ĐÁNH GIÁ ĐỘNG cơ TĨNH cỡ NHỎ DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
BÁO CÁO
MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ TĨNH TẠI CỠ NHỎ
DÙNG NHIÊN LIỆU BIOGAS

Thành viên nhóm 1:


II

Biểu đồ công việc KPI

IIII

Thông số điều kiện đầu vào

III
III

Nội dung

Xây dựng mơ hình thí nghiệm

IV
IV

Mục tiêu đánh giá

VV

Xây dựng sơ đồ thật

VI
VI

Cơ sở lý thuyết

VII
VII

Quy trình thí nghiệm

VIII
VIII

Kết quả, kết luận


I. Biểu đồ công việc KPI



Tổng hiệu suất làm việc của các thành viên trong nhóm



Đặng Cơng Hiếu : 70 %



Lê Hữu Tính : 60 %



Nguyễn Văn Thành : 55 %



Lê Hồng Trung : 55 %



Nguyễn Kiên Vĩ : 50 %



Thái Văn Dũng : 15 %



Lê Văn Hoành : 30 %


II. Thơng số điều kiện đầu vào
Nhiên liệu và khí thải ngồi mơi trường


II. Thơng số điều kiện đầu vào
Nhiên liệu và khí thải ngồi mơi trường

II. Thông số điều kiện đầu vào
Thông số động cơ
Động cơ

NQ35D4.8TL

DM9L

Số xi lanh

4

4

Đường kính x Hành trình(mm)

98x115

106x112

Tỷ số nén

9,6

9,1

Cơng suất định mức (kW)

48

52

Tốc độ định mức (rpm)

1950/2200

2000/2300

Thứ tự làm việc

1-3-4-2

1-3-4-2

Nhiên liệu

Biogas

Diesel


II. Thơng số điều kiện đầu vào
Tiêu chuẩn khí thải theo tiêu chuẩn châu âu EURO 4
Loại Động cơ

Yêu cầu về nơng độ các chất trong khí thải

Thơng tin bổ sung

CO – 1,0 g/km
HC – 0,1 g/km
Động cơ xăng

Euro 4 cần lắp thêm các bộ
NOx – 0,08 g/km

EURO 4

Các xe áp dụng tiêu chuẩn

PM – không giới han
CO – 0,5 g/km
HC+NOx – 0,3 g/km
ĐỘng cơ diesel
NOx – 0,25 g/km
PM – 0,025 g/km

lọc hạt làm giảm thiểu các hạt
vật chất (PM) và oxit Nito
(NOx)


II. Thơng số điều kiện đầu vào
Chu trình chạy đo khí thải

Chu trình vận hành trên băng thử (UDC/EUDC)


III. Sơ đồ khối mơ hình thí nghiệm

IV. Mục tiêu đánh giá

Để đáp ứng nhiên liệu biogas sử dụng trong động cơ đốt trong đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, ta có một số chỉ tiêu đánh giá:



Cơng suất động cơ [Ne]



Tiêu chuẩn lượng khí thải (COx, NOx, HC, C)


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo

 Băng thử điện APA 204/E/0934
Băng thử có khả năng làm việc ở 2 chế độ: Chế độ động cơ điện [Khi kéo
động cơ hay khởi động động cơ] và chế độ máy phát điện [Khi tạo tải cho
động cơ thí nghiệm]. Tự động đo đạc được các thông số của động cơ như
mơmen, tốc độ quay của trục khuỷu...với độ chính xác cao.
- Công suất cực đại Nemax : 220 [Kw]
- Mơmen quay cực đại Memax : 934 [N.m]
- Số vịng quay cực đại nemax : 8000 [vg/ph].


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo

-

Dụng cụ đo: Hệ thống thử nghiệm khí xả CEBII( combustion
emission bench)

1.
2.
3.
4.
5.

Máy tính
Khối SCU
Các bộ phân tích
Bảng đồng hồ khí
Cơng tắc hệ thống


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo

Thiết bị AVL Fuel Mas Flow Meter:
Thực hiện theo nguyên lý đo kiểu lưu lượng,dùng nước
vịng ngồi làm mát lượng nhiên liệu đã được định sẵn từ
thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu.


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo



Thiết bị điều khiển nhiệt độ nước làm mát
AVL533 Coolant Conditioning System.


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo

 Thiết bị điều khiển cung cấp và đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733 Fuel balance.
Để điều khiển nhiên liệu cung cấp cho động cơ ta
dùng thiết bị cung cấp và đo tiêu hao nhiên liệu
[AVL733 - Fuel balance], nối thông với bơm cao áp
của động cơ bằng hai đường ống cấp và hồi. Bơm
cao áp được điều khiển bằng động cơ bước [THA –
100] kết nối trực tiếp với PUMA.


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các thiết bị đo

Dụng cụ đo: Hệ thống AVL CEC CFV kết
hợp với các bộ xử lý thích hợp.


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các cảm biến

Cảm biến đo momen xoắn trục

V. Xây dựng sơ đồ thật
Các cảm biến

Cảm biến Coriolis:Dùng để đo lượng nhiên
Cảm biến đo tốc độ quay

Cảm Biến Oxy – Oxygen sensor

liệu cung cấp cho động cơ


V. Xây dựng sơ đồ thật
Các cảm biến

Cảm biến áp suất khí nạp

Cảm biến lưu lượng khí nạp

Cảm biến nhiệt độ khí nạp


V. Xây dựng sơ đồ thật

Các cảm biến



Dải đo



Độ chính xác

0 đến 5000 ppm: ±(75 ppm + 3 % giá trị đo)
5000 đến 9999 ppm: ±(150 ppm + 5 % giá trị đo)

Độ phân giải

1 ppm
0.001 Vol.%



0 đến 9999 ppm t3
0 đến 0.999 Vol.%

máy đo cảm biến hồng ngoại CO2 Testo


VI. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết đo công suất động
cơ

Đo momen tại trục xoắn.

Đo tốc độ đầu ra trục xoắn.

Ne = Me.⍵

VI. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết hình thành khí thải động cơ

•

CO được hình thành từ q trình oxy hóa khơng hồn tồn nhiên liệu trong điều kiện thiếu O 2

•

0
NOX (NO,NO2) được tạo ra do N2 tác dụng với O2 ở điều kiện nhiệt độ cao( từ 1100 C).

•

HC hình thành do q trình cháy khơng hồn tồn khi tỉ lệ nhiên liệu và khơng khí cao hoặc nhiệt
độ đốt cháy nhiên liệu thấp.

•

Thực tế do quá trình cháy khơng hồn tồn của nhiên liệu nên khí thải ra ngồi mơi trường cịn
có: CO, CO2, H2O, N2.


VI. Cơ sở lý thuyết

Tác hại của khí thải động cơ

•

Đối với mơi trường: Hiệu ứng nhà kính( mưa axit,ơ nhiễm
mơi trường...)

•

Đối với sinh thái : Đột biến sinh học( các vi trùng gây
bệnh

•

)

Đối với sức khỏe con người: gây các bệnh về hô hấp, da,...


VI. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết của bộ phân tích CO:

1: Buồng phát tia hồng ngoại, 2: Màng chắn, 3: Đĩa khoét các rãnh, 4: Buồng chứa khí mẫu, 5: Buồng chứa khí CO được ngăn
bằng một màng chắn cao su, 6: Thiết bị đo độ võng của màng, 7: Buồng chưa khí CO được ngăn bằng một tấm màng cao su, 8:
Buồng chưa khí mẫu.


VI. Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết đo nồng độ khí Nox

Phương pháp phổ phát xạ để khí đo khí thải Nox
-Phương pháp này là đo cường độ ánh sáng do các
phân tử N02 hoạt tính phát ra

-NO2 hoạt tính được tạo ra qua phản ứng sau :
NO+O3->NO2*+O2