Nghiên cứu xây dựng quan hệ giữa chế độ làm việc và phát thải của động cơ ô tô khi sử dụng xăng sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  CHU BÁ VỸ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ Ô TÔ KHI SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN QUANG VINH 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 công trình khác! Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2014 Học viên Chu Bá Vỹ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Trần Quang Vinh, người hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên môn để hoàn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Động đốt - Viện Cơ khí Động lực, Viện Đào tạo Sau đại học tạo điều kiện giúp học tập làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy đồng nghiệp Khoa Cơ khí động lực – trường cao đẳng nghề Cơ điện Xây dựng – Bắc Ninh tạo điều kiện thời gian, vật chất lẫn tinh thần để hoàn thành luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian tham gia học tập làm luận văn Học viên Chu Bá Vỹ HV: Chu Bá Vỹ MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ viii LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG Lý chọn đề tài 2 Các đề tài nghiên cứu liên quan Mục đích đề tài, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn 6 Các nội dung luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC 1.1 Giới thiệu chung nhiên liệu sinh học 1.1.1 Khái niệm nhiên liệu sinh học 1.1.2 Ưu nhược điểm nhiên liệu sinh học 1.1.3 Một số nhiên liệu sinh học điển hình 1.1.4 Tình hình sản xuất chế biến sử dụng ethanol 11 1.2 Xăng sinh học 16 1.2.1 Chỉ tiêu chất lượng ethanol dùng để pha vào xăng 17 1.2.2 Chỉ tiêu chất lượng xăng sinh học 17 1.3 Kết luận chương 19 Chương THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM 21 2.1 Mục đích phạm vi thử nghiệm 21 2.2 Thiết bị thử nghiệm 21 2.2.1 Sơ đồ chung hệ thống thử nghiệm ô tô HV: Chu Bá Vỹ 21 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2.2.2 Băng thử CD 48” 22 2.2.3 Giới thiệu hệ thống lấy mẫu khí xả CVS (Constant Volume Sampling) 26 2.2.4 Kết cấu tủ phân tích khí thải CEBII 27 2.3 Phương pháp thử nghiệm 32 2.3.1 Nhiên liệu thử nghiệm 32 2.3.2 Phương tiện quy trình thử nghiệm 33 Chương NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ Ô TÔ KHI SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC E15, E20 37 3.1 Ảnh hưởng xăng sinh học E15, E20 đến tiêu kinh tế kỹ thuật 37 3.1.1 Kết thử nghiệm xe Lanos 37 3.1.2 Kết thử nghiệm xe Toyota Corolla 43 3.2 Ảnh hưởng xăng sinh học đến khả tăng tốc khởi động 48 3.3 Ảnh hưởng xăng sinh học đến mức phát thải 50 3.4 Kết luận chương 54 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận 56 4.2 Hướng phát triển 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 HV: Chu Bá Vỹ 56 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu A/F Diễn giải Tỷ lệ không khí/nhiên liệu ASTM Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ AVL - Phần mềm mô chiều hãng AVL (Áo) Boost BKHCN CAN CD48” Bộ Khoa học Công nghệ Mạng điều khiển vùng (Controller Area Network) Băng thử ôtô có đường kính 48 inches (Chassis Dynamometer 48”) CEBII Tủ phân tích khí thải CO Mônôxit cácbon CO2 Cácbonníc CVS Phương pháp lấy mẫu với thể tích không đổi (Constant Volume Sampling) E- Hỗn hợp nhiên liệu diesel – ethanol Diesel E10 Xăng sinh học bao gồm 10% ethanol 90% xăng RON92 E100 Ethanol gốc E15 Xăng sinh học bao gồm 15% ethanol 85% xăng RON92 HV: Chu Bá Vỹ MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật E20 Xăng sinh học bao gồm 20% ethanol 80% xăng RON92 E5 Xăng sinh học bao gồm 5% ethanol 95% xăng RON92 E85 Xăng sinh học bao gồm 85% ethanol 15% xăng RON92 ECE15- Chu trình thử châu Âu cho xe xe tải hạng nhẹ 05 ECU Bộ điều khiển điện tử động (Electronic Control Unit) EMPA Viện nghiên cứu sinh học Thụy Sỹ EPA Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ ERG Hệ thống tuần hoàn khí thải (Exhaust Gas Recirculation) ETBE Chất phụ gia ôxy hóa (Ethyl tera-butyl ether) FC FFVS Tiêu thụ nhiên liệu (Fuel Consumption) Phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt (Flexible Fuel Vehicle) ge HC HDPE Suất tiêu thụ nhiên liệu có ích Hyđrô cácbon High Density Polyethylene (Nhựa polyethylene đặc biệt) HSU Khối làm nóng LED Bóng đèn điện tử M100 Methanol gốc HV: Chu Bá Vỹ MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật M85 Xăng sinh học bao gồm 85% methanol 15% xăng RON92 Me Mômen có ích Ne Công suất có ích NLBT Nhiên liệu biến tính NLSH Nhiên liệu sinh học NO2 Peoxit nitơ NOx Các ôxit nitơ PC Máy tính điều khiển ( Personal Computer) PM Các chất thải dạng hạt (Particulale Matter) RON92 Chỉ số octan nghiên cứu ( Research Octane Number) RVP Áp suất bão hòa (Reid Vapor Pressure) SAE Hiệp hội kỹ sư ô tô Hoa Kỳ SCU Bộ phận điều khiển hệ thống (System Control Unit) SOHC Động có trục cam nắp xi lanh (Single Overhead Camshaft) TCVN λ HV: Chu Bá Vỹ Tiêu chuẩn Việt Nam Hệ số dư lượng không khí MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 0.1 Sản lượng xe/năm số nước giới Bảng 1.2 Các tiêu chất lượng ethanol dùng để pha với xăng [4] 17 Bảng 1.3 Quy chuẩn ethanol nhiên liệu biến tính dùng để pha xăng không chì 18 Bảng 1.4.Tiêu chuẩn ethanol nhiên liệu Mỹ năm 2003 [11] Bảng 1.5 Tiêu chuẩn ethanol nhiên liệu Ấn Độ [11] 18 18 Bảng 1.6 Tính chất lý hóa xăng pha ethanol [4] 19 Bảng 2.1 Chỉ tiêu chất lượng xăng RON92 [4] 32 Bảng 2.2 Tính chất nhiên liệu xăng sinh học E15 E20 [4] 33 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật xe Daewoo Lanos 33 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật xe Toyota Corolla 34 Bảng 2.5 Các điểm thử nghiệm tay số tay số ô tô (O) Bảng 2.6 Các tham số hai vòng thử 35 35 Bảng 3.1 Kết đo công suất xe Lanos tay số với loại nhiên liệu 37 Bảng 3.2 Kết đo công suất xe Lanos tay số với loại nhiên liệu 38 Bảng 3.3 Kết đo mức tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số 40 Bảng 3.4 Kết đo mức tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số 40 Bảng 3.5 Kết đo công suất xe Corolla tay số với loại nhiên liệu 43 Bảng 3.6 Kết đo công suất xe Corolla tay số với loại nhiên liệu 43 Bảng 3.7 Kết đo mức tiêu hao nhiên liệu xe Corolla tay số 46 Bảng 3.8 Kết đo mức tiêu hao nhiên liệu xe Corolla tay số 46 HV: Chu Bá Vỹ MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bảng 3.9 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Lanos, (s) 49 Bảng 3.10 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Corrola, (s) 49 Bảng 3.11 Phát thải xe Lanos chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE15-05 51 Bảng 3.12 Phát thải xe Corolla chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE15-05 53 HV: Chu Bá Vỹ MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Thay đổi công suất xe Corolla chuyển từ chạy xăng thường RON92 sang chạy xăng sinh học E15 E20 đo tay số tay số thể hình 3.9 hình 3.10 27 Công suất (kW) 25 23 RON92 21 E15 19 E20 17 15 13 45 50 55 65 75 Vận tốc (km/h) Hình 3.9 Công suất xe Corolla đo tay số 27 Công suất (kW) 25 23 RON92 21 E15 19 E20 17 15 13 60 65 70 80 90 Vận tốc (km/h) Hình 3.10 Công suất xe Corolla đo tay số Kết cho thấy, động sử dụng chế hòa khí, công suất cao động đạt nhiên liệu E15 Nhiên liệu nạp vào áp suất chân không họng chế hòa khí, nhiệt ẩn hóa ethanol cao xăng (lớn xăng khoảng 2,67 lần), điều kiện, giảm nhiệt độ hỗn hợp nhiên liệu xăng-ethanol lớn so với xăng Sự giảm nhiệt độ dẫn đến hiệu ứng làm lạnh môi chất nạp làm tăng lượng không khí nạp vào động cơ, đồng thời làm tăng lượng nhiên liệu hút vào họng khuếch tán chế hòa khí Điều không xảy động phun xăng điện tử HV: Chu Bá Vỹ 55 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Sự thay đổi công suất xe Corolla chạy với nhiên liệu E15 E20 so với Thay đổi công suất so với RON92 (%) chạy xăng thể hình 3.11 hình 3.12 12 10 E15 E20 45 50 55 65 75 Thay đổi công suất so với RON92 (%) T ốc độ (km/h) Hình 3.11 Mức độ thay đổi công suất xe Corolla tay số dùng E15 E20 12 10 E15 E20 60 65 70 80 90 T ốc độ (km/h) Hình 3.12 Mức độ thay đổi công suất xe Corolla tay số dùng E15 E20 Mức tiêu thụ nhiên liệu tay số ô tô trình bày bảng 3.9 Tại tay số này, lượng tiêu thụ nhiên liệu động sử dụng xăng RON92 lớn E20 thấp Lượng tiêu thụ nhiên liệu trường hợp E15 có cao chút so với E20 nhiên giá trị tăng lên không đáng kể Tính trung HV: Chu Bá Vỹ 56 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật bình toàn dải tốc độ, so với chạy xăng thường RON92, mức tiêu thụ nhiên liệu giảm 4,5% chạy E15 giảm 4,8% chạy E20 (xem hình 3.15) Bảng 3.7 Kết đo mức tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla đo tay số (km/h) Thay đổi mức tiêu thụ nhiên Tiêu thụ nhiên liệu (kg/h) Tốc độ liệu so với RON92 (%) RON 92 E15 E20 E15 E20 45 5,640 5,475 5,448 3,0 3,5 50 6,259 5,821 5,741 7,7 8,9 55 6,855 6,476 6,587 5,7 4,1 65 8,342 8,049 8,057 3,7 3,5 75 9,413 9,223 9,071 2,1 3,7 4,5 4,8 Trung bình Sự giảm mức tiêu thụ nhiên liệu so với động sử dụng xăng RON92, kết hợp với việc tăng công suất thể tạo khác biệt đáng kể suất tiêu thụ nhiên liệu hình 3.13 hình 3.14 Bảng 3.8 trình bày mức tiêu thụ nhiên liệu ô tô tay số Theo tiêu thụ nhiên liệu ô tô sử dụng xăng sinh học E15 E20 giảm so với xăng RON92, mức độ giảm thấp so với vận hành tay số (hình 3.16) Bảng 3.8 Kết đo mức tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla đo tay số (km/h) Thay đổi mức tiêu thụ nhiên Tiêu thụ nhiên liệu (kg/h) Tốc độ liệu so với RON92 (%) RON 92 E15 E20 E15 E20 60 6,064 5,975 5,980 1,5 1,4 65 6,628 6,421 6,487 3,3 2,2 70 7,162 7,180 7,098 -0,3 0,9 80 8,486 8,402 8,476 1,0 0,1 90 9,303 9,277 9,178 0,3 1,3 1,2 1,2 Trung bình HV: Chu Bá Vỹ 57 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 420 Suất tiêu thụ nhiên liệu (g/kW.h) 400 RON92 380 E15 360 E20 340 320 45 50 55 Tốc độ (km/h) 65 75 Hình 3.13 Suất tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla tay số Suất tiêu thụ nhiên liệu (g/kW.h) 420 400 RON92 380 E15 360 E20 340 320 60 65 70 80 90 Tốc độ (km/h) Hình 3.14 Suất tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla tay số HV: Chu Bá Vỹ 58 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Thay đổi mức tiêu thụ nhiên liệu so với RON92 (%) Tốc độ (km/h) 45 50 55 65 75 -2 -4 -6 -8 -10 -12 E15 E20 -14 Hình 3.15 Thay đổi mức tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla so với RON92 (%) tay số Thay đổi mức tiêu thụ nhiên liệu so với RON92 (%) Tốc độ (km/h) 60 65 70 80 90 -2 -4 -6 -8 -10 E15 E20 -12 Hình 3.16 Thay đổi mức tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla so với RON92 (%) tay số 3.2 Ảnh hưởng xăng sinh học E15, E20 đến khả tăng tốc khả khởi động Để đánh giá ảnh hưởng xăng sinh học E15, E20 đến khả tăng tốc, thử nghiệm đo thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Lanos Corolla với loại nhiên liệu RON92, E15 E20 tiến hành HV: Chu Bá Vỹ 59 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Kết đo thời gian tăng tốc xe Lanos với loại nhiên liệu RON92, E15 E20 cho bảng 3.9 Bảng 3.9 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Lanos, (s) Nhiên liệu RON92 E15 E20 Thời gian tăng tốc (s) 38,486 24,106 36,492 Kết đo thời gian tăng tốc xe Corolla với loại nhiên liệu RON92, E15 E20 cho bảng 3.10 Bảng 3.10 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Corola, (s) Nhiên liệu RON92 E15 E20 Thời gian tăng tốc (s) 35,766 30,174 34,375 Kết thử nghiệm đo gia tốc xe Lanos Corolla chạy với loại nhiên liệu RON 92, E15, E20 tóm tắt sau: - Đối với xe Lanos (sử dụng hệ thống phun xăng điện tử) xe chạy với nhiên liệu E15 có khả tăng tốc tốt nhất, nhiên liệu E20 cho khả tăng tốc cao so với nhiên liệu RON92 (xem hình 3.17) - Đối với xe Corolla (sử dụng hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí) nhiên liệu E15 cho khả tăng tốc tốt nhất, xe chạy với nhiên liệu RON khả tăng tốc Còn xe chạy với nhiên liệu E20 khả tăng tốc E15 (xem hình 3.18) Như thấy pha tỷ lệ ethanol phù hợp vào nhiên liệu làm cải thiện đáng kể khả tăng tốc xe HV: Chu Bá Vỹ 60 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Thời gian (s) 45 40 35.766 35 34.375 30.174 30 25 20 15 10 RON92 E15 E20 Hình 3.17 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Lanos Thời gian (s) 45 40 38.486 36.492 35 30 24.106 25 20 T h i g i a 15 10 RON92 E15 E20 Hình 3.18 Thời gian tăng tốc từ 20 km/h đến 80 km/h xe Corolla Khả khởi động ô tô nhiều thay đổi so với sử dụng nhiên liệu xăng RON92 Tuy nhiên, trạng thái khởi động lạnh, nhiệt độ môi trường thấp tỷ lệ ethanol hỗn hợp nhiên liệu xăng sinh học cao 10%, thời gian khởi động phải kéo dài so với sử dụng xăng RON92 3.3 Ảnh hưởng xăng sinh học E15, E20 đến mức phát thải Kết đo phát thải theo chu trình thử ECE 15-05 xe Lanos với loại nhiên liệu RON92, E15, E20 tổng hợp bảng 3.11 thể hình 3.19, hình 3.20, hình 3.21 hình 3.22 HV: Chu Bá Vỹ 61 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bảng 3.11 Phát thải xe Lanos chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE15-05 Thành phần Thay đổi so với Phát thải tiêu thụ nhiên liệu chạy RON92 (%) RON 92 E15 E20 E15 E20 CO (g/km) 73,071 75,026 78,395 -2.9 -7.1 CO2 (g/km) 180,767 186,032 186,777 -2.8 -3.2 HC (g/km) 24,259 23,588 24,806 2.9 -2.3 NOX (g/km) 1,565 1,607 1,497 -2.5 4.2 FC(l/100km) 16,100 16,247 17,377 -0.9 -7.9 200 Hàm lượng phát thải (g/km) 180 160 140 120 CO 100 CO2 80 60 40 20 RON 92 E15 E20 Nhiên liệu Hình 3.19 Phát thải CO2 CO xe Lanos theo chu trình ECE15-05 Hàm lượng phát thải (g/km) 30 25 20 HC 15 NOx 10 RON 92 E15 E20 Nhiên liệu Hình 3.20 Phát thải HC NOx xe Lanos theo chu trình ECE15-05 HV: Chu Bá Vỹ 62 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật FC Tiêu thụ nhiên liệu (l/100km) 17.5 17 16.5 FC 16 15.5 15 RON 92 E15 E20 Nhiên liệu Hình 3.21 Lượng tiêu thụ nhiên liệu xe Lanos theo chu trình ECE15-05 E15 E20 FC (l/1 00k m) g/ k m) NO x( m) (g/ km ) (g/ k HC -6 CO -4 (g/ km ) -2 CO Cải thiện phát thải tiêu thụ nhiên liệu (%) -8 -10 Hình 3.22 Mức độ thay đổi phát thải tiêu thụ nhiên liệu xe Lanos Đối với xe sử dụng hệ thống phun xăng điện tử, phát thải HC mức tiêu thụ nhiên liệu có cải thiện nhiên liệu E15 (giảm 2,9%), phát thải NOx mức tiêu thụ nhiên liệu nhiên liệu E20 (giảm 4,2%), lại có tăng lên nhiên mức chênh lệch không đáng kể Kết đo phát thải theo chu trình thử ECE 15-05 xe Corolla với loại nhiên liệu RON92, E15, E20 tổng hợp bảng 3.12 biểu diễn hình 3.23, hình 3.24, hình 3.25 hình 3.26 HV: Chu Bá Vỹ 63 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bảng 3.12 Phát thải xe Corolla chạy với loại nhiên liệu theo chu trình thử ECE1505 Thay đổi so với Phát thải tiêu thụ nhiên liệu Thành phần chạy RON92 (%) RON 92 E15 E20 E15 E20 CO (g/km) 44,795 27,858 23,401 37.81 47.76 CO2 (g/km) 177,277 194,803 179,893 -9.89 -1.47 HC (g/km) 6,498 3,521 3,296 45.81 49.28 NOX (g/km) 1,896 2,372 1,953 -25.1 -3 FC(l/100km) 11,594 11,157 11,002 3.76 5.1 Hàm lượng phát thải (g/km) 250 200 150 CO CO2 100 50 RON 92 E15 Nhiên liệu E20 Hình 3.23 Phát thải CO2 CO xe Corolla theo chu trình ECE15-05 Hàm lượng phát thải (g/km) HC NOx RON 92 E15 E20 Nhiên liệu Hình 3.24 Phát thải HC NOx xe Corolla theo chu trình ECE15-05 HV: Chu Bá Vỹ 64 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật FC Tiêu thụ nhiên liệu (l/100km) 12 11.5 FC 11 10.5 RON 92 E15 Nhiên liệu E20 Hình 3.25 Lượng tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla theo chu trình ECE15-05 Cải thiện phát thải tiêu thụ nhiên liệu (%) 60 E15 50 E20 40 30 20 10 -10 CO (g/km) CO2 (g/km) HC (g/km) NOx (g/km) FC(l/100km) -20 -30 Hình 3.26 Mức độ thay đổi phát thải tiêu thụ nhiên liệu xe Corolla Đối với xe sử dụng chế hòa khí, ưu việt thể rõ nét mức độ cải thiện thành phần phát thải CO, HC tiêu thụ nhiên liệu, cải thiện lớn tăng tỷ lệ ethanol hỗn hợp nhiên liệu xăng sinh học 3.4 Kết luận chương Kết thử nghiệm cho thấy công suất động sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E15, E20 có thay đổi so với sử dụng nhiên liệu RON92 Đối với động xăng ô tô dùng chế hòa khí có xu hướng tăng lớn 8,48% xăng sinh học E15 Còn động xăng ô tô dùng hệ thống phun xăng điện tử công suất HV: Chu Bá Vỹ 65 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật động giảm nhẹ với mức giảm lớn 3,07% với E20 Điều có nghĩa tính công suất động cải thiện Các kết thử nghiệm tiêu thụ nhiên liệu cho thấy, mức tiêu thụ nhiên liệu giảm với động xăng ô tô dùng chế hòa khí ô tô dùng hệ thống phun xăng điện tử Với việc tăng công suất động giảm mức tiêu thụ nhiên liệu dẫn đến suất tiêu hao nhiên liệu cải thiện với mức giảm lớn 8.9% với E20 tay số động xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử Khi sử dụng xăng sinh học E15, E20 khả khởi động lạnh khởi động nóng tương tự xăng RON92, khả tăng tốc so với nhiên liệu xăng RON92 Các kết thí nghiệm phát thải cho thấy hàm lượng phát thải CO, HC giảm mạnh động xăng ô tô dùng chế hòa khí với mức giảm lớn 49,28% HC nhiên liệu xăng sinh học E20 47,76% CO nhiên liệu xăng sinh học E20 Với động xăng ô tô dùng hệ thống phun xăng điện tử hàm lượng phát thải thay đổi không đáng kể tăng trung bình 0.9% với E15 Nguyên nhân dẫn đến tăng công suất động giảm phát thải ethanol có nhiệt ẩn cao gây hiệu ứng làm lạnh khí nạp làm tăng hệ số nạp hiệu suất động Tỷ lệ nhiên liệu/không khí tương đương điều kiện lý tưởng ethanol cao nhiệt trị thấp so với xăng thông thường, đặc biệt áp suất bão hòa thay đổi pha vào xăng thông thường với nồng độ khác Hàm lượng ô xy xăng sinh học cao nhiều so với xăng RON 92 Những yếu tố dẫn đến diễn biến trình cháy động đốt cháy cưỡng sử dụng xăng sinh học tốt so với xăng thông thường Việc động cháy tốt dẫn đến giảm số thành phần phát thải Ngoài trị số octan xăng sinh học E15, E20 cao xăng RON dẫn đến khả tăng tốc tốt xăng thường HV: Chu Bá Vỹ 66 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết luận Luận văn thử nghiệm ba loại nhiên liệu xăng RON92, E15, E20 hai xe Lanos Corolla phòng thí nghiệm Động đốt trong, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, qua đánh giá ảnh hưởng chế độ làm việc phát thải động sử dụng loại xăng sinh học E15, E20 Việc khảo sát hai loại nhiên liệu xăng sinh học E15 E20 đưa định hướng điều chỉnh động nhằm đạt yêu cầu kinh tế kỹ thuật phát thải động ô tô Về tính kinh tế kỹ thuật, sử dụng xăng sinh học E15 E20 động xăng ô tô dùng chế hòa khí công suất động có xu hướng tăng lớn 10,25% với E15 tốc độ 75 km/h tay số 4, mức tiêu thụ nhiên liệu động giảm với mức tối đa 8,9% với E20 tốc độ 50 km/h tay số Với động xăng dùng hệ thống phun xăng điện tử, công suất động giảm không đáng kể, nhiên mức tiêu hao nhiên liệu lại cải thiện so với sử dụng nhiên liệu xăng RON92 giảm 5% với E20 tốc độ 50km/h tay số Như vậy, sử dụng xăng sinh học E15 E20, tính kinh tế kỹ thuật động xăng ô tô được cải thiện so với dùng nhiên liệu xăng truyền thống RON92 Xét tiêu hàm lượng phát thải, có khác biệt sử dụng xăng sinh học E15 E20 hai loại động xăng thử nghiệm Với xe ô tô dùng chế hòa khí, mức phát thải CO HC giảm đáng kể, hàm lượng phát thải NOx CO2 tăng không đáng kể, giảm trung bình lớn 5.1% xe chạy xăng sinh học E20 Còn động xăng ô tô dùng hệ thống phun xăng điện tử, hàm lượng phát thải thay đổi không đáng kể, tăng trung bình 0.9% chạy E15 Ngoài ra, khả khởi động lạnh khởi động nóng sử dụng xăng sinh học E15, E20 tương tự xăng RON92 Hơn nữa, khả tăng tốc chạy nhiên liệu xăng sinh học E15, E20 tốt so với nhiên liệu xăng RON92 Tóm lại, sử dụng nhiên liệu E15, E20 cho động xe ô tô lưu hành gồm loại thiết kế phun xăng điện tử chế hòa khí, công suất động không bị ảnh hưởng, chí cải thiện xe dùng chế hòa khí Tuy nhiên, cần HV: Chu Bá Vỹ 67 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật quan tâm đến việc điều chỉnh lượng nhiên liệu cung cấp, thời điểm đánh lửa động dùng hệ thống phun xăng điện tử… 4.2 Hướng phát triển Trong thời gian tới, đề tài nghiên cứu cần tiếp tục mở rộng với nội dung liên quan sau  Kiểm tra độ tin cậy động sử dụng NLSH có tỷ lệ cao 20% với nhiều loại phương tiện  Tương thích vật liệu động với xăng sinh học có tỷ lệ ethanol E100 lớn 20%  Cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống đánh lửa hỗ trợ khởi động lạnh động sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ ethanol E100 lớn 20%  Đánh giá tác động xăng sinh học có tỷ lệ ethanol E100 lớn 20% đến độ bền tuổi thọ động đời cũ lưu hành thị trường Việt Nam  Phát triển hệ thống nhiên liệu linh hoạt nhằm đáp ứng đa dạng hóa nhiên liệu sử dụng xăng sinh học tỷ lệ ethanol HV: Chu Bá Vỹ 68 MSHV: CA120183 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Lê Anh Tuấn, Bài giảng “Nhiên liệu thay dùng cho động đốt trong”, Trường Đại học Bách khoa Hà nội [2] PGS TS Lê Anh Tuấn, “Thử nghiệm nhiên liệu gasohol E5 E10 ôtô xe máy”, Báo cáo kết hợp đồng số: 05-07/HĐ/ĐHBK-PTN ĐCĐT [3] PGS TS.Phạm Minh Tuấn, Khí thải động ô nhiễm môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, 2008 [4] QCVN 1: 2009/BKHCN, “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia xăng, nhiên liệu diesel NLSH” [5] Thủ Tướng Chính Phủ, 2007, Quyết định 177/2007/QĐ-TTg việc phê duyệt “Đề án phát triển NLSH đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” [6] A Testing Based Assessment to Determine Impacts of a 20% Ethanol Gasoline Fuel Blend on the Australian Passenger Vehicle Fleet Report to Environment Australia [7] Frank Rosillo – Calle, et al; Aglobal overview of vegetable oils, with reference to biodiesel; A Report the IEA Bioenergy Task 40, 2009 [8] OECD/FAO; Chapter 3-Biofuels, OECD – FAO Agricultural Outlook 2011 – 2020; 2011 [9] Richard L Bechtold; Alternative Fuels Guidebook – Properties, Storage, Dispensing, and Vehicle Facility Modifications; SAE International, 1997 [10] Website http://hepa.gov.vn [11].Website http:// www.methanol.org/ [12] Website http:// www.khoahoc.com.vn [13] Website http:// www.petrotimes.vn/thuong-truong/2011/03/taxi-dau-khikhong-bi-anh-huong-boi-gia-xang-dau [14] Website http:// www.tcvn.info.org.vn [15] Website http:// www.vr.org.vn [16] Website http:// wikipedia.org/wiki/Motor_vehicle [17] Website http:// www.worldometers.info/cars/ HV: Chu Bá Vỹ 69 MSHV: CA120183 ... trình thử nghiệm 33 Chương NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ Ô TÔ KHI SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC E15, E20 37 3.1 Ảnh hưởng xăng sinh học E15, E20 đến tiêu kinh... tiễn đây, đề tài Nghiên cứu xây dựng quan hệ chế độ làm việc phát thải động ô tô sử dụng xăng sinh học E15 E20” thực Qua đó, đề tài đưa số đề xuất cần thiết sử dụng xăng sinh học E15 E20 HV: Chu... giá tác động xăng sinh học tới động khoảng thời gian dài Chính em chọn đề tài: Xây dựng mối quan hệ chế độ vận hành hàm lượng chất phát thải độc hại khí thải động ô tô sử dụng xăng sinh học E15