Nghiên cứu ảnh hưởng của EGR (exhaust gas recirculation) đến đặc tính phát thải và hiệu suất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA KỸ THUẬT Ô TÔ & MÁY ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI VÀ HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN XUÂN TÙNG LỚP : K47CDL.01 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN TRUNG KIÊN THÁI NGUYÊN -2016 课 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Động đốt nói riêng ơtơ nói chung phận quan trọng việc phát triển kinh tế đất nước Nhưng tác động khí thải tới ô nhiễm môi trường sức khỏe người khơng nhỏ Do vấn đề cấp thiết cần phải giải làm giảm đến mức chất độc hại khí thải động Như biết thành phần hàm lượng chất có động đốt phức tạp, chất có hại với mơi trường người điển hình như: NOx, CO, CO2, Hydrocacbon, ơxit lưu huỳnh, Trong hợp chất NOx chiếm tỷ lệ cao có hại Chính mà em định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng EGR đến đặc tính phát thải hiệu suất động cơ” làm đồ án tốt nghiệp hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Trung Kiên Nội dung đồ án tốt nghiệp em gồm: NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI Nội dung đồ án tốt nghiệp em gồm phần sau: Chương 1: Tổng quan hệ thống tuần hồn khí xả Chương 2: Ảnh hưởng EGR đến đặc tính phát thải Chương 3: Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất động Kết luận TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ EGR viết tắt từ Exhaust Gas Recirculation nghĩa tuần hoàn khí xả Hệ thống tuần hồn khí xả (EGR) phương pháp để làm giảm ô nhiễm khí xả động đốt cách đưa phần khí xả quay trở lại đường ống nạp trước vào xylanh động Một phần khí xả động quay trở lại buồng đốt qua hệ thống nạp để giảm bớt phát xạ NOx khí xả động đốt Đối với động xăng, khoảng 5-15% khí thải đưa trở buồng đốt thông qua EGR Mức 15% giới hạn để động làm việc bình thường nhiều khí thải, động khó khởi động làm việc khơng trơn tru TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ Tỷ lệ khí xả tuần hồn cao so với động xăng (động diesel phun trực tiếp có lượng khí thải tuần hồn lên đến 60%, động diesel phun gián tiếp khoảng 30%) Nhưng việc sử dụng EGR động diesel làm giảm tính kinh tế nhiên liệu, tăng lượng thải HC chất thải dạng hạt rắn (PM - Tro bon), động hoạt động không ổn định, làm ảnh hưởng đến công suất EGR phương pháp quan trọng việc làm giảm tỷ lệ NOx diện khí xả động đốt Nguyên nhân làm giảm nhiệt độ đỉnh lửa đốt cháy động Sau sơ đồ hệ thống tuần hồn khí xả TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ Hệ thống EGR phát minh để kiểm sốt mức độ nhiễm mơi trường xe vào đầu năm 1970, sớm khoảng năm so với xúc tác trung hồ khí xả (dùng chất xúc tác để trung hoà bớt chất khí độc hại) Mục tiêu EGR làm giảm nồng độ NOx cách tuần hoàn phần khí xả quay trở lại hệ thống nạp động điều kiện có tải Tác dụng lượng khí thải làm giảm nhiệt độ cháy đoạn nhiệt hay làm giảm nồng độ ôxy động diesel Ngồi khí thải tuần hồn cịn làm tăng nhiệt dung riêng khí nạp nên nhiệt độ cháy giảm xuống Mục tiêu việc hạ thông số để làm ngăn cản trình sinh NOx, giảm nồng độ chất khí thải động TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ Trên thực tế, nhiệt độ cao lượng NOx sinh nhiều (nitơ chiếm 70% khơng khí) Ngồi nhiệt độ, cịn có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới khả hình thành NOx như: Áp suất buồng đốt, thời gian đánh lửa, hỗn hợp nhiên liệu, nhiệt độ khơng khí nạp Chẳng hạn việc giảm tỉ số nén đánh lửa muộn làm giảm nồng độ NOx khí xả, nhiên điều làm giảm công xuất cực đại tính xe Chính điều thơi thúc nhà thiết kế tìm hệ thống EGR để giải toán TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TUẦN HỒN KHÍ XẢ KẾT LUẬN Sự có mặt phần khí thải có hỗn hợp nhiên liệu khơng khí buồng cháy có tác dụng: Làm giảm hàm lượng khí ơxy có lượng hỗn hợp Làm cho hỗn hợp có hàm lượng ơxy thấp lượng ơxy có khí thải Làm giảm nhiệt độ buồng cháy nhiệt dung riêng khí xả lớn nhiệt dung riêng khơng khí Cản trở làm giảm tốc độ lan tràn màng lửa buồng cháy (giảm tốc độ cháy) Tất điều dẫn tới việc làm giảm áp suất, nhiệt độ cháy từ giảm hàm lượng NOx hình thành ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI Khí xả tuần hồn khép kín phương pháp hiệu cho điều khiển NOx Khí xả chủ yếu gồm CO2, N2 khuấy trộn có độ cao nhiệt dung riêng so với khơng khí khí Khí xả tuần hồn lại chuyển vị khơng khí trông vào buồng đốt với CO2 nước có mặt đưa vào xả động cơ, hậu chuyển chỗ khơng khí này, lượng ơxy đưa vào khuấy trộn nạp vào sẵn sàng cho cháy Ngồi trộn khí xả với khơng khí nạp vào tăng nhiệt dung riêng khuấy trộn nạp vào, dẫn đến hạ nhiệt độ lửa Do kết hợp lượng ơxy hạ thấp đưa vào khơng khí nạp hạ nhiệt độ lửa làm chậm phản ứng hình thành NOx EGR (%) định nghĩa phần trăm theo khối lượng riêng lượng khí xả cho quay lại (MEGR) đưa vào khuấy trộn vào tổng khí nạp (Mi) Tuy nhiên việc sử dụng EGR dẫn đến phát sinh muội than khí thải HC (20- 30%) so với động không sử dụng EGR ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI Ảnh hưởng lượng khí thải tuần hồn đến hàm lượng CO chế độ tải động Khi động chạy tải khác tốc độ 1500rpm với phần trăm EGR từ ( – 25%) ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI Ảnh hưởng lượng khí thải tuần hoàn đến hàm lượng HC chế độ tải động Khi động chạy tải khác tốc độ 1500rpm với phần trăm EGR từ ( – 25%) ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI Ảnh hưởng lượng khí thải tuần hoàn đến hàm lượng NOx chế độ tải động Khi động chạy tải khác tốc độ 1500rpm với phần trăm EGR từ ( – 25%) ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất nhiệt Động chạy chế độ tải khác với tốc độ không đổi 1500rpm tỷ lệ EGR thay đổi từ 0% đến 25% ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất thể tích Động chạy chế độ tải khác với tốc độ không đổi 1500rpm tỷ lệ EGR thay đổi từ 0% đến 25% ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất nhiệt có ích với tải động KẾT LUẬN Những mục tiêu đạt được: Tính cấp thiết đề tài Ảnh hưởng EGR đến đặc tính phát thải Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất động Có khả giải vấn đề nghiên cứu cách độc lập Nâng cao khả soạn thảo văn bản, tìm tài liệu đọc tài liệu tiếng anh Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN LẮNG NGHE!!! ... 25% ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất nhiệt có ích với tải động KẾT LUẬN Những mục tiêu đạt được: Tính cấp thiết đề tài Ảnh hưởng EGR đến đặc tính phát thải. .. lệ EGR thay đổi từ 0% đến 25% ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ Ảnh hưởng EGR đến hiệu suất thể tích Động chạy chế độ tải khác với tốc độ không đổi 1500rpm tỷ lệ EGR thay đổi từ 0% đến. .. (MEGR) đưa vào khuấy trộn vào tổng khí nạp (Mi) Tuy nhiên việc sử dụng EGR dẫn đến phát sinh muội than khí thải HC (20- 30%) so với động không sử dụng EGR ẢNH HƯỞNG CỦA EGR ĐẾN ĐẶC TÍNH PHÁT THẢI