Bài tập lớn môn quy trình công nghệ thí nghiệm ô tô hệ thống các tiêu chuẩn, quy chuẩn về khí thải xe ô tô của việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH - - BÀI TẬP LỚN MÔN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÍ NGHIỆM Ô TÔ Giáo viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Văn Tựu Sinh viên thực hiện : Bùi Minh Hiếu Mã sinh viên : 2041110567 Lớp : K65-CNOT Hà Nội, 2023 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Hầu hết các nước công nghiệp phát triển đều đã xây dựng tiêu chuẩn về hàm lượng các chất độc hại trong khí thải động cơ đốt trong, song trên thế giới có 3 tiêu chuẩn chính: Mỹ, Nhật Bản và Liên minh châu Âu Tiêu chuẩn khí thải của Liên minh châu Âu (Euro) ra đời từ năm 1970 Hiện nay, Liên minh này đang áp dụng tiêu chuẩn khí thải Euro V và sang năm 2014 tới đây sẽ là Euro VI 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 khách Tiêu chuẩn khí thải đầu tiên của Nhật Bản có hiệu lực từ những năm 1990 và được gọi là MOE Các quy định MOE ngày càng nghiêm ngặt hơn trong đó đặc biệt chú ý đến sự phát thải NOx và PM của động cơ diesel Tiêu chuẩn khí thải của Việt Nam áp dụng theo tiêu chuẩn khí thải của Liên minh châu Âu nhưng do khó khăn về kinh tế, kỹ thuật nên chưa thể áp dụng ngay hệ thống tiêu chuẩn Euro Cụ thể, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg năm 2005 quy định lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải đối với phương tiện cơ giới đường bộ, theo đó, mức tiêu chuẩn khí thải (gọi tắt là các Mức 1, Mức 2, Mức 3, Mức 4) là giới hạn lớn nhất cho phép của các chất gây ô nhiễm và khói trong khí thải của xe ô tô quy định tại TCVN 6438:2018 “Phương tiện giao thông đường bộ - Giới hạn lớn nhất cho phép của khí thải” Thực tế, ngay từ những năm đầu triển khai Quyết định 249/2005/QĐ- TTg, việc kiểm soát khí thải xe ô tô tham gia giao thông đã có chuyển biến tích cực Phát thải chất gây ô nhiễm được kiểm soát chặt chẽ, tỷ lệ phương tiện không đạt khi kiểm tra khí thải đang giảm dần theo từng năm Tuy nhiên, tính đến tháng 5/2018, số lượng xe ô tô tham gia giao thông đã tăng 3,22 lần so với năm 2008 (3.050.794 xe so với 946.601 xe) và tiếp tục gia tăng với tốc độ khoảng 15%/năm, cho nên nếu xét tổng lượng phát thải từ xe ô tô thì mức độ ô nhiễm không khí đặc biệt là ô nhiễm môi trường không khí đô thị đã gia tăng đáng kể Mặt khác, qua so sánhvới các nước trong khu vực và trên thế giới, mức tiêu chuẩn khí thải hiện tại áp dụng đối với xe ô tô tham gia giao thông tại nước ta là thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới và cần thiết phải nâng cao để giảm phát thải gây ô nhiễm, đảm bảo đáp ứng công tác bảo vệ môi trường không khí, đảm bảo sức khỏe cộng đồng PHẦN 1: HỆ THỐNG CÁC TIÊU CHUẨN, QUY CHUẨN VỀ KHÍ THẢI XE Ô TÔ CỦA VIỆT NAM I ) Tại sao các tiêu chuẩn khí thải Euro được đưa ra? Tiêu chuẩn đầu tiên của Châu Âu về khí thải được đưa ra vào năm 1992 Kể từ đó, đã có thêm 5 bộ tiêu chuẩn khí thải khác được đưa ra với mục đích liên tục cải thiện chất lượng không khí trên toàn Liên minh Châu Âu (EU) Luật đầu tiên của châu Âu về khí thải được ban hành vào năm 1970, nhưng tiêu chuẩn đầu tiên trên toàn châu Âu, được gọi là Euro 1, đã không được áp dụng mãi cho đến năm 1992 Tiêu chuẩn khí thải mức 1 (Euro 1) áp dụng cho tất cả các loại ô tô mới được EU phê duyệt từ tháng 7/1992 và tất cả các ô tô mới đăng ký lần đầu tiên từ tháng 1/1993 Luật này trùng hợp với việc bắt buộc giới thiệu bộ chuyển đổi xúc tác cho ô tô động cơ đốt trong nhằm giảm lượng khí thải carbon monoxide (CO) Luật đặt ra các giới hạn lượng khí thải từ ống xả xe ô tô và xe thương mại hạng nhẹ (LCV) - chẳng hạn như xe tải và xe bán tải - đối với bốn loại khí thải chính, bao gồm Carbon monoxide (CO), Hydrocacbon (HC), Oxit nitơ (NOx), Vật chất hạt (PM)  Chuẩn khí thải Euro 1 (EC93) - Tại châu Âu, chuẩn khí thải Euro 1 áp dụng cho tất cả xe ô tô mới đăng ký từ ngày 1/1/1993 - Tiêu chuẩn Euro 1 báo trước sự ra đời của bộ chuyển đổi xúc tác và xăng không chì cho tất cả các xe ô tô - Giới hạn khí thải Euro 1 (xăng) là CO: 2,72g/km HC + NOx: 0,97g/km - Giới hạn khí thải Euro 1 (động cơ diesel) là CO: 2,72g/km HC + NOx: 0,97g/km PM: 0,14g/km  Chuẩn khí thải Euro 2 (EC96) Áp dụng cho tất cả các xe ô tô mới đăng ký từ 01/01/1997 Tiêu chuẩn khí thải Euro 2 đã đưa ra các giới hạn khí thải khác nhau cho động cơ xăng và động cơ diesel và giảm mức độ chấp nhận được của cả bốn loại khí thải chính trên diện rộng Cụ thể, là giới hạn khí thải Euro 2 (xăng) CO: 2 20g/km HC + NOx: 0.50g/km; giới hạn khí thải Euro 2 (động cơ diesel) CO: 1,00g/km HC + NOx: 0,70g/km PM: 0,08g/km  Chuẩn khí thải Euro 3 (EC2000) Áp dụng cho tất cả các xe ô tô mới đăng ký từ 01/01/2001 Chuẩn khí thải Euro 3 đã giới thiệu các giới hạn riêng biệt đối với lượng khí thải hydrocacbon và oxit nitơ cho động cơ xăng và giới hạn oxit nitơ riêng cho động cơ diesel Trong đó, giới hạn khí thải Euro 3 (xăng) CO: 2,30g/km HC: 0,20g/km NOx: 0,15g/km; giới hạn khí thải Euro 3 (động cơ diesel) CO: 0,64g/km HC: 0,56g/km NOx: 0,50g/km PM: 0,05g/km  Chuẩn khí thải Euro 4 (EC2005) Áp dụng cho tất cả các xe ô tô mới đăng ký từ 01/01/2006 Chuẩn khí thải Euro 4 giảm đáng kể giới hạn cho phép đối với các hạt và oxit nitơ trong động cơ diesel Một số xe ô tô động cơ diesel mới có bộ lọc hạt động cơ diesel (DPF) giúp giữ lại 99% hạt Các quy định của tiêu chuẩn khí thải mức độ 4 là giới hạn khí thải Euro 4 (xăng) CO: 1,00g / km HC: 0,10g / km NOx: 0,08g / km; giới hạn khí thải Euro 4 (động cơ diesel) CO: 0,50g / km HC + NOx: 0,30g / km NOx: 0,25g / km PM: 0,025g / km  Chuẩn khí thải Euro 5 Châu Âu đã áp dụng tiêu chuẩn khí thải mức độ 5 (Euro 5) cho tất cả các xe ô tô mới đăng ký từ ngày 01/01/2011 Tiêu chuẩn khí thải mức độ 5 đã thúc đẩy sự ra đời của bộ lọc hạt động cơ diesel (DPFs) cho tất cả các xe ô tô chạy dầu Một giới hạn hạt cũng được đưa ra đối với động cơ xăng phun trực tiếp Một giới hạn bổ sung về số lượng các hạt thải ra từ động cơ diesel cũng được đưa ra đối với các xe ô tô đăng ký từ ngày 1 tháng 1 năm 2013 - Giới hạn khí thải Euro 5 (xăng) CO: 1,00g/km HC: 0,10g/km NOx: 0,06g/ km PM: 0,005g/km - Giới hạn khí thải Euro 5 (động cơ diesel) CO: 0,50g/km HC + NOx: 0,23g/km NOx: 0,18g/km PM: 0,005g/km PM: 6,0x10 ^ 11/km  Chuẩn khí thải Euro 6 Áp dụng cho tất cả các xe đăng ký mới từ ngày 01/09/2015 Euro 6 giảm 67% mức cho phép đối với các oxit nitơ trong diesel và giới hạn số lượng hạt cho xăng Các nhà sản xuất ô tô đang sử dụng hai phương pháp để đáp ứng các giới hạn nghiêm ngặt của động cơ diesel Đầu tiên là khử xúc tác có chọn lọc, bao gồm chất lỏng chuyển nitơ oxit thành nước và nitơ được phun vào ống xả của ô tô Ngoài ra, một hệ thống tuần hoàn khí thải được lắp đặt, thay thế một phần khí thải bằng khí nạp để giảm lượng nitơ có thể biến thành NOx - Giới hạn khí thải Euro 6 (xăng) CO: 1,00g/km HC: 0,10g/km NOx: 0,06g / km PM: 0,005g/km PM: 6,0x10 ^ 11 / km - Giới hạn khí thải Euro 6 (động cơ diesel) CO: 0,50g / km HC + NOx: 0,17g / km NOx: 0,08g/km PM: 0,005g/km PM: 6,0x10 ^ 11 / km  Các tiêu chuẩn khí thải Euro đã có hiệu quả như thế nào? Theo số liệu của Hiệp hội các nhà sản xuất & kinh doanh ô tô, các tiêu chuẩn khí thải Euro đã có ảnh hưởng đáng kể trong việc giảm lượng khí thải Kể từ năm 1993, mức carbon monoxide đã giảm 82% đối với ô tô động cơ diesel và 63% đối với xăng và các chất dạng hạt giảm 96% Kể từ năm 2001, nitơ oxit giảm 84% và hydrocacbon giảm 50% trong ô tô chạy bằng xăng II ) QUY CHUẨN KHÍ THẢI XE Ô TÔ QCVN 05:2009/BGTVT QUY ĐỊNH Quy chuẩn quy định mức giới hạn khí thải, các phép thử và phương pháp thử, yêu cầu về quản lý và tổ chức thực hiện việc kiểm tra khí thải trong kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường xe ô tô sản xuất, lắp ráp (SXLR) và xe ô tô nhập khẩu mới Quy chuẩn này áp dụng đối với cơ quan, tổ chức và cá nhân có hoạt động liên quan đến SXLR và nhập khẩu xe ô tô Đối với xe áp dụng TCVN 6785, khi kiểm tra khí khối lượng trung bình đo được của các khí CO, HC + NOx từ xe lắp động cơ cháy cưỡng bức (dùng xăng, LPG hoặc NG), của các khí CO, HC + NOX và PM từ xe lắp động cơ cháy do nén dùng nhiên liệu điêzen phải nhỏ hơn giá trị giới hạn đối với từng loại khí nêu trong bảng dưới đây: Loại xe Khối lượng Giá trị giới hạn khí thải (g/km) chuẩn (Rm) A Xe chở người Không quá 6 người kể (kg) CO HC + NOx cả lái xe Tất cả 2,2 0,5 Khối lượng toàn bộ lớn nhất không quá 2500 kg Nhóm I Rm ≤ 1250 2,2 0,5 B Xe chở hàng, xe chở Nhóm II 1250 < Rm ≤ 1700 4,0 0,6 người không thuộc nhóm A nêu trên Nhóm III 1700 < Rm 5,0 0,7 Giá trị giới hạn khí thải cho xe lắp động cơ cháy cưỡng bức – mức EURO 2 Loại xe Giá trị giới hạn khí Khối lượng thải (g/km) chuẩn (Rm) Không quá 6 người (kg) CO HC + NOx PM kể cả lái xe A Xe chở người Khối lượng toàn bộ lớn nhất không quá 2500 kg Tất cả 1,0 0,7 0,08 Nhóm I Rm ≤ 1250 1,0 0,7 0,08 B Xe chở hàng, xe chở 1250 < Rm ≤ 1700 1,25 1,0 0,12 người không thuộc nhóm Nhóm II A nêu trên Nhóm III 1700 < Rm 1,5 1,2 0,17 Giá trị giới hạn khí thải của xe điêzen – mức EURO 2 Ngoài yêu cầu về mức giới hạn khí thải nêu trên, xe áp dụng TCVN 6785 còn phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật liên quan khác đối với khí thải từ đuôi ống xả và hơi nhiên liệu được quy định trong quy chuẩn này và TCVN 6785 Đối với xe áp dụng TCVN 6567, khi kiểm tra khí thải trong phép thử khối lượng trung bình đo được của các khí CO, HC, NOx và PM từ động cơ không được lớn hơn giá trị giới hạn tương ứng được quy định trong bảng dưới đây: CO HC NOx PM(1) 4,0 1,1 7,0 0,15 Chú thích: (1) Yêu cầu về PM không áp dụng cho các động cơ cháy cưỡng bức dùng LPG hoặc NG, động cơ cháy do nén không dùng nhiên liệu điêzen Giá trị giới hạn khí thải của động cơ xe – mức EURO 2 Cơ sở sản xuất phải bảo đảm việc lắp đặt động cơ lên xe trong quá trình sản xuất, lắp ráp sao cho không làm tăng các giá trị của độ giảm áp suất nạp, áp suất ngược của khí thải và công suất hấp thụ các thiết bị do động cơ dẫn động được nêu trong bản đăng ký thông số kỹ thuật quy định tại phụ lục 3 của Quy chuẩn này… Đối với xe áp dụng TCVN 6565 để kiểm tra độ khói tất cả xe lắp động cơ cháy do nén, ngoài việc phải áp dụng TCVN 6785 hoặc TCVN 6567 theo các quy định tương ứng nêu trên, đều phải kiểm tra độ khói theo quy định cụ thể trong quy chuẩn QCVN 05:2009/BGTVT Xe SXLR và nhập khẩu mới phải được kiểm tra khí thải theo quy định hiện hành của Bộ Giao thông Vận tải về kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe SXLR và nhập khẩu Cục Đăng kiểm Việt Nam chịu trách nhiệm triển khai, hướng dẫn thực hiện Quy chuẩn này trong kiểm tra chất lượng, an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe trong SXLR và nhập khẩu Nếu có vấn đề phát sinh liên quan đến quy định của quy chuẩn này trong khi thực hiện, Cục Đăng kiểm Việt Nam báo cáo Bộ Giao thông vận tải xem xét giải quyết III ) TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI MỨC 5 (EURO 5) TẠI VIỆT NAM Tại Điều 4, Quyết định số 49/2011/QĐ-TTg quy định về Lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải, theo đó: Các loại xe ôtô sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới phải áp dụng tiêu chuẩn khí thải mức 5 từ ngày 01 tháng 01 năm 2022 Như vậy, kể từ ngày 01/01/2022 tất cả các loại xe sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới phải áp dụng tiêu chuẩn mức 5 với các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 109:2021/BGTVT ( QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ KHÍ THẢI MỨC 5 ĐỐI VỚI XE Ô TÔ SẢN XUẤT, LẮP RÁP VÀ NHẬP KHẨU MỚI ) được ban hành bởi Bộ Giao Thông Vận Tải Nội dung chính của tiêu chuẩn khí thải của Euro nói về việc ban hành các quy định về mức các loại khí thải được phép xả ra trong quá trình hoạt động của các dòng xe ô tô, bao gồm particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), nitrogen oxide (NOx) và carbon monoxide (CO) Định mức khí thải này đối với các loại xe là khác nhau (xe tải khác xe con, xe con chạy dầu diesel khác xe con chạy xăng) Mục đích của tiêu chuẩn khí thải là để loại trừ những chiếc xe tạo ra quá nhiều ô nhiễm, bảo vệ môi trường, tạo ra các sản phẩm xe ô tô mới sạch hơn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phù hợp với tiêu chuẩn toàn cầu 1 Đối với động cơ xăng Khi kiểm tra khí thải trong phép thử loại I nêu tại điểm 3.2.1 Điều 3 Phần III Quy chuẩn QCVN:109:2021/BGTVT, khối lượng trung bình đo được của các khí CO, THC, NMHC, NOx và PM từ xe lắp động cơ cháy cưỡng bức (dùng xăng, LPG hoặc NG) phải nhỏ hơn giá trị giới hạn đối với từng loại chất nêu trong Bảng 1 dưới đây: Bảng 1 Giá trị giới hạn khí thải cho xe lắp động cơ cháy cưỡng bức (Động cơ xăng) – Mức 5 Chú thích: - chỉ áp dụng cho xe lắp động cơ phun nhiên liệu trực tiếp; - giá trị đứng trước tương ứng với phương pháp cân hạt bằng cân điện tử nhưng quan sát kết quả bằng mắt thường Giá trị đứng sau tương ứng phương pháp cân hạt tự động thông qua một thiết bị cân và chương trình phần mềm (PMP) 2 Đối với động cơ Diezen Khi kiểm tra khí thải trong phép thử loại I nêu tại điểm 3.2.1 Điều 3 Phần III Quy chuẩn QCVN:109:2021/BGTVT, khối lượng trung bình đo được của các khí CO, THC + NOx, NOx và PM từ xe lắp động cơ cháy do nén dùng nhiên liệu điêzen phải nhỏ hơn giá trị giới hạn đối với từng loại chất nêu trong Bảng 2 dưới đây: Bảng 2 Giá trị giới hạn khí thải của xe lắp động cơ cháy do nén – Mức 5 Chú thích: giá trị đứng trước tương ứng với phương pháp cân hạt bằng cân điện tử nhưng quan sát kết quả bằng mắt thường Giá trị đứng sau tương ứng phương pháp cân hạt tự động thông qua một thiết bị cân và chương trình phần mềm (PMP) Khi được áp dụng tiêu chuẩn khí thải mức 5, phần nào sẽ giúp giảm thiểu tác động đến môi trường và các vấn đề về khí hậu, đây như 1 tín hiệu tích cực góp phẩn cải thiện môi trường sống