Nghiên cứu chế tạo hệ thống điều khiển phun PLG lỏng cho động cơ phun xăng điện tử

H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
to
k
lic

.c

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------

PHAN TUẤN KIỆT

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
PHUN LPG LỎNG CHO ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ
Chuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô-Máy kéo

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2008

.d o

m

o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 1 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

PGS-TS. ĐỖ VĂN DŨNG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

TS. NGUYỄN HỮU HƯỜNG

Cán bộ chấm nhận xét 2:

PGS-TS. PHẠM XUÂN MAI

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 18 tháng 01 năm 2008

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 2 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c

H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
to
k
lic

.c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỘC LẬP -TỰ ĐO -HẠNH PHÚC

Tp.HCM, ngày

tháng

năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phan Tuấn Kiệt

Phái: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 11/10/1980
Nơi sinh: Đồng Tháp
Chuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô-Máy kéo
MSHV: 01305281
I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên Cứu Chế Tạo Hệ Thống Điều Khiển Phun LPG Lỏng
Cho Động Cơ Phun Xăng Điện Tử.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Giới thiệu đề tài.
- Khái quát về nhiên liệu LPG và tình sử dụng LPG.
- Cơ sở lý thuyết điều khiển động cơ.
- Nghiên cứu xây dựng đường đặc tính chuyển đổi xăng sang LPG.
- Thiết kế chế tạo bộ chuyển đổi.
- Thực nghiệm bộ chuyển đổi trên động cơ với nhiên liệu LPG.
- Kết luận và hướng phát triển của đề tài.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
/ / 2007
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 / 11 / 2007
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. ĐỖ VĂN DŨNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM KHOA KỸ
THUẬT GIAO THÔNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT Ô TÔ
MÁY KÉO

PGS-TS.ĐỖ VĂN DŨNG

PGS-TS.PHẠM XUÂN MAI

KS-GVC.NGÔ XUÂN NGÁT

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông
qua.
Ngày
tháng
năm 2007
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 3 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
to
k
lic

.c

LỜI CẢM ƠN
Xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh,
Khoa Kỹ Thuật Giao Thông, Bộ Môn Ô Tô-Máy Động Lực đã tạo điều kiện cho
tôi theo học lớp Cao học chuyên ngành Kỹ Thuật Ô Tô-Máy Kéo.

Xin cảm ơn Quý Thầy, Cô giảng dạy lớp Cao học Kỹ thuật Ô tô-Máy kéo
Khóa 16 đã tận tình trong giảng dạy và cung cấp các kiến thức nền tảng giúp tôi
hoàn thành luận văn.
Xin cảm ơn Quý Thầy, Cô Khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn.
Xin cảm ơn Thầy hướng dẫn PGS-TS. Đỗ Văn Dũng đã hết sức nhiệt tình
trong giảng dạy và hướng dẫn tôi thực hiện tập luận văn này.
Xin cảm ơn giáo sư phản biện đã bỏ thời gian và công sức để đọc tập luận
văn và đóng góp các ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thiện nội dung của luận văn.
Xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận
văn.
Học viên: KS. PHAN TUẤN KIỆT

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 4 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

TÓM TẮT
Luận văn được thực hiện với đề tài “Nghiên Cứu Chế Tạo Hệ Thống
Điều Khiển Phun Nhiên Liệu LPG Lỏng Cho Động Cơ Phun Xăng Điện Tử”

được trình bày trong 6 chương theo trình tự sau:
Chương 1:
Là chương dẫn nhập, trình bày lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu,
đối tượng nghiên cứu và giới hạn của đề tài, nội dung và phương pháp nghiên
cứu, phân tích các công trình nghiên cứu liên hệ, phân tích và đề xuất các
phương án chuyển đổi.
Chương 2:
Trong chương này, giới thiệu tổng quan về nhiên liệu LPG, so sánh tính
chất của xăng và LPG, tình hình sản xuất LPG ở nước ta, sử dụng nhiên liệu
LPG trên thế giới và ở nước ta.
Chương 3:
Trình bày tóm tắt lý thuyết quá trình tạo hỗn hợp của động cơ đốt trong.
Nguyên lý điều khiển động cơ, một số tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra của động cơ
phun xăng điện tử.
Chương 4:
Chương này, trình bày các kết quả khảo sát đường đặc tính của kim phun
khi sử dụng nhiên liệu xăng và LPG. Từ kết quả khảo sát, ta xây dựng công thức
chuyển đổi sang LPG. Và từ đó, thiết kế chế tạo bộ điều khiển phun LPG.
Chương 5:
Sau khi chế tạo hệ thống điều khiển phun LPG lỏng, ta tiến hành thực
nghiệm trên động cơ. Thực nghiệm ở hai trường hợp: Khi động cơ sử dụng nhiên

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 5 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y

.c

to
k
lic

liệu xăng và khi động cơ sử dụng nhiên liệu LPG. Từ đó đánh giá kết quả khí
thải đo được trong hai trường hợp.
Chương 6:
Qua quá trình thực hiện luận văn, ta đánh giá lại các mặt tích cực, những
ưu khuyết điểm của đề tài và hướng phát triển của đề tài trong tương lai.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 6 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP............................................................................................... 9
1.1. Lý do chọn đề tài:................................................................................................. 9
1.2. Mục đích nghiên cứu: ......................................................................................... 10

1.3. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn của đề tài: .................................................... 11
1.4. Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................... 11
1.5. Phân tích các công trình nghiên cứu liên hệ:...................................................... 12
1.6. Phân tích, đề xuất các phương án chuyển đổi: ................................................... 13
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU LPG VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG
LPG ................................................................................................................................ 15
2.1
Giới thiệu về nhiên liệu LPG: ............................................................................ 15
2.1.1. Tính chất của LPG: ....................................................................................... 15
2.1.1.1. Thành phần hóa học của LPG: .............................................................. 15
2.1.1.2. Các đặc tính của LPG: ........................................................................... 15
2.1.1.3. So sánh tính chất của xăng và LPG:...................................................... 16
2.1.2. Tình hình sản xuất LPG ở nước ta hiện nay: ................................................ 17
2.2. Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải khi sử dụng LPG:............................... 19
2.3. Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông của các nước
trên thế giới và ở nước ta: .............................................................................................. 20
2.3.1. Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông của các nước
trên thế giới: ............................................................................................................... 20
2.3.2. Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông ở nước ta: 22
CHƯƠNG 3: C S LÝ THUY T .............................................................................. 25
3.1. Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hỗn hợp của động cơ đốt trong:............................ 25
3.1.1. Động cơ Diesel: ............................................................................................ 25
3.1.2. Động cơ xăng:............................................................................................... 26
3.1.2.1. Động cơ xăng sử dụng bộ chế hòa khí hoặc phun xăng trên đường ống
nạp (PFI): ............................................................................................................... 26
3.1.2.2. Động cơ phun xăng trực tiếp (GDI): ...................................................... 26
3.1.2.3. Điều khiển phun nhiên liệu ở động cơ xăng: ........................................ 28
3.1.3. Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hỗn hợp LPG –không khí của động cơ đánh
lửa cưỡng bức: ............................................................................................................ 46
3.1.3.1. Phương pháp hóa hơi và dùng bộ trộn : ................................................. 48

3.1.3.2. Phương pháp phun trên đường ống nạp : ............................................... 50
3.1.3.3. Phương pháp phun trực tiếp vào buồng đốt : ........................................ 53
3.2. Nguyên lý điều khiển động cơ: .......................................................................... 55
3.2.1. Giới thiệu hệ thống điều khiển động cơ: ...................................................... 55
3.2.2. Một số loại cảm biến và tín hiệu ngõ vào: ................................................... 57
3.2.2.1. Cảm biến đo lưu lượng khí nạp: ............................................................ 57
3.2.2.2. Bộ ổn định áp suất: ................................................................................ 68

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 7 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

3.2.2.3. Cảm biến áp suất LPG: ......................................................................... 69
3.2.3. Cơ cấu chấp hành: (kim phun) ...................................................................... 70
3.2.3.1. Kết cấu kim phun: ................................................................................. 70
3.2.3.2. Hoạt động của kim phun:....................................................................... 71
3.2.3.3. Các phương pháp điều khiển kim phun: ................................................ 72
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN NHIÊN
LIỆU LPG ..................................................................................................................... 76
4.1. Chọn động cơ thực nghiệm: ................................................................................ 76

4.2. Cải tạo hệ thống nhiên liệu sử dụng xăng sang sử dụng LPG: .......................... 78
4.3. Khảo sát đường đặc tính của kim phun:.............................................................. 79
4.4. Tính toán chuyển đổi: ......................................................................................... 84
4.5. Thiết kế chế tạo bộ chuyển đổi đặc tuyến tín hiệu điều khiển phun xăng sang
phun LPG: ...................................................................................................................... 85
4.5.1. Sơ đồ bộ chuyển đổi: .................................................................................... 85
4.5.2. Nguyên lý hoạt động: ................................................................................... 86
4.5.3. Chức năng và cấu tạo bộ chuyển đổi: .......................................................... 87
4.5.4. Lưu đồ giải thuật: ......................................................................................... 88
4.5.5. Thiết kế chế tạo bộ chuyển đổi:................................................................... 89
4.5.5.1. Tổng quan về vi điều khiển Atmega8: .................................................. 89
4.5.5.2. Chế tạo bộ chuyển đổi: ......................................................................... 90
CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHUN NHIÊN LIỆU
LPG TRÊN ĐỘNG CƠ ................................................................................................ 92
5.1. Mục đích thực nghiệm: ....................................................................................... 92
5.2. Nội dung thực nghiệm: ....................................................................................... 92
5.3. Thực nghiệm trên động cơ: ................................................................................. 92
5.3.1. Động cơ thực nghiệm: Động cơ dùng cho thực nghiệm là động cơ xăng
TOYOTA 5A-FE, có các thông số được nêu ở mục 4.1. ........................................... 92
5.3.2. Thiết bị dùng trong thực nghiệm: ................................................................. 92
5.3.3. Thực nghiệm:................................................................................................ 94
5.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm: .......................................................................... 98
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI............................. 102
6.1. Kết luận: ........................................................................................................... 102
6.2. Hướng phát triển đề tài:.................................................................................... 103
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 104
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ........................................................................................ 105

.d o

m

C
w

o

o

c u-tr a c k

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 8 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H

F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

CHƯƠNG 1
1.1.

DẪN NHẬP

Lý do chọn đề tài:
Trong những năm gần đây, nền kinh tế ở nước ta phát triển mạnh đặc biệt

là Tp.HCM đã dẫn đến sự bùng nổ về giao thông vận tải và phương tiện đi lại.
Việc sử dụng không ngừng nguồn nhiên liệu xăng dầu dần dần làm cạn kiệt
nguồn tài nguyên hóa thạch, đồng thời càng ngày càng gây ô nhiễm môi trường
trầm trọng vượt mức cho phép hàng chục lần, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức
khỏe con người và môi trường sinh thái.
Ngoài ra, giá xăng dầu thế giới biến đổi liên tục (theo chiều hướng tăng
nhanh) đã làm ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế của các nước.
Vì vậy, các nhà khoa học trên thế giới không ngừng nghiên cứu tìm ra
một nguồn năng lượng mới nhằm thay thế xăng dầu. Các giải pháp được đưa ra

như: nhiêu liệu từ các loại dầu thực vật, nhiên liệu sinh học, năng lượng mặt trời,
pin nhiên liệu, khí thiên nhiên (CNG), khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG)…
. Nếu không
kể những nghiên cứu về các giải pháp sử dụng năng lượng điện (từ các nguồn
khác nhau) thì việc sử dụng nhiên liệu khí cho động cơ đốt trong là giải pháp
được các nhà khoa học quan tâm nhất hiện nay.
Hai loại nhiên liệu khí chiếm ưu thế về nhiều mặt là khí thiên nhiên
(CNG) và khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG). Ở thềm lục địa nước ta gần đây, được
phát hiện nhiều mỏ khí với trữ lượng lớn. Vì vậy, việc chuyển sang sử dụng
nhiên liệu khí cho phương tiện giao thông sẽ rất thuận lợi. Khí thiên nhiên được
mệnh danh là “
khí sạch”
, chủ yếu chứa metane (CH4), nồng độ các chất ô nhiễm
trong khí xả đều thấp hơn so với các loại hydrocacbon khác. Tuy nhiên, việc sử
dụng CNG trên phương tiện vận tải gặp nhiều khó khăn trong việc chứa nhiên
liệu (vì CNG cần phải chứa trong bình aùp suaát cao).

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 9 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) là khí đồng hành thu được từ quá trình chưng
cất dầu mỏ hay tinh luyện khí thiên nhiên. Thành phần chủ yếu của nó là
propane (C3H8) và butane (C4H10). Nhiên liệu LPG sử dụng trên phương tiện
giao thông vận tải được xem là giải pháp hữu hiệu và tiện lợi nhất nhằm giảm ô
nhiễm môi trường và giá cả xăng dầu.
LPG được sử dụng trên phương tiện giao thông vận tải ở các nước phát
triển trên thế giới từ hơn nửa thế kỷ nay (đặc biệt là các nước ở Châu Âu).
nước ta, gần đây đã ứng dụng LPG cho phương tiện giao thông vận tải nhưng chủ
yếu cho phương tiện giao thông vận tải công cộng (xe buýt nhỏ, taxi).
Phương pháp tạo hỗn hợp LPG –không khí thường sử dụng hiện nay ở
nước ta theo kiểu tương tự như bộ chế hòa khí (Venturie), ưu nhược điểm của
phương pháp này so với việc phun LPG lỏng trên đường ống nạp cũng tương tự
như ở nhiên liệu xăng.
Vì vậy, nghiên cứu chuyển đổi động cơ phun xăng đa điểm sang sử dụng
nhiên liệu LPG là nhu cầu cần thiết và thiết thực đối với điều kiện nước ta.
1.2.

Mục đích nghiên cứu:
Sử dụng LPG cho ôtô đã và đang được các nước trên thế giới áp dụng.

Những năm gần đây, Việt Nam cũng nghiên cứu áp dụng nhiên liệu LPG cho
các phương tiện giao thông chủ yếu là cho xe buýt nhỏ, taxi, và xe gắn máy. Tuy
nhiên, việc áp dụng chỉ dừng lại là hóa hơi và cung cấp bởi bộ trộn (tương tự như
bộ chế hòa khí). Chúng ta đã biết ưu thế về nhiều mặt của động cơ phun xăng so
với động cơ sử dụng bộ chế hòa khí. Cũng tương tự thì việc áp dụng lập trình
điều khiển cho động cơ sử dụng LPG sẽ chiếm ưu thế hơn sử dụng bộ trộn.
Nhất là hiện nay ở nước ta, dòng xe sử dụng lập trình điều khiển động cơ
dần dần thay thế cho dòng xe sử dụng bộ chế hòa khí. Nếu cải tạo loại động cơ
này sang sử dụng LPG bằng phương pháp trộn thì sẽ làm mất tính năng ưu việt

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 10 / 105

w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c

H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

của nó. Vì vậy, cần phải nghiên cứu một phương pháp cung cấp nhiên liệu LPG
dựa trên những thành tựu của dòng động cơ phun xăng.
Mục đích chính của đề tài đó là:
- Cải tạo hệ thống nhiên liệu của động cơ phun xăng điện tử cũ bằng
hệ thống mới sử dụng phun LPG lỏng.
- Đánh giá tính năng hoạt động của động cơ, công suất, khí thải từ đó
đề xuất hướng áp dụng thực tế cho ô tô nước ta.
1.3.

Đối tượng nghiên cứu và giới hạn của đề tài:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống nhiên liệu của động cơ. Tính

toán lượng nhiên liệu LPG cung cấp thích hợp cho các chế độ hoạt động của
động cơ. Đánh giá tính năng của động cơ thông qua các chỉ tiêu về công suất,
suất tiêu hao nhiên liệu, khí thải. Đề tài không nghiên cứu quá trình cháy LPG

bên trong động cơ.
1.4.

Phương pháp nghiên cứu:
Các phương pháp sử dụng thực hiện đề tài:
- Nghiên cứu đặc tính nhiên liệu xăng và LPG.
- Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của ECU, tín hiệu đầu

vào của các cảm biến, tín hiệu đầu ra đến các cơ cấu chấp hành.
- Phương pháp tính toán số liệu dựa vào nguyên lý động cơ đốt trong
và quá trình cháy trong động cơ đốt trong trên cơ sở các thông số có sẳn của
động cơ và các thông số có được nhờ thực nghiệm.
- Phương pháp lập trình vi điều khiển, với các thông số đầu vào từ
các tín hiệu cảm biến, xử lý số liệu và xuất tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp
hành.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 11 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O

W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic
.d o

- Phương pháp thực nghiệm xác định thông số ban đầu tạo bản đồ
cho động cơ (Engine Map). Thực nghiệm đánh giá khí thải của động cơ trước và
sau cải tạo.
1.5.

Phân tích các công trình nghiên cứu liên hệ:
- Nghiên cứu ứng dụng khí hóa lỏng (LPG) trên xe du lịch –

Nguyễn Hữu Hường – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Người hướng dẫn:
PGS.TS.Phạm Xuân Mai –trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM: Đề tài
nghiên cứu việc ứng dụng LPG cho xe du lịch, đặc biệt là xe taxi ở thành phố Hồ
Chí Minh. Công trình nghiên cứu này được các hãng taxi áp dụng cho dòng xe 4
chỗ và 7 chỗ tại TP.HCM.
- Sử dụng LPG trên xe gắn máy và xe buýt nhỏ –Bùi Văn Ga –
Trung tâm nghiên cứu bảo vệ môi trường Đại học Đà Nẵng: Công trình nghiên
cứu ứng dụng nguồn năng lượng khí LPG cho giao thông đô thị tại Việt Nam,
nghiên cứu này được áp dụng cho xe buýt nhỏ và xe gắn máy cho thấy bước đầu
đạt được kết quả khả quan từ kỹ thuật cho đến tính kinh tế. Với trữ lượng các mỏ
khí, mỏ dầu dồi dào như Việt Nam và với lượng xe gắn máy nhiều như nước ta
thì việc sử dụng LPG thay thế cho nhiên liệu truyền thống là điều rất cần thiết.
- Nghiên cứu, chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG cho
động cơ Diesel –Lê Thanh Phúc –Luận văn thạc sỹ –Người hướng dẫn:
PGS.TS Đỗ Văn Dũng –Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM: Đề tài nghiên
cứu ứng dụng LPG cho động cơ Diesel. Việc sử dụng LPG cho động cơ xăng
được áp dụng rất nhiều vì đặc tính của LPG và xăng tương tự nên việc chuyển
đổi được thực hiện dễ dàng, ở động cơ Diesel thì việc chuyển đổi phức tạp hơn.
Tuy nhiên, đề tài cũng rất thành công trong việc chuyển đổi sang sử dụng song
song hai nhiên liệu LPG & Diesel. Với nền kinh tế nông nghiệp như nước ta thì
việc sử dụng LPG thay thế cho Diesel có ý nghóa kinh tế rất lớn.

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 12 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H

F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

- Nghiên cứu chế tạo mạch điều khiển phun xăng & đánh lửa
dùng vi điều khiển - Trần Quốc Cường & Nguyễn Văn Long Giang –Luận văn
thạc sỹ –Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Văn Dũng –Trường ĐH Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM: Lập trình điều khiển cho động cơ đã được các nước tiên tiến
trên thế giới áp dụng từ những năm 80. Tuy nhiên, với trình độ khoa học như
nước ta thì việc ứng dụng này còn rất mới mẻ. Đề tài này đã thực hiện nhiệm vụ
nghiên cứu và chế tạo thành công mạch điều khiển phun xăng và đánh lửa áp
dụng cho động cơ Suzuki sản xuất năm 1996 ( động cơ 3 xylanh, đánh lửa trực
tiếp, phương pháp điều khiển vòng kín với tiêu chuẩn khí xả khắc khe của châu
Âu). Bước đầu thành công của đề tài cho thấy với điều kiện như chúng ta hiện
nay có thể chế tạo hộp ECU mới nhằm thay thế những hộp ECU cũ đã hư hỏng
với giá thành không cao hoặc đối với các động cơ đã qua sử dụng các thông số
đầu vào bị thay đổi do hao mòn trong quá trình làm việc vì vậy cần phải có một
chương trình điều khiển mới thích hợp hơn.
1.6.

Phân tích, đề xuất các phương án chuyển đổi:

Các phương án áp dụng để cải tạo động cơ sử dụng xăng sang LPG:
- Sử dụng bộ giảm áp hóa hơi và bộ trộn cho dòng động cơ sử dụng

bộ chế hòa khí. Phương án này hiện nay được áp dụng cho các loại ô tô buýt,
taxi và xe gắn máy tại Việt Nam vì đơn giản, giá thành thấp. Tuy nhiên, với
phương pháp này thì chưa thể xác định chính xác lượng nhiên liệu theo chế độ
hoạt động của động cơ.
- Để định lượng LPG chính xác, ta có thể áp dụng phương pháp lập
trình điều khiển phun LPG. Với phương pháp này có thể phun LPG trên đường
ống nạp (phun LPG lỏng hoặc khí) hoặc phun trực tiếp (LPG lỏng) vào buồng
đốt (tương tự như động cơ xăng GDI). Phương pháp phun LPG lỏng trực tiếp vào
buồng đốt có ưu điểm về quá trình tạo hỗn hợp nghèo và cháy phân lớp. Tuy

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 13 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

nhiên, phương pháp này đòi hỏi một kết cấu buồng đốt động cơ phức tạp (theo
kiểu GDI) chỉ có thể áp dụng cho việc thiết kết mới. Đối với động cơ MPI hiện
nay nếu sử dụng phương pháp phun trực tiếp LPG đòi hỏi phải thay đổi hoàn

toàn kết cấu buồng đốt và hệ thống cung cấp nhiên liệu, về tính kinh tế và kỹ
thuật thì không khả thi. Phương pháp phun LPG khí hoặc lỏng trên đường ống
nạp không đòi hỏi thay đổi kết cấu buồng đốt động cơ, chỉ thiết kế lại hệ thống
cung cấp nhiên liệu và có thể sử dụng song hành vừa xăng vừa LPG.
Động cơ xăng có thể chuyển đổi sang LPG có thể là động cơ 1 hay nhiều
xylanh, đang sử dụng bộ chế hòa khí hoặc điều khiển phun xăng điện tử.
Trên cơ sở vật chất hiện có và những phân tích trên, phương án được chọn là:
- Động Toyota 5A –FE.
- Phun LPG lỏng trên đường ống nạp.
- Sử dụng vi điều khiển để kiểm soát quá trình phun.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 14 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
to
k
lic

.c

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU LPG VÀ TÌNH HÌNH
SỬ DỤNG LPG
2.1 Giới thiệu về nhiên liệu LPG:

2.1.1. Tính chất của LPG:
2.1.1.1. Thành phần hóa học của LPG:
Thành phần hóa học chủ yếu của LPG là Propane (C3H8) và Butane
(C4H10) được nén theo tỉ lệ %Propane / %Butane. LPG càng nhiều propane nhiệt
trị càng cao, khả năng bốc hơi càng mạnh, cháy triệt để hơn. LPG nhiều butane
chứa trong bình chịu áp lực thấp hơn, độ bốc hơi kém hơn nên cháy không hoàn
toàn.
Tuỳ theo tiêu chuẩn các nước mà tỷ lệ trên trong LPG khác nhau, từ
50/50 hay 30/70 hoặc có thể lên đến 95/5 (tiêu chuẩn HD –5, Mỹ). Sản phẩm
LPG của Petrolimex thông thường theo tỷ lệ: 53,76 / 46,24 về thể tích.
Bảng 2.1 Thành phần LPG của Gas Petrolimex
Các chất

Đơn vị tính

Kết quả

C2H6

2,48

C3H8

57,37

I.C4H10

15,07

N.C4H10

% mol

23,37

Neo.C5H12

0,07

N.C5H12

0,69

I.C5H12

1,59

C4H8

0

Phương pháp thử

ASTM D2163 –91

2.1.1.2. Các đặc tính của LPG:
- LPG là chất không màu, không mùi (nhưng được tạo mùi để dễ phát
hiện khi có sự cố rò rỉ).

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 15 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H

F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

- LPG được hóa lỏng ở nhiệt độ –300C, áp suất tuyệt đối của LPG trong
bồn chứa là 4,4 bar ở 150C, 1,7 bar ở -150C và 12,5 bar ở 500C.
- Chỉ số octane từ 95 ÷ 105.
- Nhiệt độ tự bốc cháy 4570C.
- Sự giãn nở của LPG vào khoảng 0,25%/0C, do đó ta phải luôn chứa khí
LPG ở khoảng 80% thể tích bồn chứa.
- Ở 150C, áp suất 1,013 bar:
§ 1 kg LPG ở trạng thái lỏng chiếm một thể tích 1,8dm3 (ρ = 0,556
kg/dm3 = 556 kg/m3).
§ 1 dm3 LPG ở trạng thái lỏng tương đương với 242 dm3 LPG ở
trạng thái khí.
- Nhiệt trị thấp QH = 46MJ/kg.
- Tỉ số không khí nhiên liệu A/F: 15,5.
- Vận tốc ngọn lửa (thử trong ống nghiệm đường kính 2,54 cm):
82,2cm/s.
- Độ nhớt (ở 200C): 0,3 cSt (centi Stock).
- Nhiệt độ ngọn lửa: 20000C.

2.1.1.3. So sánh tính chất của xăng và LPG:
v Phản ứng cháy:
o Phản ứng cháy hỗn hợp xăng (Octane – C8H18)/ không khí:
C8H18 + Φ(O2 + 3,78N2) à Y CO2 + Z H2O + A(3,78N2) + Q
Cân bằng theo C, H, O2, vaø N2: Φ = 12.5, Y = 8, Z = 9, A = 12.5
Tỷ lệ hỗn hợp khối lượng nhiên liệu / khối lượng không khí cho phản
ứng cháy hoàn toàn: F/A = 1 / 15,16.
v Phản ứng cháy của LPG:

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 16 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W

!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
to
k
lic

.c

o Phản ứng cháy hỗn hợp LPG (Propane – C3H8)/ không khí:
C3H8 + Φ(O2 + 3,78N2) à Y CO2 + Z H2O + A(3,78N2) + Q
Cân bằng theo C, H, O2, và N2: Φ = 5, Y = 3, Z = 4, A = 5
Tỷ lệ hỗn hợp khối lượng nhiên liệu / khối lượng không khí cho
phản ứng cháy hoàn toàn: F/A = 1 / 15,66.
o Phản ứng cháy hỗn hợp LPG (Butane – C4H10)/ không khí:
C4H10 + Φ(O2 + 3,78N2) à Y CO2 + Z H2O + A(3,78N2) + Q

Cân bằng theo C, H, O2, vaø N2: Φ = 6,5, Y = 4, Z = 5, A = 6,5
Tỷ lệ hỗn hợp khối lượng nhiên liệu / khối lượng không khí cho
phản ứng cháy hoàn toàn: F/A = 1 / 15,45.
v Nhiệt hóa hơi của xăng & LPG:
o Xăng (Octane – C8H18):
Ở 250C, áp suất khí quyển:
Rhhx = 87,18 kcal / kg.
v LPG (Propane – C3H8 , Butane – C4H10 & Pentane – C5H12):
Ở 250C, áp suất khí quyển:
Propane: R1hh = 81,76 kcal / kg.
Butane: R2hh = 86,63 kcal / kg.
Với thành phần của LPG:
Propane: 53,76 %
Butane: 46,24%
è Để hóa hơi 1kg LPG lỏng thì nhiệt hóa hơi là: RhhLPG ≈ 84,01 kcal / kg.
2.1.2. Tình hình sản xuất LPG ở nước ta hiện nay:
Theo đánh giá của các chuyên gia kinh tế, trong khoảng 10 năm trở lại
đây, chưa bao giờ thị trường gas dân dụng -khí hóa lỏng LPG, lại biến động như

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 17 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to

k
lic

thời điểm này. Vào năm 1994, nhu cầu tiêu thụ LPG ở Việt Nam vào khoảng
16.330 tấn thì theo dự đoán đến năm 2010 nhu cầu này vào khoảng 1 triệu tấn.
Tuy nhiên, cho tới những năm 2005 –2006 hơn 60% lượng LPG tiêu thụ ở Việt
Nam chủ yếu được nhập khẩu từ Thái Lan, Indonesia…
. Mặc dầu, từ năm 1999,
Việt Nam đã bắt đầu khai thác, sản xuất và chế biến LPG. Hiện tại, mỗi tháng
nhà Máy xử lý khí Dinh Cố sản xuất 30.000 tấn.
Như chúng ta đã biết, nước ta có một trữ lượng dầu mỏ và khí thiên nhiên
dồi thiên nhiên khá dồi dào. Vì vậy, những năm gần đây, chính phủ đã phê
duyệt các dự án xây dựng các nhà máy lọc dầu (như nhà máy lọc dầu Dung
Quất), và hàng loạt các nhà máy Khí –Điện –Đạm cũng được hình thành: Khí
–Điện –Đạm Phú Mỹ: công suất 7 tỷ m3/năm, khai thác khí từ mỏ Bạch Hổ và
Nam Côn Sơn; Khí –Điện –Đạm Cà Mau: công suất 2tỷ m3/năm, khai thác khí
từ mỏ PM3 thuộc vùng chồng lấn (overlapping area) Việt Nam –Malaysia;
cũng tại Bà Rịa –Vũng Tàu, vào tháng 3/2007 chính phủ đang phê duyệt một dự
án khai thác khí từ mỏ Mộc Tinh, mỏ Hải Thạch…
.

Hình 2.2 Nhà máy Khí –Điện –Đạm Phú Mỹ
Như vậy, hiện tại lượng LPG mà nước ta đang tiêu thụ đa phần là nhập
khẩu (hơn 60%). Nhưng với các dự án trên sau khi hoàn thành, sẽ đáp ứng được
nhu cầu trong nước và còn có thể xuất khẩu sang các nước khác.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 18 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H

F-XC A N GE

N
y
.c

2.2.

to
k
lic

Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải khi sử dụng LPG:
Như chúng ta đã biết, tình hình ô nhiễm không khí trên thế giới nói chung

và ở Việt Nam nói riêng ngày càng một trầm trọng. Theo thống kê gần đây, thì
Tp Hồ Chí Minh là một trong những thành phố ô nhiễm nhất trên thế giới. Một
trong những tác nhân chính gây ra ô nhiễm là do động cơ đốt trong, mà chủ yếu
là do ô tô và xe gắn máy. Vì vậy, tìm kiếm một loại nhiên liệu mới một mặt là
để giải quyết vấn đề giá cả xăng dầu ngày một leo thang, mặt khác là giải pháp
giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí.
Người ta tiến hành đo đạc nồng khí thải của các loại phương tiện dùng
loại nhiên liệu xăng dầu truyền thống, nhiên liệu LPG, và nhiên liệu CNG kết
quả như sau:

Hình 2.3 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải của động cơ đốt trong
cỡ nhỏ khi sử dụng nhiên liệu xăng và LPG
So với xăng dầu, thành phần các chất ô nhiễm trong khí thải động
cơ khi sử dụng nhiên liệu LPG là rất thấp: HC, CO, NOx có thể giảm hơn 50%
khi sử dụng LPG; các chất rắn cũng giảm gần bằng không.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 19 / 105

w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c

H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

Hình 2.4 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải của động cơ đốt trong
cỡ lớn khi sử dụng nhiên liệu xăng, dầu, LPG và CNG
2.3.

Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông của
các nước trên thế giới và ở nước ta:
2.3.1. Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông của
các nước trên thế giới:
Sử dụng LPG cho động cơ đốt trong, chủ yếu là phương tiện giao thông
được các quốc gia phát triển trên thế giới áp dụng từ rất lâu, nhất là các nước
thuộc khối Euro. Với tình hình giá cả xăng dầu tăng cao, tiêu chuẩn khí thải
ngày càng khắc khe thì việc chuyển sang sử dụng một loại nhiên liệu mới nhằm
đáp ứng các điều kiện trên là một giải pháp. Trong đó, nhiêu liệu LPG được
quan tâm nhiều nhất, một phần là do nó có đặc tính gần giống như nhiên liệu
truyền thống xăng dầu, một phần là do trữ lượng khá lớn từ lòng đất.

Nhằm hạn chế khí thải ô nhiễm, n Độ đã bắt buộc một số phương tiện
giao thông chuyển đổi sang sử dụng LPG khi đi trong thành phố. Hiện tại, đã có
hơn 48.000 xe cơ giới đã chuyển sang sử dụng LPG. Các hãng xe nổi tiếng như:
Volvo, Chervolet, Lada, Peugeot, Subaru, Ford…cho biết họ cũng sẽ sản xuất
dòng xe sử dụng nhiên liệu LPG cung cấp cho người dân ở đây trong thời gian
sắp tới.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 20 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

Hình 2. Xếp hàng mua nhiên liệu LPG tại 1 cửa hàng gas ở Bangalore,
n Độ
T i Trung Qu c, một đất nước đông dân nhất thế giới thì hiện nay vấn đề
về năng lượng và ô nhiễm làm đau đầu cho các nhà lãnh đạo. Trong thời gian
gần đây, tình hình xăng dầu bất ổn làm cho nguồn cấp nhiên liệu truyền thống
tại đất nước này có những lúc bị gián đoạn gây rất nhiều khó khăn trong sinh
hoạt cũng như trong sản xuất. Vì vậy, chuyển sang nhiên liệu mới là một giải
giáp tối ưu nhằm giải quyết vấn đề này. Đến năm 2006, hơn 6.400 xe bus và
16.000 taxi đã chuyển đổi và sử dụng LPG với 27 trạm cung cấp LPG được dựng

lên.
Hàn Quốc, là một nước công nghiệp mạnh ở khu vực Châu Á. Vì vậy, vấn
đề tìm kiếm nguồn năng lượng mới cũng được chính phủ rất quan tâm và đầu tư.
Tại Hàn Quốc hiện nay thì các loại xe ô tô dân dụng cũng chuyển sang sử dụng
LPG khá phổ biến. Tại nước này, đã sản xuất bộ chuyển đổi phun LPG khí sử
dụng song song với nhiên liệu xăng khi lắp trên xe. Số lượng ô tô sử dụng nhiên
liệu LPG hiện tại gần 467.000 xe.
Nhật Bản, một đất nước có nền công nghiệp mạnh nhưng nghèo tiềm
năng về năng lượng nên vấn đề tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 21 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O

W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

trường được quốc gia này đặt lên hàng đầu. Hiện nay, số lượng xe ô tô sử dụng
nhiên liệu LPG lên đến 500.000 xe.
Vấn đề ô nhiễm môi trường được các nước khối Euro rất quan tâm, sử
dụng nhiên liệu LPG là một trong những biện pháp nhằm giải quyết vấn đề này.
Vì vậy, dùng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông được các nước này tiên
phong và phát triển nhất. Tại Bắc Ireland, năm 2000 có khoảng 24.383.344 xe ô

tô lưu hành thì số xe sử dụng nhiên liệu LPG là 18.298 xe. Italia, năm 2003 là
1.350.000 chiếc…
.
2.3.2. Tình hình ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông ở nước
ta:
Ở nước ta, ứng dụng nhiên liệu LPG cho phương tiện giao thông được thầy
GS.TSKH.Bùi Văn Ga - trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng nghiên cứu áp
dụng đầu tiên cho xe gắn máy vào năm 1997. Bước đầu khá thành công với việc
chuyển đổi từ bộ chế hòa khí sang bộ hóa hơi và bộ trộn; được thử nghiệm trên
xe gắn máy kiểu Wave 110cc với 1kg LPG cho 110km và khí thải HC & CO
cũng giảm từ 30 –80% so với sử dụng xăng. Việc chuyển đổi được tiến hành
trên 100 xe gắn máy các loại thuộc địa phận Tp.Đà Nẵng.

Hình 2. Xe gắn máy kiểu WAVE 110cc sau khi lắp hệ thống hai nhiên liệu
xăng/LPG

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 22 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O

W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

Cũng dựa trên những thành tựu này, Tp.Đà Nẵng đã cho áp dụng trên các
xe bus cỡ nhỏ với tên gọi là “
Greenbus”
:

Hình 2. Xe bus cỡ nhỏ chạy bằng LPG (“
Greenbus”
)
Chiếc Greenbus được thử nghiệm trên các loại đường trường, đèo, dốc,…
.
Kết quả cho thấy nồng độ các chất thải cũng giảm đáng kể so với xăng (HC
giảm hơn 50%, CO giảm 80%).
Tại Hà Nội, Công ty Cơ Khí Ngô Gia Tự cũng đã nghiên cứu và lắp đặt
bộ chuyển đổi hóa hơi và bộ trộn cho 30 xe taxi của công ty và lắp đặt hơn 100
xe cho Công ty cổ phần Taxi Petrolimex. Kết quả thử nghiệm trên xe Toyota
Corolla 1.6: 6kg LPG chạy được 100 km khi đường thành phố và 4.28 kg khi
chạy đường trường, khi sử dụng xăng thì tiêu thụ 10 lít / 100 km khi chạy đường
thành phố và 8 lít khi chạy đường trường.

Hình 2. Xe Daewoo Lanos 1.5 sau khi chuyển đổi sang sử dụng LPG đang nạp nhiên liệu LPG

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 23 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

Ứng dụng LPG cho phương tiện giao thông đối với nước ta thì còn rất mới
mẽ. Một phần vì do thói quen đã sử dụng nhiên liệu xăng dầu truyền thống, một
phần do nhà nước còn trợ giá xăng dầu nên giá xăng dầu trong nước còn khá
thấp so với giá xăng dầu thế giới và một phần cũng do tiêu chuẩn về khí thải
của nước ta còn khá thoáng nên sử dụng nhiên liệu mới nói chung cho các loại
động cơ đốt trong còn hạn chế. Với tình hình giá xăng dầu leo thang như hiện
nay, chính phủ không thể tiếp tục trợ giá xăng dầu nữa trong thời gian sắp tới thì
vấn đề nhiên liệu cho dùng cho động cơ đốt trong ở nước ta sẽ gặp rất nhiều khó
khăn. Để hòa nhập với các nước phát triển trên thế giới, với tình hình ô nhiễm
của nước ta hiện nay buộc chính phủ trong những năm tới phải thay đổi các tiêu
chuẩn về khí thải ngày càng khắc khe hơn. Vì vậy, tìm một giải pháp thay thế
cho xăng dầu là vấn đề bức xúc của chính phủ nước ta. Với điều kiện của nước
ta từ đây đến năm 2020, sử dụng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG để chạy phương tiện
giao thông là phù hợp nhất. Giải pháp này giúp chúng ta chủ động được nguồn
năng lượng tuy LPG không dồi dào bằng khí thiên nhiên. Hiện nay, các nhà máy
Khí –Điện –Đạm bắt đầu đi vào hoạt động nên trong thời gian sắp tới khả năng
độc lập nhiên liệu LPG của chúng ta là rất lớn. Vấn đề thứ hai đó là chúng ta có
thể chuyển đổi từ những động cơ sử dụng xăng dầu sang sử dụng LPG mà không
cần thay đổi nhiều về kết cấu động cơ và chúng ta có thể làm việc này bằng các
công nghệ trong nước.

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 24 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W
!

PD

c u-tr a c k

.c


H
F-XC A N GE

H

F-XC A N GE

N
y
.c

to
k
lic

CHƯƠNG 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1. Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hỗn hợp của động cơ đốt trong:
3.1.1. Động cơ Diesel:
Nhờ vào khả năng tự cháy của nhiên liệu Diesel, động cơ Diesel được
thiết kế trên cơ sở nhiên liệu được phun vào cuối quá trình nạp dưới áp suất và
nhiệt độ của buồng đốt nhiên liệu tự bốc cháy.
Nguyên lý điều khiển của động cơ Diesel là điều khiển lượng nhiên liệu
cung cấp λ f . Trên đường ống nạp không có cánh bướm ga. Lượng không khí
cung cấp λa luôn luôn ở mức tối đa. Bởi vậy, tỉ lệ không khí nhiên liệu λ thay
đổi trong một khoảng khá rộng, nhờ vào sự tự cháy của nhiên liệu nên quá trình
cháy có thể xảy ra trong điều kiện hỗn hợp hòa khí cực kỳ nghèo. Với hỗn hợp
không đồng nhất khi cháy sẽ có ngọn lửa màu vàng. Để tránh sinh ra muội than
thì tỉ lệ không khí-nhiên liệu bình quân không nên dưới λ = 1,3 . Vì giá trị công có
ích ω e được định bởi nhiên liệu phun vào, nên cần phải ngưng cung cấp nhiên
liệu khi tốc độ vòng quay động cơ đạt tới giá trị cực đại. Nếu không, công suất
động cơ sẽ tiếp tục tăng theo sự tăng của tốc độ vòng quay động cơ, kết quả là
động cơ sẽ hư hỏng. Vì vậy, ở động cơ Diesel thường trang bị bộ phận hạn chế

tốc độ. Nhiên liệu có thể được phun trong hai bước:
- Thoạt tiên, một ít nhiên liệu được phun để khởi động quá trình cháy một cách
êm dịu.
- Lần thứ hai, lượng nhiên liệu chính được phun vào, kết quả sau đó là áp suất
và nhiệt độ đỉnh của quá trình cháy thấp hơn, có thể làm cho việc phát ra NOx
thấp hơn và giảm độ ồn của quá trình cháy. Đôi khi việc phun nhiên liệu có
thể phân chia thành nhiều hơn hai bước (động cơ Diesel CDI: Common rail
Direct Injection).

.d o

m
o

o

c u-tr a c k

C
w

w

w

.d o

m

C

lic

k

to

Trang 25 / 105
w

w

w

bu

bu

y

N

O
W
!

PD

O
W

!

PD

c u-tr a c k

.c