HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU LÀ GÌ?
Hệ thống cung cấp nhiên liệu là một trong những bộ phận quan trọng nhất trên xe và là trung tâm của quá trình sản xuất điện của xe. Hệ thống phân phối nhiên liệu có chức năng tương tự như bình nhiên liệu trên xe chạy bằng diesel.
Tuy nhiên, hệ thống phân phối nhiên liệu được thiết kế đặc biệt để xử lý nhiên liệu khí như hydro và khí tự nhiên, cả hai loại nhiên liệu này đều được lưu trữ ở áp suất cao.
Bài viết này tìm hiểu các chi tiết chính về hệ thống phân phối nhiên liệu cho động cơ đốt trong hydro (ICE), phương tiện sử dụng pin nhiên liệu hydro và phương tiện chạy bằng khí tự nhiên.
HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ CHÁY BÊN TRONG HYDRO (BĂNG) VÀ ĐỘNG CƠ TẮM NHIÊN LIỆU HYDRO
Bể chứa
Các phương tiện chạy bằng hydro như xe tải vận chuyển được trang bị hệ thống cung cấp nhiên liệu chuyên dụng được thiết kế để xử lý hàm lượng năng lượng cao và mật độ nhiên liệu hydro thấp. Trung tâm của hệ thống này là bể chứa, một bình chứa hình trụ được làm từ sợi carbon. Bể chứa này được thiết kế để chứa hydro một cách an toàn ở áp suất cao có thể đạt tới 700 bar hoặc 10.000 psi. Áp suất này đề cập đến mức độ nén hydro bên trong bể. Vì vậy, áp suất càng cao thì càng khó bảo quản! Do đó, chiếc xe tăng này phải có khả năng chịu đựng được con đường rộng mở và quá trình tiếp nhiên liệu trong khi vẫn duy trì được tính toàn vẹn về cấu trúc của nó.
Van trên bể
Van trên bình chứa là một thành phần quan trọng khác của hệ thống cung cấp nhiên liệu hydro. Nó sử dụng một điện từ để điều chỉnh dòng khí hydro tới động cơ hoặc hệ thống phun nhiên liệu. Nó cũng là một thành phần quan trọng trong quá trình tiếp nhiên liệu, đảm bảo hydro có thể được nạp lại nhanh chóng và an toàn. Tính năng này đặc biệt quan trọng đối với xe tải thương mại trên đường cao tốc hoạt động theo lịch trình chặt chẽ và có thể cần tiếp nhiên liệu tại các trạm khác nhau dọc theo tuyến đường của chúng.
Các thiết bị an toàn quan trọng cũng được tích hợp vào van trên bình chứa, giúp giảm thiểu những rủi ro tiềm ẩn liên quan đến nhiên liệu hydro và việc lưu trữ nhiên liệu hydro. Thiết bị giảm áp suất nhiệt (TPRD) là một van nhạy cảm với nhiệt độ giúp xả nhiên liệu ra khí quyển một cách an toàn khi được kích hoạt. Điều này giúp tránh cháy nổ, đảm bảo an toàn cho xe, hàng hóa trên xe và người lái xe. Ngoài ra, van trên bình có nhiều van cơ học có thể tiếp nhiên liệu cho hệ thống hoặc ngăn nhiên liệu chảy ra khỏi bình, giúp khắc phục sự cố và bảo dưỡng an toàn hệ thống phân phối nhiên liệu.
Bộ điều chỉnh áp suất cao
Bộ điều chỉnh áp suất cao của hệ thống phân phối nhiên liệu hoạt động để điều hòa hydro. Nó làm giảm áp suất của nhiên liệu xuống mức phù hợp để tạo ra năng lượng ở ngăn xếp pin nhiên liệu hoặc động cơ. Thông thường, áp suất này lên tới 20 bar đối với pin nhiên liệu và 50 bar đối với hydro ICE. Việc giảm áp suất hydro không chỉ là vấn đề an toàn mà độ chính xác của áp suất phân phối cho phép động cơ hoạt động hiệu quả và hiệu quả. Ví dụ, trong một phương tiện chạy bằng hydro ICE, bộ điều chỉnh phải cung cấp áp suất phân phối chính xác một cách nhất quán để đảm bảo cung cấp nhiên liệu chính xác bất kể nhu cầu ứng dụng và điều kiện lái xe.
HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ KHÍ TỰ NHIÊN
Các phương tiện vận chuyển bằng khí đốt tự nhiên ngày càng được sử dụng phổ biến, đặc biệt là trên các xe tải giao hàng hoạt động ở khu vực thành thị với lượng phương tiện giao thông thường xuyên dừng và đi. Hệ thống phân phối nhiên liệu cho khí tự nhiên có các thành phần tương tự nhưng cũng có một số đặc điểm khác biệt so với hệ thống phân phối nhiên liệu cho xe chạy bằng hydro.
Bể chứa
Áp suất lưu trữ khí tự nhiên thấp hơn hydro. Tuy nhiên, hệ thống cung cấp nhiên liệu vẫn cần có khả năng lưu trữ và xử lý khí áp suất cao. Thông thường, khí tự nhiên được lưu trữ trong hệ thống phân phối nhiên liệu ở áp suất lên tới 300 bar hoặc 4000 psi.
Van trên bể
Loại van trên bình được sử dụng trong hệ thống phân phối nhiên liệu khí tự nhiên khác với loại được sử dụng trong hệ thống phân phối nhiên liệu cho xe chạy bằng hydro. Trong các phương tiện sử dụng khí đốt tự nhiên, van trên bình chứa vận hành bằng cơ học thường được sử dụng, trong khi các van điều khiển điện tử được tìm thấy trong hệ thống phân phối nhiên liệu cho phương tiện chạy bằng hydro. Giống như van trên bình chứa hydro, van khí tự nhiên vẫn có thể sở hữu các tính năng tích hợp như TPRD và van xả vì mục đích an toàn và khả năng sử dụng.
Bộ điều chỉnh áp suất cao
Giống như hệ thống cung cấp nhiên liệu hydro, bộ điều chỉnh áp suất cao được sử dụng cùng với khí tự nhiên để giảm áp suất cung cấp nhiên liệu xuống mức thích hợp để cung cấp cho động cơ - thường là 4 đến 10 bar. Vì hầu hết các van trên bình chứa khí tự nhiên đều là thiết bị cơ khí nên bộ điều chỉnh áp suất cao cũng có thể được tích hợp với van ngắt là van điều khiển điện tử dùng để dừng dòng nhiên liệu đến động cơ khi xe tắt máy.
NHỮNG ĐIỀU XEM XÉT ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ KHÍ TỰ NHIÊN VS ĐỘNG CƠ HYDRO ICE VÀ ĐỘNG CƠ TẾ BÀO NHIÊN LIỆU HYDRO
Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí tự nhiên đã được thiết lập tốt trên thị trường hiện nay. Tuy nhiên, hệ thống cung cấp nhiên liệu hydro là một công nghệ mới có độ phức tạp cao hơn. Có một số điều cần lưu ý khi chọn hệ thống phân phối nhiên liệu cho động cơ đốt trong hydro (ICE) và động cơ pin nhiên liệu hydro.
-
Kỹ thuật bịt kín: Các phân tử hydro nhỏ hơn khí tự nhiên và do đó khó bịt kín hơn. Việc lựa chọn cơ chế bịt kín phù hợp và chọn vật liệu có độ xốp thấp (ít lỗ rỗng hơn trong vật liệu) sẽ giúp đảm bảo độ kín chắc chắn. Các vòng đệm đàn hồi (polyme giống cao su) có độ xốp thấp hơn giúp đảm bảo độ kín chắc chắn hơn.
-
Lựa chọn vật liệu: Hydro có thể gây ra hiện tượng giòn. Tính giòn là khi kim loại trở nên giòn theo thời gian khi chúng hấp thụ hydro. Vì vậy, việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng. Thép không gỉ và nhôm anodized là những vật liệu tốt cho hydro. Lựa chọn polyme thích hợp để bịt kín cũng rất quan trọng để ngăn chặn sự xuống cấp của vật liệu.
-
Lớp phủ vật liệu: Vì hydro là nhiên liệu khí nên nó không cung cấp dầu bôi trơn cho các bộ phận chuyển động bên trong giống như nhiên liệu diesel. Các vật liệu và lớp phủ đặc biệt giữa các bộ phận chuyển động có thể được sử dụng để giảm thiểu sự mài mòn do hai vật liệu trượt vào nhau.
-
Thử nghiệm: Hệ thống phân phối nhiên liệu hydro phải trải qua quá trình thử nghiệm chứng nhận nghiêm ngặt theo nhiều tiêu chuẩn toàn cầu (ví dụ – ECE R134, EC79, HGV 3.1, v.v.). Tùy thuộc vào thị trường mà bạn đang muốn phục vụ, việc hiểu các quy định pháp lý và xác định các đối tác thử nghiệm có năng lực để xác nhận các quy định đó là rất quan trọng.
Việc chuyển đổi sang một ngành vận tải bền vững hơn là một quá trình thú vị. Hệ thống phân phối nhiên liệu là thành phần quan trọng trong hành trình thoát khỏi nhiên liệu hóa thạch truyền thống, sử dụng nhiều carbon. Dù là động cơ đốt trong hydro, xe chạy pin nhiên liệu hydro hay động cơ khí tự nhiên, hệ thống phân phối nhiên liệu vẫn là minh chứng cho kỹ thuật tiên tiến. Cummins sẵn sàng hợp tác với các nhà sản xuất và đội tàu, đồng thời giúp họ tận dụng các công nghệ nhiên liệu mới này. Hãy liên hệ với chúng tôi tại đây hoặc tại văn phòng bán hàng Cummins tại địa phương của bạn ngay hôm nay để tìm hiểu thêm.
Accelera™ của Cummins hoạt động dựa trên việc phát triển các công nghệ mới trong pin nhiên liệu. Accelera, một bộ phận kinh doanh của Cummins, vừa là nhà cung cấp linh kiện vừa là nhà tích hợp, tập trung vào pin, pin nhiên liệu hydro, trục điện tử, bộ truyền động kéo và máy điện phân. Để biết thêm thông tin về danh mục giải pháp không phát thải đa dạng của Accelera, vui lòng truy cập accelerazero.com.
