Ô tô và ô nhiễm môi trường

Chng TC HI CA CC CHT ễ NHIM TRONG KH X NG C T TRONG 1.1 Gii thiu Quỏ trỡnh chỏy lớ tng ca hn hp hydrocarbure vi khụng khớ ch sinh CO2, H2O v N2 Tuy nhiờn, s khụng ng nht ca hn hp mt cỏch lớ tng cng nh tớnh cht phc ca cỏc hin tng lớ húa din quỏ trỡnh chỏy nờn khớ x ng c t luụn cú cha mt hm lng ỏng k nhng cht c hi nh oxyde nit (NO, NO2, N2O, gi chung l NOx), monoxyde carbon (CO), cỏc hydrocarbure cha chỏy (HC) v cỏc ht rn, c bit l b húng Nng cỏc cht ụ nhim khớ x ph thuc vo loi ng c v ch hnh ng c Diesel, nng CO rt bộ, chim t l khụng ỏng k; nng HC ch bng khong 20% nng HC ca ng c xng cũn nng NOx ca hai loi ng c cú giỏ tr tng ng Trỏi li, b húng l cht ụ nhim quan trng khớ x ng c Diesel, nhng hm lng ca nú khụng ỏng k khớ x ng c xng NOx Nhng cht, c bit l lu hunh, v cỏc cht ph gia nhiờn liu cng cú nh hng n thnh phn cỏc cht ụ nhim sn phm chỏy Thụng thng xng thng mi cú cha khong 600ppm lu hunh Thnh phn lu hunh cú th lờn n 0,5% i vi du Diesel Trong quỏ trỡnh chỏy, lu hunh b oxy hoỏ HC thnh SO2, sau ú mt b phn SO2 b oxy hoỏ tip thnh SO3, cht cú th kt hp vi nc to H2SO4 Mt khỏc, tng CO tớnh chng kớch n ca nhiờn liu, ngi ta pha thờm Thộtraộtyle chỡ Pb(C2H5)4 vo a xng Sau chỏy, nhng ht chỡ cú ng kớnh cc thoỏt theo khớ x, l lng 1,2 0,8 khụng khớ v tr thnh cht ụ nhim Hỡnh 1.1: Bin thiờn nng cỏc cht i vi bu khớ quyn, nht l khu vc ụ nhim theo h s d lng khụng khớ thnh ph cú mt giao thụng cao Mt nhng thụng s cú tớnh tng quỏt nh hng n mc phỏt sinh ụ nhim ca ng c l h s d lng khụng khớ a Hỡnh 1.1 trỡnh by mt cỏch nh tớnh s ph thuc ca nng NO, CO v HC khớ x theo a ng c ỏnh la cng bc thng lm vic vi h s d lng khụng khớ a Theo th ny thỡ ng c lm Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t vic vi hn hp nghốo cú mc phỏt sinh ụ nhim thp hn Tuy nhiờn, nu hn hp quỏ nghốo thỡ tc chỏy thp, ụi lỳc din tỡnh trng b la v ú l nhng nguyờn nhõn lm gia tng nng HC Nhit cc i ca quỏ trỡnh chỏy cng l mt nhõn t quan trng nh hng n thnh phn cỏc cht ụ nhim vỡ nú nh hng mnh n ng hc phn ng, c bit l cỏc phn ng to NOx v b húng Núi chung tt c nhng thụng s kt cu hay hnh no ca ng c cú tỏc ng n thnh phn hn hp v nhit chỏy u gõy nh hng trc tip hay giỏn tip n s hỡnh thnh cỏc cht ụ nhim khớ x Trong thc t cuc sng, hm lng cỏc cht c hi khớ x ng c t nờn ngi s dng ớt quan tõm ti s nguy him trc mt nú gõy Tuy nhiờn s phõn tớch cỏc d liu v s thay i thnh phn khụng khớ nhng nm gn õy (bng 1.1) ó cho thy s gia tng rt ỏng ngi ca cỏc cht ụ nhim Nu khụng cú nhng bin phỏp hn ch s gia tng ny mt cỏch kp thi, nhng th h tng lai s phi ng u vi mt mụi trng sng rt khc nghit Bo v mụi trng khụng phi ch l yờu cu ca tng nc, tng khu vc m nú cú ý ngha trờn phm vi ton cu Tựy theo iu kin ca mi quc gia, lut l cng nh tiờu chun v ụ nhim mụi trng c ỏp dng nhng thi im v vi mc kht khe khỏc ễ nhim mụi trng ng c phỏt c cỏc nh khoa hc quan tõm t u th k 20 v nú bt u thnh lut mt s nc vo nhng nm 50 nc ta, lut bo v mụi trng cú hiu lc t ngy 10-1-1994 v Chớnh ph ó ban hnh Ngh nh s 175/CP ngy 18-10-1994 hng dn vic thi hnh Lut bo v mụi trng 1.2 ễ nhim khụng khớ l gỡ? Chỳng ta cú th tham kho nh ngha sau õy Cng ng Chõu u a vo nm 1967: "Khụng khớ gi l ụ nhim thnh phn ca nú b thay i hay cú s hin din ca nhng cht l gõy nhng tỏc hi m khoa hc chng minh c hay gõy s khú chu i vi ngi" Theo nh ngha ú thỡ: - Cỏc cht gõy ụ nhim cú th gõy nguy hi n t nhiờn v ngi m khoa hc thi im ú nhn bit c hay ch n thun gõy s khú chu chng hn nh mựi hụi, mu sc - Danh sỏch cỏc cht ụ nhim cng nh gii hn v nng cho phộp ca chỳng cỏc ngun phỏt thi cú th thay i theo thi gian Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t n nay, ngi ta ó xỏc nh c cỏc cht ụ nhim khụng khớ m phn ln nhng cht ú cú mt khớ x ca ng c t Bng 1.1 di õy cho thy s gia tng nng mt cỏch ỏng ngi ca mt s cht ụ nhim bu khớ quyn: Bng 1.1 : S gia tng ca cỏc cht ụ nhim khớ quyn Cht ụ nhim Hin (ppm) Tc tng (%/nm) CO2 Thi kỡ tin cụng nghip (ppm) 270 340 0,4 N2O 0,28 0,30 0,25 CO 0,05 0,13 SO2 0,001 0,002 Tựy theo chớnh sỏch nng lng ca mi nc, s phõn b t l phỏt sinh ụ nhim ca cỏc ngun khỏc khụng ũng nht Bng 1.2 v 1.3 gii thiu t l phỏt thi CO, HC v NOx Nht v M Bng 1.2: T l phỏt thi cỏc cht ụ nhim Nht (tớnh theo %) Ngun phỏt ụ nhim CO HC NOx ễ tụ 93,0 57,3 39 Sn xut in nng 0,1 0,1 21,5 Quỏ trỡnh chỏy cụng nghip Cỏc quỏ trỡnh chỏy khỏc Cụng nghip du m 0,0 26,4 31,3 6,3 0,7 0,8 - 14,8 5,1 Cỏc hot ng khỏc 0,6 0,7 2,6 100 100 100 Tng cng Bng 1.3: T l phỏt thi cỏc cht ụ nhim M (tớnh theo %) Ngun phỏt ụ nhim CO HC NOx ễ tụ 64,7 45,7 36,6 Cỏc phng tin giao thụng khỏc Quỏ trỡnh chỏy cụng nghip 9,0 7,2 10,5 9,1 16,8 42,8 Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t Cụng nghip du m 5,2 5,3 1,7 Cỏc hot ng khỏc 12,0 25,0 8,4 Tng cng 100 100 100 1.3 Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c 1.3.1 i vi sc khe ngi - CO : Monoxyde carbon l sn phm khớ khụng mu, khụng mựi, khụng v, sinh ụ xy hoỏ khụng hon ton carbon nhiờn liu iu kin thiu oxygốne CO ngn cn s dch chuyn ca hng cu mỏu lm cho cỏc b phn ca c th b thiu oxygốne Nn nhõn b t vong 70% s hng cu b khng ch (khi nng CO khụng khớ ln hn 1000ppm) nng thp hn, CO cng cú th gõy nguy him lõu di i vi ngi: 20% hng cu b khng ch, nn nhõn b nhc u, chúng mt, bun nụn v t s ny lờn n 50%, nóo b ngi bt u b nh hng mnh - NOx: NOx l h cỏc oxyde nit, ú NO chim i b phn NOx c hỡnh thnh N2 tỏc dng vi O2 iu kin nhit cao (vt quỏ 1100C) Monoxyde nit (x=1) khụng nguy him my, nhng nú l c s to dioxyde nit (x=2) NO2 l cht khớ mu hi hng, cú mựi, khu giỏc cú th phỏt hin nng ca nú khụng khớ t khong 0,12ppm NO2 l cht khú hũa tan, ú nú cú th theo ng hụ hp i sõu vo phi gõy viờm v lm hy hoi cỏc t bo ca c quan hụ hp Nn nhõn b mt ng, ho, khú th Protoxyde nit N2O l cht c s to ozone h tng khớ quyn - Hydocarbure: Hydrocarbure (HC) cú mt khớ thi quỏ trỡnh chỏy khụng hon ton hn hp giu, hoc hin tng chỏy khụng bỡnh thng Chỳng gõy tỏc hi n sc khe ngi ch yu l cỏc hydrocarbure thm T lõu ngi ta ó xỏc nh c vai trũ ca benzen cn bnh ung th mỏu (leucộmie) nng ca nú ln hn 40ppm hoc gõy ri lon h thn kinh nng ln hn 1g/m3, ụi nú l nguyờn nhõn gõy cỏc bnh v gan - SO2: Oxyde lu hunh l mt cht hỏu nc, vỡ vy nú rt d hũa tan vo nc mi, b oxy húa thnh H2SO4 v mui amonium ri i theo ng hụ hp vo sõu phi Mt khỏc, SO2 lm gim kh nng khỏng ca c th v lm tng cng tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khỏc i vi nn nhõn - B húng: B húng l cht ụ nhim c bit quan trng khớ x ng c Diesel Nú tn ti di dng nhng ht rn cú ng kớnh trung bỡnh khong 0,3mm nờn rt d xõm nhp sõu vo phi S nguy him ca b húng, ngoi vic gõy tr ngi cho c quan hụ hp nh bt kỡ mt cht c hc no khỏc cú mt khụng khớ, nú cũn l Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t nguyờn nhõn gõy bnh ung th cỏc hydrocarbure thm mch vũng (HAP) hp th trờn b mt ca chỳng qua trỡnh hỡnh thnh - Chỡ: Chỡ cú mt khớ x Thộtraộtyl chỡ Pb(C2H5)4 c pha vo xng tng tớnh chng kớch n ca nhiờn liu S pha trn cht ph gia ny vo xng hin cũn l ti bn cói ca gii khoa hc Chỡ khớ x ng c tn ti di dng nhng ht cú ng kớnh cc nờn rt d xõm nhp vo c th qua da hoc theo ng hụ hp Khi ó vo c c th, khong t 30 n 40% lng chỡ ny i vo mỏu S hin hin ca chỡ gõy xỏo trn s trao i ion nóo, gõy tr ngi cho s tng hp enzyme hỡnh thnh hng cu, v c bit hn na, nú tỏc ng lờn h thn kinh lm tr em chm phỏt trin trớ tu Chỡ bt u gõy nguy him i vi ngi nng ca nú mỏu vt quỏ 200 n 250mg/lớt 1.3.2 i vi mụi trng Thay i nhit khớ quyn S hin din ca cỏc cht ụ nhim, c bit l nhng cht khớ gõy hiu ng nh kớnh, khụng khớ trc ht nh hng n quỏ trỡnh cõn bng nhit ca bu khớ quyn Trong s nhng cht khớ gõy hiu ng nh kớnh, ngi ta quan tõm n khớ carbonic CO2 vỡ nú l thnh phn chớnh sn phm chỏy ca nhiờn liu cú cha thnh phn carbon S gia tng nhit bu khớ quyn s hin din ca cỏc cht khớ gõy hiu ng nh kớnh cú th c gii thớch nh sau: Qu t nhn nng lng t mt tri v bc x li khụng gian mt phn nhit lng m nú nhn c Ph bc x nhit ca mt tri v v trỏi t trỡnh by trờn cỏc hỡnh 1.4 v hỡnh 1.5 Bc x mt tri t cc i vựng ỏnh sỏng thy c (cú bc súng khong 0,4-0,73mm) cũn bc x cc i ca v trỏi t nm vựng hng ngoi (7-15mm) Cỏc cht khớ khỏc cú di hp th bc x khỏc Do ú, thnh phn cỏc cht khớ cú mt khớ quyn cú nh hng n s trao i nhit gia mt tri, qu t v khụng gian Carbonic l cht khớ cú di hp th bc x cc i ng vi bc súng 15mm, vỡ vy nú c xem nh sut i vi bc x mt tri nhng l cht hp th quan trng i vi tia bc x hng ngoi t mt t Mt phn nhit lng lp khớ CO2 gi li s bc x ngc li v trỏi t (hỡnh 1.6) lm núng thờm bu khớ quyn theo hiu ng nh kớnh (Serre) Hng ngoi 30oC 0oC Vựng thy c l(mm) 0,4 0,73 l(mm) 0,73 10 20 30 Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t Hỡnh 1.4: Ph bc x t mt tri BcxồmƠttrâi Bc x mt t Hỡnh 1.5: Ph bc x t mt t Bc x mt tri Bc x mt t Lp khớ gõy hiu ng nh kớnh Hỡnh 1.6: Hiu ng nh kớnh Vi tc gia tng nng khớ carbonic bu khớ quyn nh hin nay, ngi ta d oỏn vo khong gia th k 22, nng khớ carbonic cú th tng lờn gp ụi Khi ú, theo d tớnh ca cỏc nh khoa hc, s xy s thay i quan trng i vi s cõn bng nhit trờn qu t: - Nhit bu khớ quyn s tng lờn t n 3C - Mt phn bng vựng Bc cc v Nam cc s tan lm tng chiu cao mc nc bin - Lm thay i ch ma giú v sa mc húa thờm b mt trỏi t nh hng n sinh thỏi S gia tng ca NOx, c bit l protoxyde nit N2O cú nguy c lm gia tng s hy hoi lp ozone thng tng khớ quyn, lp khớ cn thit lc tia cc tớm phỏt x t mt tri Tia cc tớm gõy ung th da v gõy t bin sinh hc, c bit l t bin sinh cỏc vi trựng cú kh nng lm lõy lan cỏc bnh l dn ti hy hoi s sng ca mi sinh vt trờn trỏi t ging nh iu kin hin trờn Sao Ha Mt khỏc, cỏc cht khớ cú tớnh acide nh SO2, NO2, b oxy húa thnh acide sulfuric, acide nitric hũa tan ma, tuyt, sng mự lm hy hoi thm thc vt trờn mt t (ma acide) v gõy n mũn cỏc cụng trỡnh kim loi 10 Chng 1: Tỏc hi ca cỏc cht ụ nhim khớ x ng c t 11 Chng QUY TRèNH O CC CH TIấU ễ NHIM CA ễ Tễ Mc phỏt sinh cỏc cht ụ nhim ph thuc vo iu kin hnh cng nh tỡnh trng k thut ca ng c Do ú, tựy theo tỡnh trng giao thụng cng nh mc kht khe ca lut mụi trng mi nc m quy trỡnh th cú khỏc Trờn thc t hin tn ti mt s quy trỡnh chun ca cỏc nc cụng nghip phỏt trin v nhng quy trỡnh ú c nhiu nc ang phỏt trin ỏp dng nh quy phm chớnh thc o mc phỏt sinh ụ nhim ca ụ tụ nc mỡnh 2.1 Lch s phỏt trin ễ nhim mụi trng khớ x ng c gõy ó l mi quan tõm ca ca nhiu quc gia t lỳc nn cụng nghip ụ tụ bt u phỏt trin Theo thi gian, danh sỏch cỏc cht ụ nhim ngy cng tr nờn chi tit hn, gii hn nng ca chỳng khớ x ngy cng tr nờn kht khe hn v ngy cng nhiu quc gia hng ng chng ụ nhim mụi trng khớ x ụ tụ gõy Theo trỡnh t thi gian, chỳng ta cú th k cỏc quc gia ó sm t ụ nhim mụi trng khớ x ng c gõy nh sau: - c - Phỏp : 1910 : 1963 - M - Nht : 1959 : 1966 Tip theo l nhng nc khỏc cng ng Chõu u, Canada, c, cỏc nc thuc ụng u c, cỏc nc Chõu (Singapore, i Loan, Hn Quc ) 2.2 Quy trỡnh o cỏc ch tiờu ụ nhim Hin cha cú mt quy trỡnh no c ỏp dng chung cho tt c cỏc nc o cỏc ch tiờu ụ nhim khớ x ng c t Do ú trờn th gii tn ti nhiu quy trỡnh khỏc nhau, mi quy trỡnh ng vi mt tiờu chun ụ nhim xỏc nh v khụng cú quan h tng ng no c xỏc lp gia cỏc tiờu chun ny Quy trỡnh o cỏc ch tiờu ụ nhim ca mi nc cn c vo ch giao thụng tiờu biu ca nc ú Bng 2.1 so sỏnh cỏc thụng s c trng ca mt s quy trỡnh c ỏp dng rng rói nht hin Bng 2.1: So sỏnh cỏc thụng s c trng ca mt s quy trỡnh th tiờu biu 12 Chng 2: Quy trỡnh o cỏc ch tiờu ụ nhim ca ụ tụ Thụng s n v ECE California FTP72 FTP75 Nht 10 ch Nht 11 ch Tc trung bỡnh (km/h) 18,7 35,6 31,5 34,1 17,7 30,6 Tc trung bỡnh (khụng k thi gian khụng ti) Gia tc trung bỡnh (km/h) 27,1 41,7 38,3 41,6 24,1 39,1 (m/s2) 0,75 0,68 0,60 0,67 0,54 0,64 Gim tc trung bỡnh (m/s2) 0,75 0,68 0,70 0,71 0,65 0,60 Thi gian trung bỡnh ca mt chu kỡ th Khụng ti (s) 45 117 66 70 50 94 (% thi gian) (% thi gian) (% thi gian) (% thi gian) 30,8 14,6 17,8 18,0 26,7 21,7 18,5 31,4 33,5 33,1 24,4 34,2 32,3 21,9 20,1 20,4 23,7 13,3 18,5 32,1 28,6 28,5 25,2 30,8 Gia tc Tc khụng i Gim tc 2.3 C s xõy dng cỏc quy trỡnh o ụ nhim Quy trỡnh th l quy phm quc gia, ph thuc vo iu kin giao thụng ca mi nc Nú da trờn nhiu yu t, ú mt giao thụng v cht lng ng sỏ l hai yu t quan trng nht - Mt giao thụng: Mc ụ nhim cc b bu khụng khớ l tng hp mc phỏt thi ca tt c nhng phng tin ti khu vc kho sỏt gõy ra, ngha l mc ụ nhim ph thuc vo mt ụ tụ nhng thnh ph ln, mc ụ nhim vt gii hn bỏo ng, ngi ta khuyn khớch dõn chỳng s dng phng tin ti cụng cng gim bt mt xe nhng ni cú mt lu thụng bộ, ụ tụ khụng nht thit phi tuõn th nhng quy nh nghiờm ngt v mc phỏt sinh ụ nhim ca nhng thnh ph mt giao thụng cao - iu kin ng sỏ: Tựy vo cht lng ng sỏ ca mi nc m ch hot ng ca cỏc phng tin khỏc nhau, ú kh nng phỏt ụ nhim ca chỳng cng khỏc Tiờu chun ụ nhim vỡ vy cng cn xột n yu t ny 2.4 Quy trỡnh th ca mt s nc 2.4.1 Quy trỡnh th ca M a Quy trỡnh FTP 72 v FTP 75 Vn tc (m/s) 60 40 13 Chng 2: Quy trỡnh o cỏc ch tiờu ụ nhim ca ụ tụ a Vn tc (m/s) 60 40 20 b 400 Thi gian (s) Quy trỡnh FTP 72 (Federal Test Procedure) (hỡnh 2.1a) bao gm hai giai on Giai on kộo di 505s, tng ng vi quóng ng 5,78km vi tc trung bỡnh 41,2km/h Giai on kộo di 867s v c bt u sau tm dng hon ton ng c 10 phỳt Khi bt u th, ng c c ng trng thỏi ngui sau mt ờm nhit mụi trng (20 C) Hỡnh 2.1: Quy trỡnh FTP 72 v FTP 75 quỏ núng Quy Giai trỡnhon FTP 75 gm ba giai on Hai giai on u ging nh chu trỡnh FTP 72 Giai on ging nh giai on ca chu trỡnh trc (hỡnh 2.1b) v c ng li sau ó dng ng c 10 phỳt k t lỳc kt thỳc giai on Quóng ng tng ng tng cng l 17,86km vi tc trung bỡnh 34,1km/h Lng khớ ụ nhim c o riờng tng giai on v kt qu chung c tớnh bng g/km vi cỏc h s iu chnh 0,43 i vi giai on u, i vi giai on v 0,57 i vi giai on b Quy trỡnh California õy l quy trỡnh th c c s dng t nm 1968 Nú gm giai on ging ht (hỡnh 2.2) v cỏch bi thi gian chy khụng ti Quy trỡnh th kộo di 16 phỳt 19 giõy ng c ng trng thỏi ngui sau dng ớt nht 12 gi iu kin nhit mụi trng Quy trỡnh ny hin ó c thay th bng cỏc quy trỡnh FTP trờn õy km/h 100 50 14 979s Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng ci thin h s np v t ú lm tng hiu sut ng c Mt khỏc, s modul húa khong trựng ip ca soupape cho phộp lm gim mc phỏt sinh HC v NOx Trong thc t, ngi ta cú th phi hp gia vic iu chnh gúc phi khớ vi s thay i lut nõng soupape Nhỡn chung, nõng ca soupape ch tc thp nh hn nõng ch tc cao H thng ny ó c hóng Honda phỏt trin vi tờn gi l VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) Nú c trang b trờn ng c cú soupape cho mi cylindre Mi soupape m theo mt mt lut riờng ph thuc ch lm vic ca ng c 9.1.1.2 Gia tc quỏ trỡnh ng b xỳc tỏc Cỏc b xỳc tỏc chc nng hin c lp t trờn ụ tụ ch hot ng hiu qu sau ng c ó lm vic khong 2-3 phỳt Thng sau khong thi gian ny b xỳc tỏc mi t c nhit ng gia tc giai on sy, ngi ta cú th t ng xỳc tỏc gn ng c nhng iu ny khụng phự hp ng c lm vic ti cao Vỡ vy, ngi ta nghiờn cu nhng gii phỏp khỏc phc hn Mt nhng gii phỏp ú l lp t trc b xỳc tỏc chớnh mt b xỳc tỏc ng B xỳc tỏc ng ny cú c im l nhit dung thp v ng nhanh ú nú cho phộp x lớ khớ x sau khi ng ng c Ngoi ngi ta cng ỏp dng mt s nhng k thut khỏc nh: - Sy b xỳc tỏc bng in: B xỳc tỏc ny cho phộp x lớ trit khớ x t c tiờu chun ULEV Vic sy thng c thc hin b xỳc tỏc ng Cụng sut in (cng chớnh l nng lng cn thit) gia tc vic kh cỏc cht ụ nhim ti mt gii hn cho trc trng hp ú thp hn l trng hp sy trc tip b xỳc tỏc chớnh Trong trng hp c th ngi ta s dng b sy cú cụng sut in khong 1kW tiờu th cha y 4Wh m bo khớ x ng c tha tiờu chun ULEV Cỏc giỏ tr nng lng tiờu tn ny s tng lờn ớt nht ln b sy t ng xỳc tỏc chớnh - Sy bng nhit t nhiờn liu: nng lng ta cú th t chỏy b phn nhiờn liu cũn sút hoc lng nhiờn liu phun vo khớ x (hỡnh 9.1) C trng hp u cn phi cp thờm mt lng khụng khớ ph vo ng x m bo t chỏy lng nhiờn liu ny Hỡnh 9.2 gii thiu mt vớ d v gim ụ nhim nh sy b xỳc tỏc Nhiờn liu Khụng khớ th cp ng x ng c Vũi t 167 B xỳc tỏc Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Hỡnh 9.1: Gia nhit b xỳc tỏc bng vũi t nhiờn liu Mc ụ nhim ng c hot ng vi b xỳc tỏc c Sóy in 3,5kW Sóy bng t nhiờn liu cũn li khớ x (15kW) Sóy bng vũi t nhiờn liu trờn ng x (15kW) Hỡnh 9.2: Hiu qu x lớ khớ x nh sy b xỳcụtỏc Mc nhim (giỏ tr tng i) - Phun khụng khớ: Vic phun khụng khớ c thc hin sau soupape x bt u khi ng ng c Gii phỏp ny cho phộp iu chnh thnh phn khớ x phự hp vi iu kin x lớ ti u bng b xỳc tỏc ba chc nng, ng thi nú cng to iu kin oxy húa trc CO v HC gúp phn lm tng nhit b xỳc tỏc - Lu gi tm thi HC: Vic lu gi tm thi HC khớ x c thc hin b hp th (hỡnh 9.3) H thng ny cú th i kốm vi b xỳc tỏc ng By cha than hot tớnh ng c B xỳc tỏc ng Van iu khin B xỳc tỏc ba chc nng Hỡnh 9.3: H thng xỳc tỏc cú thờm b lu gi tm thi HC Hin cỏc nh ch to ang tip tc nghiờn cu cỏc h thng ny cú th phỏt trin ỏp dng nhng nm ti Mc dự chỳng cn cú mt h thng iu khin phc v t tin nhng mang li hiu qu rt cao x lớ khớ x 9.1.1.3 ng c ỏnh la cng bc phun trc tip, 168 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng lm vic vi hn hp nghốo Loi ng c ny cho phộp nõng cao hiu sut bng cỏch cho ng c lm vic vi hn hp nghốo Vic thit k ch to ng c ny rt phc nờn cho ti chỳng cha c ỏp dng rng rói (ch yu ỏp dng Nht) Tuy nhiờn tớnh u vit ca chỳng v nhiu mt, cỏc nh ch to ang khn trng nghiờn cu phỏt trin loi ng c ny Nn ỏnh la Vũi phun nhiờn liu Khụng khớ Cỏc ng tỏch dũng ng np u piston nh hỡnh Hn hp rt m Hỡnh 9.4: To hn hp ti thp ca ng c Mitsubishi ng c lm vic vi hn hp nghốo th h u tiờn c ch to da trờn vic ti u húa s ng nht ca hn hp nhiờn liu cng nh s phõn b nhiờn liu bung chỏy Nh vy, quỏ trỡnh chỏy cỏc loi ng c ny c tin hnh mt cỏch bỡnh thng vi m c ca hn hp thp hn so vi ng c c in khong (f=0,7 - 0,8) Sut tiờu hao nhiờn liu (g/kWh) f=1 Mc phỏt sinh NOx (g/kWh) f iu chnh 169 Gii hn n nh Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Hỡnh 9.5: nh hng ca m c n sut tiờu hao nhiờn liu v mc phỏt sinh NOx ca ng c Honda VTEC ng c lm vic vi hn hp phõn lp cho phộp nõng cao thờm hiu sut cụng tỏc Vic thit k ch to loi ng c ny rt c quan tõm hin K thut ng c lm vic vi hn hp phõn lp da trờn vic to bung chỏy mt hn hp m c cc b (gn nu ỏnh la) ng v m bo s lan trn mng la phự hp iu kin thnh phn hn hp cú m c thp nht Hin nay, hn hp phõn lp ch dựng ng c lm vic ti thp; ng c lm vic vi ti cao, ng c s hn hp chỏy hon ton lớ thuyt 9.1.2 ng c Diesel ng c Diesel cng s c tip tc ci tin nõng cao hiu sut dự hin nú ó cú nhiu u im v mt ny V phng din hn ch mc phỏt sinh ụ nhim ca ng c Diesel, cỏc gii phỏp k thut núi chung cũn giai on thớ nghim Cho ti nhng nm cui ca thp niờn 1990, cỏc k thut ny cũn ỏp dng rt hn ch vỡ nú t tin v lm vic cha tht ỏng tin cy Cỏc gii phỏp ú l: B xỳc tỏc gim NOx Lc b húng Vic ỏp dng b xỳc tỏc oxy húa trờn ng c Diesel khụng vp phi tr ngi gỡ c bit Ch cú iu cn chỳ ý l hiu qu ca nú cao hm lng lu hunh nhiờn liu thp K thut xỳc tỏc loi tr NOx ang c phỏt trin Vic ng dng k thut ny t mt s v k thut, c bit l lm vic n nh ca b xỳc tỏc theo thi gian Mt khỏc, b xỳc tỏc loi tr NOx ũi hi nhiờn liu khụng c cha lu hunh Tuy hin hiu qu ca nú thp hn b xỳc tỏc chc nng nhng ngi ta cú th lc quan tin rng k thut ny s c ỏp dng mt tng lai gn K thut lc b húng cú nhiu hn s c ỏp dng trờn ụ tụ du lch cng nh ụ tụ ti Tuy nhiờn, vic ỏp dng k thut ny ũi hi nhng tin b c v lừi lc ln k thut tỏi sinh lc (xem chng 7) 170 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng i vi xe bus hot ng thnh ph, vựng nhy cm i vi ụ nhim, vic trang b h thng lc b húng l cn thit cho dự giỏ thnh ca nú cũn cao, nu khụng, nhng ngun nng lng cnh tranh (khớ, in) s lm mt i v trớ c tụn ca ng c Diesel lp trờn chng loi ụ tụ ny V phng din hiu sut, ng c Diesel phun trc tip cú sut tiờu hao nhiờn liu thp hn ng c phun giỏn tip khong 15% u im ny chc chn s c khai thỏc trit quỏ trỡnh phỏt trin ca loi ng c Diesel ng thi, tng lai gn õy, nú cng tha hng nhng tin b mi v ng c Diesel núi chung hin ang c nghiờn cu v phỏt trin Sau õy chỳng ta s cp n mt vi tin b cú th c ỏp dng Nhng tin b ny c bit liờn quan n ng c Diesel lp trờn xe du lch nhng chỳng cng cú th c ỏp dng i vi ụ tụ ti Cỏc nghiờn cu ci thin ng c Diesel trc ht liờn quan n vic hon thin k thut phun, c bit l vic ỏp dng k thut phun iu khin in t cho phộp nõng cao momen v cụng sut, gim n, gim ụ nhim Cỏc ci tin ny s liờn quan ch yu n ỏp sut phun, dng quy lut phun v chớnh xỏc ca lng nhiờn liu phun Mc phỏt sinh b húng (tng i) p sut phun Mc phỏt sinh (tng i) Hỡnh 9.6: nh hng ca ỏp sut phun n quanNOx h NO x/b húng Mt vớ d in hỡnh v cỏc k thut phun mi l s phỏt trin h thng ray chung (common-rail) Trong h thng ny, ỏp sut phun cú th c modun húa mt cỏch tựy ý theo ti v theo tc ng c Núi chung, ỏp sut phun trng hp ny cao hn nhiu so vi ỏp sut phun h thng c in, nht l y ti v tc cao Theo k thut ny, nhiờn liu c phun vi ỏp sut cao thi gian ngn iu ny cho phộp hn ch s phỏt sinh ht b húng nhng li lm gia tng lng NOx 171 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Khi ng c lm vic ch tc thp v ti cc b, cú hai xu hng nghiờn cu Hng ph bin nht l u tiờn cho hiu sut cao; nhiờn liu c phun di ỏp sut rt cao lm tng momen ca ng c so vi ng c cựng c s dng h thng phun c in Hng th hai l gim mnh ỏp sut phun ng c lm vic cỏc ch ny lm gim s phỏt sinh NOx Núi chung s ti u gia nng NOx v b húng luụn luụn cú li ỏp sut phun cao (hỡnh 9.6) Vic s dng h thng ray chung cng thun li cho vic lp t h thng phun mi S phun trc mt lng nh nhiờn liu s lm gim tc ta nhit ban u gim lng nhiờn liu cung cp vo bung chỏy giai on chỏy tr Kt qu l nng NOx v ting n gim i ỏng k m khụng lm tng lng b húng Tớnh mm rt ln ca h thng phun mi ny kt hp vi h thng hi lu khớ x cho phộp t c t l ti u nht gia nng NOx v b húng mi ch lm vic ng thi nú cng giỳp ci thin tớnh nng kinh t-k thut ca ng c Tuy nhiờn, tớnh phc nờn h thng ny hin cha c ỏp dng rng rói S gia tng s lng soupape mi cylindre cng nh s dng h thng tng ỏp lm tng lng khụng khớ np cho mi chu trỡnh, ú l nhng bin phỏp lm tng cụng sut v momen ca ng c Vic ỏp dng k thut hi lu khớ x ng c lm vic ti cc b s c ỏp dng rng rói trờn ng c ca cỏc chng loi ụ tụ khỏc lm gim NOx nhm tha cỏc quy nh ca lut mụi trng Cui cựng, k thut iu khin in t cỏc i vi s hot ng ca cỏc h thng ng c (h thng phun, h thng hi lu khớ x ) s thay th k thut iu khin c khớ nhm lm tng nhy v tớnh mm ca cỏc h thng Cỏc tin b k thut va nờu khụng ch liờn quan nht n ng c Diesel phun trc tip m phn ln nhng k thut ny cng cú th c ỏp dng i vi ng c cú bung chỏy d b v phun giỏn tip Vỡ vy, ng c phun giỏn tip cng s c tip tc ci tin tng lai 9.2 Cỏc k thut mi i vi ng c kỡ Chỳng ta s kho sỏt sau õy nhng k thut ang c nghiờn cu mnh m ngy nhm nõng cao tớnh nng kinh t-k thut v gim mc phỏt sinh ụ nhim ca ng c xng kỡ cú th s dng chỳng trờn ụ tụ ng c kỡ ngy c dựng ph bin trờn xe mỏy, tu th thao, cỏc ng c gia dng (mỏy ct c, mỏy cy ) Trong cỏc lnh vc ny, ng c kỡ cú th mnh rừ rt v cụng sut riờng v s gn nh Tuy nhiờn loi ng c ny cú nhc im l hiu sut thp v mc phỏt sinh ụ nhim cao, c bit l CO, HC 172 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Nhng nghiờn cu c thc hin nhng nm gn õy ci thin ng c kỡ, c bit l k thut phun trc tip nhiờn liu, ó cho phộp nõng cao tớnh nng ng c khụng nhng cho cỏc mc ớch s dng truyn thng (mụ tụ, mỏy múc gia dng, hng hi) m cũn c phỏt trin s dng trờn ụ tụ Túm tt nguyờn lớ lm vic ca ng c kỡ ỏnh la cng bc ng c kỡ c in thng s dng hn hp c chun b t bờn ngoi ng c nh b ch hũa khớ Chu trỡnh cụng tỏc bao gm cỏc quỏ trỡnh np, nộn, chỏy, gión n v thi Tt c cỏc quỏ trỡnh ny ch thc hin vũng quay trc khuu thay vỡ vũng nh ng c kỡ Hỡnh 9.7 trỡnh by túm tt s nguyờn lớ lm vic ca ng c kỡ nộn khớ nh carter K thut ny hin thng c dựng nht trờn ng c c nh Np Chỏy v dón n Nộn cylindre v np vo Thi Thi ng thụng Thi v nộn Thi, quột khớ lớ lm vic ca dng c kỡ Hỡnh 9.7: Nguyờn Cylindre ng c cú ca, c gi l ca np, ca thi v ca quột ú l nhng l cú kớch thc chun gi vai trũ tng t nh cỏc soupape ng c kỡ Khi piston chuyn ng lờn xung, cỏc l ú s úng m theo quy lut nh trc Mt khỏc, hn hp 173 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng nhiờn liu khụng khớ trc a vo cylindre c chuyn vo carter nh chõn khụng to piston i lờn Chu trỡnh lm vic ca ng c bao gm cỏc giai on sau: Piston i lờn, nộn hn hp v np hn hp nhiờn liu khụng khớ mi vo carter Chỏy, gión n v thi Cui kỡ gin n, ca quột m, hn hp khớ mi t carter i vo cylindre v y khớ chỏy ngoi õy l giai on quột khớ m s hon thin ca nú quyt nh tớnh nng kinh t-k thut ca ng c kỡ úng ca quột v thi sau ú bt u li kỡ nộn Cỏc thnh tu mi nghiờn cu ng c kỡ ng c kỡ th h mi s dng k thut phun nhiờn liu trc tip vo bung chỏy K thut ny cho phộp hn ch s tht thoỏt nhiờn liu ngoi theo theo khớ x giai on quột khớ ú, mt mt lm tng tớnh kinh t ca ng c v mt khỏc, lm gim nng HC khớ x Vũi phun ỏp sut thp thụng thng Cõn bng nh trc cam IAPAC Th tớch cha khớ nộn Soupape IAPAC Nn ỏnh la Lm mỏt ng chuyn khớ vi tit din thay i ng thi Van mt chiu Piston cú bn phn x Hỡnh 9.8: ng c kỡ IAPAC lp trờn ụ tụ Momen cc i (Nm) 135-2000 v/phỳt Tiờu hao nhiờn liu (l/100km) ng c kỡ (4 xy lanh, 1360cm3) ) c IAPAC kỡ (3ng xy lanh, Hỡnh 9.9: So sỏnh hai ụ tụ cú cựngng cụng sut s 2dng c 21230cm kỡ IAPAC v ng c kỡ Hai k thut mi ang c quan tõm nht: 174 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Phun nhiờn liu lng di ỏp sut cao c cỏc nh ch to ụ tụ PSA v Renault (Phỏp), Chrysler (M), Subaru (Nht) c bit quan tõm Phun nhiờn liu bng khớ nộn c Hóng Orbital (c) v Vin Quc gia Du m Phỏp IFP nghiờn cu K thut phun nhiờn liu bng khụng khớ nộn c túm tt nh sau: Nhiờn liu c dn ti trc soupape bi mt vũi phun c in dng ỏp sut thp (hỡnh 9.8) Trong giai on m soupape, mt hn hp giu khụng khớ nhiờn liu c phun rt ti trc tip vo bung chỏy di ỏp sut thp S phun nhiờn liu bng khớ nộn cho phộp t c tia phun vi nhng ht nhiờn liu rt v c phõn b hp lớ bung chỏy S phun nhiờn iu bng khớ nộn cú th c thc hin mt cỏch c lp so vi kỡ quột khớ iu ny cho phộp hn ch ti a s lt nhiờn liu theo khớ x Khớ thi ng c kỡ th h mi cha ớt NOx s kt hp ca nhiu yu t khỏc Trc ht, ng c kỡ khụng b cng húa nh ng c kỡ cựng cụng sut Mt khỏc, nhng thnh tu mi ang c phỏt trin cho phộp ng c lm vic vi hn hp nghốo v cho phộp hi lu mt b phn khớ x ln hn Vỡ vy, ch cn s dng b xỳc tỏc oxy húa cng t c mc ụ nhim (CO, HC, NOx) gii hn cho phộp d kin ỏp dng vo nm 2000 Hỡnh 9.9 so sỏnh mc phỏt sinh ụ nhim ca ng c kỡ v ng c kỡ hin i (IAPAC) (Injection Assistộe Par Air Comprimộ) Kt qu ny cho thy ng c kỡ mi ny cú tớnh u vit ỏng k v mc phỏt sinh ụ nhim (CO, HC, NOx) Mt khỏc vic s dng ng c ny trờn ụ tụ cũn cho phộp gim sut tiờu hao nhiờn liu khong 17% v tng momen lờn khong 20% tc thp v trung bỡnh so vi ng c kỡ Núi chung ng c kỡ th h mi tha c nhng quy nh kht khe nht ca lut mụi trng hin v t nm 1994 ngi ta ó ch to c nhng ng c kỡ tha c tiờu chun ULEV Tuy nhiờn ng c kỡ cũn cn phi vt qua nhng chng ngi khỏc qua mt cỏc loi ng c cnh tranh vi nú Trc ht l gim ting n v sau ú l gii quyt bụi trn cho ng c Gii quyt trit cỏc ny s lm tng kh nng ng dng rng rói ca ng c kỡ trờn cỏc phng tin ti Tng lai ca ng c kỡ: Cho ti nay, vic ỏp dng ng c kỡ trờn ụ tụ cũn ang bc ch i nhng trờn mụ tụ, chc chn rng k thut ng c kỡ c in s c thay th bi k thut phun trc tip Nhng mụ tụ hai kỡ th h mi ny chc chn s chim lnh nhng th trng y tim nng nh ụng nam , Trung Quc mt s quc gia khu vc ny, s lng xe mỏy tng hn 10% mi nm v chỳng tiờu th hn 50% lng nhiờn liu s dng nc Cỏc ng c hai kỡ kiu c lp trờn mụ tụ thi khớ tri t 30-40% lng nhiờn liu np vo bung chỏy Thụng thng mụ tụ nh tiờu th t n lớt trờn 100km Mc tiờu th ny khụng khỏc my so vi ụ tụ hin i cụng sut nh Tuy nhiờn nu dựng ng c kỡ th h mi sut tiờu hao nhiờn liu cú th gim t 30 n 50% 175 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng 9.3 ng c kỡ ỏnh la cng bc phun trc tip Phun trc tip nhiờn liu vo bung chỏy cho phộp ng c kỡ ỏnh la cng bc lm vic vi hn hp rt nghốo ( = 0,3 - 0,4) Tn tht ỏp sut trờn ng np rt bộ, cú th b qua ton b phm vi hot ng ca ng c t khụng ti n ton ti Ngoi vic gim tn tht bm, vic ỏp dng k thut phun trc tip cho phộp tng chớnh xỏc vic nh lng nhiờn liu v ci thin iu kin chỏy ch ti thp Núi chung, k thut ny cho phộp lm tng hiu sut ng c Ging nh i vi ng c phun giỏn tip, quỏ trỡnh chỏy ca hn hp nghốo ch c quan tõm ng c lm vic ti cc b v tc thp Trong nhng iu kin ú s phõn lp mnh m c cho phộp ng c lm vic tt hn hp rt nghốo iu ny c thc hin nh gim gúc phun sm (khi piston i lờn) ú hn ch s khuch tỏn ca khụng khớ vo tia nhiờn liu ch y ti v tc cao, nhiờn liu c phun vo bung chỏy rt sm, giai on np cho hn hp nhiờn liu khụng khớ vi m c = cú thi gian phõn b ng u khụng gian bung chỏy Bm khng ch mc xoỏy lc trng thỏi m Bm khng ch mc xoỏy lc trng thỏi úng Ti thp v ti trung bỡnh (phun tr) Ti ln Hỡnh 9.10: Nguyờn lớ lm vic ca ng c Toyota D-4 Nm 1996, hóng Mitshubishi ó thng mi húa ụ tụ lp ng c phun xng trc tip ng c ny cú c im l dng ng np c thit k c bit, v trớ lp t hp lớ phi hp vi mt phn x trờn nh piston, to thun li cho s phõn lp m c theo s chuyn ng ca dũng khớ Nhiờn liu c phun vi ỏp sut cao (50bar) S bay hi nhiờn liu lng dn n gim nhit khớ np ú cú th s dng t s nộn ca ng c cao hn so vi ng c c in (cú th nõng t s nn lờn n 12) Do ú, hiu sut ng c gia tng v sut tiờu hao nhiờn liu cú th gim n 25% 176 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Ngi ta cng cú th phõn lp hn hp bung chỏy theo s dch chuyn ca cỏc vựng xoỏy lc Phng ỏn ny c ỏp dng trờn ng c mu D-4 hóng Toyota sỏng ch Cỏc giai on cụng tỏc ca ng c c gii thiu trờn hỡnh 9.10 Khi ng c lm vic vi hn hp nghốo, s phõn lp c thc hin nh tit lu mt hai ng np v nh thit k hp lớ ca ng np cũn li 9.4 Quan h ti u mi gia tớnh nng kinh t-k thut v mc phỏt sinh ụ nhim ca ng c Cú th tng lai yu t quyt nh n mc ụ nhim khớ x ca ng c l NOx Nu chỳng ta th hin tớnh nng ca ng c v ụ tụ tng lai theo cỏc c trng v mc phỏt sinh NOx v sut tiờu hao nhiờn liu thỡ chỳng ta cú th th hin v trớ ca cỏc c trng ny i vi cỏc loi ng c khỏc nh hỡnh 9.12 S th hin ny cú tớnh gn ỳng vỡ nú cha xột n nhng ci tin tng lai Tuy nhiờn du nú cng giỳp chỳng ta xỏc nh c cỏc khuynh hng v s phỏt trin ng c: ng c Diesel v ng c xng lm vic vi hn hp nghốo (phun trc tip hay giỏn tip) cú bt li tng ng v phng din phỏt sinh NOx S hn ca ng c kỡ th h mI ng c ỏnh la cng bc lm vic vi hn hp chỏy hon ton lớ thuyt cú mc phỏt sinh ụ nhim rt thp nhng sut tiờu hao nhiờn liu cao Mt khuynh hng khỏc cho rng mt cỏc loi ng c cú trang b h thng x lớ ụ nhim trờn ng x thỡ chỳng u tha lut mụi trng v ú ngi ta so sỏnh tớnh nng kinh t-k thut ca ng c da trờn mc tiờu th nng lng, cụng sut riờng v giỏ thnh Hỡnh 9.12 cho thy vic ỏp dng cỏc k thut tiờn tin nht hin cho phộp lm tng thờm hiu sut ng c khong 30% ng c kỡ cú kh nng tng thờm 40% cụng sut riờng, cú tớnh nng k thut tt nht 1,5 NOx (g/dm) Phun xng trực tip GDI, Tiu chun Hoa Kẩ 1991 1,0 Diesel kẩ Xng, hỗn hợp ngho ti cục bộ, f =1 toèn ti DI IDI Tiu chun Hoa Kẩ 0,5 Xng kẩ Xng kẩ, f =1 177 ULEV 10 Suất tiu hao nhin liu (lít/100 km) Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng Hỡnh 9.11: Quan h gia sut tiờu hao nhiờn liu v s phỏt sinh NOx i vi cỏc loi ng c khỏc (dung tớch xy lanh 1,5-1,8 lớt) Li hay thit cụng sut riờng (%) Xng kỡ, phun trc tip Xng kỡ, f=1,phun giỏn tip 1995 Xng kỡ, hn hp nghốo PGT 2000 PTT Li sut tiờu hao nhiờn liu (%) ễ tụ trung bỡnh nm 1994, Xng, f=1, 65kW Diesel phun trc tip Hỡnh 9.12: Li v cụng sut v sut tiờu hao nhiờn liu i vi ng c t tng lai 9.5 Nhiờn liu tỏi sinh Rt khú m d oỏn c t l nhiờn liu tỏi sinh ton b nng lng tiờu th cho giao thụng ti n thp niờn u ca th k 21 Nhng yu t cú th nh hng n tỡnh trng ny l: Tớnh kht khe ca lut v mụi trng, mc tiờu th nng lng, mc thi cỏc cht khớ gõy hiu ng nh kớnh Cỏc iu kin v c s vt cht phc v giao thụng Tõm lớ ca ngi s dng Hoa Kỡ, theo d bỏo, s nhng sn phm khụng truyn thng thỡ khớ du m húa lng LPG v khớ thiờn nhiờn NGV s chim u th vi mc tiờu th theo th t khong v 3% tng lng xng tiờu th nm 2010 Tuy nhiờn tỡnh trng giao thụng Hoa Kỡ rt c bit (xng chim i b phn trờn th trng nhiờn liu, lut mụi trng rt kht khe) nờn khụng th tng quỏt húa d bỏo ny cho nhng khu vc khỏc trờn th gii Nhiờn liu sinh hc ch c s dng mt vi khu vc trờn th gii (Chõu u, M, Brazil v Chõu Phi) Chõu u ngi ta d kin s dng t nụng nghip sn xut nhiờn liu sinh hc vi mc tiờu l thay th c 5% tng lng nhiờn liu truyn thng tng lai Khớ thiờn nhiờn cú tr lng rt ln v c phõn b hu khp trờn cỏc chõu lc nờn nú l ngun nhiờn liu di cho ụ tụ Tuy nhiờn yu t quyt nh cho vic ph 178 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng bin rng rói ụ tụ dựng khớ thiờn nhiờn l li ớch thc s ca chỳng (tớnh nng kinh t-k thut, ụ nhim mụi trng), tõm lớ ca ngi s dng (mc an ton), vic xõy dng h tng c s phc v cho ụ tụ s dng khớ thiờn nhiờn (xem chng 8) Ngi ta d oỏn M vo nm 2010 s cú khong 25% ụ tụ s dng NGV Methanol dng nh khụng cú nhiu hn tr thnh nhiờn liu thay th Trờn õy chỳng ta ó cp n u th ca LPG nh l nhiờn liu tỏi sinh v c bit nhn mnh s ph bin rng rói ca chỳng mt s vựng trờn th gii (H Lan, í, Vin ụng) Trờn phm vi ton cu, vic s dng LPG cho ụ tụ chim khong 3% lng nhiờn liu lng truyn thng tng lai gn 9.6 ễ tụ dựng in Hỡnh 9.13 biu din s phỏt trin d kin hng nm ca ụ tụ dựng in n nm 2010 Chõu u, Chõu M v Nht Bn Ngi ta c tớnh chng triu ụ tụ in c sn xut hng nm ba khu vc núi trờn Tuy th trng ụ tụ in cú giỏ tr tuyt i ỏng k nhng ch chim t l rt thp (khong 3%) so vi ụ tụ c in dựng ng c nhit V mt k thut, hin ụ tụ chy in cú nhc im quan trng ú l nng lng d tr thp (khong 100 ln thp hn ụ tụ dựng ng c nhit truyn thng) v giỏ thnh ban u cao hn (khong 30-40% cao hn so vi ụ tụ dựng ng c nhit) Nhng chng ngi khỏc cn c gii quyt a ụ tụ chy in vo ng dng thc t mt cỏch i tr l kh nng gia tc, thi gian np in, si v iu hũa khụng khớ ụ tụ S ụ tụ bỏn c (1000chic/nm) Nhng tin b quan trng gn õy v tớnh nng k thut ca bỡnh in cú nhiu hn s c ỏp dng nhng nm ti Kh nng cha in tng t 35-50Wh/kg i vi bỡnh in chỡ a-xớt hay nickelcadmium n 70Wh/kg i vi bỡnh in Ni-MH (hydrure kim loi) v tng n 160Wh/kg i vi bỡnh in Lithium di dng ion hay polymốre 1200 1000 Hoa kỡ 800 600 Nht 400 Chõu u 200 1995 2000 2005 2010 Hỡnh 9.13: D bỏo s lng ụ tụ in n nm 2010 Kh nng hot ng c lp ca ụ tụ vỡ vy cú th tng t 80km (giỏ tr ny hin cha tha ngi tiờu dựng) n 300 thm 500km tng lai Khong 179 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng ng hot ng c lp ny cú th chp nhn c i vi ụ tụ hot ng thnh ph hay vựng ven ụ Hin ngi ta cng quan tõm nghiờn cu nhng ụ tụ va hot ng bng nhit, va hot ng bng in Khi chy vi ti v tc cao, ụ tụ s dng ng c nhit cũn chy thnh ph, ụ tụ dựng ng c in V phng din ụ nhim, ụ tụ chy in rt lớ tng v gii hn mc gõy n cng nh khụng phỏt sinh cỏc cht gõy ụ nhim thụng thng nh b húng v cỏc cht c dng khớ khỏc ễ tụ in c xp vo loi ụ tụ sch (ZEV: Zero Emission Vehicles) Tuy nhiờn, k thut sn xut in nng hin u ớt nhiu gõy ụ nhim mụi trng, c bit l nhit in Mc phỏt ụ nhim ca phng phỏp sn xut in nng ny ph thuc vo nhng c tớnh ca nhiờn liu s dng cng nh cụng ngh x lớ cht thi K thut sn xut in nng rt a dng cỏc quc gia khỏc (77% in nng Phỏp c sn xut bng nng lng nguyờn t, 53% in nng c c sn xut bng than ) ú l yu t quan trng cn c quan tõm xem xột tớnh ụ nhim ca ụ tụ dựng in V phng din phỏt sinh nhng cht khớ gõy hiu ng nh kớnh, ụ tụ dựng in ng nhiờn cú li th hn so vi ụ tụ dựng ng c nhit Tuy nhiờn li th ny ớt hay nhiu cũn ph thuc loi nhiờn liu dựng sn xut in nng So vi nhiờn liu truyn thng, mc cú li (tớnh theo CO2 tng ng trờn 1km) lờn n khong 90% i vi in sn xut bng nng lng nguyờn t, khong 20% sn xut in bng nhiờn liu v gn nh khụng li gỡ sn xut in bng than S thõm nhp ụ tụ in vo cuc sng ca nhõn loi c theo nhp trỡnh by trờn hỡnh 8.12 phi chng l mt nhõn t gúp phn ci thin ỏng k ụ nhim mụi trng ụ th? Cõu hi ny cn cú thi gian suy ngh Tht vy, mt ụ tụ in c a vo hot ng nú s thay th mt ụ tụ dựng ng c nhit c x lớ ụ nhim trit vi nhng thnh tu ca cụng ngh hin i Vỡ vy mc li v mt ụ nhim dựng ng c in s khụng ỏng k, chc chn l ớt cú li hn thay ụ tụ c bng ụ tụ mi dựng ng c nhit õy chỳng ta khụng mun lm hp cỏnh ca ó m i vi ụ tụ in vo nhng nm u ca th k 21 m s phỏt trin ca nú i theo nhng s ci tin, hon thin hay phỏt minh quan trng v cụng ngh Tuy nhiờn, s phỏt trin ca ụ tụ ny cng khụng cho phộp gii quyt mt cỏch nhanh chúng ụ nhim mụi trng ụ th vỡ khụng th xõy dng ton b c cu h tng c s phc v chỳng mt thi gian ngn ễ tụ chy in giai on u s cú nh hng quan trng n tõm lớ xó hi Tht vy, s hn ch tớnh nng k thut cng nh bỏn kớnh hot ng ca ụ tụ, tr 180 Chng 9: Xu hng phỏt trin ng c ụ tụ nhm lm gim ụ nhim mụi trng ngi np in, kh nng s dng cỏc dch v t phc v s gúp phn lm thay i thúi quen ca ngi dựng v cú th dn dn lm thay i cỏch sng 181 [...]... Tinh toán(ppm) NOx Tờnh toaùn(ppm) NOx Thi nghiệm (ppm) 60 40 Nồng độ NOx (ppm) Nồng độ NOx (ppm) 50 30 20 10 0 1 1.1 1.2 1.3 NOx Thờ nghióỷm(ppm) 50 40 30 20 10 0 1.4 1 Hệ số d lợng không khí 1.1 1.2 1.3 1.4 Hệ số d lợng không khí Hẩnh 3.13: Kt qu tính ton vè thí nghim nng ộ NOx ca ộng c KUBOTA theo h số d lợng khng khí khi n= 1200v/ph 38 Hẩnh 3.14: Kt qu tính ton vè thí nghim nng ộ NOx ca ộng c KUBOTA... thit lp trong thời gian gn y tính ton qu trẩnh chy ca ộng c Diesel Tốc ộ tiu thụ nhin liu ợc xc nh dựa trn c s cn bng vt chất trong ngn lửa rối M hẩnh nèy m ra trin vng trong tính ton nng ộ cc chất nhiễm ca qu trẩnh chy ộng c Diesel, c bit lè b hóng vè NOx Phn sau y s giới thiu một ví dụ v tính ton sự hẩnh thènh NOx trong ộng c Diesel phun gin tip bng m hẩnh khuch tn 3.5.2 M hẩnh tểo NOx Trong trờng ... chuẩn nhiễm mơi trường áp dụng thời điểm với mức độ khắt khe khác Ơ nhiễm mơi trường động phát nhà khoa học quan tâm từ đầu kỉ 20 bắt đầu thành luật số nước vào năm 50 Ở nước ta, luật bảo vệ mơi trường. .. hướng dẫn việc thi hành Luật bảo vệ mơi trường 1.2 Ơ nhiễm khơng khí gì? Chúng ta tham khảo định nghĩa sau Cộng đồng Châu Âu đưa vào năm 1967: "Khơng khí gọi nhiễm thành phần bị thay đổi hay có diện... phụ gia vào xăng đề tài bàn cãi giới khoa học Chì khí xả động tồn dạng hạt có đường kính cực bé nên dễ xâm nhập vào thể qua da theo đường hơ hấp Khi vào thể, khoảng từ 30 đến 40% lượng chì vào máu