Nghiên cứu ảnh hưởng của khí thải động cơ diesel tăng áp đối với sức khoẻ và môi trường sống của con người

Với lịch sử phát triển hàng trăm năm, ngành động cơ đã phát triển và đạt được những thành tựu vượt bậc.

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

Chương 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Những vấn đề chung: 5

1.2 Động cơ diesel và tiêu chuẩn khí thải châu Âu: 6

1.2.1 Động cơ diesel tăng áp: 6

1.2.2 Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu (EURO): 7

1.3 Mục đích, nội dung, ý nghĩa của đề tài: 10

1.3.1 Mục đích: 10

1.3.2 Nội dung: 10

1.3.3 Ý nghĩa: 10

Chương 2 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL VÀ TÁC HẠI 11

2.1 Cơ chế hình thành khí thải của động cơ diesel: 11

2.1.1 Một số vấn đề liên quan đến quá trình cháy 11

2.1.2 Cơ chế hình thành CO : 18

2.1.3 Cơ chế hình thành NOx: 20

2.1.4 Cơ chế hình thành bồ hóng: 22

2.1.5 Cơ chế hình thành khí các-te: 24

2.1.6 Cơ chế hình thành các chất ô nhiễm đăc trưng: 25

2.1.7 Cơ chế hình thành SOx: 27

2.2 Ảnh hưởng của khí thải động cơ diesel đối với con người và môi trường: 28

2.2.1 Ảnh hưởng của CO: 28

2.2.2 Ảnh hưởng của NOx: 29

2.2.3 Ảnh hưởng của bồ hóng: 30

2.2.4 Ảnh hưởng của khí các-te: 31

2.2.5 Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm đặc trưng: 31

2.2.6 Ảnh hưởng của SOx: 32

Chương 3.CÁC GIẢI PHÁP GIẢM LƯỢNG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL: 32

3.1 Các vấn đề chung: 32

3.1.1 Tính kinh tế nhiên liệu và mức độ độc hại khí xả: 32

3.1.2 Phân loại các giải pháp: 32

3.2 Giảm ô nhiễm tại nguồn phát sinh: 32

3.2.1 Tối ưu hoá tốc độ phun nhiên liệu: 32

3.2.2 Sử dụng hệ thống tuần hoàn khí xả: 33

3.2.3 Lựa chọn phương pháp tạo hỗn hợp thích hợp 34

3.2.4 Phun nước vào trong xy-lanh 34

3.2.5 Điều chỉnh lượng nhiên liệu lớn nhất cung cấp cho một chu trình.

35

3.2.6 Giảm hệ số dư lượng không khí và giảm bớt mức độ xoáy lốc 37

3.2.7 Sử dụng hệ thống phun nhiên liệu diesel điều khiển điện tử 37

3.3 Xử lý khí xả: 37

3.3.1 Các biện pháp xử lý khí xả: 37

3.3.2 Đối với BXLKX kiểu ô-xy hoá trên động cơ diesel 38

3.4 Bộ lọc và ôxy hoá bồ hóng: 40

3.4.1 Các vấn đề chung 40

3.4.2 Một số phương pháp lọc bồ hóng: 40

3.5 Xu hướng sử dụng nhiên liệu mới 41

Chương 4 KẾT LUẬN 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

LỜI NÓI ĐẦU

Với lịch sử phát triển hàng trăm năm, ngành động cơ đã phát triển và đạtđược những thành tựu vượt bậc Trong những năm gần đây việc thiết kế cũngnhư phát triển động cơ đốt trong không chỉ chú trọng đến tính năng vận hành vàtính kinh tế mà còn đặc biệt chú ý đến vấn đề môi trường Động cơ nói chung vàđộng cơ diesel nói riêng đang là một trong những nguồn phát thải gây ô nhiễmnặng nề ở nước ta, nhất là các đô thị Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tếthì nhu cầu về các loại phương tiện giao thông dùng trong các lĩnh vực vận tảiđường bộ, hàng không, vận tải biển ngày một gia tăng Trong đó để đáp ứngnhu cầu sử dụng dịch vụ vận tải công cộng thì số lượng xe buýt cũng tăng lên.Tuy nhiên số lượng xe buýt đạt tiêu chuẩn phát thải Euro2 theo quy định còn rất

ít Để hạn chế các thành phần gây ô nhiễm này, đã có rất nhiều giải pháp đượcđưa ra bao gồm các giải pháp với động cơ và giải pháp xử lý khí thải Các biệnpháp giảm phát thải cho động cơ diesel lắp trên xe buýt nói riêng và phương tiệnnói chung là một trong những vấn đề hết sức cấp bách

Với tất các lý do trên, chúng em chọn đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của khí thải động cơ diesel tăng áp đối với sức khoẻ và môi trường sống của con người”

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn ít

nên trong đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong sự góp ý của cácthầy cô trong bộ môn, các chuyên gia và những người quan tâm đến vấn đề này

để đề tài được hoàn thiện hơn

Chúng em xin cảm ơn cô Khương Thị Hà đã tận tình hướng dẫn để chúng

em có thể hoàn thành đề tài này Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô

giáo Bộ môn Động Cơ Đốt Trong, Khoa Cơ khí, trường Đại học Giao thông vậntải đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn.

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nguyễn Trung Kiên Phùng Tiến Dũng

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Những vấn đề chung:

Ngày nay vấn đề phát triển bền vững luôn được mọi quốc gia trên thế giớiquan tâm, đặc biệt là bảo vệ môi trường sống của con người Môi trường củacon người đang bị huỷ hoại nghiêm trọng từ nhiều nguồn khác nhau và mộttrong những nguồn ô nhiễm chủ yếu là khí thải động cơ đốt trong - động cơcung cấp tới 80% tổng số năng lượng tiêu thụ trên thế giới

Động cơ đốt trong là một loại động cơ nhiệt, vì quá trình đốt cháy nhiênliệu, quá trình chuyển từ nhiệt năng của khí sang cơ năng đều được tiến hànhngay trong bản than động cơ Động cơ đốt trong kiểu pittông có hiệu suất nhiệtcao vì nhiệt độ cực đại trong quá trình cháy có thể đến 18000K- 28000K, cònnhiệt độ khí xả thải ra môi trường chỉ khoảng vào 900 - 1500 0K Đặc biệt động

cơ tăng áp tua bin có hiệu suất cao nhất trong tất cả các loaị động cơ nhiệt hiệnnay

Việc xem xét chi tiết tác động tiêu cực của động cơ đốt trong là hêt sứcquan trong và các khía cạnh sẽ được xem xét đó là :

- Ô nhiễm do bay hơi của nhiên liệu

- Ô nhiễm do khí cac te

- Ô nhiễm do khí xả, ô nhiễm do tạp chat và các chất phụ giatrong nhiên liệu, sự giảm tầm nhìn do khói và mùi khó chịu củakhí thải diesel

Như chúng ta đã biết thì trên thế giới hiện nay có khoảng xấp xỉ 1 tỷ ôtô,

hàng năm thải ra môi trường hàng triệu tấn độc hại.Riêng ở Việt Nam, cùng với

sự phát triển kinh tế - xã hội, tốc độ tăng hang năm của các phương tiện nêu trênkhá cao

Chẳng hạn , tốc độ tăng bình quân xe máy của những năm 2005 là11,94%

Tại thời điểm 31.12.1999 cả nước có 460.000 ôtô, 5.585.000 xe máy Đếncuối năm 2003 đã có 500.000 ôtô, khoảng 11triệu xe máy, cuối năm 2004 thì cáccon số tương ứng là 523.509 và 13triệu theo số liệu của Đăng Kiểm ViệtNam.Hiện tại, phần lớn ôtô xe máy tập trung ở các khu vực đô thị lớn như HàNội , thành phố HCM gây ô nhiễm môi trường hết sức nặng nề Tại đây, vàogiờ cao điểm đã đạt tới giới hạn cho phép [2].Vì vậy, việc nghiên cứu để hạn chế

ô nhiễm do khí thải của động cơ là 1 yêu cầu cấp bách của không cứ một quốcgia nào Để kiểm soát khí thải cần phải :

- Kiểm soát khí thải từ nguồn cung cấp

1.2 Động cơ diesel và tiêu chuẩn khí thải châu Âu:

1.2.1 Động cơ diesel tăng áp:

Động cơ diesel được dùng phổ biến trên các phương tiện vận tải cả đường

bộ và thuỷ, chúng có vai trò rất quan trọng nền kinh tế quốc dân Do đó, nghiêncứu phát triển động cơ diesel là một trong những chiến lược phát triển kinh tế.Trên quan điểm năng lượng động cơ diesel có hiệu suất nhiệt động cao hơntrong hầu hết các điều kiện vận hành, ở chế độ tải thấp nó không bị bất lợi bởi

nạp) vì vậy hiệu suất chỉ thị của chúng khá cao Tuy nhiên, hiệu suất của động

cơ diesel giảm khá nhanh ở tốc độ cao (khoảng 4000 vòng / phút) do tổn thất do

ma sát cao hơn và khó đảm bảo cháy hoàn toàn trong thời gian ngắn Bên cạnh

đó, nhiên liệu diesel có ưu điểm nội tại về tiêu thụ nhiên liệu so với xăng và cógiá trị nhiệt dung riêng (kJ/dm3) lớn hơn xăng 10% do vậy tiêu thụ nhiên liệutính theo l/100km sẽ thấp hơn 10% với cùng mức hiệu suất động cơ

1.2.2 Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu (EURO):

Theo quyết định số 249/2005/QĐTTg ngày 10/10/2005 của thủ tướngchính phủ, ngày 1/7/2007 Việt Nam sẽ chính thức áp dụng tiêu chuẩn khí thảiEURO 2 Đồng thời một lộ trình áp dụng các tiêu chuẩn EURO cao hơn nữacũng được thảo luận và sẽ được áp dụng trong một tương lai không xa Vớinhững tiểu chuẩn EURO cao hơn như EURO 3 và đặc biệt là EURO 4, EURO 5thì những thành phần độc hại như HC, CO, PM, NOx… ngày càng được thắtchặt Điều đó đòi hỏi cần có những biện pháp xử lý trong động cơ như luân hồikhí thải hay dùng bộ xúc tác DeNOx để giảm phác thải NOx, trang bị cho động

cơ bộ lọc khí thải hay các biện pháp khác để giảm lượng bồ hóng (PM)

Năm 1987, tại Châu Âu, một dự luật hoàn chỉnh quy định giá trị nồng độgiới hạn của các loại khí thải mới được thông qua và người ta vẫn thường gọi đó

là EURO 0 Trải qua 18 năm, thêm 5 tiêu chuẩn nữa được ban hành bao gồm:Euro 1 năm 1992, EURO 2 năm 1996, Euro 3 năm 2000 và EURO 4 năm 2005,EURO 5 năm 2008 Với mỗi tiêu chuẩn mới ra đời, nồng độ giới hạn của khíthải lại thấp hơn tiêu chuẩn trước Tiêu chuẩn EURO áp dụng cho tất cả các loại

xe máy, xe 3 bánh, 4 bánh và trên 4 bánh lắp động cơ đốt trong chạy bằng nhiênliệu xăng, dầu, LPG (Liquefied Petroleum Gas) và chia theo tính năng như: xe

du lịch, xe công suất nhỏ, xe công suất lớn và xe bus

Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu rất chú ý giới hạn lượng phát thải của động

cơ diesel xe tải nặng đặc biệt là EURO III, EURO IV Các tiêu chuẩn này còn

đòi hỏi những biện pháp tự chuẩn đoán ngay trên xe (OBD – OnboardDiagnostic), khi xe tải có lỗi dẫn đến tăng lượng phát thải của động cơ, hệ thốngphải cảnh báo cho lái xe biết.

Bảng 1.1 dưới đây thể hiện cụ thể lượng phát thải với các thành phần độc hạikhác nhau đối với xe tải nặng sử dụng động cơ diesel Tất cả các phép đo đềuđược tiến hành theo các qui trình thử tiêu chuẩn

Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn EURO giới hạn lượng phát thải cho xe tải nặng sử

dụng động cơ diesel, g/kWh ( với khói là g/kWm-1 )

Ngày có

có hiệu lực

Chutrình thử CO HC NOx PM Khói

1.3 Mục đích, nội dung, ý nghĩa của đề tài:

- Cơ chế hình thành khí thải động cơ diesel

- Các thành phần độc hại trong khí thải động cơ diesel

- Các tác hại của khí thải động cơ diesel

- Nghiên cứu các biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực của khí xả

1.3.3 Ý nghĩa:

Chương 2 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH KHÍ THẢI ĐỘNG

CƠ DIESEL VÀ TÁC HẠI.

2.1 Cơ chế hình thành khí thải của động cơ diesel:

2.1.1 Một số vấn đề liên quan đến quá trình cháy.

2.1.1.1 Quá trình cháy nhiên liệu:

Cháy là quá trình phản ứng hoá học , trong đó các chất phản ứng nhanhvới O2 để sản sinh nhiệt và ánh sang Đây là các phản ứng dây chuyền toả tròn

tự do, trong đó xảy ra quá trình ô xy hoá cácbon (để tạo ra ôxit của nó ) và quátrình ô xy hoá hydro ( để tạo thành nước ).Phản ứng cháy là hoàn toàn nếu giảthiết rằng phản ứng giữa C và H2 ( trong nhiên liệu ) với ôxy (trong không khí)tạo thành CO2 và H2O

- Quá trình cháy C thành CO2:

C + O2  CO2 (2.1)

2 2

3

11 3

8

1kgC kgO  kgCO (2.2)

- Quá trình cháy hoàn toàn C thành CO:

Khi C cháy trong điều kiện thiếu O2:

CO O

kgCO kgO

kgC

3

7 3

4

- Quá trình cháy CO thành CO2:

2CO + O2  2 CO2 (2.5)

2 2

7

11 7

7

23 7

16

1kgN kgO  kgNO (2.12)

2.1.1.2 Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu:

Việc đốt cháy nhiên liệu có thể tóm tắt bằng các phương trình sau:

2 2

3

11 3

8

1kgC kgO  kgCO (2.13)

O kgH kgO

- Lượng O2 yêu cầu để đốt cháy hết H kg hydro là 8H

- Lượng O2 yêu cầu để đốt cháy hết S kg lưu huỳnh là 1S

Cho nên tổng lượng O2 yêu cầu là: C 8H 1S

Không khí chứa 23% khối lượng là O2 còn khoảng 77% khối lượng là

N2 Do đó lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu,

có thể biểu diễn dưới dạng F A ( FuelAir ) như sau:

( 23

Trong quá trình làm việc của động cơ, thường không đảm bảo được tỷ

số F A chính xác theo lý thuyết Người ta thường sử dụng các đại lượng này đểbiểu thị hỗn hợp công tác là giàu hhay nghèo (thiếu hoặc thừa không khí so vớitính toán lý thuyết)

- Tỷ số Stoichiometry:

Cấu trúc hoá học của nhiên liệu không tác động trực tiếp đến quá trìnhcháy.Tuy nhiên tổng lượng C ,H ,O trong nhiên liệu là những thông số tác độngmạnh đến quá trình cháy.Do đó khi phân tích định lượng nhiên liệu thường đượcbiểu diễn tổng quát bằng công thức (CHyOz)x ( chỉ số x liên quan đến khối lượngphân tử trung bình và không tác động đến tỷ số F A ) Quá trình cháy của nhiênliệu có thể mô tả ngắn gọn bằng phương trình sau:

2 2

2 2

2 4 1 ( 78 , 3 2

) 78 , 3 )(

2 4 1

c

a m

m

r 

Trong đó: m a :Khối lượng không khí

mc:Khối lượng nhiên liệu

Độ lớn của r nằm trong khoảng 13-15 (với các hydrocacbon nói chung) và

từ 14-14,5 đối với nhiên liệu lỏng thông thường ( xăng, dâù diesel) Giá trị r tăng

theo tỉ số H C trong nhiên liệu, nó thay đổi từ 11,49 (với C) đến 34,46 (với Hthuần khiết).

- Tỷ số tương đương:

Điều kiện cháy trong động cơ thông thường không đúng với điều kiệnStoichiometry và đặc trưng là thừa hoặc là thiếu nhiên liệu so với không khí Tạimột số quốc gia người ta thường dung tỷ số tương đương () để biểu diễn tỷ lệcác nguyên tố liên quan trong phản ứng cháy, nó được định nghĩa theo côngthức:

a c ae ce

m m m

m ae

Nhìn chung, động cơ diesel vận hành với hỗn hợp nghèo và tỷ số tươngđương ít ảnh hưởng đến hoạt động của chúng.Vận hành với hỗn hợp nghèo

) 95 , 0

85

,

0

(    có ưu điểm với chế độ tiết kiệm nhiên liệu

- Hệ số dư lượng không khí:

Tại một số quốc gia (Nga, Đức, Việt Nam) thành phần hỗn hợp cháyđược biễu diễn bằn hệ số dư lượng không khí ( ) Hệ số dư lượng không khí là

tỉ số giữa lượng không khí thực tế (nạp vào buồng cháy động cơ) và lượngkhông khí cần thiết lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn một đơn vị nhiên liệu Hệ số

dư lượng không khí có thể nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn 1 Nó là thông số dánhgiá chất lượng tạo hỗn hợp, đánh giá chế độ làm việc là kinh tế hay không kinhtế

Khi biểu diễn theo tỉ số tương đương ta có:



 1

 Nếu   1 ta có hỗn hợp đậm Nếu   1 ta có hỗn hợp đậm Giá trịcủa  với động cơ diesel nằm trong phạm vi sau:

- Đông cơ diesel tốc độ thấp:   1  , 8 2 , 2

- Đông cơ diesel tốc độ trung bình:   1  , 6 1 , 8

- Động cơ diesel cao tốc:   1  , 3 1 , 6

2.1.1.4 Sản phẩm cháy:

Về mặt lý thuyết sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn là CO2 và

H2O

Đối với quá trình cháy không hoàn toàn,sản phẩm cháy bao gồm:

- Hydrocacbon chưa cháy CnHm: Paraffins,Olefins, Aromatichydrocacbons

- Hydrocacbon cháy dở: CnHm.CHO-Andehyt, CnHm.CO-Xeton,

CnHm.COOH-cacboxylic, CO

- Sản phẩm của quá trình cracking nhiệt và các chất dẫn xuất: C2H2,

C2H4, C (soot), hydrocacbon đa vòng…

Ngoài ra, quá trình cháy còn sản sinh các sản phẩm phụ và chất oxy hoá:

- Sản phẩm phụ: Đây là các sản phẩm từ N trong không khí (NO,NO2);

từ phụ gia nhiên liệu (oxit chì, halogen chì); từ tạp chất trong nhiên liệu (oxit lưuhuỳnh)

- Các chất oxi hoá (oxidants): Các chất oxy hoá được tạo thành khi khí

xả thải ra môi trường có ánh sáng mặt trời; peroxyt hữu cơ (organic peroxides);ozon; peroxy-acetyl-nitrates…

Hình 2.1.Tỷ lệ các thành phần khí thải trong động cơ diesel.

Từ những năm 1970, các điều luật liên quan đến khí xả động cơ thường

đề cập đến CO, HC, NOx va PM Các chất này thường được gọi là chất ô nhiễmthong thường Từ những năm 1990, để hiểu biết sâu hơn về hiện tượng vànguyên nhân ô nhiễm, các nhà chuyên môn quan tâm rât nhiều đến các hợp chấtđặc biệt có trong khí xả (Benzene, formaldehyde, PAHs,…) và chúng thườngđược gọi là các chất ô nhiễm đặc trưng.Đây là những chất có ảnh hưởng xấu tớisức khỏe và môi trường sống của con người

Cơ chế hình thành CO :

CO là một loại khí không màu, không mùi, không vị.Trong phản ứng dâychuyền khi hỗn hợp bị đốt cháy, CO chỉ là một sản phẩm trung gian của quátrình ô-xy hóa nhiên liệu hydro cacbon để tạo thành sản phẩm cuối cùng CO2

Bảng 2.1.Tác động của một số thành phần nhiên liệu đến mức CO trong

khí xả( ứng với Ф = 1,1 )

Kiểu hydrocacbon Hàm lượng cacbon

(%)

Hàm lượng CO trongkhí xả (% thể tích)

Đối với động cơ diesel , do luôn làm việc với hỗn hợp nghèo ở tất cả cácchế độ Do vậy, không xuất hiện vấn đề tăng lượng thải CO khi khởi độngnguội

Đối với các phương tiện có hàm lượng CO cao hơn định mức cho phép thìcần có thêm thiết bị phụ để xử lý

2.1.3 Cơ chế hình thành NOx:

Việc tìm hiểu cơ chế hình thành NOx trong động cơ dieselvà kiểmsoát thành phần khí thải này gặp nhiều khó khăn do quá trình cháy của động cơdiesel xảy ra nhanh và hỗn hợp cháy là không đồng nhất NO, NO2 là hai thànhphần chính của NOx Trong đó,NO là khí không mùi không màu trong khi NO2

có màu nâu đỏ và mùi gắt Cả hai loại khí đều rất độc nhưng NO2 độc gấp 5 lần

so với NO, phần lớn NO2 hình thành từ việc oxi hoá NO

NO được hình thành trong quá trình cháy rớt trong xi lanh tại vùngnhiệt độ cao, cơ chế hình thành NO được chấp nhận rộng rãi là cơ chế được đưa

ra bởi Zendovich Thành phần chính để hình thành NO là khí N2 trong không khí nạp vào động cơ Phản ứng dây chuyền oxi hoá khí nitơ được tạo bởi các nguyên tử oxi, được hình thành từ việc tách

ra khỏi phân tử O2 tại nhiệt độ cao trong quá trình cháy Phản ứng chủ đạo để hình thành NO từ phân tử N2 là:

Nồng độ cục bộ của những nguyên tử oxy phụ thuộc vào nồng độ phân tử oxicũng như nhiệt độ cục bộ Sự hình thành NOx tồn tại chủ yếu ở nhiệt độ trên

2000 oK Do đó bất kỳ kỹ thuật nào có thể khống chế được nhiệt độ tức thờitrong buồng cháy dưới 2000 oK thì có thể giảm được sự hình thành NOx

NOx hình thành từ phản ứng oxi hóa nitơ trong điều kiện nhiệt độ cao củaquá trình cháy Thành phần NOx phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dư lượng khôngkhí  (tức nồng độ oxi của hỗn hợp) và nhiệt độ của quá trình cháy Nồng độNOx đạt giá trị cực đại tại  = 1.05 1.1 [18] Tại đây, nhiệt độ của quá trìnhcháy đủ lớn để ô xi và nitơ phân hủy thành nguyên tử có tính năng hoạt hóa cao,

và tại đây nồng độ ôxi đủ lớn đảm bảo đủ ô xi cho phản ứng, do đó NOx đạt cựcđại Do đặc điểm của động cơ diesel là hình thành hỗn hợp bên trong nên hệ số

dư lượng không khí  nằm trong một giới hạn rất rộng, cụ thể là 1.2 đến 10tương ứng từ toàn tải đến không tải

Ở động cơ diesel, khi  tăng, nhiệt độ cháy giảm nên thành phần NOx

giảm So với động cơ xăng thì động cơ diesel có thành phần NOx thấp hơn Tuynhiên, thành phần NO2 trong NOx lại cao hơn, chiếm trong khi tỷ lệ này

ở động cơ xăng là

Phương pháp hình thành hỗn hợp có ảnh hưởng lớn đến sự hình thành

NOx Đối với buồng cháy ngăn cách, quá trình cháy diễn ra ở buồng cháy phụ(hạn chế không khí), rất thiếu oxi nên mặc dù nhiệt độ lớn nhưng NOx vẫn nhỏ.Khi cháy ở buồng cháy chính, mặc dù  rất lớn, oxi nhiều nhưng nhiệt độ quátrình cháy không lớn nên NOx cũng nhỏ Tổng hợp lại, NOx của động cơ cóbuồng cháy ngăn cách chỉ bằng khoảng một nửa so với động cơ có buồng cháythống nhất Tuy vậy, động cơ sử dụng buồng cháy ngăn cách có tính kinh tếkhông cao do có suất tiêu hao nhiên liệu lớn nên ngày nay không được sử dụngnhiều

2.1.4 Cơ chế hình thành bồ hóng:

Khái niệm được nhiều người biết đến về bồ hóng đó là: Bồ hóng đượccấu thành từ các phân tử hydrocacbon thơm nhiều nhân (PAH) Các phân tử bồhóng ban đầu lớn dần lên theo hai cách sau:

- Thứ nhất, đường kính của bồ hóng tăng lên là nhờ chúng bám, dính vàonhau làm cho kích thước bề mặt lớn bằng phân tử C2H2

- Thứ hai, phản ứng cộng hyđro được diễn ra liên tục và kết quả cuối cùngđược đặc trưng bởi số phân tử C lớn tạo thành chuỗi hạt có kích thước lớn hơntheo cách thứ nhất nhiều Các phân tử này có đường kính từ 10 - 1000 nm,thường là 100 nm, khối lượng trung bình của bồ hóng là 2000kg/m3

Bồ hóng có thuộc tính xốp nên các phần tử bồ hóng được đặc trưng bởi tỷ

lệ khối lượng chia cho diện tích bề mặt, vì vậy chúng rất dễ dính và cô đọngtrong phản ứng cộng hyđrô, thậm chí ngay cả sau khi rời động cơ chúng vẫn cótính chất như vậy Bồ hóng là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng với động cơdiesel Quá trình cháy khuếch tán của động cơ diesel rất thuận lợi cho việc hìnhthành bồ hóng Sự hình thành bồ hóng trong ngọn lửa khuếch tán phụ thuộc khámạnh vào tính chất nhiên liệu Nhiên liệu có thành phần C lớn thì nồng đọ bồhóng càng cao Yếu tố quyết định hàm lượng bồ hóng là nồng đọ nhiên liệu vànồng độ oxy Hỗn hợp không đồng nhất giàu nhiên liệu thì hàm lượng bồ hóngrất lớn và ngược lại Nồng độ oxy chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ oxy hoá bồhóng sau khi chúng được hình thành Lượng bồ hóng thoát ra khỏi động cơ làkết quả cân bằng giữa quá trình tạo bồ hóng và quá trinh oxy hoá bồ hóng Bồhóng được đăc trưng bởi: Nồng độ thể tích F(m3/m3), mật độ hạt N(hạt/m3) vàđường kính trung bình của hạt d(m)

Hình 2.2.Quá trình hình thành bồ hóng.