Đồ án Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-JANMAR

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên SV: Phạm Văn Toản Lớp: 47KTTT Khóa 47 Ngành: Động lực tàu Mã ngành: Tên đề tài: “Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-JANMAR”. Số trang:… ..Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 8 Hiện vật:….……………………………………………………………………………. NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Kết luận:………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………... Điểm chung   Bằng số  Bằng chữ      Nha trang, ngày ……tháng……năm 2010 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Th.S. Đoàn Phước Thọ Th.S. Mai Sơn Hải T PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ và tên SV: Phạm Văn Toản Lớp: 47KTTT Khóa 47 Ngành: Động lực tàu thủy Mã ngành: Tên đề tài: “Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-JANMAR”. Số trang:……… ..Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 8 Hiện vật: ………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Nha trang, ngày ……tháng……năm2010 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm chung   Bằng số  Bằng chữ      (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta biết rằng hiện nay tất cả các nước trên thế giới, bao gồm các nước phát triển cũng như các nước đáng phát triển đều rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường và vấn đề cạn kiệt nguồn nhiên liệu dầu mỏ. Không khí trên thế giới hiện nay bị ô nhiễm đến mức báo động mà trong đó khí thải của động cơ đốt trong là các tác nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm không khí. Ngoài ra khí thải từ động cơ còn làm nhiệt độ khí quyển tăng lên và thay đổi môi trường sinh thái. Để giả quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do động cơ đốt trong gây ra ta có hai giải pháp. Giải pháp thứ nhất là cải tạo động cơ để đốt nhiên liệu sạch hơn và hạn chế việc sử dụng các động cơ đốt trong đến mức có thể. Gải pháp thứ hai là tìm kiếm nguồn nhiên liệu mới sử dụng cho động cơ đốt trong. Gần đây chúng ta đang có xu hướng chuyển sang sử dụng các loại nhiên liệu mới thân thiện hơn với môi trường như dầu thực vật, dầu trajopha và khí hóa lỏng LPG. Trong đó khí hóa lỏng LPG là một nguồn nhiên liệu khá dồi dào. Do đó nhiều năm trở lại đây chúng ta đang có xu hướng chuyển sang nghiên cứu động cơ chạy với nhiên liệu kép. Trên thế giới tuy đã có nhiều thành công nhưng ở Việt Nam động cơ chạy nhiên liệu kép vẫn chưa phổ biến và cũng chưa được nghiên cứu rộng rãi. Hiện nay tôi đang thực hiện đề tài “Thiết kế chế tạo bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho máy 4CH-YANMAR”. Đề tài của tôi gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan. Chương 2: Phân tích và lựa chọn phương án cung cấp DO-LPG cho động cơ. Chương 3: Thiết kế hệ thống cung cấp DO-LPG cho động cơ. Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm. Làm đề tài là một cơ hội cho tôi học hỏi và mở mang thêm nhiều kiến thức mới. Với sự hướng dẫn tận tình của Th.S Mai Sơn Hải và Th.S Đoàn Phước Thọ tôi đã hoàn thành đề tài của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Mai Sơn Hải, Th.S Đoàn Phước Thọ cùng các thầy trong bộ môn động lực và các bạn đã giúp tôi hoàn thành đề tài này. Nha Trang, Ngày 06 tháng 01 Năm 2010 Sinh viên Phạm Văn Toản MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Lý do chọn đề tài 1 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 1.2.1. Đối tượng nghiên cứu 1 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu 1 1.2.2.1. Về mặt lý thuyết 1 1.2.2.2. Về mặt thực nghiệm 2 1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng khí hóa lỏng (LPG) 2 1.3.1. Trên thế giới 2 1.3.2. Ở Việt Nam 3 1.4. Đặc tính của nhiên liệu LPG 4 1.4.1. Thành phần hóa học 4 1.4.2. Lí tính 4 1.4.3. Chỉ số Octane 7 1.5. Động cơ thí nghiệm ( động cơ Diesel 4CH-JANMAR) 7 1.5.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ 7 1.5.2 Đặc điểm làm việc của hệ thống nhiên liệu của động cơ 4CH 11 1.5.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 11 1.5.2.2 Bộ điều tốc 12 1.5.2.2.1. Điều kiện để động cơ khởi động 12 1.5.2.2.2. Điều kiện động cơ làm việc ở chế dộ không tải 13 1.5.2.2.3. Điều kiện làm việc ở tốc độ quay lớn nhất 14 1.5.2.2.4. Điều kiện dừng động cơ 15 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CUNG CẤP DO-LPG CHO ĐỘNG CƠ 2.1. Giải pháp kỹ thuật để động cơ có thể sử dụng nhiên liệu nhiên liệu LPG 16 2.2. Phân tích một số hệ thống sử dụng LPG-DO sẵn có trên động cơ Diesel hiện nay 18 2.2.1 Cung cấp gas trực tiếp nhờ xupap ga 19 2.2.1.1 Xupap gas có cơ cấu điều khiển kiểu cơ khí 19 2.2.1.2 Xupap gas điều khiển điện tử 19 2.2.2. Sử dụng bộ giảm áp hóa hơi và bộ hòa trộn 20 2.2.2.1 Sử dụng bộ hòa trộn điều khiển bằng cơ khí 21 2.2.2.2. Sử dụng bộ giảm áp hóa hơi và bộ hòa trộn điều khiển bằng điện tử 23 2.2.3 Hệ thống cung cấp LPG với phương án tạo hỗn hợp kiểu phun nhiên liệu 24 2.3. Phân tích, lựa chọn phương án cung cấp LPG phù hợp với điều kiện của bộ môn động lực hiện nay 25 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CUNG CẤP DO-LPG CHO ĐỘNG CƠ 3.1. Các thiết bị trong hệ thống cung cấp LPG cho động cơ 28 3.1.1 Bình LPG 28 3.1.2. Bộ giảm áp hóa hơi (Pneumatic LPG Reducer) 28 3.1.3. Van tiết lưu 31 3.1.4. Bộ trộn LPG 32 3.2. Thiết kế bộ điều khiển điện tử cung cấp LPG-DO cho động cơ 33 3.2.1. Sơ đồ khối mạch điều khiển cung cấp LPG và dầu DO 33 3.2.2. Các thiết bị trong hệ thống điều khiển điện tử 33 3.2.2.1. Lựa chọn cơ cấu chấp hành 33 3.2.2.1.1 Phương án điều khiển LPG có sử dụng bộ giảm áp hóa hơi điều khiển tay ga và van tiết lưu bằng motor bước 33 3.2.2.1.2 Phương án điều khiển LPG có sử dụng bộ giảm áp hóa hơi điều khiển tay ga và van tiết lưu bằng động cơ servo 36 3.2.2.1.3. So sánh hai phương án trên và lựa chọn cơ cấu chấp hành 38 3.2.2.2. Cảm biến nhiệt độ 39 3.2.2.3 Cảm biến tốc độ 40 3.2.2.4. Van điện từ (solenoil vavle) 42 3.2.2.5. Bộ xử lý trung tâm 44 3.2.2.5.1 Tổng quan về vi điều khiển ATMEGA 16 44 Các đặc điểm chính 45 3.2.2.3.2 Đặc điểm của ATMEGA 16 47 3.2.2.5.2. Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm 51 3.2.2.5.3. Sơ đồ thuật toán chương trình chính và giải thuật kiểm tra phím nhấn 52 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1.Mục đích 55 4.2.Trang thiết bị thí nghiệm 55 4.3. Sơ đồ bố trí thực nghiệm 55 4.4. Tiến hành thực nghiệm 57 4.4.1.Điều kiện tiến hành thí nghiệm 57 4.4.2. Quy trình tiến hành thực nghiệm 58 4.4.3. Kết quả chạy thử nghiệm 59 4.4.3.1 Bảng số liệu chạy thực nghiệm 59 4.4.3.2 Nhận xét 63 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Lý do chọn đề tài Trên thế giới hiện nay đang dần áp dụng công nghệ mới để làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do động cơ đốt trong gây ra. Hiện nay có một số giải pháp đuợc đưa ra. Giải pháp thứ nhất là cải tạo lại buồng đốt của động cơ để quá trình cháy hoàn thiện hơn. Giải pháp thứ hai là sử dụng nguồn nhiên liệu mới. Hiện nay giải pháp thứ hai đang được rất nhiều người quan tâm. Nguồn nhiên liệu mới ta nói đến chính là dầu sinh học và khí hóa lỏng LPG. Việc thử nghiệm nhiên liệu khí hóa lỏng LPG đối với chúng ta đang còn nhiều khó khăn. Bây giờ chúng ta mới chỉ là bước đầu nghiên cứu nên vẫn còn nhiều vấn đề tồn đọng chưa thể giải quyết triệt để được. Dựa trên cơ sở kết quả chạy thử nghiệm LPG trên động cơ Diesel D12 tôi tiếp tục nghiên cứu bộ điều khiển cung cấp LPG và dầu DO khi sử dụng hỗn hợp này làm nhiên liệu cho động cơ Diesel 4CH-JANMAR. 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.2.1. Đối tượng nghiên cứu Động cơ Diesel 4CH-JANMAR. 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu 1.2.2.1. Về mặt lý thuyết Tìm hiểu về đặc tính của khí hóa lỏng (LPG). Các giải pháp kỹ thuật để động cơ có thể sử dụng nhiên liệu nhiên liệu LPG. Tìm hiểu phương án điều khiển cung cấp nhiên liệu khí hóa lỏng cho động cơ. Thiết kế chế tạo bộ điều khiển điện tử cung cấp dầu DO và khí hóa lỏng (LPG) cho động cơ diesel 4CH-JANMAR. 1.2.2.2. Về mặt thực nghiệm Chế tạo bộ điều khiển điện tử cung cấp nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG) cho động cơ Diesel 4CH-JANMAR. Chạy thử nghiệm động cơ. Đo đạc các thông số của động cơ chạy thực nghiệm. Phân tích đánh giá kết quả thu được. . Tình hình nghiên cứu và sử dụng khí hóa lỏng (LPG) 1.3.1. Trên thế giới LPG là sản phẩm trung gian giữa khí thiên nhiên và dầu thô, nhiên liệu khí hóa lỏng có thể thu được từ công đoạn lọc dầu hoặc làm tinh khiết khí thiên nhiên. Vì vậy, nguồn gốc khí hóa lỏng phụ thuộc vào xuất xứ nhiên liệu. Nói chung trên thế giới có khoảng 40% LPG thu được từ quá trình lọc dầu thô. Sử dụng nhiên liệu gaz nén CNG kết cấu cồng kềnh và việc ứng dụng cho những dòng xe hiện đại gặp không ít khó khăn. Vì vậy ngày nay người ta đã dùng khí hóa lỏng LPG (liquefied petroleum gas) làm nhiên liệu thay thế cho xăng và diesel của tất cả các loại ô tô hiện đại. Nhiên liệu LPG đang phát triển rất nhanh, Autogas LPG đã có hơn 4 triệu chiếc ở 38 nước trên thế giới, nhất là các nước đang phát triển. Khí hóa lỏng LPG là sản phẩm phụ của nhà máy chế biến dầu mỏ và nhà máy tách khí. Thành phần chủ yếu của LPG là Butal và Propal hỗn hợp theo tỷ lệ nhất định và được chứa trong bình với áp suất dưới 20 kg/cm2. LPG có tỷ trọng từ 0,5 – 0,25, không màu, không mùi và không có tính độc. LPG chính là một sản phẩm dầu mỏ được dùng rất phổ biến từ lâu trong các ngành kinh tế quốc dân như là một nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế tạo hóa chất, chế tạo phân bón, tổng hợp các chất mỹ phẩm. Phần lớn lượng khí hóa lỏng thu được hiện nay được sử dụng làm nguồn chất đốt để sinh nhiệt gia dụng hay công nghiệp. Lượng khí hóa lỏng làm nhiên liệu cho ô tô đường trường hiện chỉ chiếm một tỉ lệ khiêm tốn: 1% ở Pháp, 3% ở Mỹ, 8% ở Nhật.... Tuy nhiên ở một số nước có chính sách khuyến khích sử dụng LPG làm nhiên liệu cho ô tô nhằm mục đích giảm ô nhiễm môi trường thì tỉ lệ này rất đáng kể, chẳng hạn như Hà Lan, Ý (42%)... Các số liệu trên chưa kể những động cơ trên các ô tô chuyên dụng sử dụng LPG (chẳng hạn ô tô chạy trong sân bay, xe nâng chuyển, máy móc nông nghiệp...) Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG ngày càng trở nên là loại nhiên liệu ưa chuộng để chạy ô tô nói chung và xe buýt nói riêng do những đặc điểm nổi bật của nó về giảm ô nhiễm môi trường và công nghệ chuyển đổi. Xe buýt dùng LPG có truyền thống lâu đời nhất là ở thủ đô Vienna của Áo. Từ năm 1963 thành phố này đã sử dụng xe buýt chạy bằng LPG và cho tới nay, Vienna có 500 xe buýt LPG trong đội xe vận chuyển công cộng. Các thành phố khác ở Châu Âu cũng sử dụng nguồn năng lượng này để chạy xe buýt như Đan Mạch (180 chiếc), Hà Lan (150 chiếc), Tây Ban Nha (60 chiếc). 1.3.2. Ở Việt Nam Khí thiên nhiên ở nước ta có trữ lượng lớn và chúng ta đang khai thác để cung cấp năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện và sản xuất phân đạm. Đường ống dẫn khí thiên nhiên từ mỏ khí Nam Côn Sơn vào đất liền vừa hoàn thành và đưa vào sử dụng đã mở đầu cho cuộc cách mạng năng lượng ở nước ta. Mặt khác, một khối lượng lớn khí thiên nhiên thu được từ các mỏ dầu đã, đang và sắp khai thác hứa hẹn một nguồn năng lượng sạch dồi dào để phát triển ngành kinh tế quốc dân trong đó có ngành giao thông vận tải Hiện nay, chúng ta có nhà máy sản xuất ga Dinh Cố và nhà máy lọc dầu Dung Quất. Sản lượng khí đồng hành của nhà máy là nguồn cung cấp dồi dào nhiên liệu LPG. Mặt khác, các nhà máy tinh luyện khí thiên nhiên cũng là nguồn cung cấp loại nhiên liệu này nên khả năng độc lập nhiên liệu LPG của chúng ta cũng rất lớn. Vấn đề cơ bản là chúng ta có thể chủ động về công nghệ chuyển đổi cũng như chế tạo những phụ kiện cơ bản của hệ thống nhiên liệu LPG. Ở nước ta, LPG là chất đốt chủ yếu của các hộ gia đình thành phố. Sử dụng LPG làm nhiên liệu trong sản xuất thức ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm. Ngoài ra trong công nghiệp hoá dầu chúng ta còn sử dụng LPG trong quá trình tinh chế sản xuất dầu nhờn. Ngoài ra nó còn được ứng dụng là nguyên liệu hoá học để tạo ra những monme để tổng hợp polime trung gian như: Polyetylen, polyvinylclorua, polypropylen, để sản xuất MTBE là chất làm tăng chỉ số octan thay thế cho hợp chất chì pha vào xăng. Hiện nay ở nước ta đã chuyển đổi thành công xe gắn máy chạy nhiên liệu LPG. Xe gắn máy sau khi lắp bộ chuyển đổi (chi phí khoảng 1,6 triệu) xe có thể chạy song song hai nhiên liệu. Nhưng việc sử dụng còn chưa rộng rãi. Và tại công ty cơ khí Ngô Gia Tự đã sản xuất bộ chuyển đổi nhiên liệu và bước đầu lắp đặt trên khoảng 30 chiếc xe taxi G. 1.4. Đặc tính của nhiên liệu LPG 1.4.1. Thành phần hóa học Theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhiên liệu khí hóa lỏng phải có từ 19 đến 50% hydrocabure C3 (propane và propylène). Ở Châu Á, thành phần nhiên liệu khí hóa lỏng khá ổn định, chứa chủ yếu là hydrocarbure C4, chẳng hạn như ở Hàn Quốc chỉ có butane là khí hóa lỏng được sử dụng chính thức. Ngược lại ở Mĩ thì chỉ có hydrocarbure C3 được sử dụng. Cũng cần nhấn mạnh thêm rằng nhiên liệu khí hóa lỏng chứa rất ít lưu huỳnh. Thường nó chỉ chứa từ 40 ÷ 60ppm, thấp hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn Cộng đồng Châu Âu (200ppm). Do đó, động cơ dùng LPG phát rất ít các chất ô nhiễm gốc lưu huỳnh và hiệu quả của bộ lọc xúc tác được cải thiện. 1.4.2. Lí tính Ở nhiệt độ lớn hơn 0o C trong môi trường không khí bình thường với áp suất bằng áp suất khí quyển, LPG bị biến đổi từ thể lỏng thành thể hơi theo tỉ lệ thể tích 1 lít LPG thể lỏng hoá thành khoảng 250 lít ở thể hơi. Vận tốc bay hơi của LPG rất nhanh, dễ dàng khuyếch tán, hòa trộn với không khí thành hỗn hợp cháy. Đây là tính chất rất quan trọng của LPG để nó làm nhiên liệu thay thế cho động cơ đốt trong. Tỉ trọng LPG nhẹ hơn so với nước là: Butane từ 0,55 – 0,58 lần, Propane từ 0,5 – 0,53 lần; Ở thể hơi (gas) trong môi trường không khí với áp suất bằng áp suất khí quyển, gas nặng hơn so với không khí: Butane 2,07 lần; Propane 1,55 lần. Do đó hơi LPG thoát ra ngoài sẽ bay là là trên mặt đất, tích tụ ở những nơi kín gió, những nơi trũng, những hang hốc của kho chứa, bếp… Màu sắc: LPG ở trạng thái nguyên chất không có mùi, nhưng dễ bị phát hiện bằng khứu giác khi có rò rỉ do LPG được pha trộn thêm chất tạo mùi Mercaptan với tỉ lệ nhất định để có mùi đặc trưng. Nhiệt độ của LPG khi cháy rất cao từ 1900oC ÷1950oC, có khả năng đốt cháy và nung nóng cháy hầu hết các chất. Nhiên liệu khí hóa lỏng có nhiệt trị riêng theo khối lượng (PCIm) cao, cao hơn cả xăng hay dầu diesel (bảng 1.4.1). Tuy nhiên do khối lượng riêng của nó thấp, nhiệt trị riêng theo thể tích (PCI) thấp hơn nhiên liệu lỏng. Bảng 1-1. Một số đặc tính kỹ thuật của LPG STT  Đặc tính LPG  LPG  Phương pháp thử     min  Đặc trưng  max    1  Tỷ trọng tại 15oC  0,55  0,55  0,575  ASTM D1657   2  Áp suất hơi ở 37,7oC(kPa)  420  460  1000  ASTM D2598   3  Thành phần(%khối lượng) + Ethane + Propane + Butane + Pentane và các chất khác  40 40  50 50  2 60 60 2  ASTM D2163   4  Ăn mòn lá đồng ở 37,8oC/giờ  1A  1A  1A  ASTM D1838   5  Nước tự do(%khối lượng)  0  0  0    6  Sulphur sau khi tạo mùi  20  25  30  ISO 4260   7  Cặn còn lại sau khi hóa hơi (%khối lượng)  0  0  0,05  ASTM D2158   8  H2S (%khối lượng)  0  0  0  ASTM D2420   9  Nhiệt lượng: +kJ/kg +kcal/m3(15oC, 760mmHg)   50000 26000     10  Nhiệt lượng tương đương: + Điện (Kw.h) + Dầu hỏa (lít)   14 1,5-2     11  Nhiệt độ cháy(oC): + Trong không khí + Trong oxi   1900 2900     12  Tỷ lệ hóa hơi: Lỏng-hơi   250 lần     13  Giới hạn cháy trong không khí(% thể tích)   2-10     Bảng1-2. So sánh LPG và các loại nhiên liệu cổ điển Thông số đặc trưng  Eurosuper  Diesel  Propane thương mại  Butane thương mại  LPG   Khối lượng riêng (kg/dm3)  0,725- 0.780  0,820- 0,860  0,51  0,58  0,51-0,58   Nhiệt trị thấp PCI - theo khối lượng (MJ/kg) - theo thể tích (MJ/dm3)  42,7 32,0  42,6 35,8  46,0 23,5  45,6 26,4  45,8 25,0   1.4.3. Chỉ số Octane Nhiên liệu khí hóa lỏng được đặc trưng bởi chỉ số octane nghiên cứu (RON) cao, có thể dễ dàng đạt đến 98. Bảng 1.4.3 giới thiệu RON của các loại khí khác nhau. Chỉ số octane động cơ (MON) của LPG cũng cao hơn xăng. Bảng 1-3. Chỉ số octane của một số chất Chất  RON  MON   Propane Propène n-Butane Isobutane t-Butanol n-pentance  >100 102 95 >100 (98) 100  100 85 92 99 80 83   1.5. Động cơ thí nghiệm ( động cơ Diesel 4CH-JANMAR) 1.5.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ Động cơ 4CH là động cơ của hãng Yanmar dùng cho các loại tàu thủy cỡ nhỏ. Động cơ 4CH là loại động cơ Diesel có 4 xilanh thẳng hàng. Làm mát hai vòng: Hệ kín: nước ngọt tuần hoàn kín làm mát cho động cơ. Hệ hở: nước ngoài tàu làm mát cho nước ngọt và dầu bôi trơn. Động cơ 4CH là loại không có tăng áp.
Bảng 1-4. Các thông số kỹ thuật của động cơ 4CH Tên các thông số  Đơn vị  Giá trị   Kiểu động cơ   4CH   Kiểu buồng đốt   Buồng cháy thống nhất   Số xilanh   4   Đường kính xilanh và hành trình piston  mm(in)  105
125(4.13
4.92)   Dung lích xilanh  l(cu.in)  4.330(264.21)   Công suất định mức  HP/rpm  70/2300   Đầu ra lớn nhất  Danh định  Nhẹ  Trung bình  Nặng    Hp/rpm  83/2600  85/2400  70/2300   Tỷ số nén   16.4   Thứ tự nổ   1-2-4-3-1   Hướng quay  Trục khuỷu  Ngược chiều kim đồng hồ        Trục chân vịt  Cùng chiều kim đồng hồ   Vị trí công suất   Phía bánh đà   Hệ thống khởi động   Khởi động điện   Hệ thống làm mát  Kiểu làm mát  Làm mát hai vòng    Bơm nước ngọt  Bơm ly tâm, bánh răng truyền động    Bơm nước biển  Cánh cao su, truyền động đai    Bộ trao đổi nhiệt  Sinh hàn dạng ống    Van hằng nhiệt  Dạng bi    Độ giãn nở của két  Nhờ van áp lực    Dung lượng bình làm mát nước ngọt  16 lít   Hệ thống bôi trơn  Kiểu hệ thống  Bôi trơn áp lực    Bơm dầu  Bơm bánh răng    Bộ lọc dầu  Lõi lọc bằng giấy hai lớp    Làm mát dầu  Sinh hàn dạng ống, làm mát bằng nước biển    Van điều chỉnh áp lực dầu  Dạng trụ, với vít điều chỉnh ngoài    Dung tích dầu  12.5 lít   Hệ thống nhiên liệu  Bơm cao áp  Kiểu bosch - bơm cụm    Bộ điều tốc  Điều tốc ly tâm nhiều chế độ    Bộ tự động điều chỉnh thời gian  Kiểu ly tâm    Vòi phun  Nhiều lỗ    Góc phun sớm  18o    Áp suất phun kg/cm2 (psi)  210-230(2986-3271)    Bơm tay  Kiểu piston    Bộ lọc nhiên liệu  Lọc bằng giấy (hai lớp)   Trọng lượng  Kg(Ib)  647(1427)   Chiều dài Kích thước bánh răng đảo chiều  mm(in)  1258(49.58)    Chiều rộng mm(in)  705(27.76)    Chiều cao mm(in)  1006(39.61)   1.5.2 Đặc điểm làm việc của hệ thống nhiên liệu của động cơ 4CH 1.5.2.1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Nguyên lý hoạt động
Nhiên liệu được cấp từ két nhiên liệu qua bầu lọc thô, từ đó qua bầu lọc tinh đến bơm cao áp. Nhiên liệu được nén trên ống cao áp với áp suất 220 kg/cm2 và được phun tơi vào buồng đốt, với một lượng đủ và đúng thời điểm, ngay trên đỉnh piston để hòa trộn với lượng không khí đang chuyển động xoáy và sau đó tự bốc cháy. Lực cung cấp từ bơm cao áp tới vòi phun được tự động điều chỉnh theo chế độ làm việc của động cơ nhờ cơ cấu tự động điều chỉnh lượng cung cấp. Nhiên liệu còn dư từ vòi phun sẽ được hồi về thùng chứa qua ống dầu hồi. 1.5.2.2 Bộ điều tốc
1.5.2.2.1. Điều kiện để động cơ khởi động Khi cần điều khiển được kéo đến vị trí dừng tốc độ lớn nhất, nó sẽ di chuyển hết hành trình. Khi đó cần áp lực sẽ được lò xo điều tốc kéo tới khi chạm vào vít dừng đầy tải. Quả văng không dịch chuyển trong suốt khoảng thời gian đó và thanh răng nhiên liệu bơm cao áp di chuyển nhờ khớp hãm di động do lực của lò xo khởi động cung cấp. Khi động cơ khởi động, quả văng sinh ra lực ly tâm. Lực ly tâm này thắng lực của lò xo khởi động và tay gạt trở về tới vị trí tiếp xúc với cần áp lực.
1.5.2.2.2. Điều kiện động cơ làm việc ở chế dộ không tải Khi động cơ khởi động, cần điều khiển trở về vị trí không tải, lò xo điều tốc không hoạt động. Quả văng kéo ra theo hướng tâm kính ở tốc độ thấp, còn cần áp lực kéo trở lại cho đến khi nó tiếp xúc với lò xo không tải thay thế. Ở vị trí này cần không tải được duy trì ở vị trí không tải với sự hỗ trợ của lò xo không tải thay thế. Đây là nguyên nhân khi vòng quay giảm thì lực ly tâm giảm. Lò xo không tải đẩy cần áp lực sang trái và quả văng được kéo vào trong, nó đẩy thanh răng nhiên liệu theo hướng tăng nhiên liệu và duy trì ở chế độ không tải.
1.5.2.2.3. Điều kiện làm việc ở tốc độ quay lớn nhất
Khi cần điều khiển dịch chuyển từ vị trí không tải tới vị trí tải lớn nhất, áp lực trong ống trượt tăng lên, cần áp lực được kéo căng tới khi chạm vào vít dừng đầy tải và dịch chuyển tay gạt và ống trượt sang trái. Cần dẫn hướng và khớp hãm di động được truyền tới thanh răng bởi liên kết và duy trì ở vị trí đầy tải. Khi đó vòng quay tăng lên tới một vị trí nhất định, lực ly tâm của quả văng và lực của lò xo điều tốc cân bằng với nhau, và quyết định đến vòng quay đầy tải. 1.5.2.2.4. Điều kiện dừng động cơ Kéo cần điều khiển tới vị trí dừng, thanh răng di chuyển tới vị trí ngừng cấp nhiên liệu mà không phụ thuộc vào vị trí của cần điều khiển. Động cơ được dừng lại.
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CUNG CẤP LPG-DO CHO ĐỘNG CƠ 2.1. Giải pháp kỹ thuật để động cơ có thể sử dụng nhiên liệu nhiên liệu LPG Cho đến nay, hệ thống phun nhiên liệu khí vào đường nạp nhờ độ chân không tại cổ góp nạp được dùng phổ biến nhất. Tuy nhiên, những hệ thống phun nhiên liệu mới đang được nghiên cứu áp dụng thể hiện được nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là hệ thống phun nhiên liệu ở dạng khí hóa lỏng ngay trước soupape nạp. Hệ thống này có ưu điểm ngăn chặn sự bốc cháy của hỗn hợp trên đường nạp, hiệu suất của động cơ được nâng cao và mức độ ô nhiễm giảm đi đáng kể. LPG có thể cung cấp cho động cơ ở dạng khí hay dạng lỏng. Ưu điểm của việc sử dụng LPG dưới dạng khí là tăng sự đồng nhất hoàn toàn của hỗn hợp gas – không khí và tránh hiện tượng ướt thành đường nạp bởi nhiên liệu lỏng, hiện thượng này rất nhạy cảm khi động cơ khởi động và khi động cơ làm việc ở chế độ chuyển tiếp. Điều này cho phép giảm được mức độ phát sinh ô nhiễm. Nhược điểm của việc cung cấp dạng này là quá trình điều khiển dài và sự cung cấp gas liên tục hạn chế khả năng khống chế tỷ lệ không khí / gas. Đặc biệt là giai đoạn quá độ của động cơ. Cũng cần nhấn mạnh thêm rằng công suất động cơ giảm đi khoảng 8% do tổn thất lượng không khí nạp do khí gas chiếm chỗ. Hệ thống cung cấp LPG bằng cách phun ở dạng lỏng cho phép sử dụng ưu thế của LPG để hạn chế những nhược điểm trên đây. Ưu điểm của việc phun LPG lỏng là tạo khả năng kiểm soát được độ đậm đặc ở mỗi lần phun với thời gian rất ngắn vì vậy có thể áp dụng các biện pháp hữu hiệu nhằm giới hạn mức độ ô nhiễm khi động cơ làm việc ở chế độ quá độ. Sự bốc hơi LPG làm giảm đáng kể nhiệt độ khí nạp do đó làm tăng hệ số nạp của động cơ. Mặt khác, màng nhiên liệu bám trên đường nạp không đáng kể gì so với động cơ xăng.