(Luận văn thạc sĩ) khảo sát tình hình ô nhiễm môi trường do khí thải của xe máy và đề xuất giải pháp khắc phục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐỨC NAM KHẢO SÁT TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CỦA XE MÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 520116 SKC006133 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐỨC NAM KHẢO SÁT TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CỦA XE MÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 520116 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Nguyễn Đức Nam i CẢM TẠ Trong suốt q trình hồn thành luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy Tiến sĩ Nguyễn Văn Trạng hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy giảng dạy chương trình cao học truyền dạy kiến thức quý báu, kiến thức hữu ích giúp tơi nhiều thực nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp bên cạnh động viên giúp đỡ tơi học tập làm việc hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! ii TĨM TẮT Hiện phương tiện giao thông cá nhân chủ yếu Việt Nam xe máy, xe máy có giá thành rẻ, khả động cao, dễ dàng sử dụng Theo thống kê số lượng xe máy Việt Nam tính đến năm 2018 48,3 triệu chiếc, riêng Thành phố Hồ Chí Minh, nguồn thống kê Sở Giao thông vận tải Thành phố, số lượng xe máy năm 2018 8,7 triệu Số lượng xe máy sử dụng chế hịa khí chiếm khoảng 50% Điều gây vấn đề lớn Thành phố Hồ Chí Minh, tượng kẹt xe ngày gia tăng, đặc biệt vào cao điểm Ngoài ra, xe máy nguồn gây nhiễm chủ yếu Thành phố Hồ Chí Minh Có nhiều hãng xe máy sử dụng Thành phố Hồ Chí Minh, xe Hãng Honda Yamaha chủ yếu Đề tài Khảo sát: Đề tài “Khảo sát tình hình nhiễm mơi trường khí thải xe máy đề xuất giải pháp khắc phục”, chủ yếu khảo sát mức độ phát thải khí CO, HC hai hãng xe nói Từ kết khảo sát, cho thấy xe hãng Honda phát thải khí CO, HC nhiều xe hãng Yamaha, xe hãng Honda, xe Wave 110cc có số lượng sử dụng nhiều đồng thời gây ô nhiễm lớn môi trường Giải pháp đề xuất để khắc phục ô nhiễm môi trường Thành phố Hồ Chí Minh nay, sử dụng xe máy lai, cải tạo từ xe máy xăng truyền thống Trong dải tốc độ thấp xe máy hoạt động chế độ động điện Ở tốc độ 25km/h, xe chạy chế độ máy xăng Trong kết khảo sát xe hoạt động tốc độ 25km/h, khí CO, HC phát thải cao Ở tốc độ 25km/h, lượng khí CO, HC giảm đáng kể Hiện chưa có lộ trình cấm xe máy lưu thông thành phố, hệ thống giao thông công cộng không đáp ứng nhu cầu lại người dân, xe sử dụng nhiên liệu chưa áp dụng rộng rãi, sở hạ tầng không đáp ứng việc sử dụng phương tiện khác để thay xe máy Giải pháp cải tạo xe iii máy xăng sử dụng thành xe máy lai áp dụng thành công giảm đáng kể lượng khí thải phương tiện giao thơng mơi trường iv ABSTRACT Nowadays, the main personal transport vehicles of Vietnamese people are motorcycles, because motorcycles are cheaper, more mobility and easier to use According to the statistics of the number of motorcycles in Vietnam at the end of 2018, there were over 48.3 million Particularly in Ho Chi Minh City, the statistics of Ho Chi Minh City Transport Department shows, that number of motorcycles in 2018 were over 8.7 million and more than half of them using carburetors This has caused great problems for Ho Chi Minh City, such as increasing traffic congestion, especially at peak times In addition, the current motorbikes are the main pollutant source in Ho Chi Minh City There are many motorbike trademarks used in Ho Chi Minh City, but Honda and Yamaha are mainly Topic: "Surveying the environmental pollution caused by motorcycles emission and proposing solutions to overcome", mainly survey the level of CO, HC emissions of the two manufactures mentioned above The survey result shows that Honda vehicles emit CO, HC more than Yamaha vehicles In Honda motorcycles, Wave 110cc type has a large number of uses and also cause great pollution to the environment The proposed solution to overcome environmental pollution in Ho Chi Minh City today is to use hybrid motorcycles that renovated from traditional gasoline motor vehicles In the low speed range, motorcycles operate in electric mode When the vehicle runs at a speed of over 25km/h, the vehicle runs in gasoline engine mode In the survey results of vehicles operating at speeds below 25km/h, CO and HC emissions are the highest CO and HC emissions reduce at the speed lower than 25km/h Currently, there is no roadmap to ban motorbike traffic in HCM City, because the public transport system does not meet the travel needs of people and vehicles using clean fuels that have not been widely applied, due to the high price and the infrastructure of this city can not meet Solutions to improve gasoline motorbikes into hybrid motorcycles, if successfully applied, will significantly reduce the emissions of transport vehicles into the environment v MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Nhiên liệu hóa thạch biến đổi khí hậu 1.2.1 Trữ lượng dầu mỏ khí thiên nhiên 1.2.2 Hiệu ứng nhà kính gia tăng nồng độ khí 1.2.3 Hậu gia tăng nhiệt độ khí 1.3 Cơ sở lý thuyết 1.3.1 Các chất độc hại khí thải xe máy…………………………… 1.3.1.1 Carbon Oxyde: 1.3.1.2 Hydrocarbon: 1.3.1.3 Nitơ Oxide: 1.3.2 Cơ chế hình thành khí thải độc hại 1.3.2.1 Cơ chế hình thành Oxyde Nitơ (NOx) 11 1.3.2.2 Cơ chế hình thành Monoxyde Carbon (CO) 13 1.3.2.3 Cơ chế hình thành Hydro Carbon (HC) 14 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 15 1.4.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 16 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 17 1.5 Đối tượng, mục tiêu nghiên cứu đồ án 19 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu 19 1.5.2 Mục tiêu nghiên cứu 19 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT MỨC ĐỘ PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY .20 2.1 Thiết bị dùng để đo khí thải 21 2.1.1 Dùng thiết bị đo khí xả MGT-5 hãng Maha, Đức: 21 vi 2.1.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị 23 2.1.3 Thiết kế Rulo đo tốc độ xe 24 2.1.4 Nguyên lý đo tốc độ xe: 26 2.1.5 Xây dựng công thức quy đổi từ phần trăm thể tích sang khối lượng .27 2.2 Quy trình đo lượng phát thải khí CO HC từ xe máy 30 2.2.1 Chuẩn bị 30 2.2.2 Tiến hành đo 30 2.3 So sánh mức phát thải khí CO, HC chế độ vận hành khác nhau, dòng xe khác 38 2.3.1 Lượng phát thải khí HC, CO trung bình xe tay số tay ga .38 2.3.2 So sánh mức phát thải khí CO, HC hãng Honda Yamaha 40 2.3.3 So sánh mức phát thải khí CO, HC xe phun xăng điện tử không phun xăng điện tử 41 CHƯƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC KHÍ THẢI CỦA XE MÁY 48 3.1 Giải pháp cải tạo bên nâng cao hiệu suất động 48 3.2 Sử dụng nhiên liệu thay 48 3.2.1 Nhiên liệu lỏng 49 3.2.1.1 Dầu thực vật (biodiesel) 49 3.2.1.2 Ethanol 50 3.2.2 Nhiên liệu khí 51 3.2.2.1 Khí hóa lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) 51 3.2.2.2Khí thiên nhiên nén CNG (Compressed Natural Gas) 53 3.3 Giải pháp cải tạo bên động xe máy cũ 54 3.3.1 Khái niệm xe hybrid 54 3.3.2 Xe máy hybrid sản xuất giới 56 3.3.2.1 Honda Honda PCX Hybrid 56 3.3.2.2 Xe eCycle Hybrid 57 vii 3.4 Phương án cải tạo xe máy cũ 3.4.1 Lựa chọn dòng xe thiết kế 3.4.2 Các thông số b 3.4.3 Cấu tạo cấu tr 3.4.4 Giải pháp truyền 3.4.4.1 Ở chế độ động xăng làm việc nạp 3.4.4.2 Ở chế độ có động điện hoạt động 3.4.5 Chọn động điệ 3.4.4.1 Cấu tạo động điện chiều không 3.4.4.2 Nguyên lý hoạt động động BLD 3.4.6 Chọn nguồn điện 3.4.7 Hình tổng thể xe 3.4.8 Tính toán động lự CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ SAU KHI CẢI TẠO XE 4.1 Đo thực nghiệm xe chạy đường 4.2 So sánh mức tiêu hao nhiên liệu 4.3 So sánh lượng khí thải CO, HC xe sau cải tạo 4.4 Hiệu kinh tế xe sau cải tạo CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 5.2 Kiến nghị 5.3 Hướng phát triển TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC viii 1791 tay ga 77M3 Xe 6711 số 59S1 Xe 4825 tay ga 59C2 Xe 6222 tay ga 133 134 135 93B1 Xe 136 0100 số 137 86V2 4436 Xe số 138 139 110 83P1 Xe 8954 tay ga 59V1 Xe 5425 tay ga 51F6 140 0843 36B3 141 0161 93K1 142 1728 59E1 143 8624 59V2 144 5228 51R2 145 9764 51V2 146 5952 111 55Y3 147 3117 93P2 148 1554 59F1 149 1408 51P1 150 3723 112 Bảng lượng phát thải khí HC, CO trung bình xe tay số tay ga Xe số/ tay ga Xe số Xe tay ga Bảng Lượng phát thải khí HC, CO trung bình hãng Honda Yamaha Hãng xe Honda Yamaha Bảng Lượng phát thải khí CO, HC xe phun xăng điện tử không phun xăng điện tử Phun xăng điện tử Có Khơng Bảng So sánh tổng hợp lượng phát thải khí CO, HC của hãng xe đối xe tay ga xe số Honda (xe số) Honda (xe tay ga) Yamaha (xe số) Yamaha (xe tay ga) Bảng So sánh tổng hợp lượng phát thải khí CO, HC của hãng xe đối xe có trang bị hệ thống phun xăng điện tử không phun xăng điện tử Honda (FI) Honda 115 (không FI) Yamaha (FI) Yamaha (không FI) Bảng Tổng hợp trung bình cho tất xe máy khảo sát Tốc độ xe (km/h) Cầm chừng 10 20 30 40 116 117 ... nhiễm mơi trường khí thải xe máy đề xuất giải pháp khắc phục cho xe máy? ?? có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao, sở đề đề xuất giải pháp khắc phục tình hình ô nhiễm phương tiện giao thông- xe máy Việt... sát tình hình nhiễm mơi trường khí thải xe máy đề xuất giải pháp khắc phục? ??, chủ yếu khảo sát mức độ phát thải khí CO, HC hai hãng xe nói Từ kết khảo sát, cho thấy xe hãng Honda phát thải khí CO,... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN ĐỨC NAM KHẢO SÁT TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CỦA XE MÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC