Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng xăng sinh học (E10, E20) trên ô tô phun xăng điện tử

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác! Hà Nội, Ngày 25 tháng 11 năm 2015 Học viên Lê Công Báo i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Anh Tuấn hướng dẫn tơi tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận văn Tơi xin chân thành biết ơn Q thầy, Bộ mơn Phịng thí nghiệm Động đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để hồn thành luận văn Học viên Lê Cơng Báo ii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải CO HC NOx CO2 Ne Me ge E5 E10 Mơnơxit cácbon Hyđrơ cácbon Ơxit nitơ Cácboníc Cơng suất Mômen Suất tiêu thụ nhiên liệu Xăng sinh học bao gồm 5% etanol 95% xăng truyền thống Xăng sinh học bao gồm10% etanol 90% xăng truyền thống Xăng sinh học bao gồm 20% etanol 80% xăng truyền thống Etanol gốc Hội kỹ sư ô tô giới Nhiên liệu biến tính Tiêu chuẩn Việt Nam Nhiên liệu sinh học Chassis Dynamometer 48” (Băng thử ô tô xe tải hạng nhẹ) Chu trình thử châu Âu cho xe xe tải hạng nhẹ Tiêu thụ nhiên liệu (Fuel comsumption) Hệ số dư lượng không khí Tỷ lệ khơng khí nhiên liệu Tủ phân tích khí thải E20 E100 SAE NLBT TCVN NLSH CD48” ECE15-05 FC λ A/F CEBII Đơn vị - MỤC LỤC Bảng 2.2 Chỉ tiêu chất lượng xăng RON92 [2] .37 iii Bảng 2.3 Tính chất nhiên liệu xăng sinh học E10 E20 [2] .38 Hình 3.5 Mức độ thay đổi cơng suất tay số IV xe Lanos (kw) tay số IV so với RON92 47 Hình 3.6 Mức độ thay đổi công suất tay số V xe Lanos (kw) tay số V so với RON92 47 Bảng 3.5 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số IV 48 Bảng 3.6 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số V .49 Bảng 3.9 Mức thay đổi phát thải so với RON92 (%) E10 E20 tay số V 52 Hình 3.12 Mức độ thay đổi CO (%) nhiên liệu E10 E20 53 Hình 3.14 Mức độ thay đổi NOx (%) nhiên liệu E10 E20 54 iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất etanol [1] Bảng 2.1 Ưu, nhược điểm methanol ethanol 29 Bảng 2.2 Chỉ tiêu chất lượng xăng RON92 [2] .37 Bảng 2.3 Tính chất nhiên liệu xăng sinh học E10 E20 [2] .38 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật xe Daewoo Lanos 43 Bảng 3.2 Các điểm thử nghiệm tay số IV V ô tô 44 Bảng 3.3 Kết đo công suất xe Lanos tay số IV 45 Bảng 3.4 Thay đổi công suất xe Lanos tay số V .46 Hình 3.5 Mức độ thay đổi công suất tay số IV xe Lanos (kw) tay số IV so với RON92 47 Hình 3.6 Mức độ thay đổi công suất tay số V xe Lanos (kw) tay số V so với RON92 47 Bảng 3.5 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số IV 48 Bảng 3.6 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số V .49 Bảng 3.8 Phát thải xe Lanos tay số V 51 Bảng 3.9 Mức thay đổi phát thải so với RON92 (%) E10 E20 tay số V 52 Hình 3.12 Mức độ thay đổi CO (%) nhiên liệu E10 E20 53 Hình 3.14 Mức độ thay đổi NOx (%) nhiên liệu E10 E20 54 Bảng 3.10 Phát thải xe Lanos chạy với RON92, E10 E20 theo chu trình thử ECE1505 55 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ sản xuất etanol từ lúa mì xi-rơ đường Hình 1.2 Sơ đồ sản xuất etanol từ xenluloza 10 Hình 1.3 Sản lượng nhiên liệu sinh học tính đến năm 2017 15 Hình 2.1 Áp suất bão hòa 37,80C .33 Hình 2.2 Sự tăng trị số octan tăng tỉ lệ etanol 34 Bảng 2.2 Chỉ tiêu chất lượng xăng RON92 [2] .37 Bảng 2.3 Tính chất nhiên liệu xăng sinh học E10 E20 [2] .38 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thử thử nghiệm ô tô PTN Động đốt ĐHBK Hà Nội .40 Hình 3.2 Ơ tơ Daewoo Lanos .41 Hình 3.3 Tủ phân tích khí thải CEBII 42 Hình 3.4 Chu trình thử Châu Âu ECE 1505 45 Hình 3.5 Mức độ thay đổi cơng suất tay số IV xe Lanos (kw) tay số IV so với RON92 47 Hình 3.6 Mức độ thay đổi công suất tay số V xe Lanos (kw) tay số V so với RON92 47 Hình 3.7 Mức độ cải thiện cơng suất xe Lanos (%) tay số IV so với RON92 48 vi Hình 3.8 Mức độ cải thiện cơng suất xe Lanos (% ) tay số V so với RON92 48 Bảng 3.5 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số IV 48 Bảng 3.6 Tiêu hao nhiên liệu xe Lanos tay số V .49 Hình 3.9 Suất tiêu thụ nhiên liệu tay số IV động xe Lanos 49 50 Hình 3.10 Suất tiêu thụ nhiên liệu tay số V động xe Lanos 50 Bảng 3.7 Mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu so với RON92 (%) E10 E20 tay số V 50 Nhằm đánh giá rõ nét tác động nhiên liệu E10, E20 đến tiêu suất tiêu thụ nhiên liệu sử dụng Hình 3.11thể suất tiêu thụ nhiên liệu động xe Lanos vận hành theo tay số IV V .50 51 Hình 3.11 Mức thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu so với RON92 (%) E10 E20 tay số V 51 Bảng 3.9 Mức thay đổi phát thải so với RON92 (%) E10 E20 tay số V 52 Hình 3.12 Mức độ thay đổi CO (%) nhiên liệu E10 E20 53 Hình 3.14 Mức độ thay đổi NOx (%) nhiên liệu E10 E20 54 vii MỞ ĐẦU Hiện lượng ô nhiễm môi trường vấn đề quan trọng cấp bách cần giải Thực tế cho thấy, với phát triển mạnh mẽ công nghiệp kéo theo lượng lượng cần cho tăng lên lớn Trong nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt Mặt khác việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải nhiều khí ô nhiễm CO x, NOx, SOx, hợp chất hydrocacbon, bụi… gây nên nhiều hiệu ứng xấu đến môi trường, hệ sinh thái ảnh hưởng lớn đến chất lượng sống Vì việc tìm nguồn lượng có khả tái tạo thân thiện với môi trường điều quan trọng cần thiết Bên cạnh việc sử dụng nguồn lượng lượng thủy điện, lượng nguyên tử, lượng mặt trời, lượng gió, lượng thủy triều…Năng lượng có nguồn gốc sinh học quan tâm Trong loại nhiên liệu sinh học etanol loại nhiên liệu có tiềm lớn Việt Nam nhờ nguồn nguyên liệu phong phú tham gia mạnh mẽ nhiều thành phần kinh tế vào trình sản xuất Nguyên liệu để sản xuất etanol phong phú kể đến nguồn nguyên liệu từ sản phẩm nông nghiệp, rác thải, phế phẩm nông nghiệp lâm nguồn nguyên liệu dồi không liên quan đến lương thực giúp cho việc tái sử dụng nguồn phế liệu cách hiệu Việt Nam nước nơng nghiệp, nơi có tiềm lớn ngun liệu phục vụ cho sản xuất nhiên liệu sinh học phục vụ cho đời sống, có chủ trương đắn thể qua “Đề án Phát triển sử dụng nhiên liệu sinh học đến năm 2015 tầm nhìn đến năm 2025” Chủ trương thể tham vọng phủ thể tâm toàn xã hội việc quy hoạch, tổ chức sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học Các nghiên cứu sử dụng xăng sinh học động phương tiện nghiên cứu thực nghiệm nước Ở nước, loại xăng sinh học từ E10 đến E20 nghiên cứu sử dụng xe máy ô tơ dùng chế hịa khí Tuy nhiên, thực tế cho thấy kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm đặc tính phát thải đối tượng động dùng chế hịa khí thường khơng tương đồng với loại động khơng có khả điều khiển tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng xăng sinh học (E10, E20) ô tô phun xăng điện tử” hướng tới góp phần giải yêu cầu thực tiễn Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.1 Mục đích Đánh giá ảnh hưởng xăng sinh học đến tính phát thải động phun xăng điện tử lắp ô tô đại 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài + Nghiên cứu thực nghiệm thực với loại nhiên liệu RON92, E10 E20, + Ơ tơ thử nghiệm tơ Daewoo Lanos 2001, số kilomet trước vào thử nghiệm 97.263 (km), xe sử dụng hệ thống nhiên liệu phun xăng điện tử, Các nội dung nghiên cứu luận văn thực Phịng thí nghiệm Động đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phương pháp nghiên cứu + Nghiên cứu lý thuyết thông qua tổng hợp nghiên cứu sử dụng xăng sinh học Việt Nam giới, tập hợp kế thừa kết trước cơng trình nghiên cứu liên quan, + Thực nghiệm đối chứng tính phát thải sử dụng nhiên liệu truyền thống RON92 xăng sinh học E10, E20, + Tăng cường trao đổi tiếp thu ý kiến chuyên gia có kinh nghiệm lĩnh vực nghiên cứu để hồn thiện phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn + Luận văn xây dựng thành cơng quy trình thực nghiệm động phun xăng điện tử nhiên liệu xăng sinh học E10 E20, bao gồm quy trình đánh giá đối chứng tính phát thải động Các quy trình xây dựng dựa sở tiêu chuẩn đánh giá hành hệ thống thiết bị đánh giá đại có Việt Nam, + Luận án góp phần tư vấn cho quan chức việc thực mục tiêu lộ trình sử dụng xăng sinh học E10 theo định 52/2012/QĐ-TTg Thủ Tướng Chính phủ cung cấp kiến thức, tư vấn cho người sử dụng phương tiện việc sử dụng, vận hành cách phương tiện nhằm tận dụng tối đa ưu điểm hạn chế ảnh hưởng trái chiều xăng sinh học đến phương tiện môi trường CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ... chức sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học Các nghiên cứu sử dụng xăng sinh học động phương tiện nghiên cứu thực nghiệm nước Ở nước, loại xăng sinh học từ E10 đến E20 nghiên cứu sử dụng xe máy tơ... khí/nhiên liệu Đề tài ? ?Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng xăng sinh học (E10, E20) ô tô phun xăng điện tử? ?? hướng tới góp phần giải yêu cầu thực tiễn Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.1 Mục... hưởng xăng sinh học đến tính phát thải động phun xăng điện tử lắp ô tô đại 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài + Nghiên cứu thực nghiệm thực với loại nhiên liệu RON92, E10 E20, + Ơ tơ thử nghiệm