Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA

LỜI NÓI ĐẦU

Động cơ đốt trong sử dụng các loại nhiên liệu truyền thống cùng với các phương tiện giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu và nghiêm trọng cho môi trường không khí. Ngày nay, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật các quá trình làm việc của động cơ đốt trong đã được điện tử hoá, tin học hoá tạo ra những thành công đáng kể về cải thiện công suất động cơ, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường. Nhưng với sự khắt khe của các tiêu chuẩn về ô nhiễm môi trường của khí thải động cơ của một số nước thì các giải pháp trên cũng không đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe đó.

Vì vậy chúng ta cần có các giải pháp hữu hiệu hơn để khắc phục vấn đề trên. Một trong các giải pháp đó là sử dụng các loại nhiên liệu “sạch” ít gây ô nhiễm để thay thế cho các loại nhiên liệu truyền thống.

Với tình hình khan hiếm nhiên liệu và mức độ ô nhiễm bầu khí quyển như hiện nay, việc ứng dụng CNG vào các phương tiện vận tải là một thiết yếu nhằm đa dạng hoá nguồn nhiên liệu và giải quyết hữu hiệu vấn để ô nhiễm môi trường do các phương tiện vận tải gây ra, chính vì lẽ đó mà em đã chọn đề tài ‘‘Thiết kế hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA’’ để giải quyết các vấn đề trên.

Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Nguyễn Quang Trung đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng mắc trong khi hoàn thành đồ án của mình. Bên cạnh đó em cảm ơn các thầy trong khoa đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thật tốt đồ án tốt nghiệp này.

Mục Lục

Trang

Mục Lục 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

1. Tổng quan về hệ thống nhiên liệu khí động cơ đốt trong. 4

1.1. Sự cần thiết phải có nguồn nhiên liệu thay thế nguồn nhiên liệu lỏng truyền thống. 4

1.2. Giới thiệu về khí nén thiên nhiên. 5

1.2.1. Nguồn gốc, quá trình khai thác và sử lý khí. 5

1.2.2. Tính chất của khí CNG. 7

1.3. Các phương án cung cấp khí CNG cho động cơ đốt trong. 10

1.3.1. Cung cấp khí CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn. 10

1.3.2. Cung cấp CNG cho động cơ sử dụng bộ hòa trộn kết hợp với van tiết lưu và van công suất. 12

1.3.3. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trên đường nạp. 13

1.3.4. Cung cấp CNG cho động cơ bằng phương pháp phun CNG trực tiếp vào buồng cháy. 15

2. Giới thiệu tổng quát về ô tô INNOVA và động cơ 1TR-FE. 16

2.1. Giới thiệu chung về ô tô INNOVA. 16

2.2. Đặc điểm tổng quát động cơ 1TR-FE. 17

2.2.1. Động cơ. 17

2.2.2. Cơ cấu phối khí. 19

2.2.3. Hệ thống nhiên liệu. 20

2.2.4. Hệ thống kiểm soát khí xả. 22

2.2.5. Hệ thống xả. 22

2.2.6. Hệ thống làm mát. 23

2.2.7. Hệ thống bôi trơn. 23

2.2.8. Hệ thống đánh lửa. 24

2.2.9. Hệ thống khởi động. 25

2.2.10. Hệ thống nạp. 25

3. Thiết kế tổng quát hệ thống cung cấp khí CNG cho động cơ 1TR-FE lắp trên ô tô INNOVA. 26

3.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG. 26

3.2. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp khí CNG. 29

3.2.1. Bình chứa CNG. 29

3.2.2. Van bình chứa. 30

3.2.3. Van nạp. 31

3.2.4. Van điện từ. 32

3.2.5. Bộ giảm áp. 33

3.2.6. Bộ hoà trộn. 36

3.2.7. Cơ cấu tiết lưu. 37

3.2.8. Van công suất. 38

3.2.9. Van không tải 39

4. Tính toán nhiệt động cơ. 39

4.1. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng xăng. 40

4.1.1. Các số liệu ban đầu. 40

4.1.2. Các thông số chọn. 40

4.1.3. Tính toán các chu trình công tác. 41

4.2. Tính toán nhiệt khi động cơ dùng CNG. 48

4.2.1. Các số liệu ban đầu. 48

4.2.2. Các thông số chọn. 49

4.2.3. Tính toán các chu trình công tác. 49

5. Thiết kế hệ thống nhiên liệu CNG. 57

5.1. Tính toán thiết kế bộ hoà trộn. 57

5.2. Tính toán tiết lưu trong mạch cung cấp chính. 62

5.3. Tính toán ziclơ mạch công suất. 64

6. Phương pháp lắp đặt bố trí hệ thống nhiên liệu khí CNG trên ô tô INNOVA. 65

6.1. Sơ đồ bố trí. 66

6.2. Các triệu chứng hư hỏng của hệ thống nhiên liệu CNG và biện pháp kiểm tra khắc phục. 68

6.2.1. Động cơ khó hoặc không khởi động được. 68

6.2.2. Tiêu thụ nhiều nhiên liệu. 68

6.2.3. Động cơ mất công suất ở tốc độ cao, gia tốc kém. 69

6.3. Quy trình kiểm tra và lắp đặt bộ giảm áp. 69

7. Kết luận 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 7