Nghiên cứu thử nghiệm bền động cơ ô tô đời cũ sử dụng xăng sinh học e10

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN VĂN TUẤN NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ Ô TÔ ĐỜI CŨ SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC E10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ ANH TUẤN HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố đề tài nghiên cứu khác Hà nội, ngày tháng năm 2014 Đoàn Văn Tuấn MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị LỜI MỞ ĐẦU Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thưc tiễn đề tài Cấu trúc luận văn 10 Chương I: TỔNG QUAN 11 1.1 Etanol xăng sinh học 11 1.1.1 Khái niệm ethanol xăng sinh học 11 1.1.2 Đặc điểm, tính chất lý hóa ethanol xăng sinh học 11 1.2 Sản xuất ethanol sinh học từ sắn 15 1.2.1 Quy trình sản xuất etanol 15 1.2.2.Quy trình làm khan ethanol 16 1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng nhiên liệu xăng sinh học dùng cho động xăng giới nước 17 1.3.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng xăng sinh học cho động xăng giới 17 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng xăng sinh học cho động xăng nước 22 1.4 Kết luận chương I 25 Chương II : XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ Ô TÔ SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC E10 27 2.1 Mục tiêu thử nghiệm 27 2.2 Đối tượng nhiên liệu thử nghiệm 27 2.2.1 Động thử nghiệm 27 2.2.2 Nhiên liệu thử nghiệm 28 2.3 Trang thiết bị thử nghiệm 29 2.3.1 Băng thử công suất thiết bị 29 2.3.2 Thiết bị đánh giá phát thải 40 2.4 Xây dựng quy trình thử nghiệm 42 2.4.1 Quy trình thử nghiệm đối chứng 42 2.4.2 Quy trình thử nghiệm bền 42 2.5 Phương pháp đánh giá hao mòn chi tiết động 44 2.5.1 Thiết bị đánh giá hao mòn chi tiết 44 2.5.2 Phương pháp đánh giá 46 2.6 Kết luận chương II 60 Chương III : ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 61 3.1 Đánh giá công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu độ lọt khí te 300h chạy bền băng thử 61 3.2 Mức độ hao mòn chi tiết động thời gian chạy bền 300h 63 3.2.1 Kết đo chi tiết xy lanh píttông 63 3.2.2 Kết đo chi tiết xéc măng 67 3.2.3 Kết đo chi tiết trục khuỷu 69 3.3 Đánh giá áp suất nén hai động trình thử nghiệm bền 69 3.4 Đánh giá tính chất dầu bôi trơn sau 300 h chạy bền 70 3.5 Kết luận chương III 72 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO …76 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASTM BKHCN BMEP American Society Testing and Materials Bộ khoa học công nghệ Áp suất có ích trung bình PVC polyvinyl chloride flexible version RVP Reid Vapor Pressure ETB High Dynamic Engine Testbed) MBT Góc đánh lửa tối ưu ISAC Phần mềm thử nghiệm VI Chỉ số độ nhớt TBN Trị số kiềm tổng COC Nhiệt độ cháy QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCB Trước chạy bền SCB Sau chạy bền DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1: Tính chất etanol 12 Bảng 2: Quy chuẩn tính chất etanol nhiên liệu 13 Bảng 3: Tính chất lý hóa xăng sinh học 14 Bảng 4: Yêu cầu kỹ thuật etanol nhiên liệu 15 Bảng 5: Những cải tiến cần thiết sử dụng xăng sinh học 21 Bảng 6: Thông số kỹ thuật động thử nghiệm 28 Bảng 7: Kết phân tích xăng Mogas 92 etanol gốc 29 Bảng 8: Kích thước xy lanh trước sau chạy bền 65 Bảng 9: Kích thước khối lượng xéc măng trước sau chạy bền 68 Bảng 10: Kết phân tích dầu trước sau chạy bền 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1.Sơ đồ sản xuất etanol từ sắn 16 Hình 1.2 Công suất (a) suất tiêu hao nhiên liệu (b) sử dụng E0 E10 18 Hình 1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol với hệ số dư lượng không khí tương đương (a) hệ số nạp (b) 19 Hình 1.4 Ảnh hưởng tỷ lệ etanol với mômen động (a) suất tiêu hao nhiên liệu (b) 20 Hình 1.5 So sánh thông số động xe máy sử dụng E5 E10 với RON92 23 Hình 2.1 Sơ đồ phòng thử động lực cao động 30 Hình 2.2 Phanh điện APA 100 30 Hình 2.3 Đặc tính phanh chế độ máy phát 32 Hình 2.4 Đặc tính phanh chế độ động điện 32 Hình 2.5 Sơ đố khối thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 33 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 34 Hình 2.7 Sơ đồ khối cụm làm mát nước, làm mát AVL 553 34 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý thiết bị làm mát nước AVL 553 35 Hình 2.9 Hệ thống đo tiêu thụ nhiên liệu AVL 733S 36 Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống AVL733 37 Hình 2.11 Hệ thống ổn định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 38 Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát nhiên liệu 39 Hình 2.13 Hệ thống tay ga điều khiển THA-100 40 Hình 2.14 Tủ phân tích khí thải CEBII 41 Hình 2.15 Cấu tạo Panme đo 45 Hình 2.16 Đồng hồ lò xo 46 Hình 2.17 Biên dạng xy lanh mòn theo phương dọc trục 48 Hình 2.18 Ảnh hưởng hàm lượng 50 Hình 2.19 Ảnh hưởng phụ gia 50 Hình 2.20 Hao mòn xy lanh lúc khởi động dùng dầu có độ nhớt khác 50 Hình 2.21 Hao mòn xy lanh lúc khởi động có sấy nóng (b) không sấy nóng dầu - nước (a) 50 Hình 2.22 Ảnh hưởng chất lượng lọc dầu bôi trơn lọc không khí mài mòn động 51 Hình 2.23 Đặc điểm phân bố lượng mòn mặt gương xi lanh theo đường sinh (a) theo chu vi (b) 52 Hình 2.24 Vị trí mòn phương pháp đo 52 Hình 2.25 Đo đường kính píttông 53 Hình 2.26 Đo rãnh xéc măng 54 Hình 2.27 Mòn theo chu vi xéc măng 55 Hình 2.28 Mức độ tăng khe hở miệng xéc măng 1,2,3 xéc măng hơi; 4,5 xéc măng dầu 55 Hình 2.29.Đo khe hở miệng xéc măng 56 Hình 2.30 Biên dạng mòn cổ biên chạy chế độ tải 59 Hình 2.31 Biên dạng mòn cổ thử nghiệm tăng tốc 59 Hình 2.32 Đo mòn cổ trục khuỷu 60 Hình 3.1 Kết đo mômen công suất động chạy nhiên liệu RON 92 trước chạy bền sau chạy bền 62 Hình 3.2 Kết đo tiêu hao nhiên liệu động chạy nhiên liệu RON92 trước sau chạy bền 62 Hình 3.3 Kết đo mômen công suất động chạy nhiên liệu E10 trước sau chạy bền 63 Hình 3.4 Kết đo suất tiêu hao nhiên liệu động chạy nhiên liệu E10 trước chạy bền sau chạy bền 63 Hinh 3.5 Thay đổi kích thước xy lanh trước sau chạy bền vị trí ĐCT xéc măng thứ 66 Hình 3.6 Thay đổi kích thước phần dẫn hướng píttông trước sau chạy bền 67 Hình 3.7 So sánh lượng mòn trung bình trước sau chạy bền chi tiết xy lanh píttông 67 Hình 3.8 So sánh lượng mòn trung bình trước sau chạy bền cổ biên 69 Hình 3.9 Kết đo áp suất cuối kỳ nén động chạy nhiên liệu E10 trước sau chạy bền 70 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, vấn đề phát triển bền vững, tức phát triển bảo vệ môi trường, theo ước tính nay, có khoảng 80%CO, 60%HC, 40%NOx bầu khí khí thải động đốt gây Thời gian gần số thành phố lớn Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh bắt đầu xuất nhiều đám sương mù nồng độ khí thải lớp tích tụ Khí thải ô nhiễm với nhiều loại chất có hại cho người như: Chì, benzene, toluene, xylene, hạt bụi lơ lửng, khí CO, HC, SO2, NO, NO2, ozone thành phần gây hiệu ứng nhà kính CO2, metal N2O Ở nước ta luật bảo vệ môi trường áp dụng năm 1994, đến năm 2005 Chính Phủ ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10 tháng 10 năm 2005 quy định lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải đối phương tiện giao thông giới đường tương đương Euro Cho dến số nước tiên tiến áp dụng đến tiêu chuẩn Euro Trong khí đó, giới ngày bị lệ thuộc nhiều vào dầu mỏ cạn kiệt chuyên gia kinh tế lượng không phát triển thêm trữ lượng mới, nguồn dầu mỏ khai thác đủ dùng vòng 40 đến 50 năm Một số giải pháp khắc phục tình trạng thực như: tập trung hoàn thiện trình cháy động cơ, sử dụng loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô khí dầu mỏ hóa lỏng, khí thiên nhiên, methanol, ethanol, biodiesel, điện pin nhiên liệu, lượng mặt trời, ô tô lai (hybrid)… biện pháp sử dụng xăng sinh học giải pháp phù hợp kinh tế nước ta Hiện số nước giới bắt buộc sử dụng nhiên liệu sinh học GTVT Đi theo hướng này, vào năm 2007 Thủ tướng Chính phủ Việt Nam ban hành Quyết định 177/2007/QĐ-TTg việc “Phê duyệt đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” Tháng năm 2010 Tập đoàn dầu khí Việt Nam thức đưa xăng sinh học E5 (hỗn hợp 95% xăng không chì với 5% ethanol, nồng độ 99,7%) bán thức Tuy nhiên người sử dụng phương tiện giao thông vận tải e ngại sử dụng xăng sinh học E5, rẻ xăng A92, nhà sản xuất độc lập công bố nhiều ưu điểm sử dụng loại nhiên liệu Trong tương lai không xa sử dụng xăng sinh học E5 mà tiến tới sử dụng xăng sinh học E10 (hỗn hợp 90% xăng không chì với 10% ethanol, nồng độ 99,7%) sử dụng nhiều giá thành thấp, giảm ô nhiễm môi trường Để đảm bảo anh ninh nặng lượng Quốc Gia hạn chế phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch giảm ô nhiễm môi trường vấn đề mà Đảng Nhà nước ta quan tâm có nhiều giải pháp tìm nguồn nhiên liệu để thay thế, nhiên liệu Etanol trọng nhiều lẽ nhiên liệu sinh học xu hướng phát triển tất yếu năm tới Nhất nước nông nghiệp Với lý đề tài “Nghiên cứu thử nghiệm bền động ô tô đời cũ sử dụng xăng sinh học E10” luận văn có ý nghĩa to lớn cấp thiết đời sống Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá thử nghiệm bền động ô tô sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E10 qua kiến nghị khuyến cáo sử dụng xăng sinh học E10 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng Động TOYOTA 4A-F sử dụng làm đối tượng nghiên cứu luận văn Hai động có tính trạng tương đương sử dụng, động chạy nhiên liệu xăng RON 92, động chạy nhiên liệu E10 Phạm vi nghiên cứu Đánh giá bền động cơ, tập trung đánh giá tiêu công suất, suất tiêu hao nhiên liệu, áp suất nén, mài mòn chi tiết dầu bôi trơn động Ý nghĩa khoa học thưc tiễn đề tài Luận văn góp phần xây dựng đánh giá bền động sử dụng xăng sinh học E10 cho động ứng dụng trình đánh giá động thực tế phòng Đối với động nhiên liệu chạy xăng sinh học E10 kết đo TCB SCB số vòng quay 2500 (vòng/phút) suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ Hình 3.4 Kết đo suất tiêu hao nhiên liệu động chạy nhiên liệu E10 trước chạy bền sau chạy bền Kết thử nghiệm động sử dụng nhiên liệu RON92 E10 100% tải giới thiệu hình 3.1-3.4 Kết cho thấy xu hướng thay đổi mô men, công suất suất tiêu hao nhiên liệu hai động trước sau chạy bền giống Tỷ lệ suy giảm mô men cực đại sau chạy bền động sử dụng nhiên liệu RON92 5,3% nhiên liệu E10 5,9% Tính toàn dải tốc độ đo, tỷ lệ 6,05% với RON92 6,68% với E10 Tỷ lệ tăng suất tiêu hao nhiên liệu RON92 7,5% E10 8,18% 3.2 Mức độ hao mòn của chi tiết động thời gian chạy bền 300h 3.2.1 Kết đo chi tiết xy lanh pít tông Kết đo kích thước xy lanh động trước sau thử nghiệm thực đo ba vị trí xy lanh bao gồm: Vị trí ĐCT, điểm ĐCD đồng thời theo hai hướng vuông góc với đường tâm trục khuỷu song song với đường tâm trục khuỷu 63 Kết đo giới thiệu bảng Từ kết cho thấy biên dạng mòn xy lanh phù hợp với nhận định ban đầu chương với lượng mòn chủ yếu phân bố vùng ĐCT vị trí xéc măng thứ Trên hình 3.9 thể thay đổi kích thước đường kính xy lanh trung bình vị trí xéc măng thứ hai động trước sau chạy bền Kết cho thấy đường kính trung bình xy lanh trước chạy bền hai động hoàn toàn giống nhau, lượng mòn động sau chạy bền 300h tương đương 24.000km đồng cho thấy tượng hư hỏng tức thời mà có dạng hư hỏng tiệm tiến hay nói cách khác mòn So sánh hai động cho thấy, lượng mòn động sử dụng nhiên liệu E10 lớn nhiều so với động sử dụng nhiên liệu RON92 Lượng mòn lớn động sử dụng nhiên liệu E10 thấy xy lanh thứ vào khoảng 0,025mm, nhỏ xy lanh thứ vào khoảng 0.015mm, lượng mòn lớn động chạy RON92 xy lanh thứ vào khoảng 0.015mm nhỏ 0.005mm xy lanh thứ xy lanh thứ Trong điều kiện làm việc bình thường, pít tông mòn chủ yếu phần dẫn hướng nơi ma sát trực tiếp với thành xy lanh, báo cáo tập trung chủ yếu phân tích kết đo kích thước phần dẫn hướng pít tông Kết đo thể hình 3.9 cho thấy đường kính phần dẫn hướng pít tông trước chạy bền giống với sai khác nằm khoảng 0.01mm, nhiên sau chạy bền lượng mòn pít tông động sử dụng nhiên liệu E10 tương đối lớn, đặc biệt xy lanh thứ nhất, lượng mòn đạt tới sấp xỉ 0,25mm 64 Bảng Kích thước xy lanh trước sau chạy bền Xy lanh Trước chạy bền ĐCT nhiên Giữa liệu RON92 ĐCD Sau chạy bền nhiên liệu E10 dọc (mm) ngang dọc (mm) (mm) Xy lanh ngang (mm) dọc (mm) Xy lanh ngang (mm) dọc (mm) 81,51 81,51 81,51 81,51 81,51 81,51 81,51 81,51 81,51 81,52 81,51 81,53 81,51 81,53 81,51 81,52 81,52 ngang (mm) 81,53 dọc (mm) 81,51 81,53 ngang dọc (mm) (mm) 81,52 ngang (mm) 81,53 81,52 81,53 dọc ngang (mm) (mm) dọc (mm) 81,51 81,52 81,52 81,52 81,53 81,51 81,51 81,51 81,52 81,52 81,52 81,53 81,52 81,53 81,52 81,52 81,52 ngang (mm) 81,52 dọc (mm) 81,51 81,53 ngang dọc (mm) (mm) 81,52 ngang (mm) 81,53 81,52 81,53 dọc ngang (mm) (mm) dọc (mm) ĐCT 81,50 81,50 81,50 81,51 81,50 81,51 81,50 81,50 Giữa 81,49 81,50 81,48 81,52 81,49 81,52 81,50 81,50 ĐCD 81,50 81,50 81,50 81,51 81,50 81,51 81,50 81,50 ngang dọc (mm) (mm) ngang (mm) dọc (mm) Sau chạy bền ĐCT nhiên Giữa liệu RON92 ĐCD Trước chạy bền nhiên liệu E10 ngang (mm) Xy lanh ngang (mm) dọc (mm) ngang (mm) dọc (mm) ĐCT 81,52 81,51 81,53 81,53 81,53 81,53 81,51 81,51 Giữa 81,53 81,52 81,52 81,52 81,53 81,52 81,51 81,50 ĐCD 81,51 81,52 81,51 81,52 81,51 81,52 81,50 81,51 - Kết đo đường kính xy lanh trước sau chạy bền vị trí ĐCT xéc măng thứ Trước chạy bền đường kính xy lanh động chạy nhiên liệu RON 92 động chạy nhiên liệu E10 81,51 (mm) Sau chạy bền đường kính xy lanh động thay đổi 65 Đường kính xy lanh động chạy nhiên liệu E10 có xu hướng mòn nhanh hơn, đặc biệt máy đường kính xy lanh tăng khoảng 0,025 (mm) so với kích thước ban đầu trước chạy bền (hình 3.5) Như nhận thấy động chạy xăng E10 đường kính xy lanh mòn nhanh so với chạy xăng RON 92 Hình 3.5 Thay đổi kích thước xy lanh trước sau chạy bền vị trí ĐCT xéc măng thứ - Kết đo đường kính đuôi pít tông trước sau chạy bền Đường kính đuôi pít tông trước chạy bền gần 81,50 (mm) Sau chạy bền có thay đổi rõ rệt, đường kính đuôi pít tông mòn nhanh động chạy xăng E10 so với động chạy xăng RON 92 Ví dụ : Máy số chạy nhiên liệu RON 92 trước chạy bền đường kính đuôi pít tông 81,50 (mm) Sau chạy bền đường kính đuôi pít tông 81,37 (mm).Vậy đuôi pít tông máy số mòn 0,13 (mm) Máy số chạy nhiên liệu xăng sinh học E10 trước chạy bền đường kính đuôi pít tông 81,50 (mm) Sau chạy bền đường kính đuôi pít tông 81,25(mm) Vậy đuôi pít tông máy số mòn 0.25 (mm) Như nhìn vào đồ thị thấy sau chạy bền đường kính đuôi pít tông động chạy nhiên liệu xăng sinh học E10 mòn nhanh so với chạy nhiên liệu xăng RON 92 66 Hình 3.6 Thay đổi kích thước phần dẫn hướng pít tông trước sau chạy bền Từ kết lượng mòn trung bình pít tông xy lanh thể đồ thị 3.7 Hình 3.7 So sánh lượng mòn trung bình trước sau chạy bền chi tiết xy lanh pít tông Hình 3.7 đánh giá lượng mòn trung bình hai chi tiết xy lanh pít tông Kết cho thấy tốc độ mòn trung bình động sử dụng nhiên liệu E10 nhanh khoảng 30% tốc độ mòn động sử dụng nhiên liệu RON 92 3.2.2 Kết đo chi tiết xéc măng Mỗi xéc măng tiến hành đo theo hai phương pháp khối lượng kích 67 thước, kết hiển thị bảng 9, bao gồm xéc măng thứ nhất, xéc măng thứ hai, lưỡi gạt dầu lò xo xéc măng dầu Kết cho thấy khe hở xéc măng hai động đảm bảo kích thước lúc mới, so sánh trọng lượng xéc măng hai động cho thấy xéc măng thứ động chạy nhiên liệu RON 92 không thay đổi sau 300h, nhiên xéc măng động chạy nhiên liệu E10 bắt đầu có tượng mòn, lượng mòn trung bình bốn máy đo theo khối lượng 0,15 gam, trong lượng máy số giảm nhiều 0,3 gam Bảng Kích thước khối lượng xéc măng trước sau chạy bền Khối Khối Khe hở lượng lượng (mm) (gam) (gam) Khối Khe hở lượng (mm) (gam) Khối Khe hở Khe lượng (mm) hở(mm) (gam) Trước Hơi chạy Hơi bền nhiên Dầu liệu E10 Lò xo 7,7 0,3 7,7 0,3 7,7 0,3 7,7 0,3 8,8 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 0,25 0,25 0,25 0,25 Sau Hơi chạy Hơi bền nhiên Dầu liệu E10 Lò xo Trước Hơi chạy bền Hơi nhiên Dầu liệu RON92 Lò xo Sau Hơi chạy bền Hơi nhiên Dầu liệu RON92 Lò xo 7,6 0,3 7,6 0,3 7,6 0,3 7,4 0,3 8,7 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 0,25 0,25 0,25 0,25 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 7,4 0,3 7,3 0,3 7,3 0,3 7,3 0,3 8,8 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 0,25 0,25 0,25 0,25 2,2 2,2 2,2 2,2 7,4 0,3 7,3 0,3 7,3 0,3 7,3 0,3 8,8 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 8,7 0,4 0,25 0,25 0,25 0,25 2,2 2,2 2,2 68 2,2 3.2.3 Kết đo chi tiết trục khuỷu Trục khuỷu tiến hành đo cổ cổ biên, cổ đo vị trí dọc theo cổ trục vị trí đo theo hai hướng trùng đường tâm xy lanh vuông góc đường tâm xy lanh Động chạy nhiên liệu xăng RON 92 mòn chủ yếu cổ cổ lại mòn tương đương Động chạy nhiên liệu xăng E10 mòn chủ yếu cổ cổ lại 2,3,4 mòn Kết so sánh cho thấy lượng mòn chênh lệch hai động chủ yếu tập trung vào cổ biên thể hình 3.8 Kết cho thấy động sử dụng nhiên liệu E10 có lượng mòn lớn động sử dụng nhiên liệu RON92 Hình 3.8 So sánh lượng mòn trung bình trước sau chạy bền cổ biên 3.3 Đánh giá áp suất nén của hai động trình thử bền Trước chạy bền áp suất cuối kỳ nén hai động Sau chạy bền đồ thị thấy máy số chạy xăng RON 92 giảm xuống 14,0 Kg/cm2 máy số động chạy nhiên liệu E10 giảm xuống 13,9Kg/cm2 Như nhận thấy chạy xăng E10 áp suất nén động giảm, nguyên nhân chủ yếu pít tông, xy lanh xéc măng mòn 69 Hình 3.9 Kết đo áp suất cuối kỳ nén động chạy nhiên liệu E10 trước chạy bền sau chạy bền Kết áp suất cuối kỳ nén thể mức độ kín khít chi tiết bao kín buồng cháy, kết yếu tố sử dụng để đánh giá nguyên nhân suy giảm công suất suất tiêu hao nhiên liệu động Hình 3.9 giới thiệu mức độ thay đổi áp suất nén trước sau chạy bền 300h hai động RON92 E10 Kết cho thấy suy giảm áp suất nén động sử dụng nhiên liệu E10 cao so với động sử dụng nhiên liệu xăng với tỷ lệ giảm trung bình RON 92 2,65% E10 3,34% Kết phù hợp với kết đo mòn nhóm chi tiết pít tông, xy lanh, xéc măng với lượng mòn động E10 cao động sử dung RON92 3.4 Đánh giá tính chất của dầu bôi trơn sau 300h chạy bền Sau chạy bền cần đánh giá chất lượng dầu bôi trơn ảnh hưởng dầu tới trạng thái kỹ thuật động Kết phân tích dầu bôi trơn cho thấy (bảng 10) : 70 Bảng 10 Kết phân tích dầu trước sau chạy bền Tên tiêu Dầu Sau chạy bền 300h E10 Sau chạy bền 300h RON92 Độ nhớt động học 1000C, cSt 19,12 17,77 17,54 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, 0C 216 216 225 Trị số kiềm tổng, mgKOH/g 9,14 7,78 8,54 Hàm lượng Kim loại Fe (mg/kg) 2,38 59,86 15,24 Cu (mg/kg) 0,82 11,64 8,15 Pb (mg/kg) 0,60 7,15 5,44 Kết độ nhớt động học nhiệt độ làm việc cho thấy độ nhớt hai loại dầu sau chạy bền động sử dụng nhiên liệu E10 RON 92 thay đổi thấp vào khoảng 10% đáp ứng yêu cầu làm việc động Kết cho thấy sử dụng nhiên liệu E10 không làm ảnh hưởng đến độ nhớt động học dầu bôi trơn nhiệt độ làm việc Kết nhiệt độ chớp cháy cốc hở cho thấy giá trị nhiệt độ không thay đổi sau chạy 300h cho hai loại nhiên liệu Kết phù hợp với kết đo độ nhớt nhiệt độ làm việc Như động chạy nhiên liệu E10 không tạo chất làm giảm độ nhớt lọt nhiên liệu xuống dầu bôi trơn với chất có điểm chớp cháy thấp Kết trị số kiềm tổng cho thấy tính kiềm dầu bôi trơn hai động tốt phù hợp với quy luật tiêu hao trị số kiềm tổng chủ yếu sản phẩm cháy (mang tính axit) lọt vào hệ thống bôi trơn trình hoạt động Tuy nhiên lượng kiềm lại dầu bôi trơn động E10 có so với động sử dụng RON 92, điều chứng tỏ khí cháy lọt xuống te 71 động E10 có hàm lượng axít nhiều so với động sử dụng RON 92 làm giảm lượng kiềm dầu Tuy nhiên lượng kiềm dầu nằm phạm vi cho phép sau chu kỳ thay dầu Kết hàm lượng kim loại dầu bôi trơn cho thấy hàm lượng sắt tăng lên với động sử dụng nhiên liệu E10, kết phù hợp với lượng mòn xy lanh, trục khuỷu sau 300h chạy bền, nhiên mức độ tăng hai nhiên liệu nhỏ giới hạn cho phép (200mg/kg) Hàm lượng đồng chì dầu tăng chủ yếu mòn nhóm bạc trục khuỷu, kết cho thấy lượng đồng chì dầu bôi trơn động E10 lớn động RON 92, kết có nguyên nhân động E10 có chất lượng trình cháy tốt nên lực khí thể tác dụng lên trục khuỷu cao dẫn tới lượng mòn bạc tăng lên Tuy nhiên hàm lượng đồng chì động E10 nhỏ nhiều giới hạn cho phép ([60 mg/kg] đồng [40 mg/kg] chì) 3.5 Kết luận chương So với sử dụng nhiên liệu RON92 sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 mức độ bào mòn phá hỏng chị tiết có thay đổi, mức độ thay đổi chủ yếu tập trung vào chi tiết có tải trọng học tải trọng nhiệt cao Kết cho thấy tốc độ mài mòn chi tiết động sử dụng nhiên liệu E10 cao so với động sử dụng nhiên liệu RON92 Lượng mòn lớn nhóm pít tông xy lanh xéc măng lượng axít nhẹ khí cháy động E10 lớn so với RON92 Lượng mòn cổ biên động sử dụng E10 lớn động sử dụng nhiên liệu xăng cho thấy chất lượng trình cháy E10 tốt RON92, điều khả bay tốt cồn nhiệt độ thấp giúp cho trình cháy E92 tốt RON 92 Khi sử dụng nhiên liệu RON92 tiêu kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 sau thời gian chạy bền 300h suy giảm không nhiều, tỷ lệ suy giảm công suất E10 so với RON 92 0,63% suất tiêu hao nhiên liệu tăng 1,13% Nguyên nhân thay đổi tiêu chi 72 tiết thuộc nhóm bao kín buồng cháy động sử dụng E10 mòn nhanh so với động sử dụng nhiên liệu RON92 Cũng phù hợp với kết đo công suất, áp suất nén động sử dụng nhiên liệu E10 giảm so với động sử dụng RON 92, tỷ lệ suy giảm 0,69% So với sử dụng nhiên liệu RON 92 sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 không làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn động cơ, tiêu độ nhớt, độ chớp cháy trị số kiềm tổng sau chạy bền nằm phạm vi cho phép Kết phân tích hàm lượng kim loại có sai khác, thành phần kim loại dầu bôi trơn động E10 tăng cao hơn, nhiên thay đổi phù hợp với quy luật nhỏ giới hạn cho phép 73 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Qua kết thu từ trình thử nghiệm ta thấy: Với nhiên liệu RON92 sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 mức độ bào mòn phá hỏng chị tiết có thay đổi, mức độ thay đổi chủ yếu tập trung vào chi tiết có tải trọng học tải trọng nhiệt cao - Tốc độ mài mòn chi tiết động sử dụng nhiên liệu E10 cao so với động sử dụng nhiên liệu RON92 - Lượng mòn lớn nhóm pít tông xy lanh xéc măng lượng axít nhẹ khí cháy động E10 lớn so với RON92 - Lượng mòn cổ biên động sử dụng E10 lớn động sử dụng nhiên liệu xăng cho thấy chất lượng trình cháy E10 tốt RON92, điều khả bay tốt cồn nhiệt độ thấp giúp cho trình cháy E92 tốt RON 92 Khi sử dụng nhiên liệu RON92 tiêu kinh tế kỹ thuật động sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 sau thời gian chạy bền 300h suy giảm không nhiều, tỷ lệ suy giảm công suất E10 so với RON92 0,63% suất tiêu hao nhiên liệu tăng 1,13% Nguyên nhân thay đổi tiêu chi tiết thuộc nhóm bao kín buồng cháy động sử dụng E10 mòn nhanh so với động sử dụng nhiên liệu RON92 Cũng phù hợp với kết đo công suất, áp suất nén động sử dụng nhiên liệu E10 giảm so với động sử dụng RON92, tỷ lệ suy giảm 0,69% So với sử dụng nhiên liệu RON92 sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E10 không làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu bôi trơn động cơ, tiêu độ nhớt, độ chớp cháy trị số kiềm tổng sau chạy bền nằm phạm vi cho phép Qua kết phân tích hàm lượng kim loại có sai khác, thành phần kim loại dầu bôi trơn động E10 tăng cao hơn, nhiên thay đổi phù hợp với quy luật nhỏ giới hạn cho phép Hướng phát triển: 74 Nghiên cứu đánh giá bền loại động khác sử dụng xăng sinh học E10 Nghiên cứu đánh giá trường tác động xăng sinh học E10 đến phương tiện 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nhiên liệu trình xử lý hóa dầu- PGS.TS Đinh Thị Ngọ, TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng [2] Bài giảng: Nhiên liệu thay dung cho động đốt trong- PGS.TS Lê Anh Tuấn [3] Luận văn thạc sĩ khoa học: Một số kết nghiên cứu bước đầu nhiên liệu sinh học Việt Nam - Nguyễn Tuấn Nghĩa [4].Phạm Minh Tuấn (2008), Khí thải động ô nhiễm môi trường, NXB KH&KT [5].Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Tất Tiến (1994), Nguyên lý Động đốt trong,NXB Giáo dục [6] J.H Reith etal, 2002, Co-production of bio-ethanol, electricity and heat from biomass residues [7].http://www.visionengineer.com/env/alt_bioethanol_prop.php [8].http://www.cropenergies.com/en/Bioethanol/Produktionsverfahren/ [9] http://en.wikipedia.org/wiki/Flexible-fuel_vehicle [10] M Al-Hasan Effect of ethanol–unleaded gasoline blends on engine performance and exhaust emission, Energy Conversion and Management 44 (2003) 1547–1561 [11] Mustafa Koç, Yakup Sekmen, Tolga Topgu¨l, Hu¨ seyin Serdar Yu¨ cesu The effects of ethanol - unleaded gasoline blends on engine performance and exhaust emissions in a spark-ignition engine, Renewable Energy 34 (2009) 2101-2106 [12] Ioannis Gravalos, Dimitrios Moshou, Theodoros Gialamas, Panagiotis Xyradakis, Dimitrios Kateris, Zisis Tsiropoulos Performance and Emission Characteristics of Spark Ignition Engine Fuelled with Ethanol and Methanol Gasoline Blended Fuels, Alternative Fuel, Publisher: InTech, Chapter 76 [13] N Jeuland, X Montagne, X Gautrot Potentiality of Ethanol as a Fuel for Dedicated Engine, Oil & Gas Science and Technology – Rev IFP, Vol 59 (2004), No 6, pp 559-570 14] Farha Tabassum Ansari, Abhishek Prakash Verma Experimental determination of suitable ethanol–gasoline blend for Spark ignition engine, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol Issue 5, July – 2012, ISSN: 2278-0181 [15] A.A Abdel-Rahman, M.M Osman Experimental investigation on varying the compression ratio of SI engine working under different ethanol–gasoline fuel blends, International Journal of Energy Research 21 (1) (1997) 31–40 [16 ].Sher E Handbook of air pollution from internal combustion engines pollutant formation and control USA: Academic Press; 1998 77 ... trình thử nghiệm bền động ô tô sử dụng xăng sinh học E10 Từ đánh giá hao mòn chi tiết động Chương Đánh giá kết thử nghiệm thảo luận, đưa kết luận sử dụng nhiên liệu sinh học E10 ô tô đời cũ 10... đánh giá thử nghiệm bền động ô tô sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E10 qua kiến nghị khuyến cáo sử dụng xăng sinh học E10 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng Động TOYOTA 4A-F sử dụng làm đối... nghiên cứu sử dụng xăng sinh học cho động xăng nước 22 1.4 Kết luận chương I 25 Chương II : XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM BỀN ĐỘNG CƠ Ô TÔ SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC E10