Xây dựng được mô hình phòng thí nghiệm thực tế
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn khí thải EURO3
1.3 Tốc độ, momen lớn và công suất hiệu suất máy làm việc tốt nhất 1.4 Tiêu tốn ít nhiên liệu nhất
***Giới thiệu sơ qua về xăng E5
Tiêu chuẩn khí thải đại EURO 3
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn khí thải EURO3
Tốc độ, momen lớn và công suất hiệu suất máy làm việc tốt nhất
***Giới thiệu sơ qua về xăng E5
Tiêu tốn ít nhiên liệu nhất
***Giới thiệu sơ qua về xăng E5
Xăng E5, hay còn gọi là xăng sinh học E5, là loại nhiên liệu được sản xuất bằng cách pha trộn xăng khoáng thông thường (xăng A92) với nhiên liệu sinh học theo tỷ lệ 95:5.
Bio-ethanol 5% thực chất là cồn công nghiệp với nồng độ ethanol khan 99.5%, được sản xuất từ ngô và sắn Loại cồn này có nồng độ cao và không có đặc tính ngậm nước, do đó không gây ảnh hưởng đến động cơ.
Nhiều người lo ngại rằng xăng E5 có thể gây hại cho zoăng cao su, nhựa và polymer của động cơ, đặc biệt là ở những dòng xe sản xuất trước năm 1993 Tuy nhiên, từ năm 1993 trở đi, các cải tiến về vật liệu động cơ và hệ thống cung cấp nhiên liệu đã giảm thiểu đáng kể vấn đề này Do đó, tính axit của xăng E5 không ảnh hưởng tiêu cực đến động cơ hiện đại.
Bio-ethanol không gây tác dụng phụ trong quá trình đốt cháy, vì vậy xăng sinh học E5 hoàn toàn an toàn cho động cơ Sử dụng xăng E5 giúp động cơ thải ra ít chất độc hại hơn, sản phẩm sau khi đốt cháy chủ yếu là khí carbonic và nước Điều này không chỉ giảm thiểu sự ăn mòn của máy móc mà còn tăng tuổi thọ cho động cơ.
Sử dụng xăng sinh học E5 giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ so với xăng thông thường, từ đó tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả kinh tế.
TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ
Đặt vấn đề
Để đánh giá tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ sử dụng xăng E5, việc sử dụng phần mềm mô phỏng chuyên dụng là cần thiết Tuy nhiên, mô hình mô phỏng cần được kiểm chứng và hiệu chỉnh dựa trên dữ liệu nghiên cứu thực nghiệm Kết quả thực nghiệm cũng giúp lượng hóa tác động của đối tượng nghiên cứu.
Về kinh tế
Với sự phát triển nhanh chóng của xe gắn máy tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm môi trường đang trở nên nghiêm trọng và khó kiểm soát Điều này không chỉ ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của con người mà còn đe dọa nghiêm trọng đến tình hình biến đổi khí hậu của đất nước.
Việc chuyển từ xăng ERON92 sang xăng sinh học E5 đã giúp giảm ô nhiễm môi trường do ô tô và xe gắn máy sử dụng xăng hỏa thạch tại Việt Nam.
Xăng sinh học là hỗn hợp của xăng không chì truyền thống và cồn sinh học (bio
Ethanol là một loại nhiên liệu được pha trộn từ 90 đến 95% xăng không chì truyền thống và 5 đến 10% cồn sinh học, phù hợp cho các động cơ đốt trong như xe máy và ô tô Việc phát triển nhiên liệu sinh học không chỉ đảm bảo an ninh năng lượng cho các quốc gia, đặc biệt là những nước không có nguồn dầu mỏ và than đá, mà còn giúp giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu Điều này góp phần kiềm chế sự gia tăng giá xăng dầu và ổn định tình hình năng lượng toàn cầu, nhờ vào việc sản xuất từ các nguyên liệu tái tạo.
Về kỹ thuật
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm vận tốc thiết kế lớn nhất của mô tô và xe máy hai hoặc ba bánh, theo định nghĩa trong TCVN 6888: 2001 Đồng thời, tiêu chuẩn cũng xác định mô men xoắn lớn nhất và công suất hữu ích lớn nhất của động cơ lắp trên xe để phục vụ cho việc phê duyệt kiểu.
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử trên đường để xác định vận tốc thiết kế lớn nhất của xe, đồng thời quy định phương pháp thử trên băng thử nhằm đánh giá hiệu suất làm việc của động cơ, bao gồm các đường cong công suất, mô men xoắn và suất tiêu hao nhiên liệu ở chế độ toàn tải Các thử nghiệm này sẽ xác định vận tốc mà động cơ đạt được công suất hữu ích lớn nhất và vận tốc mà động cơ đạt mô men xoắn lớn nhất.
2.1.1.1 Tiêu chuẩn trích dẫn TCVN 6010:1995 (ISO 7116 :1981) Phương tiện giao thông đường bộ - Phương pháp đo vận tốc lớn nhất của xe máy.
TCVN 6011:1995 (ISO 7117 :1981) Phương tiện giao thông đường bộ - Phương pháp đo vận tốc lớn nhất của mô tô.
TCVN 6439:1998 (ISO 4106 :1993) Mô tô - Qui tắc thử động cơ - Công suất hữu ích 2.1.1.2 Tiêu chuẩn vận hành.
Để đảm bảo hoạt động hiệu quả tại phòng thí nghiệm, cần bố trí nhân sự có chuyên môn và nghiệp vụ phù hợp cho công tác vận hành kỹ thuật, tuân thủ các quy định pháp luật hiện hành Việc này nhằm ngăn chặn thiệt hại cho thiết bị kỹ thuật do lỗi cố tình, sự thiếu trách nhiệm hoặc thiếu hiểu biết.
2.3.2 Các tiêu chí đánh giá Đặc tính tốc độ động cơ là đồ thị biểu diễn mối quan hệ momen có ích Me, công suất có ích Ne, suất tiêu hao nhiên liệu có ích ge… và các tiêu chí khác của động cơ theo tốc độ ne của động cơ khi giữ tay điều khiển động cơ ở vị trí quy định gồm có: Đặc tính tốc độ ngoài và đặc tính bộ phận. Đặc tính điều chỉnh.
Biến thiên nhiệt độ khí nạp.
Biến thiên nhiệt độ nước làm mát.
Biến thiên nhiệt độ dầu bôi trơn.
Biến thiên COx, NOx, HC.
Là đặc điểm để nhận biết được các thành phần khí thải thải ra môi trường.
CÁC CÔNG VIỆC CHÍNH
- Lựa chọn động cơ thí nghiệm.
- Thiết lập mô hình thí nghiệm.
- Lựa chọn và mua trang thiết bị thí nghiệm.
- Tiến hành lắp ráp băng thử.
- Đánh giá, tổng quát lại phòng thí nghiệm.
Và dưới đây là bảng phân bố công việc phụ trách của thành viên nhóm chúng em:
Sâm Nguyên Tuấn Úc Định
Bảng 3.1: Phân công công việc
Sâm: Lựa chọn động cơ thí nghiệm.
Nguyên: thiết lập mô hình thí nghiệm.
Tuấn: lựa chọn và mua thiết bị. Úc: lắp ráp phòng thí nghiệm. Định: thí nghiệm thử.
Dũng: đánh giá và đưa ra kết luận.
Theo như bảng thì màu đỏ là màu phụ trách chính, còn tất cả các màu còn lại là những người hỗ trợ công việc trong các tuần
Sự phân bố công việc hợp lý giúp mỗi cá nhân có thời gian chủ động hơn Mỗi người đảm nhận một vị trí chính, đồng thời một số nhiệm vụ không cần sự tham gia đầy đủ của tất cả thành viên, từ đó giảm thiểu tình trạng đông người mà không đạt hiệu quả.
CỤ THỂ CHI TIẾT CÁC CÔNG VIỆC
Lựa chọn động cơ thí nghiệm
- Lựa chọn động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu thí nghiệm.
Chọn động cơ xe máy Yamaha Sirius 2021, động cơ 4 thì, xy lanh đơn SOHC, là dòng xe sử dụng công nghệ phun xăng điện tử.
4.1.1 Các thông số của động cơ:
Loại 4 thì, 2 van SOHC, làm mát bằng không khí
Bố trí xi lanh Xi lanh đơn
Dung tích xy lanh (CC) 115 Đường kính và hành trình piston 50.0×57.9 mm
Công suất tối đa 6.4 kW (8.7PS)/7,000 vòng/phút
Mô men cực đại 9.5 N.m (0.97kgf/m)/5,500 vòng/phút
Hệ thống khởi động Điện / Cần đạp
Hệ thống bôi trơn Các te ướt
Mức tiêu thụ nhiên liệu (l/100km) 1,57
Hệ thống đánh lửa T.C.I (kỹ thuật số)
Tỷ số truyền sơ cấp và thứ cấp 2.900(58/20)/2.857(40/14)
Hệ thống ly hợp Ly hợp ướt đa đĩa, ly tâm tự động
Tỷ số truyền động 1st: 2.833 (34/12) 2nd: 1.875 (30/16) 3rd: 1.353
Kiểu hệ thống truyền lực 4 số tròn
Động cơ 4 thì, xy lanh đơn SOHC, làm mát bằng không khí được thiết kế với công nghệ tiên tiến, tối ưu cho giao thông Việt Nam, mang lại hiệu suất vận hành êm ái và tiết kiệm nhiên liệu.
Phiên bản phanh đĩa thể thao mạnh mẽ với 2 piston kẹp chặt mang lại hiệu quả phanh tối ưu, nâng cao độ an toàn cho người lái.
Hệ thống giảm xóc trước Kiểu ống lồng Hành trình phuộc trước 100 mm Độ lệch phương trục lái 26,2°/ 73 mm
Hệ thống giảm xóc sau Giảm chấn thủy lực lò xo trụ Hành trình giảm xóc sau 78 mm
Phanh trước Phanh đĩa thủy lực
Phanh sau Phanh tang trống
Lốp trước 70/90-17 M/C 38P (Lốp có săm)
Lốp sau 80/90-17 M/C 50P (Lốp có săm) Đèn trước Halogen 12V, 35W/35Wx1 Đèn sau 12V, 5W/18W x 1
Bảng 4.2 Thông số khung xe
Kích thước (dài x rộng x cao) 1.940 mm×715 mm×1.075 mm Độ cao yên xe 775 mm
Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe 1.235 mm Độ cao gầm xe 155 mm
Bảng 4.3: Thông số kích thước
Thời gian bảo hành: 3 năm hoặc 30.000km (tùy điều kiện nào đến trước)
Thiết lập mô hình thí nghiệm
- Bản vẽ sơ đồ mô hình phòng thí nghiệm
- Dự trù kinh phí của các thiết bị
- Tìm hiểu các thiết bị trong mô hình
Hình 4.3: Mô hình phòng thí nghiệm
4.2.2 Tìm hiểu các thiết bị
- Hệ thống băng thử động lực học Chassis Dinamometer 20(CD-20)
- Thiết bị xác định tiêu hao nhiên liệu
- Thiết bị thu nhập thông tin
- Đường ống nạp và thải của động cơ
- Cảm biến áp suất đo khí nạp
- Cảm biến đo nhiệt độ khí nạp
- Cảm biến đo độ ẩm trong môi trường phòng thí nghiệm
- Thiết bị đo lưu lượng khí nạp air flow meeter: -thiết bị cho phép đo từ: 0- 720kg/h.
- Cảm biến đo tốc độ động cơ
- Thiết bị quan sát buồng cháy visioscop-
Hình 4.4: Mô hình thực tế
Bảng 4.4: Các thông số của băng thử
Xe chạy thử nghiệm trên băng thử xe gắn máy CD-20 được giữ cố định bởi cơ cấu kẹp bánh xe dùng khí nén.
Dell Precision T5820 được trang bị bộ vi xử lý Intel Xeon W-2123 với 10 nhân và 20 luồng, cho phép xử lý các ứng dụng khắt khe nhất Máy có bộ nhớ trong lên tới 16GB 2666MHz RdiMM, hỗ trợ chạy phần mềm nhanh chóng và hiệu quả với thời gian chờ ngắn Đặc biệt, hệ thống có khả năng nâng cấp lên tới 256GB Thiết kế tản nhiệt đa kênh giúp máy hoạt động mát mẻ và yên tĩnh ngay cả khi xử lý công việc nặng, giúp người dùng tập trung hơn Card đồ họa Nvidia Quadro P2000 4GB với kiến trúc mạnh mẽ đảm bảo hiệu suất xử lý đồ họa cao, dễ dàng xử lý mọi ứng dụng đồ họa nặng.
Cảm biến áp suất Danfoss MBS3000 là thiết bị điện tử chuyên dụng, chuyển đổi tín hiệu áp suất thành tín hiệu điện Thiết bị này thường được sử dụng để đo áp suất và trong các ứng dụng liên quan đến áp suất.
Cảm biến áp suất MBS3000 Danfoss hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như các loại cảm biến khác, cần một nguồn tác động như áp suất, nhiệt độ hoặc chất cần đo Khi nguồn áp suất tác động lên cảm biến, nó sẽ gửi giá trị về vi xử lý, nơi tín hiệu được xử lý và chuyển đổi Áp suất cần kiểm tra có thể là áp suất khí, hơi hoặc chất lỏng.
Hình 4.6: Cảm biến áp suất
Bảng 4.5: Thông số cảm biến 4.2.2.4 Thiết bị đo lưu lượng khí nạp
Trong hệ thống điện điều khiển động cơ chế hòa khí, lượng nhiên liệu phun được điều chỉnh chủ yếu dựa vào áp suất chân không trong họng hút Ngược lại, đối với động cơ sử dụng hệ thống phun xăng điện tử, lượng nhiên liệu phun được xác định bởi lượng không khí vào trực tiếp xy-lanh, dựa trên thông tin từ cảm biến lưu lượng khí nạp (MAF).
Hình 4.7: Thiết bị đo lưu lượng
Cảm biến MAF đo khối lượng khí nạp vào động cơ và gửi tín hiệu đến ECU, giúp điều chỉnh lượng nhiên liệu phun để đạt tỉ lệ tối ưu và điều chỉnh góc phun đánh lửa phù hợp.
Khi cảm biến lưu lượng khí nạp gặp sự cố, động cơ sẽ hoạt động không ổn định, dẫn đến hiệu suất kém và tiêu tốn nhiên liệu nhiều hơn, thậm chí có thể gây ra tình trạng chết máy.
Thiết bị tín hiệu đầu ra của cảm biến đo khối lượng khí nạp MAF có giá trị từ 1-5V, phản ánh khối lượng khí nạp vào động cơ Khi động cơ không hoạt động, điện áp đầu ra của cảm biến dao động trong khoảng 0,98-1,02V.
4.2.2.5 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu
Hình 4.8: Thiết bị đo mức tiêu hao nhiệu
- Thông số kỹ thuật đặc trưng của thiết bị đo mức tiêu hao nhiên liệu FC 9521
Đặt thời gian ngày bắt đầu đo
Đặt thời gian ngày kết thúc đo
Lượng nhiên liệu tiêu hao (L): Đo tổng lượng tiêu hao nhiên liệu từ thời gian bắt đầu đến thời gian kết thúc của chu trình Test.
Đo khoảng thời gian theo kiểu: (H.M.S) Khoảng thời gian đo hiển thị của bài kiểm tra(Giờ.Phút.Giây)
Hiển thị kiểu đo trên màn hình số: KM/L và L/H (Km/lít và Lít/giờ)
Kiểu đo tức thời: L/H (lít/giờ) theo phương pháp lấy mẫu đo 1 giây và được chuyển đổi sang giờ.
Tốc độ trung bình:(KM/H) theo phương pháp tính từ thời điểm bắt đầu và kết thúc của quá trình đo.
Giới hạn đo được: 0,1~999,9 km/h
Nguồn của thiết bị đo:
1 Ắc quy của ô tô (12-24 V) trong bài test đối với ô tô
2 Pin sạc có thể dùng liên tục trong 8 giờ
Bàn phím của thiết bị thao tác bằng tay dễ dàng
Nhiệt độ hoạt động 0-50 độ C
Nhiệt độ bảo quản máy từ -10 đến 80 độ C
Thiết bị kiểm tra tiêu hao nhiên liệu đi kèm với 1 máy in model:DPU-H245
Kích thước của máy:138x190x40 mm( WxDxH)
Kích thước máy in: 135x100x38 mm(WxDxH)
4.2.2.6 Thiết bị đo ô nhiễm khí thải
ACTIGOXP là máy phân tích khí xả 4 khí, có tùy chọn lắp thêm cảm biến NOx và thiết bị đo khói Thiết bị này đạt độ chính xác class 0, tương đương với OIML R9S, tiêu chuẩn kỹ thuật tiên tiến nhất trong kiểm soát ô nhiễm hiện nay.
Bao gồm các thành phần:
- Cảm biến nhiệt độ dầu
- Cảm biến rung tốc độ động cơ RPM kiểu AVL
- Tủ đựng có bánh xe
- Màn hình máy tính Hình 4.9: Thiết bị đo ô nhiễm
+ Bộ phân tích khí xả động cơ xăng AT505
- Đo được các khí: HC, CO, CO2, O2 và tính toán hệ số lambda cho các động cơ sử dụng nhiên liệu Xăng, CNG, LPG
- Dải đo (CO): 0 đến 10 % vol (độ phân dải 0.001)
- Dải đo (CO2): 0 đến 20 % vol (độ phân dải 0.01)
- Dải đo (HC): -12 đến 2000 ppm vol (độ phân dải 1)
- Dải đo (O2): 0 to 4 % vol (độ phân dải 0.01)
4 to 21 % vol (độ phân dải 0.1)
- Dải đo (CO cor): 0 đến 10 % vol (độ phân dải 0.1)
- Hệ số lambda: 0.500 đến 2.000 (độ phân dải 0.001)
- Nhiệt độ động cơ: 5 đến 150°C (độ phân dải 1°C)
- Thời gian sấy: Tối đa 2 phút
- Hiệu chỉnh (Calibration): Tự động
- Nguồn cấp: Bộ chuyển đổi 230AC/12VDC
Cảm biến được lắp trên hộp số hoặc hộp số phụ, hoạt động nhờ vào bánh răng trục thứ cấp Thiết bị bao gồm một mạch tích hợp (HIC) với phần tử từ trở (MRE) và một vành từ Cảm biến cảm ứng M12 x 1 có phạm vi cảm biến 4 mm và điện áp hoạt động từ 10-30 V DC.
Hình 4.10: Cảm biến tốc độ
• Chức năng đầu ra: KHÔNG PNP
• Xếp hạng bảo vệ: IP67
• Tần số chuyển mạch: 2.000 Hz
Lựa chọn và mua thiết bị phù hợp cho mô hình thí nghiệm
- Bảng kê các thiết bị, cũng như các thông số kĩ thuật rõ ràng của nhà sản xuất
- Tiến hành mua thiết bị đúng với mô hình Thống kê giá thiết bị trong mô hình:
Thiết bị đo ô nhiễm khí thải 75.000.000 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 520.000.000
Phụ trách chính tiến hành phân công cho các bạn hỗ trợ để mua thiết bị
Cả nhóm tích cực nỗ lực tìm kiếm thiết bị trên thị trường và tiến hành đặt mua, có các thông số và nhà cung cấp rõ ràng.
Lắp ráp băng thử phòng thí nghiệm
Bảng 4.6: Thống kê giá cả
Tiến hành lắp ráp mô hình theo sơ đồ thiết kế ban đầu, và nếu có bất kỳ điểm nào không hợp lý, nhóm có thể thảo luận và điều chỉnh để cải thiện mô hình.
Tiến hành thí nghiệm thử
- Thí nghiệm thử để điều chỉnh các thiết bị sao cho kết quả tối ưu nhất
- Tiến hành các quy trình vận hành của các thiết bị có trong mô hình.
Đánh giá, tổng quát lại phòng thí nghiệm
- Đánh giá so sánh các đặc tính kinh tế kĩ thuật với động cơ sử dụng xăng thông thường
- Đưa ra kết luận chi tiết nhất
- Đưa ra hướng phát triển mô hình
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chu trình thử xe máy
Các chu trình thử nghiệm xe hiện nay chủ yếu mang tính đại diện, dựa trên việc mô phỏng hoạt động của các loại phương tiện khác nhau theo quy định quốc gia Trên toàn thế giới, hiện có 256 chu trình thử nghiệm khác nhau, được áp dụng tùy thuộc vào từng loại phương tiện như xe du lịch, xe tải và xe buýt.
Việc lựa chọn chu trình thử nghiệm cho ô tô là rất quan trọng, vì nó liên quan đến hệ thống thiết bị và mục tiêu sử dụng trong nước hoặc xuất khẩu Để xuất khẩu xe sang một quốc gia, các nhà sản xuất phải tuân thủ quy định về chu trình thử nghiệm của quốc gia đó Hiện tại, Việt Nam đang áp dụng chu trình thử nghiệm khí thải theo tiêu chuẩn châu Âu cho các phương tiện.
Bảng 5.1 trình bày chu trình thử nghiệm xe máy theo tiêu chuẩn ECE R47, bao gồm các đoạn chế độ lặp lại cho xe gắn máy và mô tô, được thể hiện rõ trong hình minh họa.
Trong thử nghiệm động cơ đốt trong, chu trình ECE R49 được áp dụng với 13 chế độ tốc độ và tải cho động cơ diesel, nhằm kiểm tra mẫu động cơ theo tiêu chuẩn khí thải EURO II Mỗi chế độ thử nghiệm có tỷ lệ phần trăm thời gian khác nhau trong tổng thời gian thử.
Cơ sở lý thuyết đo công suất động cơ dựa vào việc đo số vòng quay và momen Công suất của động cơ được xác định gián tiếp thông qua tốc độ đầu ra của trục xoắn, với công thức Ne = Me.⍵.
Các loại đặc tính
Tốc độ động cơ ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa mô men có ích (me), công suất có ích (ne), và suất tiêu hao nhiên liệu (ge) Các chỉ tiêu này được xác định khi giữ tay điều khiển động cơ ở vị trí quy định, cho phép đánh giá hiệu suất hoạt động của động cơ một cách chính xác.
- Đặc tính tải: chất lượng hoạt động của động cơ được đánh giá theo đặc tính này khi không thay đổi tốc độ động cơ.
5.2.1 Cơ sở lý thuyết hình thành khí thải động cơ
- CO được hình thành từ quá trình oxy hóa không hoàn toàn nhiên liệu trong điều kiện thiếu O
- NO X (NO, NO2) được tạo ra do N2 tác dụng với O2 ở điều kiện nhiệt độ cao (từ
- HC hình thành do quá trình cháy không hoàn toàn khi tỉ lệ nhiên liệu và không khí cao hoặc nhiệt độ đốt cháy nhiên liệu thấp.
- Thực tế do quá trình cháy không hoàn toàn của nhiên liệu nên khí thải ra ngoài môi trường còn có: CO, CO 2, H 2 O, N 2
5.2.2 Tác hại của khí thải động cơ
Bảng 5.3: Tác hại của khí thải động cơ
- Đối với môi trường: hiệu ứng nhà kính (mưa axit,ô nhiễm môi trường )
- Đối với sinh thái: đột biến sinh học (các vi trùng gây bệnh)
- Đối với sức khỏe con người: gây các bệnh về hô hấp, da,
Tại 5 thành phố lớn nhất Việt Nam, ước tính thiệt hại kinh tế do khí thải xe máy từ 0,5 tới 0,6% GDP Điều đáng nói là người dân hiện chưa ý thức được tác hại của khí thải ôtô, xe máy và tác dụng của việc bảo dưỡng, sửa chữa các phương tiện này để giảm khí thải độc hại.
Ô nhiễm không khí đang trở thành mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam ARIA Technologies, một công ty chuyên cung cấp giải pháp phần mềm cho ô nhiễm môi trường, đã cảnh báo rằng Hà Nội là một trong những thành phố có chất lượng không khí kém nhất châu Á, với nồng độ bụi vượt mức cho phép nhiều lần.
Theo Sở TN-MT&NĐ, xe máy chiếm hơn 87% tổng lưu lượng xe hoạt động tại nội thành Hà Nội, trở thành nguyên nhân chính làm gia tăng ô nhiễm không khí Các khí độc hại có trong khí thải xe máy thường gặp bao gồm
Khí CO có khả năng kết hợp với sắt trong máu, làm cản trở quá trình hấp thụ oxy của tế bào máu, gây ra hậu quả nghiêm trọng, thậm chí có thể dẫn đến tử vong Bên cạnh đó, khí thải từ xe máy còn chứa hydrocarbon (HC), một dạng nhiên liệu cháy không hoàn toàn, trong đó có hydrocarbon thơm - một chất gây ung thư.
Nghiên cứu khoa học chỉ ra rằng ô nhiễm từ khí thải xe cơ giới có thể xâm nhập vào phổi và máu, gây ra các vấn đề về mắt và hệ hô hấp Tổ chức Y tế Thế giới cảnh báo rằng tác động lâu dài của khí thải này có thể dẫn đến những bệnh nguy hiểm như vô sinh, bệnh tim, bệnh thận và ung thư phổi.
Ô nhiễm không khí tại các thành phố lớn đang gia tăng do sự phát triển của phương tiện giao thông, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người Để bảo vệ sức khỏe bản thân và gia đình, hãy thực hiện các biện pháp giảm thiểu khí độc, tạo ra môi trường sống trong lành và sảng khoái ngay tại nơi sinh sống.
Cơ sở lý thuyết bộ phân tích CO, CO2, Nox, HC
Sử dụng tia hồng ngoại để chiếu vào buồng đo chứa các khí COx, NOx và HC, mỗi loại khí sẽ hấp thụ một bước sóng hồng ngoại đặc trưng, và quá trình này được ghi nhận qua cảm biến.
Hình 5.4: Sơ đồ nguyên lý phân tích NDIR
5.3.1 Đo nồng độ CO, CO2
Phương pháp hấp thụ ánh sáng được sử dụng để xác định nồng độ CO và CO2 Thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc rằng các hợp chất hóa học sẽ hấp thụ sóng ánh sáng cực đỏ với bước sóng từ 0,8 μm.
300 μm) trong một phạm vi nhất định Hình 5.5: Đo nồng độ CO, CO2
Tia NDIR (hồng ngoại không phân tán) là công nghệ được sử dụng để phân tích nồng độ của các khí như CO, CO2 và NOx Thuật ngữ “không phân tán” chỉ việc tia hồng ngoại chiếu qua các luồng khí này, trong đó mỗi loại khí sẽ hấp thụ một bước sóng hồng ngoại đặc trưng Mức độ hấp thụ tương ứng với nồng độ của các khí, ví dụ, CO hấp thụ ở bước sóng 4,7 μm, CO2 ở 4,3 μm và HC ở 3,3 μm.
Nguyên lý hoạt động của buồng so sánh 4 cho thấy khí trong suốt đối với tia hồng ngoại được hút liên tục qua buồng đo 11, trong đó khí CO và CO2 hấp thụ tia hồng ngoại từ buồng sáng 2 Kết quả là năng lượng bức xạ hồng ngoại chiếu đến cảm biến 7 bên phải ít hơn bên trái Cảm biến 7 chứa không khí thử nghiệm ở áp suất thấp, với một màng kim loại đàn hồi 9 ở giữa hai ngăn Khí CO và CO2 trong ngăn phải hấp thụ nhiều bức xạ hồng ngoại, dẫn đến nhiệt độ không khí bên trái tăng cao hơn bên phải, làm cho màng kim loại 9 bị đẩy sang bên phải Độ dịch chuyển của màng kim loại tỷ lệ với nồng độ CO và CO2, được chuyển đổi thành tín hiệu điện đầu ra để hiển thị nồng độ CO, CO2 trong mẫu khí thử nghiệm.
Hình 5.6: Nguyên lý phân tích NDIR
Bộ tạo dao động ngắt mở tia chiếu (3) tạo ra xung áp lực trên màng mỏng kim loại đồng pha với tốc độ quay, giúp cải thiện độ chính xác của tín hiệu điện đầu ra Điều này mang lại sự khác biệt so với trường hợp màng mỏng 9 ở vị trí cố định mà không có bộ tạo dao động.
5.3.2 Đo nồng độ oxit nitơ (NO X )
Để đo nồng độ NOx, thường sử dụng phương pháp hấp thụ ánh sáng hoặc quang hóa (Chemoluminescence) Nguyên lý của phương pháp quang hóa là khi NO phản ứng với O3, một phản ứng hóa học xảy ra, tạo ra ánh sáng với bước sóng đặc biệt Cường độ ánh sáng phát ra tỷ lệ thuận với nồng độ NO.
Ở nhiệt độ cao, NOx chuyển hóa thành NO, dẫn đến một phản ứng hóa học tương tự Cường độ ánh sáng phát sinh trong quá trình này được đo lại.
Phương pháp quang hóa được mô tả trong Hình 8.13, trong đó NO và O3 được đưa vào ống phản ứng 4 Khi NO phản ứng với ozon (O3), một số phân tử NO*2 bị kích thích sẽ được tạo ra, phát ra năng lượng bức xạ trong khoảng bước sóng 600 đến 3000 nm, với cực đại tại 1200 nm trước khi trở về trạng thái bình thường.
Hình 5.7: Nguyên lí thiết bị đo NOx theo phương pháp quang hóa
1.Khí ozon (O3); 2 Khí cần đo; 3 Khí thải ra sau phản ứng; 4 Ống phản ứng;
5 Chất phát sáng; 6 Cảm biến; 7 Máy khuếch đại quang học PM.(Nguồn điện cao áp); 8 Khuếch đại; 9 Thiết bị chỉ thị kết quả; 10 Lọc
Năng lượng này được chuyển hóa thành độ lớn điện trong máy khuếch đại
8 9 nồng độ của NO Bộ khuếch đại (8) đưa tín hiệu điện nhận được đến bộ hiển thị kết quả (9)
5.3.3 Đo nồng độ cacbuahydro (HC)
Phương pháp ion hóa ngọn lửa (FID) là một công nghệ phổ biến trong việc đo lường cacbua hydro, đặc biệt là trong khí xả không cháy hoặc cháy không hoàn toàn Trong số các phương pháp đo khí xả, FID nổi bật với độ chính xác cao nhất Hiện nay, các thiết bị đo hydrocarbon mới đang được phát triển dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng cực đỏ.
Nguyên lý hoạt động của phép đo khí H2 tinh khiết trong không khí cho thấy rằng khi cháy, ngọn lửa H2 tạo ra ít ion do điện trở cao (10^12 ÷ 10^14 Ω) Tuy nhiên, nếu có một lượng nhỏ hydrocarbon (HC) trong ngọn lửa, nhiệt độ cao sẽ dẫn đến ion hóa phân tử HC, và lượng ion sinh ra sẽ tỷ lệ thuận với nồng độ HC trong ngọn lửa.
Hình 5.8 Sơ đồ nguyên lí đo HC với FID
Trong quá trình phân tích khí, việc sử dụng cảm biến để đo các thành phần như khí mẫu H2 và khí cần phân tích (HC) là rất quan trọng Ngọn lửa trong buồng cháy giúp tạo ra điều kiện cần thiết cho việc xác định nồng độ khí Vòi phun được thiết kế để xả khí một cách hiệu quả, trong khi nguồn điện trở cao cung cấp năng lượng cho quá trình này Dòng điện Ion và cực góp đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu đầu ra chính xác từ cảm biến, đảm bảo rằng kết quả phân tích đạt được độ tin cậy cao.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp đo hydrocarbon (HC) sử dụng ion hóa ngọn lửa bắt đầu bằng việc trộn mẫu khí H2 và khí thải chứa HC tại vòi phun Hỗn hợp này sau đó được hòa trộn với không khí trong buồng cháy Một điện áp âm cao áp được áp dụng vào vòi phun, trong khi điện áp dương cao áp được đặt vào cực góp Cảm biến sẽ phát hiện cường độ dòng điện (dòng ion) giữa hai cực bằng cách đếm sự thay đổi số lượng ion sinh ra trong ngọn lửa hydro Từ đó, nồng độ HC được tính toán và kết quả sẽ được gửi về bộ phận ghi.
Cơ sở lý thuyết đo nhiên liệu
- Cơ sở đo tiêu hao nhiên liệu
Hình 5.9: Cơ sở đo tiêu hao nhiên liệu
Cảm biến mức nhiên liệu là thiết bị quan trọng giúp theo dõi lượng nhiên liệu trong thùng chứa Van nạp đầy và van tràn đảm bảo quá trình nạp nhiên liệu an toàn và hiệu quả Bơm nhiên liệu cung cấp nhiên liệu tới động cơ, trong khi van dừng gió kiểm soát luồng không khí Bộ điều chỉnh áp suất và cảm biến lưu lượng giúp duy trì áp suất và lưu lượng nhiên liệu ổn định Van thông khí và van xả hỗ trợ trong việc thông hơi và xả khí thừa Cảm biến áp suất cửa ra và cảm biến áp suất hút vào đo áp suất tại các điểm quan trọng, cùng với áp kế đo áp suất cửa vào, giúp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống Cuối cùng, các thành phần như nhiên liệu vào, đường hồi nhiên liệu, thùng chứa xả, van khóa, và bộ lấy chuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành an toàn và hiệu quả của hệ thống nhiên liệu.
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Qui trình đo công suất động cơ
Cho động cơ khởi động và đạt đến nhiệt độ làm việc của động cơ (khoảng 85-90 độ C).
Điều chỉnh tốc độ động cơ và % tải.
Tiến hành đo momen động cơ ở các tốc độ và mức độ % tải theo qui định.
Thiết bị đo công suất sẽ tự động ghi lại các giá trị công suất theo các tốc độ khác nhau và xuất ra màn hình.
Đo khí thải động cơ
- Kết nối các đầu đo với máy đo.
- Nối các jack cắm các thiết bị với nhau.
- Kiểm tra nguồn và thông mạch trước khi cấp nguồn cho các thiết bị.
- Cấp nguồn cho các thiết bị và máy đo phân tích khí thải.
- Khởi động động cơ, cho động cơ đạt đến nhiệt độ làm việc.
- Điều chỉnh động cơ chạy với tốc độ ổn định.
- Tiến hành đo khí thải động cơ.
- Ấn nút đo để máy đo phân tích lấy các số liệu.
- Sau khi đo xong, ấn nút để xuất kết quả ra màn hình
ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN
Thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn và quy trình nghiêm ngặt, giúp đảm bảo rằng kết quả phản ánh chính xác đặc điểm của động cơ Qua đó, có thể rút ra kết luận về tính kinh tế và kỹ thuật của động cơ được thử nghiệm.
Quá trình thí nghiệm cho phép chúng ta so sánh các đường đặc tính tốc độ của động cơ thực nghiệm với các đường đặc tính lý thuyết, từ đó phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
Tôi tin rằng mô hình nó được hoàn thành và đem ra thị trường thì sẽ phục vụ tốt cho ngành cũng như nền kinh tế của nước nhà.