Đang tải... (xem toàn văn)
Luận án đã góp phần đánh giá được quá trình hình thành hỗn hợp và cháy của nhiên liệu xăng sinh học E10, E15, E20 và E85 trong động cơ xăng xe máy và ô tô thông qua các mô hình mô phỏng được xây dựng trên phần mềm AVL Boost. Từ các mô hình mô phỏng này, ảnh hưởng của nhiên liệu xăng sinh học ở các tỷ lệ etanol khác nhau đến các đặc tính cháy, các thông số kinh tế kỹ thuật và phát thải của động cơ
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khác! Hà Nội, tháng năm 2014 Nghiên cứu sinh Phạm Hữu Truyền -i- LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Động lực Bộ môn Động đốt cho phép thực luận án Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học Viện Cơ khí Động lực hỗ trợ giúp đỡ suốt trình làm luận án Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Anh Tuấn TS Phạm Hữu Tuyến hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên môn để thực hoàn thành luận án Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ môn Phòng thí nghiệm Động đốt - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hoàn thành luận án Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vinh, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí động lực thầy cô Khoa hậu thuẫn động viên suốt trình nghiên cứu học tập Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy hội đồng chấm luận án đồng ý đọc duyệt góp ý kiến quý báu để hoàn chỉnh luận án định hướng nghiên cứu trương lai Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên khuyến khích suốt thời gian tham gia nghiên cứu thực công trình Nghiên cứu sinh Phạm Hữu Truyền -ii- MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU i Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài ii Phương pháp nghiên cứu iii Ý nghĩa khoa học thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nhiên liệu sinh học 1.2 Nhiên liệu etanol xăng sinh học 1.2.1 Nhiên liệu etanol 1.2.2 Xăng sinh học 10 1.2.3 Tình hình sản xuất sử dụng etanol 13 1.2.4 Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học cho động giới 18 1.2.5 Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học cho động Việt Nam 24 1.3 Vấn đề sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol lớn 26 1.4 Kết luận chương 27 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TƯƠNG THÍCH CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG TRUYỀN THỐNG KHI SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC 28 2.1 Quá trình cháy động đốt cháy cưỡng 28 2.1.1 Quá trình cháy động đốt cháy cưỡng 28 2.1.2 Đặc điểm trình cháy động đốt cháy cưỡng sử dụng xăng sinh học 31 2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán chu trình công tác động sử dụng xăng sinh học 33 2.2.1 Trạng thái nhiệt động học 33 2.2.2 Lý thuyết tính toán trình cháy 34 2.2.3 Lý thuyết tính toán truyền nhiệt 39 2.2.4 Lý thuyết tính toán hàm lượng phát thải 41 2.2.5 Mô hình hỗn hợp nhiên liệu xăng etanol E100 46 2.3 Phương pháp đánh giá tương thích động xăng truyền thống sử dụng xăng sinh học 47 2.3.1 Phương pháp đánh giá tương thích vật liệu 47 2.3.2 Phương pháp đánh giá tính động ô tô 49 2.3.3 Phương pháp đánh giá độ bền tuổi thọ động 50 2.4 Kết luận chương 54 CHƯƠNG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC CÓ TỶ LỆ ETANOL LỚN 55 3.1 Mục đích, đối tượng phạm vi mô 55 3.2 Xây dựng mô hình mô động 55 3.2.1 Giới thiệu phần mềm AVL Boost 55 -iii- 3.2.2 Xây dựng mô hình thông số nhập cho mô hình 56 3.2.3 Các bước nghiên cứu mô hình mô 57 3.3 Kết tính toán mô 58 3.3.1 Đánh giá độ xác mô hình 58 3.3.2 Động xe máy 59 3.3.3 Động ô tô xe Lanos 64 3.4 Giải pháp cải tiến động xăng thông thường sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol lớn nhằm đảm bảo tính kỹ thuật 69 3.4.1 Giải pháp cải tiến động sử dụng chế hoà khí 69 3.4.2 Giải pháp cải tiến động ô tô phun xăng điện tử 73 3.5 Kết luận chương 74 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 75 4.1 Mục đích phạm vi thử nghiệm 75 4.2 Nhiên liệu 75 4.3 Nghiên cứu đánh giá khả tương thích vật liệu 76 4.3.1 Trang thiết bị đối tượng thử nghiệm 76 4.3.2 Kết đánh giá khả tương thích vật liệu hệ thống nhiên liệu động xe máy 77 4.3.3 Kết đánh giá khả tương thích vật liệu hệ thống nhiên liệu động ô tô 82 4.4 Nghiên cứu thực nghiệm băng thử 89 4.4.1 Phương pháp, quy trình đánh giá tính độ bền 89 4.4.2 Trang thiết bị đối tượng thử nghiệm 89 4.4.3 Kết đánh giá ảnh hưởng xăng sinh học đến độ bền động xe máy 92 4.4.4 Kết đánh giá ảnh hưởng xăng sinh học đến động ô tô 99 4.5 So sánh kết nghiên cứu mô với thực nghiệm 109 4.6 Kết luận chương 112 KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 113 Kết luận chung 113 Phương hướng phát triển 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 119 PHỤ LỤC 120 -iv- DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải Đơn vị E5 Xăng sinh học bao gồm 5% etanol 95% xăng truyền thống - E10 Xăng sinh học bao gồm 10% etanol 90% xăng truyền thống - E15 Xăng sinh học bao gồm 15% etanol 85% xăng truyền thống - E20 Xăng sinh học bao gồm 20% etanol 80% xăng truyền thống - E85 Xăng sinh học bao gồm 85% etanol 15% xăng truyền thống - E100 Etanol gốc - CO Mônôxit cácbon - HC Hyđrô cácbon - NOx Ôxit nitơ - CO2 Cácboníc - Hỗn hợp nhiên liệu diesel-etanol - Hội kỹ sư ô tô giới - NLBT Nhiên liệu biến tính - TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam - NLSH Nhiên liệu sinh học - HDPE High Density Polyethylene (Nhựa polyethylene đặc biệt) - CD20” Chassis Dynamometer 20” (Băng thử xe máy) - CD48” Chassis Dynamometer 48” (Băng thử ô tô xe tải hạng nhẹ) - ECE R40 Chu trình thử châu Âu cho xe máy theo tiêu chuẩn Euro II - ECE15-05 Chu trình thử châu Âu cho xe xe tải hạng nhẹ - E-Diesel SAE FC Tiêu thụ nhiên liệu (Fuel comsumption) l/100km Phần mềm mô chiều hãng AVL (Áo) - Điểm chết - Hệ số dư lượng không khí - A/F Tỷ lệ không khí/nhiên liệu - Tủ phân tích khí thải - ETB High Dynamic Engine Testbed (Băng thử tính động lực học cao) - TCB Trước chạy bền - STB Sau chạy bền - AVL-Boost ĐCT CEBII Ne Công suất kW Me Mômen Nm ge Suất tiêu thụ nhiên liệu g/kW.h -v- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất etanol [1] Bảng 1.2 Quy chuẩn etanol nhiên liệu biến tính dùng để pha xăng không chì [3] .7 Bảng 1.3 Tính chất lý hóa xăng sinh học [18] 10 Bảng 1.4 Những cải tiến cần thiết sử dụng xăng sinh học [36] 22 Bảng 2.1 Hệ số phương trình trao đổi nhiệt cửa nạp thải 41 Bảng 2.2 Chuỗi phản ứng hình thành NOx 45 Bảng 2.3 Các số đa thức 46 Bảng 2.4 Bảng tiến trình đo 49 Bảng 2.5 Các điểm thử nghiệm tay số IV V ô tô 49 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật động 56 Bảng 3.2 Các thông số mô hình 57 Bảng 3.3 Thời gian cháy trễ thời gian cháy nhanh loại nhiên liệu 60 Bảng 3.4 Công suất động chạy loại nhiên liệu khác (kW) 61 Bảng 3.5 Nồng độ CO sử dụng loại nhiên liệu theo tốc độ động (ppm) 62 Bảng 3.6 Nồng độ HC sử dụng loại nhiên liệu theo tốc độ động (ppm) 63 Bảng 3.7 Nồng độ NOx sử dụng loại nhiên liệu theo tốc độ động (ppm) 63 Bảng 3.8 Mức độ thay đổi công suất động sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ cồn 10% trường hợp giữ nguyên hệ số dư lượng không khí lambda 66 Bảng 3.9 Mức độ thay đổi suất tiêu thụ nhiên liệu động sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ cồn 10% trường hợp giữ nguyên hệ số dư lượng không khí lambda 67 Bảng 3.10 Mức độ thay đổi phát thải CO động sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ cồn 10% trường hợp giữ nguyên hệ số dư lượng không khí lambda 67 Bảng 3.11 Mức độ thay đổi phát thải HC động sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ cồn 10% trường hợp giữ nguyên hệ số dư lượng không khí lambda 68 Bảng 3.12 Mức độ thay đổi phát thải NOx động sử dụng xăng pha cồn với tỷ lệ cồn 10% trường hợp giữ nguyên hệ số dư lượng không khí lambda 69 Bảng 3.13 Lượng nhiên liệu cần dùng để công suất động xe máy không đổi tăng tỉ lệ etanol nhiên liệu (g/chu trình) 70 Bảng 3.14 Sự thay đổi đường kính lỗ gic-lơ để công suất động xe máy không đổi 71 Bảng 4.1 Chỉ tiêu chất lượng xăng RON92 75 Bảng 4.2 Tính chất nhiên liệu xăng sinh học E10, E15 E20 75 Bảng 4.3 Hình ảnh chụp giclơ nhiên liệu trước sau 2000h ngâm 77 Bảng 4.4 Hình ảnh chụp bề mặt lỗ giclơ (vật liệu đồng) kính hiển vi điện tử với độ phóng đại 2000 lần 77 Bảng 4.5 Hình vít điều chỉnh lượng không khí chế độ chạy không tải vít xả xăng 78 Bảng 4.6 Hình ảnh ngoại quan kim ba cạnh trước sau ngâm 78 Bảng 4.7 Hình ảnh ngoại quan hình ảnh chụp kính hiển vi điện tử (phóng đại 500 lần) bề mặt chi tiết lọc tinh nhiên liệu 79 Bảng 4.8 Hình ảnh ngoại quan vỏ nhựa lọc tinh trước sau 2000h ngâm dung dịch khác 79 Bảng 4.9 Kết phân tích nhiên liệu trước ngâm chi tiết 80 Bảng 4.10 Kết phân tích nhiên liệu RON92 sau ngâm chi tiết 81 Bảng 4.11 Kết phân tích nhiên liệu E10 sau ngâm chi tiết 81 Bảng 4.12 Kết phân tích nhiên liệu E15 sau ngâm chi tiết 81 -vi- Bảng 4.13 Kết phân tích nhiên liệu E20 sau ngâm chi tiết 81 Bảng 4.14 Thay đổi nhiên liệu trước sau ngâm chi tiết kim loại 82 Bảng 4.15 Thay đổi nhiên liệu trước sau ngâm chi tiết phi kim 82 Bảng 4.16 Hình ảnh ngoại quan hình ảnh chụp kính hiển vi điện tử giclơ nhiên liệu chính82 Bảng 4.17 Hình ảnh ngoại quan kết ngâm van điện từ cắt nhiên liệu (làm đồng hợp kim) 83 Bảng 4.18 Kết phân tích nhiên liệu trước ngâm chi tiết 87 Bảng 4.19 Kết phân tích nhiên liệu RON92 sau ngâm chi tiết 87 Bảng 4.20 Kết phân tích nhiên liệu E10 sau ngâm chi tiết 88 Bảng 4.21 Kết phân tích nhiên liệu E15 sau ngâm chi tiết 88 Bảng 4.22 Kết phân tích nhiên liệu E20 sau ngâm chi tiết 88 Bảng 4.23 Thay đổi nhiên liệu trước sau ngâm chi tiết kim loại 88 Bảng 4.24 Thay đổi nhiên liệu trước sau ngâm chi tiết phi kim 88 Bảng 4.25 Thông số kỹ thuật xe Daewoo Lanos 90 Bảng 4.26 Thông số kỹ thuật xe Toyota Corolla 91 Bảng 4.27 Thông số kỹ thuật động thử nghiệm 91 Bảng 4.28 Đường kính xilanh động xe máy chạy xăng RON92 đo trước sau chạy thử nghiệm 20.000 km 92 Bảng 4.29 Đường kính xilanh động xe chạy xăng sinh học E10 đo trước sau chạy thử nghiệm 20.000 km 92 Bảng 4.30 Đường kính piston động xe máy chạy xăng RON92 đo trước sau chạy thử nghiệm 20.000 km 93 Bảng 4.31 Đường kính piston động xe máy chạy xăng sinh học E10 đo trước sau chạy thử nghiệm 20.000 km 93 Bảng 4.32 Kết đo công suất xe máy trước sau chạy bền tay số III tay số IV với RON92 94 Bảng 4.33 Kết đo công suất xe máy trước sau chạy bền tay số III tay số IV với E10 94 Bảng 4.34 Kết đo suất tiêu thụ nhiên liệu xe máy trước sau chạy bền tay số III tay số IV với RON92 95 Bảng 4.35 Kết đo suất tiêu thụ nhiên liệu xe máy trước sau chạy bền tay số III tay số IV với E10 95 Bảng 4.36 Áp suất nén đo trước sau chạy bền 96 Bảng 4.37 Kết thử nghiệm theo chu trình thử ECE R40 trước sau chạy bền xe Honda SuperDream với loại nhiên liệu RON 92 xăng sinh học E10 97 Bảng 4.38 Kết phân tích dầu bôi trơn xe chạy E10 98 Bảng 4.39 Kết phân tích dầu bôi trơn xe chạy RON92 98 Bảng 4.40 Kết đo công suất xe Lanos tay số IV 99 Bảng 4.41 Thay đổi công suất xe Lanos tay số V 100 Bảng 4.42 Phát thải xe Lanos tay số V 101 Bảng 4.43 Phát thải xe Lanos chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE1505 101 Bảng 4.44 Kết đo công suất xe Corrola tay số IV 103 Bảng 4.45 Kết đo công suất xe Corrola tay số V 103 Bảng 4.46 Phát thải xe Corolla chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE1505 104 Bảng 4.47 Kết phân tích dầu trước sau chạy bền 108 Bảng 4.48 Thay đổi công suất mô thực nghiệm sử dụng loại nhiên liệu 109 -vii- Bảng 4.49 Thay đổi suất tiêu thụ nhiên liệu mô thực nghiệm sử dụng loại nhiên liệu 109 Bảng 4.50 Thay đổi phát thải CO mô thực nghiệm sử dụng loại nhiên liệu 110 Bảng 4.51 Thay đổi phát thải HC mô thực nghiệm sử dụng loại nhiên liệu 110 Bảng 4.52 Thay đổi phát thải NOx mô thực nghiệm sử dụng loại nhiên liệu 111 -viii- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ sản xuất etanol từ lúa mì xi-rô đường Hình 1.2 Sơ đồ sản xuất etanol từ xenluloza Hình 1.3 Áp suất bão hòa 37,80C 11 Hình 1.4 Sự tăng trị số octan tăng tỉ lệ etanol 12 Hình 1.5 Sản lượng nhiên liệu sinh học tính đến năm 2017 13 Hình 1.6 Công suất (a) Suất tiêu thụ nhiên liệu (b) sử dụng RON92 E10 [20] 18 Hình 1.7 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol tới hệ số dư lượng không khí tương đương (a) hệ số nạp (b) [21] 18 Hình 1.8 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol tới mômen động (a) Suất tiêu thụ nhiên liệu (b) [21] 19 Hình 1.9 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol tới phát thải CO, HC CO2 [21] 20 Hình 1.10 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol tới phát thải NOx [22] 21 Hình 1.11 Thay đổi phát thải mẫu xe năm 2001 theo chu trình thử ADR37/01 sử dụng E20 [33] 21 Hình 1.12 Hàm lượng phát thải giữ nguyên lượng nhiên liệu cung cấp [34] 21 Hình 1.13 Sự thay đổi hàm lượng NOx sử dụng xăng sinh học so với xăng thông thường [31] 21 Hình 1.14 So sánh hàm lượng benzen toluene khí thải động sử dụng xăng thông thường, E3 E10 [35] 22 Hình 1.15 Vỏ bơm nhiên liệu (đặt thùng nhiên liệu) trước (a) sau (b) ngâm E20, thời gian 2000h, nhiệt độ 450C [38, 39] 23 Hình 1.16 Vít điều chỉnh không tải (bằng đồng) chế hòa khí trước (a) sau (b) ngâm E20, thời gian 2000h, nhiệt độ 450C [38, 39] 23 Hình 1.17 Lõi bơm nhiên liệu trước (a) sau (b) ngâm E20, thời gian 2000h, nhiệt độ 450C [38, 39] 24 Hình 1.18 Màng van bơm nhiên liệu trước (a) sau (b) ngâm E20, thời gian 2000h, nhiệt độ 550C [38, 39] 24 Hình 1.19 Van thông khí cácte trước (a) sau (b) ngâm E20, thời gian 2000h, nhiệt độ 550C [38, 39] 24 Hình 1.20 So sánh thông số động xe máy sử dụng E5 E10 với RON92 [6] 25 Hình 2.1 Diễn biến áp suất xylanh động đốt cháy cưỡng 28 Hình 2.2 Hình ảnh trình cháy xylanh nghiên cứu, diễn biến áp suất lượng khí cháy tốc độ 1400v/p, áp suất nạp 0,5atm [56] 29 Hình 2.3 Hình dạng bề mặt màng lửa 29 Hình 2.4 Quan hệ xb yb 30 Hình 2.5 Biến thiên tỷ số nhiên liệu/không khí tương đương theo nồng độ cồn etanol xăng sinh học [44] 31 Hình 2.6 Bán kính màng lửa sử dụng xăng sinh học thời điểm trước ĐCT 100, ĐCT sau ĐCT 100 32 Hình 2.7 Diện tích màng lửa sử dụng xăng sinh học thời điểm trước ĐCT 100, ĐCT sau ĐCT 100 32 Hình 2.8 Tỷ lệ hỗn hợp cháy sử dụng xăng sinh học thời điểm trước ĐCT 100, ĐCT sau ĐCT 100 32 Hình 2.9 Thời gian cháy sử dụng xăng sinh học thời điểm trước ĐCT 100, ĐCT sau ĐCT 100 32 Hình 2.10 Cân lượng xylanh động 33 Hình 2.11 Ngọn lửa tiến gần đến thành xylanh bắt đầu trình cháy sát vách 38 -ix- 10 Gioăng làm kín vít xả xăng thừa Gioăng làm kín vít khóa xăng Gioăng làm kín đầu vít xả xăng thừa Gioăng làm kín lọc xăng thô Gioăng làm kín nắp bình xăng Phao báo xăng Lọc tinh 1,28 1,28 1,28 2,28 2,28 2,28 1,28 1,28 1,32 1,32 1,32 2,94 2,94 2,94 26,84 26,84 26,84 11,74 11,69 11,63 Cao su Cao su Cao su d d d 1,28 Cao su Cao su Nhựa Giấy d b D D PL.6 Khối lượng chi tiết chế hòa khí xe máy Bảng PL8 Khối lượng chi tiết kim loại ngâm xăng RON92 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Kim ba cạnh thép 2,48 2,48 2,48 Quả ga thép 9,65 9,65 9,65 Loxo ga thép 2,41 2,41 2,41 Chốt phao xăng Đồng 1,12 1,12 1,12 Vít xả xăng thừa Đồng 3,37 3,37 3,37 Vít chỉnh gió Đồng 2,02 2,02 2,02 Vít điều chỉnh không tải Đồng 1,98 1,98 1,98 Ống tạo hỗn hợp nhiên liệu Đồng 3,98 3,98 3,98 Giclo nhiên liệu Đồng 2,36 2,36 2,36 10 Loxo vít chỉnh gió thép 0,29 0,29 0,29 11 Loxo vít chỉnh không tải thép 0,22 0,22 0,22 12 Loxo vít xả xăng thừa thép 0,26 0,26 0,26 13 Kim ga thép 1,68 1,68 1,68 Bảng PL9 Khối lượng chi tiết phi kim ngâm xăng RON92 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Cốc đựng lọc tinh Nhựa 26,33 26,01 25,34 Cao su dẫn nhiên liệu Cao su 5,67 5,67 5,66 Lọc thô chế hòa khí Nhựa 1,47 1,47 1,47 Gioăng làm kín chế hòa khí Cao su 0,55 0,55 0,55 Gioăng làm kín vít xả xăng thừa Cao su 0,31 0,31 0,31 Gioăng làm kín vít khóa xăng Cao su 0,38 0,38 0,38 Gioăng làm kín đầu vít xả xăng thừa Cao su 0,03 0,03 0,03 Gioăng làm kín lọc xăng thô Cao su 0,18 0,18 0,18 Gioăng làm kín nắp bình xăng Cao su 65,72 65,68 65,04 10 Phao báo xăng Nhựa 157,67 156,60 154,84 11 Lọc tinh Giấy 2,38 2,39 2,42 -125- Bảng PL10 Khối lượng chi tiết kim loại ngâm xăng E10 (tính theo mg) TT 10 11 12 13 Tên chi tiết Kim ba cạnh Quả ga Loxo ga Chốt phao xăng Vít xả xăng thừa Vít chỉnh gió Vít điều chỉnh không tải Ống tạo hỗn hợp nhiên liệu Giclo nhiên liệu Loxo vít chỉnh gió Loxo vít chỉnh không tải Loxo vít xả xăng thừa Kim ga Vật liệu thép thép thép Đồng Đồng Đồng Đồng Đồng Đồng thép thép thép thép 0h 2,47 9,65 2,41 1,12 3,37 2,02 1,98 4,58 2,36 0,29 0,22 0,26 1,68 1000h 2,47 9,65 2,41 1,12 3,37 2,02 1,98 4,58 2,36 0,29 0,22 0,26 1,68 2000h 2,47 9,65 2,41 1,12 3,37 2,02 1,98 4,58 2,36 0,29 0,22 0,26 1,68 Bảng PL11 Khối lượng chi tiết phi kim ngâm xăng E10 (tính theo mg) TT 10 11 Tên chi tiết Cốc đựng lọc tinh Cao su dẫn nhiên liệu Lọc thô chế hòa khí Gioăng làm kín chế hòa khí Gioăng làm kín vít xả xăng thừa Gioăng lamg kín vít khóa xăng Gioăng làm kín đầu vít xả xăng thừa Gioăng làm kín lọc xăng thô Gioăng làm kín nắp bình xăng Phao báo xăng Lọc tinh Vật liệu Nhựa Cao su Nhựa Cao su Cao su Cao su Cao su 0h 28,41 5,67 1,47 0,55 0,31 0,38 0,03 1000h 28,07 5,67 1,47 0,55 0,31 0,38 0,03 2000h 27,21 5,66 1,47 0,55 0,31 0,38 0,03 Cao su Cao su Nhựa Giấy 0,18 65,72 155,67 2,38 0,18 65,68 154,32 2,39 0,18 65,04 152,14 2,42 Bảng PL12 Khối lượng chi tiết kim loại ngâm xăng E15 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Ống tạo hỗn hợp nhiên liệu Đồng 5,88 5,88 5,88 Bảng PL13 Khối lượng chi tiết phi kim ngâm xăng E15 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Cốc đựng lọc tinh Nhựa 27,33 27,21 27,14 Cao su dẫn nhiên liệu Cao su 6,75 6,75 6,75 Bảng PL14 Khối lượng chi tiết kim loại ngâm xăng E20 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Ống tạo hỗn hợp nhiên liệu Đồng 5,68 5,88 5,88 -126- Bảng PL15 Khối lượng chi tiết phi kim ngâm xăng E20 (tính theo mg) TT Tên chi tiết Vật liệu 0h 1000h 2000h Cốc đựng lọc tinh Nhựa 24,13 23,91 23,94 Cao su dẫn nhiên liệu Cao su 7,35 7,35 7,35 PL.7 Khối lượng chi tiết chế hòa khí ô tô trước sau ngâm Bảng PL16 Khối lượng chi tiết chế hòa khí dùng ngâm RON92 E10 (mg) TT Tên chi tiết Mô tả 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Giclơ nhiên liệu sơ cấp Giclơ nhiên liệu Giclơ không khí Ống tạo hỗn hợp Van làm đậm Pistong làm đậm Loxo van làm đậm Họng khuếch tán sơ cấp Họng khuếch tán thứ cấp Vít điều chỉnh không tải Van điện từ cắt nhiên liệu Màng cao su tăng tốc phụ Van chiều tăng tốc phụ Phao xăng báo nhiên liệu Quả phao chế hòa khí Chốt phao xăng Van kim cạnh Cốc chứa lọc tinh Giấy lọc tinh Gioăng làm kín bơm xăng Màng bơm xăng Van chiều bơm xăng Loxo van chiều Đồng Đồng Đồng Đồng Đồng Đồng Thép Gang Gang Đồng Đồng Cao su Cao su Nhựa Nhựa Thép Đồng Nhựa Giấy Cao su Cao su Cao su Thép 0h 1,23 2,09 1,86 9,53 6,43 11,21 0,29 18,55 22,21 8,30 33,58 14,15 2,48 58,26 66,75 0,73 4,57 9,22 7,16 13,50 2,43 0,17 0,59 RON92 1000h 2000h 1,23 1,23 2,09 2,09 1,86 1,86 9,53 9,53 6,43 6,43 11,21 11,21 0,29 0,29 18,55 18,55 22,21 22,21 8,30 8,30 33,58 33,58 14,18 14,22 2,48 2,48 58,20 58,12 66,73 66,68 0,73 0,73 4,57 4,57 9,22 9,22 7,19 7,24 13,52 13,56 2,46 2,52 0,17 0,17 0,59 0,59 0h 1,63 2,23 1,72 9,44 6,25 11,92 0,29 19,21 22,49 8,08 34,10 14,21 2,47 59,23 66,78 0,78 4,80 11,49 8,04 14,15 2,03 0,18 0,95 E10 1000h 2000h 1,63 1,63 2,23 2,23 1,72 1,72 9,46 9,48 6,25 6,25 11,92 11,92 0,29 0,29 19,21 19,21 22,49 22,49 8,08 8,08 34,10 34,10 14,28 14,33 2,47 2,47 59,13 59,07 66,69 66,51 0,78 0,78 4,80 4,80 11,64 11,64 8,11 8,20 14,19 14,26 2,08 2,15 0,18 0,18 0,95 0,95 Bảng PL17 Khối lượng chi tiết chế hòa khí xe ôtô dùng ngâm E15 E20 TT Tên chi tiết Màng bơm xăng Van chiều bơm xăng Đế đỡ van chiều Giclơ nhiên liệu Cốc đựng lọc xăng Mô tả Cao su Cao su Thép Đồng Nhựa 0h 2,14 0,15 1,64 2,41 34,65 -127- E15 1000h 2,16 0,15 1,64 2,41 34,65 2000h 2,19 0,15 1,64 2,41 34,65 0h 3,47 0,17 1,31 2,43 48,60 E20 1000h 3,450 0,17 1,31 2,43 48,60 2000h 3,55 0,17 1,31 2,43 48,60 TT Tên chi tiết Đường dẫn nhiên liệu Giấy lọc tinh Loxo van chiều Mô tả Cao su Giấy Thép 0h 3,45 0,52 0,13 E15 1000h 3,45 0,52 0,13 2000h 3,45 0,52 0,13 0h 4,95 0,67 0,13 E20 1000h 4,95 0,67 0,13 2000h 4,95 0,67 0,13 PL.8 Khối lượng chi tiết hệ thống phun xăng điện tử ô tô trước sau ngâm Bảng PL18 Khối lượng chi tiết bơm xăng xe ôtô dùng ngâm RON92 E10 TT Tên chi tiết Mô tả RON92 0h E10 1000h 2000h 0h 1000h 2000h Lưới lọc thô Nhựa 2,23 2,25 2,27 2,38 2,40 2,49 Giấy lọc tinh Giấy 6,85 6,86 6,88 6,91 6,94 6,98 Bộ báo mức nhiên liệu - 3,56 3,54 3,50 3,94 3,89 3,73 Van hồi nhiên liệu bơm Thép 22,13 22,13 22,13 22,35 22,35 22,35 Đế đỡ van chiều Nhựa 0,35 0,35 0,35 0,30 0,30 0,30 Cần báo nhiên liệu Thép 6,78 6,78 6,78 7,26 7,26 7,26 Bơm xăng 356,8 356,8 356,8 352,6 352,6 352,6 Vam chiều bơn Cao su 1,18 1,18 1,18 1,38 13,8 13,8 Roto bơm điện Thép 38,80 38,80 38,80 38,72 38,72 38,72 10 Đế cao su bơm điện Cao su 6,34 6,34 6,34 6,94 6,94 6,94 11 Đế hút nhiên liệu Gang 17,09 17,09 17,09 17,41 17,41 17,41 12 Cánh gạt nhiên liệu Nhựa 1,53 1,53 1,53 1,32 1,32 1,32 13 Khoang chứa nhiên liệu bơm xăng Thép 16,25 16,25 16,25 16,75 16,75 16,75 14 Giắc cắm điện bơm Nhựa 12,63 12,63 12,64 13,28 13,28 13,28 15 Van an toàn Cao su 1,71 1,71 1,71 1,75 1,75 1,7 16 Gioăng làm kín van an toàn Cao su 0,54 0,54 0,54 0,45 0,45 0,45 17 Vỏ chứa van an toàn Nhựa 1,52 1,52 1,52 1,49 1,49 1,49 18 Loxo van an toàn Thép 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 0,54 19 Đường ống hồi nhiên liệu bơm Nhựa 9,35 9,35 9,35 8,50 8,50 8,50 20 Gioăng làm kín đường hồi Cao su 0,39 0,39 0,39 0,37 0,37 0,37 21 Đầu kim phun Thép 3,23 3,23 3,23 4,48 4,48 4,48 22 Gioăng làm kín đầu kim phun Cao su 0,48 0,48 0,48 0,33 0,33 0,33 23 Đường dẫn nhiên liệu Cao su 6,45 6,45 6,46 7,49 7,53 7,57 24 Phao xăng báo nhiên liệu Nhựa 36,28 36,24 36,16 36,88 36,78 36,61 -128- Bảng PL19 Khối lượng chi tiết bơm xăng xe ôtô dùng ngâm E15 E20 Nhựa Giấy Cao su Nhựa Thép 0h 2,47 0, 43 0,54 1,52 0,54 E15 1000h 2,47 0, 43 0,54 1,52 0,54 2000h 2,47 0, 43 0,54 1,52 0,54 Cao su 0,34 0,34 Cao su 6,95 Nhựa 9,30 TT Tên chi tiết Mô tả Lưới lọc thô Giấy lọc tinh Gioăng làm kín van an toàn Vỏ chứa van an toàn Loxo van an toàn Gioăng làm kín đầu kim phun Đường dẫn nhiên liệu Đường hồi nhiên liệu bơm 0h 2,49 0,57 0,54 1,47 0,54 E20 1000h 2,49 0,57 0,54 1,47 0,54 2000h 2,49 0,57 0,54 1,47 0,54 0,34 0,38 0,38 0,38 6,95 6,95 7,49 7,49 7,49 9,30 9,30 8,50 8,50 8,50 PL.9 Trang thiết bị phòng thử ô tô (CD48”) PL.9.1 Thông tin chung Phòng thử ô tô bao gồm băng thử động lực học (Chassis Dynamometer 48”), hệ thống lấy mẫu phân tích khí thải, thiết bị phụ trợ Băng thử động lực học CD48’ hãng AVL Zollner chế tạo có chức để thử kiểm tra ôtô phòng thí nghiệm giúp cho trình nghiên cứu ôtô nói chung động nói riêng dễ dàng đồng thời thực số chức mà khó thực đường thực Thiết bị băng động điện xoay chiều đặt hai lăn Thiết kế cho phép thu nhỏ kích thước băng thử cách bố trí thiết bị liên quan từ xuống cách dễ dàng đồng thời thuận lợi cho trình bảo dưỡng sau Hình PL.11 Phòng thử ô tô PTN Động đốt - ĐHBK Hà Nội Để tránh tượng trễ ma sát sinh ổ trục ổ trục quay với tốc độ chậm thông qua động điện xoay chiều Hai ổ trục điều khiển quay chiều để loại trừ tổn thất ma sát Việc lắp ổ trục không gây tổn thất cho băng thử Chassis Dynamometer 48” -129- Băng thử Chassis Dynamometer 48” mô khối lượng xe phạm vi từ 454 kg tới 5448 kg Quán tính sở lăn 1678 kg Các thông số băng thử: - Tốc độ lớn nhất: 200 km/h Phạm vi mô quán tính: 454 kg 5448 kg Dung sai tốc độ đo: 0…2 km/h [...]... ngâm đối với cả 3 nhiên liệu, tuy nhiên độ bền kéo giảm nhiều nhất tới 40% với E20 [41] 1.2.5 Các nghiên cứu ứng dụng xăng sinh học cho động cơ ở Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu sử dụng hỗn hợp nhiên liệu sinh học etanol -xăng trên động cơ xăng ở các tỷ lệ 5% và 10% (E5 và E10) đã được đề cập trong các nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm Động cơ đốt trong, Đại học Bách khoa Hà Nội [6] và Đại học Bách khoa Đà... Chương 2 Cơ sở lý thuyết tính toán và phương pháp đánh giá tương thích của động cơ xăng truyền thống khi sử dụng xăng sinh học Chương 3 Tính toán mô phỏng động cơ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol lớn Chương 4 Nghiên cứu thực nghiệm Kết luận chung và phương hướng phát triển -4- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nhiên liệu sinh học Nhiên liệu sinh học (NLSH) (Biofuels) là loại nhiên liệu được... tương thích của động cơ xăng truyền thống khi sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ pha etanol E100 cao trên 5% như 10% (E10), 15% (E15), 20% (E20) và 85% (E85) Cụ thể, luận án hướng tới xây dựng phương pháp đánh giá tương thích của động cơ xăng truyền thống khi sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ pha trên 5% etanol E100 và đánh giá được ảnh hưởng của xăng sinh học đến tính năng và phát thải động cơ xăng truyền thống;... của xăng sinh học đến độ bền, tuổi thọ của động cơ; đưa ra định hướng về mặt kỹ thuật, đề xuất giải pháp cải tiến và điều chỉnh động cơ; và đưa ra khuyến cáo cần thiết khi sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn 5% cho động cơ xăng truyền thống *) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Luận án nghiên cứu về lý thuyết liên quan đến đặc tính của động cơ xe máy và ô tô khi sử dụng nhiên liệu xăng sinh. .. sử dụng xăng 64 Hình 3.12 Sự thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp để công suất động cơ không đổi 64 Hình 3.13 Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ so với khi sử dụng xăng 64 Hình 3.14 Thay đổi phát thải CO khi sử dụng xăng pha cồn so với khi sử dụng xăng 65 Hình 3.15 Thay đổi phát thải HC khi sử dụng xăng pha cồn so với khi sử dụng xăng 65 Hình 3.16 Thay đổi phát thải NOx khi sử dụng. .. học và thiết thực trong việc đón trước lộ trình sử dụng thí điểm và đại trà xăng sinh học, đặc biệt là xăng E10 trên thị trường Đề tài Nghiên cứu nâng cao tỷ lệ nhiên liệu sinh học bio-etanol sử dụng trên động cơ xăng hướng tới góp phần giải quyết các yêu cầu trên của thực tiễn i Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài *) Mục đích nghiên cứu Mục đích tổng thể của luận án là đưa ra được... etanol khác với xăng truyền thống nên để ứng dụng trong thực tế nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học tới tính năng kỹ thuật, phát thải và độ bền của động cơ 1.2.4.1 Ảnh hưởng của xăng sinh học tới tính năng kỹ thuật động cơ Động cơ sử dụng xăng sinh học thường cho kết quả về công suất, mômen tốt hơn, tuy nhiên tiêu hao nhiên liệu có thể cao hơn so với xăng truyền... khi sử dụng E5, E10, E20, E85 (so với RON92) 61 Hình 3.7 Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ sử dụng xăng pha cồn 61 Hình 3.8 Phát thải CO khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn (so với RON92) 62 Hình 3.9 Phát thải HC khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn (so với E0) 62 Hình 3.10 Phát thải NOx khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn (so với E0) 63 Hình 3.11 Sự thay đổi công suất động cơ. .. ngại của người sử dụng về những ảnh hưởng không mong muốn của xăng sinh học đến phương tiện Mặc dù vậy, lộ trình sử dụng đại trà xăng sinh học E5 và tiến tới xăng sinh học E10 đã được Chính phủ phê duyệt trong Quyết định số 53/2012/QĐ-TTg ngày 22/11/2012 Nghiên cứu sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn 5% cho các phương tiện đang lưu hành trên thị trường có ý nghĩa khoa học và thiết thực... tô gần đây và 01 xe có động cơ sử dụng bộ chế hòa khí đại diện cho ô tô thế hệ cũ Ngoài ra còn có 02 động cơ ô tô dùng chế hòa khí phục vụ cho mục đích thử nghiệm bền trên băng thử Trong đó 01 động cơ chạy RON92, 01 động cơ chạy E10 Đối với xe máy là 02 xe có động cơ sử dụng bộ chế hòa khí: 01 xe chạy nhiên liệu xăng RON92 và 01 xe sử dụng nhiên liệu E10 Các nội dung nghiên cứu của luận án được thực