Đồ án tốt nghiệp ngành cơ khí đóng tàu Phân tích kết quả và đề xuất một số giải pháp nhằm hạn chế nồng độ độc tố trong khí xả động cơ diesel

- 1 - MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 3 1.Tính thời sự của đề tài 3 2.Mục đích của đề tài 4 3.Nội dung chính của luận văn 4 4.Phương pháp nghiên cứu của đề tài 4 5.Phạm vi nghiên cứu của đề tài 4 6.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5 PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 7 1.1.QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 7 1.1.1.Diễn biến quá trình cháy trong động cơ diesel 7 1.1.1.1.Giai đoạn chuẩn bị cháy 8 1.1.1.2.Giai đoạn tăng áp suất 8 1.1.1.3.Giai đoạn tăng nhiệt độ 9 1.1.1.4.Giai đoạn cháy rớt 9 1.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ diesel 10 1.1.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn chuẩn bị cháy 10 1.1.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến các giai đoạn còn lại của quá trình cháy 12 1.1.3.Thành phần của khí xả động cơ diesel 13 1.1.4.Sự hình thành NOx trong động cơ 13 1.1.4.1.Sự hình thành mônôxit nitơ (NO) 15 1.1.4.2.Sự hình thành điôxit nitơ (NO2) 15 1.1.4.3.Sự hình thành Prôtôxit nitơ (N2O) 17 1.2.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL 18 1.2.1.Ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu động cơ 18 1.2.1.1.Ảnh hưởng của hình dạng buồng cháy 18 1.2.1.2.Ảnh hưởng của mức độ xoáy lốc 19 1.2.1.3.Ảnh hưởng của hệ thống tăng áp 20 1.2.2.Ảnh hưởng của các yếu tố khai thác động cơ 21 1.2.2.1.Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí 21 1.2.2.2.Ảnh hưởng của hồi lưu khí xả 22 1.2.2.3.Ảnh hưởng của việc cung cấp nhiên liệu 23 1.2.2.4.Ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu 26 1.2.2.5.Ảnh hưởng của phụ tải và vòng quay động cơ 27 1.2.2.6.Ảnh hưởng của nhiệt độ khí cháy 28 1.2.2.7.Ảnh hưởng của các chế độ vận hành 28 1.3.CÁC BIỆN PHÁP GIẢM ĐỘC TỐ KHÍ XẢ CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 29 1.3.1.Các nguyên tắc cơ bản để giảm thiểu độc tố khí xả động cơ diesel tàu thuỷ 29 1.3.2.Các phương pháp giảm thiểu độc tố khí xả 33 1.3.2.1.Phương pháp hoàn thiện kết cấu động cơ và điều chỉnh các thông số điều chỉnh 33 1.3.2.2.Phương pháp sử dụng phụ gia cho nhiên liệu, nhiên liệu sạch và hỗn hợp nhiên liệu 39 1.3.2.3.Phương pháp sử dụng chất trung hoà và hồi lưu khí xả 41 LỰA CHỌN CÔNG THỨC TÍNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 47 2.1.CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ ĐỘC TỐ 47 2.2.LỰA CHỌN CÔNG THỨC TÍNH 51 2.2.1.Phương pháp tính toán nồng độ NOx theo mô hình cân bằng năng lượng 51 2.2.2.Phương pháp tính toán nồng độ NOx theo động học phản ứng 52 2.2.2.1.Phương pháp tính toán theo mô hình ZELDOVICH 52 - 2 - 2.2.2.2.Phương pháp tính toán theo mô hình ANNAND 52 2.3.THUẬT TOÁN 54 2.4.CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 54 2.5.TÍNH TOÁN NOX CHO ĐỘNG CƠ MẪU 55 2.5.1.Giới thiệu động cơ 55 2.5.2.Kết quả tính 55 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM HẠN CHẾ NỒNG ĐỘ ĐỘC TỐ TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ DIESEL 58 3.1.PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 58 3.2.ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP HẠN CHẾ NỒNG ĐỘ ĐỘC TỐ TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ DIESEL 59 3.2.1.Phương pháp thay đổi nhiên liệu dùng cho động cơ 59 3.2.2.Phương pháp tác động vào quá trình cháy 59 3.2.3.Phương pháp xử lý thông qua các thiết bị phía sau động cơ 59 Phụ lục 62 Tài liệu tham khảo 81 - 3 - PHẦN MỞ ĐẦU 1.Tính thời sự của đề tài Trên thế giới hiện nay, vấn đề môi trường đang là một trong những vấn đề cấp bách đối với toàn thể nhân loại. Các thiên tai ngày nay phần lớn do con người tạo ra như: thủng tầng ozôn, mưa axit, hiệu ứng nhà kính, các hiện tượng bất thường trong tự nhiên gây lụt lội, hạn hán … đã và đang tiếp tục xảy ra mà chính con người phải gánh chịu mọi hậu quả. Xuất phát từ thực trạng trên, tất cả các tổ chức trên thế giới trong đó có các cơ quan bảo vệ môi trường đã ban hành và sửa đổi nhiều luật lệ, quy định, nghị định cụ thể nhằm hạn chế sự phát sinh các chất ô nhiễm tới môi trường sống và bầu khí quyển nói riêng đó là: các chất khí SO x , NO x , CO x , HC thải ra phải được giảm đến mức thấp nhất ở các nước phát triển và hạn chế sự gia tăng ở các nước đang phát triển. Việc thải các chất khí gây hiệu ứng nhà kính cần phải được hạn chế hết sức ở những nước có thu nhập cao và ngăn chặn sự phát sinh nguồn thải mới ở những nước có thu nhập thấp. Và các nhà chức trách vẫn lớn tiếng cảnh báo rằng: nếu các nhà chế tạo và người sử dụng vẫn tiếp tục để khí thải từ các thiết bị sản xuất làm ô nhiễm môi trường như hiện nay mà không có giải pháp cụ thể nào ngăn chặn thì sẽ bị cấm sử dụng hoàn toàn dù có phải chịu chấp nhận thiệt hại về kinh tế. Nghĩa là không chỉ dừng lại ở mức khuyến khích và đề nghị mà các cơ quan có thẩm quyền đã đến lúc phải dùng các biện pháp cứng rắn hơn để cưỡng chế và bắt buộc thi hành luật định. Điều này khiến cho các cơ sở sản xuất đã và đang sử dụng các loại động cơ đốt trong không thể làm ngơ bởi họ cũng hiểu quá rõ tác hại của khí thải đối với môi trường. Trong tất cả các loại động cơ nhiệt sinh công thì động cơ diesel vẫn được ưa chuộng nhất do nhiều tính năng ưu việt, đặc biệt là tính kinh tế của nó. Tuy nhiên, nếu những vấn đề liên quan đến mức độ phát sinh ô nhiễm từ khí xả của loại động cơ này không được giải quyết một cách triệt để thì trong một tương lai gần nó sẽ phải đứng trước ngưỡng giới hạn của luật môi trường ban hành từ nhiều cơ quan chức năng của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Điều này đồng nghĩa với việc: hoặc là những loại động cơ này trên toàn thế giới sẽ bị cấm sử dụng hoặc bằng các giải pháp nào đó (kể cả thay đổi nguyên lý cấu tạo hay quy trình khai thác) làm giảm bới đi hàm lượng độc tố sinh ra từ động cơ. Ngày nay bằng nhiều biện pháp công nghệ, người ta đã sản xuất ra loại động cơ mới có các thiết bị chống ô nhiễm hoặc thay thế nhiên liệu ít ô nhiễm hơn. Tuy nhiên, - 4 - tỉ lệ động cơ mới này là quá ít và việc thay thế nhiên liệu không phải ở đâu hay bất cứ động cơ nào cũng có thể áp dụng được. Bởi vậy, cần phải tìm kiếm các giải pháp có thể áp dụng để làm giảm nồng độ NO x và các chất độc hại ngay trong quá trình cháy của động cơ diesel. Một trong những giải pháp mà các hãng chế tạo động cơ diesel trên thế giới hiện nay đang áp dụng mà có thể rút ngắn được quá trình thí nghiệm kiểm định tính toán, đem lại hiệu quả kinh tế cao là nghiên cứu động cơ trên mô phỏng. Xuất phát từ quan điểm đó, việc thực hiện đề tài này là nhằm tìm ra các giải pháp tối ưu để hạn chế nồng độ các chất độc hại trong khí xả động cơ diesel. 2.Mục đích của đề tài Phân tích ảnh hưởng của quá trình cháy đến thành phần khí thải động cơ diesel, tính toán nồng độ NO x trên động cơ mẫu, từ đó tìm ra các biện pháp tối ưu để giảm thiểu nồng độ NO x trong khai thác mà vẫn duy trì được các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật khác của động cơ. 3.Nội dung chính của luận văn Mở đầu: Tổng quan Chương I: Phân tích ảnh hưởng của quá trình cháy đến thành phần khí thải trong động cơ diesel. Chương II: Lựa chọn công thức tính và chương trình tính Chương III: Phân tích kết quả và đề xuất một số giải pháp nhằm hạn chế nồng độ độc tố trong khí xả động cơ diesel. 4.Phương pháp nghiên cứu của đề tài Về lý thuyết: Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý luận thông qua các tài liệu liên quan đến quá trình cháy và cơ chế hình thành NO x trong quá trình cháy nhiên liệu. Về thực nghiệm: Tính toán nồng độ NO x trên động cơ 6чHCл, trên cơ sở phân tích và đánh giá kết quả nhận được sẽ đề xuất một số biện pháp nhằm hạn chế nồng độ độc tố trong khí xả động cơ diesel. 5.Phạm vi nghiên cứu của đề tài Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn bởi tạo lập một số tình huống tương đương thông qua việc thay đổi một thông số hay một nhóm thông số đầu vào để tính toán mà kết quả sẽ được lấy làm cơ sở để đánh giá sự hình thành NO x trong khí xả động cơ và tình trạng kỹ thuật động cơ. - 5 - 6.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đề tài đã thực hiện những nghiên cứu cơ bản cơ chế hình thành NO x và các chất độc hại trong khí xả. Thông qua những kết quả lý thuyết và thực nghiệm thu được đã phân tích và đánh giá được sự ảnh hưởng của các thông số kết cấu và khai thác đến mức độ hình thành NO x từ đó đề ra một số giải pháp tối ưu nhằm hạn chế nồng độ chất độc hại trong khí xả động cơ diesel. - 6 - CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL - 7 - PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1.QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL 1.1.1.Diễn biến quá trình cháy trong động cơ diesel Quá trình cháy trong động cơ diesel thực chất là quá trình ôxy hoá các thành phần hoá học có trong nhiên liệu kèm theo sự toả nhiệt mãnh liệt. Quá trình cháy bao gồm hàng loạt các biến đổi về lý hoá, cái nọ nối tiếp cái kia và kéo dài cho đến cả sau khi hỗn hợp đã bốc cháy. Hình 1.1: Diễn biến quá trình cháy trong động cơ diesel Ở cuối kỳ nén, nhiên liệu được phun vào trong xylanh động cơ dưới dạng sương, nhờ nhiệt độ cao trong xylanh, các hạt nhiên liệu sẽ nhanh chóng bay hơi kèm theo những biến đổi về vật lý, hình thành khí hỗn hợp và chuẩn bị cho nó bốc cháy. Quá trình này chiếm một khoảng thời gian nhất định và được gọi là thời gian chuẩn bị cháy, ký hiệu là τ i (giây), tương ứng với một khoảng góc quay ϕ i (độ) của trục khuỷu. - 8 - Quá trình cháy trong động cơ diesel bao gồm nhiều quá trình trung gian kế tiếp nhau nhưng để cho việc nghiên cứu được dễ dàng, người ta chia qúa trình cháy thành 4 giai đoạn trên cơ sở căn cứ vào bản chất các quá trình xảy ra trong xylanh động cơ. 1.1.1.1.Giai đoạn chuẩn bị cháy Giai đoạn chuẩn bị cháy được xác định bằng khoảng thời gian từ lúc nhiên liệu bắt đầu phun vào xilanh động cơ (điểm c’) đến khi áp suất trong xylanh động cơ bắt đầu tăng đột ngột, tức là đường cong áp suất biểu thị quá trình cháy tách khỏi đường cong nén (điểm c). Giai đoạn này trong xylanh động cơ diễn ra hàng loạt các quá trình phức tạp: sấy nóng nhiên liệu, bay hơi, phân huỷ các phần tử có liên kết dài thành các phần tử có liên kết ngắn, ôxy hoá. Nhiên liệu đưa vào trong xylanh động cơ ở giai đoạn thứ nhất chiếm 30 ÷ 40 % lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình. Giai đoạn này được đặc trưng bằng thời gian chuẩn bị cháy τ i (giây) hay góc chuẩn bị cháy ϕ i (độ góc quay trục khuỷu). Giữa thời gian chuẩn bị cháy và góc chuẩn bị cháy có quan hệ với nhau theo công thức: n i i 60 ϕ τ = (s) Trong đó: n là vòng quay động cơ (vòng/phút) Thời gian chuẩn bị cháy τ i càng dài, lượng nhiên liệu tích luỹ trong giai đoạn này càng lớn, nó sẽ ảnh hưởng đến đặc tính quá trình cháy. Đặc biệt trong các động cơ cao tốc, lượng nhiên liệu cấp trong giai đoạn này khá cao. Cá biệt có những động cơ lượng nhiên liệu cấp trong giai đoạn này bằng 100% lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình. Thời gian chuẩn bị cháy dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: trạng thái kỹ thuật của động cơ, loại nhiên liệu, góc phun sớm … 1.1.1.2.Giai đoạn tăng áp suất Giai đoạn này gọi là giai đoạn cháy nổ, được xác định bằng khoảng thời gian từ lúc bắt đầu sự bốc cháy rõ rệt của nhiên liệu (điểm c) đến thời điểm áp suất trong xilanh động cơ đạt giá trị lớn nhất (điểm z’). Ở giai đoạn này tốc độ toả nhiệt của nhiên liệu rất lớn đồng thời áp suất chất khí trong xilanh động cơ cũng tăng lên một cách đág kể. Để đánh giá chất lượng và mức độ cháy mãnh liệt của giai đoạn này, người ta dùng hai thông số là: - 9 - Tốc độ tăng áp suất: W ϖ d dP = ; W max       = ϖ d dP max Hoặc tốc độ tăng áp suất trung bình: W tb = ϕ ∆ ∆P Hai thông số trên đánh giá mức độ làm việc nhẹ nhàng, tin cậy của động cơ. Trị số W, W tb lớn, động cơ làm việc cứng có tiếng gõ. Khi tốc độ tăng áp suất quá cao có thể dẫn đến hư hỏng bệ đỡ, trục khuỷu của động cơ và các chi tiết khác. Khi động cơ làm việc bình thường, giá trị của W nằm trong khoảng 1÷ 6 (kg/cm 2 .độ GQTK). Sở dĩ trong giai đoạn này có sự toả nhiệt mãnh liệt là vì phần nhiên liệu phun vào trong giai đoạn chuẩn bị cháy đã bắt đầu bốc cháy. Nhiệt lượng toả ra trong giai đoạn này chiếm khoảng 1/3 số nhiệt lượng do nhiên liệu cung cấp. 1.1.1.3.Giai đoạn tăng nhiệt độ Giai đoạn này được tính từ lúc áp suất trong xilanh động cơ đạt giá trị cực đại (điểm z’) đến khi nhiệt độ chất khí trong xilanh đạt giá trị cực đại (điểm T max ). Trong giai đoạn này, việc cung cấp nhiên liệu vào trong xilanh động cơ cơ bản là chấm dứt. Cường độ toả nhiệt ở giai đoạn này bắt đầu giảm xuống do nồng độ ôxy giảm. Ở đầu giai đoạn này mặc dù piston đã đi xuống, thể tích xilanh tăng dần nhưng do nhiên liệu còn tiếp tục cháy mãnh liệt nên nhiệt độ tiếp tục tăng cao và đạt giá trị lớn nhất còn áp suất trong xilanh động cơ thay đổi không lớn lắm. Đây là giai đoạn phát nhiệt chủ yếu, nhiệt lượng toả ra trong giai đoạn này chiếm khoảng (40 ÷ 50)% toàn bộ nhiệt lượng do nhiên liệu cháy. Sự thay đổi áp suất trong xilanh động cơ ở giai đoạn này phụ thuộc vào mối tương quan giữa tốc độ cấp nhiên liệu và việc tăng thể tích của xilanh công tác. Mặc dù quá trình cấp nhiên liệu thường kết thúc ở cuối giai đoạn này nhưng quá trình cháy có thể còn tiếp tục sau điểm z vì quá trình cháy đã bị chậm lại do số lượng ôxy tự do trong xilanh động cơ giảm xuống. 1.1.1.4.Giai đoạn cháy rớt Giai đoạn này tương ứng với thời kỳ cháy rớt của nhiên liệu, được tính từ lúc nhiệt độ chất khí trong xilanh động cơ đạt giá trị cực đại đến khi kết thúc quá trình cháy nhiên liệu (điểm d). Trong giai đoạn này, tốc độ toả nhiệt giảm và tốc độ cháy nhiên liệu diễn ra chậm. Trong tất cả các động cơ diesel hầu như đều tồn tại giai đoạn cháy rớt này. Do tốc độ quay cao, các động cơ cao tốc có quá trình cháy rớt dài sẽ làm tổ thất nhiệt khí xả tăng, tính kinh tế của động cơ giảm xuống, làm xấu đi chế độ nhiệt - 10 - của các chi tiết, đặc biệt là nhóm piston và cơ cấu phân phối khí. Giảm hệ số dư lượng không khí α (đặc biệt ở chế độ quá tải), giảm góc phun sớm, chất lượng phun nhiên liệu kém, thay đổi loại nhiên liệu sử dụng, tăng số vòng quay và hàng loạt các yếu tố khác thay đổi là nguyên nhân làm cho quá trình cháy rớt phát triển. Để rút ngắn thời gian cháy rớt cần phải đảm bảo chất lượng tạo hỗn hợp, tăng hệ số dư lượng không khí α và rút ngắn thời gian cấp nhiên liệu ở giai đoạn 3. 1.1.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong động cơ diesel 1.1.2.1.Các yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn chuẩn bị cháy Thời gian của giai đoạn chuẩn bị cháy rất ngắn τ i = 0,005 ÷ 0,001 (giây). Thời gian chuẩn bị cháy và quy luật cấp nhiên liệu hay lượng nhiên liệu cấp trong thời gian chuẩn bị cháy có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ tăng áp suất và độ cứng của động cơ làm việc êm, tránh được các hư hỏng do các ứng suất cơ gây ra. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian chuẩn bị cháy bao gồm các yếu tố hoá học, các yếu tố vật lý, các yếu tố cấu tạo và các yếu tố khai thác. Các yếu tố về hoá học bao gồm thành phần, tính chất và cấu trúc của nhiên liệu, nồng độ ôxy trong buồng đốt, lượng khí sót còn sót lại của chu trình trước và các chất phụ gia kích thích quá trình cháy khi pha thêm vào nhiên liệu. Trong các yếu tố về hoá học thì thành phần và tính chất của nhiên liệu có ảnh hưởng đáng kể đến giai đoạn chuẩn bị cháy. Trị số xêtan của nhiên liệu sử dụng càng lớn càng rút ngắn thời gian chuẩn bị cháy và do vậy tốc độ tăng áp suất sẽ giảm đi. Tăng nồng độ ôxy, giảm lượng khí sót trong buồng đốt hay pha thêm các chất phụ gia kích thích quá trình cháy vào trong nhiên liệu đều có thể làm rút ngắn thời gian chuẩn bị cháy. Các yếu tố vật lý bao gồm áp suất, nhiệt độ cuối kỳ nén và mật độ không khí trong buồng đốt. Trong các yếu tố vật lý thì áp suất và nhiệt độ cuối kỳ nén có ảnh hưởng nhiều nhất đến giai đoạn chuẩn bị cháy. Tăng áp suất và nhiệt độ cuối quá trình nén sẽ rút ngắn được τ i . Tuy nhiên người ta cũng chứng tỏ được rằng khi nhiệt độ cuối kỳ nén nhỏ hơn 400°C thì ảnh hưởng của T c đến τ i mới thấy rõ. Còn khi T c lớn hơn 400°C thì ảnh hưởng của nó đến thời gian chuẩn bị cháy là không đáng kể. [...]... s u vo ca quỏ trỡnh chỏy nh: h s d lng khụng khớ, lng nhiờn liu cp, ỏp sut v nhit khụng khớ chỏy trong xilanh 18BTC 12BTC Nồng độ HC (ppm) 800 600 IDI 400 DI 200 0 200 400 600 800 Vòng quay động cơ (v/p) Góc phun sớm 18BTC 12BTC Nồng độ NOx (ppm) 800 600 DI 400 200 0 IDI 200 400 600 800 Vòng quay động cơ (v/p) Hỡnh 1.12: nh hng ca ph ti v vũng quay ng c ti NO, HC khi thay i gúc phun sm - 28 - Hỡnh... NO N2O + H N2 + OH Trong cỏc sn phm chỏy ti bung t, u l cỏc phn ng oxy hoỏ Chớnh vỡ vy trong sn phm chỏy ca ng c diesel, t l Prụtụxit nit (N 2O) rt thp, ch t khong 3 ữ 8 ppm trong tng hp lng thi NO x c sinh ra trong quỏ trỡnh chỏy Theo tớnh toỏn, t l N 2O do cỏc phng tin giao thụng gõy ra ch chim khong 6,5% trong tng lng N2O trờn ton cu 1.2.CC YU T NH HNG N THNH PHN KH THI NG C DIESEL Theo cỏc nh nghiờn... mnh trong khu vc ang phn ng cng nh trong vựng sn phm chỏy Trong bung chỏy ca ng c, di tỏc dng ca ỏp sut cao, b dy mng la khụng ỏng k v tn ti trong thi gian rt ngn, so ú hu nh ton b NO hinhg thnh phớa sau mng la Tuy nhiờn, chớnh b phn nh NO c to ra trong khu vc phn ng (hoc l trong mng la) mi cú th to ra nhng cht cũn li ca h NOx nh NO2, N2O Vỡ tc phn ng to NO thp hn nhiu so vi tc phn ng chỏy, nờn trong. .. theo mt trong cỏc thụng s ny cng s kộo theo s thay i mt trong cỏc thụng s khỏc iu ny dn ti s thay i nng cỏc cht gõy ụ nhim nh NO x, CO, HC v b húng trong khớ x Vỡ vy, ch vn hnh ng c l tng hp hu ht cỏc yu t nh hng ó nờu, nờn nú nh hng trc tip ti tc hỡnh thnh ụ nhim trong quỏ trỡnh chỏy ca ng c diesel 1.3.CC BIN PHP GIM C T KH X CA NG C DIESEL 1.3.1.Cỏc nguyờn tc c bn gim thiu c t khớ x ng c diesel. .. ng c diesel sinh ra V xu th ca cỏc tiờu chun v ụ nhim do ng c diesel thi ra mụi trng ngy mt gim, trong tng lai ch s ny s gim xung 3 ln Trong cụng c MARPOL 73/78, ph lc VI ký ngy 27/09/1997 v vic thay i hm lng cho phộp ca cỏc thnh phn c t NO x cú trong khớ x ng c diesel mi cú cụng sut ln hn 130 kW lp t trờn tu thu k t ngy 01/01/2000 Ngy 23/11/1999, EPA ó ra vn bn Kim soỏt s ụ nhim khụng khớ t ng c diesel. .. ụ nhim ca ng c, Nu xột trong cỏc iu kin nh nhau gia hai kiu bung chỏy thng nht v bung chỏy phõn cỏch thỡ nng NOx trong kiu bung chỏy thng nht ln hn S khỏc nhau ny cú th c gii thớch l: trong ng phun giỏn tip (bung chỏy phõn cỏch) hn hp quỏ m trong bung chỏy ph v quỏ loóng trong bung chỏy chỡnh cú tỏc dng lm gim tc to thnh NOx Ngi ta ó tớnh c rng, mt b phn nh NO c hỡnh thnh trong bung chỏy chớnh (khụng... rt ny Tuy nhiờn giai on 4 ny vn tn ti trong tt c cỏc ng c diesel 1.1.3.Thnh phn ca khớ x ng c diesel Khớ x ng c daesel l sn phm ca phn ng chỏy gia nhiờn liu v khụng khớ np nờn thnh phn ch yu ca nú l CO 2 v H2O Ngoi ra cũn cú CO v HC sinh ra trong iu kin thiu khụng khớ Cui cựng l cỏc hp cht ca NO x v SOx sinh ra trong iu kin nhit v ỏp sut cao 1.1.4.S hỡnh thnh NOx trong ng c Hp cht NOx l tờn gi chung... ng to thnh NO trong khớ chỏy ph thuc vo thi gian phn ng chỏy ca nhiờn liu Nu nhit khớ chỏy cng cao, thi gian phn ng cng nh dn n tc hỡnh thnh NO cng mnh v nng NOx trong khớ x cng ln Hỡnh 1.13 ch ra s nh hng ca thi gian phn ng v nhit khớ chỏy ti t l nng NO tc thi v NO cõn bng T l ny l mt hm thi gian ng vi cỏc giỏ tr nhit khỏc nhau ca khớ chỏy X : Nồng độ túc thời của NO Xe: Nồng độ cân bằng của... ngay bi mụi cht cú nhit thp thỡ s khụng th tr li dng NO ban u, ngha l lng NO 2 to ra t NO s c duy trỡ trong sn phm chỏy v trong dũng khớ x ca ng c - 17 - Khi ng c diesel lm vic ch ti thp thỡ trong bung chỏy tn ti nhiu vựng lnh cú kh nng lm gim v ngn chn phn ng ngc, trong trng hp ny t l NO2 cú trong NOx l rt ln 30 2000 (v/p) Tỷ lệ NO2/NOx (%) 25 20 1700 (v/p) 15 10 2400 (v/p) 5 0 100 200 300 400... NO x l cht khớ tn ti trong khớ x cú hm lng c t cao Tuy cú hm lng nh trong khớ x nhng li l mt trong - 14 - nhng thnh phn ch yu gõy ụ nhim bờn cnh nhng cht nh CO 2, SO2, HCHO, Ch4 Vỡ th, vic xỏc nh t l NO x trong khớ x l rt cn thit cú th bit c mc gõy ụ nhim ca tng ng c Hp cht NOx c to thnh t hai nguyờn t ph bin nht trong khớ quyn: ụxy v nit ễxy l nguyờn t úng vai trũ quan trng trong bu khụng khớ Nú . giỏn tip tng hoc gim s lm nng NO x tng hoc gim theo. 1.2.1.2.nh hng ca mc xoỏy lc Trong thc t, cú rt nhiu nh piston c thit k nhm mc ớch to xoỏy lc khi np khụng khớ vo bung t lm tng kh nng. phỏt sinh b húng (khúi en) trong xilanh. Nhng chớnh vỡ iu ny ó lm tng ỏp sut cc i v nhit cc i trong xilanh nờn lm tng n v tng mc phỏt sinh NO x . Ngc li khi mc xoỏy lc khớ np gim s lm gim. gim s lm gim vn ng ri ca khụng khớ trong bung chỏy, tc to thnh NO x gim xung nhng b húng li tng lờn. 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Độ đậm hỗn hợp Nồng độ NOx