Sử dụng LPG trên xe gắn máy và xe buýt nhỏ

Chia sẻ: Ngoc Tuyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
379
lượt xem
144
download

Sử dụng LPG trên xe gắn máy và xe buýt nhỏ

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Báo cáo này trình bày xu hướng phát triển phương tiện giao thông vận tải sạch trên thế giới và trên cơ sở đó đề xuất nguồn năng lượng sạch sử dụng cho giao thông đô thị ở Việt Nam: khí dầu mỏ hóa lỏng LPG. Công nghệ chuyển đổi xe gắn máy hai bánh và xe buýt nhỏ chạy xăng sang chạy bằng LPG đã được trình bày. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính năng ưu việt của phương tiện chạy LPG so với chạy bằng xăng về tính kinh tế kỹ thuật cũng như về bảo vệ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Sử dụng LPG trên xe gắn máy và xe buýt nhỏ

  1. SỬ DỤNG LPG TRÊN XE GẮN MÁY VÀ XE BUÝT NHỎ Application of LPG on Motorcycles and Microbus Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Hồ Tấn Quyền, Phạm Thị Đông Phương Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ Môi trường-Đại học Đà Nẵng 48, Cao Thắng, Đà Nẵng; Email: buivanga@dng.vnn.vn Tóm tắt Báo cáo này trình bày xu hướng phát triển phương tiện giao thông vận tải sạch trên thế giới và trên cơ sở đó đề xuất nguồn năng lượng sạch sử dụng cho giao thông đô thị ở Việt Nam: khí dầu mỏ hóa lỏng LPG. Công nghệ chuyển đổi xe gắn máy hai bánh và xe buýt nhỏ chạy xăng sang chạy bằng LPG đã được trình bày. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính năng ưu việt của phương tiện chạy LPG so với chạy bằng xăng về tính kinh tế kỹ thuật cũng như về bảo vệ môi trường. Abstract The present paper introduces the tendency of clean vehicles development in the world and proposes clean energy for urban transportation in Vietnam: Liquefied Petroleum Gas (LPG). Technologies for transforming motorcycle and microbus running on gasoline to those running on LPG are presented. The results show preeminent characters of LPG vehicle in comparison with gasoline one on performance and environment protection. 1. Giới thiệu truyền thống. Theo dự báo thì trong vòng 10 năm tới, kỹ thuật làm giảm ô nhiễm bằng cách Phương tiện giao thông "sạch" chạy cải thiện động cơ diesel, sử dụng LPG và khí trong thành phố đã thực sự lôi cuốn sự quan thiên nhiên sẽ chiếm ưu thế. Để ô tô sử dụng tâm của cả những nhà sản xuất ô tô lẫn các nhà pile nhiên liệu đạt được cùng tính năng với ô quản lý môi trường. Các kỹ thuật mới nhằm tô sử dụng LPG thì trong thập niên 2010, giá hoàn thiện động cơ truyền thống như phun nhiên liệu hydro phải giảm đi 50% và giá nhiên liệu điều khiển điện tử, hồi lưu khí xả, thành pile nhiên liệu phải giảm đi 30% so với lọc bồ hóng và xử lý khí trên đường xả bằng giá cả hiện nay. Mức độ giảm ô nhiễm của ô tô bộ xúc tác ba chức năng... đã tạo ra những sử dụng điện phụ thuộc vào nguồn năng lượng bước tiến đáng kể trong ngành động cơ đốt sản xuất ra điện năng. Nếu nguồn điện được trong. Tuy nhiên kết quả của sự hoàn thiện đơn sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch thì việc sử thuần động cơ cổ điển nhằm giảm ô nhiễm môi dụng ô tô chạy điện không làm giảm ô nhiễm trường cho tới nay vẫn còn xa so với sự mong môi trường nói chung. Vì vậy theo những phân đợi của các nhà bảo vệ môi trường. Phương tích trên đây, trong vòng 2 thập niên tới chúng tiện giao thông không phát sinh ô nhiễm (zero ta chỉ nên cân nhắc sử dụng khí thiên nhiên emission vehicle) vẫn đang còn là mục tiêu hay khí dầu mỏ hóa lỏng LPG để làm nhiên phía trước. Để đạt mục tiêu này thì điện và pile liệu cho các phương tiện giao thông vận tải nhiên liệu là giải pháp lý tưởng nhất. Tuy chạy trong thành phố. nhiên tương lai phát triển của các giải pháp này phụ thuộc vào khả năng hoàn thiện các Đứng về mặt năng lượng và môi trường loại động cơ nhiệt và sử dụng các nguồn nhiên mà nói thì sử dụng khí thiên nhiên để chạy liệu sạch thay thế các nguồn nhiên liệu lỏng phương tiện giao thông về lâu dài là tối ưu 1
  2. nhất. Khí thiên nhiên ở nước ta có trữ lượng liệu LPG của ô tô, nhiên liệu ra khỏi bình chứa lớn và chúng ta đang khai thác để cung cấp dưới dạng lỏng sau đó bốc hơi ở bộ bốc hơi- năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện và sản giãn nở và dẫn đến họng Venturi với áp suất xuất phân đạm. Mặt khác một khối lượng lớn xấp xỉ áp suất khí trời. Nhiên liệu thể khí sau khí thiên nhiên thu được từ các mỏ dầu đã và đó được hút vào họng bộ chế hòa khí nhờ độ sắp khai thác của ta hứa hẹn một nguồn năng chân không giống như bộ chế hòa khí xăng. lượng sạch dồi dào để phát triển kinh tế quốc Trong trường dân trong đó có ngành giao thông vận tải. Sử hợp công suất dụng nguồn năng lượng này cho giao thông động cơ thấp, vận tải chúng ta sẽ tiết kiệm được một khối nhiệt bốc hơi lượng dầu mỏ rất lớn để xuất khẩu và hạn chế của nhiên liệu có được các chất khí gây ô nhiễm môi trường ở thể lấy từ môi LPG các thành phố. Tuy nhiên sử dụng khí thiên trường không nhiên cho phương tiện vận tải đòi hỏi đầu tư khí, do đó chúng ban đầu rất lớn nhất là khi hệ thống phân phối ta có thể loại bỏ khí thiên nhiên gia dụng trong thành phố chưa bộ bốc hơi. Hçn hîp Kh«ng khÝ được thiết lập. Phương án phù hợp nhất đối với Vì vậy trong điều kiện của nước ta từ xe gắn máy là sử Hình 1: Sơ đồ nguyên lý của bộ chế hòa khí LPG nay đến 2020, sử dụng khí dầu mỏ hoá lỏng dụng nhiên liệu LPG để chạy phương tiện giao thông trong đô ra khỏi bình chứa dưới dạng khí có áp suất [5], thị là phù hợp nhất. Giải pháp này trước hết [8]. Sự cung cấp ga vào họng bộ chế hòa khí vì giúp chúng ta chủ động được nguồn năng vậy được thực hiện liên tục và lượng ga nạp lượng tuy LPG không dồi dào như khí thiên vào họng được điều chỉnh bởi áp suất trong nhiên. Hiện nay chúng ta có nhà máy sản xuất ống dẫn ga và độ chân không tại họng. Kỹ ga Dinh Cố và trong tương lai gần nhà máy lọc thuật điều chỉnh lưu lượng ga đề xuất trong dầu đầu tiên đi vào hoạt động, sản lượng khí công trình này là dùng van tiết lưu có độ mở tỉ đồng hành của nhà máy là nguồn cung cấp lệ với độ mở bướm cung cấp gió. Sơ đồ nhiên liệu LPG. Mặt khác các nhà máy tinh nguyên lý của hệ thống tạo hỗn hợp LPG- luyện khí thiên nhiên cũng là nguồn cung cấp không khí cho xe gắn máy được trình bày trên loại nhiên liệu này nên khả năng độc lập nhiên như hình 1. Ở chế độ không tải, con trượt đóng liệu LPG của chúng ta cũng rất lớn. Vấn đề thứ kín lỗ nạp của van tiết lưu, khí LPG được hút hai là chúng ta có thể chủ động chế tạo những vào họng qua lỗ phụ kiện cơ bản của hệ thống nhiên liệu LPG không tải có vít điều bằng công nghệ trong nước. chỉnh. Khi tăng dần tải động cơ, con 2. Chuyển đổi các phương tiện chạy xăng trượt nhấc lên đồng sang chạy bằng LPG thời với độ nhấc của quả ga, lỗ nạp ga 2.1. Xe gắn máy hai nhiên liệu mở rộng dần, lượng LPG/xăng khí LPG nạp vào họng được điều Một trong những vấn đề cơ bản cần chỉnh đồng thời bởi phải nghiên cứu giải quyết là thiết kế một hệ độ tiết lưu tại lỗ nạp thống hai nhiên liệu LPG/xăng nhỏ gọn có thể ga và độ chân không lắp đặt trên xe gắn máy cỡ nhỏ mà không làm tại họng. Trên cơ sở thay đổi kiểu dáng hay kết cấu của chúng. Hệ của nguyên lý này thống này cho phép xe gắn máy có thể chạy Hình 2: Ảnh chụp bộ chúng ta có thể cải bằng xăng hay bằng LPG. Ở hệ thống nhiên chế hòa khí LPG/xăng tạo bộ chế hòa khí 2
  3. xăng nguyên thủy của xe gắn máy thành bộ mang biển số 43K5-4079 cho thấy suất tiêu chế hòa khí hai nhiên liệu LPG/xăng (hình 2). hao nhiên liệu trung bình khoảng 1kg Trong trường hợp này bộ chế hòa khí xăng LPG/110km. được giữ nguyên, van tiết lưu được lắp nối tiếp trên ống dẫn hướng của quả ga. Khi van nhiên 200 HC(ppm) liệu chuyển sang vị trí dùng xăng, động cơ 160 hoạt động bằng xăng như trước khi cải tạo. Khi x¨ng van nhiên liệu chuyển sang vị trí dùng ga, 120 nhiên liệu LPG qua van tiết lưu rồi vào họng 80 bộ chế hòa khí như đã mô tả ở hình 1. LPG 40 n(v/ph) Bộ chế hòa khí sau khi cải tạo xong 0 được lắp trên xe gắn máy hai bánh 110cc kiểu 2000 3000 4000 5000 6000 7000 WAVE cùng với các bộ phân khác của hệ Hình 4: So sánh nồng độ CO trong khí xả thống nhiên liệu LPG gồm bình chứa LPG, xe gắnmáy 110cc khi chạy bằng xăng và bình xăng phụ, van chân không. Các bộ phận bằng LPG phụ này đã được mô tả trong [7]. Hình 3 là ảnh chụp toàn bộ xe gắn máy kiểu WAVE sau khi 4 CO(%) lắp đặt xong hệ thống hai nhiên liệu 3 x¨ng LPG/xăng. Mẫu mã và kết cấu của xe gắn máy không thay đổi khi lắp đặt hệ thống nhiên 2 liệu mới. LPG Xe gắn máy sau khi lắp xong các hệ 1 thống LPG được chạy thử trên băng thử công n(v/ph) 0 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Hình 5: So sánh nồng độ HC trong khí xả xe gắn máy 110cc khi chạy bằng xăng và bằng LPG 2.2. Xe buýt cỡ nhỏ chạy bằng LPG Việc sử dụng những xe bus cỡ lớn để chở khách trong các thành phố, đặt biệt là các Hình 3: Xe gắn máy kiểu WAVE 110cc sau khi lắp xong hệ thống hai nhiên liệu LPG/xăng suất và chạy trên đường trường. Về mức độ phát sinh ô nhiễm, phân tích khí ở các chế độ khác nhau cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm CO, HC của xe gắn máy khi chạy bằng LPG đều giảm so với khi chạy bằng xăng. Mức độ giảm có thể đạt từ 30 đến 80% (Hình 4, 5). Tải càng lớn thì mức độ phát ô nhiễm của động cơ LPG càng thấp. Về tính kinh tế: Mức độ tiết kiệm của xe gắn máy khi chạy bằng LPG so 1. Häng Venturie 5. Trôc buím ga với khi chạy bằng xăng phụ thuộc vào chính 2. Bäng chøa LPG 6. C¬ cÊu ®iÒu khiÓn b−ím ga 3. Häng tiÕt l−u 7. C¬ cÊu ®iÒu khiÓn van tiÕt l−u sách giá cả năng lượng của từng nước. Kết quả 4. BÝch chạy thử nghiệm LPG trên xe gắn máy 110cc H×nh 6: Bé chÕ hßa khÝ LPG 3
  4. thành phố nhỏ ở nước ta là không hợp lý bởi lẽ khí được thiết kế theo kiểu lắp ghép gồm ba bộ cự ly dịch chuyển nhỏ và đường sá hẹp, không phận cơ bản đó là họng Venturie xung quanh có đường dành riêng cho xe bus nên không thể có lỗ để nạp ga, bọng chứa ga và buồng tiết đảm bảo tính cơ động, đúng giờ được. Vì vậy lưu-hỗn hợp. việc tổ chức các tuyến xe bus nhỏ chạy trong thành phố, có khả năng cơ động cao là hợp lý nhất. Trong phần sau đây sẽ giới thiệu xe buýt cỡ nhỏ chạy bằng LPG được thiết kế cải tạo từ xe tải nhẹ Daihatsu Jumbo 1.6. Trong điều kiện vận hành ở các thành phố nước ta, phần lớn thời gian xe hoạt động ở chế độ tải thấp vì vậy việc khống chế thành phần hỗn hợp bằng độ chân không tại họng như hệ thống nhiên liệu LPG trên thị trường thì hỗn hợp thường xuyên đậm đặc hậu quả là Hình 8: "Greenbus": xe buýt cỡ nhỏ chạy sự cải thiện tính kinh tế và môi trường của bằng LPG động cơ LPG không tốt như mong đợi. Dựa trên kết quả đã đạt được đối với bộ chế hòa khí Các kích thước quan trọng nhất của bộ cho xe gắn máy chúng ta thấy trong trường chế hòa khí LPG là đường kính họng Venturie hợp này sự điều chỉnh thành phần hỗn hợp nên và tổng tiết diện lỗ nạp ga. Đối với các bộ chế được thực hiện phối hợp giữa độ chân không hòa khí chế tạo sẵn theo gam công suất động tại họng và tiết lưu áp suất ga. cơ thì đường kính họng Venturie là 22mm và 1 2 3 4 5 ga được nạp qua 4 lỗ có đường kính φ=5mm. Trong thực tế, khi ô tô làm việc hết công suất thì kết cấu như vậy phù hợp. Khi động cơ thường xuyên hoạt động ở chế độ tải thấp (chạy trong thành phố chẳng hạn), thành phần hỗn hợp do bộ chế hòa khí này tạo ra không tối ưu, làm gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu và mức độ phát ô nhiễm. Trong công trình này chúng tôi đã thay đổi nhiều đường kính họng 1. Th©n van 3. §−êng ga vµo 2. Con tr−ît 4. VÝt kh«ng t¶i và đường kính lỗ nạp ga khác nhau. Kết quả 5. VÝt ®iÒu chØnh 6. §−êng ga ra 6 cho thấy đường kính họng 14,5mm với 6 lỗ vÞ trÝ con tr−ît nạp ga đường kính 2mm là phù hợp đối với xe Hình 7: Sơ đồ van tiết lưu tải nhỏ Daihatsu 1.6. Bộ chế hòa khí này làm việc kết hợp với van tiết lưu (hình 7) và bộ giãn nở của bình ga gia dụng có áp suất đầu ra Hệ thống nhiên liệu kiểu này đơn giản 30mbar. hơn so với hệ thống nhiên liệu có mặt trên thị trường. Khác biệt cơ bản ở đây là nhiên liệu Chiếc xe Daihatsu mang biển số đăng lấy ra khỏi bình chứa dưới dạng khí ở áp suất ký 43E-0724 (hình 8) sau khi lắp đặt hệ thống 30mbar. Việc định lượng nhiên liệu nạp vào nhiên liệu LPG được chạy thử trên đường với họng bộ chế hòa khí được thực hiện nhờ độ các địa hình khác nhau: trên đường trường, chân không và thay đổi áp suất do van tiết lưu. trên đường đèo dốc... Nếu tính theo giá nhiên Như việc nạp ga vào họng được thực hiện bằng liệu hiện nay 7.500 đồng/kg LPG (theo giá bán phương pháp vừa phun, vừa hút. Hình 6 giới lẻ) và 5.300 đồng/lít xăng thì khi sử dụng hệ thiệu bộ chế hòa khí dùng LPG. Bộ chế hòa thống nhiên liệu thiết kế để chạy ô tô bằng 4
  5. LPG tiết kiệm được trung bình 20% so với khi chạy bằng xăng với bộ chế hòa khí nguyên 2.5 CO(%vol) thủy. 2 3 8 12 16 Xăng 4 9 13 17 2 6 7 11 15 1.5 1 5 14 10 1 LPG 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Hình 10: So sánh mức độ phát thải CO của xe GREENBUS khi chạy bằng LPG và xăng a. HC(ppm.vol) 800 700 FUEL (kg/h) 600 Xăng 500 400 300 FORCE (N/50) LPG 200 100 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 Hình 11: So sánh mức độ phát thải HC của xe b. GREENBUS khi chạy bằng LPG và xăng Hình 9: Chu trình thử 504A xe GREENBUS a. Chạy bằng LPG; b. Chạy bằng xăng Khi chuyển xe gắn máy và xe buýt cỡ nhỏ chạy xăng sang chạy bằng LPG, mức độ Về hiệu quả bảo vệ môi trường, để so phát thải HC có thể giảm đến 50% còn mức độ sánh mức độ phát ô nhiễm của ô tô Daihatsu phát thải CO giảm đến 80%. khi chạy bằng xăng và bằng LPG chúng ta thực hiện việc phân tích khí xả trong cùng điều Sử dụng LPG trên phương tiện giao kiện vận hành theo chu trình 504A (hình 9). thông vận tải làm tăng tính kinh tế nhiên liệu, Khí xả được lấy mẫu tại 17 điểm của chu trình. tăng tuổi thọ động cơ, làm đa dạng hóa nguồn Kết quả phân tích cho trên hình 10 và hình 11. năng lượng sử dụng cho giao thông vận tải, vì Chúng ta thấy cùng điều kiện vận hành, mức vậy nó là giải pháp rất phù hợp với điều kiện độ phát thải CO giảm khoảng 75-90% và mức nước ta. độ phát thải HC giảm khoảng 40-50% khi Để phổ biến việc áp dụng LPG trên chuyển nhiên liệu từ xăng sang LPG. phương tiện giao thông vận tải, chúng ta cần 3. Kết luận thiết lập hệ thống cung cấp nhiên liệu rộng rãi và Nhà nước nên có chính sách khuyến khích Bộ chế hòa khí hai nhiên liệu về giá đối với nhiên liệu LPG sử dụng cho mục LPG/xăng với kích thước gọn nhẹ và điều đích này trong giai đoạn đầu. Mặt khác, Cục chỉnh thành phần hỗn hợp tối ưu theo độ chân Đăng Kiểm Việt Nam nên sớm ban hành không tại họng bộ chế hòa khí và áp suất ở đầu những văn bản pháp qui về tiêu chuẩn kiểm ra van tiết lưu cho phép áp dụng LPG trên xe định đối với các loại phương tiện giao thông gắn máy hai bánh. Nguyên lý này cũng có thể vận tải sử dụng LPG làm nhiên liệu. áp dụng trên ô tô bus cỡ nhỏ. 5
  6. Tài liệu tham khảo: 1. Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, 8. Bùi Văn Ga, Nguyễn Hữu Huệ: Bộ tạo hỗn Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng: Ô tô và hợp dùng cho xe gắn máy hai bánh sử dụng khí ô nhiễm môi trường ; Nhà Xuất Bản Giáo dục, dầu mỏ hóa lỏng LPG; Tạp chí Giao Thông 1999 Vận tải, số 12/2000, pp. 44-47 2. Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải 9. C. LAMURE: Quelle automobile dans la ville? Tùng, Hồ tấn quyền : Xe gắn máy sử dụng Presses Ponts et chaussees, Paris, 1995 nhiên liệu khí dầu mỏ hóa lỏng LPG; 10. H. Burkhart: From Diesel engines in buses to International Conference on Automotive fuel cells; Paderborn forum on public transport: Technology ICAT’99, pp. 133-139, Hanoi, environment-friendly at acceptable cost-drive October 21-24, 1999 concepts for urban transportation system, pp. 3. Bùi Văn Ga: Nghiên cứu sử dụng động cơ 13-37, Paderborn (Germany), 11-12 Mar 1998 nhiên liệu khí ở Việt Nam ; Đề tài trọng điểm 11. I. Soubelet: Bus “propres”: Quelle filiere cấp Bộ, Mã số B97-III-01TĐ ; Nghiệm thu choisir? Pollution Atmospherique, No 163, pp. tháng 11-1999 53-57, 1999 4. Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải 12. S. Brunnert: Economic efficiency of buses with Tùng, Hồ tấn quyền : Một số kết quả thực natural gas and diesel engines in public short- nghiệm trên xe máy sử dụng khí dầu mỏ hóa distance transport; Gas (Germany), Vol 48, lỏng LPG; Tạp chí Giao thông Vận tải số No2, pp. 38-42, 1997 5/2000, pp. 35-37 13. J.C. Guibet: Quels carburants apres la loi sur 5. Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Nguyễn Hữu l’air? Petrole et Techniques, No. 415, pp. 24- Huệ: Hệ thống nhiên liệu của xe máy sử dụng 30, 1998 nhiên liệu khí dầu mỏ hóa lỏng LPG; Tạp chí 14. Bùi Văn Ga, Trần Văn nam: Quy hoạch mạng Khoa học-Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 7, lưới giao thông công cộng Thành phố Đà pp. 1-5, 2000 Nẵng; Khoa học và Phát triển, số 87, pp. 16- 6. Bùi Văn Ga, Lê văn Tụy, Maurice BRUN: ảnh 19, tháng 11-2002 hưởng của các thông số vận hành đén tính 15. Bùi Văn Ga, Hồ Tấn Quyền, Nhan Hồng năng của động cơ sử dụng nhiên liệu khí dầu Quang: Phương tiện giao thông sạch phù hợp mỏ hóa lỏng LPG; Tạp chí Giao thông Vận tải với điều kiện Việt Nam; Hội nghị Nghiên cứu số 10/2000, pp. 27-29 khoa học, chuyển giao công nghệ môi trường 7. Bùi Văn Ga, Nguyễn Hữu Huệ: Công nghệ phục vụ đào tạo và bảo vệ môi trường công chuyển đổi xe gắn máy dùng xăng sang dùng nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh, 22-23/8/2003 khí dầu mỏ hóa lỏng LPG; Đề tài trong điểm cấp Bộ, mã số B00-III-14TĐ, nghiệm thu tháng 12-2000 6

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản