Nghiên cứu các biện pháp để giảm khí thải của ô tô, xe máy

Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lí hoá diễn ra trong quá trình cháy nên trong khí xả động cơ luôn chứa mộ

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ GIẢM KHÍ THẢI

CỦA ÔTÔ – XE MÁY

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LÊ HOÀI NAM

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VIẾT TIẾP

HÀ NỘI 2010

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và những kết quả thực nghiệm được nghiên cứu

trong luận văn là hoàn toàn thực tế, khách quan Những kết quả tương tự chưa từng

được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tác giả luận văn

Lê Hoài Nam

Lời cảm ơn

Sau một thời gian làm luận văn tốt nghiệp, đến nay tôi đã hoàn thành Tôi xin

trân trọng cảm ơn tới các thầy, cô trong Viện cơ khí - trường Đại học Bách khoa Hà

Nội đã luôn quan tâm giúp đỡ tôi Đặc biệt là thầy PGS-TS Nguyễn Viết Tiếp đã

tạo điều kiện, hướng dẫn và giúp đỡ rất tận tình trong suốt quá trình nghiên cứu và

viết luận văn của mình, thầy đã giành thời gian nghỉ hè quý báu để về Sao Đỏ - Chí

Linh - Hải Dương trực tiếp hướng dẫn, làm thực nghiệm cùng học viên

Tôi xin được cảm ơn các thầy, cô trường Đại học Sao Đỏ, Công ty TOYOTA

Mỹ Đình, Công ty Tân Phát và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, đóng góp ý kiến để

hoàn thành luận văn

Tuy nhiên, do trình độ chuyên môn, công việc và phương tiện thực nghiệm hạn

chế nên đề tài không tránh khỏi những khiếm khuyết, kính mong các thầy, cô và các

bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Lê Hoài Nam

1.2 Môi trường không khí và nguyên lý sinh ra khí xả 11

1.4 Tiêu chuẩn của thế giới và Việt Nam về nồng độ cho phép của các

1.6.3 ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát ô nhiễm động cơ 37

Chương 2 - Tìm hiểu các giải pháp kĩ thuật giảm khí thải

2.2.2 Hệ thống kiểm soát sự bay hơi của nhiên liệu 55

2.3.2 Hệ thống điều khiển đánh lửa sớm khi chạy không tải 58

Chương 3 - Nghiên cứu và thực nghiệm biện pháp giảm khí

3.4 Thực nghiệm đo khí thải khi sử dụng biện pháp giảm khí thải 71

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

ECS Hệ thống kiểm soát khí xả

ECU Bộ điều khiển điện tử

EGR Hệ thống tuần hoàn khí xả

PCV Hệ thống thông khí hộp trục khuỷu

PROCO Hệ thống phun trực tiếp

SC Hệ thống điều khiển đánh lửa

TVSV Van chân không điều khiển bằng nhiệt

TWC Bộ xúc tác 3 thành phần

TWC-OC Bộ xúc tác 3 thành phần kết hợp với xúc tác ô xi hoá

VCV Van điều khiển chân không

VSV Van chân không

VTV Van truyền chân không

Mở đầu

Trong những năm gần đây nền công nghiệp trên mọi quốc gia ngày một phát

triển, đặc biệt trong những năm đầu của thế kỷ XXI Lưu thông giữa các nước trở

lên thuận lợi hơn, không chỉ là đường hàng không mà cả đường bộ, đường thuỷ

Cũng vì thế ngành công nghiệp ôtô ngày càng phát triển để đáp ứng được tầm quan

trọng đó Nhưng mặt trái của sự phát triển công nghiệp ôtô là sự ô nhiễm môi trường

do ngành này gây nên rất đáng lo ngại - ảnh hưởng lớn tới đời sống con người và hệ

sinh thái

Trước tình hình đó các nước, các tổ chức quốc tế đã kêu gọi cộng đồng cùng

cắt giảm lượng khí thải và theo đó là các tiêu chuẩn về khí thải ngày càng khắt khe

hơn Các phương tiện muốn tham gia giao thông thì phải đáp ứng được các tiêu

chuẩn về khí thải Để đáp ứng được yêu cầu đó các nhà sản suất không ngừng

nghiên cứu áp dụng và cải tiến các biện pháp kĩ thuật để giảm tối đa mức độ phát

thải khí ô nhiễm ra môi trường

Trong quá trình hoạt động ôtô - xe máy không ngừng thải ra môi trường các

chất độc hại như HC, CO, NOX đe doạ trực tiếp đến sức khoẻ con người và ảnh

hưởng lâu dài đối với môi trường Việc gia tăng lượng khí CO2 sẽ gây hiệu ứng nhà

kính làm trái đất nóng dần lên khiến băng tại các vùng địa cực gây hiện tượng ngập

lụt và xa mạc hoá Đe doạ nghiêm trọng sự tồn tại loài người và sự sống trên trái

đất

Theo báo cáo hiện trạng môi trường gần đây, khoảng 70 ữ 90% tổng lượng khí

thải đô thị tại các thành phố lớn của nước ta như carbon, benzên, ôxít lưu huỳnh và

bụi là những tác nhân gây ra các bệnh về đường hô hấp, bạch cầu và ung thư, trong

đó lượng khí thải do ôtô, xe máy chiếm tỷ lệ cao nhất

Ước tính thiệt hại về kinh tế do khí thải của ô tô - xe máy tại 5 thành phố lớn

của nước ta hàng năm chiếm khoảng 0,3 ữ 0,6% tổng thu nhập bình quân đầu người

(GDP) Riêng Hà Nội, mức thiệt hại do ô nhiễm không khí gây ra hàng tỉ đồng mỗi

ngày

Từ vấn đề trên, được sự hướng dẫn của thầy PGS TS Nguyễn Viết Tiếp - Bộ

môn công nghệ chế tạo máy - Viện Cơ Khí - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu các biện pháp để giảm khí thải của ôtô, xe

máy"

Nội dung đề tài bao gồm những phần chính sau:

Chương I Tổng quan về khí thải của ôtô, xe máy

Chương II Tìm hiểu các giải pháp kĩ thuật giảm khí thải trên động cơ

Chương III Nghiên cứu, thực nghiệm biện pháp giảm khí thải của ô tô, xe

máy

Mục đích của việc nghiên cứu:

- Tìm hiểu về các chất thải của ô tô xe máy có hại cho con người và môi

trường, các phương pháp giảm khí thải của động cơ

- Rèn luyện kỹ năng nghiên cứu các vấn đề khoa học

Đối tượng nghiên cứu:

- Các biện pháp giảm khí thải trên động cơ

- Phương pháp đo, kiểm tra nồng độ khí xả ô tô, xe máy

- Thực nghiệm một số biện pháp hạn chế khí độc hại của ô tô, xe máy Xây

dựng đồ thị mối quan hệ giữa nồng độ khí xả có hại CO và HC với quãng đường đi

của xe ô tô, xe máy

Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu trên xe máy của hãng Suzuki, của ô tô Daewoo

- Nghiên cứu nồng độ khí xả có hại do ô tô, xe máy thải ra

Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu tài liệu: Để có cơ sở lý thuyết về biện pháp giảm khí thải của ô tô,

xe máy

- Thực nghiệm: Để xác định nồng độ khí xả của ô tô, xe máy

- Hội thảo: Xin ý kiến của các chuyên gia, nhà quản lý, các thầy cô, người sử

dụng phương tiện và các bạn đồng nghiệp

Chương 1 Tổng quan về khí thải ôtô, xe máy

Trong mấy năm qua sự gia tăng nhanh chóng của các phương tiện giao thông

cá nhân không chỉ tại các đô thị lớn mà ngay cả các vùng nông thôn đã không chỉ

gây ra vấn đề kẹt xe, tắc đường mà hậu quả nghiêm trọng là vấn đề ô nhiễm khí thải

động cơ đến mức báo động

Qua con số thống kê của các ngành liên quan, số lượng ôtô, xe máy tại các

thành phố lớn nước ta hiện nay có khoảng 19 triệu chiếc trong đó Hà Nội có 1,7

triệu chiếc, TPHCM 3,8 triệu chiếc Hàng năm, số phương tiện này thải ra môi

trường một lượng khổng lồ khí độc hại như cacbon, benzen, oxit lưu huỳnh và bụi

Là nguyên nhân gây ra các bệnh về đường hô hấp bạch cầu, ung thư, và là nguyên

nhân chính gây hiện tượng hiệu ứng nhà kính làm trái đất đang nóng lên

1.1 Giới thiệu chung về khí thải động cơ

ở động cơ đốt trong, quá trình cháy là quá trình ôxi hoá Nhiên liệu và giải

phóng nhiệt năng diễn ra trong buồng đốt theo cơ chế hết sức phức tạp và chịu ảnh

hưởng của nhiều nhân tố Quá trình cháy lí tưởng của hỗn hợp hydrocarbure với

không khí là chỉ sinh ra CO2, H2O và N2

Hình 1.1 Biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí

λ

Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởng cũng như do

tính chất phức tạp của các hiện tượng lí hoá diễn ra trong quá trình cháy nên trong

khí xả động cơ luôn chứa một hàm lượng đáng kể các chất độc hại như oxyde nitơ

(NO, NO2, N2O, gọi chung là NOx), monoxyde carbon (CO), các hydrocarbua chưa

cháy (HC) và các hạt rắn, đặc biệt là bồ hóng Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí

xả phụ thuộc vào loại động cơ và chế độ vận hành ở động cơ Diesel, nồng độ CO

rất nhỏ, chiếm tỉ lệ không đáng kể; nồng độ HC chỉ bằng 20% nồng độ HC của động

cơ xăng còn nồng độ NOx của hai loại động cơ này có giá trị tương đương nhau Trái

lại, bồ hóng là chất ô nhiễm quan trọng trong khí xả động cơ Diesel, nhưng trong

động cơ xăng hàm lượng của nó không đáng kể

Những tạp chất đặc biệt là lưu huỳnh và các chất phụ gia trong nhiên liệu cũng

có ảnh hưởng đến thành phần các chất ô nhiễm trong sản phẩm cháy Thông thường

xăng thương mại có chứa khoảng 600ppm lưu huỳnh Thành phần lưu huỳnh có thể

lên tới 0,5% đối với dầu Diesel Trong quá trình cháy, lưu huỳnh bị ôxy hoá thành

SO2, sau đó một bộ phận SO2 tiếp tục bị ôxy hoá thành SO3, chất có thể kết hợp với

H2O để tạo ra H2SO4

Mặt khác, để tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu, người ta pha thêm

Thetraetyle chì Pb(C2H5)4 vào trong xăng Sau khi cháy, những hạt chì có kích thước

cực bé thoát ra theo khí xả, bay lơ lửng trong không khí và trở thành chất gây ô

nhiễm đối với bầu khí quyển, nhất là ở khu vực thành phố có mật độ giao thông cao

Một trong những thông số có tính tổng quát ảnh hưởng đến mức độ phát sinh ô

nhiễm của động cơ là hệ số dư lượng không khí λ

Thành phần hoà khí thể hiện tỉ lệ hoà trộn giữa xăng và không khí, trong hoà

khí được đặc trưng bằng hệ số λ (hoặcα) hoặc bằng số tỉ lệ không khí - nhiên liệu:

là tỉ số giữa không khí Gk và lượng xăng Gx chứa trong hoà khí (m = Gk/Gx)

m = 14,7 : 1 đủ không khí ta có λ = 1, đây là hoà khí chuẩn (lý tưởng)

m > 14,7 : 1 dư không khí ta có λ > 1, hoà khí nhạt (nghèo xăng)

m < 14,7 : 1 thiếu không khí ta có λ < 1, hoà khí đậm (giầu xăng)

Mỗi chế độ hoạt động của xe đòi hỏi có một thành phần nhất định Lúc khởi

động lạnh yêu cầu hoà khí đậm m ≈ 9 : 1, ở tốc độ trung bình (bướm ga mở một

phần) m ≈ 15 : 1 Khi tăng tốc, bướm ga mở đột ngột, cũng phải làm đậm tạm thời

cho hoà khí nếu không động cơ sẽ chết máy Hoà khí cũng được làm đậm m ≈ 13 : 1

khi mở rộng hoặc mở hết bướm ga

Trên Hình 1.1 thể hiện sự phụ thuộc của nồng độ NO, CO, và HC trong khí xả

theo λ Động cơ đánh lửa cưỡng bức thường làm việc với hệ số dư lượng không khí

λ≈1 Theo đồ thị này thì động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo thì có mức độ phát

sinh ô nhiễm thấp hơn Tuy nhiên, nếu hỗn hợp quá nghèo thì tốc độ cháy thấp, đôi

lúc diễn ra tình trạng bỏ lửa và đó là nguyên nhân làm gia tăng nồng độ HC

Nhiệt độ cực đại của quá trình cháy cũng là một nhân tố quan trọng ảnh hưởng

đến thành phần các chất ô nhiễm vì nó ảnh hưởng mạnh đến động học phản ứng, đặc

biệt là các phản ứng tạo NOx và bồ hóng

Nói chung tất cả những thông số kết cấu và vận hành nào của động cơ có tác

động đến thành phần hỗn hợp và nhiệt độ cháy đều ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp

đến sự hình thành các chất ô nhiễm trong khí xả

1.2 Môi trường không khí và nguyên lý sinh ra khí xả

1.2.1 Môi trường không khí

Khí quyển trái đất thường được gọi là không khí được tạo bởi hai khí chính là

ôxy chiếm khoảng 21% thể tích khí quyển và Nitơ chiếm khoảng 78%, 1% còn lại

là bao gồm khi cacbonic và các chất tạo ra không có lợi cho con người như CO, HC,

Theo cộng đồng Châu Âu đưa ra khái niệm về ô nhiễm không khí vào năm

1967 như sau: “Không khí gọi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi hay khi

có sự hiện diện của những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh

được hay gây ra sự khó chịu đối với con người”

Do vậy khí thải gây ô nhiễm là những chất độc hại có ảnh hưởng trực tiếp tới

sức khoẻ con người và môi trường trong thời gian dài bao gồm: monoxyde carbon

(CO), oxyde nitơ (NOx), hydrocacbon nói chung (HC) và thành phần bụi bay theo

(Particulate Matter - PM)

Những chất ô nhiễm trong không khí phần lớn là những chất có mặt trong khí

xả của động cơ đốt trong Bảng 1.1 dưới đây cho thấy sự gia tăng nồng độ một cách

đáng ngại của một số chất ô nhiễm trong bầu khí quyển

Bảng 1.1: Sự gia tăng của các chất ô nhiễm trong khí quyển

Chất ô nhiễm Thời kì tiền công nghiệp (ppm) Hiện nay (ppm) Tốc độ tăng

Tuỳ theo chính sách năng lượng của mỗi nước, sự phân bố tỉ lệ phát sinh ô

nhiễm của các nguồn khác nhau không đồng nhất Bảng 1.2 và 1.3 giới thiệu tỉ lệ

1.2.2 Nguyên lý sinh ra khí xả

a Khí oxit cacbon (CO)

Khí CO sinh ra do sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu do thiếu ôxy trong

buồng cháy (có nghĩa là hỗn hợp quá đậm) theo lý thuyết CO sẽ không sinh ra nếu

có nhiều ôxy hơn lưu lượng lý thuyết yêu cầu nhưng thực tế CO vẫn sinh ra trong

trường hợp đó nguyên nhân là do:

CO biến thành CO2 bởi phản ứng oxy hoá CO + O2 → CO2 nhưng phản ứng

này diễn ra rất chậm và không hoàn toàn, do vậy CO vẫn sinh ra ngay cả khi hỗn

hợp nhạt

Sự cháy không đều của khí - nhiên liệu do sự phân bố không đều trong buồng

cháy

Nhiệt độ xung quanh thành xylanh thấp gây “ sự dập tắt “ có nghĩa là nhiệt độ

quá thấp nên ngọn nửa không thể với tới những vùng này của xylanh

Nhìn chung nồng độ CO trong khí xả được quyết định bởi tỷ lệ khí - nhiên liệu

do vậy cách tốt nhất để giảm khí xả là thúc đẩy sự cháy diễn ra hoàn toàn bằng cách

tạo ra tỷ lệ khí - nhiên liệu tốt nhất có thể

b Khí Hidrocacbon (HC)

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến khí Hidrocacbon được sinh ra, cụ thể là:

Tỷ lệ khí nhiên liệu không đúng, Lượng HC trong khí xả tăng khi hỗn hợp khí-

nhiên liệu trở lên quá đậm gây nên sự cháy không hoàn toàn do thiếu ôxy, nhưng

nếu hỗn hợp quá nhạt nồng độ HC cũng tăng do thiếu nhiên liệu sẽ làm chậm sự lan

truyền của ngọn lửa kết quả là nhiên liệu bị đẩy ra khỏi buồng cháy trước khi cháy

hoàn toàn và có thể xảy ra hiện tượng bỏ máy

áp suất cuối kỳ nén thấp khi chạy theo quán tính hay giảm ga Bướm ga đóng

hoàn toàn kết quả là hầu như không có khí nạp vào trong xylanh chỉ có một ít nhiên

liệu được hút vào qua mạch tốc độ thấp, áp suất nén thấp nhưng hỗn hợp rất đậm

gây hiện tượng bỏ máy và HC không cháy đi ra ngoài môi trường không khí

Sự trùng lặp đóng mở xupáp trong khoảng thời gian ngắn lúc cả hai xupáp nạp,

xupáp xả đều mở, một lượng nhỏ HC bị hút ra khỏi buồng cháy qua xupap xả trước

khi cháy

Sự dập tắt ngọn lửa do nhiệt độ giảm đột ngột ở những vùng xung quanh thành

xylanh ngăn cản hỗn hợp khí - nhiên liệu vùng này bắt lửa làm nhiên liệu không

cháy hay cháy một phần sau đó được xả ra ngoài trong kì xả

c Các ôxit Nitơ (NO X )

Có đến 95% NOX có trong khí xả là NO, NOx sinh ra do cháy hoàn toàn nhiều

hơn là khi cháy không hoàn toàn vì chỉ khi nhiệt độ đủ cao(>1800oC) thì phản ứng

hoá học mới tạo ra được NO ( N2 + O2 → 2NO)

Do vậy cách tốt nhất để giảm lượng khí NOx là giảm nhiệt độ trong buồng

cháy xuống dưới 1800oC hoặc giảm thời gian xuất hiện nhiệt độ cao hoặc có thể

giảm nồng độ ôxy

d Bồ hóng gồm các hạt rắn nhỏ và các chất lỏng bám theo

Các hạt rắn gồm cacbon tự do các chất phụ gia dầu bôi trơn và hạt sắt do mài

mòn Nó được sinh ra trong quá trình cháy của động cơ Diesel Ngoài các chất độc

hại trên trong khí xả còn chứa các chất như lưu huỳnh (S) anđêhit và các hợp chất

chứa chì

1.3 ảnh hưởng của chất thải động cơ đốt trong

1.3.1 Đối với sức khoẻ con người

CO: Monoxyde carbon là sản phẩm khí không màu, không mùi, không vị, sinh

ra do ôxy hoá không hoàn toàn carbon trong nhiên liệu trong điều kiện thiếu

oxygene CO ngăn cản sự dịch chuyển của hồng cầu trong máu làm cho các bộ phận

của cơ thể thiếu oxygene Nạn nhân bị tử vong khi 70% số hồng cầu bị khống chế

(khi nồng độ CO trong không khí lớn hơn 1000ppm) ở nồng độ thấp hơn, CO cũng

có thể gây nguy hiểm lâu dài đối với con người: khi 20% hồng cầu bị khống chế,

nạn nhân bị nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn và khi tỉ số này lên đến 50% thi bộ não

người bắt đầu bị ảnh hưởng mạnh

NOx: là họ các oxyde nitơ, trong đó NO chiếm đại bộ phận NOx được hình

thành do N2 tác dụng với O2 ở nhiệt độ cao (vượt quá 1100oC) Monoxyde nitơ (x=1)

không nguy hiểm nhiều, nhưng nó lại là cơ sở để tạo ra dioxyde nitơ (x = 2) NO2 là

chất khí màu hơi hồng, có mùi, khứu giác có thể phát hiện khi nồng độ của nó trong

không khí đạt khoảng 0,12 ppm NO2 là chất khó hoà tan, do đó nó có thể theo

đường hô hấp đi sâu vào phổi gây viêm và làm huỷ hoại các tế bào của cơ quan hô

hấp Nạn nhân bị mất ngủ, ho và khó thở Protonitơ (N2O) là chất cơ sở tạo ra ozone

ở hạ tầng khí quyển

Hydrocarbua: (HC) có mặt trong khí thải do quá trình cháy không hoàn toàn

khi hỗn hợp giàu, hoặc do hiện tượng cháy không bình thường Chúng gây tác hại

đến sức khoẻ con người chủ yếu là do các hydrocarbua thơm Từ lâu người ta đã xác

định được vai trò của benzen trong căn bệnh ung thư máu khi nồng độ của nó lớn

hơn 40 ppm hoặc gây rối loạn thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1g/m3, đôi khi nó là

nguyên nhân gây các bênh về gan

SO2: SO2 (oxyde lưu huỳnh) là một chất háo nước, vì vậy nó rất dễ hoà tan vào

nước mũi, bị oxy hoá thành H2SO4 và muối amonium rồi đi theo đường hô hấp vào

sâu trong phổi Mặt khác, SO2 làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và làm tăng

cường độ tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với nạn nhân

Bồ hóng: Bồ hóng là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí xả động cơ

Diesel Nó tồn tại dưới dạng những hạt rắn có đường kính trung bình 0,3 mm nên rất

dễ xâm nhập sâu vào phổi Sự nguy hiểm của bồ hóng, ngoài việc gây trở ngại cho

cơ quan hô hấp như bất kì một tạp chất cơ học nào khác có mặt trong không khí, nó

còn là nguyên nhân gây ra bệnh ung thư do các hydrocarbua thơm mạch vòng

(HAP) hấp thụ trên bề mặt của chúng trong quá trình hình thành

Chì: Chì có mặt trong khí xả Thetraetyl chì Pb(C2H5)4 được pha vào xăng để

tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu Chì trong khí xả động cơ tồn tại dưới dạng

những hạt có đường kính cực bé nên rất dễ xâm nhập vào cơ thể qua da hoặc theo

đường hô hấp Khi đã vào được trong cơ thể, khoảng từ 30% đến 40% lượng chì này

sẽ đi vào máu Sự hiện diện của chì gây xáo trộn sự trao đổi ion ở não, gây trở ngại

cho sự tổng hợp enzyme để hình thành hồng cầu, và đặc biệt hơn nữa, nó tác động

lên hệ thần kinh làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ Chì bắt đầu gây nguy hiểm đối

với con người khi nồng độ của nó trong máu vượt quá 200 đến 250mg/lít

1.3.2 Đối với môi trường

a Thay đổi nhiệt độ khí quyển

Sự hiện diện của các chất ô nhiễm, đặc biệt là những chất khí gây hiệu ứng nhà

kính, trong không khí trước hết ảnh hưởng đến quá trình cân bằng nhiệt của bầu khí

quyển Trong số những chất gây hiệu ứng nhà kính, người ta quan tâm đến khí

cacbonic CO2 vì nó là thành phần chính trong sản phẩm cháy của nhiên liệu có chứa

thành phần cacbon

Với tốc độ gia tăng nồng độ khí cacbonic trong bầu khí quyển như hiện nay,

người ta dự đoán vào khoảng giữa thế kỉ 22, nồng độ khí quyển có thể tăng lên gấp

đôi Khi đó theo dự báo của các nhà khoa học, sẽ xảy ra sự thay đổi quan trọng đối

với sự cân bằng nhiệt trên trái đất:

- Nhiệt độ bầu khí quyển sẽ tăng lên từ 2 đến 30 C

- Một phần băng ở vùng Bắc cực và Nam cực sẽ tan làm tăng chiều cao mực

nước biển

- Làm thay đổi chế độ mưa gió và sa mạc hoá thêm bề mặt trái đất

b ảnh hưởng đến sinh thái

Sự gia tăng của NOx, đặc biệt là protoxyde nitơ N2O có nguy cơ làm gia tăng sự

huỷ hoại lớp ozone ở thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát

xạ từ mặt trời Tia cực tím gây ung thư da và gây đột biến sinh học, đặc biệt là đột

biến sinh ra các vi trùng có khả năng làm lây lan các bệnh lạ dẫn tới huỷ hoại sự

sống của mọi vật trên trái đất giống như điều kiện hiện nay trên Sao Hoả Mặt khác,

các chất khí có tính acide như SO2, NO2, bị ôxy hoá thành acide sulfuric, acide nitric

hoà tan trong mưa, trong tuyết, trong sương mù, làm huỷ hoại thảm thực vật trên

mặt đất và gây ăn mòn các công trình kim loại (mưa acide)

1.4 Tiêu chuẩn của thế giới và Việt Nam về nồng độ cho phép của các chất ô

nhiễm trong khí xả

1.4.1 Tiêu chuẩn của thế giới

a Đối với các chất ô nhiễm thể khí

* Mĩ

Bảng 1.4 giới thiệu sự thay đổi về giới hạn nồng độ cho phép của các chất ô

nhiễm trong khí xả ôtô ở Mĩ theo thời gian đối với ôtô du lịch Giới hạn này được áp

dụng ở hầu hết các bang, trừ bang California và Newyork (những bang có yêu cầu

khắt khe hơn) và đo theo quy trình FTP 75 Các bảng này cho thấy mức độ khắt khe

của tiêu chuẩn tăng dần theo thời gian: nồng độ cho phép của CO từ 84 g/dặm năm

1960 giảm xuống còn 3,4 g/dặm hiện nay (giảm khoảng 25 lần); nồng độ HC cũng

trong thời gian đó giảm từ 10,6 g/dặm xuống còn 0,25 g/dặm (giảm khoảng 40 lần);

mức độ giảm NOx có thấp hơn, từ 4,1 xuống 0,4 (giảm 10 lần)

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn của Mĩ đối với ôtô du lịch (tính theo g/dặm, quy trình FTP75)

Trong bảng 1.5 là mức độ phát sinh ô nhiễm cho phép đối với xe du lịch và xe

tải hạng nhẹ theo quy trình thử ECE áp dụng ở cộng đồng Châu Âu

Bảng 1.5 Tiêu chuẩn cộng đồng Châu Âu đối với xe du lịch và xe vận tải hạng nhẹ

Loại động cơ

(V (lít) là thể tích xi lanh)

CO (g/km)

HC + NO x (g/km)

NO x (g/km)

Năm áp dụng

Từ năm 1991 đến nay cộng đồng Châu Âu đã áp dụng các tiêu chuẩn sau: Euro

I năm 1991, Euro II năm 1996, Euro III năm 2000 và Euro IV năm 2005 Với mỗi

tiêu chuẩn mới ra đời, nồng độ giới hạn của khí thải lại thấp hơn so với tiêu chuẩn

trước Bảng 1.6 cho ta thấy điều đó

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn khí thải của công đồng Châu ÂAu từ năm 1991 đến nay

Loại xe Tiêu chuẩn Giới hạn

Loại 3 5,00 1,50 0,70 1,60 Loại 1 2,30 0,64 0,20 0,56 1,50 0,50 Loại 2 4,17 0,80 0,25 0,72 0,18 0,65 Euro III

Loại 3 5,22 0,94 0,29 0,86 0,21 0,78 Loại 1 1,00 0,50 0,10 0,30 0,08 0,25 Loại 2 1,81 0,63 0,13 0,69 0,10 0,33

Loại 1: Xe có trọng l−ợng < 1305 kg

Loại 2: Xe có trọng l−ợng 1305 - 1760 kg

Loại 3: Xe có trọng l−ợng > 1760 kg

Hệ thống Euro áp dụng cho tất cả các loại xe trên 4 bánh lắp động cơ đốt trong

chạy bằng nhiên liệu xăng, dầu, LPG (Liquefied Petroleum Gas) và chia theo tính

năng nh−: xe du lịch, xe công suất nhỏ, xe công suất lớn và xe bus

* Nhật Bản

- Đối với ôtô du lịch sử dụng động cơ xăng

Tiêu chuẩn Nhật Bản theo chu trình thử 10 chế độ và 11 chế độ ứng với các

loại ôtô khác nhau trình bày trên các bảng 1.7, 1.8, 1.9

Bảng 1.7 Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ôtô du lịch sử dụng động xăng

Bảng 1.9 Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ôtô vận tải nhẹ sử dụng động cơ xăng hay GPL

Các loại xe vận tải và xe buýt sử dụng động cơ Diesel tuân theo cùng tiêu

chuẩn ô nhiễm của xe du lịch dùng động cơ Diesel

* Các nước khác

Các nước đang phát triển sử dụng quy trình thử của các nước phát triển và ấn

định mức độ phát sinh gây ô nhiễm cho phép phù hợp với điều kiện của nước mình

Quy trình thử và giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động

cơ ở một số nước đối với ôtô có tải trọng nhỏ hơn 2,7 tấn áp dụng ở một số nước

được giới thiệu trong bảng 1.10 các nước đang phát triển sử dụng các chu trình của

Mĩ, Châu Âu và Nhật Bản Tính khắt khe về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm tăng

dần theo thời gian

Bảng 1.10 Quy trình thử và giới hạn ô nhiễm ở một số nước đang phát triển

15,53 2,11 2,11

1,24 0,25 0,15

1,92 0,62 0,25

24,20 22,00 9,30

2,10 1,91 0,93

1,90 1,73 1,90

1988

1989

ECE FTP 75

14,31 2,11

4,96 (HC+NOx) 0,25 0,25 Singapo

26

18

8 2,11

3,8 2,8 2,1 0,25

3,0 2,5 1,5 0,62

21,9 18,52 6,96 2,11

1,99 1,79 0,70 0,25

2,29 1,99 1,39 0,62

Brazil 1988

1992

FTP 75 FTP 75

24

12

2,10 1,20

2,00 1,40

(1) Ôtô có động cơ V<800 cm 3 , (2) Ôtô < 2,5 tấn, có động cơ V > 800 cm 3

b Các quy định về nồng độ bồ hóng trong khí xả động cơ Diesel

Các quy định về nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm dạng khí trong khí xả

động cơ được áp dụng rất sớm so với các quy định về nồng độ bồ hóng Tiêu chuẩn

liên bang Hoa Kì quy định, theo chu trình đo 2.8, độ mờ không vượt quá 20% khi

gia tốc, 15% khi phanh và 50% ở một điểm bất kì của chu trình Theo tiêu chuẩn

Cộng đồng Châu Âu ở chế độ ổn định đầy tải, giới hạn của hệ số hấp thụ quang học

theo lưu lượng của dòng khí xả cho ở bảng 1.11

Tiêu chuẩn độ khói trong khí xả động cơ Diesel được đo theo các đơn vị khác

nhau phụ thuộc từng nước: hệ số hấp thụ quang học k (Cộng đồng Châu Âu, úc,

Brazil), độ mờ (Mĩ, Hàn Quốc), chỉ số Bosch (Nhật Bản, Thụy Điển) Bảng 1.12 giới

thiệu tiêu chuẩn độ khói của một số nước

Bảng 1.11 Giới hạn hệ số hấp thụ quang học theo lưu lượng khí xả của động

cơ Diesel làm việc ở chế độ ổn định đầy tải (tiêu chuẩn EU)

Bảng 1.12 Tiêu chuẩn độ khói của động cơ Diesel áp dụng ở một số nước

Quốc gia Năm Chế độ đo Tiêu chuẩn

đầy tải

Độ mờ 50%

Độ mờ 50%

4 đ.v.Bosch

1.4.2 Tiêu chuẩn của Việt Nam

Năm 1990, chính phủ Việt Nam đã ban hành tiêu chuẩn (TCVN 5123- 90) quy

định về hàm lượng CO trong khí xả động cơ xăng ở chế độ không tải Theo tiêu

chuẩn này được áp dụng cho tất cả ôtô chạy xăng có khối lượng lớn hơn 400 kg

Hàm lượng CO được đo trực tiếp trong khí xả, cách miệng xả 300mm, ở hai chế độ

tốc độ: nmin và 0,6ndm (ndm là tốc độ định mức) Hàm lượng CO không được vượt quá

3,5% ở chế độ nmin và 2,0% ở chế độ 0,6ndm

Năm 1991, chính phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn (TCVN 5418-91) quy

định về độ khói trong khí xả động cơ Diesel Tiêu chuẩn này được áp dụng cho tất

cả các loại ôtô dùng động cơ Diesel Độ khói của khí xả đo ở chế độ gia tốc tự do

không được vượt quá 40% HSU (động cơ không tăng áp) và 50% HSU (động cơ

tăng áp)

Năm 1998, Chính Phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn (TCVN 6438-98) quy

định lại cụ thể hơn giá trị cho phép của các chất ô nhiễm trong khí xả của phương

Phương tiện động cơ xăng

Năm 2005, chính phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn (TCVN 6439: 2005)

thay đổi lại giá trị các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ phương tiện vận tải Giá trị

này được cho trong bảng 1.14

Bảng 1.14 Giá trị lớn nhất cho phép của các chất gây ô nhiễm trong khí xả

Theo quyết định 249/2005/QĐ- TTg của chính phủ thì từ ngày 1/7/2007 các

ôtô ở 5 thành phố lớn là Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ

bắt buộc phải thực hiện tiêu chuẩn Euro II, còn các địa phương khác thực hiện sau

một năm, tức là từ ngày 1/7/2008

1.5 Quy trình thử của một số nước

1.5.1 Quy trình thử của Mĩ

Hình 1.2 là quy trình thử FTP 75

của Mĩ Quy trình này gồm 3 giai

đoạn Giai đoạn một kéo dài trong

505s, tương ứng với quãng đường là

5,78km với tốc độ trung bình là

41,2km/h Giai đoạn hai kéo dài trong

867s và được bắt đầu sau khi tạm

dừng hoàn toàn động cơ trong 10 phút

Khi bắt đầu thử, động cơ được khởi

động ở trạng thái nguội sau một đêm

để ở nhiệt độ môi trường 20oC

Hình 1.2 Quy trình thử FTP 75c

Giai đoạn 3 được khởi động lại sau khi đã dừng động cơ 10 phút từ lúc kết thúc

giai đoạn 2

Quãng đường tương ứng tổng cộng là 17,86km với tốc độ trung bình 34,1km/h

Lượng khí ô nhiễm được đo riêng từng giai đoạn và kết quả chung được tính bằng

g/km với cả 2 Quãng đường tương ứng tổng cộng là 17,86km với tốc độ trung bình

34,1km/h Lượng khí ô nhiễm được đo riêng từng giai đoạn và kết quả chung được

tính bằng g/km với các hệ số điều chỉnh 0,43 đối với giai đoạn đầu, 1 đối với giai

đoạn 2 và 0,57 với giai đoạn 3

1.5.2 Quy trình thử của Nhật Bản

a Quy trình thử 10 chế độ

Quy trình thử 10 chế độ ứng với điều kiện giao thông trong thành phố Thời

gian của mỗi công đoạn thử là 135s, ứng với quãng đường 0,664 km với tốc độ trung

bình 17,7km/h (hình 1.3) Quy trình thử được lập lại với 6 công đoạn như nhau

Nồng độ ô nhiễm được biểu diễn theo g/km

b Quy trình thử 11 chế độ

Quy trình này thể hiện chế độ giao thông trên xa lộ Động cơ được khởi động

nguội ở nhiệt độ khoảng từ 20oC đến 30oC và chạy không tải trong 25s, sau đó tiến

hành thử trong 120s tương ứng với quãng đường 1,021 km với tốc độ trung bình

30,6km/h (hình 1.4) Mức độ phát sinh ô nhiễm của ôtô được tính theo g/lần thử

c Quy trình thử 10- 15 chế độ

135 s

Quy trình thử 10-15 chế độ ứng với điều kiện giao thông ở các vùng ngoại ô

Nhật Bản Quy định này sử dụng 3 công đoạn của quy trình thử 10 chế độ trên đây

và kéo dài thêm một đoạn có tốc độ cực đại 70km/h (hình 1.5) quãng đường thử

tương ứng dài 4,16km trong thời gian 660s với tốc độ trung bình 22,7km/h Quy

trình này áp dụng cho ôtô du lịch xuất xưởng sau tháng 11 năm 1991 Đến tháng 10

năm 1993 nó được áp dụng thêm cho xe tải dưới 2,5 tấn

1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ

ôtô

1.6.1 Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức

a Động cơ 2 kỳ

Mặc dù có nhiều cải tiến về kết cấu nhằm hạn chế sự hoà trộn giữa khí cháy và

khí chưa cháy, đặc biệt đối với động cơ sử dụng bộ chế hoà khí, nhưng vẫn không

tránh khỏi sự thất thoát một phần khí mới làm tăng sự phát sinh HC và làm giảm

tính năng kinh tế kĩ thuật của động cơ 2 kì Thêm vào đó, khi làm việc ở tải cục bộ,

dạng động cơ này dễ bỏ lửa làm tăng HC

Một trong các giải pháp làm giảm tổn thất nhiên liệu trong quá trình quét khí là

làm thay đổi sự phân bố độ đậm đặc của hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xi lanh

sao cho chỉ có hỗn hợp nghèo mới thoát ra đường thải Một giải pháp khác có hiệu

quả hơn là phun nhiên liệu vào buồng cháy khi cửa thải đã đóng Tuy nhiên với giải

pháp này người ta phải dùng một bơm do động cơ dẫn động, do đó làm giảm đi một

Hình 1.5 Quy trình thử 10-15 chế độ của Nhật

ít công suất có ích của động cơ Mặt khác so với động cơ 4 kì, thời gian cuối quá

trình nén (sau khi đóng cửa nạp và cửa thải) rất ngắn đòi hỏi phun nhiên liệu với tốc

độ lớn, do vậy một bộ phận nhiên liệu bám lên thành buồng cháy làm tăng nồng độ

HC trong khí xả Một giải pháp tiết kiệm hơn là phun nhiên liệu bằng không khí ở

áp suất cao trích ra trong giai đoạn nén Để tránh hiện tượng nhiên liệu bám trên

thành, người ta dùng một vòi phun trực tiếp trước một hỗn hợp rất đậm với tốc độ

tương đối thấp

Kĩ thuật quét khí cháy bằng không khí cho phép hạn chế tối đa sự phát thải HC

trong khí xả Kĩ thuật này cho phép giảm được từ 80% đến 90% nồng độ HC so với

giá trị thông thường đối với động cơ 2 kì cổ điển Nồng độ NOx trong khí xả của

động cơ 2 kì hiện đại cao hơn một chút so với động cơ 2 kì cổ điển do hiệu suất

cháy cao hơn và làm việc với hỗn hợp nghèo hơn

b Động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo

Động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp nghèo đã được nghiên cứu

từ lâu nhằm giảm suất tiêu hao nhiên liệu dẫn đến giảm nồng độ CO2, chất ô nhiễm

được quan tâm nhiều trong những năm gần đây vì nó là chất gây hiệu ứng nhà kính

Khi động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo (hệ số dư lượng không khí α >1,25),

nồng độ các chất ô nhiễm chính (CO, HC, NOx) đều giảm Khi hệ số dư lượng

không khí thay đổi từ α = 1,0 đến α = 1,4 suất tiêu hao nhiên liệu giảm đi 7%, nồng

độ NOx có thể giảm đến 85% so với động cơ làm việc với hỗn hợp α = 1 nếu kết hợp

với việc giảm một cách hợp lí góc đánh lửa sớm Tuy nhiên ưu điểm này chỉ có được

trong điều kiện hỗn hợp gần nến đánh lửa có thể bốc cháy và sự lan tràn màng lửa

diễn ra một cách bình thường Điều này đòi hỏi việc tổ chức tốt quá trình cháy cũng

như phân bố hợp lí độ đậm đặc hỗn hợp trong buồng cháy

Khi gia tăng hệ số dư lượng không khí hay làm bẩn hỗn hợp bằng khí xả hồi

lưu vượt quá một giới hạn cho phép sẽ dẫn đến:

- Giảm tốc độ cháy, điểm cực đại của áp suất sẽ lệch về phía giai đoạn giãn nở

dù đánh lửa sớm hơn

- Mô men phát ra không đều dẫn tới sự làm việc không ổn định

- Thường xuyên bỏ lửa

- Gia tăng mức độ phát sinh HC

- Gia tăng tiêu hao nhiên liệu do tốc độ cháy giảm

Những giải pháp cho phép động cơ hoạt động gần giới hạn nghèo của hỗn hợp

có thể chia làm ba loại:

- Các giải pháp tác động trước khi hỗn hợp vào xilanh: chuẩn bị và định lượng

hỗn hợp nhiên liệu (chế hoà khí hay phun), hệ thống điều chỉnh hỗn hợp, thiết kế

hợp lí đường nạp

- Các biện pháp tác động bên trong động cơ: hình dạng buồng cháy, bố trí

xupáp và bugi đánh lửa

- Các biện pháp tác động trên đường thải: thiết kế đường thải, trang bị bộ xúc

tác oxy hoá để hạn chế CO và HC

Để động cơ có thể làm việc với hỗn hợp nghèo người ta áp dụng giải pháp nạp

hỗn hợp nhiên liệu - không khí vào xilanh động cơ sao cho ở gần điểm đánh lửa, độ

đậm đặc của hỗn hợp cao hơn giá trị trung bình để có thể bén lửa và bốc cháy

Người ta đã thử nghiệm nhiều hệ thống tạo hỗn hợp phân lớp nhưng hiện nay chỉ có

hai dạng được ứng dụng khả quan nhất Đó là: hệ thống buồng dự bị (dạng CVCC)

và hệ thống phun trực tiếp (dạng PROCO)

Hệ thống Honda CVCC dùng một buồng cháy nhỏ có xupáp nạp riêng (hình

1.6) Hỗn hợp giàu được nạp vào buồng cháy phụ còn hỗn hợp rất nghèo được nạp

vào buồng cháy chính qua xupáp nạp thông thường Hỗn hợp giàu trong buồng cháy

Hình 1.6: Sơ đồ động cơ hỗn hợp phân lớp sử dụng buồng cháy phụ

Buồng đốt phụ

phụ được đốt cháy bằng tia lửa điện Sản phẩm cháy có nhiệt độ cao thoát ra khỏi

buồng cháy phụ và tiếp tục đốt cháy hỗn hợp nghèo trong buồng cháy chính Hệ

thống này làm giảm nhiệt độ cực đại của quá trình cháy, do đó giảm NOx, nhưng

vẫn đủ cao để oxy hoá HC Mặt khác, do độ đậm đặc của hỗn hợp thấp nên nồng độ

CO trong khí xả cũng giảm động cơ làm việc với hệ số này có suất tiêu hao nhiên

liệu riêng rất thấp, nhưng công suất lít của xilanh cũng giảm Do đó, từ năm 1986 nó

không còn được nghiên cứu nữa và thay vào đó, người ta nghiên cứu một hệ thống

tương tự trong đó bộ chế hoà khí được thay thế bằng hệ thống phun ở hệ thống mới

này, vòi phun nhiên liệu có áp suất 3,5 MPa tạo nên vùng hỗn hợp giàu gần nến

đánh lửa trong buồng cháy phụ có kích thước bé Hệ thống này làm giảm NOx

nhưng làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu

Hệ thống Ford PROCO thực hiện sự phân lớp hỗn hợp bằng cách phun nhiên

liệu trực tiếp vào buồng cháy (hình 1.7) Hệ thống này không có buồng cháy phụ

nhưng sử dụng một buồng cháy khoét lõm trên đỉnh piston Người ta sử dụng một tia

phun có góc phun rất rộng với hỗn hợp giàu được phun vào giữa xilanh bởi một vòi

phun có độ xuyên thấu bé Hỗn hợp này được đốt nhờ tia lửa điện và lan đến hỗn

hợp xung quanh nghèo hơn ngay khi piston đi xuống nhờ cường độ xoáy lốc mạnh

Hình 1.7 Sơ đồ động cơ tạo hỗn hợp phân lớp phun trực tiếp PROCO

Vòi phun

c ảnh hưởng của các chế độ vận hành động cơ xăng

* Cắt nhiên liệu khi giảm tốc

để hạn chế nồng độ HC trong giai đoạn động cơ đóng vai trò phanh ôtô (khi

giảm tốc nhưng vẫn cài li hợp), biện pháp tốt nhất là ngưng cung cấp nhiên liệu Tuy

nhiên, động tác này có thể dẫn tới điều bất lợi là làm xuất hiện hai điểm cực đại HC:

điểm cực đại HC ở thời điểm cắt nhiên liệu và điểm cực đại thứ hai là thời điểm khi

cấp nhiên liệu trở lại

Đối với động cơ dùng bộ chế hoà khí, để tránh giai đoạn quá độ khi động cơ

phát lực trở lại, người ta sử dụng một hệ thống cho phép cung cấp thêm nhiên liệu

dự trữ Nhiên liệu này được tích trữ trong hệ thống bù trừ ở giai đoạn giảm tốc Sự

cung cấp nhiên liệu bổ sung này cho phép duy trì được độ đậm đặc của hỗn hợp một

cách hợp lí ở thời điểm mở đột ngột bướm ga trở lại

Đối với động cơ phun nhiên liệu, người ta sử dụng một hệ thống cho phép điều

chỉnh lượng nhiên liệu phun vào đường nạp theo lưu lượng không khí Khi giảm tốc,

bướm ga đóng lại, một van giảm tốc mở ra để cung cấp không khí cho động cơ và

người ta sử dụng lượng không khí này để điều khiển lượng nhiên liệu Trong trường

hợp đó, động cơ hút một thể tích khí lớn hơn trong trường hợp động cơ dùng chế hoà

khí Hai điểm cực đại của HC cũng xuất hiện giống như trong trường hợp động cơ

dùng bộ chế hoà khí

* Dừng động cơ ở đèn đỏ

Chế độ dừng động cơ hợp lí khi ôtô chạy trong thành phố có thể làm giảm

đồng thời mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu Thực nghiệm cho

thấy khi thời gian dừng ôtô vượt quá một giá trị cực đoan thì nên tắt động cơ Nếu

không xét đến suất tiêu hao nhiên liệu thì việc tắt động cơ không đem lại lợi ích gì

về mặt ô nhiễm trong trường hợp động cơ có bộ xúc tác trên đường xả Trung bình

thời gian dừng cực đoan là 50s Khi vượt quá thời gian này nên tắt động cơ nếu động

tác này không làm giảm tuổi thọ của máy khởi động và bình điện

1.6.2 Trường hợp động cơ Diesel

Kĩ thuật tổ chức quá trình cháy động cơ Diesel ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ

phát sinh ô nhiễm Động cơ Diesel phun trực tiếp, có suất tiêu hao nhiên liệu riêng

Giảm góc phun sớm

Hình 1.8 ảnh hưởng của góc phun sớm đến mức độ phát sinh ô nhiễm

thấp hơn động cơ có buồng cháy ngăn cách 10% và mức độ phát sinh bồ hóng cũng

thấp hơn khi động cơ làm việc ở chế độ tải cục bộ Tuy nhiên, động cơ phun trực

tiếp làm việc ồn hơn và phát sinh nhiều chất ô nhiễm khác (NOx, HC) Vì vậy, ngày

nay dạng buồng cháy này chỉ dùng đối với ôtô hạng nặng Việc hạn chế mức độ phát

sinh ô nhiễm tối ưu đối với động cơ Diesel cần phải cân đối giữa nồng độ 2 chất ô

nhiễm chính lá NOx và bồ hóng

a ảnh hưởng của góc phun sớm và tối ưu hoá hệ thống phun

ảnh hưởng của chất lượng hệ thống phun đối với động cơ phun trực tiếp lớn

hơn đối với động cơ phun gián tiếp về phương diện phát sinh ô nhiễm Trong cả hai

trường hợp, sự thay đổi góc phun sớm có ảnh hưởng ngược nhau đối với sự phát sinh

NOx, HC và bồ hóng (hình 1.8)

Tăng góc phun sớm làm tăng áp suất cực đại và nhiệt độ quá trình cháy, do đó

làm tăng nồng độ NO Thông thường, động cơ phun trực tiếp có góc phun sớm lớn

hơn nên phát sinh NO nhiều hơn động cơ có buồng cháy ngăn cách

Giảm góc phun sớm là biện pháp hữu hiệu làm giảm nồng độ NOx trong khí xả

Tuy nhiên việc giảm góc phun sớm cần phải xem xét đến chế độ tốc độ và chế độ tải

để tránh sự gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu

Mặt khác, khi tăng góc phun sớm, do quá trình cháy trễ kéo dài, lượng nhiên

liệu hoà trộn trước với hệ số dư lượng không khí lớn gia tăng Hỗn hợp này khó bén

lửa do đó chúng thường cháy không hoàn toàn và phát sinh nhiều CO Về mặt lí

thuyết, tăng góc phun sớm có thể làm giảm HC do quá trình cháy có thể diễn ra

thuận lợi hơn (hình 1.9), nhưng trên thực tế nó có tác dụng ngược lại Do thời gian

bén lửa kéo dài, nhiên liệu phun ra có thể bám trên thành buồng cháy, đó là nguồn

phát sinh HC

Đối với động cơ phun trực tiếp, sự giảm góc phun sớm làm tăng độ khói và

cũng làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu nhưng làm giảm nồng độ NOx và thành phần

SOF Đối với động cơ Diesel cỡ lớn, giảm góc phun sớm có thể giảm đi 50% nồng

độ NO trong khí xả Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, giảm góc phun sớm

làm tăng nồng độ HC nhưng làm giảm độ NO và bồ hóng, đặc biệt là đầy tải Khi

góc phun sớm thay đổi từ 8 ữ 23 độ (góc quay trục khuỷu) trước ĐCT, lượng bồ

hóng tăng gấp đôi theo chu trình thử FTP75, đối với động cơ buồng cháy ngăn cách

có góc đánh lửa sớm bình thường 15 độ trước ĐCT

Sự thay đổi góc phun sớm phù hợp theo tốc độ và tải cho phép chọn được vị trí

điều chỉnh tối ưu hài hoà giữa nồng độ các chất ô nhiễm và hiệu suất động cơ Đối

Góc quay trục khuỷu Góc phun tối ưu

(Động cơ buồng cháy dự bị, chu trình FTP 75)

với động cơ có buồng cháy dự bị, sự điều khiển góc phun sớm tối ưu bằng hệ thống

điện tử theo chế độ tốc độ và chế độ tải cho phép giảm 15% nồng độ NOx và 25%

nồng độ bồ hóng theo chu trình thử FTP75 trong phạm vi gia tăng suất tiêu hao

nhiên liệu không đáng kể

Tốc độ tăng cao (nhờ áp suất phun) có ảnh hưởng đến quá trình phát sinh ô

nhiễm của động cơ phun trực tiếp Khi được tăng tốc độ hoà trộn nhiên liệu và

không khí, lượng nhiên liệu cháy ở điều kiện hoà trộn trước gia tăng, do đó nồng độ

NOx tăng nhưng lượng bồ hóng giảm Tuy nhiên, sự tăng áp suất phun (hơn

100MPa) làm tăng lượng hạt rắn do tăng lượng phát sinh SOF Sử dụng vòi phun có

nhiều lỗ phun đường kính bé làm tăng chất lượng hoà trộn không khí và nhiên liệu

do kích thước hạt nhiên liệu giảm, hỗn hợp bốc cháy dễ dàng hơn, bù trừ được sự

phun trễ do đó làm giảm NOx Với cùng lượng phát thải cho trước, sự gia tăng số

lượng lỗ phun làm giảm nồng độ bồ hóng

Đối với động cơ phun trực tiếp, áp suất phun tối ưu thay đổi từ 75 ữ 100MPa

tuỳ theo chế độ động cơ Vượt quá áp suất này, với cùng lượng phát sinh NOx, lượng

hạt rắn phát sinh giảm nhưng suất tiêu hao nhiên liệu và độ ồn của quá trình cháy

gia tăng do sự tăng đột ngột của áp suất Điều này có thể khắc phục được bằng cách

dùng một tia phun mồi

Quy luật phun cũng ảnh hưởng quan trọng đến quá trình phát sinh các chất ô

nhiễm Thời gian phun rất ngắn, áp suất phun cao cho phép gia tốc quá trình cung

cấp nhiên liệu dẫn đến giảm lượng HC không cháy hết Các tiến bộ mới đây về kĩ

thuật phun nhằm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm bao gồm quy luật phun hai giai

đoạn, quy luật phun “hình chữ nhật” (phun đều đặn nhiên liệu và cắt nhanh khi kết

thúc phun) để tránh hiện tượng phun rớt Phun rớt là nguyên nhân làm tăng

hydrocacbure chưa cháy và hạt rắn trong khí xả động cơ

Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, sự khống chế lưu lượng nhiên liệu

kèm theo việc giảm góc phun sớm có thể làm giảm 30% lượng NOx trong khí thải

nhưng làm tăng lượng HC lên 100%, CO lên 70% và bồ hóng lên 150% Để có thể

đảm bảo quy luật phun phù hợp ở mọi chế độ làm việc của động cơ cả về phương

diện phát ô nhiễm lẫn tính năng kinh tế kĩ thuật, trên động cơ thế hệ mới hiện nay

người ta sử dụng cảm biến λ lắp trên đường xả Kết hợp thông số cho bởi cảm biến

này với cảm biến áp suất, nhiệt độ khí nạp và tốc độ động cơ người ta có thể điều

khiển chính xác thời điểm phun và lượng nhiên liệu cấp cho mỗi chu trình Giải

pháp này đặc biệt có lợi với động cơ Diesel lắp trên ôtô nhằm giảm độ khói khi gia

tốc

b ảnh hưởng của dạng hình học buồng cháy

Dạng buồng cháy hợp lí cho phép tránh được lớp nhiên liệu bám trên thành do

đó giảm được nồng độ HC trong khí xả Đối với động cơ phun trực tiếp, biện pháp

có hiệu quả nhất để làm giảm nồng độ bồ hóng là gia tăng cường độ rối và kết hợp

với việc sử dụng vòi phun nhiều lỗ Buồng cháy tốt cần thoả mãn các điều kiện sau

đây:

ư Hành trình tự do của tia nhiên liệu trong buồng cháy lớn

ư Bề mặt buồng cháy trên piston đủ lớn để tránh sự giao thoa của các tia phun

ư Cường độ rối cao trong vùng phân bố tia nhiên liệu

ư Tiếp tục duy trì được vận động rối của dòng khí trong buồng cháy sau điểm

chết trên

Việc gia tăng áp suất trong buồng cháy đơn thuần có khuynh hướng thuận lợi

cho sự hình thành bồ hóng Tuy nhiên, sự gia tăng áp suấp cực đại sẽ làm tăng đồng

thời nhiệt độ khí cháy cho phép gia tăng tốc độ oxy hoá bồ hóng nên lượng bồ hóng

trong khí xả không tăng Sự gia tăng áp suất làm tăng độ ồn và phát sinh NOx

Đối với động cơ phun trực tiếp, tỉ lệ nén cao cho phép khởi động dễ dàng ở

nhiệt độ thấp Sự gia tăng tỉ số nén vừa phải đồng thời cũng làm giảm HC và thành

phần SOF của hạt rắn Khi tỉ số nén tăng quá cao, động cơ sẽ phát sinh nhiều bồ

hóng ở chế độ đầy tải Vì vậy ở động cơ có tỉ số nén lớn, cần phải thiết kế dạng

buồng cháy tối ưu cho phép tăng cường sự dịch chuyển của dòng không khí thuận

lợi cho việc đốt cháy bồ hóng

Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, sự gia tăng tỉ lệ giữa thể tích buồng

cháy phụ và buồng cháy chính cho phép giảm sự hình thành bồ hóng nhờ tăng

cường thêm không khí cho buồng cháy phụ Tiết diện đường thông giữa hai buồng

cháy khống chế cường độ rối sinh ra ở thời điểm dịch chuyển lượng khí cháy từ

buồng cháy phụ sang buồng cháy chính Giảm nhỏ tiết diện này sẽ làm giảm nồng

đồ bồ hóng ở chế độ đầy tải nhưng làm tăng lượng bồ hóng ở chế độ tải cục bộ

Trong thiết kế, tiết diện tối ưu của đường này được chọn ở chế độ đầy tải

c ảnh hưởng của vận động rối trong buồng cháy

Sự phát sinh trong quá trình nạp có ảnh hưởng trái ngược nhau giữa sự phát

sinh NOx, tiếng ồn, HC và bồ hóng Để làm giảm mức độ ảnh hưởng của giai đoạn

hỗn hợp đậm đặc đến sự phát sinh bồ hóng trong xilanh, cần tăng hiệu quả của việc

hoà trộn nhiên liệu - không khí ngay từ lúc bắt đầu giai đoạn cháy trễ (tăng cường

xoáy lốc) Nhưng điều này gây nhược điểm là làm tăng áp suất cực đại trong buồng

cháy cùng với sự tăng tiếng ồn và mức độ phát sinh NOx

Hướng tia phun trong buồng cháy dự bị cho phép điều chỉnh tốc độ hoà trộn

nhiên liêu - không khí, do đó cải thiện sự phát sinh bồ hóng Hướng tia phun cũng

ảnh hưởng đến lượng nhiên liệu bám trên thành và đó là nguồn phát sinh HC Vị trí

của vòi phun trong buồng cháy phụ cũng ảnh hưởng đến sự hình thành NOx

d ảnh hưỏng của chế độ làm việc của động cơ và chế độ quá độ

Khi giảm tốc độ động cơ từ 680 ữ 750 v/phút, nồng độ các chất ô nhiễm đều

giảm khi đo theo chu trình FTP75: HC 14%), NO 3%), CO 2%) và bồ hóng

(-5%) Trong thử nghiệm động cơ theo chu trình tiêu chuẩn cũng như trong thực tế, sự

thay đổi chế độ tốc độ là yếu tố làm gia tăng sự ô nhiễm Nồng độ bồ hóng trong khí

xả động cơ Diesel gia tăng rất mạnh khi gia tốc vì độ đậm đặc trung bình của hỗn

hợp gia tăng Lượng gia tăng này càng lớn khi thời gian gia tốc càng dài Để giảm

thời gian gia tốc, cần phải tối ưu hoá việc thiết kế động cơ để có thể:

- Giảm mômen quán tính các bộ phận chuyển động quay

- Giảm thể tích các bộ phận nạp thải

- Giảm nhiệt dung riêng của hệ thống làm mát

- Gia tăng công suất dự trữ

e ảnh hưởng của chỉ số cetane của nhiên liệu

Lượng bồ hóng giảm khi thời gian cháy trễ kéo dài, nghĩa là khi dùng nhiên

liệu có chỉ số cetane thấp Tuy nhiên, việc sử dụng nhiên liệu có chỉ số cetane thấp

có thể dẫn đến những nhược điểm quan trọng: gia tăng độ ồn nếu quá trình cháy bắt

đầu quá muộn, gia tăng lượng nhiên liệu bám trên thành xilanh và buồng cháy làm

tăng mức độ phát sinh HC và bồ hóng

f ảnh hưởng của nhiệt độ khí

Giảm nhiệt độ khí nạp sẽ làm giảm nhiệt độ cực đại của quá trình cháy và do

đó nồng độ NOx cũng giảm Vì vậy, ở động cơ tăng áp người ta có khuynh hướng

làm mát khí sau máy nén để đảm bảo nhiệt độ khí nạp không vượt quá 50oC Nhưng

sự làm mát khí có thể kéo dài thời kì cháy trễ làm tăng mức độ phát sinh ô nhiễm

như đã nêu (những giọt nhiên liệu bám vào thành xilanh làm tăng thành phần HC và

bồ hóng trong khí xả) Khi khởi động động cơ ở trạng thái nguội, sự sấy buồng cháy

hay sấy khí nạp là rất cần thiết để làm giảm mức độ phát sinh HC và khói trắng

Việc sấy nóng khí nạp có thể thực hiện nhờ bugi sấy hay bằng cách đốt trước một ít

nhiên liệu trong khí nạp

Nhiệt độ của khí đường thải cũng ảnh hưởng đến sự phát sinh ô nhiễm, nhất

là đối với thành phần HC Khi ở chế độ tải thấp, HC ngưng tụ trên đường thải rồi

bốc hơi lại khi tăng tải làm tăng nồng độ HC Đường thải bằng vật liệu gốm cho

phép tái oxy hoá bồ hóng và HC nhưng làm tăng NOx Động cơ Diesel phun trực

tiếp có buồng cháy bằng vật liệu gốm, không làm mát cho phép làm giảm nồng độ

các chất ô nhiễm ở chế độ tải thấp Nhưng khi tải cao, nồng độ NOx và bồ hóng đều

tăng dù nhiệt độ thành buồng cháy cao cho phép tái đốt cháy bồ hóng ở cuối chu

trình

g ảnh hưởng của tăng áp

Monoxyde carbon hình thành do quá trình cháy thiếu không khí, đặc biệt ở tải

cao Do đó tăng áp là biện pháp hữu hiệu làm giảm CO Lượng không khí thừa do

tăng áp đồng thời cũng cho phép tái đốt cháy bồ hóng, bù từ lượng tăng bồ hóng do

khí xả hồi lưu mang vào buồng cháy Hệ thống hồi lưu khí xả trong trường hợp động

cơ tăng áp có thể làm giảm 50% lượng NOx mà không làm tăng bồ hóng

h ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khí xả

Mặc dù tỉ lệ khí hồi lưu lớn gây tác hại xấu đối với động cơ (tăng mài mòn)

nhưng nó lại có tác dụng đáng kể trong việc làm giảm NOx do giảm nhiệt độ cháy

Đối với động cơ phun trực tiếp làm việc với nhiệt độ khí nạp từ 40 - 60oC (làm việc ở

các hầm mỏ), hệ thống hồi lưu khí xả có thể làm giảm 30% và 50% nồng độ NOx

theo thứ tự Nếu làm ẩm thêm không khí nạp, cùng điều kiện làm việc như trên mức

độ giảm NOx có thể đạt đến 50% và 85% theo thứ tự Tuy nhiên, hồi lưu khí xả có

tác động xấu đối với các chất ô nhiễm khác: làm tăng nồng độ CO và bồ hóng ngay

cả khi thêm hơi nước Phun hơi nước cho phép hạn chế phản ứng cracking tạo bồ

hóng nhờ giảm nhiệt độ cháy Đối với động cơ buồng cháy ngăn cách, nồng độ bồ

hóng gia tăng trước hết chậm, sau đó tăng nhanh theo lượng nước phun vào buồng

cháy phụ; biến thiên của nồng độ CO và HC cũng tương tự Hơi nước chỉ có tác

dụng làm giảm NO Sự điều chỉnh tỉ lệ khí xả hồi lưu cần được căn cứ theo tải và

theo tốc độ Hệ thống điện tử cho phép điều chỉnh van hồi lưu khí xả theo các đường

đặc tính chọn trước: cắt lượng khí xả hồi lưu khi động cơ nguội, sau đó lượng khí xả

hồi lưu tăng dần phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát, áp suất môi trường, lượng

nhiên liệu cung cấp Mặt khác, hệ thống cũng cắt lượng khí hồi lưu ở chế độ gia tốc

lớn để hạn chế nồng độ bồ hóng Hồi lưu khí xả tối ưu cho phép giảm được 40%

NOx mà không làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu cũng như không làm tăng CO và bồ

hóng Kết hợp với tăng áp, hệ thống hồi lưu khí xả cho phép làm giảm đồng thời

NOx, HC và bồ hóng

1.6.3 ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát ô nhiễm động cơ

Nhiên liệu cũng gây ảnh hưởng đến sự phát ô nhiễm, chủ yếu là do tỉ số

không khí - nhiên liệu có thể bị thay đổi do sự thay đổi các đặc trưng lí hoá của

chúng không phải lúc nào cũng được bù lại bởi sự điều chỉnh các thông số của động

cơ Như chúng ta đã biết, độ đậm đặc của hỗn hợp ảnh hưởng lớn đến mức độ phát

sinh ô nhiễm; NOx đạt cực đại trong môi trường hơi nghèo; CO và HC đạt cực tiểu

trong môi trường nghèo; sự xuất hiện bồ hóng diễn ra trong môi trường giàu (λ <

0,6), điều kiện này diễn ra xung quanh hạt nhiên liệu trong buồng cháy động cơ

Diesel

a Nhiên liệu động cơ xăng

* ảnh hưởng của khối lượng riêng nhiên liệu

Khối lượng riêng nhiên liệu có quan hệ chặt chẽ với thành phần các

hydrocarbure tạo thành hỗn hợp nhiên liệu hay super, đặc biệt là tỉ lệ nguyên tử tổng

quát carbon/hydrogene

Sự gia tăng khối lượng riêng của nhiên liệu có khuynh hướng làm nghèo hỗn

hợp đối với động cơ dùng bộ chế hào khí và ngược lại, làm giàu hỗn hợp đối với

động cơ phun xăng Tuy nhiên, do phạm vi thay đổi khối lượng riêng nhiên liệu rất

bé (từ 2,5 đến 4%), ảnh hưởng của nó đến mức độ phát ô nhiễm của động cơ đã điều

chỉnh sẵn với một nhiên liệu cho trước không đáng kể

* ảnh hưởng của tỉ lệ hidrocarbure thơm

Các hidrocarbure thơm có chỉ số octane nghiên cứu RON>100 và chỉ số octane

động cơ MON thường lớn hơn 90 Do đó thêm thành phần hydrocarbure thơm vào

nhiên liệu là một biện pháp làm tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu hiện đại

Hiện nay, người ta có khuynh hướng gia tăng hàm lượng các chất hidrocarbure

thơm trong nhiên liệu nhằm phổ biến nhiên liệu không chì Theo tiêu chuẩn Cộng

Đồng Châu Âu, hàm lượng Benzene trong nhiên liệu phải thấp hơn 5%

* ảnh hưởng của tính bay hơi

Tính bay hơi của nhiên liệu thường được đặc trưng bởi đường cong chưng cất

và áp suất hơi Reid (PVR) đo ở 37,8oC Đó là một đặc tính quan trọng đối với hoạt

động của động cơ, nó ảnh hưởng đến thời gian khởi động động cơ ở trạng thái

nguội, tính ưu việt khi gia tốc và tính ổn định khi làm việc ở chế độ không tải và khi

chạy nóng

Những thành phần quá nặng (bay hơi ở nhiệt độ lớn hơn 200 ữ 220oC) có ảnh

hưởng đến sự phát sinh hydrocarbure chưa cháy, do sự bốc hơi kém dẫn tới sự cháy

không hoàn toàn với sự hình thành aldehydes và sự gia tăng HC

Những thành phần nhẹ hơn, cần thiết cho việc khởi động và làm việc ở trạng

thái nguội, ảnh hưởng đến sự phát ô nhiễm của khí xả và nhất là ảnh hưởng đến tổn

thất do bay hơi Tính chất bay hơi tiêu chuẩn của nhiên liệu phụ thuộc vào điều kiện

khí hậu và mùa

* ảnh hưởng của chỉ số octane

Chỉ số octane có ảnh hưởng đến mức độ phát sinh ô nhiễm, đặc biệt là động cơ

bị kích nổ Sự giảm chỉ số octane dẫn đến sự gia tăng kích nổ, do đó làm tăng NOx

nhất là khi hỗn hợp nghèo Nhưng trong thực tế, sự kích nổ trong điều kiện như vậy

không diễn ra

* ảnh hưởng của các chất phụ gia

Người ta pha vào nhiên liệu ôtô nhiều chất phụ gia:

- Những chất phụ gia làm tăng trị số octane: Alkyle chì,

methylcyclopenta-dienyl mangan tricarbonyle (MMT), ferrocene,

- Những chất phụ gia chống oxy hoá, ngăn chặn sự hình thành olephine gồm:

phenylene diamin, aminphenol và phenol alkyle

- Những chất phụ gia làm sạch bề mặt đường ống nạp do hơi dầu bôi trơn và

những chất không bị lọc gió giữ lại trên đường nạp

- Màu và các chất phụ gia chống ẩm

Những chất phụ gia chì, dù rằng thành phần clore và brome đảm bảo biến chì

thành halogene nhẹ , không đủ để loại trừ hoàn toàn những lớp bám trong buồng

cháy Sự hiện diện của các lớp này dường như không gây ảnh hưởng đến nồng độ

CO và NOx nhưng làm tăng HC Chì không gây ảnh hưởng đến sự hình thành

aldehyde Những chất phụ gia mangan (MMT) gây ảnh hưởng xấu đến sự phát sinh

HC và aldehyde

Nếu sự phát sinh CO và NOx không bị ảnh hưởng, nồng độ HC tăng tuyến tính

theo nồng độ MMT: sự chuyển đổi ở bộ xúc tác không hạn chế hoàn toàn được sự

gia tăng này và bộ xúc tác dần dần bị bao phủ bởi lớp bám Mn3O4

Các chất phụ gia hữu cơ hay hữu cơ - kim loại thêm vào nhiên liệu để tác động

đến các phản ứng cháy dường như không gây ảnh hưởng đến mức độ phát sinh ô

nhiễm, các chất phụ gia chống các lớp bám cũng vậy Tuy nhiên, việc duy trì độ

sạch trên đường nạp cho phép giữ được sự điều chỉnh ban đầu và sự ổn định về mức

độ phát sinh CO ở chế độ không tải

b ảnh hưởng của nhiên liệu Diesel

Khi khảo sát thấy ảnh hưởng của khối lượng riêng, chỉ số cetane, thành phần

lưu huỳnh, các chất phụ gia đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ Diesel Các

chất ô nhiễm quan tâm như động cơ đánh lửa cưỡng bức nhưng phải thêm vào những

hạt rắn và chất hữu cơ liên quan (SOF) là những chất ô nhiễm đặc biệt

* ảnh hưởng của khối lượng riêng

Sự gia tăng khối lượng riêng của dầu Diesel dẫn tới sự gia tăng nồng độ hạt

rắn

Hình 1.10 giới thiệu mức độ phát sinh hạt rắn tính theo g/lít nhiên liệu theo

khối lượng riêng ứng với động cơ V8; 10,4 lít chạy 1700 vòng/phút và một động cơ

tăng áp 14 lít, chạy ở 1700 vòng/phút Tương tự như vậy, nồng độ SOF cũng tăng

theo khối lượng riêng

* ảnh hưởng của thành phần thơm

Thành phần thơm của nhiên liệu Diesel ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ số cetane

Nhiên liệu không cháy hết, hạt rắn, SOF (thành phần hữu cơ hoà tan - Soluble

Organic Fraction) gia tăng theo hàm lượng thơm Nồng độ NOx ít bị ảnh hưởng

Động cơ Diesel phun trực tiếp cũng ít bị ảnh hưởng bởi thành phần thơm

* ảnh hưởng của chỉ số cetane

Kéo dài thời gian cháy trễ do giảm chỉ số cetane dẫn đến sự gia tăng HC, hạt

rắn và CO Đối với động cơ phun trực tiếp NOx ít bị ảnh hưởng bởi chỉ số cetane

Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, ảnh hưởng của chỉ số cetane chủ yếu đến

bộ phận SOF dẫn suất (extractible), thành phần hạt rắn không hoà tan dường như