Giáo trình - Ô tô và ô nhiễm môi trường - chương 8 potx

128 Chương 8 ĐỘNG CƠ S Ử DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ: MỘT GIẢI PHÁP LÀM GI Ả M Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Các giải pháp kĩ thuật cải thiện quá trình cháy và tăng cường xử lí trên đường xả như đã mô tả ở chương 7 chưa đủ để làm giảm một cách triệt để nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải động cơ đốt trong. Do đó, để nâng cao hiệu quả của việc chống ô nhiễm môi trường do phương tiện vận tải gây ra, chúng ta cần tác động đến nhiên liệu: nâng cao tính nă ng của nhiên liệu truyền thống hoặc sử dụng các loại nhiên liệu ‘sạch’. Sử dụng nguồn nhiên liệu khí để chạy động cơ ngoài việc đa dạng hóa nguồn năng lượng còn góp phần đáng kể vào việc giải quyết vần đề ô nhiễm môi trường do động cơ đốt trong gây ra. Phần 1: NHIÊN LIỆU KHÍ HÓA LỎNG LPG Nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG: khí dầu mỏ hóa lỏng) thường thuộc nhóm hydrocarbure có 3 hay 4 nguyên tử C (C 3 -C 4 ). Loại nhiên liệu này được phát triển và thương mại hóa từ những năm 1950. Mấy thập kỉ qua chúng được dùng chủ yếu cho công nghiệp và sinh nhiệt gia dụng. Việc nghiên cứu sử dụng chúng cho động cơ đốt trong trên phương tiện giao thông vận tải đã bắt đầu trong những năm gần đây. Tuy việc áp dụng loại nhiên liệu này trên ô tô cần những thiết bị cồng kềnh hơn nhiên liệu lỏng nhưng nó cho phép giảm được mức độ phát ô nhiễm và đó chính là điểm mà các nhà chế tạo ô tô quan tâm nhất hiện nay. 8.1. Trữ lượng LPG và thị trường tiêu thụ Là sản phẩm trung gian giữa khí thiên nhiên và dầu thô, nhiên liệu khí hóa lỏng có thể thu được từ công đoạn lọc dầu hoặc làm tinh khiết khí thiên nhiên. Vì vậy, nguồn gốc khí hóa lỏng phụ thuộc vào xuất xứ nhiên liệu. Nói chung trên thế giới có khoảng 40% LPG thu được từ quá trình lọc dầu thô. Sản lượng khí hóa lỏng trên thế giới năm 1995 là 130 triệu tấn, chiếm 2% tổng năng lượng tiêu thụ dưới các dạng khác nhau. Người ta dự kiến trong những năm đầu của thế kỉ 21, tổng sản lượng LPG trên thế giới sẽ đạt khoảng 200 triệu tấn/năm. Phần lớn lượng khí hóa lỏng thu được hiện nay được sử dụng làm nguồn chất đốt để sinh nhiệt gia dụng hay công nghiệp. Lượng khí hóa lỏng làm nhiên liệu cho ô tô đường trường hiện chỉ chiếm một tỉ lệ khiêm tốn: 1% ở Pháp, 3% ở Mỹ, 8% ở Nhật (hình 8.1). Tuy nhiên ở một số nước có chính sách khuyến khích sử dụng LPG làm nhiên Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 129 liệu cho ô tô nhằm mục đích giảm ô nhiễm môi trường thì tỉ lệ này rất đáng kể, chẳng hạn như Hà Lan, Ý (42%) Các số liệu trên chưa kể những động cơ trên các ô tô chuyên dụng sử dụng LPG (chẳng hạn ô tô chạy trong sân bay, xe nâng chuyển, máy móc nông nghiệp ). Pháp (tổng cộng 3Mt/năm) Hà Lan (tổng cộng 3,4 Mt/năm) Hình 8.1: Tỉ lệ tiêu thụ LPG ở vài nước tiêu biểu Sự phát triển ô tô dùng LPG phụ thuộc vào chủ trương của mỗi quốc gia, đặc biệt là phụ thuộc vào chính sách bảo vệ môi trường (hình 8.2). Sự khuyến khích sử dụng ô tô LPG thể hiện qua chính sách thuế ưu đãi của mỗi quốc gia đối với loại nhiên liệu này. Hình 8.2: Tỉ lệ ô tô sử dụng LPG Ở một số nước Châu Á, Hàn Quốc và Nhật Bản chẳng hạn, để giảm ô nhiễm môi trường đô thị, chính phủ các nước này khuyến khích, tiến tới bắt buộc taxi phải dùng nhiên liệu khí hóa lỏng. Hiện nay toàn bộ taxi Hàn Quốc đều dùng loại nhiên liệu này. Nhiên liệu (1%) Công nghiệp (15%) N ông nghiệp (17%) Gia dụng (67%) N hiên liệu (42%) Gia dụng (20%) Nông nghiệp (14%) Công nghiệp (24%) 8,7% Hà Lan Ý Pháp M ĩ Nhậ t Hàn Quốc 4,4% 0,1% 0 , 4% 0,7% 7,6% Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 130 Hình 8.3: Thành phần LPG tiêu biểu 8.2. Đặc tính nhiên liệu khí hóa lỏng 8.2.1. Thành phần hóa học Theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhiên liệu khí hóa lỏng phải có từ 19 đến 50% hydrocabure C 3 (propane và propylène). Ở Châu Á, thành phần nhiên liệu khí hóa lỏng khá ổn định, chứa chủ yếu là hydrocarbure C 4 , chẳng hạn như ở Hàn Quốc chỉ có butane là khí hóa lỏng được sử dụng chính thức. Ngược lại ở Mĩ thì chỉ có hydrocarbure C 3 được sử dụng. Hình 8.3 so sánh thành phần nhiên liệu khí hóa lỏng của Pháp và Mĩ. Cũng cần nhấn mạnh thêm rằng nhiên liệu khí hóa lỏng chứa rất ít lưu huỳnh. Thường nó chỉ chứa từ 40 ÷ 60ppm, thấp hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn Cộng đồng Châu Âu (200ppm). Do đó, động cơ dùng LPG phát rất ít các chất ô nhiễm gốc lưu huỳnh và hiệu quả của bộ lọc xúc tác được cải thiện. 8.2.2. Lí tính n-Penten Isopentane Buta-1,3-diène (Z)-but-2-ène (E)-but-2-ène Isobutene+but-1-ène n-Butane Isobutane Propane Propylène Ethane Méthane LPG California LPG Pháp 0% 0 , 6% 0 , 4% 6 , 6% 9 , 1% 1 , 1% 31 , 8% 91 , 3% 19 , 6% 0 , 3% 28 , 3% 0 , 03% 6 , 1% 0% 2 , 7% 0% 1 , 8% 0% 0 , 06% 0% 0% 0% 0 , 03% 0% Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 131 Nhiên liệu khí hóa lỏng có nhiệt trị riêng theo khối lượng (PCI m ) cao, cao hơn cả xăng hay dầu diesel (bảng 8.1). Tuy nhiên do khối lượng riêng của nó thấp, nhiệt trị riêng theo thể tích (PCI) thấp hơn nhiên liệu lỏng. Bảng 8.1: So sánh LPG và các loại nhiên liệu cổ điển Thông số đặc trưng Eurosuper Diesel Propane thương mại Butane thương mại LPG Khối lượng riêng (kg/dm 3 ) 0,725- 0.780 0,820- 0,860 0,51 0,58 0,51-0,58 Nhiệt trị thấp PCI - theo khối lượng (MJ/kg) - theo thể tích (MJ/dm 3 ) 42,7 32,0 42,6 35,8 46,0 23,5 45,6 26,4 45,8 25,0 8.2.3. Chỉ số Octane Nhiên liệu khí hóa lỏng được đặc trưng bởi chỉ số octane nghiên cứu (RON) cao, có thể dễ dàng đạt đến 98. Bảng 8.2 giới thiệu RON của các loại khí khác nhau. Chỉ số octane động cơ (MON) của LPG cũng cao hơn xăng. Bảng 8.2: Chỉ số octane của một số chất Chất RON MON Propane >100 100 Propène 102 85 n-Butane 95 92 Isobutane >100 99 But-1-ène (98) 80 But-2-ène 100 83 8.3. Sử dụng LPG trên ô tô Có hai dạng động cơ sử dụng nhiên liệu khí hóa lỏng hiện nay. Dạng thứ nhất nguyên thủy là động cơ xăng, được lắp đặt thêm hệ thống cung cấp nhiên liệu đặc biệt để làm việc với LPG. Dạng thứ hai là động cơ đánh lửa cưỡng bức được thiết kế để dùng nhiên liệu LPG. Trong cả hai trường hợp, nguyên lí cũng như kết cấu của hệ thống cung cấp nhiên liệu cho ô tô có những đặc điểm giống nhau. Phần sau đây sẽ trình bày những cải tạo kĩ thuật khi chuyển động cơ đánh lửa cưỡng bức dùng nhiên liệu lỏng sang dùng nhiên liệu khí. 8.3.1. Cải tạo hệ thống đánh lửa Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 132 Có hai dạng đánh lửa, mỗi dạng có những ưu nhược điểm riêng. 8.3.1.1. Đánh lửa bằng tia lửa điện Dạng đánh lửa này được áp dụng cho động cơ ô tô và động cơ công nghiệp có công suất trung bình. Bougie gồm cực trung tâm và một hay bốn cực chung quanh nối liền với thân máy. Khoảng cách giữa các điện cực được chỉnh cẩn thận (thường là 0,3 đến 0,4mm tùy theo loại bougie) sao cho đảm bảo được hiệu quả đánh lửa cao nhất. Đối với động cơ ga dùng cho ô tô, hệ thống đánh lửa giống như hệ thống đánh lửa của động cơ xăng nguyên thủy. 8.3.1.2. Đánh lửa bằng cách phun nhiên liệu mồi Đánh lửa được thực hiện bằng sự tự cháy của một lượng nhỏ nhiên liệu lỏng phun trước khi piston đến ĐCT. Nguyên tắc này giống như ở động cơ Diesel, chỉ có khác là việc điều chỉnh công suất được thực hiện bằng cách điều chỉnh thể tích khí ga nạp vào xi lanh còn lượng nhiên liệu lỏng phun mồi vẫn giữ cố định. Người ta gọi loại động cơ này là Diesel-ga hay lưỡng nhiên liệu (Dual-fioul). Phương pháp này chỉ được áp dụng cho động cơ công nghiệp công suất lớn (lớn hơn 1000kW). Các hạt nhiên liệu lỏng phun vào buồng cháy sẽ tự bốc cháy và tạo ra chừng ấy điểm đánh lửa trong hỗn hợp nhiên liệu-không khí. So với hệ thống đánh lửa cổ điển dùng tia lửa điện, người ta thấy hệ thống đánh lửa kiểu này hiệu quả hơn nhiều vì năng lượng do nó tỏa ra cao gấp nghìn lần so với hệ thống đánh lửa bằng tia lửa điện truyền thống và nó hầu như không phụ thuộc vào sự phân bố hỗn hợp trong buồng cháy. Trong trường hợp đó, sự gia tăng áp suất diễn ra nhanh chóng hơn và hiệu suất động cơ được cải thiện đáng kể. Phân tích đường cong áp suất cho thấy ở chế độ làm việc ổn định, sự gia tăng áp suất của loại động cơ này tương tự động cơ Diesel. Lượng nhiên liệu phun mồi rất nhỏ, nhỏ hơn cả lượng nhiên liệu cần thiết để duy trì chế độ không tải của động cơ Diesel. Vòi phun vì vậy không được làm mát đầy đủ nên cần phải lưu ý hiện tượng kẹt kim phun. Tỉ số nén của động cơ lưỡng nhiên liệu cũng được lựa chọn vừa đủ để đảm bảo nhiên liệu phun mồi tự bốc cháy nhưng không làm tự cháy hỗn hợp ga-không khí để tránh hiện tượng cháy kích nổ. Tỉ số nén thông thường là 13 đối với động cơ có đường kính xi lanh D=150mm; 11,5 đối với động cơ có D=250mm và 10,5 đối với động cơ có D=500mm. 8.3.1.3. So sánh hai phương pháp đánh lửa Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 133 Ưu điểm của phương pháp lưỡng nhiên liệu là: - Độ tin cậy khi đánh lửa cao, hiệu quả đánh lửa kéo dài và có thể đánh lửa với bất kỳ độ đậm đặc nào của hỗn hợp với điều kiện là mức độ rối của hỗn hợp ga-không khí đủ lớn. - Dễ dàng chuyển đổi sang lại động cơ Diesel khi có sự cố hệ thống ga. - Hiệu suất nhiệt động học cao. Nhược điểm của phương pháp lưỡng nhiên liệu là tỉ số nén cao làm hạn chế công suất cực đại theo tính chất nhiên liệu khí, trong khi đó việc đánh lửa bằng tia lửa điện cho phép lựa chọn tỉ số nén tối ưu cho từng loại ga sử dụng. Tuy nhiên việc giảm tỉ số nén sẽ dẫn tới việc giảm hiệu suất nhiệt của động cơ. 8.3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu Cho đến nay, hệ thống phun nhiên liệu khí vào đường nạp nhờ độ chân không tại họng Venturi được dùng phổ biến nhất. Tuy nhiên, những hệ thống phun nhiên liệu mới đang được nghiên cứu áp dụng thể hiện nhiều ưu điểm hơn, đặc biệt là hệ thống phun nhiên liệu ở dạng khí hóa lỏng ngay trước soupape nạp. Hệ thống này có ưu điểm là ngăn chặn sự bốc cháy của hỗn hợp trên đường nạp, hiệu suất của động cơ được nâng cao và mức độ phát ô nhiễm giảm đi rõ rệt. LPG có thể cung cấp cho động cơ ở dạng khí hay dạng lỏng. Ưu điểm của việc sử dụng GPL dưới dạng khí là sự đồng nhất hoàn hảo của hỗn hợp ga-không khí và tránh hiện tượng ướt thành đường nạp bởi nhiên liệu lỏng, hiện tượng này rất nhạy cảm khi động cơ khởi động và khi động cơ làm việc ở chế độ chuyển tiếp. Điều này cho phép làm giảm được mức độ phát sinh ô nhiễm (từ 30 đến 80% so với động cơ xăng nguyên thủy). Nhược điểm của việc cung cấp dạng này là quá trình điều khiển dài và sự cung cấp ga liên tục làm hạn chế khả n ăng khống chế tỉ lệ không khí/ga, đặc biệt là giai đoạn quá độ của động cơ. Cũng cần nhấn mạnh thêm rằng công suất động cơ giảm đi khoảng từ 5 đến 8% do tổn thất lượng không khí nạp do khí ga chiếm chỗ. Hệ thống cung cấp LPG bằng cách phun ở dạng lỏng cho phép sử dụng ưu thế của LPG để hạn chế những nhược điểm trên đây. Ưu điểm của việc phun LPG lỏng là tạo khả năng kiểm soát được độ đậm đặc ở mỗi lần phun với thời gian rất ngắn vì vậy có thể áp dụng các biện pháp hữu hiệu nhằm giới hạn mức độ phát ô nhiễm khi động cơ làm việc ở chế độ quá độ. Sự bốc hơi LPG làm giảm đáng kể nhiệt độ khí nạp do đó làm tăng hệ số nạp của động cơ. Mặt khác, màng nhiên liệu lỏng bám trên đường nạp không đáng kể gì so với khi động cơ làm việc với xăng. Điều này thuận lợi cho việc làm giảm mức độ phát sinh HC. Tuy nhiên việc sử dụng vòi phun thay vì bộ chế hòa khí do làm giảm thời gian tạo hỗn hợp và mật độ nhiên liệu cung cấp dẫn đến sự không đồng nhất của hỗn hợp và do đó có nguy cơ làm tăng nồng độ CO trong khí xả. Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 134 8.3.2.1. Bộ chế hòa khí Có nhiều dạng bộ chế hòa khí dựa trên nguyên tắc ống Venturi. Sau đây chúng ta sẽ nghiên cứu một số dạng chính. 1. Bộ chế hòa khí dạng màng Hình 8.4 thể hiện sơ đồ mặt cắt của một bộ chế hòa khí dạng màng. Khi dừng động cơ, van C đóng đồng thời đường vào không khí và ga dưới tác dụng của lò xo R. Màng M chịu áp suất của khí nạp ở một bên còn bên kia, chịu áp suất sau họng venturi được truyền qua nhờ bốn lỗ F. Khi lưu lượng không khí tăng dần, van xa dần khỏi đế, tạo ra một tiết diện lưu thông cho bởi lõi định dạng O. Biên dạng của lõi này được xác định theo nhiệt trị của nhiên liệu. Bộ phận này cho phép đạt được hỗn hợp có thành phần không đổi trong toàn bộ phạm vi hoạt động của động cơ. Sự điều chỉnh tinh được thực hiện nhờ tác động vào hai bộ phận sau: - Bộ giãn nở trên đường ga cho phép điều chỉnh áp suất ga-không khí và tác động lên độ đậm đặc của hỗn hợp chủ yếu ở chế độ tải thấp. - Bướm V tạo ra một tổn thất áp suất thay đổi và tác động chủ yếu khi công suất động cơ đạt cực đại. Hình 8.4 : Bộ chế hòa khí dạng màng 2. Bộ chế hòa khí dạng van modul hóa Hình 8.5 biểu diễn mặt cắt của bộ chế hòa khí kiểu van modul hóa. Khí ga được hút vào phía sau bướm sau khi modul hóa lưu lượng nhờ một bộ định lượng. Khi sử dụng hệ thống này trên các động cơ khác nhau chỉ cấn thay đổi bộ định lượng và gicleur tiêu chuẩn. Hệ thống này cho phép động cơ làm việc lưỡng nhiên liệu xăng và ga, bộ chế hòa khí xăng được lắp phía trướ c họng ga. Ga Không Không Ga Vb: Vít chống xoay Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 135 3. Họng Venturi vạn năng Họng Venturi vạn năng (hình 8.6) được thiết kế để dùng cho bộ chế hòa khí hỗn hợp. Nó giống như một chiếc đệm và có thể được lắp đặt ở bất cứ nơi nào trên đường nạp: - Giữa bầu lọc gió và bộ chế hòa khí xăng. - Ở đế chế hòa khí, phía trước bướm ga. Hình 8.7: Tạo hỗn hợp bằng cách dẫn khí ga vào họng bộ chế hòa khí nguyên thủy 4. –ng ga đặt thẳng vào họng Dạng cải tạo này dùng họng Venturi nguyên thủy của động cơ xăng. Ga được một ống dẫn tới vùng chân không của họng (hình 8.7). –ng này có thể dẫn theo đường trục của chế hòa khí hay vuông góc với đường trục bằng cách khoan xuyên qua thành bộ chế hòa khí. 5. Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu Venturi trên ô tô hiện đại Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu khí nhờ độ chân không tại họng ống Venturi trên ô tô hiện đại được trình bày trên hình 8.8. LPG được nén trong bình chứa với áp suất từ 7 ÷ 10 bar sau đó được giãn nở và bay hơi đến một áp suất nạp thấp hơn áp suất khí trời. Nhờ độ chân không tại họng, LPG được hút vào đường nạp. Hình 8.5: Bộ chế hòa khí dạng van modul hóa Hình 8.6 : Họng Venturi vạn năng Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 136 Lưu lượng LPG cung cấp được khống chế bởi bộ phận giãn nở và độ chân không ở ống Venturi. Với bộ chế hòa khí hiện đại, lưu lượng LPG được điều khiển bởi một bộ vi xử lý chuyên dụng. Hệ thống cung cấp nhiên liệu này đi kèm với ống xả xúc tác là giải pháp rất lí tưởng để làm giảm ô nhiễm. Tuy nhiên, việc nạp nhiên liệu dưới dạng khí ảnh hưởng xấu đến hệ số nạp làm giảm công suất và momen động cơ so với động cơ cùng cỡ chạy bằng nhiên liệu lỏng. Hình 8.8: Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu ống Venturi trên ô tô hiện đại 8.3.2.2. Cung cấp ga trực tiếp nhờ soupape ga Hình 8.9: Cung cấp ga bằng soupape ga Bộ giãn nở Bình nhiên liệu LPG Lọc khí Venturie Phun xăng Máy tính LPG – ng xả xúc tác Cảm biến Bộ chuyển xăng/LPG Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 137 Đối với động cơ ga công suất lớn, ga thường được cung cấp bởi một soupape đặc biệt được đặt trước cửa nạp hay ngay trong xi lanh (hình 8.9). Soupape này có thể điều khiển bởi một cánh tay đòn hay bởi một xi lanh thủy lực. Soupape ga được mở trễ hơn một chút so với soupape nạp để tránh thất thoát ga ra đường xả trong giai đoạn trùng điệp. Lượng ga nạp vào đượ c điều chỉnh nhờ thời gian mở soupape ga hay độ chênh áp giữa ga và không khí. 8.3.2.3. Phun nhiên liệu Nhiên liệu LPG có thể được cung cấp bằng hệ thống phun vào cổ góp (phun tập trung) hay phun vào trước soupape nạp của từng cylindre (phun riêng rẽ). Áp suất nhiên liệu trước vòi phun của hai kiểu phun này đều cao hơn áp suất khí quyển. Nhiên liệu phun vào đường nạp động cơ có thể dưới dạng khí hay lỏng, trong đó phun nhiên liệu dạng lỏng có nhi ều hứa hẹn nhất. Hình 8.10 trình bày sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG (phun nhiên liệu dưới dạng lỏng) của động cơ lưỡng nhiên liệu (LPG và xăng). Nhiên liệu LPG dưới dạng lỏng từ bình nhiên liệu được hút nhờ một bơm chuyển và duy trì áp suất dư trên đường ống khoảng 5 bar để tránh sự bốc hơi. Nhiên liệu sau đó được đưa qua bộ lọc và bộ điều áp trước khi dẫn đến vòi phun . Vòi phun được một bộ vi xử lý chuyên dụng điều khiển một cách tự động. Bộ vi xử lý này nhận phần lớn các tín hiệu cần thiết từ hệ thống cung cấp nhiên liệu xăng đã có và được bổ sung thêm những thông tin đặc thù khác của hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG. Bộ vi xử lý đối với xăng Bộ vi xử lý đối với LPG Vòi phun xăng Vòi phun LPG Lọc gió Hòi lưu LPG Bình chứa LPG –ng xả xúc tác Cảm biến oxy Bơm Điều hòa áp suất [...]... hỏi: - Chính sách thuế khuyến khích người sử dụng - Cơ sở hạ tầng phục vụ việc cung cấp NGV cho ô tô (Trạm dịch vụ công cộng hay cá nhân, hình 8. 24 và 8. 25) - Giải quyết được vấn đề tâm lí của người sử dụng liên quan đến tính an toàn của ô tô dùng NGV Hình 8. 24: Trạm dịch vụ công cộng cung cấp NGV cho ô tô 162 Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường Hình 8. 25:... giảm ô nhiễm môi trường 0,6 0,4 Giới hạn Euro 96 0,2 HC (g/km) 0,2 1 0,4 0,6 0 ,8 1,0 2 3 CO (g/km) Hình 8. 14: So sánh mức độ phát ô nhiễm của ô tô dùng xăng và LPG Bảng 8. 3: Mức độ phát ô nhiễm của ô tô sử dụng LPG so với các tiêu chuẩn khắt khe nhất hiện nay Chất ô nhiễm CO HC NOx Giới hạn cho phép Europe 2000 California (g/km) ULEV (g/mile) 2,30 1,70 0,20 0,04 0,15 0,20 Mức độ phát ô nhiễm Chu trình. .. động cơ LPG về mặt phát sinh ô nhiễm, đặc biệt đối với dự luật về ô nhiễm môi trường khi động cơ làm việc ở nhiệt độ nạp thấp 142 Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường Hình 8. 15: So sánh thành phần hydrocarbure trong khí xả của ô tô dùng xăng và LPG HC+NOx (g/km) 1,2 -1 5°C -7 °C Euro 93 0,97 -7 °C 0 ,8 22°C 0°C Euro 96 0,5 0,4 -7 °C 22°C Diesel LPG Xăng 7°C... 5% 8. 4.2 Mức độ phát ô nhiễm Ô tô sử dụng LPG phát sinh rất ít ô nhiễm Đây là đặc điểm rất đáng quan tâm đối với công tác bảo vệ môi trường 8. 4.2.1 Các chất ô nhiễm thông thường Như được giới thiệu trên hình 8. 14, sự phát sinh ô nhiễm trong khí xả động cơ LPG giảm đi rất đáng kể so với động cơ xăng Bảng 8. 3 cho thấy một ô tô sử dụng LPG thõa mãn một cách dễ dàng tiêu chuẩn Cộng đồng Châu Âu 2000 và. .. cơ NGV 8. 8 Cân bằng năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường của hệ ô tô NGV Sau đây chúng ta sẽ khảo sát sự cân bằng năng lượng liên quan đến quá trình cung cấp nhiên liệu khí thiên nhiên (vận chuyển, nén và phân phối) và tính năng của động cơ sử dụng NGV, đặc biệt là tính năng liên quan đến vấn đề ô nhiễm 156 Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 8. 8.1 Tiêu... làm giảm ô nhiễm môi trường Suất tiêu hao nhiên liệu (g/kWh) Hiệu suất toàn bộ 204 186 41,2 39,4 Bảng 8. 13: Mức độ phát ô nhiễm của động cơ dùng NGV Chất ô nhiễm CO (g/mile) HC tổng HC không mèthane NOx (g/mile) CO2 (g/mile) Tiêu thụ nhiên liệu Hoạt động độc lập Mức độ 0,655 0,230 0,016 0,112 226,6 28, 5 175 B Ô nhiễm: Bảng 8. 13 cho chúng ta một vài ví dụ liên quan đến mức độ phát ô nhiễm của ô tô vận... 0,5 0,5 1,5 15,3 9,3 Algérie 83 ,7 6 ,8 2,1 0 ,8 0,4 5 ,8 - 0,2 Đông Âu 85 ,3 5 ,8 5,3 2,1 0,2 0,9 - 0,4 Irak 56,9 21,2 6,0 3,7 1,6 - 3,5 7,1 Mĩ 86 ,5 8, 0 1,9 0,3 0,2 2,6 - 0,5 Indonesi a 65,7 8, 5 14,5 5,1 0 ,8 1,3 - 4,1 8. 6.2 Nhiệt trị Thông thường, nhiệt trị của khí thiên nhiên được tính theo kWh/m3 ở điều kiện thường (101,3 kPa và 00C) Trong sử dụng NGV làm nhiên liệu cho ô tô, để tiện so sánh với nhiên... bảo nạp ga chậm, khoảng 4lít/giờ với áp suất 200bar 8. 7.2 Tổ chức quá trình cháy 153 Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường Hai dạng ô tô có thể dùng NGV đó là ô tô chuyên dụng và ô tô bus Tùy theo dạng sử dụng, giải pháp kĩ thuật về tổ chức quá trình cháy có thể khác nhau Ô tô chuyên dụng thường dùng động cơ xăng nên khi cải tạo nó sang dùng NGV cần chú ý... Hình 8. 13: Bố trí các hệ thống trên ô tô LPG 8. 4 Tổng hợp kinh nghiệm về ô tô dùng LPG Sử dụng LPG làm nhiên liệu cho động cơ nói chung là rất có lợi không những về tính kinh tế mà còn làm giảm rất rõ rệt mức độ ô nhiễm môi trường so với động cơ sử dụng nhiên liệu cổ điển (xăng, diesel) 8. 4.1 Tính năng của ô tô LPG Tính năng của động cơ LPG thường được so sánh với động cơ xăng cùng cỡ 8. 4.1.1 Momen, công... lửa và hệ thống phân phối khí thì ô tô NGV có mức độ phát sinh ô nhiễm thấp hơn động cơ xăng khoảng 50% .Trường hợp thứ hai, nếu xét một động cơ đã được thiết kế chuyển đổi để chuyên dùng nhiên liệu NGV thì động cơ dùng NGV có mức độ phát ô nhiễm rất thấp so với động cơ xăng có cùng công suất và momen (bảng 8. 12) 8. 8.2.2 Xe bus và xe vận tải Đánh giá mức độ phát ô nhiễm cũng như tính năng của ô tô phụ . các chất ô nhiễm gốc lưu huỳnh và hiệu quả của bộ lọc xúc tác được cải thiện. 8. 2.2. Lí tính n-Penten Isopentane Buta-1,3-diène (Z)-but- 2- ne (E)-but- 2- ne Isobutene+but- 1- ne n-Butane Isobutane Propane Propylène Ethane Méthane LPG. khích sử dụng LPG làm nhiên Chương 8: Động cơ sử dụng nhiên liệu khí: một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường 129 liệu cho ô tô nhằm mục đích giảm ô nhiễm môi trường thì tỉ lệ này rất đáng. Hình 8. 14: So sánh mức độ phát ô nhiễm của ô tô dùng xăng và LPG Bảng 8. 3: Mức độ phát ô nhiễm của ô tô sử dụng LPG so với các tiêu chuẩn khắt khe nhất hiện nay Chất ô nhiễm Giới