TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ, CƠ KHÍ VÀ XÂY DỰNG NĂNG LƢỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ
Chƣơng 3: NĂNG LƢỢNG THAY THẾ
MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Giúp sinh viên biết được các nhiên liệu mới đang đưa
vào sử dụng để giảm thiểu về ô nhiễm môi trường.
- Biết được cấu tạo và nguyên lý các hệ thống sử dụng
nhiên liệu mới so với nhiên liệu truyền thống.
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai) - Giảm sự mất mát năng lượng
- Khôi phục và sử dụng lại năng lượng
- Động cơ điện hỗ trợ tăng tốc
- Điều khiển hoạt động hiệu suất cao
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
¾c quy
Dßng c¬ n¨ng
¾c quy
Dßng c¬ n¨ng Dßng ®iÖn n¨ng
Dßng ®iÖn n¨ng
Bé chuyÓn ®æi ®iÖn
Bé chuyÓn ®æi ®iÖn
§éng c¬ x¨ng
C¬ cÊu truyÒn ®éng
§éng c¬ x¨ng
§éng c¬ ®iÖn
§éng c¬ ®iÖn
M¸y ph¸t ®iÖn
B¸nh xe chñ ®éng
B¸nh r¨ng gi¶m tèc
B¸nh xe chñ ®éng
B¸nh r¨ng gi¶m tèc
Hệ thống lai nối tiếp
Hệ thống lai song song
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Dßng c¬ n¨ng
¾c quy
Dßng ®iÖn n¨ng
M¸y ph¸t ®iÖn
Bé chuyÓn ®æi ®iÖn
§éng c¬ x¨ng
§éng c¬ ®iÖn
Bé ph©n chia c«ng suÊt
B¸nh xe chñ ®éng
B¸nh r¨ng gi¶m tèc
Hệ thống lai hỗn hợp
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống THS
Nguån ¾c quy
§éng c¬ x¨ng
M¸y ph¸t ®iÖn
Bé ®iÒu khiÓn c«ng suÊt
§éng c¬ ®iÖn
Bé ph©n chia c«ng suÊt
B¸nh r¨ng gi¶m tèc
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ phân chia công suất kiểu bánh răng hành tinh
- Tận dụng hết công suất của động cơ xăng ở tốc độ cao và mô men xoắn cực đại của động cơ điện ở tốc độ thấp
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ kết hợp công suất kiểu truyền động nối cứng tốc độ
1
Z2
K
L1
1
3
3
2
L2
Z1
2
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ kết hợp công suất kiểu biến đổi mô men
6
5
Z2
4
K
L1
3
1
3
1
2
Z1
L2
2
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ Sử dụng 2 nguồn công suất
4
Z2
6
5
L1
R2
K1
K2
1
R3
R1
3
3
K
1
2
Z1
L2
2
Kiểm tra
4
6
5
Z2
L1
R2
K1
K2
R3
n1
R1
R3
3
n3
K
1
R2
n2
L2
Z1
2
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ Sử dụng nguồn công suất 1
4
Z2
6
5
L1
R2
K1
K2
1
R3
R1
3
3
K
1
2
Z1
L2
2
I. Ô tô HYBRID ( Ô tô lai)
Bộ kết hợp công suất kiểu vi sai tốc độ Sử dụng nguồn công suất 2
4
Z2
6
5
K1
L1
R2
K2
1
R3
R1
3
3
K
1
2
Z1
L2
2
II. Ô tô FUEL CELL Cấu tạo pin nhiên liệu đơn
Dßng ®iÖn
ChÊt ®iÖn ph©n p«lime
Cùc ©m
Cùc d ¬ng
Tổng quát
+ điện năng(0,3-0,9V) + nhiệt năng
II. Ô tô FUEL CELL
Hệ thống pin nhiên liệu
II. Ô tô FUEL CELL Hệ thống pin nhiên liệu trên xe
II. Ô tô FUEL CELL
Đặc điểm của các loại pin nhiên liệu
PEMFC AFC PAFC MCFC SOFC
điện trao Chất phân Axit phosphoric Oxit kim loại rắn Màng polymer đổi proton Dung dịch kiềm (thường là KOH) Muối carbonate nóng chảy
liệu điện
Chất xúc tác
Platin
Platin
Platin
Perovskites
Vật cực
mang
Hạt điện tích
liệu điện và hoặc Carbon Carbon Carbon Vật cực Nickel Nickel Oxide Nickel Cobalt
Hiệu suất
40-50%
70%
40-80%
60-80%
60%
60 -800C 65-2200C 150-2050C 6500C 600-10000C Nhiệt độ hoạt động
II. Ô tô FUEL CELL Đặc điểm pin nhiên liệu Thuận lợi: - Hiệu suất cao, không có ô nhiễm môi trường - Không có tiếng ồn, Hydro có thể được điều chế từ nước. - Ắcquy có khối lượng và thể tích nhỏ hơn. Khó khăn: - Sản xuất Hydro khó khăn và tốn kém. - Cơ sở hạ tầng sản xuất Hydro cao, đầu tư ô tô FC cao.
II. Ô tô FUEL CELL
Các chế độ hoạt động
II. Ô tô FUEL CELL
Các chế độ hoạt động
II. Ô tô FUEL CELL
Các chế độ hoạt động
III. Ô tô sử dụng LPG
Đặc tính:
-Chủ yếu là propan và butan
- Có độ nhiệt trị lớn, tỉ trọng nhỏ hơn nước
- Không độc, không gây ô nhiễm môi trường
III. Ô tô sử dụng LPG HT 2 nhiên liệu PLG và xăng
1. Cụm nạp xuất nhiên liệu, 2. Lỗ nạp ga, 3. Bình chứa LPG, 4.Đường nước ra khỏi bộ hóa hơi, 5. Đường nước vào bộ hóa hơi, 6. Bộ hóa hơi, 7.Van điện từ LPG, 8. Van tiết lưu, 9. Đầu nối ba ngã, 10. Đường ga tăng tốc, 11. Đường ga không tải, 12. Két làm mát, 13. Động cơ, 14. Đường ga chính, 15. Bầu lọc gió, 16. Bộ hòa trộn, 17. Bộ chế hòa khí, 18. Van điện từ xăng, 19.Bơm xăng, 20. Công tắc chuyển đổi, 21. Bầu lọc xăng, 22.Bình xăng, 23.Bộ ổn áp.
III. Ô tô sử dụng LPG
Cung cấp nhiên liệu kiểu họng Venturi trên động cơ phun xăng
Bộ giãn nở
Bình chứa LPG
Lọc khí
Họng venturi
Ống xả xúc tác
Cảm biến oxy
Vòi phun xăng
ECU LPG
Van chuyển LPG/xăng
III. Ô tô sử dụng LPG
Phun nhiên liệu LPG lỏng trên dường ống nạp
III. Ô tô sử dụng LPG Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
a. Bộ chế hòa khí : dạng van mođun hóa
1. Bướm ga, 2.Đường ống phun LPG, 3.Cơ cấu điều khiển,
4. Đường vào ga,
5. Bộ định lượng.
III. Ô tô sử dụng LPG
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
a. Bộ chế hòa khí: dạng nguyên thủy cải tạo
1. Bầu lọc gió, 2. Đường ống dẫn khí LPG, 3.Bướm ga, 4. Cơ cấu dẫn động bướm ga, 5.Họng phun LPG
III. Ô tô sử dụng LPG
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
b. Cụm van chân không:
Gồm có 2 van chân không làm việc độc lập, điều chỉnh lưu thông của khí gas qua van đi vào động cơ
III. Ô tô sử dụng LPG
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
c. Van nạp và van an toàn: P ≤ 26 kg/cm2
1. Đường ga vào bình chứa, 2. Đế van nạp, 3. Thân van nạp, 4. Lò xo van nạp, 5. Chốt van nạp, 6. Đường ga vào van nạp, 7. Đĩa chặn lò xo van an toàn,
8. Nắp van an toàn, 9. Đệm làm kín, 10. Đế van an toàn, 11. Van an toàn,
12. Chốt van an toàn, 13. Lò
xo van an toàn.
III. Ô tô sử dụng LPG
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động d. Van xuất và van quá dòng:
1. Đường ga ra từ bình chứa, 2. Van xuất, 3. Thân van xuất, 4. Tay vặt điều khiển van xuất, 5. Nắp van xuất, 6. Pittông van xuất, 7. Đệm làm kín, 8. Lò xo van quá dòng, 9. Đường ga ra nối với van điện từ, 10. Đế van quá dòng, 11. Van quá dòng, 12. Ống chặn van quá dòng, 13. Vòng chặn van quá dòng.
III. Ô tô sử dụng LPG Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
e. Van điện từ:
1.Đường LPG vào, 2. Đế van, 3. Lò xo hồi vị, 4.Cuộn dây van, 5. Chốt dẫn hướng, 6. Đường LPG ra.
III. Ô tô sử dụng LPG Cấu tạo và nguyên lý hoạt động f. Van tiết lưu
Các chế độ:
- Không tải
- Bình thường
- Làm đậm
- Tăng tốc
1.Vít điều chỉnh không tải, 2. Đường LPG vào, 3. Con trượt, 4.Đệm làm kín, 5.Vít điều chỉnh mạch tăng tốc, 6.Lò xo hồi vị con trượt, 7.Đường LPG ra cấp cho mạch tăng tốc, 8.Lỗ tiết lưu, 9.Đường LPG vào cung cấp cho mạch làm đậm và tăng tốc, 10. Mạch làm đậm, 11. Đường LPG ra, 12. Lỗ không tải, 13. Vít điều chỉnh con trượt
III. Ô tô sử dụng LPG
Đặc tính tạo hỗn hợp
Hoà khí Phun LPG lỏng Công nghệ/ Thông số chức năng Phun hơi LPG kiểu cơ khí Phun hơi LPG kiểu điện tử
Mức độ nạp đầy
++
+++
+++
++++
Chất lượng hỗn hợp +++ ++++ ++++ ++++
Thích ứng tăng áp + +++ +++ ++++
Chất lượng hoà trộn +++ +++ ++++ +++
Ghi chú: (++++): rất tốt, (+++): tốt, (++): khá, (+): trung bình , (-): xấu.
Giảm kích nổ + _ _ ++++
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS
1. Sản xuất Biogas
1- Bể lắng cát. 2-Ống dẫn phân. 3-Ống dẫn bã thải.
4- Bể đựng chất thải. 5- Hệ thống lọc H2S và CO2. 6- Bình chứa khí Biogas sạch.
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS
+ CH4 + H2S,CO2
1. Sản xuất Biogas: CH4 chiếm 80 %
Vi khuẩn phân
Giai đoạn III.
Chất béo Vi khuẩn sinh CH4
Giai đoạn II.
huỷ chất béo. RCOOR
Vi khuẩn
Vi khuẩn phân
+ Axít hữu cơ có KLPT nhỏ + CO2, H2 + Ancol ...
Hydrat cacbon Các chất tan
sinh axít
(C6 H10 O5)n
huỷ Cenluloza
Prôtêin
huỷ prôtêin
Vi khuẩn phân
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS
2. Hệ thống nhiên liệu Biogas
1.Bình chứa Biogas nén, 2.Van giảm áp, 3.Van chân không, 4.Họng venturi, 5. Đường ống nạp, 6.Van tiết liêu, 7.Cần điều tốc, 8.Bugi
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS a. HTNL lưỡng Biogas – Diesel
1.Bình chứa Biogas nén, 2.Thùng nhiên liệu, 3.Bầu lọc tinh, 4.Đường dầu hồi, 5.Bầu lọc thô, 6.Bộ điều tốc, 7.Bơm chuyển nhiên liệu, 8. Đường dầu đi, 9.Van giảm áp, 10.Van chân không, 11.Họng khuyếch tán, 12. Đường ống nạp, 13.Cần điều khiển, 14.Van tiết lưu, 15.Vòi phun
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS b. HTNL lưỡng Biogas – Xăng
1- Bình chứa Biogas nén, 2- Van giảm áp, 3- Khóa Biogas, 4- Van chân không, 5- Bộ Chế hòa khí, 6- Khóa Xăng, 7- Lọc Xăng, 8- Bình Xăng
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS 3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động a. Van tiết lưu
1. Đường Biogas đến, 2. Nối với cần điều khiển 3. Lò xo hồi vị chốt trượt , 4. Chốt trượt, 5. Đường Biogas ra
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS Cấu tạo và nguyên lý hoạt động b. Bộ điều tốc bơm Diesel
1-Bánh răng trục khuỷu, 2-Quả văng, 3-Cần điều tốc, 4-Trục cam, 5-Thân máy, 6-Thanh răng, 8-Bơm cao áp, 7-Bulông khống chế lượng Diesel tối thiểu.
IV. Ô tô sử dụng BIOGAS Cấu tạo và nguyên lý hoạt động c. Van chân không
1. Đường Biogas vào, 2. Trục đòn mở, 3. Màng cao su, 4. Thân van, 5. Đường Biogas ra, 6. Nắp van, 7. Lò xo hồi vị trục bơm, 8. Lò xo điều chỉnh không tải, 9. Đòn mở
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 1. Năng lượng mặt trời
Tế bào quang điện là phần tử bán dẫn quang có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các linh kiện cảm biến ánh sáng là các dạng diot P-N, dùng biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện
Pin mặt trời silicon
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 1. Năng lượng mặt trời
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 1. Năng lượng mặt trời
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 1. Năng lượng mặt trời
Mạch điều khiển động cơ điện
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 2. Nhiên liệu Hydro HTNL lưỡng xăng và hydro–ĐC tĩnh
1- Bình chứa hydro, 2- Van một chiều, 3- Máy nén, 4- Khóa , 5- Thiết bị sản xuất hydro, 6- Van điều áp, 7- Van ba ngả, 8- Bình xăng, 9- Lọc xăng, 10- Van cấp không tải, 11- Van cấp chính, 12- Đường không tải, 13- Lỗ phun chính, 14- Lỗ phun không tải, 15- Động cơ, 16- Đồng hồ đo áp suất.
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 2. Nhiên liệu Hydro HTNL xăng và hydro– GTVT
1- Bình chứa hydro, 2- Van điều áp, 3- Đồng hồ đo áp suất, 4- Đường ống dẫn khí 5- Bình xăng, 6- Lọc xăng, 7- Van ba ngả, 8- Van không tải, 9- Đường không tải, 10- Lỗ phun không tải, 11- Lỗ phun chính, 12- Van cấp chính, 13- Động cơ.
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 2. Nhiên liệu Hydro HTNL xăng và hydro– GTVT
1- Động cơ, 2- Van cấp có tải, 3- Van cấp không tải, 4- Van ba ngả, 5- Bình chứa khí hydro, 6- Van điều áp, 7- Khung xe, 8- Đường ống dẫn khí.
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 3. Nhiên liệu cồn
-Chỉ sử dụng nhiên liệu cồn khó thực hiện được vì nó có
tính ăn mòn kim loại và nhiệt trị thấp.
- Có thể sử dụng Etanol + Diesel hay Metanol + Xăng
hay phun cồn hòa trộn với không khí ở đường ống nạp.
IV. Ô tô sử dụng nguồn năng lƣợng khác 4. Nhiên liệu Biodiesel: Quá trình este hóa các axit hữu cơ trong dầu thực vật.
- Nguồn nhiên liệu không phụ thuộc vào dầu mỏ, không
chứa S, an toàn.
- Giá thành cao, độ nhớt cao nên khó phun sương tốt,
