THIẾT lập mô HÌNH THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG KINH tế kỹ THUẬT ĐỘNG cơ XE tải KHI sử DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐẠI HỌC
ĐÀ NẴNG
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

THIẾT LẬP MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ
TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ XE
TẢI KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL
Nhóm : 8
Sinh viên thực hiện:
Đinh Thanh Phương
Nguyễn Hoàng Kỳ
Nguyễn Tấn Thành
Nguyễn Phước Huy Hoàng
Nguyễn Ngọc Phi Khanh
Trương Hồng Phi
Trần Thanh Quý
Nguyễn Văn Thức

17C4B
17C4B
17C4B
17C4B
17C4B
17C4C
17C4B
17C4B


NỘI DUNG
I

II

BIỂU ĐỒ
CƠNG
VIỆC KPI

THƠNG
SỐ ĐIỀU
KIÊN
ĐẦU
VÀO

III

MỤC
TIÊU
ĐÁNH
GIÁ

IV

XÂY
DỰNG
MƠ
HÌNH
THÍ
NGHIỆM

V

VI

VII

XÂY
DỰNG
SƠ ĐỒ
THẬT

CƠ SỞ
LÝ
THUYẾT

QUY
TRÌNH
THÍ
NGHIỆM

VIII

KẾT QUẢ
THÍ
NGHIỆM


I.BIỂU ĐỜ CƠNG VIỆC KPI
Ngày

1

2-8

9-10

TV
Phương

Chọn động cơ, tìm hiểu
thơng số kĩ thuật, sơ đồ
đặc tính làm việc

Phi
Thành
Hồng
Kỳ

Đánh giá
khả năng,
phân chia
cơng việc

Tìm hiểu về nhiên liệu
biodisel
Xây dựng mơ hình thí
nghiệm, chọn thiết bị

Quý
Khanh
Thức

Nghiên cứu cơ sở lí
thuyết thực hiện thí
nghiệm

Tổng kết, chỉnh
sửa, hoàn thiện


Đánh giá Nhiệm vụ

Nội dung

Tiến độ

Ghi chú

Chọn động cơ, tìm hiểu
thơng số kĩ thuật, sơ đồ
đặc tính làm việc

5

5

Hồn thành

5

5

Hồn thành

Tìm hiểu về nhiên liệu
biodisel

5

5

Hồn thành

5

5

Hồn thành

5

5

Hồn thành

5

5

Hồn thành

5

4

Chậm 1
ngày

5

4

Chậm 1
ngày

Tên
Phương
Phi
Thành
Hồng
Kỳ

Xây dựng mơ hình thí
nghiệm, chọn thiết bị

Q
Khanh
Thức

Nghiên cứu cơ sở lí
thuyết thực hiện thí
nghiệm

II. THÔNG SỐ ĐẦU VÀO
-

Chọn động cơ D4CB sử dụng
trên xe tải của Hyundai  
Mạnh mẽ, tiết kiệm nhiên liệu
cũng như độ bền bỉ. Chỉ với
dung tích 2.5 lít nhưng động
cơ có thể sản sinh ra cơng
suất cực đại lên đến 130 tại số
vòng quay 3000 v/ph. 


THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ
D x R x C (mm)
Vết bánh xe trước/sau
Chiều dài cơ sở (mm)

5,260 x 1,760 x 2,200
1,485 / 1,270 
2,810 

Mã động cơ

D4CB, Euro IV

Loại động cơ

Động cơ Diesel, 4 kỳ, 4 xilanh thẳng hàng, làm mát
bằng nước, tăng áp - làm mát khí nạp, phun nhiên liệu
trực tiếp điều khiển điện tử

Dung tích cơng
tác (cc)

2,497

Cơng suất cực
đại (Ps)

130 / 3,800

Momen xoắn
cực đại (Kgm)

255 / 2,000


TIÊU CHUẨN EURO 4
 
Bảng Thơng Số Tiêu
Chuẩn Khí Thải Euro 4

Loại Động Cơ

Yêu Cầu Về Nồng Độ
Các Chất Có Trong Khí
Thải

Co: 0,5 g/km
HC + Nox: 0,3 g/km

Dầu Diesel
Nox: 0,25g
PM: 0.025 g/km


NHIÊN LIỆU BIODIESEL


KHÁI NIỆM ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT
• Biodiesel là dầu diesel sinh học, có nhiều trong dầu mỡ động
thực vật, dầu thc vt
ị ngun nhiờn liu sch
ã Tớnh cht vt lý của biodiesel tương tự như diesel nhưng tốt hơn
diesel về mặt chất thải


Ưu điểm:
• Biodisel bốc cháy nhanh
hơn diesel
• Nhiệt trị của biodiesel nhỏ
hơn => Suất tiêu hao nhiên
liệu của biodiesel nhỏ hơn
• Độ nhớt cao hơn nhiên liệu
diesel cần sự hỗ trợ của
năng lượng tạo hỗn hợp
khác

Nhược điểm:
• Biodiesel là một dung mơi
tốt. Nó có thể làm rã hoặc
hịa tan cặn trong thùng
chứa hoặc trong hệ thống
nhiên liệu
• Biodiesel chứa ít hơn 8%
năng lượng trên mỗi gallon
nhiên liệu so với dầu diesel
loại 2


III. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM
Tính kinh tế

Mức tiêu hao nhiên
liệu

Tính kĩ
thuật

Momen cơng suất

Mơi trường

Khí thải


Yêu cầu về momen
- công suất, tiêu hao nhiên

liệu.
- Đo ở các vị trí tay ga khác

nhau và thay đổi góc phun sớm
nhiên liệu biodiesel.
- Tay ga 10%, 20%, 50%, 70%
xen kẻ thay đổi góc phun sớm
10 độ, 20 độ.

• Yêu cầu về chỉ tiêu khí
thải.
- Đo hàm lượng các khí thải

CO2, NOx, HC ở các vị trí tay
ga khác nhau
- Tay ga 10%, 20%, 50%, 70%


IV.XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM
• - Cơng suất cực đại Nemax : 220 [Kw]
- Mômen quay cực đại Memax : 934 [N.m]
- Số vòng quay cực đại nemax : 8000 [vg/ph]

AVL554

AVL
PUMA

AVL 733S
AVL735S

AVL 553

ĐỘNG CƠ

ĐIỀU
KHIỂN

ĐƯỜNG ỐNG
NẠP

ĐƯỜNG ỐNG
THẢI


PHÂN TÍCH MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Đơng cơ D4CB

AVL 554 Thiết bị cung cấp và kiểm sốt nhiệt độ dầu bơi trơn
AVL 733-735 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu và điều chỉnh nhiệt độ
AVL PUMA Thiết bị xử lý trung tâm
AVL 553 Thiết bị cung cấp và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát
AVL DiGAS 4000 Thiết bị đo khí thải
THA 100 :Bộ điều chỉnh tay ga tự động
Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp.
Cảm biến đo áp suất tương đối khí nạp.
Cảm biến đo nhiệt độ nước làm mát ra (vào) động cơ.
Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn ra (vào) động cơ.
Cảm biến đo nhiệt độ dầu bôi trơn vào động cơ,….


V.XÂY DỰNG MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM –TRANG
THIẾT BỊ MƠ HÌNH
• Thiết bị 554
-

Hệ thống làm mát nước
Công suất : 200[kW]
Lưu lượng làm viêc : 2,5[m^3/h]
Nhiệt độ dòng nước: 5- 30[C]
Nhiệt độ lớn nhất của nước: 70[‘C]
Áp suát của dòng nước : 2 bả
Áp suất lớn nhất của hệ thống: 6 bar
Hệ thống cấp dầu bôi trơn:
Môi chất làm việc: dầu bôi trơn
Giới hạn nhiệt độ làm việc 20 – 150[‘C]
Giới hạn nhiệt độ cài đặt: 70 – 140[‘C]
Lưu lượng làm việc: 15 – 20[‘C]

Công suất gia nhiệt: 6 kW
Điện áp vào: 3x400[VAC] 50/60[Hz]


• AVL THA 100
•
-

Mơ tơ bước
Kích thước: 172x350x285(mm)
Trọng lượng: 11 kg
Hành trình làm việc : 110mm
Lực kéo lớn nhất: 120Nm
Lực kéo ổn đinh: 110Nm
Tốc độ mô tơ bước: 0.5 m/s
Giá trị sai lệch: 0.05 mm
Nhiệt độ làm việc cho phép: 30-50’C
Hộp điện điều khiển:
Kích thước: 500x500x300 mm
Trọng lượng : 20Kg
Nhiệt độ làm việc cho phép:5- 50’C
Công suất: 2 kVa
Tiến hiệu điều khiển : 24 VDC/10mA


• Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733
Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt đến 0.8
bar
- Phạm vi ứng dụng cho phép: 0-80 Kg/h
- Phạm vi hiệu chỉnh nhiệt độ nhiên liệu:

-10- 70’C
- Có thể sử dụng cho loại nhiên liệu xăng
pha
- Methanol và Ethanol 20%. Hocawj sử dụng
100% là Methanol và Ethanol
- Mức cấp nhiên liệu nhỏ nhất: +25 kg/h
- Mức cấp nhiên liệu bình thường : 150 kg/h
- Mức cấp nhiên liệu lớn nhất có thể : 400
kg/h
- Độ sai lệch cho phép của kết quả đo: 0.1%
- Dòng điện điều khiển : 25+ 0.5
VDC( 1.6A)
- Kích thước hệ thống: 640x510x280 mm


Thiết bị đo lọt khí cacte

Cảm biến lưu lượng khí nạp


Thiết bị đo ơ nhiễm khí thải
động cơ diesel

- Phần tích % bồ hóng trong thành
phần khí thải. Thơng qua giá trị
OPAC [%]. Hiện thị tốc độ động cơ
và nhiệt độ dầu bôi trong thông qua
các loại cảm biến gắn vào động cơ
của thiết bị

• Thiết bị Opactimeter.
AVL 439
-

Hệ thống điện áp nguồn : 230V
Cơng suất tiêu hao :1 kVA
Kích thước thiết bị: 650x420x450
mm
Trọng lượng : 47 kg
Nhiệt độ môi rường cho phép: 5 –
500 C
Áp suất khi nén cấp cho thiết bị :
4 – 10 bả


•

-Bảng

điều khiển Emcon

300
-

-

Chức năng :
Điều khiển động cơ thực nghiệm
bằng tay hoặc tự động

Khởi động động cơ
Cài đặt các chế độ vận hành động
cơ thực nghiệm theo yêu cầu
Hiện thiện các thông số bao gồm tốc
độ động cơ, tốc độ bằng thử, vị trí
ga(%), momen của động cơ
Vận hành các bài thực nghiệm xây
dựng đặc tính tải hay tốc độ
Cài đặt các thông số giới hạn của
động cơ và băng thử


AVL SENSOR


Xây dựng Phịng thí
nghiệm

Nguồn nhân
lực

Mặt bằng

1 Kỹ sư xây
dựng
1 Kỹ sư cơ
khí
5Thợ xây
Chi phí
Mặt bằng 1 tỷ

Kỹ sư (10tr/1ng)
Thợ xây(5tr/1ng)

Thiết bị xây
dựng

Thiết kế, tính
tốn và tiến
hành cơng
việc
Thời gian
hồn thành
60 ngày

Tổng chi phí
1090 triệu


V. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
• Cơ sở lý thiết hình thành khí thải động
cơ
-

-

-

Hidro Cacbon (HC) :Khí HC là nguồn gốc tạo
thành dầu mỏ nói chung, sau giai đoạn chế biến
dầu mỏ tạo ra xăng, dầu điezen, dầu nhớt..

Oxit Cacbon (CO):Khí thải của động cơ đốt
trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc
cacbon có chứa cacbon monoxit, đặc biệt với
nồng độ cao khi nhiệt độ quá thấp để có thể thực
hiện việc ơxi hóa trọn vẹn các hydrocacbon
trong nhiên liệu thành nước và cacbon dioxit, do
thời gian có thể tồn tại trong buồng đốt là quá
ngắn vàcũng có thể là do khơng đủ lượng
oxy cần thiết
Oxit Nitơ (NOx): Khí NOx có trong khí thải là
do q trình cháy ở nhiệt độ cao. Trong khơng
khí có 80% Nitơ và 20% Oxi được nung nóng
đến nhiệt độ trên 1927OC thì chúng kết hợp với
nhau tạo thành Oxit Nitơ (NOx)


Tác hại của khí thải động cơ
• Thủ phạm gây ra một số bệnh cho con
người như gây ra các triệu chứng hen
suyễn; làm suy yếu tư duy và gây buồn
ngủ bằng cách giảm khả năng mang
oxy của máu; gây ra ho, nghẹt thở và
chức năng phổi bị suy giảm,…
• Ơ nhiễm mơi trường
• Gây ra sự xuất hiện của một màn

sương mù dày đặc. Làn sương
mù này làm cho con người cay
mắt, viêm đường hơ hấp. Khơng
ít người đã tử vong, trẻ em giảm

khả năng hơ hấp,…. Cịn cây cối
thì vàng lá….