1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô

200 1.7K 17

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • 1 LỜI NÓI ĐẦU

  • 3 CHƯƠNG I:

  • 5 TỔNG QUAN

  • 7 ĐẶT VẤN ĐỀ

    • 7.1 1.1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

  • 8 CHƯƠNG II:

  • 9 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG KHÍ

  • 10 THẢI ĐỘNG CƠ

    • 10.1.1 2.1. Các thành phần chính trong khí thải động cơ.

    • 10.1.2 2.1.1. Ôxit cacbon ( CO ).

    • 10.1.3 2.1.2. Hyđrocacbure (HC).

    • 10.1.4 2.1.3. Ôxit lưu huỳnh (SO2).

    • 10.1.5 2.1.3. Ôxit nitơ (NOx).

    • 10.1.6 2.1.4. Anđêhit (C-H-O).

    • 10.1.7 2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M).

    • 10.1.8 2.1.6. Chì.

    • 10.1.9 2.2. Cơ chế hình thành và tỷ lệ các chất khí thải.

    • 10.1.10 2.2.1. Động cơ xăng.

    • 10.1.11 2.2.1.1. CO

    • 10.1.12 2.2.1.2. CmHn

    • 10.1.13 2.2.1.3. NOx

    • 10.1.14 2.2.1.4. Anđêhít

    • 10.1.15 2.2.1.5. Các hợp chất chứa Chì

    • 10.1.16 2.2.2. Động cơ Điêzel.

    • 10.1.17 2.2.2.1. CO

    • 10.1.18 2.2.2.2. CmHn

    • 10.1.19 2.2.2.3. NOx

    • 10.1.20 2.2.2.4. Chất thải dạng hạt

    • 10.1.21 2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh

  • 11 CHƯƠNG III:

  • 13 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG.

    • 13.1.1 3.1. Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức.

    • 13.1.3 3.1.1. Động cơ 2 kỳ.

    • 13.1.4 3.1.2. Động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo.

    • 13.1.5 3.1.3. Ảnh hưởng của các chế độ vận hành của động cơ xăng.

    • 13.1.7 3.1.3.1. Cắt nhiên liệu khi giảm tốc.

    • 13.1.8 3.1.3.2. Dừng động cơ ở đèn đỏ.

    • 13.1.10 3.2. Trường hợp động cơ Điezel.

    • 13.1.11 3.2.1. Ảnh hưởng của góc phun sớm và tối ưu hoá hệ thống phun.

    • 13.1.12 3.2.2. Ảnh hưởng của dạng hình học buồng cháy.

    • 13.1.13 3.2.3. Ảnh hưởng của vận động rối trong buồng máy.

    • 13.1.14 3.2.4. Ảnh hưởng của chế độ làm việc của động cơ và chế độ quá độ.

    • 13.1.15 3.2.5. Ảnh hưởng của trị số cetane của nhiên liệu.

    • 13.1.16 3.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí.

    • 13.1.17 3.2.7. Ảnh hưởng của tăng áp.

    • 13.1.18 3.2.8. Ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khí xả.

    • 13.1.19 3.2.9. Điều khiển vòi phun và hệ thống hồi lưu khí xả.

    • 13.1.20 3.3. Ảnh hưởng của việc giới hạn tốc độ ô tô đến mức độ phát sinh ô nhiễm.

    • 13.2 3.4. Ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ.

      • 13.2.1 3.4.1. Nhiên liệu động cơ xăng.

      • 13.2.2 3.4.1.1. Ảnh hưởng của khối lượng riêng nhiên liệu.

      • 13.2.3 3.4.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hydrocacbure thơm.

      • 13.2.4 3.4.1.3. Ảnh hưỏng của tính bay hơi.

      • 13.2.5 Ảnh hưởng của chỉ số octane.

      • 13.2.6 Ảnh hưởng của các chất phụ gia.

      • 13.2.7 Ảnh hưởng của việc sử dụng nhầm nhiên liệu.

      • 13.2.8 Ảnh hưởng của nhiên liệu Điezel.

      • 13.2.9 3.4.2.1. Ảnh hưởng của khối lượng riêng.

      • 13.2.10 3.4.2.2. Ảnh hưởng của thành phần dầu thơm.

      • 13.2.11 3.4.2.3. Ảnh hưởng của chỉ số Cetane.

      • 13.2.12 Ảnh hưởng của thành phần lưu huỳnh.

      • 13.2.13 Ảnh hưởng của các chất phụ gia.

  • 14 CHƯƠNG IV:

  • 15

  • 16 CÁC BIỆN PHÁP KĨ THUẬT LÀM GIẢM MỨC ĐỘ GÂY Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

    • 16.1.1 4.1. Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn.

    • 16.1.2 4.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức.

    • 16.1.3 4.1.2. Động cơ Diezel.

    • 16.1.4 4.2. Xử lí khí xả bằng bộ xúc tác.

    • 16.1.5 4.2.1. Bộ xúc tác ba chức năng.

    • 16.1.6 4.2.1.1.Nguyên tắc chung và cấu tạo của bộ xúc tác.

    • 16.1.7 4.2.1.2. Khởi động bộ xúc tác.

    • 16.1.8 4.2.1.3. Sự lão hoá bộ xúc tác.

    • 16.1.9 4.2.2 Bộ xúc tác ôxy hoá dung cho động cơ Điezel.

    • 16.1.10 4.2.2.1 Đặc điểm của bộ xúc tác và điều kiện sử dụng.

    • 16.1.11 4.2.2.2. Hiệu quả của bộ xúc tác oxy hoá Diezel.

    • 16.1.12 4.2.3. Khử oxyde nitơ trong mối trường có sự hiện diện của oxy.

    • 16.1.13 4.3. Lọc hạt rắn.

    • 16.1.14 4.3.1. Kĩ thuật lọc bồ hóng.

    • 16.1.15 4.3.2. Tái sinh lọc.

    • 16.1.16 4.3.3. Xu hướng trong tương lai.

  • 17 CHƯƠNG V:

  • 19 MỘT GIẢI PHÁP LÀM GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

  • 20 MỚI LÀ CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KHÍ

    • 20.1 Phần A: GIỚI THIỆU VỀ NHIÊN LIỆU KHÍ HOÁ LỎNG LPG.

      • 20.1.1 5.1. Trữ lượng LPG và thị trường tiêu thụ.

      • 20.1.2 5.2. Đặc tính nhiên liệu khí hoá lỏng.

      • 20.1.4 5.2.1. Thành phần hoá học.

      • 20.1.5 5.2.2. Lí tính.

      • 20.1.6 5.2.3. Chỉ số Octane.

      • 20.1.8 5.3. Sử dụng LPG trên ô tô.

      • 20.1.9 5.3.1. Cải tạo hệ thống đánh lửa.

      • 20.1.11 5.3.1.1. Đánh lửa bằng tia lửa điện.

      • 20.1.12 5.3.1.2. Đánh lửa bằng cách phun nhiên liệu mồi.

      • 20.1.13 5.3.1.3. So sánh hai phương pháp đánh lửa.

      • 20.1.14 5.3.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu.

      • 20.1.15 5.3.2.1. Bộ chế hoà khí.

      • 20.1.16 5.3.2.2. Cung cấp ga trực tiếp nhờ soupape ga.

      • 20.1.17 5.3.2.3. Phun nhiên liệu.

      • 20.1.18 5.3.3. Lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ô tô.

      • 20.1.19 5.3.3.1. Hệ thống bốc hơi-giãn nở LPG.

      • 20.1.20 5.3.3.2. Bình chứa nhiên liệu.

      • 20.1.21 5.4. Tổng hợp kinh nghiệm về ô tô dùng LPG.

      • 20.1.22 5.4.1. Tính năng của ô tô LPG.

      • 20.1.24 5.4.1.1. Momen, công suất.

      • 20.1.25 5.4.1.2. Suất tiêu hao nhiên liệu.

      • 20.1.26 5.4.2. Mức độ phát ô nhiễm.

      • 20.1.27 5.4.2.1. Các chất ô nhiễm thông thường.

      • 20.1.28 5.4.2.2. Các chất ô nhiễm đặc biệt.

      • 20.1.29 5.4.3. Xu hướng phát triển động cơ LPG

    • 20.2 Phần B: NHIÊN LIỆU KHÍ THIÊN NHIÊN NGV.

    • 20.3 5.5. Những kết quả đã đạt được trên thế giới về ô tô NGV.

      • 20.3.1 5.5.1. Những dạng khí thiên nhiên có thể cung cấp và chứa trong bình nhiên liệu ô tô.

      • 20.3.2 5.5.2. Ô tô sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên NGV.

      • 20.3.3 5.6. Tính chất của NGV.

      • 20.3.5 5.6.1. Thành phần hoá học.

      • 20.3.6 5.6.2. Nhiệt trị.

      • 20.3.7 5.6.3. Chỉ số Wobbe.

      • 20.3.8 5.6.4. Đặc điểm liên quan đến quá trình cháy trong động cơ.

      • 20.3.9 5.6.4.1. Chỉ số Octane.

      • 20.3.10 5.6.4.2. Đánh lửa và lan truyền mang lửa trong buồng cháy động cơ sử dụng NGV.

      • 20.3.11 5.6.4.3. Thành phần và nhiệt độ của sản phẩm cháy.

      • 20.3.12 5.7. Các kỹ thuật liên quan đến ô tô sử dụng NGV.

      • 20.3.13 5.7.1. Chứa nhiên liệu NGV trên ô tô và hệ thống cung cấp.

      • 20.3.14

      • 20.3.15 5.7.1.1. Bình chứa NGV trên ô tô.

      • 20.3.16 5.7.1.2. Hệ thống cung cấp NGV.

      • 20.3.17 5.7.2. Tổ chức quá trình cháy.

      • 20.3.18 5.7.3. Kĩ Thuật tạo hỗn hợp.

      • 20.3.19 5.7.3.1. Bộ chế hoà khí.

      • 20.3.20 5.7.3.2. Phun gián tiếp.

      • 20.3.21 5.7.3.3. Phun trực tiếp.

      • 20.3.22 5.7.3.4. So sánh các hệ thống khác nhau.

      • 20.3.23 5.8. Cân bằng năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường của hệ ô tô NGV.

      • 20.3.24 5.5.1. Tiêu tốn năng lượng liên quan đến việc vận hành hệ thống NGV.

      • 20.3.25 5.8.2. Tính năng của ô tô.

      • 20.3.27 2.8.2.1. Đối với ô tô thông dụng.

      • 20.3.28 5.8.2.2. Xe bus và xe vận tải.

      • 20.3.29 5.8.3. Ảnh hưởng đối với hiệu ứng nhà kính.

      • 20.3.30 5.9. Xu hướng trong tương lai.

  • 21 Chương VI:

  • 23 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ Ô TÔ NHẰM

  • 24 LÀM GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG.

    • 24.1.1 6.1. Cải thiện tính năng của động cơ truyền thống.

    • 24.1.3 6.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp cháy hoàn toàn lý thuyết.

    • 24.1.4 6.1.1.1. Cải thiện hiệu suất.

    • 24.1.5 6.1.1.2. Gia tốc quá trình khởi động bộ xúc tác.

    • 24.1.6 6.1.1.3. Động cơ đánh lửa cưỡng bức phun trực tiếp, làm việc với hỗn hợp nghèo.

    • 24.1.7 6.1.2. Động cơ Điezel.

    • 24.1.8 6.2. Các kỹ thuật mới đối với động cơ 2 kỳ.

    • 24.1.9 6.3. Động cơ 4 kỳ đánh lửa cưỡng bức phun trực tiếp.

    • 24.1.10 6.4. Quan hệ tối ưu mới giữa tính năng kinh tế-kỹ thuật và mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ.

    • 24.2 6.5. Ô tô dùng LPG và NGV.

    • 24.3 6.6. Ô tô dùng điện.

  • 25 CHƯƠNG VII:

  • 27 TÍNH TOÁN NHIỆT - KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ TOYOTA CAMRY.

    • 27.1.1 7.1. Các số liệu tính toán.

    • 27.1.2 7.2. Các thông số cần chọn.

    • 27.1.3 7.3. Tính toán các quá trình công tác.

    • 27.1.4 7.3.1. Chọn chế độ tính toán.

    • 27.1.5 7.3.2. Các thông số của hỗn hợp và khí cháy.

    • 27.1.6 7.3.3. Tính quá trình nạp.

    • 27.1.7 7.3.3.1. Xác định áp suất trung bình của quá trình nạp Pa:

    • 27.1.8 7.3.3.2. Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta..

    • 27.1.9 7.3.3.3. Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho Vh=1lít.

    • 27.1.10 7.3.3.4. Hệ số nạp .

    • 27.1.11 7.3.3.5. Định mức nhiên liệu trong 1 chu kỳ ứng với Vh=1 lít.

    • 27.1.12 7.3.4. Tính quá trình nén.

    • 27.1.13 7.3.4.1. Áp suất cuối quá trình nén Pc.

    • 27.1.14 7.3.4.2. Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc.

    • 27.1.15 7.3.5. Tính quá trình cháy.

    • 27.1.16 7.3.5.1. Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy Tc.

    • 27.1.17 7.3.5.2. Áp suất cuối quá trình cháy Pz.

    • 27.1.18 7.3.6. Tính quá trình giãn nở.

    • 27.1.19 7.3.6.1. Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb.

    • 27.1.20 7.3.6.2. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb.

    • 27.1.21 7.3.7. Các thông số cơ bản của chu trình.

    • 27.1.22 7.3.7.1. Tính áp suất trung bình thực tế Pe.

    • 27.1.23 7.3.7.2. Tính suất tiêu hao nhiên liệu thực tế ge.

    • 27.1.24 7.3.7.3. Mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ.

    • 27.1.25 7.3.7.4. Momen có ích của dộng cơ.

    • 27.1.26 7.3.7.5. Các hiệu suất của động cơ.

    • 27.1.27 7.3.8. Cân bằng nhiệt động cơ.

    • 27.1.28 7.3.9. Dựng các đồ thị khi tính nhiệt cho 3 tốc độ.

    • 27.1.29 7.3.9.1. Dựng đồ thị công p – v.

    • 27.1.30 7.3.9.2. Dựng đường tròn Brich.

    • 27.1.31 7.3.9.3. Hiệu chỉnh đồ thị công.

    • 27.1.32 7.3.9.4. Dựng đường đặc tính ngoài.

  • 28 CHƯƠNG VIII:

  • 30 TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG PHÁT THẢI CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM VÀ CÁC TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI.

    • 30.1 A. QUY ĐỊNH CHUNG.

      • 30.1.1 8.2. xác định thể tích.

      • 30.1.2 8.3. Tính toán nồng độ hiệu chỉnh của các chất gây ô nhiễm trong túi mẫu.

      • 30.1.3 8.4. Xác định hệ số hiệu chỉnh độ ẩm ôxit nitơ.

      • 30.1.4 Ví dụ.

      • 30.1.6 8.5.1 Dữ liệu.

      • 30.1.7 8.5.2 .Tính toán.

    • 30.2 B. QUY ĐINH RIÊNG ĐỐI VỚI Ô TÔ LẮP ĐỘNG CƠ CHÁY DO NÉN.

      • 30.2.1 . Để tính khối lượng phát thải HC đối với động cơ cháy do nén, nồng độ HC trung bình được tính toán như sau:

      • 30.2.2 8.7. Xác định các hạt.

    • 30.3 C. CÁC TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI.

      • 30.3.1 8.9. Tiêu chuẩn khí thải ở Mỹ .

      • 30.3.2 8.9.1. Tiêu chuẩn liên bang ở Mỹ cho xe con và xe tải nhẹ .

      • 30.3.3 8.10. Tiêu chuẩn khí thải ở Châu Âu .

      • 30.3.4 8.10.1. Tiêu chuẩn châu âu cho xe con và xe tải nhẹ.

      • 30.3.5 8.10.2. Tiêu chuẩn châu âu cho xe tải hạng nặng .

      • 30.3.6 8.11. Tiêu chuẩn khí thải ở Nhật Bản.

      • 30.3.7 8.11.1. Tiêu chuẩn cho xe chở khách loại nhỏ.

      • 30.3.8 8.11.2. Tiêu chuẩn cho xe hoạt động trong nghành thương mại.

      • 30.3.9 8.12. Tiêu chuẩn Việt Nam .

  • 31 CHƯƠNG IX:

  • 33 KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 Động cơ đốt trong đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Và là nguồn động lực chính của các phương tiện vận tải như: Ôtô, tàu thuỷ, tàu hoả, máy bay…hay các máy công tác như: máy phát điện, máy xây dựng, các máy công cụ trong công nghiệp, nông nghiệp…năng lượng mà do động cơ đốt trong cung cấp chiếm khoảng 80% tổng năng lượng toàn trái đât. Tuy nhiên động cơ đốt trong cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm môi trường. Trong tình hình thế giới đang ngày càng phát triển với tốc độ chóng mặt, sản lượng công nghiệp hằng năm ngày càng tăng nhanh thì nguồn năng lượng tiệu thụ trên thế giới ngày càng lớn. Động cơ đốt trong là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trên trái đât. Chính vì vậy mà lượng sản phẩm khí thải từ động cơ đốt trong hằng năm trên thế giới ngày càng tăng, ngây ô nhiễm môi trường nặng nề ảnh hưởng trực tiếp biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, trái đất ngày càng nóng lên,ảnh hưởng rất xấu tới sức khoẻ con người, gây nạn tuyệt chủng động thực vật… trên toàn thế giới. Để giảm lượng độc hại phát ra từ sản phảm khí thải của động cơ đốt trong mà vẫn có thể duy trì được tốc độ phát triển của nền công nghiệp trên thế giới. Một số nước có nền công nghiệp phát triển hàng đầu trên thế giới, cũng là các nước có lượng khí thải phát sinh độc hại gây ô nhiễm nhiều nhất trên thế giới như: Mỹ, Nhật Bản và một số nước Châu Âu đã đi đầu trong việc nghiên cứu và đưa ra các biện pháp giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường. Bên cạnh đó các nước này cũng đưa ra các tiêu chuẩn về nồng độ các chất độc hại trong khí thải động cơ và bắt buộc các xe được sản xuất Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong trong nước cũng như các xe nhập khẩu đều phải tuẩn thủ các tiêu chuẩn khí thải. Để đánh giá chất lượng động cơ về phương diện khí thải, động cơ phải được thử nghiệm trong những điều kiện cụ thể và theo một chu trình thử nghiệm quy định. Hiện nay trên thế giới có nhiều chu trình thử như: Chu trình của Mỹ, Nhật Bản, Châu Âu… ứng với mỗi chu trình thử là một tiêu chuẩn khí thải. Các hệ thống tiêu chuẩn được xây dựng cho các loại động cơ khác nhau như: Động cơ xe máy, động cơ tĩnh tải, động cơ xe con và xe tải nhẹ, động cơ xe tải nặng… Ở Châu Âu áp dụng một số chu trình thử như: ECE15, EUDC, NEDC… để thử nghiệm công nhận kiểu cho các dòng xe mới. Bắt đầu áp dụng tiêu chuẩn khí thải EURO 1 vào năm 1992, EURO 2 vào năm 1996, EURO 3 vào năm 2000, EURO 4 vào năm 2005. Các tiêu chuẩn ngày càng đòi hỏi khắt khe hơn về nồng độ các chất trong khí thải động cơ. Ở Việt Nam trước tình hình nền kinh tế đất nước đang bước vào giai đoạn đầu của những nước có nền kinh tế phát triển chúng ta cũng phải tuân theo xu hướng chung của thế giới đó là: Phát triển bền vững, tức là phát triển nhưng bảo vệ môi trường. Chính vì vậy mà nhà nước ta đã áp dụng chu trình thử và tiêu chuẩn Châu Âu để thử nghiệm và công nhận kiểu cho các dòng xe. Đặc biệt nhà nước ta đã bắt đầu áp dụng tiêu chuẩn EURO 2 từ ngày 01/07/2007 cho tất cả phương tiện vận tải trên đất nước ta. Từ những lý do trên và qua tham khảo ý kiến của một số ý kiến của các anh chị đi trước cùng một số tài liệu thông tin mà em cập nhật được hằng ngày từ trên internet và được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS.Nguyễn Thành Lương - Bộ môn Động cơ đốt trong - Trường Đại Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Học Giao Thông Vận Tải em nghiên cứu đề tài: “Giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô ”. Với thời gian thực hiện ngắn so với tính phức tạp của đề tài, bên cạnh đó khả năng có hạn của bản thân, nên đề tài em nghiêm cứu không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót vì vậy em xin được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn Động cơ đốt trong - Trường ĐHGTVT và một số ý kiến của các kỹ sư tại trạm thử nghiệm thuộc cục đăng kiểm Việt Nam để hoàn thành đề tài này. 3 CHƯƠNG I: 4 5 TỔNG QUAN 6 7 ĐẶT VẤN ĐỀ Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới trong những thập kỉ gần đây, kéo theo đó là sự phát triển của phương tiện giao thong. Chính vì vậy mà tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng và vấn đề môi trường không chỉ là mối lo ngại của các nước đang phát triển mà nó còn là vấn đề nóng hổi được cả thế giới quan tâm. Vì môi trường bị ô nhiễm không những ảnh hưởng tới khí hậu toàn cầu mà nó còn ảnh hưởng rất xấu đến sức khoẻ con người. Một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là khí xả động cơ đốt trong, vì động cơ đốt trong cung cấp trên 80% tổng số năng lượng trên toàn thế giới. Theo số liệu thống kê tính đến cuối năm 1986 trên thế giới Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong có 750 triệu ô tô và hàng trăm triệu động cơ tàu thuỷ động cơ tĩnh tại. Đa số tập trung ở những nơi có lượng dân cư đông đúc như: Thành thị, khu dân cư. Người ta tính được khoảng 750 triệu ô tô hoạt động hàng năm sẽ thải vào môi trường 120 triệu tấn CO, 24 triệu tấn C m H n , 26 triệu tấn NO x và 1,2 triệu tấn bụi. Ngay từ những năm cuối của thập kỉ 50, đầu thập kỉ 60 một số nước phát triển trên thế giới đặc biệt là Mỹ đã đưa ra tiêu chuẩn hạn chế độc hại trong khí thải ô tô. Châu âu tiến hành việc này muộn hơn nhưng cũng bắt đầu vào những năm 70. Ở Việt Nam vào thời điểm cuối năm 1999 cả nước có khoảng 450000 ô tô và 5585000 xe máy các loại đang hoạt động và tốc độ gia tăng các loại phương tiện trên ngày một mạnh, bình quân xe máy vào những năm 90 là 11,94%. Phần lớn các ô tô và xe máy tập trung lớn ở các khu đô thị và thành phố như: Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh… gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề. Tại đây, nồng độ các chất độc hại tại một số nút giao thông gần khu dân cư vào giờ cao điểm đã đạt tới giới hạn cho phép [2], vì vậy nghiên cứu để hạn chế ô nhiễm do khí thải của động cơ là một yêu cầu cấp bách không chỉ riêng với một quốc gia nào. Với nghị định 36/CP có hiệu lực ngày 01/08/1995 và một số tiêu chuẩn giới hạn độc hại kèm theo, chúng ta bắt đầu quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra. Cho đến nay mạng lưới đăng kiểm cơ giới đường Bộ Việt Nam với 74 trạm phân bố khắp cả nước. Dưới sự chủ trì của cụ đăng kiểm Việt Nam thuộc bộ giao thong vận tải và tổng cục đo lường chất lượng thuộc Bộ KHCNMT, hàng loạt tiêu chuẩn về kiểm định các phương tiện cơ giới đường bộ có liên quan đến hạn chế ô nhiễm của khí thải và sẽ được ban hành. Cụ thể là vao ngày 01/07/2007 Việt Nam đã áp dụng tiêu chuẩn Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong EURO 2 của Châu Âu để hạn chế lượng độc hại phát ra từ ôtô. Tuy nhiên, để có thể kiểm soát được vấn đề này một cách toàn diện nhất và hiệu quả nhất phải tiến hành đồng bộ hàng loạt những công việc phức tạp từ khâu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành và nghiên cứu, xây dựng và thực hiện những tiêu chuẩn cho từng đối tượng cụ thể như: Cho động cơ xuất xưởng hay đã qua sử dụng, cho xe tải nhỏ hay xe con, cho động cơ xăng hay điezel… 7.1 1.1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Thứ nhất: Tìm hiểu về các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ và mức độ độc hại của các chất đó. - Thứ hai: Các nhân tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong - Thứ tư: Các phương án giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ đốt trong. - Thứ năm: Tính nhiệt cho động động cơ TOYOTA CAMRY. - thứ sáu: phần tính toán các thành phần khí thải và chỉ tiêu môi trường của các nước trên thế giới. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong 8 CHƯƠNG II: 9 CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG KHÍ 10 THẢI ĐỘNG CƠ 10.1.1 2.1. Các thành phần chính trong khí thải động cơ. Phương tiện giao thông liên lạc trên đường bộ ngày nay gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là ô tô sử dụng động cơ đốt trong. Động cơ xe ô tô có 2 loại: Loại động cơ máy nổ và loại động cơ Điezel. Trong động cơ máy nổ bằng tia lửa điện rất khó đảm bảo cho quá trình cháy được hoàn toàn bởi vì nó luôn luôn hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu và không khí ở mọi chế độ vận hành. Còn trong động cơ Điezel thì chỉ có không khí được nén theo quá trình đoạn nhiệt không cho thoát nhiệt ra ngoài, ở cuối giai đoạn nén không khí nhiên liệu được phun vào và khi tiếp xúc với không khí nén ở nhiệt độ cao Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong nó tự bốc cháy. Vì thế quá trình cháy trong động cơ Điezel nhờ có thừa nhiều không khí nên được hoàn toàn hơn. Lượng khí độc hại do ô tô thải ra còn phụ thuộc vào chế độ vận hành: Lúc khởi động, lúc chạy nhanh, lúc hãm lại đều có sự khác biệt rõ rệt. Bảng 2.1 là tỷ lệ phần trăm các loại khí độc hại trong khí thải của động cơ ô tô ở chế độ làm việc khác nhau và bảng 2.2 là lượng khí độc hại tính cho 1 tấn nhiên liệu do ô tô tiêu thụ. Bảng 2.1: Thành phần khói độc hại trong khói thải của động cơ ô tô. Thành phần khí độc hại trong khí thải,% chế độ làm việc của động cơ Chạy chậm Tăng tốc Ổn định Giảm tốc Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Khí CO 7,0 vệt 2,5 0,1 1,8 vệt 2,0 vệt Hyđrôcacbon 0,5 0,04 0,2 0,02 0,1 0,01 1,0 0,03 NO x ,ppm 30 60 1050 850 650 250 20 30 Anđêhit,ppm 30 10 20 20 10 10 300 30 Bảng 2.2: Lượng khí thải độc hại do ô tô thải ra quy cho 1 tấn nhiên liệu tiêu thụ Khí độc hại Lượng khí độc hại, Kg/t nhiên liệu Động cơ máy nổ chạy xăng Động cơ Điezel Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Cacbon ôxit CO 465,59 20,81 Hyđrôcacbon 23,28 4,16 Nitơ ôxit NO x 15,83 13,01 Sufu điôxit SO 2 1,86 7,80 Anđêhyt 0,93 0,78 Tổng cộng 507,49 46,56 Nếu quy lượng khí độc hại do ô tô thải ra về một Km đoạn đường chạy, ta có các số liệu ở bảng 2.3 Bảng 2.3: Lượng khí độc hại do ô tô thải ra trên một Km đoạn đường Khí độc hại Lượng độc hại g/Km đường đi Động cơ máy nổ chạy xăng Động cơ Điezel Cacbon oxit CO 60,00 0,69 – 2,57 Hyđrôcacbon 5,9 0,14 – 2,07 Nitơ oxit NO x 2,20 0,68 – 1,02 Muội khói bui lơ lửng 0,22 1,28 Sunfu điôxit SO 2 0,17 0,47 Chì 0,49 - Xăng- Piren 14.10 -6 24.10 -6 Quá trình cháy trong động cơ đốt trong là quá trình ôxy hoá nhiên liệu, giải phóng nhiệt năng diễn ra trong buồng cháy động cơ theo những cơ chế hết sức phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều thông số. Trong quá trình cháy sinh ra hợp chất trung gian hết sức phức tạp. Sản phẩm cuối cùng của quá trình cháy gọi là sản phẩm cháy. Quá trình ôxy hoá nhiên liệu sẽ tạo ra các hợp chất khác nhau trong khí thải động cơ. Các thành phần chính trong khí thải động cơ là: Ôxit cacbon, hyđrôcacbure, ôxit lưu huỳnh, anđêhít, bồ hóng, muội than… Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong 10.1.2 2.1.1. Ôxit cacbon ( CO ). CO là sản phẩm cháy của nhiên liệu sinh ra do ôxy hoá không hoàn toàn hyđrô cacbon trong điều kiện thiếu ôxy, CO ở dạng khí không màu, không mùi, không vị. CO khi kết hợp với sắt có trong sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ ôxy của Hemoglobin trong máu và làm cho các bộ phận của cơ thể bị thiếu ôxy. Theo nghiên cứu nếu: - Nếu 20% lượng Hemoglobin bị khống chế thì sẽ gây nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn. - 50% lượng Hemoglobin bị khống chế thì não bắt đầu bị ảnh hưởng. - 70% lượng Hemoglobin bị khống chế thì cơ thể rất dễ tử vong. Hàm lượng CO cho phép trong không khí là: [CO] = mg/m 3 ,[1]. 10.1.3 2.1.2. Hyđrocacbure (HC). HC có mặt trong khí thải do quá trình cháy không hoàn toàn khi hỗn hợp giàu, hoặc do hiện tượng cháy không bình thường. Chúng gây tác hại đến sức khỏe con người chủ yếu là do các HC thơm. Từ lâu người ta đã phát hiện được vai trò của benzen trong căn bệnh ung thư máu khi nồng độ của nó lớn hơn 40ppm hoặc gây rối loạn hệ thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1g/m 3 , đôi khi nó là nguyên nhân gây ra các bệnh về gan. 10.1.4 2.1.3. Ôxit lưu huỳnh (SO 2 ). SO 2 là một chất háu nước vì vậy nó rất dễ hoà tan vào nước mũi, bị ôxy hoá thành H 2 SO 4 và muối amonium rồi đi theo đường hô hấp vào sâu trong phổi. Mặt khác SO 2 làm giảm khả năng đề khàng của cơ thể. Mặt khác, SO 2 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và làm tăng cường độ tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với nạn nhân. 10.1.5 2.1.3. Ôxit nitơ (NO x ). Ôxit nitơ là sản phẩm ôxy hoá N 2 có trong không khí ( khí nạp mới) ở điều kiện nhiệt độ cao trên 1100 0 C. NO x tồn tại chủ yếu là NO, NO 2 trong đó NO chiếm đại bộ phận. NO là khí không màu, không mùi, không gây hại nhưng nó dễ biến thành NO 2 trong điều kiện tự nhiên. NO 2 là khí có màu nâu đỏ, có mùi gắt gây nguy hiểm cho phổi và niêm mạc. Khi tác dụng với nước gây ra mưa axit làm ăn mòn chi tiết máy và đồ vật. Hàm lượng cho phép [NO] = 9mg/m 3 , [NO 2 ] = 9mg/m 3 10.1.6 2.1.4. Anđêhit (C-H-O). Anđêhít là chất khí có công thức C-H-O và là một chất gây mê và có mùi gắt, một số loại có thể gây ung thư như Foocmonđêhit. Hàm lượng cho phép [CHO] = 0,6mg/m 3 10.1.7 2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M). P-M hay còn gọi là bồ hóng là chất gây ô nhiễm đặc biệt quan trong trong khí thải động cơ Điezel. Nó tồn tại dưới dạng hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0,3mm, nên dễ xâm nhập vào phổi gây tổn hại cho cơ quan hô hấp và có thể gây ung thư do các hyđrôcacbon thơm bám dính lên nó. P-M sinh ra do quá trình phân huỷ nhiên liệu và dầu bôi trơn, chúng chính là C chua cháy hết bị vón thành các hạt nhỏ. Trong không khí P-M là tác nhân gây sương mù, bụi bẩn làm ảnh hưởng đến giao thông và sinh hoạt con người. [...]... chất độc hại trong khí thải động cơ xăng theo chu trình thử đặc trưng của Châu Âu Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Hình 2-1 Tỷ lệ ( khối lượng) các chất độc hạitrong khí thải động cơ xăng Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Hình 2-2: Đặc tính các thành phần độc hại của động cơ xăng theo hệ số dư không khí α Như vậy, các chất thải chính trong động cơ xăng là CO, C mHn và NOx Nồng độc. .. lượng không khí Khi giảm tốc, bướm ga đóng lại, một van giảm tốc mở ra để cung cấp không khí cho động cơ và người ta sử dụng lượng không khí này để điều khiển lượng nhiên liệu Trong trường hợp đó, động cơ hút một thể tích khí lớn hơn trong trường hợp động cơ dùng chế hoà khí Hai điểm cực đại của CmHn cũng xuất hiện giống như trong trường hợp động cơ dùng bộ chế hoà khí 13.1.8 3.1.3.2 Dừng động cơ ở đèn... chất chứa lưu huỳnh trong khí thải là một trong những nguyên nhân gây ra mưa axít Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong khí thải là một trong những nguyên nhân gây ra mưa axit và tạo P-M thông qua các muối gốc sunfat Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong 11 CHƯƠNG III: 12 13 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 13.1.1 3.1 Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng... được đặt trong buồng cháy dự bị trước xupáp nạp phun trực tiếp một hỗn hợp rất đậm với tốc độ tương đối thấp Kỹ thuật quét khí cháy bằng không khí cho phép hạn chế tối đa sự phát thải CmHn trong khí xả động cơ Kỹ thuật này cho phép giảm từ 80% đến 90% nồng độ CmHn so với giá trị thông thường đối với động cơ 2 kỳ cổ điển Nồng độ NOx trong khí xả động cơ 2 kỳ hiện đại cao hơn một chút so với động cơ 2 kỳ... độ dừng động cơ hợp lý khi ôtô chạy trong thành phố có thể làm giảm đồng thời mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Thực nghiệm cho thấy khi thời gian dừng ôtô vượt quá một giá trị cực đoan thì nên tắt động cơ Nếu không xét đến suất tiêu hao nhiên liệu thì việc tắt động cơ không đem lại lợi ích gì về mặt giảm ô nhiễm trong trường hợp động cơ Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong có... Do đó khác với điều chỉnh lượng của động cơ xăng, trên đường nạp không có tiết lưu Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Trên hình 2-4 thể hiện cơ chế hình thành chất thải độc hại ở động cơ Điezel truyền thống không hình thành hỗn hợp trước Hình 2-5 trình bày đặc tính của các thành phần độc hại chủ yếu trong động cơ Điezel phun trực tiếp theo hệ số dư không khí α Qua hình 2-4 ta thấy lượng NOx... tăng sự phát ô nhiễm Nồng độ bồ hóng trong khí xả động cơ Diesel gia tăng rất mạnh khi gia tốc vì độ đậm đặc trung bình của hỗn hợp gia tăng Lượng gia tăng này càng lớn khi thời gian gia tốc càng dài để giảm thời gian gia tốc, cần phải tối ưu hoá việc thiết kế động cơ để có thể: - Giảm momen quán tính các bộ phận chuyển động quay - Giảm thể tích các bộ phận nạp thải - Giảm nhiệt dung riêng của hệ thống... việc không ổn định của động cơ, nhưng nó cải thiện tính năng động cơ cơ chế độ tốc độ cao đồng thời cũng làm giảm NOx do hỗn hợp nạp mới bị làm bẩn bởi một bộ phận khí cháy đẩy vào đường nạp khi piston đi lên Sự gia tăng góc độ trùng điệp hợp lý cơ thể làm giảm tới 80% nồng độ CmHn Lượng CmHn trong sản phẩm cháy thoát ra đường thải có thể được xem chứa trong 2 bọng khí: Bọng khí thứ nhất tương ứng... NOx (động cơ có buồng cháy dự bị, chu trình FTP-75) Tăng góc phun sớm làm tăng áp suất cực đại và nhiệt độ của quá trình cháy, do đó làm tăng nồng độ NOx Thông thường, động cơ phun trực tiếp có góc phun sớm lớn hơn nên phát sinh NOx nhiều hơn động cơ có buồng cháy ngăn cách Giảm góc phun sớm là biện pháp hữu hiệu giảm NOx trong khí xả Tuy Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong nhiên việc giảm góc... hạt rắn trong khí xả động cơ Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, sự khống chế lưu lượng nhiên liệu kèm theo việc giảm góc phun sớm có thể làm giảm 30% lượng NOx trong khí thải nhưng làm tăng lượng HC lên 100%, CO lên 70% và bồ hóng lên 150% Để có thể đảm bảo quy luật phun phù hợp ở mọi chế độ làm việc của động cơ cả về phương diện phát ô nhiễm lẫn tính năng kinh tế-kĩ thuật, trên những động cơ thể . Lương - Bộ môn Động cơ đốt trong - Trường Đại Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Học Giao Thông Vận Tải em nghiên cứu đề tài: Giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô ”. Với thời. động cơ và mức độ độc hại của các chất đó. - Thứ hai: Các nhân tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong - Thứ tư: Các phương án giảm thiểu độc tố trong khí thải. độc hại trong khí thải động cơ xăng theo chu trình thử đặc trưng của Châu Âu. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn: Động cơ đốt trong Hình 2-1 Tỷ lệ ( khối lượng) các chất độc hạitrong khí thải động cơ

Ngày đăng: 17/10/2014, 23:02

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w