Nghiên ứu mối quan hệ giữa lượng phát thải và hế độ làm việ ủa động ơ

Hồ Chớ Minh và cỏc thành phố lớn khỏc, chế độ làm việc của động cơ cú những đặc thự riờng, ảnh hưởng khụng nhỏ đến hệ số phỏt thải và tổng lượng phỏt thải hàng năm của động cơ, trong khi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

MAI XUÂN NGHĨA

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯỢNG PHÁT THẢI

VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình

nào khác!

Tác giả

Mai Xuân Nghĩa

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy trong Bộ môn Động cơ đốt trong - Viện

Cơ khí Động lực, các bạn học viên lớp Kỹ thuật động cơ nhiệt, 2009; các bạn đồng nghiệp, Viện đào tạo sau đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã trang bị cho tôi những kiến thức cần thiết trong quá trình học tập tại Trường Đại học Bách Khoa

Hà Nội; tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận văn

Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Phạm Hữu Tuyến, người đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi hoàn thành bản

Luận văn này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người đã động viên và chia sẻ với tôi trong suốt thời gian tôi tham gia học tập

Tác giả

Mai Xuân Nghĩa

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

34T 34T LỜI CẢM ƠN ii

34T 34T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v

34T 34T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vii

34T 34T PHẦN MỞ ĐẦU 1

34T 34T I Lý do chọn đề tài 1

34T 34T II Lịch sử nghiên cứu 2

34T 34T III Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3

34T 1 Mục đích34T 3

34T 34T 2 Đối tượng nghiên cứu 3

34T 34T 3 Phạm vi nghiên cứu 3

34T IV Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả34T 3

34T 34T V Phương pháp nghiên cứu 3

34T 34T CHƯƠNG I 4

34T TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG34T 4

34T 34T VÀ HỆ SỐ PHÁT THẢI 4

34T 1.1 Các chất độc hại trong khí thải động cơ34T 4

34T1.1.1 Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải 434T 34T1.1.2 Ảnh hưởng của chế độ không ổn định đến thành phần độc hại34T 5

34T1.1.3 Ảnh hưởng của các chất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người34T6 34T1.1.4 Vấn đề kiểm soát khí thải trên thế giới và ở Việt Nam 1034T 34T 1.2 Hệ số phát thải34T 22

34T1.3 Phương pháp tính tổng lượng phát thải từ ph ng tiện cơ giớiươ 34T 22

34T1.3.1 Công th c tính t ng l ng phát thứ ổ ượ ải 34T 22

34T1.3.2 Xác định quãng đường đi được của phương tiện L (km)34T 23

34T 34T 1.4 Các mô hình tính toán phát thải theo chế độ làm việc của động cơ 24

34T1.4.1 Mô hình phát thải liên tục (Instantaneous emission factor models) 2434T 34T1.4.2 Mô hình phát thải toàn bộ34T 25

34T1.4.3 Mô hình DGV (Digitalisiertes Grazer Verfahren)34T 25

34T1.4.4 Mô hình EMPA (Thụy Sỹ)34T 26

34T1.4.5 Mô hình PHEM 2734T 34T 1.5 Một số nghiên cứu tính toán xác định lượng phát thải tại Việt Nam34T 28

34T 34T CHƯƠNG II 30

34T TÍNH TOÁN HÀM LƯỢNG PHÁT TH I TẢ Ừ Ố S LIỆU ĐO LIÊN TỤC 34T 30

34T 2.1 Hệ ố th ng thử nghiệm đo phát thải liên tục 34T 30

34T 2.2 C ơ sở tính toán hàm lượng phát thải từ số liệu đo liên tục34T 34

34T2.2.1 Tính toán quy đổi hàm lượng phát thải từ phần triệu thể tích (ppm) sang khối lượng (g/km)34T 34

34T2.2.2 Áp d ng các công th c tính toán vụ ứ ới từng thành p n pháthầ 34T 35

34T2.2.3 Phương pháp tính toán xây dựng quan hệ giữa hàm lượng phát thải và tốc độ của xe34T 39

34T3.2.4 Xe Toyota prado 4734T 34T3.2.5 Xe Innova 4734T

3.2 Chu trình thử nghi mệ 48

34T3.2.1.34T 34TChu trình th châu Âu NEDCử 34T 48

34T3.2.2 Chu trình thử CECDC 4934T 34T

3.3 Các quan hệ giữa hàm lượng phát thải và tốc độ xe34T 50

34T3.3.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của hệ số phát thải theo vận tốc 5034T 34T3.3.2 Quan hệ giữa hàm lượng phát thải theo vận tốc 5234T 34T3.3.3 Phân tích và kiểm nghiệm kết quả 5534T

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

NEDC Chu trình thử châu Âu

CECDC Chu trình thử của Tổng cục môi trường đối với xe hạng nhẹ HMDC Chu trình thử của Tổng cục môi trường đối với xe máy CVS Phương pháp lấy mẫu với thể tích không đổi

Hình 2.14 Sơ đồ quá trình xây dựng quan hệ phát thải tốc độ đối với xe hạng nhẹ từ

-số liệu đo phát thải liên tục trên băng thử ô tô.34T 45

-1-PHẦN MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Động cơ đốt trong là nguồn động lực chính trong quá trình phát triển kinh tế

xã hội của các quốc gia trên thế giới, những thành tựu phát triển vượt bậc của lịch

sử nhân loại trong suốt thế kỷ 19, 20, không thể tách rời vai trò của động cơ đốt trong Ngày nay, động cơ đốt trong được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Nông nghiệp, khai khoáng, điện, giao thông vận tải, xây dựng, vv Tuy nhiên, khí thải từ động cơ đốt trong là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường, làm biến đổi khí hậu, ảnh hưởng tới đời sống và sức khỏe con người Các hội nghị thượng đỉnh của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu đã được diễn ra tại Rio De Janeiro (Braxin, 6/1992), Kyoto (Nhật, 12/1997), Johannesburg (Nam Phi, 9/2002), Bali (Indonexia, 12/2007), Copenhagen (Đan Mạch, 12/2009), Cancun (Mehico, 11/2010), Durban (Nam Phi, 12/2011) nhằm đưa ra lộ trình cắt giảm lượng khí thải tại quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia có lượng phát thải cao như Mỹ, Trung Quốc, Braxin, Liên minh châu Âu, vv

Trong lĩnh vực giao thông vận tải, các quốc gia như Mỹ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản và nhiều quốc gia khác đã đưa ra những qui định để kiểm soát khí thải từ nguồn, từng bước giảm lượng phát thải xuống mức thấp nhất có thể nhằm hạn chế độc hại trong các phương tiện tham gia giao thông, thông qua thử nghiệm công nhận kiểu theo điều kiện đường giao thông và thực tế vận hành Tuy nhiên, để giả m lượng phát thải toàn diện, cần phải sử dụng phương pháp tính tổng lượng phát thải

do các phương tiện giao thông sinh ra theo từng vùng, từng khu vực, từng quốc gia hàng năm, từ đó có các cơ chế kiểm soát, điều chỉnh nhằm đạt đến mục tiêu giảm lượng phát thải trong khi vẫn duy trì sự phát triển kinh tế xã hội Khảo sát tổng lượng phát thải do các phương tiện vận tải gây ra trong một vùng, cần phải xác định hệ số phát thải của các phương tiện đó, hệ số phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như: loại nhiên liệu; kiểu loại, chất lượng động cơ, tải trọng, chế độ làm việc của động cơ, vv…

Mức độ gây ô nhiễm do phát thải của các phương tiện giao thông còn phụ thuộc đặc trưng lái của phương tiện cùng một chủng loại, chất lượng phương tiện , nhưng với người lái khác nhau thì lượng tiêu hao nhiên liệu cũng khác nhau dẫn đến phát thải khác nhau; cùng một phương tiện nhưng đi trên các đoạn đường khác nhau, chất lượng đường giao thông khác nhau phát thải cũng khác nhau Đặc trưng lái là cơ sở quan trọng cho việc xác định lượng tiêu hao nhiên liệu và lượng phátthải của phương tiện trên các đoạn đường cụ thể

Tại Việt Nam, do đặc thù của giao thông đường bộ đặc biệt là giao thông ; trong các đô thị như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và các thành phố lớn khác, chế độ làm việc của động cơ có những đặc thù riêng, ảnh hưởng không nhỏ đến hệ số phát thải và tổng lượng phát thải hàng năm của động cơ, trong khi đó việc nghiên cứu toàn diện lĩnh vực này chưa được các nhà khoa học, nhà quản lý quan tâm Đề tài

“Nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng phát thải và chế độ làm việc của động cơ” tiến hành xác định lượng phát thải của một số loại động cơ ô tô đang lưu hành tại Việt Nam theo các chế độ làm việc dựa trên kết quả đo phát thải liên tục trên băng thử,

t ừ đó xây dựng mối quan hệ giữa lượng phát thải và chế độ là việc của động cơm Đây là cơ sở để xác định lượng phát thải theo đặc điểm giao thông từng vùng, từng khu vực, từng thời điểm cụ thể tại Việt Nam; đồng thời cung cấp dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo

II Lịch sử nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng quan hệ giữa phát thải và chế độ làm việc của động cơ nhằm tính toán lượng phát thải từ phương tiện giao thông ra môi trường đã được thực hiện ở nhiều nước và khu vực trên thế giới Các quan hệ này đều được dựa trên

số liệu thực nghiệm trên băng thử Tuy nhiên, do lượng phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng loại, chất lượng động cơ, chế độ làm việc (tải, tốc độ) nên

để đánh giá phát thải của các loại phương tiện với các chu trình lái khác nhau cần số lượng thử nghiệm lớn Để giảm số lượng thử nghiệm khi động cơ làm việc ở các chế độ khác nhau, đã có một số mô hình tính toán lượng phát thải với thông số đầu vào là chu trình lái như các mô hình EMPA (Thụy Sỹ), PHEM (TU Graz, Áo) Các

-3-mô hình này dựa trên một số lượng nhỏ các kết quả thử nghiệm với các chu trình thử xác định để tính toán phát thải theo chế độ làm việc, từ đó có thể tính phát thải của động cơ khi hoạt động với các chu trình lái khác

III Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.

1 Mục đích

Xác định lượng phát thải theo chế độ làm việc của một số động cơ ô tô con đang lưu hành ở Việt Nam qua các số liệu đo phát thải liên tục theo chu trình thử thực tế Qua đó bước đầu xây dựng cơ sở dữ liệu cho việc tính toán hệ số phát thải cũng như tính toán tổng lượng phát thải từ xe con

2 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài này tiến hành đối với một số loại ô tô con đang lưu hành tại Việt Nam

3 Phạm vi nghiên cứu

Tính toán hàm lượng các phát thải HC, CO, NOR x R, COR 2 Rđối với một số xe ô

tô con sử dụng nhiên liệu là xăng và diesel theo các chế độ tốc độ, ây dựng mối xquan hệ giữa lượng phát thải và tốc độ của xe; không tính đến lượng phát thải do nhiên liệu bốc hơi, lượng phát thải gia tăng do chế độ làm việc không ổn định của động cơ

IV Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả

Xây dựng quan hệ hàm số giữa lượng phát thải và chế độ tốc độ của xe ô tô con từ kết quả đo phát thải liên tục

Tính toán phát thải của ô tô con khi làm việc trong những điều kiện chế độ làm việc thay đổi bằng phương pháp đơn giản, qua đó bước đầu đóng góp vào các kết quả nghiên cứu tính toán tổng lượng phát thải ra môi trường của phương tiện này

V Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng các kết quả đo phát thải liên tục với hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi CVS trên băng thử ô tô tại Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

VÀ HỆ SỐ PHÁT THẢI

1.1 Các chất độc hại trong khí thải động cơ [5]

1.1.1 Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải

Quá trình cháy lý tưởng của hỗn hợp hydrocarbon với không khí chỉ sinh ra

COR 2 R, HR 2 RO và NR 2 R Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lý tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lý hóa diễn ra trong quá trình cháy nên trong khí xả động cơ đốt trong luôn có chứa một hàm lượng đáng kể những chất độc hại như oxit nitơ (NO, NOR 2 R, NR 2 RO, gọi chung là NOR x R), monoxit carbon (CO), các hydrocarbon chưa cháy (HC) và chất thải dạng hạt (Particulate matter hay PM, gồm bồ hóng, kim loại, hơi nhiên liệu và dầu bôi trơn ngưng tụ…) Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả phụ thuộc vào loại động cơ và chế độ vận hành Ở động cơ diesel, nồng độ CO rất bé chiếm tỉ lệ không đáng kể, nồng độ HC chỉ bằng khoảng 20% nồng độ HC của động cơ xăng còn nồng độ NOR x R của hai loại động cơ có giá trị tương đương nhau Tuy nhiên, PMlà chất gây ô nhiễm quan trọng trong khí xả động cơ diesel, hàm lượng của nó không đáng kể trong khí xả động cơ xăng ừng thành phần độc hại trong khí xả của động cơ được trình bày cụ thể dưới Tđây

+ CO: Monoxit carbon là sản phẩm cháy của C trong nhiên liệu trong điều kiện thiếu oxy

2C + OR 2 R= 2CO+ HC: (Hydrocarbon, còn được ký hiệu là CR m RHR n R) là các loại hydrocarbon có trong nhiên liệu hoặc dầu bôi trơn không cháy hết chứa trong khí thải

+ NOR x R: Oxit nitơ hình thành từ phản ứng ôxy hóa trong điều kiện nhiệt độ cao Do nitơ có nhiều hóa trị nên oxit nitơ tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, được gọi chung là

NOR x R tồn tại ở hai dạng chủ yếu là NOR 2 R và NO

+ SOR 2 R: Là một khí không màu, hi kết hợp với nước tạo thành axit yếu H k R 2 RSOR 3 R [SOR 2 R] = 2ml/mP

3

P

+ P-M: Theo định nghĩa của tổ chức bảo vệ môi trường bang Carlifornia thì P-

M là những thực thể (trừ nước) của khí thải sau khi được hòa trộn với không khí (làm loãng) đạt nhiệt độ nhỏ hơn 51,7P

0

P

C và được tách ra bằng một bộ lọc quy định Với định nghĩa như vậy, P M gồm các hạt rắn và các chất lỏng bám theo Các hạt -rắn gồm: Carbon tự do và tro còn gọi là bồ hóng, các chất phụ gia đầu bôi trơn, các hạt và vảy tróc do mài mòn… chất lỏng bám theo gồm có các thành phần trong nhiên liệu và dầu bôi trơn

+ COR 2 R: Là sản phẩm cháy hoàn toàn của carbon với oxy

1.1.2 Ảnh hưởng của chế độ không ổn định đến thành phần độc hại

Trong quá trình hâm nóng sau khi khởi động, nhiệt độ của động cơ tăng dần

CO và HC giảm dần và NOx tăng dần

Động cơ diesel không tăng áp thì hầu như không có sự khác biệt trong quá trình tăng tốc

Đối với động cơ phun xăng và động cơ xăng dùng bộ chế hòa khí điện tử, khi động cơ bị kéo, nhiên liệu sẽ bị cắt hoàn toàn

Đối với động cơ diesel, khi động cơ bị kéo, điều tốc giữ cho động cơ làm việc

ở chế độ không tải Khi tốc độ vòng quay vượt quá một giá trị nào đó, điều tốc sẽ cắt hoàn toàn nhiên liệu

1.1.3 Ảnh hưởng của các chất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người

a) Thay đổi nhiệt độ khí quyển

Trong môi trường, dưới tác dụng của nhiệt độ và ánh sáng sẽ xảy ra các phản ứng hóa học phân giải các chất độc hại Một số thành phần hòa tan vào nước, theo nước mưa rơi xuống làm ô nhiễm đất, nguồn nước và xâm hại thảm thực vật Một

số chất phân hủy nhanh như CO, NOR x R, SOR 2 R… nhưng cũng có một số chất bị phân giải rất chậm như CHR 4 R, COR 2 R… với nồng độ tích tụ ngày càng lớn, gây ảnh hưởng

-7-to lớn đến khí hậu của trái đất thông qua hiệu ứng nhà kính đặc biệt là khí COR 2 R vì

nó là thành phần chính trong sản phẩm cháy của nhiên liệu có chứa thành phần carbon Sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển do sự hiện diện của các chất khí gây hiệu ứng nhà kính có thể được giải thích như sau:

Tầng khí quyển trái đất dày khoảng 16km, trên đó cho đến khoảng 50km là tầng bình lưu Trong tầng bình lưu, ngoài các chất khí thông thường còn có các chất khí như COR 2 R, CHR 4 R, NR 2 RO, OR 3 R, CFC11, CFC12… (CFC11, CFC12 là những hợp chất của clo, flo và hydrocarbon dùng làm dung môi trong các máy lạnh) Những chất khí kể trên có tính chất đặc biệt là cho tia mặt trời (gồm chủ yếu các sóng ngắn) đi qua chiếu xuống bề mặt trái đất Tại đây, một phần năng lượng biến thành nhiệt và phản xạ lên tầng bình lưu ở dạng tia nhiệt (sóng dài) Khi gặp các chất khí nêu trên,

tia nhiệt bị hấp thụ và phản xạ lại Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhà kính,

còn các chất khí tạo ra hiệu ứng này được gọi là khí nhà kính Nhờ có hiện tượng này mà trái đất của chúng ta ấm áp với nhiệt độ trung bình khoảng 15P

0

P

C trong vòng 50 năm tới Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm băng ở hai cực của trái đất tan ra, nước biển dâng lên làm ngập nhiều thành phố, làng mạc và đồng bằng ven biển, ảnh hưởng đến cuộc sống của hàng trăm triệu con người Theo đánh giá của Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc (UNDP), Việt Nam nằm trong top 5 nước đứng đầu thế giới dễ bị tổn thương nhất đối với biến đổi khí hậu Nếu mực nước biển tăng 1mét, ở Việt Nam sẽ mất 5% diện tích đất đai, 11% người mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu nhập quốc nội GDP Nếu mực nước biển dâng lên là 3 5m thì điều này đồng nghĩa với -

“có thể xảy ra thảm họa” ở Việt Nam

b) Ảnh hưởng đến sinh thái

Sự gia tăng của NOR x R, đặc biệt là protoxide nitơ NR 2 RO có nguy cơ làm gia tăng

sự hủy hoại lớp ozone ở thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát xạ từ mặt trời Tia cực tím gây ung thư da và gây đột biến sinh học, đặc biệt là đột biến sinh ra các vi trùng có khả năng làm lây lan các bệnh lạ dẫn tới hủy hoại sự sống của mọi sinh vật trên trái đất giống như điều kiện hiện nay trên sao hỏa

Mặt khác, các chất khí có tính axit như SOR 2 R, NOR 2 R, bị oxy hóa thành axit sulfuric, axit nitric hòa tan trong mưa, trong tuyết, trong sương mù…làm hủy hoại thảm thực vật trên mặt đất (mưa axit) và gây ăn mòn các công trình kim loại

c) Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

CO: Monoxit carbon ở dạng khí không màu, không mùi Khi kết hợp với sắt

có sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ oxy của hemoglobin trong máu, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho các tế bào trong cơ thể Monoxit carbon rất độc, chỉ với một hàm lượng nhỏ trong không khí có thể gây cho con người tử vong Hàm lượng cực đại cho phép [CO] = 33mg/mP

3

P

HC: Hydrocarbon có rất nhiều loại Mỗi loại có mức độ độc hại khác nhau nên không thể đánh giá chung một cách trực tiếp Ví dụ, paraffin và naphtalin có thể coi là vô hại Trái lại, các loại hydrocarbon thơm thường rất độc, ví dụ như hydrocarbure có nhân benzen có thể gây ung thư Để đơn giản khi đưa ra các tiêu chuẩn về môi trường, người ta chỉ đưa ra thành phần hydrocarbon tổng cộng trong khí thải (viết tắt là THC) Hydrocarbon tồn tại trong khí quyển còn gây ra sương

mù, gây tác hại cho mắt và niêm mạc đường hô hấp

COR 2 R: Không độc đối với sức khỏe con người nhưng với nồng độ quá lớn sẽ gây ngạt, [COR 2 R] = 9000mg/mP

-9-SOR 2 R: có mùi gắt và gây hại đối với niêm mạc

NOR 2 R (peoxit nitơ) là khí có mùi gắt màu nâu đỏ, với một hàm lượng nhỏ (9mg/mP

An đê hít ( CHO), có tác dụng gây tê và có mùi gắt; một số loại anđêhít- cóa

thể gây ung thư

Chì (Pb): Rất độc đối với tế bào sống, làm giảm khả năng hập thụ ô xy trong máu, gây ung thư, làm giảm chỉ số thông minh

d) Tình hình ô nhiễm do khí thải động cơ gây ra ở Việt Nam

Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ mặc dù chưa nghiêm trọng như các nước phát triển vì số lượng phương tiện giao thông vận tải cơ giới còn chưa nhiều nhưng cũng đã đến mức đáng lo ngại Với một nước đang phát triển như Việt Nam thì việc kiểm soát lượng khí thải chưa thực sự nghiêm ngặt trong khi tình trạng số lượng phương tiện giao thông ngày càng tăng

Đến tháng 6/2011, số lượng ô tô đang lưu hành trên toàn quốc là 1.344.000 chiếc, số lượng xe gắn máy trên 30 triệu chiếc; theo quy hoạch của ngành giao thông vận tải, lượng xe máy dự kiến tới năm 2020 sẽ là 33triệu xe/100 triệu dân Song với tỷ lệ tăng như hiện nay, con số sẽ không chỉ dừng lại ở mức 33triệu như nhà quản lý đã dự báo Có thể nói nếu không hạn chế được sự gia tăng ồ ạt của xe máy cũng như kiểm định chặt chẽ khí thải, tương lai ô nhiễm không khí trầm trọng tại các thành phố của Việt Nam là điều không thể tránh khỏi Thêm vào đó, hình ảnh các xe máy cũ nát, xả khói đen mù mịt không phải là cảnh khó gặp tại các đô thị hiện nay Trong khi đó, lượng khí thải này chưa hề được kiểm soát và cũng chưa có

lộ trình loại bỏ xe cũ

1.1.4 Vấn đề kiểm soát khí thải trên thế giới và ở Việt Nam

a) Kiểm soát khí thải trên thế giới [9]

Động cơ đốt trong đã khẳng định vai trò không thể thay thế trong nền kinh tế của mọi quốc gia, lãnh thổ trên thế giới cũng như đóng vai trò quan trọng trong đời sống hàng ngày; tuy nhiên, trước thực trạng ô nhiễm môi trường nặng nề gây ra bởi khí thải từ động cơ, các cơ quan quản lý nhà nước của nhiều quốc gia đã và đang nỗ lực tìm kiếm giải pháp hiệu quả và an toàn nhất để giảm phát thải Đây là lý do ra đời của các tiêu chuẩn khí thải, một chiến lược nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe con người Khí thải là hiện tượng toàn cầu chứ không phải vấn đề riêng của mỗi quốc gia Những quy định của chính phủ các nước; đặc biệt là các nước có lượng phát thải cao như: Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Brazin, Liên minh châu Âu , ảnh hưởng đến không chỉ phạm vi riêng từng quốc gia, khu vực, mà tác động lên toàn thế giới, bởi dân số Trái Đất hít thở chung một bầu khí quyển Trên thế giới, như Mỹ ngay từ những năm cuối thập kỷ 50, đầu những năm thập kỷ 60, Mỹ đã đưa

ra các biện pháp để hạn chế khí thải của các phương tiện tham gia giao thông, hai

bộ tiêu chuẩn đối với xe hạng nhẹ đã được đưa ra theo Luật chống ô nhiễm không khí sửa đổi (CAAA) năm 1990 Tiêu chuẩn cấp 1 được công bố ngày 05/6/1991 và giai đoạn áp dụng khoảng giữa năm 1994 đến 1999, 1TTiêu chuẩn cấp 2, được thông qua ngày 21/12/1999, với lộ trình thực hiện 2004-2009.1T Bảng 1.1 giới thiệu sự thay đổi về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả ô tô ở Mỹ theo thời gian đối với xe khách và xe tải nhẹ, được đo theo Chu trình thửLiên bang FPT 75

1 – Mức giới hạn hoạt động 120,000 miles/11 năm cho tất cả xe trên 600lbs (HLDT) đối với các tiêu chuẩn THC và LDT

† - Mở rộng giới hạn đối với NOx áp dụng cho các đời xe năm 2003

‡ - Tiêu chuẩn PM chỉ áp dụng cho động cơ diesel

Chữ viết tắt:

LVW - Trọng lượng xe tải (trọng lượng giới hạn + 300 lbs)

ALVW - Điều chỉnh LVW (trung bình số của trọng lượng giới hạn và GVWR)

LLDT - Xe bán tải dưới 6,000 lbs GVWR) (

HLDT - Xe tải nhẹ (trên 6,000 lbs GVWR)

GVWR1T - Trọng lượng xe cộng với năng lực vận chuyển hàng hóa ước lượng

Tiêu chuẩn cấp 2 đưa ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn tiêu chuẩn cấp 1 và một số thay đổi bổ sung cho các loại xe có trọng lượng lớn hơn, tiêu chuẩn cấp 2 áp dụng cho xe có trọng lượng đến 8500 lbs Các giới hạn phát thải cũng áp dụng cho tất cả các loại xe không phụ thuộc vào nhiên liệu loại sử dụng Tức là, xe nhiên liệu bằng xăng, dầu diesel, hoặc nhiên liệu thay thế tất cả phải đáp ứng các tiêu chuẩn như nhau Từ khi tiêu chuẩn khí thải này được tính bằng g(chất gây ô nhiễm /dặm, )

xe có động cơ lớn (xe tải nhẹ hoặc SUV) phải sử dụng công nghệ kiểm soát khí thải

tiên tiến hơn so với các động cơ xe nhỏ hơn để đáp ứng các tiêu chuẩn

- Động cơ diesel hạng nặng thấp: 8.500 <LHDDE <19.500 lbs (14.000 <LHDDE

* Trong sử dụng tiêu chuẩn PM, 0,07 =

Châu Âu là cái nôi của ngành công nghiệp ôtô thế giới bởi những phát minh sáng chế đầu tiên về động cơ đốt trong ra đời từ lục địa này; tuy vậy, Châu Âu thực hiện các biện pháp để hạn chế khí thải của các phương tiện tham gia giao thông muộn hơn ào khoảng cuối những năm 70., v

Sự phát triển vượt bậc của thị trường ôtô giai đoạn 1960 1970 và bài học về cái chết của 80 người dân New York trong 4 ngày thời tiết đảo lộn do ô nhiễm không khí, buộc chính phủ của các nước châu Âu xây dựng một chương trình cắt giảm khí thải xe hơi vào năm 1970 Tuy nhiên, phải đến năm 1987, dự luật hoàn chỉnh quy định giá trị nồng độ giới hạn của các loại khí thải mới được thông qua và người ta vẫn thường gọi đó là Euro 0 Trải qua 18 năm, thêm 4 tiêu chuẩn nữa được ban hành bao gồm: Euro I năm 1991, Euro II năm 1996, Euro III năm 2000 và Euro

-IV năm 2005 Với mỗi tiêu chuẩn mới ra đời, nồng độ giới hạn của khí thải lại thấp hơn tiêu chuẩn trước Hệ thống Euro áp dụng cho tất cả các loại xe trên 4 bánh lắp

động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu xăng, dầu, LPG (Liquefied Petroleum Gas)

và chia theo tính năng như: xe du lịch, xe công suất nhỏ, xe công suất lớn và xe bus Mức độ phát sinh ô nhiễm cho phép đối với ô tô du lịch và ô tô tải hạng nhẹ theo quy trình thử ECE áp dụng ở cộng đồng Châu Âu cho ở bảng 1.3, 1.4

Bảng 1 Tiêu chuẩn Châu Âu đối với 3: ôtô khách (loại M1P

*

P

) Giai đoạn Thời điểm

áp dụng

g/km Động cơ Diesel

* Tại giai đoạn 1 4, xe khách > 2.500 kg được chấp thuận như xe loại N1

-C Giá trị trong ngoặc là phù hợp với giới hạn sản xuất (COP)

a Cho đến 30/9/1999 (sau thời hạn trên, động cơ ID phải đáp ứng các giới hạn IDI)

-15-b 01/2011 cho tất cả các động cơ

c 01/2013 cho tất cả các động cơ

d NMHC = 0,068 g/h

e Chỉ áp dụng cho xe sử dụng động cơ ID, f 0,0045 g/km thủ tục đo PMP

Bảng 1 Tiêu chuẩn Châu Âu đối với xe hạng nhẹ4:

LoạiP

đoạn

Thời điểm áp dụng

* Cho ½ loại N1, tham khảo các loại I ≤ 1250 kg, II 1250-1700 kg, III > 1700 kg

a – Đến 30/09/1999 (sau thời hạn trên động cơ ID phải đáp ứng giới hạn IDI)

Loại 1: ô tô có trọng lượng <1305kg

Loại 2: (1305 – 1760)kg

Loại 3: lớn hơn 1760kg

Bảng 1.5: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng

Bảng 1 Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với động cơ diesel xe khách6: , g/km

* Trọng lượng quán tính tương đương (EIW), trọng lượng xe 1265kg

a 10.2002 đối với xe trong nước, 09.2004 đối với xe xuất khẩu

b Thực hiện đầy đủ vào cuối năm 2005

c Thực hiện đầy đủ theo lộ trình đến năm 2011

d không chứa metan hydrocacbon

e 10.2009 cho các xe mới trong nước, 09.2010 cho các xe hiện có và nhập khẩu

b Thực hiện đầy đủ vào cuối năm 2005

c Giai đoạn áp dụng đầy đủ vào năm 2011

d Không chứa metan hydrocarbon

e 10.2009 xe nội địa mới, 09.2010 xe đang sử dụng và nhập khẩu

b) Vấn đề kiểm soát khí thải ở Việt Nam

Việt Nam bắt đầu quan tâm tới vấn đề ô nhiễm môi trường do khí thải của các phương tiện tham gia giao thông gây ra từ năm 1995 Theo thống kê của cục Đăng Kiểm Việt Nam từ năm 1999 đến năm 2008 con số ôtô đang hoạt động tăng

từ 460.000 đến 700.000 và số lượng xe máy tăng từ 11 triệu xe lên đến 20 triệu xe Phần lớn lượng ôtô xe máy trên đang lưu hành tại các thành phố lớn như Hà Nội (12%), thành phố Hồ Chí Minh(30%) …gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề, ; tại nhiều nút giao thông trọng điểm vào các giờ cao điểm thì nồng độ các chất độc hại

đã tới giới hạn cho phép Khí thải từ giao thông vận tải là một nguồn gây ô nhiễm không khí, đặc biệt đối với môi trường không khí ở đô thị, nhất là các đô thị lớn Theo đánh giá của các chuyên gia môi trường, ô nhiễm không khí ở đô thị do giao thông vận tải gây ra chiếm tỉ lệ khoảng 70% Đường phố đô thị nước ta bị ô nhiễm

do bụi, khí CO và hơi xăng dầu, phần lớn đều do hoạt động giao thông thải ra Lưu lượng xe lớn và tình trạng kẹt xe liên tục càng làm cho ô nhiễm không khí trở nên trầm trọng hơn

Năm 1990, Việt Nam đã ban hành tiêu chuẩn TCVN 5123-1990 quy định về hàm lượng CO trong khí thải động cơ xăng ở chế độ không tải Năm 1991, Việt Nam ban hành tiêu chuẩn TCVN 5418-1991 quy định về độ khói trong khí thải động cơ Diesel Tiêu chuẩn này được áp dụng cho tất cả các loại ô tô sử dụng động

cơ Diesel

Năm 1988, Việt Nam ban hành tiêu chuẩn TCVN 6438-1998 quyđịnh lại cụ thể hơn giới hạn cho phép của các chất ô nhiễm trong khí thải của phương tiện vận tải (Bảng 1.8 )

-21-Bảng 1 Giới hạn tối đa cho phép của thành phần ô nhiễm trong khí xả8:

của các phương tiện vận tải [10]

Năm 2001, tiêu chuẩn TCVN 6438:2001 ra đời thay thế tiêu chuẩn TCVN 6438:1998 và TCVN 5947:1996 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn Phương tiện giao thông đường bộ và Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành

Năm 2009, Việt Nam ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 05:2009/BGTVT về khí thải cho xe ô tô sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới, Quy chuẩn này được biên soạn trên cơ sở các Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành: TCVN 6785: 2001, TCVN 6567:1999, TCVN 6565:1999 và các quy định kỹ thuật ECE 83, ECE 49 và ECE 24

Theo quy định tại quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10 tháng 10 năm

2005 của Thủ tướng Chính phủ, lộ trình áp dụng tiêu chuẩn EURO 2 đối với xe cơ giới được sản xuất, lắp ráp trong nước và nhập khẩu mới phải áp dụng các mức tiêu chuẩn khí thải theo các Tiêu chuẩn Việt Nam tương đương mức Euro 2 đối với từng loại xe kể từ ngày 01 tháng 7 năm 2007 đối ; với xe cơ giới mà kiểu loại đã được chứng nhận chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường trước ngày 01 tháng 7 năm 2007 nhưng chưa được sản xuất, lắp ráp thì áp dụng các mức tiêu chuẩn khí thải theo các Tiêu chuẩn Việt Nam tương đương mức Euro 2 đối với từng loại xe kể từ ngày 01 tháng 7 năm 2008

Đối với xe cơ giới đã qua sử dụng nhập khẩu vào Việt Nam phải áp dụng mức tiêu chuẩn khí thải theo bảng 1.8 kể từ ngày 01 tháng 7 năm 2006

1.2 Hệ số phát thải

Hệ số phát thải của phương tiện giao thông là mức độ phát thải một thành phần độc hại nào đó trong khí thải của phương tiện (CO, HC, NOx, PM, CO2) tính trên mỗi km di chuyển hoặc trên mỗi đơn vị nhiên liệu tiêu thụ

Hệ số phát thải xây dựng từ các chu trình thử nghiệm làm tiêu chuẩn so sánh ,

để đánh giá chất lượng xe trong thử nghiệm công nhận kiểu

Hệ số phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng loại xe, chất lượng xe, đặc trưng phương tiện đi trên đường như kỹ thuật của người điều khiển xe, đặc điểm quãng đường phương tiện di chuyển, thời điểm tham gia giao thông, mật độ phương tiện tham gia giao thông… Trong số các yếu tố gây ảnh hưởng tới hệ số phát thải có thể kể tới một yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đó là đặc trưng lái Do có đặc thù riêng nên phương tiện đi trên các vùng hay thành phố khác nhau có đặc trưng lái riêng Với một loại xe khi lái theo những chu trình lái khác nhau sẽ cho hệ

số phát thải cũng như tiêu hao nhiên liệu khác nhau trên cùng đoạn đường di chuyển

1.3 Phương pháp tính tổng lượng phát thải từ phương tiện cơ giới

1.3.1 Công thức tính ổng lượng phát thả t i

Lượng phát th i t m t loả ừ ộ ại phương tiện cơ giới (xe máy, ô tô con, xe tải…)

có thể ử ụ s d ng công thức như sau [6]:

E = ∑eR abcd R AR abcd R+ ∑ER C,b R +∑ ER V,b R (1.1) Trong đó:

E là tổng lượng phát thải (khối lượng/năm)

e là hệ số phát thải, (khối lượng/mức độ hoạt động của phương tiện)

A là lượng nhiên liệu tiêu thụ (khối lượng/năm) hoặc khoảng cách đi lại (quãng đường/năm)

-23-ER C R là tổng lượng phát thải gia tăng khi động cơ khởi động nguội

ER V Rlà tổng lượng phát thải gia tăng do nhiên liệu bốc hơi

a,b,c,d là các hệ số phụ thuộc loại nhiên liệu sử dụng, chủng loại xe, biện pháp hạn chế phát thải của xe, loại đường, tốc độ xe

Tuy nhiên, lượng phát thải gia tăng do nhiên liệu bốc hơi và do khởi động nguội là không đáng kể; mặt khác do phạm vi nghiên cứu của Luận văn, công thức đơn giản sau được sử dụng:

ER i (tấn/năm) R

=eR i (g/km) R

x LR i (km/năm) R

x 10P

-6

P

(1.2) Trong đó:

ER i R: Lượng phát th i trong mả ột năm của xe th i (tứ ấn/năm)

eR i R: Hàm lượng phát th i c a xe th i (g/km)ả ủ ứ

LR i R: S km xe thố ứ i đi được trong một năm (km)

Tổng lượng phát thải của các loại xe trong một vùng tính bằng:

ER

(tấn/năm) R

= ∑ER i (tấn/năm) R (1.3)

Từ các công thức (1.2) và (1.3), có thể thấy rằng để xác định lượng phát thải của các phương tiện trong một phạm vi nhất định cần biết hai thông số cơ bản là hàm lượng phát thải của xe (e, g/km) và số km xe đi được trong một năm (L)

1.3.2 Xác định quãng đường đi được của phương tiện L (km)

(1) Theo dõi trực tiếp thông qua đồng hồ đo tốc độ đối với phương tiện

(2) Theo dõi thông qua lượng xe đi qua một quãng đường, một thành phố, một vùng…

(3) Thông qua lượng nhiên liệu bán ra, kết hợp với khả năng phát công suất, lượng nhiên liệu tiêu thụ của động cơ để xác định

Với phương pháp thứ nhất thì tính chính xác cao nhưng chỉ có thể áp dụng đối với số lượng động cơ ít nên thường chỉ áp dụng trong thực nghiệm nghiên cứu Với phương pháp thứ 2 và 3 có thể tính được số km đi được một cách định lượng và

có thể áp dụng đối với quy mô rộng

1.4 Các mô hình tính toán phát thải theo chế độ làm việc của động cơ

1.4.1 Mô hình phát thải liên tục (Instantaneous emission factor models)

Mô hình này tính toán phát thải theo từng giây tương ứng với chế độ làm việc thay đổi của động cơ Mô hình này cần có trước đặc tính phát thải của động cơ tại các chế độ làm việc (Hình 1.1), đặc tính này có được qua phân tích kết quả thử nghiệm với một số chu trình lái xác định Thông số vào cho mô hình sẽ là các chu trình lái gồm giá trị tốc độ theo thời gian

Hình 1.1 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu hoặc phát thải của động cơ 1 [ ]

-25-1.4.2 Mô hình phát thải toàn bộ

Tính toán lượng phát thải ứng với giá trị trung bình của tốc độ trong một chu trình thử cụ thể (Hình 1.2) Mô hình này phù hợp với việc tính lượng phát thải trung bình trong một vùng

Hình 1.2 Tính toán phát thải NOR x Rtheo giá trị tốc độ trung bình

của chu trình thử[ ]11.4.3 Mô hình DGV (Digitalisiertes Grazer Verfahren)

Mô hình này được phát triển bởi trường Đại học kỹ thuật Graz, Áo Đây là

mô hình phát thải liên tục, đặc tính phát thải được xây dựng theo tốc độ và gia tốc

đo được theo các chu trình lái xác định trên băng thử (Hình 1.3) Với chu trình lái bất kỳ, mô hình sẽ tính toán vận tốc và gia tốc theo từng giây và xác định được lượng phát thải tương ứng lấy từ đặc tính sẵn có của mô hình

Tốc độ trung bình (km/h) Phát thải NOx

(g/km)

Hình 1.3 Mô hình phát thải DGV

1.4.4 Mô hình EMPA (Thụy Sỹ)

Mô hình phát thải liên tục này dựa trên có đặc tính phát thải động cơ xây dựng theo áp suất có ích trung bình và tốc độ động cơ (Hình 1.4)

Hình 1.4 Đặc tính phát thải CO2theo áp suất có ích trung bình và tốc độ động cơ

-27-Để mô phỏng phát thải theo các chu trình lái khác nhau cần xây dựng được thông số vào là biểu đồ áp suất có ích trung bình và tốc độ động cơ theo thời gian Các thông số ra là giá trị liên tục của các thành phần phát thải và suất tiêu hao nhiên liệu

1.4.5 Mô hình PHEM

Mô hình PHEM được phát triển từ năm 2000 tại trường Đại học kỹ thuật Graz,

Áo Đặc tính phát thải sử dụng trong mô hình này được xây dựng theo công suất có ích và tốc độ động cơ (Hình 1.5)

Hình 1.5 Xây dựng đặc tính phát thải theo công suất có ích và tốc độ động cơ từ

kết quả thử nghiệm trên băng thử trong mô hình PHEM

Với chu trình lái cho trước, công suất của động cơ được tính toán theo từng giây từ các công suất cần thiết để thắng cản mặt đường cản gió, để gia tốc xe, để bù , cho các tổn hao của hệ truyền động từ động cơ đến bánh xe và các hệ thống phụ trợ trên xe Tốc độ động cơ được tính toán từ tốc độ của xe qua tỷ số truyền của hệ truyền động và kích thước bánh xe kết hợp với mô hình chuyển số Từ công suất và tốc độ động cơ tính toán được, phát thải được xác định từ đặc tính

1.5 Một số nghiên cứu tính toán xác định lượng phát thải tại Việt Nam

Nhằm xây dựng bộ dữ liệu về hệ số phát thải của phương tiện giao thông, đánh giá được thực trạng phát thải của phương tiện giao thông, tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu về xây dựng chu trình lái đặc trưng và tính toán phát thải từ một số loại phương tiện cơ giới Viện Cơ khí động lực đã thực hiện đề tài cấp thành phố “Xây dựng chu trình thử nghiệm khí thải và tiêu hao nhiên liệu đặc trưng cho xe máy ở

Hà Nội (HMDC driving cycle) và bộ dữ liệu hệ số phát thải cho xe máy” năm 2009

Đề tài đã xây dựng được chu trình lái đặc trưng cho xe máy trong thành phố Hà Nội Chu trình lái này có độ dài 1250 giây, quãng đường đi được là 7,076km, tốc độ

di chuyển cực đại 39,41km/h, tốc độ trung bình 20,4km/h

Hình 1.6 Chu trình lái HMDC [2]

Đề tài cũng đã xây dựng lên bộ hệ số phát thải của xe máy với chu trình lái HMDC

Hình 1.7 Chu trình lái cho xe máy CEMDC

Hình 1.8 Chu trình lái cho ô tô hạng nhẹ CECDC

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN HÀM LƯỢNG PHÁT TH I T S LIẢ Ừ Ố ỆU ĐO LIÊN TỤC

2.1 Hệ ố th ng thử nghiệm đo phát thải liên tục [5]

2.1.1 Cấu tạo

Gồm các khối chính sau đây:

- Băng thử Chassy Dyno

- Khối lấy mẫu khí thải với thể tích không đổi CVS

- Tủ phân tích khí thải CEBII

-

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm khí thải xe hạng nhẹ

Đường lấy khí mẫu liên tục

-31-2.1.2 Nguyên lý làm việc

Trong quá trình thử nghiệm, xe được lái theo chu trình xác định hiển thị trên màn hình hỗ trợ, băng thử sẽ tạo tải đặt lên bánh xe mô phỏng lại điều kiện khi xe đi trên đường Khí thải động cơ và không khí hút từ môi trường được hòa trộn với nhau trong ống pha loãng Lưu lượng của dòng khí pha loãng trong hệ thống lấy mẫu được giữ không đổi nhờ quạt hút và ống Venturi định lượng Khí thải pha loãng được lấy mẫu (phía trước ống Venturi) đưa đến các bộ phân tích để phân tích hàm lượng CO, HC, NOR x R, COR 2 R Hàm lượng các phát thải này được xác định liên tục cùng với chế độ làm việc của ô tô Chức năng của các thành phần chính trong hệ thống này như sau:

- Hệ thống lấy mẫu với thể tích không đổi CVS có nhiệm vụ pha trộn khí thải với không khí được lọc sạch từ môi trường tạo thành khí pha loãng nhằm mô phỏng điều kiện phát thải của khí thải ra môi trường và tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước trong khí thải động cơ Lưu động của dòng khí trong hệ thống được tạo ra bởi quạt hút, lưu lượng của khí pha loãng được giữ không đổi nhờ ống Venturi Phía trước ống Venturi có cảm biến đo nhiệt độ, áp suất khí và đầu lấy mẫu khí đi vào các túi khí

- Hệ thống phân tích khí thải CEB II (Combustion Emission Bench)

Hệ thống CEBII phân tích thành phần các chất CO, COR 2 R, NO, NOR x R, HC có trong khí thải động cơ Bộ phân tích CO (COR 2 R) hoạt động theo nguyên lý hấp thụ tia hồng ngoại không khuếch tán Khi chiếu tia hồng ngoại qua hỗn hợp khí, tia sẽ bị

CO (COR 2 R) trong hỗn hợp hấp thụ và yếu đi Thông qua mức độ suy giảm của tia đo được sẽ xác định hàm lượng CO trong hỗn hợp khí mẫu

Hỡnh 2.2 Sơ đồ cấu tạo của bộ phõn tớch CO

Thành phần HC được xỏc định bằng phương phỏp ion húa ngọn lửa Khớ mẫu được phun vào ngọn lửa hy drụ, cỏc phõn tử HC sẽ chỏy và bị i ụn hoỏ Cường độ - -dũng i-ụn được xỏc định tỷ lệ với thành phần HC trong mẫu thử

Cảm biến nhiệt độ T100 Luồng khí nén

Hỡnh 2.3 Nguyờn lý phõn tớch HC

1 Một buồng phỏt tia hồng ngoại;

2 Màn chắn; 3 Đĩa khoột cỏc rónh;

4 Buồng chứa khớ mẫu; 5 Buồng chứa khớ CO được ngăn chắn bằng một màng cao su; 6 Thiết bị đo độ vừng của màn; 7 Buồng chứa khớ

CO được ngăn bằng một tấm màng cao su; 8 Buồng chứa khớ mẫu

1 Hệ thống cú ba đường dẫn khớ vào: Đường dẫn khớ mẫu vào, đường dẫn khớ chỏy (hỗn hợp H/He), đường khớ tạo mụi trường chỏy 2 Buồng phản ứng cú gắn cảm biến nhiệt độ ;

3 Bộ đỏnh lửa để sinh tia lửa mồi;

4 Một cặp cực điện được nối với một bộ khuyếch đại và một bộ đo điện ỏp

5 Bộ cảm biến nhiệt độ PT100 6 Bộ bơm khớ nộn tạo độ chõn khụng để hỳt khớ chỏy ra ;