BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ thế hệ mới dùng cho động cơ diesel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Thử nghiệm đo momen, tốc độ, tiêu hao nhiên liệu mức phát thải động Diesel băng thử nhiên liệu pha phụ gia Adnano Đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ hệ dùng cho động diesel Người thực hiện: PGS TS Phạm Hữu Tuyến HÀ NỘI, 8/2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM Thử nghiệm đo momen, tốc độ, tiêu hao nhiên liệu mức phát thải động Diesel băng thử nhiên liệu pha phụ gia Adnano Đề tài: Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ hệ dùng cho động diesel HÀ NỘI, 8/2017 Mục lục Lời nói đầu 1 Thiết bị phương pháp thử nghiệm 1.1 Thiết bị thử nghiệm đo công suất 1.1.1 Phanh điện APA 100 1.1.2 Thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 1.1.3 Thiết bị làm mát nước AVL 553 1.1.4 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733S 1.1.5 Bộ ổn định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 1.1.6 Bộ điều khiển tay ga THA 100 1.2 Động thử nghiệm 1.3 Nhiên liệu thử nghiệm 10 1.4 Điều kiện thử nghiệm 12 1.5 Phương pháp thử nghiệm 12 Kết thử nghiệm 13 3.1 Kết thử nghiệm với nhiên liệu DO-Adnano-02 13 3.2 Đánh giá hiệu nhiên liệu DO-Adnano-02 với diesel DO 0,05S 14 3.2.1 Kết thử nghiệm công suất, mômen tiêu hao nhiên liệu phát thải theo đường đặc tính ngồi (100% tay ga) 14 3.2.2 Kết thử nghiệm công suất, mômen tiêu hao nhiên liệu phát thải theo đường đặc tính tải 16 3.3.3 Kết thử nghiệm theo chu trình ECER49 18 Kết luận thử nghiệm 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 Lời nói đầu Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghiệp giới, gia tăng phương tiện giao thông gây thách thức việc thiếu hụt nguồn cung cấp nhiên liệu Các nguồn động lực chủ yếu sử dụng nhiên liệucó nguồn gốc dầu mỏ Tuy nhiên, lượng dầu mỏ ngày cạn kiệt, với trữ lượng khoảng 1342 tỷ thùng (năm 2009) Với mức tiêu thụ khoảng 81,3 triệu thùng ngày (năm 2010) với tốc độ tiêu thụ gia tăng 1,6% năm khoảng 43 năm trữ lượng dầu mỏ khai thác hết Các loại nhiên liệu có nguồn gốc dầu mỏ gây tình trạng nhiễm mơi trường nghiêm trọng giới Để giảm phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch giảm nhiễm mơi trường nhà khoa học giới nghiên cứu, ứng dụng sử dụng phụ gia nhiên liệu dạng nhiên liệu thay có nguồn gốc phi dầu mỏ nhiên liệu sinh học, nhiên liệu hydro, lượng mặt trời, lượng gió, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, Theo xu hướng phát triển chung giới, nhà khoa học Việt Nam bắt đầu tiếp cận có nghiên cứu bước đầu sử dụng phụ gia nhiên liệu, đặc biệt phụ gia cho nhiên liệu diesel với mục đích nâng cao hiệu sử dụng lượng giảm ô nhiễm môi trường Đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo phụ gia nhiên liệu vi nhũ hệ dùng cho động diesel” hướng nghiên cứu để đáp ứng nhu yêu cầu Trong báo cáo “Thử nghiệm đo momen, tốc độ, tiêu hao nhiên liệu mức phát thải động Diesel băng thử đối vớinhiên liệu pha phụ gia Adnano” Đối tượng nhiên liệu thử nghiệm dầu DO 0,05Spha phụ gia Adnano (hay Adnano-02), tỉ lệ pha 1/8000 thể tích 1 Thiết bị phương pháp thử nghiệm 1.1 Thiết bị thử nghiệm đo công suất Băng thử động lực cao động (High Dynamic Engine Testbed) (Hình 1)với mục đích thực thử nghiệm phục vụ công tác nghiên cứu phát triển động trang bị nhiều thiết bị đại đồng như: - Phanh điện APA 100 - Thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 - Thiết bị làm mát nước làm mát AVL 553 - Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL 733S - Bộ ổn định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 - Bộ điều khiển tay ga THA 100 Các thiết bị phụ trợ khác như: DiGas 4000, DiSmoke 4000, Opacimeter 439, Smokemeter 415S dùng cho việc nghiên cứu độ phát thải động (thành phần khí thải, độ mờ khói, độ đen khí thải, mật độ thành phần dạng hạt) Hình1.Sơ đồ phịng thử động lực cao động 1.1.1 Phanh điện APA 100 Phanh điện APA 100 hoạt động chế độ phanh điện động điện.Tác dụng tương hỗ lực từ stato rotor tạo tải trọng cho động kéo động đốt quay Vỏ stato đặt hai gối đỡ nên có xu hướng quay theo Một cảm biến lực (loadcell) giữ vỏ stato vị trí cân xác định giá trị lực tương hỗ Thay đổi giá trị lực cách thay đổi cường độ dòng điện vào băng thử Tốc độ quay băng thử xác định cảm biến tốc độ kiểu đĩa quang Công suất lớn băng thử chế độ động điện 200kW, chế độ phanh điện 220kW dải tốc độ từ 2250 đến 4500 vòng/phút, tốc độ cực đại 8000 vòng/phút Băng thử trang bị hệ thống điều khiển, xử lý số liệu tự động hiển thị kết quả, mơ hình hố PUMA, EMCON 300, Concerto ISAC 300, giúp cho trình điều khiển dễ dàng bảo đảm kết thử nghiệm xác (hình 2) Hình2 Phanh điện APA 100 Từ trường tương hỗ rotor stator tạo mô men cản với rotor cân băng với momen dẫn động từ rotor (rotor cụm phanh nối với trục dẫn động từ động cơ) Cường độ từ trường tương hỗ rotor stator điều chỉnh để tăng giảm mô men cản trục dẫn động từ động Khả thay đổi mơ men phanh thích hợp cho việc điều khiển tự động chế độ thử động Cụm phanh có chức làm việc chế độ máy phát (phanh động cơ) chế độ động (kéo động quay) nên dùng để chạy rà nguội thí nghiệm động băng thử.Hình giới thiệu đặc tính phanh chế độ máy phát, hình chế độ động Ngồi cơng suất động hấp thụ biến đổi thành lượng điện thiết bị (phanh).Dòng điện qua biến tần đưa Phanh APA 100 cịn có chức mơ tả sức cản lên động động lắp ôtô chạy đường phần mềm ISAC Hình Đặc tính phanh chế độ máy phát Hình Đặc tính phanh chế độ động điện 1.1.2 Thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 Theo tiêu chuẩn thử nghiệm động khí thải có u cầu nhiệt độ dầu bơi trơn phải nằm giới hạn cho phép.Cụm làm mát dầu có chức giữ ổn định nhiệt độ dầu bôi trơn hình Khi động làm việc phần nhiệt truyền cho dầu bơi trơn, làm nóng dầu bơi trơn, ảnh hưởng đến chất lượng bơi trơn (tính lý hố dầu bơi trơn) nên cần làm mát dầu bôi trơn Và động bắt đầu làm việc mơi trường có nhiệt độ thấp, lúc nhiệt độ động thấp (độ nhớt dầu cao) ảnh hưởng đến chất lượng bôi trơn (tính lý hố dầu bơi trơn) làm tăng thời gian hâm nóng động (có thể động làm việc được) cần làm nóng dầu bơi trơn Hình 11 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống làm mát dầu bôi trơn, dầu từ te bơm hút qua đầu nối nhanh lọc dầu Dầu sau qua bơm đưa tới làm mát dầu sấy Tùy theo nhiệt độ dầu mà van ngả cho dầu qua làm mát hay qua sấy Dầu từ van ngả qua đầu nối nhanh để trở te dầu Van sử dụng trường hợp dầu bôi trơn lấy đằng sau bơm dầu động khơng có sấy dầu, trường hợp nhiệt độ chưa đạt van mở để dầu không qua hệ thống làm mát mà trực tiếp bơi trơn Hình5.Sơ đồ khối thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 1.1.3 Thiết bị làm mát nước AVL 553 Theo tiêu chuẩn thử nghiệm động khí thải có yêu cầu nhiệt độ nước làm mát Cụm làm mát nước có chức giữ ổn định nhiệt độ nước làm mát động Hình Sơ đồ khối cụm làm mát nước làm mát AVL 553 Khi động làm việc phần nhiệt truyền cho chi tiết động cơ, gây ứng suất nhiệt cho chi tiết nên cần phải làm mát động Khi động bắt đầu làm việc, nhiệt độ động cịn thấp, khó khởi động nên làm nóng nước vịng ngồi để hâm nóng động cơ, động làm việc nhiệt độ động tăng cụm AVL 553 hình điều chỉnh nhiệt độ nước vịng phù hợp để làm mát nhiệt độ nước làm mát động 1.1.4 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733S Nguyên lý đo phân tích trọng lượng cho phép đo trực tiếp khối lượng nhiên liệu tiêu thụ Do khơng có ảnh hưởng nhiệt độ tỷ trọng nhiên liệu tới phép đo Giải pháp thơng gió cho bình đo nhằm đảm bảo khơng xuất bọt khí mạch đồng thời giải pháp đảm bảo tính an tồn độ ổn định cao Nguyên lý đo phân tích trọng lượng cho phép đo trực tiếp khối lượng nhiên liệu tiêu thụ Do khơng có ảnh hưởng nhiệt độ tỉ trọng nhiên liệu tới phép đo Sai số thiết bị 0,1% Giải đo từ đến 150kg/h Có thể cho phép tới 400kg/h Tổng khối lượng bình đo 1800g Với khối lượng cho phép đo liên tục áp dụng cho loại xetừ xe máy tới ôtô áp dụng tiêu chuẩn thử nghiệm FTP75, ECE R40 Với thời gian điền đầy ngắn, cho phép sớm tiến hành phép đo Fuel Balance 733S dùng cảm biến đo lưu lượng nhiên liệu tiêu thụ cung cấp cho động cách cân lượng nhiên liệu bình chứa (đo theo kiểu khối lượng) Fuel Balance 733S dùng cảm biến đo lưu lượng xác định lượng tiêu thụ nhiên liệu Yêu cầu cảm biến phản ứng với tốc độ nhanh độ nhạy độ xác cao Bắt đầu trình đo nhiên liệu cấp đầy vào thùng đo thông qua đường cấp nhiên liệu 1.Khi lượng nhiên liệu đầy lúc lực tỳ lên cảm biến lưu lượng lớn Van điện từ 12 đóng lại ngăn khơng cho dịng nhiên liệu vào thùng đo đường cấp vào động mở, lượng nhiên liệu đường hồi động (khi sử dụng hệ thống phun xăng điện tử) áp suất bình giữ ổn định nhờ ống thơng Đồng thời với q trình phận đếm thời gian hoạt động.Lượng nhiên liệu bình chứa đo liên tục giây dựa vào lượng nhiên liệu cịn bình ECU tính lượng nhiên liệu tiêu thụ động Hình 7.Sơ đồ nguyên lý hoặt động hệ thống AVL 733 Nhiên liệu cấp vào thùng đo; Nhiên liệu tới động cơ; 3.Nhiên liệu hồi từ động cơ; 4.Ống thông hơi; 5.Các ống nối mềm; Thùng đo; Thanh cân; 8.Lị xo lá; Cân bì; 10 Cảm biến lưu lượng; 11.Thiết bị giảm chấn; 12.Van điện từ đường nạp 1.1.5 Bộ ổn định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 Hình Hệ thống ổn định nhiệt độ nhiên liệu AVL 753 Nhiệt độ nhiên liệu hệ thống không giống nhiệt độ nhiên liệu đường cung cấp có đường nhiên liệu hồi mang nhiệt từ động Do mật độ nhiên liệu thay đổi làm sai lệch kế đo AVL 753 (hình 8) có nhiệm vụ điều hồ nhiệt độ nhiên liệu đồng thời đảm bảo lưu lượng nhiên liệu cung cấp cho động AVL 753 dùng nước vịng ngồi làm mát lượng nhiên liệu định sẵn từ cân nhiên liệu.Lưu lượng nhiên liệu đảm bảo bơm đường nhiên liệu cung cấp cho động 1.1.6 Bộ điều khiển tay ga THA 100 Bộ điều khiển tay ga THA 100 có chức thay đổi vị trí cung cấp nhiên liệu: kéo động Diesel, đóng mở bướm ga động xăng THA100 động biến bước, thay đổi chiều dài đoạn dây kéo ga để thay đổi vị trí cung cấp nhiên liệu tuỳ theo chế độ thử điều khiển từ máy tính Hình Hệ thống điều khiển tay ga THA-100 1.2 Động thử nghiệm Động thử nghiệm động diesel xylanh 4db Hyundai, thông số kỹ thuật động bảng 1, động lắp xe tải máy phát điện, động trang bị hệ thống làm mát nước cững tuần hồn vịng kín, hệ thống bôi trơn cácte ướt, hệ thống nhiên liệu bơm cao áp phân phối VE, hình 10 hình ảnh động Hình 10.Động thử nghiệm Bảng Thông số kỹ thuật động D4DB Model động Hyundai D4DB Dung tích xy lanh (cc) 3.907 Đường kính x hành trình (mm) 104x105 Cơng suất lớn nhất(Hp/vịng phút) 130/2.900 Mơ-men lớn (kg.m/vịng phút) 37/1.600 Kích thước (mm) Dài 815 Rộng 695 Cao 765.5 Trọng lượng khô (kg) 350 Loại động (kỳ) Số xy lanh Bố trí xy lanh Thẳng hàng Thứ tự cháy 1-3-4-2 Tỉ lệ nén 18:1 Dẫn động cam Curoa 1.3 Nhiên liệu thử nghiệm Mẫu nhiên liệu DO-Adnano-02được phân tích Phịng thử nghiệm Xăng – Dầu – Khí, Trung tâm Kỹ thuật Đo lường Chất lượng I, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng.Bảng kết mẫu DO-Adnano-02 Bảng Chỉ tiêu chất lượng, tính chất nhiên liệu theo TCVN 5689:2013 Phương pháp thử TCVN 5689:2013 Mẫu DO gốc Mẫu DO pha phụ gia Adnano STT Tên tiêu Đơn vị Hàm lượng lưu huỳnh mg/kg TCVN 7760:2013 ≤ 500 213,0 204,1 Trị số Xetan - TCVN 7630:2013 ≥ 50 55,3 55,3 Nhiệt độ cất 90 % thể tích thu hồi TCVN 2698:2011 ≤ 355 346,4 347,8 Điểm chớp cháy cốc kín TCVN 2693:2007 ≥ 55 69,0 66,0 o C o C 10 Độ nhớt động học 40 0C mm2/s TCVN 3171:2011 2,0 – 4,5 3,50 3,49 Cặn cacbon 10 % cặn chưng cất % khối lượng TCVN 7865:2008 ≤ 0,30 0,05 0,03 Điểm đông đặc C TCVN 3753:2011 ≤+6 0 TCVN 2690:2011 ≤0,01 0,005 0,005 o Hàm lượng tro % khối lượng Hàm lượng nước mg/kg TCVN 3182:2013 ≤ 200 61,8 71,5 10 Tạp chất dạng hạt mg/L TCVN 2706:2008 ≤ 10 2,2 2,6 11 Ăn mòn mảnh đồng 50 0C - TCVN 2694:2007 Loại 1a 1a 12 Khối lượng riêng 15 0C kg/m3 TCVN 6594:2007 820 – 850 839,6 839,6 - TCVN 7759:2008 Sạch, trong, khơng có nước tự tạp chất Màu vàng, sạch, Màu vàng, sạch, 13 Ngoại quan Phụ gia nhiên liệu sử dụng phân tích tại trung tâm thử nghiệm Xăng – Dầu – Khí, Trung tâm Kỹ thuật Đo lường Chất lượng I, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Kết bảng Bảng Kết xác định tính chất QUATEST mẫu phụ gia Adnano Phương pháp thử Kết C TCVN 2693:2007 73,0 Độ nhớt 40oC mm2/s TCVN 3171:2011 42,13 Ăn mòn đồng 50oC - TCVN 2694:2007 1b Khối lượng riêng 15oC kg/m3 TCVN 6594:2007 927,2 Ngoại quan - TCVN 7759:2008 Màu nâu đỏ, Stt Tên tiêu Chớp cháy cốc kín Đơn vị o 11 1.4 Điều kiện thử nghiệm Đối với động phải bảo dưỡng trước thử nghiệm nhằm đảm bảo độ ổn định động suốt trình thử nghiệm như: thay dầu bơi trơn, kiểm tra hệ thống nhiên liệu, thay lọc dầu bôi trơn lọc nhiên liệu,… Đối với băng thử phải tiến hành calib thiết bị trước thử nghiệm nhằm đảm bảo kết đo xác Nhiên liệu diesel sử dụng thử nghiệm kiểm tra chất lượng 1.5 Phương pháp thử nghiệm Thử nghiệm tiến hành theo phương pháp đối chứng với điều kiện nhiệt độ phòng thử trạng thái động Thử nghiệm đánh giá tính kinh tế-kỹ thuật phát thải động với hai loại nhiên liệu DO-Adnano-02 so sánh với nhiên liệu diesel thương mại 0,05S Thí nghiệm thực đường đặc tính ngồi động (100% tải), bơm cao áp kéo đến mức cực đại, giữ cố định, tiến hành đo mô men, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu khí thải Ngồi động cịn thử nghiệm đo công suất, suất tiêu hao nhiên liệu khí thải theo đặc tính tải thay đổi tải từ 25% đến 100%khi giữ nguyên tốc độ động 3500 v/ph.Mỗi thơng số đo xác định lần ổn định trước lấy giá trị trung bình Đo phát thải CO, HC, NOx, CO2theo chu trình thử ECE R49 với nhiên liệu DOAdnano-02, kết so sánh với nhiên liệu diesel thương mại 0,05S Chu trình thử ECE R49 chu trình thử 13 mode theo tiêu chuẩn Châu Âu Euro II (Hình 11 Bảng 5) Hình 11 Chu trình thử ECE R49 12 Bảng Diễn giải mode chu trình thử ECE R49 Điểm đo 10 11 12 13 Chế độ thử nghiệm Trọng % Tải Không tải số % 10 25 50 75 100 100 75 50 25 10 - Mômen lớn Không tải Công suất lớn Không tải Thời gian (ph) 25/3 8 8 25 25/3 10 2 2 25/3 6 6 6 6 6 6 Kết thử nghiệm 3.1 Kết thử nghiệm với nhiên liệu DO-Adnano-02 Kết thử nghiệm công suất, mơmen tiêu hao nhiên liệu khí thải theo đường đặc tính ngồi bảng Bảng 5.Kết thử nghiệm đặc tính ngồi động với nhiên liệu diesel DO-Adnano-02 Tốc độ TT ne (vg/ph) Tải (%) Ne (kW) Me (Nm) CO HC Nox ge (ppm) (ppm) (ppm) (g/kWh) Tiêu Smoke thụ (FSN) (g/h) 1000 100 13.59 126.00 487.8 89.58 290.5 230.18 3128 3.67 1500 100 22.95 141.00 508 80.23 341.7 228.16 5236 3.53 2000 100 30.83 145.00 632 76.63 340.4 225.04 6938 3.24 2500 100 37.97 143.00 719.4 85.34 328.2 236.86 8994 2.91 3000 100 43.19 138.00 703.3 91.09 312 254.1 10975 2.47 3500 100 49.5 830.2 103.5 310.6 277.49 13736 2.76 134.00 Kết thử nghiệm công suất, mômen tiêu hao nhiên liệu phát thải theo đặc tính tải 3500 v/phút với nhiên liệu DO-Adnano-02 bảng Bảng 6.Kết thử nghiệm đặc tính tải động với nhiên liệu diesel DO-Adnano-02 3500 v/phút TT Tốc độ ne (vg/ph) Tải (%) Ne (kW) Me (Nm) CO (ppm) 13 HC (ppm) Nox ge (ppm) (g/kWh) Tiêu thụ (g/h) Smoke (FSN) 3500 25 11.57 33.33 429 76.9 250.5 318.41 3684 1.03 3500 50 24.19 66.67 469.8 88.2 276.8 262.41 6348 1.7 3500 75 37.28 101.33 653.8 89.08 290.8 247.69 9234 1.8 3500 100 47.46 132.67 833.4 101.6 312.2 275.39 13070 2.72 Kết đo phát thải CO, HC NOx theo chu trình ECER49 với nhiên liệu diesel DO-Adnano-02 bảng Bảng 7.Kết thử nghiệm đo phát thải theo chu trình ECER49 với nhiên liệu diesel DOAdnano-02 Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn EURO I HC [g/kWh] 0.278 1.1 1.1 NOx [g/kWh] 4.804 CO PM [g/kWh] [g/kWh] 1.907 1.269 4.5 0.36 0.15 Khí thải Tiêu chuẩn EURO II 3.2 Đánh giá hiệu nhiên liệu DO-Adnano-02 với diesel DO0,05S 3.2.1 Kết thử nghiệm công suất, mômen tiêu hao nhiên liệu phát thải theo đường đặc tính ngồi (100% tay ga) 60 ge (g/kWh) 300 50 250 40 200 ge-Do 0,05S 150 30 ge-DO-Ad nano 02 20 100 Ne-DO 0,05S 10 50 1000 Ne-DO-Ad nano 02 1500 2000 2500 Tốc độ 14 3000 3500 Suất tiêu hao nhiên liệu (g/kwh) Công suất (kW) Mơ men (Nm) 350 Hình 12.Kết cơng suất suất tiêu thụ nhiên liệu động sử dụng nhiên liệu DO-Adnano-02 diesel DO0,05S theo đặc tính ngồi Hình 13 Kết đo phát thải CO, HC, NOx, độ khói động D4DB theo đặc tính ngồi (100% tay ga) với nhiên liệu diesel DO-Adnano-02 diesel DO0,05S 2.60 DO-Ad nano 02 -2 -3.12 -4 -10 -12 -14 CO (PPM) -9.13 100 Tốc độ DO 0,05S -10.19 DO-Ad nano 02 -11.47 1500 2000 2500 3000 80 60 40 20 1000 3500 % hiệu CO % hiệu HC HC (PPM) % hiệu Nox % hiệu smoke % hiệu ge DO 0,05S Tốc độ DO-Ad nano 02 % hiệu Ne Gnl 1500 Tốc độ 2500 3000 3500 Tốc độ NOx (PPM) 400 350 300 250 DO 0,05S 200 DO-Ad nano 02 150 100 50 1000 2000 4.50 450 Phát thải -5.47 -5.68 120 Phát thải HC (ppm) -8 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 1000 Hàm lượng muội (FSN) Phát thải CO (ppm) -6 Smoke (FSN) 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 DO 0,05S 1.50 DO-Ad nano 02 1.00 0.50 0.00 1500 2000 2500 3000 1000 3500 1500 2000 2500 3000 3500 Hình 14 Sự thay đổi cơng suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải động sử dụng diesel pha phụ gia so với diesel thông thường theo đường đặc tính tốc độ, vị trí ga 100% Hình 12 cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu động D4DB theo đặc tính ngồi sử dụng nhiên liệu diesel DO 0,05S vàDO-Adnano-02, kết cho thấy sử dụng với ba loại nhiên liệu cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu có xu hướng Khi tăng tốc, công suất động tăng, suất tiêu hao nhiên liệu giảm đến tốc độ 15 2000v/phút, tiếp tục tăng tốc độ, suất tiêu hao nhiên liệu giảm Khi sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, công suất động cao so với nhiên liệu diesel, tiêu hao nhiên liệu thấp hơn, tính trung bình tồn dải tốc độ, sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, công suất động tăng 2,60%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,47% (hình 14) Hình 13 đặc tính phát thải động theo đặc tính ngồi sử dụng với nhiên liệu diesel DO0,05S nhiên liệu pha phụ gia DOAdnano-02 Kết hình 13 cho đặc tính phát thải hai loại nhiên liệu có chung xu hướng Khi tăng tốc độ động thành phần CO có xu hương tăng dần, NOx tăng sau giảm, thành phần muội HC có xu hướng giảm dần sau tăng (hình 13) Khi sử dụng nhiên liệu pha phụ gia, thành phần khí phát thải CO, NOx, HC muội điều có xu hướng thấp so với nhiên liệu diesel DO0,05S, trung bình toàn dải tốc độ, sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, phát thải CO giảm 8,53%, HC giảm 10,19%, NOx giảm 11,47%, độ khói giảm 5,68% (hình 14) 3.2.2 Kết thử nghiệm công suất, mômen tiêu hao nhiên liệu phát thải theo đường đặc tính tải 50 400 350 ge (g/kWh) 40 300 35 250 30 25 200 Ne-DO 0,05S 20 150 ge-Do 0,05S 15 100 10 ge-Do-Ad nano 02 Suất tiêu hao nhiên liệu (g/kwh) Công suất (kW) Mô men (Nm) 45 50 0 20 40 60 Tốc độ 80 100 Hình 15 Kết cơng suất suất tiêu thụ nhiên liệu động sử dụng nhiên liệu DO-Adnano-02 diesel DO0,05S theo đặc tính tải 16 HC (PPM) DO 0,05S CO (PPM) Phát thải HC (ppm) Phát thải CO (ppm) 120 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 DO-Ad nano 02 80 60 DO 0,05S 40 DO-Ad nano 02 20 20 40 60 80 20 100 40 60 80 100 80 100 3.5 Hàm lượng muội (FSN) 400 NOx (PPM) 350 Phát thải 100 300 250 200 DO 0,05S 150 DO-Ad nano 02 100 50 smoke (FSN) 3.0 DO 0,05S 2.5 DO-Ad nano 02 2.0 1.5 1.0 0.5 20 40 60 80 0.0 100 20 40 60 DO-Ad nano 02 -2 -4 -5.10 -6 -5.81 -5.87 -6.24 % hiệu CO % hiệu HC % hiệu Nox % hiệu smoke % hiệu ge Gnl -8 -10 -10.68 -10.51 -12 Hình 16 Kết đo phát thải CO, HC, NOx, độ khói động D4DB theo đặc tính tải sử dụng nhiên liệu pha phu gia DO-Adnano-02 vàdiesel DO0,05S 17 Hình 17 Sự thay đổi suất tiêu hao nhiên liệu phát thải động sử dụng diesel pha phụ gia so với sử dụng diesel thông thường theo đường đặc tính tải 3500 vịng/phút Hình 15 đặc tính cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu theo đường đặc tính tải, sử dụng nhiên liệu diesel DO 0,05S DO-Adnano-02 3500v/phút, kết hình 15 cho thấy công suất động tăng tăng tải, hình 15 rằng, sử dụng nhiên liệu diesel diesel pha phụ gia, suất tiêu hao nhiên liệu có xu hướng, tăng tải, suất tiêu hao nhiên liệu giảm sau tăng, sử dụng nhiên liệu diesel pha phụ gia DO-Adnano-02, suất tiêu hao nhiên liệu thấp so với diesel DO 0,05Slà 5,10% (hình 17) Hình 16 đặc tính phát thải CO, HC, NOx muội động theo đường đặc tính tải với ba loại nhiên liệu diesel DO 0,05S, nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, kết cho thấy tăng tải, thành phần phát thải CO, HC, NOx muội có xu hướng tăng, sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, thành phần phát thải CO, HC, NOx muội thấp so với nhiên liệu diesel DO0,05S, trung bình sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, thành phần phát thải CO giảm 5,87%, thành phần HC giảm 10,68%, thành phần NOx 10,51%, hàm lượng muội giảm 6,24% 3.3.3 Kết thử nghiệm theo chu trình ECER49 Hình 18 thay đổi phát thải CO, HC, NOx PM động sử dụng nhiên liệu DO-Adnano-02 so với diesel DO0,05S thử nghiệm theo chu trình ECE R49, kết cho thấy sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02, thành phần phát thải CO, HC, NOx PM giảm so với sử dụng nhiên liệu diesel DO0,05S, phát thải CO giảm 10,76%, HC giảm 11,46%, Nox giảm 11,19%, phát thải PM giảm 5,52% AD-nano 02 Phần trăm hiệu (%) -2 HC NOx CO PM -4 -6 -5.52 -8 -10 -12 -11.46 -10.76 -11.19 -14 Hình 18 Sự thay đổi phát thải CO, HC, NOx PMkhi thử nghiệm theo chu trình ECER49 động D4DB sử dụng nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02 so với diesel DO 0,05S 18 Kết luận thử nghiệm Báo cáo trình bày thực nghiệm đo công suất, suất tiêu hao nhiên liệu phát thải CO, HC, NOx hàm lượng muội theo đặc tính ngồi 100% tay ga, đặc tính tải động 3500v/phút với nhiên liệu DO-Adnano-02 Ngồi phát thải động cịn đo theo chu trình ECER49 Báo cáo đánh giá hiệu nhiên liệu pha phụ gia DO-Adnano-02 so với nhiên liệu diesel DO0,05S, kết cụ thể sau : - Khi thử nghiệmtheo đường đặc tính tốc độ vị trí 100% ga (đặc tính ngồi), tính trung bình tồn dải tốc độ So với nhiên liệu diesel thông thường DO 0,05S, sử dụng nhiên liệu diesel pha phụ gia DO-Adnano-02, công suất tăng 2,6%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,47%, phát thải HC giảm 10,19%, phát thải NOx giảm 11,14%, phát thải CO giảm 8,53%, độ khói giảm 5,68% - Theo đường đặc tính tải 3500v/phút, tính trung bình tồn chế độ tải So với nhiên liệu diesel thông thường DO 0,05S, sử dụng nhiên liệu diesel pha phụ gia DO-Adnano-02, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,1%, phát thải HC giảm 10,68%, phát thải NOx giảm 10,51%, phát thải CO giảm 5,87%, độ khói giảm 6,24% - Khi thử nghiệm theo chu trình ECER49, so với nhiên liệu diesel thơng thường DO 0,05S, sử dụng nhiên liệu diesel pha phụ gia DO-Adnano-02, phát thải CO giảm 10,76%, HC giảm 11,46%, NOx giảm 11,19%, PM giảm 5,52% 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Minh Tuấn Chuyên đề khí thải ô nhiễm môi trường NXB Khoa học Kỹ thuật, 2008 [2] Phạm Minh Tuấn Động đốt trong.Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 [3] Phạm Minh Tuấn Lý thuyết động đốt trong.Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, 2008 [4] http://www.dieselnet.com/links/regulations_marine.html [5] B Maurer, E Elsener and M Kleenmann, Catal Today 59 (2000), 335 [6] M Kleemann, M Elsener, M Koebel and A Wokaun, Ind Eng Chem Res 39 (2000), 4120 [7] Walker, A., Diesel emission control: past, present and future 19th NACM, Philadelphia, PA 2005 [8] Các tài liệu thiết bị đo AVL 20