Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ LPG DO và góc phun sớm đến hàm lượng các chất độc hại có trong khí thải động cơ diesel cỡ nhỏ chạy bằng LPG và DO

MỤC LỤC Trang Mục lục… Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng……………………………………………………… Danh mục hình……………………………………………………… Lời nói đầu……………………………………………………………… Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 10 1.1 Yêu cầu nhiên liệu động đốt 10 1.2 Phân loại nhiên liệu động đốt 12 1.3 Thành phần hóa học nhiên liệu ĐCĐT 22 1.4 Tính chất lý-hóa sản phẩm dầu mỏ 25 1.5 Nhiên liệu diesel 32 Chương 2: ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU VÀ GÓC PHUN SỚM ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 39 2.1 Các chất độc hại khí thải động đốt 39 2.2 Cơ chế hình thành chất độc hại khí thải động đốt 45 2.3 Ảnh hưởng nhiên liệu đến hàm lượng chất độc hại khí thải động đốt 56 2.4 Ảnh hưởng góc phun sớm đến hàm lượng chất độc hại khí thải động diesel 62 Chương 3: VẤN ĐỀ SỬ DỤNG KHÍ HĨA LỎNG CHẠY ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 67 3.1 Khí hóa lỏng 67 3.2 Động đốt chạy LPG 74 Chương 4: THÍ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ LPG/DO VÀ GÓC PHUN SỚM ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL ……… 86 4.1 Mục tiêu nội dung thí nghiệm 86 4.2 Trang thiết bị thí nghiệm 86 4.3 Phương pháp thí nghiệm 99 4.4 Kết thí nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ LPG/DO đến hàm lượng chất độc hại khí thải động diesel 195S 101 4.5 Kết thí nghiệm ảnh hưởng góc phun sớm nhiên liệu chất độc hại khí thải động diesel 195S 103 4.6 Kết luận đề xuất ý kiến 107 Tài liệu tham khảo 109 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT A American Society for Testing and Materials ASTM B Bảng C Chất thải dạng hạt C Chỉ số Octane D Dầu Diesel Đ Động đốt Đ Điểm chết ĐCT Đ Điểm chết ĐCD H Hình 10 S Sản phẩm dầu mỏ 11 L Khí hóa lỏng 12 T Tiêu chuẩn Việt nam 13 T Tỷ trọng VG 14 T Tetraethyllead TEL 15 T Tetramethyllead TML 16 G Góc phun sớm B PM MON DO ĐCĐT H SPDM LPG TCVN  DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1-1 Phân loại tổng quát nhiên liệu ĐCĐT………………………… 10 Bảng 1-2 Một số tính chất khí đốt ….……………………………… 11 Bảng 1-3 Thành phần số loại khí lọc-hố dầu………………… 11 Bảng 1-4 Dầu hoả theo tiêu chuẩn ASTM - D.3699-90………………… 15 Bảng 1-5 Dầu hoả theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 6240 – 1997 15 Bảng 1-6 Tính chất nhiệt động số loại nhiên liệu lỏng … 17 Bảng 1-7 Thang màu Ostwald…………………………………………… 23 Bảng 1-8 Chỉ tiêu kỹ thuật nhiên liệu diesel theo ASTM D975…… 35 Bảng 1-9 Nhiên liệu diesel - PETROLIMEX………………………… 36 Bảng 3.1 : Đặc trưng kỹ thuật LPG………………………………… 66 Bảng 3.2: Đặc tính lý hóa loại LPG thương phẩm……………… 67 Bảng 3.3: So sánh LPG với loại nhiên liệu cổ điển………………… 68 Bảng 3.4: So sánh LPG với xăng dầu diesel………………………… 68 Bảng 3.5 : Chỉ số octane số chất 69 Bảng 3.6: Chỉ tiêu chất lượng LPG PTROLIMEX……………… 69 Bảng 3.7: LPG Nga theo tiêu chuẩn NOP 2044 – 75……………… 70 Bảng 3-8 Sản lượng tiêu thụ khí hố lỏng châu Á 71 Bảng 3.9:Mức độ phát sinh ô nhiễm ô tô sử dụng LPG…… ……… 82 Bảng 4-1 Đặc điểm kỹ thuật động diesel S195…………………… 85 Bảng 4-2 Thông số kỹ thuật máy phát điện T - 7,5………………… 86 Bảng 4-3 Các thông số photointerupter ITR-H-0115……………… 90 Bảng 4-4 Kết thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ LPG/DO đến hàm lượng chất độc hại khí thải động D12……………………… 99 Bảng 4-5 Kết thực nghiệm ảnh hưởng góc phun sớm đến hàm lượng chất độc hại khí thải động D12……………………… 101 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang H 1-1 Sơ đồ lị sinh khí…………………………………………………… 12 H 1-2 Quan hệ VG , DI CN……………………………………… 32 H 1-3 Khe hở cặp siêu xác khả lọc……………… 33 H 1-4 Đường ngưng tụ đường sôi hỗn hợp H2O - H2SO4 áp suất 0,115 at…………………………………………………………………… 34 H 1-5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ ăn mòn hỗn hợp H2O H2SO4…………………………………………………………………………………………………………… 34 H 2-1 Phổ xạ từ mặt trời (a) mặt đất (b)………………………… 40 H 2-2 Hiệu ứng nhà kính………………………………………………… 40 H 2-3 Tỉ lệ % chất khí gây hiệu ứng nhà kính…………………… 40 H 2-4 Biến thiên tỷ lệ NO2/NO theo tải tốc độ quay động diesel 44 H 2-5 Đặc điểm biến thiên  theo tải tốc độ quay động xăng………………………………………………………………………… 46 H 2-6 Những khu vực xuất hiện tượng màng lửa……………… 46 H 2-7 Đặc điểm phân bố thành phần hỗn hợp cháy tia nhiên liệu động diesel……………………………………………………………… 47 H 2-8: Ảnh hưởng hệ số dư lượng khơng khí () đến nồng độ monoxide carbon (CO)…………………………………………………… 49 H 2-9: Ảnh hưởng  đến hàm lượng chất CO, NOx,và HC khí thải động xăng………………………………………………… 50 H 2-10 Q trình tạo bồ hóng động diesel……………………… 52 H 2-11 Cấu trúc chuỗi bồ hóng dạng hạt sơ cấp……………… 52 H 2-12 Cấu trúc tinh thể graphit mơ hình cấu trúc hạt sơ cấp………… 52 H 2-13 Ảnh hưởng số cetane đến hàm lượng CO HC khí thải động diesel………………………………………………………… 60 H 2-14 Ảnh hưởng góc phun sớm đến áp suất nhiệt độ xylanh động diesel 61 H 2-15 Quan hệ góc phun sớm tối ưu (opt) với cơng suất (Ne) 61 H 2-16: Ảnh hưởng góc phun sớm tới mức độ phát sinh ô nhiễm động diesel 63 H 2-17 Ảnh hưởng góc phun sớm đến mức độ phát sinh CnHm 63 NOx H 3-1 Tỷ lệ sử dụng khí hố lỏng Pháp (a) Hà lan (b) 71 H 3-2: Bộ chế hồ khí dạng màng 76 H 3-3: Bộ CHK dạng van modul 76 H 3-5: Tạo hỗn hợp cách dẫn khí ga vào họng CHK nguyên thuỷ 77 H 3-6: Hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu ống Venturi ô tô đại 78 H 3.7: Cung cấp ga soupape ga 78 H 3-8: Hệ thống phun nhiên liệu LPG dạng lỏng 79 H 3-9: Hệ thống bốc giãn nở LPG 80 H 3-10: So sánh mức độ phát ô nhiễm ô tô dùng xăng LPG 82 H 3-11: So sánh thành phần hydrocarbure khí xả động dùng xăng LPG 83 H 3-12: Ảnh hưởng nhiệt độ đến mức độ phát sinh ô nhiễm ô tô 83 H 4-1 Động diesel S195 85 H 4-2 Máy phát điện 86 H 4-3 Cụm phụ tải 87 H 4-4 Cặp nhiệt điện 88 H 4-5 Cấu tạo cảm biến tốc độ 89 H 4-6 Sơ đồ nguyên lý van điện từ 90 H 4-7 Hình ảnh thực tế van điện từ 91 H 4-8 Bộ vi xử lý trung tâm vi mạch điều khiển 91 H 4-9 Điều khiển cấp nhiên liệu 92 H 4-10 Thiết bị đo độ đục khí thải MDO 92 H 4-11 Thiết bị MGT5 đo hàm lượng HC CO 93 H 4-12 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu 93 H 4-13 Sơ đồ nguyên lý giảm áp-hoá 94 H 4-14 Hình ảnh thực tế giảm áp-hố 95 H 4-15 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu 96 H 4-16 Bộ trộn dạng 96 H 4-17 Các điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu 97 H 4-18 Biến thiên độ đục khí thải theo tỷ lệ LPG/DO 99 H 4-19 Ảnh hưởng tỷ lệ LPG /DO đến hàm lượng HC 100 H 4-20 Ảnh hưởng tỷ lệ LPG /DO đến hàm lượng CO 100 H 4-21 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đục khí thải chế độ n = 102 1200 v/ph, Ne = 2,6 kW H 4-22 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ HC chế độ n = 102 1200 v/ph, Ne = 2,6 kW H 4-23 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1200 102 v/ph, Ne = 2,6 kW H 4-24 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đục khí thải 103 H 4-25 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nịng độ HCở chế độ n = 1400 103 v/ph, Ne = 3,1 kW H 4-26 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1400 103 v/ph, Ne = 3,1 kW H 4-27 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đc khí thải chế độ n = 104 1600 v/ph, Ne = 3,6 kW H 4-28 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ HC chế độ n = 1600 104 v/ph, Ne = 3,6 kW H 4-29 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1600 v/ph, Ne = 3,6 kW 104 LỜI NÓI ĐẦU Trên giới nay, vấn đề ô nhiễm môi trường trở nên ngày nghiêm trọng Ơ nhiễm mơi trường bắt nguồn từ nhiều ngun nhân khác nhau, khí thải từ động đốt phương tiện giao thông vận tải nguồn nguy hại đáng kể Bên cạnh đó, khủng hoảng thị trường dầu mỏ giới khiến giá xăng dầu leo thang đặt vấn đề phải tìm kiếm nguồn nhiên liệu thay cho nguồn nhiên liệu truyền thống nhằm chủ động việc cung cấp nhiên liệu Các nguồn lượng giới ứng dụng ngày phổ biến là: khí Hyđrơ, khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), khí tự nhiên hóa lỏng (LNG), lượng mặt trời, lượng gió… Các nguồn lượng khơng đem lại lợi ích to lớn kinh tế - xã hội mà nguồn lượng “sạch” bảo vệ môi trường Phương án, giải pháp nhằm hạn chế ô nhiễm, bảo vệ môi trường quốc gia giới lựa chọn ngăn chặn, giảm thiểu bước khắc phục hậu ô nhiễm Tại châu Âu Mỹ đa phần áp dụng tiêu chuẩn khí thải phương tiện giao thông vận tải phải đạt mức tiêu chuẩn Euro lo ngại khí thải phương tiện gây ô nhiễm Ở Việt Nam với tăng trưởng mạnh mẽ kinh tế kèm gia tăng mạnh mẽ phương tiện giao thông vận tải để đáp ứng nhu cầu lại, lưu thông hang hóa; tình trạng nhiễm khơng khí động đốt gây ngày trầm trọng Chính phủ Việt Nam quan tâm lớn đến vấn đề : Ban hành Quyết định 249 /2005/QĐ-TTg ngày 10 /10 /2005 Thủ tướng Chính phủ lộ trình áp dụng việc kiểm tra khí thải bắt buộc phương tiện giới đường Trên giới Việt Nam có nhiều nghiên nhằm hạn chế vấn đề ô nhiễm môi trường động đốt gây : thay nhiên liệu có sản phẩm cháy độc hại hơn; cải tiến động nhằm tăng hiệu suất đốt cháy, ứng dụng “tự động hóa”, “điều khiển” vào trình vận hành động nhằm tối ưu hóa q trình cháy; thiết kế loại ống xả có phận lọc, trung hòa làm giảm loại khí NOx, CO… thiết kế sản xuất động điện động “lưỡng tính” chạy xăng điện (hybryd) Việc sử dụng nhiên liệu thay cho phương tiện vận tải trở thành xu hướng Đối với nước phát triển, việc sử dụng song song hai loại nhiên liệu xăng - LPG, diezel - LPG… cho động trở nên phổ biến mang lại hiệu việc tiết kiệm nhiên liệu an tồn mơi trường Nhằm góp phần vào cơng việc nghiên cứu làm giảm ảnh hưởng khí thải động diesel đến môi trường chọn đề tài : “ Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ LPG/DO góc phun sớm đến hàm lượng chất độc hại có khí thải động diesel cỡ nhỏ chạy LPG DO” Để hồn thành đề tài tơi xin chân thành cảm ơn PGS-TS Nguyễn Văn Nhận tận tình hướng dẫn Chân thành cảm ơn PGS-TS Quách Đình Liên, PGS-TS Trần Gia Thái thầy giáo khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy giúp đỡ trình thực nghiệm đề tài Chân thành cảm ơn toàn thể CB, NV Trung tâm Đăng kiểm XCG Khánh hòa tạo điều kiện vật chất thời gian để tơi hồn thành đề tài Qua xin gửi lời cảm ơn đến bạn học viên lớp KTTT2008 bạn sinh viên khoa Kỹ thuật tàu thủy chung sức ngày thực nghiệm Do thời gian có hạn, trình độ cịn non nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót mong có đường thơng cảm quí thầy bạn Nguyễn Xuân Thu Chương TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 1.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhiên liệu dùng cho động đốt (ĐCĐT) phải đáp ứng yêu cầu sau : - Hồ trộn dễ dàng với khơng khí cháy nhanh; - Có nhiệt trị thể tích cao, tức cháy toả nhiều nhiệt từ đơn vị thể tích nhiên liệu; - Sản phẩm cháy không gây ô nhiễm môi trường; - Vận chuyển, bảo quản phân phối dễ dàng; - Những yêu cầu đặc biệt khác, tùy thuộc vào chủng loại đặc điểm riêng động cơ, ví dụ : tính chống kích nổ, tính tự bốc cháy, v.v Q trình đốt cháy nhiên liệu loại ĐCĐT phép diễn thời gian ngắn, từ vài phần trăm đến vài phần ngàn giây Tuỳ thuộc vào chủng loại động mà nhiên liệu phải đáp ứng yêu cầu khác Ở động hình thành hỗn hợp cháy bên ngồi phát hỏa tia lửa động carburetor động phun xăng, nhiên liệu phải loại dễ bay để hồ trộn nhanh với khơng khí vào xylanh phải có tính chống kích nổ đủ cao để đảm bảo hiệu suất nhiệt cao Ở động diesel, nhiên liệu sau phun vào buồng đốt phải hoà trộn với khơng khí tự phát hỏa khoảng thời gian ngắn Nhiên liệu khí có ưu điểm lớn dễ hồ trộn với khơng khí để tạo thành hỗn hợp cháy đồng có tính chống kích nổ cao xăng, nhiên liệu tốt cho động phát hoả cưỡng (phát hỏa tia lửa điện) Khi cháy hồn tồn, nhiên liệu khí khơng để lại tro cặn Nhược điểm nhiên liệu khí có nhiệt trị thể tích thấp, sử dụng cho động ôtô phải chứa bình có áp suất lớn (tới 200 bar ), tầm hoạt động ôtô bị hạn chế 10 6) Thiết bị kiểm tra HC, CO H 4-11 Thiết bị MGT5 đo hàm lượng HC CO Thiết bị hãng MAHA sản xuất kiểm chuẩn sử dụng Trung tâm Đăng kiểm XCG Khánh Hòa Thiết bị bao gồm buồng đo, đầu lấy mẫu kết nối với máy vi tính để sử lý số liệu trực tiếp 7) Hệ thống cung cp nhiờn liu LPG Van tiết lưu Bộ giảm áp hóa Bộ trộn LPG-không khí ECU Họng nạp Bình LPG Solenoid valve H 4-12 Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu 95 Bình LPG Bình chứa LPG có nhiệm vụ dự trữ ga để cung cấp cho động cơ, chạy với hỗn hợp lưỡng nhiên liệu DO-LPG Bình chứa LPG phải đảm bảo an tồn, khơng có tượng rị rỉ khơng làm việc Và an tồn sử sụng Do ta sử dụng bình chứa LPG có bán sẵn thị trường kiểm định an tồn Đó loại bình dùng cho bếp ga Bộ giảm áp hóa (Pneumatic LPG Reducer) Bộ giảm áp hóa có nhiệm vụ chuyển đổi nhiên liệu LPG trạng thái lỏng sang trạng thái trước đưa vào trộn điều khiển lưu lượng LPG đưa vào động theo chế làm việc Bộ giảm áp – hoá chia làm nhiều ngăn nhờ màng chắn đặc biệt Nhiệt độ cần thiết cho hoá LPG cung cấp nhờ nước nóng từ đường nước làm mát động sấy nóng giảm áp hóa gia nhiệt H 4-13 Sơ đồ nguyên lý giảm áp-hoá – Vít điều chỉnh; – Van định lượng ; – Màng cao su tổng hợp; – Đòn bẩy ; - Đường LPG đến trộn; – Van điện từ; – Màng cao su tổng hợp; – Lò so; – Đòn bẩy; 10 – Van giảm áp; 11 - Đường nạp nhiên liệu LPG LPG lỏng áp suất bình chứa di chuyển qua van an toàn đến họng nạp 11 vào buồng giảm áp (A) thông qua van giảm áp 10 Tại áp suất LPG giảm xuống khoảng 0,45 – 0,65 bar Bình thường với áp suất cao, dòng LPG lỏng mở van giảm áp 10 vào bên buồng A Khi áp suất bên buồng A gia tăng tới 96 giá trị quy định, đẩy màng cao su dịch chuyển xuống dưới, nén lò xo làm cho van giảm áp đóng lại thơng qua địn bẩy 9, ngăn không cho nhiên liệu LPG vào buồng (A) khống chế áp suất theo quy định cân áp suất buồng A lò xo diện tích chịu áp màng Sau qua buồng (A), nhiên liệu tiếp tục vào buồng (B) thông qua van định lượng Buồng thông với trộn đặt họng khuyếch tán nhiên liệu LPG hút vào trộn động hoạt động Màng cao su buồng B di chuyển lên xuống nhờ áp suất nạp, dịch chuyển làm cho đòn bẩy mở van định lượng để nhiên liệu LPG từ buồng (A) sang buồng (B) Nếu viêc hút nhiên liệu tăng lên trộn, truyền qua buồng (B) màng cao su 3, cho phép nhiều LPG qua van định lượng Ngược lại lực hút trộn giảm xuống, lực đẩy lị xo vít điều chỉnh điều khiển địn bẩy đóng dần van định lượng 2, giới hạn lượng nhiên liệu LPG vào Khi động ngừng hoạt động, lò xo vít điều chỉnh tác động lên địn bẩy khố van định lượng 2, bảo đảm không cho nhiên liệu LPG qua van định lượng H 4-14 Hình ảnh thực tế giảm áp-hoá Van tiết lưu Van tiết lưu có chức thay đổi lượng LPG cấp vào động Để điều chỉnh lượng LPG cấp vào động ta thay đổi tiết diện van tiết lưu Điều chỉnh mặt côn sang trái sang phải ta điều chỉnh lưu lượng LPG vào buồng cháy động 97 Gas vào Gas H 4-15 Sơ đồ nguyên lý van tiết lưu Bộ trộn LPG Chức trộn hịa trộn hỗn hợp LPG-khơng khí để đưa vào buồng đốt động Lưu lượng khí nạp thông số quan trọng lắp đặt trộn Bộ trộn lắp cổ góp nạp Đường gas sau hóa giảm áp trạng thái có áp suất gần áp suất khí đến trộn để hịa trộn nhiên liệu LPG-khơng khí tạo thành hỗn hợp nhiên liệu cung cấp cho động Với loại động trộn có hình dạng, kích thước, tiết diện lỗ khí khác Bộ trộn có cấu tạo đa dạng phong phú để tương thích với nhiều loại động Bộ trộn mà ta sử dụng trộn dạng Loại có đầu dẫn gas vào bên lòng trộn, bên lịng trộn dẫn nhiên liệu LPG hịa trộn với khơng khí đưa vào cổ góp nạp Loại đơn giản, không thay đổi nhiều kết cấu hệ thống nhiên liệu ban đầu động đảm bảo tính tin cậy chi phí chuyển đổi thấp H 4-16 Bộ trộn dạng 98 8) Các điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu Các đồng có chiều dày 0,1 mm sử dụng để điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu Thêm bớt làm tăng giảm góc phun sớm nhiên liệu 10 H 4-17 Các điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu 4.3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 4.3.1 MƠ TẢ THÍ NGHIỆM Để chạy thử động c với nhiên liệu LPG ta phải đảm bảo trình cung cấp thêm LPG vào động lượng nhiên liệu diesel phun mồi không bị thay đổi bớt điều tốc động Do ta khống chế vị trí tay ga để lượng diesel khơng thay đổi qui trình thí nghiệm cách sử dụng liên kết cứng điều khiển bánh với moto hệ thống điều khiển Với động thực thực nghiệm D12 chạy 50% LPG phát sinh tiếng gõ ta chạy thực nghiệm với lượng LPG/DO tối đa 50% Cho động chạy ấm máy bảo đảm số động hoạt động bình thường sau tiến hành cung cấp LPG với tỷ lệ khác Ta tiến hành đo kiểm tra khí thải tỷ lệ Với động thử nghiệm ta tiến hành mức tốc độ thường hay làm việc 1200 v/ph; 1400 v/ph; 1600v/ph Động chạy với góc phun sớm chuẩn 170 trình bày mục 4.1 thí nghiệm ta sử dụng để giảm góc phun sớm xuống 160, 150, 140 cho động chạy với tỷ lệ LPG/DO khác tốc độ 1200; 1400; 1600 99 v/phút tương đương với cống suất đo 2,6; 3,1; 3,6 Kw sau tiến hành đo kiểm tra hàm lượng chất độc hại có khí thải so sánh góc phun sớm với để tìm góc phun sớm có hàm lượng chất độc hại có khí xả nhỏ Ở phần kết cấu hệ thống bơm cao áp tính chất việc sử dụng nhiên liệu khí để chạy động ta chọn phương án làm giảm góc phun sớm xuống Khi giảm góc phun sớm xuống 130 động khơng khởi động thí nghiệm giới hạn tới góc phun sớm 140 4.3.2 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU Cho động chạy ấm máy nhiên liệu diesel đảm bảo số động khoảng làm việc an toàn Sau tiến hành chạy hỗn hợp nhiên liệu với tỷ lệ trình bày phần 4.1 Tiến hành việc lấy mẫu hướng dẫn việc kiểm tra khí thải động diesel Cục đăng kiểm Việt Nam hướng dẫn Ở với đường kính ống xả nhỏ 55mm nên ta chọn đầu ống lấy mẫu có đường kính 10mm khoảng cánh xa 3m Tại điểm ta đo lần theo qui định phù hợp với qui trình kiểm tra viết cho phần mềm máy kiểm tra khí thải 4.3.3 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM Số lần lấy mẫu thí nghiệm xác định theo phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản Với thiết bị kiểm tra khí thải số liệu thực nghiệm xử lý phần mềm máy vi tính kèm với thiết bị kiểm tra khí thải Cục Đăng kiểm Việt Nam sử dụng tất Trung tâm Đăng kiểm Ở với số lần lấy mẫu lần/1điểm thỏa mãn điều kiện độ tin cậy 95% thiết lập cho thiết bị kiểm tra khí thải (Sai lệch lần đo khơng vượt q 5% cho giá trị trung bình) Từ kết thực nghiệm ta sử dụng phần mềm Exel để xây dựng hàm hồi qui đồ thị hồi qui 100 4.4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ LPG/DO ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ D12 Bảng 4-4 Kết thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ LPG/DO đến hàm lượng chất độc hại khí thải động D12 Tốc độ (v/ph) %LPG Công suất 10 20 30 40 50 Độ đục (%) 4.5 3.2 2.4 1.5 1.6 1.7 1.9 1200 HC (ppm) 62 126 134 146 158 185 220 2,6 CO(%Vol) 0.08 0.3 0.3 0.2 0.3 0.4 0.4 Độ đục (%) 4.2 3.5 2.5 2.6 2.8 1400 HC (ppm) 64 140 156 168 182 210 236 3,1 CO(%Vol) 0.08 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.8 Độ đục (%) 5.8 4.5 4.6 4.8 1600 HC (ppm) 68 152 168 180 198 220 245 3,6 CO(%Vol) 0.09 0.45 0.5 0.5 0.6 0.7 0.9 (Kw) Thành phần Đồ thị thực nghiệm biến thiên độ đục Độ đục (K%) 1200 v/phut 1400 v/phut 1600 v/phut 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-18 Biến thiên độ đục khí thải theo tỷ lệ LPG/DO 101 Đồ thị thực nghiệm biến thiên HC 300 H (ppm C ) 250 200 1200 v/phut 150 1400 v/phut 1600 v/phut 100 50 0 10 20 30 40 50 60 % LPG H 4-19 Ảnh hưởng tỷ lệ LPG /DO đến hàm lượng HC Đồ thị thực nghiệm biến thiên CO CO (%Vol) 0.8 1200 v/phut 0.6 1400 v/phut 0.4 1600 v/phut 0.2 0 10 20 30 40 50 60 % LPG H 4-20 Ảnh hưởng tỷ lệ LPG /DO đến hàm lượng CO 102 4.5 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA GĨC PHUN SỚM ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ D12 103 Luận văn thạc sỹ Nguyễn Xuân Thu Đồ thị thực nghiệm phát thải độ đục khí thải Độ đục (K%) Góc 17 độ Góc 16 độ Góc 15 độ Góc 14 độ 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-21 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đục khí thải chế độ n = 1200 v/ph, Ne = 2,6 kW Đồ thị thực nghiệm phát thải HC 250 HC (ppm) 200 Góc 17 độ 150 Góc 16 độ Góc 15 độ 100 Góc 14 độ 50 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-22 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ HC chế độ n = 1200 v/ph, Ne = 2,6 kW Đồ thị thực nghiệm phát thải CO 0.7 CO (%vol) 0.6 0.5 Góc 17 độ 0.4 Góc 16 độ 0.3 Góc 15 độ 0.2 Góc 14 độ 0.1 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-23 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1200 v/ph, Ne = 2,6 kW 104 Biểu đồ thực nghiệm phát thải độ đục Độ đục (K%) Góc 17 độ Góc 16 độ Góc 15 độ Góc 14 độ 0 10 20 30 40 50 60 % LPG H 4-24 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đục khí thải chế độ n = 1400 v/ph, Ne = 3,1 kW Đồ thị thực nghiệm phát thải HC 250 HC (ppm) 200 Góc 17 độ 150 Góc 16 độ 100 Góc 15 độ Góc 14 độ 50 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-25 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nịng độ HC chế độ n = 1400 v/ph, Ne = 3,1 kW CO (%Vol) Đồ thị thực nghiệm phát thải CO 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Góc 17 độ Góc 16 độ Góc 15 độ Góc 14 độ 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-26 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1400 v/ph, Ne = 3,1 kW 105 Đồ thị thực nghiệm phát thải độ đục Độ đục (K%) Góc 17 độ Góc 16 độ Góc 15 độ Góc 14 độ 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-27 Ảnh hưởng góc phun sớm đến độ đc khí thải chế độ n = 1600 v/ph, Ne = 3,6 kW Đồ thị thực nghiệm biến thiên HC 300 HC (ppm) 250 óc 17 độ 200 Góc 16 độ 150 Góc 15 độ 100 Góc 14 độ 50 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-28 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ HC chế độ n = 1600 v/ph, Ne = 3,6 kW Đồ thị thực nghiệm phát thải CO 1.2 CO (%Vol) Góc 17 độ 0.8 Góc 16 độ 0.6 Góc 15 độ 0.4 Góc 14 độ 0.2 0 10 20 30 40 50 60 %LPG H 4-29 Ảnh hưởng góc phun sớm đến nồng độ CO chế độ n = 1600 v/ph, Ne = 3,6 kW 106 4.6 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Từ số liệu thực nghiệm ta thấy động D12 sử dụng hỗn hợp LPG DO độ đục khí xả giảm nhiều HC CO tăng theo phần tăng lượng LPG có hỗn hợp : Đối với động thực nghiệm (D12) chạy hỗn hợp nhiên liệu ta giảm góc phun sớm xuống 10 so với góc phun sớm chuẩn (170) động tất số nhiễm giảm Nhưng tiếp tục giảm số ô nhiễm tăng lên khởi động khó Xuống tới góc phun sớm 130 động khơng khởi động Qua nghiên cứu thực nghiệm việc sử dụng hỗn hợp nhiên liệu LPG DO động D12 đề tài đưa số kết luận sau : 1.Việc lựa chọn phương pháp cháy mồi không cần phải cải tạo động cơ; động chạy dễ dàng sử dụng nhiên liệu DO túy sử dụng hỗn hợp nhiên liệu DO LPG Độ đục giảm mạnh khoảng tỷ lệ LPG/DO từ 15% đến 30% tốc độ thực nghiệm Trong khoảng tỷ lệ từ 10% đến 30% hàm lượng HC; CO tăng chậm tỷ lệ LPG/DO tăng 30% số độ đục, HC CO tăng nhanh Như ta thấy thí nghiệm động làm việc tốt với tỷ lệ LPG/DO khoảng 15-30% Đối với động thực nghiệm góc phun sớm giảm xuống 10 ta thấy tất hàm lượng chất độc hại có khí thải động giảm xuống Đề tài giới hạn nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng hỗn hợp nhiên liệu LPG DO đến hàm lượng chất độc hại có khí thải động diesel cỡ nhỏ nên việc sử dụng hỗn hợp nhiên liệu vào chạy động đề tài đề xuất cần nghiên cứu sâu thêm số vấn đề sau : Công suất động sử dụng hỗn hợp nhiên liệu Hiệu kinh tế sử dụng hỗn hợp LPG DO để chạy động Phương pháp cung cấp nhiên liệu cho động để đạt hiệu cao So sánh việc tăng HC, CO với việc giảm độ đục đưa đánh giá có lợi vấn đề gây ô nhiễm môi trường 107 Nghiên cứu hiệu kinh tế sử dụng hỗn hợp nhiên liệu LPG DO so với việc sử dụng DO túy Khi sử dụng Khí hóa lỏng chạy động cần ý đến vấn đề an toàn cháy nổ Bên cạnh biện pháp sử dụng LPG làm nhiên liệu cho động đốt để giảm hàm lượng chất độc hại có khí thải cịn có nhiều biện pháp khác để đạt mục đích Thay phương tiện cũ, gây ô nhiễm trường (xe, tàu, thiết bị làm hàng, máy móc) phương tiện gây nhiễm Trang bị lại động cho phương tiện xe cộ, máy làm hàng tàu chúng thời hạn sử dụng dài động mới, “sạch” Trang bị hệ thống xả khí thải có thiết bị kiểm sốt nồng độ ô nhiễm để giảm khí thải gây ô nhiễm Thay nhiên liệu sử dụng loại nhiên liệu hơn, thân nhiên liệu giúp làm giảm lượng khí thải Giảm thời gian chạy khơng tải máy giảm việc đốt cháy nhiều nhiên liệu qua giảm nhiễm Tăng cường việc tuyên truyền, phổ biến pháp luật hàng hải luật bảo vệ môi trường qua phương tiện truyền thông Đào tạo, giáo dục, nâng cao nhận thức cộng đồng cấp quyền địa phương Căn để đưa lộ trình áp dụng giải pháp chương trình ưu tiên Chiến lược bảo vệ môi trường Quốc gia Tuy nhiên, điều cấp bách hồn thiện mơi trường pháp lý để làm sở cho việc triển khai công tác kiểm tra, giám sát xây dựng dự án, chương trình khác phù hợp với lực địa phương Một yếu tố đặc biệt quan trọng nhận thức quan chức liên quan tâm doanh nghiệp việc bảo vệ môi trường 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Kiều Đình Kiểm (2007), Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Jan Werner, Jan Wajand (1976), Silniki spalinowe malej i srednej mocy, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne - Warszawa Przemyslav Urbansky, Paliva, smary i voda dla statkow morskich, Biblioteka Nautyki Bùi Văn Ga (1999), Ôtô ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục Cục Đăng kiểm Việt Nam ; Giáo trình đào tạo Đăng kiểm viên Hạng III Nguyễn Minh Tiến – Đại học Đà Nẵng Báo cáo tổng kết nghiên cứu điều tốc điện tử cho động chạy Biogas MINWAFOR Sadhana Vol 27, Part 3, June 2002 © Printed in India Knock haracteristics of dual-fuel combustion in diesel engines using natural gas as primary fuel Scott Jensen- Energy Conversions Inc 1/12/06 Converting Diesel Engines to Dual Fuel The Pros and Cons of Common Gas Engine Types Frank Herold, Thomas Knorr, Frank Weiss Patent No: US7438032B2Oct.21,2008 Metod and device controlling ICE 10 Các trang web: www.petrolimex.com.vn w.w.w.Dieselongas.com w.w.w.ultifuel-technology.co.tk w.w.w.futurefuel.technology.co.uk www.go-lpg.co.uk 109 ... [mm2/s] 38 Chương ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU VÀ GÓC PHUN SỚM ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 CÁC CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Nhiên liệu... Kết thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ LPG/ DO đến hàm lượng chất độc hại khí thải động D12……………………… 99 Bảng 4-5 Kết thực nghiệm ảnh hưởng góc phun sớm đến hàm lượng chất độc hại khí thải động D12………………………... Kết thí nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ LPG/ DO đến hàm lượng chất độc hại khí thải động diesel 195S 101 4.5 Kết thí nghiệm ảnh hưởng góc phun sớm nhiên liệu chất độc hại khí thải động diesel 195S