷ, kéo theo sự giảm các tính năng động lực học
của ôtô. Nguyên nhân sự giảm công suất là vì khối lượng riêng của nhiên liệu
LPG thấp hơn so với xăng nên nhiệt trị của LPG khi ở thể khí cũng thấp hơn
xăng (mặc dù nhiệt trị của LPG lỏng cao hơn xăng). Tuy nhiên, nếu so sánh với
những lợi ích to lớn kể trên, nhược điểm này hoàn toàn có thể chấp nhận được.
Trong tương lai, nếu chúng ta chế tạo những chiếc động cơ đốt trong chuyên
chạy bằng LPG, thì ta có thể nâng cao công suất động cơ nhờ tăng tỉ số nén ε.
Tóm lại, sử dụng nhiên liệu LPG là giải pháp tương đối toàn diện.
I.2. Tình hình khai thác, chế biến và cung cấp khí gas hoá lỏng
trong nước và trên thế giới:
Cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, công nghệ khai thác và
chế biến dầu khí trên thế giới đã phát triển vượt bậc, cùng với đó là việc xây
dựng các hệ thống đường ống dẫn khí xuyên quốc gia. Ngay từ năm 1977, ở
Canađa, người ta đã xây dựng gần 3000 km đường ống để vận chuyển prôpan
và butan từ miền Tây sang miền Đông và sang cả Mỹ (công suất của đường
ống là 2,2 đến 2,4 triệu tấn một năm, áp suất làm việc là 10 Mpa). Ngày nay,
nhận thức được hiệu quả cao của nhiên liệu khí và sự quan tâm ngày càng tăng
SVTH: Phạm Minh Tâm 16 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
đến các sản phẩm của nó trên thị trường thế giới, nhiều nước khai thác dầu khí
đã và đang triển khai xây dựng, mở rộng, trang bị lại các nhà máy chế biến khí.
Trong những năm gần đây, các nước Trung Đông (Iran, Arập Xêut, Baren, )
dự định hoàn thành chương trình về khai thác, chế biến và vận chuyển khí đồng
hành với tổng giá trị khoảng 33 tỉ USD. Chương trình này cho phép xuất khẩu
khoảng 46 triệu tấn LPG mỗi năm.
Ở nước ta, công nghiệp khai thác và chế biến dầu khí từ lâu cũng đã trở
thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của nền kinh tế. Trên toàn lãnh thổ
hiện nay có 6 mỏ dầu và 1 mỏ khí đang đi vào khai thác, hình thành 4 cụm khai

thác dầu khí quan trọng, hàng năm cung cấp một khối lượng lớn dầu và khí cho
đất nước. Cụm mỏ quan trọng nhất nằm ở vùng biển Cửu Long, bao gồm 4 mỏ
dầu: Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Rubi, hiện cung cấp tới 96% sản lượng dầu
toàn quốc. Tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng hiện nay đã có 21 dàn khai thác lớn
đang hoạt động với hơn 100 giếng khai thác và bơm ép. Khí đồng hành từ đó
được thu gom và đưa vào bờ bằng đường ống dẫn dài 110 km, cung cấp cho
các nhà máy nhiệt điện (như nhà máy nhiệt điện Bà Rịa, nhà máy nhiệt điện
Phú Mỹ) và các nhà máy xử lý khí.
Tháng 10 năm 1998, nhà máy xử lý khí Dinh Cố, nhà máy xử lý khí đầu
tiên của nước ta tại Bà Rịa - Vũng Tàu, đạt mức thiết kế 4,2 triệu m
3
khí/ngày
và từ tháng 12 năm 1998 đã chính thức đi vào hoạt động, cung cấp LPG phục
vụ cho công nghiệp và dân dụng. Hiện nay, mỗi ngày nhà máy Dinh Cố gom,
nén, xử lý khí đạt mức (
7,46,4 ÷
) triệu m
3
(tương đương khoảng 1,5 tỉ m
3
khí/
năm) để sản xuất 800 tấn LPG, 350 tấn condensat. Hiện tại, chúng ta đang
nghiên cứu để tăng năng suất chung của hệ thống lên 2 tỉ m
3
/năm.
Ở cụm mỏ tại vùng biển Nam Côn Sơn (gồm các mỏ dầu Đại Hùng, mỏ
khí Lan Tây, Lan Đỏ, Hải Thạch, Mộc Tinh, mỏ dầu khí Rồng Đôi Tây), sau
khi đường dẫn ống khí Nam Côn Sơn đi vào hoạt động, lưu lượng khí chuẩn
mà PVGas (Công ty Chế biến và Kinh doanh các sản phẩm khí, thuộc Petro
SVTH: Phạm Minh Tâm 17 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền

THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Vietnam) khai thác và chế biến dự kiến có thể đạt 8 tỉ m
3
/năm. Sắp tới, các dự
án Khí - Điện - Đạm số I ở Vũng Tàu, dự án Khí - Điện - Đạm số II ở Cà Mau
sẽ được triển khai thực hiện nhằm sử dụng có hiệu quả nguồn nguyên liệu khí
tự nhiên và khí đồng hành của đất nước.
Theo nhận định của các nhà khoa học thì khí đồng hành và khí tự nhiên
của Việt Nam chứa rất ít H
2
S (≈ 0,02 g/m
3
) nên là loại khí sạch, thuận lợi trong
chế biến sử dụng, không gây ô nhiếm môi trường. Với những tiềm năng và lợi
thế đó, nước ta có điều kiện thuận lợi để phát triển công nghiệp dầu khí trên
toàn lãnh thổ. Khai thác và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên quý
giá này, trong tương lai công nghiệp dầu khí sẽ là một ngành công nghiệp phát
triển mạnh, đóng góp đáng kể vào sự phát triển của đất nước.
I.3. Tình hình sử dụng, lắp ráp HTCCNL khí gas hoá lỏng trong
nước và trên thế giới:
Trên thế giới hiện nay, việc sử dụng LPG trên các phương tiện giao
thông ngày càng trở nên phổ biến dưới áp lực của các điều luật bảo vệ môi
trường. Rất nhiều quốc gia giờ đây coi việc sử dụng LPG trên ôtô chạy trong
các thành phố là giải pháp hữu hiệu để bảo vệ môi trường không khí.
Hiện nay, trên toàn thế giới có khoảng 14 triệu phương tiện sử dụng
nhiên liệu LPG, tập trung tại 38 nước. Mức tiêu thụ LPG trong lĩnh vực này là
khoảng 11,8 triệu tấn, chiếm 6% tổng mức tiêu thụ LPG trên toàn cầu. Khái
quát về một số quốc gia có mức tăng trưởng thị trường Autogas nhanh nhất
hiện nay như sau:
- Italia là quốc gia có mức tiêu thụ LPG cho Autogas lớn nhất với lượng

tiêu dùng hàng năm lên tới 1,3 triệu tấn. Hiện nay, số lượng xe chạy LPG của
nước này là 1,234 triệu chiếc, chiếm 4% trong tổng số 32,969 triệu xe vận tải.
- Anh được đánh giá là một trong những thị trường Autogas tiềm năng
nhất với mức tăng trưởng đạt 500%. Nếu đầu năm 1999, tại Anh mới chỉ có
SVTH: Phạm Minh Tâm 18 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
3500 xe chạy LPG thì đến tháng 5/2002, con số này đã lên tới 20.000 xe và
năm 2004 là 250.000 xe.
- Thổ Nhĩ Kỳ: Năm 1999, có 500.000 xe taxi chạy bằng LPG, chiếm
92% tổng số taxi lưu hành. Con số này năm 2000 là 800.000 chiếc, tăng 60%.
Giá LPG làm nhiên liệu chạy xe chỉ bằng 34% so với giá các loại nhiên liệu
khác.
- Ba Lan hiện có 470.000 xe chạy LPG với hệ thống 1.900 trạm nạp
chính thức. Chi phí LPG sử dụng cho các phương tiện vận tải thấp hơn so với
các nhiên liệu khác là lý do cơ bản thúc đẩy sự phát triển thị trường Autogas
nước này.
- Áo là nước sử dụng xe buýt chạy LPG sớm nhất trong các nước EU.
Thủ đô Viên đã bắt đầu sử dụng xe buýt chạy LPG từ năm 1963 và đến nay đã
có hơn 500 xe buýt như vậy hoạt động. Số xe buýt loại này ở Đan Mạch là 180
xe, ở Hà Lan là 150 xe, ở Tây Ban Nha là 60 xe. Tại Pháp hiện nay đã có 110
xe buýt LPG trên hệ thống công cộng ở thủ đô Pari.
- Trung Quốc: Kể từ năm 2000, Chính phủ nước này đã áp dụng chính
sách miễn thuế nhiên liệu đối với xe chạy LPG trong thời gian 5 năm. Hiện
nay, thành phố Thượng Hải có 16.000 xe trong tổng số 41.000 xe taxi chạy
bằng LPG và mỗi ngày lại có thêm 40 xe chuyển sang dùng nhiên liệu này. Để
tiếp tục hỗ trợ thị trường này, Chính quyền thành phố đã thông qua kế hoạch
xây mới thêm 30 trạm nạp LPG cho tới cuối năm nay, nâng tổng số trạm nạp
của thành phố lên 80 trạm.
- Ấn Độ: Tháng 8/2000, Chính phủ đã chính thức cho phép lưu hành xe
chạy LPG. Hiện tại, hai thành phố là Bombay và New Dehli đang được ưu tiên

phát triển đội xe sử dụng LPG. Có 1/5 trong tổng số 55.000 xe taxi tại Bombay
hiện đã được lắp đặt bộ chuyển đổi dùng LPG.
SVTH: Phạm Minh Tâm 19 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Ở Việt Nam, việc sử dụng LPG cho động cơ cũng không phải vấn đề
mới mẻ. Từ những năm đầu thập kỷ 80 của thế kỷ trước, khi tình hình đất nước
gặp nhiều khó khăn về năng lượng, việc sử dụng khí cho phương tiện giao
thông vận tải như là nhiên liệu thay thế đã được đề cập đến. Năm 1983, Viện
Khoa học Công nghệ GTVT đã chuyển đổi 1 xe Zil-130 và 1 xe khách chạy
nguồn khí Tiền Hải trên tuyến Tiền Hải - Chợ Đồn. Tuy nhiên, do điều kiện
kinh tế còn khó khăn, việc áp dụng rộng rãi vào thực tế vẫn chưa được tính đến.
Xu hướng này chỉ thực sự bùng nổ sau khi công nghiệp dầu khí Việt
Nam phát triển, với mốc là nhà máy khí Dinh Cố được khởi công xây dựng.
Năm 1998, Vietgas (nay là Công ty Chế biến và Kinh doanh các sản phẩn khí
PVGas, thuộc Petro Vietnam) đã bắt đầu chương trình thử nghiệm cho 1 xe
Lada, và đến năm 2002 đã có 10 đầu xe chạy LPG.
Xuất phát từ tình hình thực tế của nước ta là lượng xe gắn máy lớn hơn
rất nhiều so với ôtô, việc sử dụng LPG cho động cơ xe gắn máy cũng đã được
nghiên cứu ứng dụng. Từ đầu năm 2002, một nhóm nghiên cứu của Đại học Đà
Nẵng do PGS. TS. Bùi Văn Ga đã cải tiến và lắp đặt thành công hệ thống cung
cấp nhiên liệu khí gas lỏng cho xe máy, thử nghiệm đạt kết quả tốt.
Một trong những khó khăn hiện nay đối với việc phát triển thị trường
Autogas Việt Nam là vấn đề pháp lý, do chưa có chính sách hỗ trợ thoả đáng
cho việc lưu hành các phương tiện loại này. Ngoài ra, số lượng trạm cấp nhiên
liệu cũng còn rất hạn chế. Để giải quyết khó khăn này, trước mắt, Viện Dầu khí
(Vietnam Petroleum Institute - VPI) đã cam kết nếu đạt được hợp đồng chuyển
đổi từ 100 xe trở lên với một đơn vị nào đó, chẳng hạn một hãng taxi, thì Viện
sẽ lắp đặt một trạm nhiên liệu tại nơi khách hàng yêu cầu. Viện cũng đang có
dự án thử nghiệm LPG cho các động cơ diesel nhằm phục vụ thị trường xe
buýt, xe tải trong thành phố và đội tàu thuyền loại vừa và nhỏ. Tháng 8/2002,

chuyên viên kỹ thuật của VPI đã chuyển đổi thành công động cơ diesel 6HP
sang sử dụng LPG dạng đơn nhiên liệu.
SVTH: Phạm Minh Tâm 20 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Cùng với Viện Dầu khí, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển và Tiết kiệm
Năng lượng (ENERTEAM) đã khởi động một dự án tại Tp. HCM do Hà Lan
tài trợ, để xây dựng mô hình thí điểm chuyển đổi sang sử dụng LPG cho 800 xe
taxi của Công ty Mai Linh. Còn tại Hà Nội, từ năm 2002, Công ty Cơ khí Ngô
Gia Tự cũng đã chủ trì một dự án cấp Nhà nước về ứng dụng ôtô chạy LPG
trong thành phố Hà Nội. Theo dự án này, Công ty Ngô Gia Tự sẽ thành lập một
đoàn xe taxi chạy LPG mang tên “Taxi G”, đồng thời bước đầu nghiên cứu chế
tạo bộ trộn.
Song song với việc tiếp thị và mở rộng thị trường, các đơn vị trên đang
tìm cách phối hợp cùng các ngành chức năng để từng bước xây dựng hệ thống
chuẩn kỹ thuật và qui định pháp lý về thiết bị chuyển đổi, trạm nhiên liệu, cũng
như các điều kiện pháp lý khi lưu hành phương tiện sử dụng nhiên liệu LPG.
I.4. Sự cần thiết của đề tài:
So với các nước trên thế giới, số lượng phương tiện giao thông sử dụng
động cơ đốt trong, cụ thể là ôtô và xe máy, của nước ta chưa phải là nhiều.
Theo thống kê tháng 5/2002, số lượng phương tiện cơ giới đường bộ tại Việt
Nam là 10.000.000 xe gắn máy và trên 600.000 ôtô các loại. Tuy nhiên, tốc độ
gia tăng nhanh chóng về số lượng và sự tập trung một cách thái quá số phương
tiện này ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh,… đã làm
nảy sinh hàng loạt các vấn đề kinh tế - xã hội nan giải, tiêu biểu là vấn đề cung
ứng nhiên liệu và ô nhiễm nặng nề bầu không khí. Cùng với sự phát triển của
nền kinh tế kéo theo sự phát triển công nghiệp, các phương tiện giao thông và
dòng người nhập cư từ nông thôn lên thành thị đã làm cho các thành phố đang
ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Với tốc độ gia tăng số lượng phương tiện
như hiện nay, nếu không sớm có những giải pháp đồng bộ và kịp thời, tình hình
ô nhiễm tại các đô thị lớn của chúng ta sẽ trở nên vô cùng trầm trọng, ảnh

hưởng đến chất lượng không khí thở, làm nảy sinh các bệnh về đường hô hấp,
SVTH: Phạm Minh Tâm 21 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
tác động trực tiếp đến sức khoẻ con người.
Ý thức được tình hình đó, trong thời gian gần đây, Chính phủ đã áp dụng
một số biện pháp như tạm dừng đăng ký môtô - xe máy trong các quận nội
thành, đầu tư phát triển hệ thống giao thông công cộng,… Nỗ lực này bước đầu
đã đem lại hiệu quả nhất định. Tuy nhiên, với sự phát triển của ngành công
nghiệp ôtô cùng với sự tăng nhanh số lượng ôtô lưu hành, cần có một biện pháp
khác mang tính hiệu quả lâu dài, vì cấm hoặc hạn chế số lượng phương tiện lưu
hành là giải pháp không khả thi đối với nền kinh tế đang phát triển của nước ta.
Thực tế này đã khiến vấn đề sử dụng nhiên liệu khí gas hoá lỏng LPG cho động
cơ ôtô bắt đầu thực sự được nhìn nhận một cách nghiêm túc. Đối với nước ta,
việc sử dụng nhiên liệu LPG ngoài ý nghĩa bảo vệ môi trường còn giúp chúng
ta chủ động nguồn năng lượng, giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu
truyền thống, vì đây là nguồn nhiên liệu chúng ta có thể tự sản xuất được. Ở
tầm vĩ mô, điều này góp phần hoạch định chính sách an ninh năng lượng quốc
gia, đảm bảo sự phát triển bền vững của đất nước. Tóm lại, việc nghiên cứu sử
dụng LPG làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong ở nước ta có ý nghĩa đặc biệt
quan trọng, đem lại lợi ích to lớn về chính trị, kinh tế và môi trường.
Không nằm ngoài mục đích đó, song đề tài “Thiết kế, lắp đặt hệ thống
cung cấp nhiên liệu khí gas hoá lỏng (LPG) trên ôtô con” còn mang ý nghĩa
thực tiễn sâu sắc. Với mục tiêu “Khoa học phục vụ cuộc sống”, đề tài không đi
sâu vào nghiên cứu tính toán quá trình công tác của động cơ khi sử dụng nhiên
liệu LPG, mà chú trọng vào vấn đề thực tế hóa việc sử dụng nguồn nhiên liệu
này cho các phương tiện vận tải, cụ thể là ôtô con. Đây mới là điều quan trọng
và thiết thực hơn cả, đặc biệt đối với trình độ khoa học công nghệ còn hạn chế
của nước ta hiện nay.
SVTH: Phạm Minh Tâm 22 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT
HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU KHÍ GAS HOÁ LỎNG
II.1. Lựa chọn ôtô cơ sở:
Đề tài chọn thiết kế lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ôtô
con cơ sở là ôtô Fiat Tempra 1.6
Tuyến hình của ôtô cơ sở được thể hiện ở hình 2.1
Hình 2.1: Tuyến hình ôtô FIAT TEMPRA 1.6
Các thông số kỹ thuật của ôtô cơ sở được thể hiện trong bảng 2.1
SVTH: Phạm Minh Tâm 23 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật ôtô FIAT TEMPRA
Thông số Giá trị
Kích thước chung (Dài x Rộng x Cao) , mm
144516954354 ××
Chiều dài cơ sở , mm 2540
Vết bánh xe (Trước / Sau) , mm
1430/1450
Công thức bánh xe
24 ×
Dung tích thùng nhiên liệu , lít 62
Tiêu hao nhiên liệu (lít/100 km) ở vận tốc 90 km/h 10
Trọng lượng bản thân , kG 1110
Tải trọng (05 người và hành lý) , kG 470
Trọng lượng toàn bộ , kG 1580
Động cơ:
- Nhiên liệu
- Đường kính xilanh x hành trình piston , mm
- Tỷ số nén
- Dung tích làm việc , cm

3
- Công suất lớn nhất
max
e
N
, hp
tại số vòng quay
N
n
, v/ph
- Mômen lớn nhất
max
e
M
, kGm
tại số vòng quay
M
n
, v/ph
4 kỳ 4 xilanh thẳng hàng
Xăng
4,674,86 ×
8,4
1581
77
5750
12,1
3000
Tỷ số truyền hộp số ,
i

h
i
3,909 ; 2,267 ; 1,541
1,156 ; 0,976 ;
909,3i
L
=
Tỷ số truyền truyền lực chính ,
0
i
3,563
Bán kính quay vòng nhỏ nhất , m 5,15
Cỡ lốp
R65/175
14T
SVTH: Phạm Minh Tâm 24 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
II.2. Lựa chọn phương án thiết kế:
Việc lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho ôtô có thể tiến hành
theo một trong hai phương án sau:
Thứ nhất, sau khi lắp đặt, ôtô chỉ có thể sử dụng duy nhất một loại nhiên
liệu là LPG. Phương án này có ưu điểm là kết cấu hệ thống nhiên liệu đơn giản,
việc bố trí hệ thống LPG (đặc biệt là thùng chứa) dễ dàng và có thể tối ưu hoá
hệ thống.
Thứ hai, sau khi lắp đặt, ôtô có thể sử dụng song song hai loại nhiên liệu:
xăng và LPG. Phương án này có ưu điểm là công nghệ lắp đặt đơn giản, không
làm thay đổi kết cấu ban đầu của ôtô. Ôtô sau khi chuyển đổi có thể sử dụng
một trong hai loại nhiên liệu nên có tính linh hoạt cao. Công nghệ chuyển đổi
theo phương án này hiện nay đã phát triển qua 4 thế hệ:
- Thế hệ 1: Hệ thống cơ học, không điều khiển điện tử.

Công nghệ này được áp dụng ở các nước không đòi hỏi ngặt nghèo về
tiêu chuẩn khí xả động cơ. Hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG thuộc thế hệ này
gồm hai van điện từ điều khiển việc sử dụng nhiên liệu tuỳ theo người lái, bộ
giảm áp – hoá hơi cấp khí gas tới bộ trộn hoà trộn với không khí tại carbuarator
rồi đưa vào động cơ. Bộ giảm áp – hoá hơi được gia nhiệt bởi nước nóng từ hệ
thống làm mát động cơ.
- Thế hệ 2: Hệ thống cơ học, điều khiển điện tử và chất xúc tác:
Ở một số nước yêu cầu cao về tiêu chuẩn khí xả, các nhà sản xuất đã
thiết kế chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG thế hệ 2 với sự trợ giúp của
thiết bị điện tử để định lượng gas chính xác. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
theo thế hệ này vẫn tương tự thế hệ 1, nhưng lưu lượng gas được kiểm soát
bằng tín hiệu số hoặc analog. Tín hiệu đầu vào từ cảm biến tốc độ động cơ và
cảm biến lambđa đo ôxy (đo bằng chất xúc tác) gửi đến bộ điện tử để xử lý và
SVTH: Phạm Minh Tâm 25 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
điều khiển thiết bị (motor bước), điều chỉnh van cấp gas chính nằm giữa bộ
giảm áp – hoá hơi và bộ trộn để điều chỉnh tỉ lệ hỗn hợp cháy.
- Thế hệ 3: Hệ thống phun, điều khiển điện tử.
Đối với ôtô sử dụng 2 loại nhiên liệu: xăng và LPG, khi chạy bằng LPG,
nếu hệ thống đánh lửa hoạt động không tốt, hỗn hợp công tác có thể cháy sớm
trong bộ ống góp manifold làm hư hỏng hệ thống phun xăng. Do vậy, các nhà
sản xuất đã đưa ra hệ thống phun nhiều điểm để tránh sự cháy ngược.
- Thế hệ 4: Phun theo chu kỳ độc lập:
Sử dụng cho xe hạng nặng dùng động cơ diesel. Công nghệ này vẫn giữ
nguyên động cơ diesel và lắp thêm hệ thống cấp LPG. Hệ thống này sẽ tạo hỗn
hợp công tác LPG – không khí trước khi phun nhiên liệu diesel. Hỗn hợp sẽ
cháy trong xilanh sau khi dầu diesel được phun, do vậy lượng dầu diesel sử
dụng sẽ giảm (LPG thay thế tối đa khoảng 40% nhiên liệu diesel).
Ở nước ta hiện nay, thị trường LPG vẫn đang trong giai đoạn đầu của sự
phát triển. Việc phân phối cũng như sử dụng LPG cho phương tiện vận tải còn

rất hạn chế. Nếu áp dụng công nghệ chuyển đổi cho ôtô theo phương án sử
dụng duy nhất nhiên liệu LPG thì tính khả thi sẽ không cao. Do vậy, đề tài sẽ
lựa chọn phương án chuyển đổi cho ôtô sử dụng song song hai loại nhiên liệu:
xăng và LPG. Hệ thống thiết kế sẽ theo nguyên lý của hệ thống thế hệ 1, vì
công nghệ đơn giản, giá thành rẻ, phù hợp với điều kiện nước ta. Sau khi lắp
đặt, hệ thống mới này cùng với hệ thống nhiên liệu cũ sẽ tạo thành hệ thống
cung cấp nhiên liệu “xăng - LPG song song”.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG gồm các cụm thiết bị cơ bản sau:
- Thùng chứa nhiên liệu LPG.
- Bộ giảm áp hoá hơi.
- Bộ trộn.
SVTH: Phạm Minh Tâm 26 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT HTCCNL KHÍ GAS HOÁ LỎNG (LPG) TRÊN ÔTÔ CON
- Hệ thống ống áp lực dẫn gas lỏng và ống cao su dẫn khí gas.
- Các van điện từ (van xăng và van LPG).
- Công tắc điện đóng ngắt để chuyển đổi nhiên liệu.
Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu “xăng – LPG song song”
được thể hiện trên hình 2.2:
Hình 2-2: Sơ đồ nguyên lý HTCCNL “xăng – LPG song song”
1- Thùng chứa LPG 2- Van LPG đa chức năng 3- Ống cao áp dẫn gas lỏng
4- Van LPG điện từ 5- Bộ giảm áp hoá hơi 6- Bảng điều khiển
7- Két nước 8- Ống thấp áp dẫn khí gas 9- Thùng xăng 10- Lọc xăng
11- Bơm xăng 12- Van xăng điện từ 13- Carbuarator
14- Bộ trộn 15- Động cơ
- Việc chuyển đổi nhiên liệu sử dụng được thực hiện nhờ một công tắc
SVTH: Phạm Minh Tâm 27 GVHD: PGS.TS.Cao Trọng Hiền