TIỂU LUẬN 2 MÔN HỌC NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN ô TÔ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO TIỂU LUẬN MÔN HỌC: NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ GVHD: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt SVTH: Nguyễn Quốc Trường - 19145330 Mã lớp học: AEVE320830_21_1_02CLC Lớp: Thứ Tiết 10-12 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 10 năm 2021 MỤC LỤC PHẦN 1: TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI Ở HOA KỲ Sự đời hệ thống kiểm sốt khí thải CO2 Hoa Kỳ Một số quy định khí thải Hoa Kỳ gần 3 Tình hình phát thải phương tiện giao thơng Hoa Kỳ 3.1 Hoạt động sản xuất hãng xe Hoa Kỳ việc giảm phát thải khí CO2 tiết kiệm nhiên liệu 3.2 Xu hướng tiết kiệm nhiên liệu tương lai .9 3.2.1 Ước tính lượng nhiên liệu tiết kiệm so với lượng CO2 thải 3.2.2 Các nhà sản xuất hướng đến công nghệ tiên tiến .9 3.2.3 Xu hướng giảm trọng lượng xe 11 PHẦN 2: QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM KHÍ THẢI Ở HOA KỲ Một số loại kiểm tra phát thải Mỹ .12 1.1 Kiểm tra phát thải xe hạng nhẹ 12 1.2 Thử nghiệm động hạng nặng 13 1.3 Thử nghiệm động đánh lửa Phiroad nhỏ 14 1.4 Phân tích nhiên liệu hóa chất 15 Chu trình thử nghiệm khí thải Hoa kỳ 16 2.1 Quy trình kiểm tra liên bang 16 2.2 Thử nghiệm tiết kiệm nhiên liệu đường cao tốc EPA (HWFET) 17 2.3 Quy trình SFTP-US06 18 2.4 Quy trình SFTP-SC03 19 PHẦN 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM KHÍ XẢ TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Cơng nghệ hồn thiện trình đốt cháy 19 Sử dụng kết hợp hệ thống phụ trợ 21 Sử dụng dung dịch xử lý khí thải 24 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Những thay đổi việc tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải CO2 hãng xe lớn Hình 2: Tỷ lệ sản xuất tiết kiệm nhiên liệu theo loại xe Hình 3: Ước tính lượng nhiên liệu tiết kiệm so với phát thải CO2 thực tế Hình 4: Một số công nghệ tiên tiến hãng xe giới 10 Hình 5: Phần trăm thay đổi tiết kiệm nhiên liệu, mã lực trọng lượng xe kể từ năm 1975 11 Hình 6: Kiểm tra phát thải xe hạng nhẹ 13 Hình 7: Thử nghiệm động 14 Hình 8: Phân tích nhiên liệu hóa chất 15 Hình 9: Quy trình FPT-75 16 Hình 10: Quy trình HWFET .17 Hình 11: Quy trình SFTP-US06 .18 Hình 12: Quy trình SFTP-SC03 .19 Hình 13: Sơ đồ hệ thống Common Rail Diesel 21 Hình 14: Hệ thống lưu hồi khí thải EGR 22 Hình 15: Sơ đồ hệ thống CTR Volvo Truck 23 Hình 16: Sơ đồ hệ thống phin lọc khí thải xe Peugeot 607 24 Hình 17: Thành phần dung dịch xử lý khí thải động diesel DEF 24 Hình 18: Hệ thống SCR-AdBlue 25 PHẦN I: TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI Ở HOA KỲ Sự đời hệ thống kiểm sốt khí thải CO2 Hoa Kỳ Tính tồn nước Mỹ, tài xế tổng cộng 3,15 nghìn tỷ dặm năm 2015, tương đương với 300 chuyến từ Trái đất đến Sao Diêm Vương ngược lại. Việc lái xe tăng tổng thể khoảng 35% kể từ năm 1990, lượng phát thải nhà kính từ lĩnh vực giao thông vận tải hàng năm tăng lên đáng kể. Các nguồn nhiễm khơng khí di động gây khoảng phần ba tổng lượng phát thải khí nhà kính Hoa Kỳ, với tơ chở khách xe tải nhẹ đóng góp phần lớn lượng khí thải carbon Trong thập kỷ qua, quan quản lý kết hợp chương trình phát triển độc lập cấp liên bang tiểu bang để tạo thành hệ thống thống quy định phát thải khí nhà kính phương tiện giao thơng Lượng khí thải carbon ngành giao thơng vận tải, đứng sau ngành điện, vấn đề môi trường lớn bị quan quản lý liên bang phớt lờ năm 2007 Trong năm đó, khối thịnh vượng chung Massachusetts số nguyên đơn khác kiện quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ quan khơng điều chỉnh khí nhà kính thải từ phương tiện giới Các nguyên đơn ở Massachusetts kiện Cơ quan Bảo vệ Môi trường, cho Đạo luật “khơng khí sạch” u cầu EPA tạo tiêu chuẩn khí thải xe giới gây nguy hiểm cho sức khỏe phúc lợi cộng đồng Bởi chứng khoa học ghi nhận thay đổi khí hậu toàn cầu tác động liên quan đến sức khỏe an tồn việc tăng nồng độ khí nhà kính khí quyển, các nguyên đơn của Massachusetts lập luận EPA buộc phải hành động Nhưng EPA phản đối khí thải gây hiệu ứng nhà kính khơng đủ tiêu chuẩn chất gây nhiễm khơng khí theo Đạo luật “Khơng khí sạch”, phủ liên bang khơng thể điều chỉnh lượng khí thải carbon theo thẩm quyền đạo luật Đa số Tòa án Tối cao định có lợi cho Massachusetts nguyên đơn khác, EPA buộc phải hành động Sau đó, Đạo luật “Độc lập lượng” đời nhằm tạo hệ thống khuyến khích hạn chế cho việc phát triển sử dụng phương tiện có hiệu ứng nhà kính thấp khơng phát thải khí nhà kính Tuy nhiên, đáng kể luật tăng tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu bắt buộc phương tiện chở khách cách mở rộng chương trình kinh doanh tín dụng “Tiết kiệm nhiên liệu trung bình doanh nghiệp” (CAFE) thành lập vào đầu năm 1970. Các tiêu chuẩn CAFE thiết lập mức tối thiểu hiệu suất nhiên liệu bắt buộc loại xe bán Hoa Kỳ áp dụng hình phạt tài nhà sản xuất tơ đáp ứng quy định Đạo luật “Độc lập Năng lượng” tăng tiêu chuẩn CAFE lần kể từ chúng tạo ra, yêu cầu mức tiết kiệm nhiên liệu ô tô tăng 40% lên mức bắt buộc 35 dặm/gallon vào năm 2020. Các tiêu chuẩn CAFE tiếp tục tăng lên, với bắt buộc Hiệu suất nhiên liệu 54,5 dặm/gallon hạn chế nghiêm ngặt khí thải carbon dioxide áp dụng cho phương tiện vào năm 2025 Hệ thống Mỹ để kiểm sốt khí thải carbon từ phương tiện giao thông phát triển theo thời gian bang - California - coi mở đường cho việc kiểm sốt khí thải phương tiện hiệu toàn quốc. Trong phủ liên bang hạn chế quy định lượng khí thải carbon từ phương tiện giới cách tập trung vào hiệu sử dụng nhiên liệu, California tạo hệ thống riêng để điều chỉnh khí nhà kính. Tiểu bang có vị trí để thực hiện, California tiểu bang nộp đơn xin nhận miễn trừ liên bang theo điều khoản Đạo luật “Khơng khí sạch” cho phép tiểu bang thực thi quy định nhiễm khơng khí họ số trường hợp định. Hơn nữa, miễn trừ Đạo luật Khơng khí Sạch cho phép khu vực pháp lý khác áp dụng tiêu chuẩn California, đặt tiểu bang vào vị trí lãnh đạo quốc gia Một số quy định khí thải Hoa Kỳ gần Vào tháng năm 2021, EPA đề xuất sửa đổi tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính (GHG) quốc gia có ô tô chở khách xe tải nhẹ cho giai đoạn 2023-2026 Các tiêu chuẩn đề xuất đạt mức giảm phát thải KNK đáng kể với việc giảm chất gây ô nhiễm khác. Đề xuất mang lại lợi ích đáng kể sức khỏe cộng đồng nâng cao tuổi thọ cho người, đồng thời giúp người tiêu dùng tiết kiệm nhiên liệu sử dụng phương tiện giao thông  Quy định ô tô chở khách xe tải nhẹ dự kiến vào năm 2026 Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) đề xuất tăng cường tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính (GHG) liên bang ô tô chở khách xe tải nhẹ cách đặt yêu cầu nghiêm ngặt việc cắt giảm thơng qua năm mơ hình (MY) vào năm 2026 Các tiêu chuẩn MY giai đoạn 20232026 đề xuất giảm lượng phát thải KNK đáng kể với giảm chất ô nhiễm môi trường khác. Đề xuất khuyến khích sử dụng cơng nghệ xe hybrid xe điện nhiều nhằm hướng đến phương tiện giao thơng xanh –  Chương trình giảm phát thải xe hạng nhẹ EPA hoàn thiện hai điều chỉnh kỹ thuật quy định tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính (GHG) xe tải nhẹ. Đầu tiên, EPA sửa đổi quy định liên quan đến cách nhà sản xuất ô tô tính tốn khoản tín dụng nhằm khuyến khích sử dụng cơng nghệ tiên tiến chương trình giảm phát thải KNK. Quy định đảm bảo nhà sản xuất tơ nhận khoản tín dụng thích hợp để hướng đến sản xuất xe điện, xe điện hybrid plug-in, xe điện chạy pin nhiên liệu xe chạy khí đốt tự nhiên. Thứ hai, quy định sửa số lỗi quy định cách nhà sản xuất phải chuẩn bị cho số nguồn tín dụng phát sinh nằm ngồi tính tốn ban đầu. Cả hai hiệu chỉnh cho phép chương trình thực dự định ban đầu. Việc điều chỉnh dự kiến không dẫn đến gánh nặng chi phí khác quy định  Quy định phương tiện tiết kiệm nhiên liệu với giá phải (SAFE) Cục Quản lý An toàn Giao thông đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) Cơ quan bảo vệ môi trường (EPA) đề xuất sửa đổi số tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu trung bình doanh nghiệp (CAFE) tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính có tơ chở khách xe tải nhẹ, đồng thời thiết lập tiêu chuẩn mới, bao gồm năm từ năm 2021 đến hết Năm 2026 Cụ thể, EPA sửa đổi tiêu chuẩn carbon dioxide cho mẫu xe năm 2021 trở lên, NHTSA sửa đổi tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu cho mẫu xe năm 2021 đặt tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu cho mẫu xe năm 2021-2026 Các tiêu chuẩn đặt áp dụng cho ô tô chở khách xe tải nhẹ Đồng thời đáp ứng nhu cầu thị trường sở thích người tiêu dùng việc chọn mẫu xe thõa mãn nhu cầu cá nhân với giá hợp lý  Ưu tiên tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu tiểu bang Cục Quản lý an toàn giao thông đường cao tốc quốc gia giao thông vận tải Hoa Kỳ (NHTSA) Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) ban hành quy định mang tên “One National Program Rule” cho phép phủ liên bang cung cấp tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính tiết kiệm nhiên liệu thống tồn quốc cho tơ xe tải hạng nhẹ Hành động hoàn thiện phần quan trọng quy định phương tiện an toàn hơn, giá phải chăng, tiết kiệm nhiên liệu (SAFE) đề xuất lần vào tháng năm 2018 Chương trình làm rõ luật liên bang ưu tiên tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính (GHG) tiểu bang địa phương.  Trong quy định này, NHTSA khẳng định việc thiết lập tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu áp dụng toàn quốc theo điều khoản ưu tiên rõ ràng Đạo luật bảo tồn Chính sách lượng quy định chương trình địa phương tiểu bang ưu tiên  Hệ số trọng lượng xe chạy nhiên liệu E85 (Hệ số F) cho loại xe đời 2021 trở lên Hệ số F cho kiểu xe năm định sử dụng để tính lượng phát thải khí nhà kính (GHG) phương tiện sử dụng nhiên E85 với lượng phát thải KNK phương tiện vận hành xăng thơng thường, tính tốn giá trị tuân thủ cho kiểu xe năm Hệ số F sử dụng chương trình “Corporate Average Fuel Economy” để tính mức tiết kiệm nhiên liệu đo phương tiện sử dụng nhiên liệu linh hoạt vận hành E85 Trong thư gần gửi cho nhà sản xuất ô tô, EPA mở rộng sang năm 2020 sau hệ số F cho xe chạy nhiên liệu linh hoạt E85 (FFV) 0,14. Mặc dù EPA có ý định cập nhật hệ số F cho MYs từ năm 2021 trở lên, trường hợp EPA giải vấn đề không chắn cách kịp thời, thư cung cấp hệ số F 0,14 cho năm sau 2020. Hệ số F 0,14 có sẵn để sử dụng tính tốn tn thủ cho MY 2020 trở lên, trừ EPA thay đổi thông qua định mới.  Tình hình phát thải phương tiện giao thông Hoa Kỳ 3.1 Hoạt động sản xuất hãng xe Hoa Kỳ việc giảm phát thải khí CO2 tiết kiệm nhiên liệu  Xu hướng sản xuất để giảm khí thải CO2 năm gần Trong năm năm qua, mười số mười bốn nhà sản xuất xe lớn Mỹ giảm đáng kể tỷ lệ phát thải CO2 trên dòng xe Giữa năm 2014 2019, Kia đạt mức giảm phát thải CO2 lớn nhất, mức 31 g/mi, Honda Hyundai Tesla khơng có nhiều thay đổi dịng xe họ chạy hồn tồn điện khơng tạo ra khí thải CO2 Trong Mazda có mức tăng phát thải lớn nhất, mức 13 g/mi, General Motors (GM) Ford Hình 1: Những thay đổi việc tiết kiệm nhiên liệu giảm phát thải CO2 hãng xe lớn Mười số mười bốn nhà sản xuất lớn tăng cường tiết kiệm nhiên liệu so với kỳ Tesla có mức tăng tiết kiệm nhiên liệu lớn (tính dặm/gallon xăng tương đương), đời Model vào năm mẫu 2017 Model phương tiện sản xuất nhiều hiệu Tesla Trong số nhà sản xuất cịn lại, Kia có mức tăng tiết kiệm nhiên liệu lớn nhất, Honda Hyundai Mazda có mức giảm tiết kiệm nhiên liệu lớn nhất, GM Ford Chỉ tính riêng mẫu xe năm 2019, dòng xe chạy hoàn toàn điện Tesla có lượng khí thải CO2 từ ống xả thấp nhất và mức tiết kiệm nhiên liệu cao so với tất nhà sản xuất lớn. Theo sau Tesla Honda Hyundai. Fiat Chrysler Automobiles (FCA) có mức phát thải CO2 trung bình dịng xe cao nhất và mức tiết kiệm nhiên liệu thấp số nhà sản xuất lớn năm 2019, GM Ford  Tất loại xe đạt gần mức phát thải CO 2 thấp kỷ lục Trong báo 2019 EPA, loại xe chia thành loại xe: sedan/wagon, car SUV, truck SUV, xe bán tải minivan/van Tất năm loại xe đạt gần mức tiết kiệm nhiên liệu cao kỷ lục và lượng khí thải CO2 thấp kỷ lục trong năm 2019 Xe tải SUV có mức cải thiện lớn mức tiết kiệm nhiên liệu (0,4 mpg) và lượng khí thải CO2 (6 g/mi), ô tô SUV sedan/wagon Xe bán tải xe tải nhỏ có mức tiết kiệm nhiên liệu giảm và lượng khí thải CO2 tăng lên nhưng gần đạt mức tiết kiệm nhiên liệu cao kỷ lục mức khí thải CO2 thấp kỷ lục so với năm 2018 Tổng thể thị trường xe tiếp tục chuyển hướng từ loại xe sedan/wagon sang kết hợp xe tải SUV, xe SUV xe bán tải Xe sedan toa xe giảm xuống 33% thị trường, thấp nhiều so với mức 50% thị phần mà họ nắm giữ gần vào năm 2013, thấp nhiều so với thị phần 80% mà họ nắm giữ vào năm 1975 Ngược lại, xe tải SUV đạt mức kỷ lục 37% thị trường năm 2019, xe ô tô SUV đạt kỷ lục 12% thị trường, xe bán tải tăng năm gần lên 16% thị trường Trong xu hướng năm 2004, đổi công nghệ thường sử dụng để tăng sức mạnh xe, trọng lượng kích thước tăng lên thay đổi thiết kế xe Trong giai đoạn này, mức tiết kiệm nhiên liệu trung bình xe giảm và lượng khí thải CO2 tăng tương ứng Tuy nhiên, kể từ năm 2004, công nghệ sử dụng để tăng khả tiết kiệm nhiên liệu (tăng 29%) điện (tăng 16%), đồng thời giảm lượng khí thải CO2 (giảm 23%) Trọng lượng xe trung bình năm 2019 cao chút so với năm 2004 tăng chậm lại vài năm qua mức cao kỷ lục PHẦN 2: QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM KHÍ THẢI Ở HOA KỲ Thử nghiệm khí thải phương tiện bao gồm nhiều đánh giá nghiêm ngặt để xác định hiệu sử dụng nhiên liệu lượng khí nhà kính mà phương tiện phát thải điều kiện khác theo yêu cầu tiêu chuẩn kiểm sốt khí thải tồn cầu Tùy thuộc vào công nghệ yêu cầu pháp lý hành WLTP RDE, trình thử nghiệm thực khác Đánh giá khí thải phương tiện thường bao gồm thử nghiệm hiệu suất tổng thể động cơ, hiệu lọc xúc tác, lọc hạt bụi thiết bị kiểm sốt khí thải khác khả vận hành hệ thống sử dụng nhiên liệu thay Tại Mỹ, phịng thí nghiệm phát thải nhiên liệu phương tiện Quốc gia (NVFEL) sở thử nghiệm đại tiến hành loạt thử nghiệm phân tích khí thải cho chương trình xe giới, động hạng nặng động khơng đường bộ. Phịng thí nghiệm trang bị để phân tích nhiên liệu, phụ gia nhiên liệu hợp chất khí thải ống xả. NVFEL làm việc với phòng thử nghiệm ngành công nghiệp sử dụng để đáp ứng tiêu chuẩn EPA thơng qua chương trình hợp tác tương quan phịng thí nghiệm.0020 Một số loại kiểm tra phát thải Mỹ 1.1 Kiểm tra phát thải xe hạng nhẹ Ơ tơ xe tải nhẹ thử nghiệm máy đo lực khung gầm, điều kiện kiểm soát chặt chẽ để mô hoạt động xe đường. Một lực kế bao gồm hai lăn lớn nối với động điện. Chiếc xe thử nghiệm lái lăn, mô tốc độ lực cản đường thực tế. Các máy phân tích hóa học tinh vi đo lường chất nhiễm từ khí thải xe Để đánh giá lượng khí thải hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu theo cách xác lặp lại, phương tiện lái máy đo lực chu kỳ thử nghiệm tiêu chuẩn. Điều có nghĩa tất xe chạy theo cách cho kiểm tra Hình 6: Kiểm tra phát thải xe hạng nhẹ NVFEL đánh giá lượng khí thải bay hợp chất hữu dễ bay (VOC) từ phương tiện đậu cách sử dụng thiết bị phát thải khí thải nhà kín (SHED). VOC chất nhiễm góp phần hình thành ơzơn tầng mặt đất, hay cịn gọi sương mù. Như tên gọi nó, thiết bị SHED khu vực bao quanh nơi xe đỗ hai ngày. Trong thời gian đó, nhiệt độ xe quản lý để mô nhiệt độ môi trường ban ngày ban đêm máy phân tích hóa học tinh vi đo lượng khí thải bay để đảm bảo tuân thủ quy định 1.2 Thử nghiệm động hạng nặng NVFEL sử dụng phương pháp quy trình thử nghiệm khác để đo lượng khí thải từ động cơ, có kích thước khác nhau, từ động xăng nhỏ sử dụng dụng cụ làm vườn bãi cỏ đến động diesel hạng nặng lớn sử dụng xe tải xe buýt hạng nặng, nông nghiệp thiết bị xây dựng Các động thường thử nghiệm điều kiện quy định chặt chẽ lực kế động cơ, đáp ứng yêu cầu để mô hoạt động động điều kiện làm việc. Lực kế động động điện có khả cung cấp hấp thụ lượng từ động cơ, mô tốc độ tải trọng động ứng dụng điển hình. Các chất nhiễm khí thải đo máy phân tích hóa học Hình 7: Thử nghiệm động Tuân theo quy trình kiểm tra tiêu chuẩn EPA, động vận hành lực kế chu kỳ kiểm tra tiêu chuẩn - biểu thị tốc độ mô-men xoắn so với thời gian - để đánh giá hiệu suất xả khí thải. EPA kiểm tra động điều kiện nhiệt độ phòng (77 độ F) mực nước biển - điều kiện độ ẩm kiểm sốt - để đảm bảo thử nghiệm phịng thí nghiệm qn lặp lại   1.3 Thử nghiệm động đánh lửa Phiroad nhỏ NVFEL tiến hành thử nghiệm khí thải động xăng đánh lửa tia lửa điện (SI) nhỏ (nhỏ 30 mã lực) - chẳng hạn loại thường thấy dụng cụ làm cỏ, làm vườn tổ máy phát điện nhỏ - để xác thực liệu kiểm tra chứng nhận nhà sản xuất động đệ trình Giữa cạnh tranh gay gắt nhà sản xuất nước nước để bán sản phẩm giá rẻ thị trường Hoa Kỳ, thử nghiệm EPA đảm bảo nhà sản xuất đáp ứng tiêu chuẩn giống khơng khí Cơ sở thử nghiệm động nhỏ đáp ứng yêu cầu 40 CFR 1065 để đảm bảo tính quán tính lặp lại thử nghiệm khí thải Cũng động lớn hơn, động SI nhỏ thử nghiệm cách sử dụng động đo động chu kỳ thử nghiệm đặc biệt có tính đến điều kiện vận hành điển hình động Lượng khí thải động đánh giá theo tiêu chuẩn EPA hydrocacbon, carbon monoxide oxit nitơ 1.4 Phân tích nhiên liệu hóa chất Hình 8: Phân tích nhiên liệu hóa chất NVFEL có Trung tâm Hóa học Nhiên liệu (FCC), nơi hỗ trợ chương trình giám sát chất lượng nhiên liệu Cơ quan cung cấp cho phòng thí nghiệm loại nhiên liệu thử nghiệm tiêu chuẩn, nhiên liệu thử nghiệm phân tích chất nhiễm khơng theo quy định. Phịng thí nghiệm thực mối tương quan rộng rãi với phịng thí nghiệm thử nghiệm nhiên liệu khác, để đảm bảo kết thử nghiệm ngành so sánh với “tiêu chuẩn vàng” EPA. Với việc thực tiêu chuẩn khí thải thay đổi kèm theo đặc tính nhiên liệu thử nghiệm, với nhu cầu trì nhiên liệu thử nghiệm cũ, hoạt động FCC phát triển quy mô độ phức tạp. Theo đó, phần quan trọng nhiệm vụ trung tâm đảm bảo ngành công nghiệp bắt kịp với thay đổi thông qua chương trình tương quan chương trình liên thơng nghiêm ngặt Chu trình thử nghiệm khí thải Hoa kỳ 2.1 Quy trình kiểm tra liên bang FTP-75 (Quy trình Kiểm tra Liên bang) sử dụng để chứng nhận khí thải kiểm tra mức độ tiết kiệm nhiên liệu loại xe hạng nhẹ Hoa Kỳ. FTP-75 và FTP-72 là hai biến thể lịch trình lái xe đo lực kế thị EPA (UDDS). Chu trình FTP-75 có nguồn gốc từ FTP-72 cách thêm giai đoạn thứ ba 505s, giống với giai đoạn đầu FTP-72 có khởi động nóng. Giai đoạn thứ ba bắt đầu sau động dừng 10 phút. Do đó, tồn chu trình FTP-75 bao gồm phân đoạn sau:  Giai đoạn thoáng qua khởi động lạnh (nhiệt độ môi trường 20-30 ° C), 0-505 giây  Giai đoạn ổn định, 506-1372 giây  Ngâm nước nóng (tối thiểu 540 giây, tối đa 660 giây)  Giai đoạn thống qua khởi động nóng, 0-505 giây Hình 9: Quy trình FPT-75 Khí thải từ giai đoạn thu thập túi teflon riêng biệt, phân tích biểu thị g/dặm (g/km). Các hệ số trọng số 0,43 cho giai đoạn bắt đầu lạnh, 1,0 cho giai đoạn ổn định 0,57 cho giai đoạn khởi động nóng Sau số thơng số chu trình:  Thời lượng: 1877 giây  Tổng quãng đường: 11,04 dặm (17,77 km)  Tốc độ trung bình: 21,2 mph (34,12 km/h)  Tốc độ tối đa: 56,7 mph (91,25 km/h) 2.2 Thử nghiệm tiết kiệm nhiên liệu đường cao tốc EPA (HWFET) Chu trình kiểm tra tiết kiệm nhiên liệu đường cao tốc (HWFET HFET) lịch trình lái xe lực kế khung xe US EPA phát triển để xác định mức độ tiết kiệm nhiên liệu xe hạng nhẹ. HWFET sử dụng để xác định xếp hạng mức tiết kiệm nhiên liệu đường cao tốc, xếp hạng thành phố dựa trên bài kiểm tra FTP-75 Hình 10: Quy trình HWFET Bài kiểm tra chạy hai lần, với thời gian nghỉ lần chạy tối đa 17s. Lần chạy thứ trình tự điều hòa trước xe, lần chạy thứ hai chạy thử thực tế với phép đo khí thải Dưới số thơng số đặc trưng chu trình:  Thời lượng: 765 giây  Tổng quãng đường: 10,26 dặm (16,45 km)  Tốc độ trung bình: 48,3 mi / h (77,7 km / h) 2.3 Quy trình SFTP-US06 Quy trình kiểm tra liên bang bổ sung US06 (SFTP) phát triển để giải thiếu sót với chu trình kiểm tra FTP-75 trong việc thể hành vi lái xe hăng, tốc độ cao gia tốc cao, dao động tốc độ nhanh hành vi lái xe sau khởi động Hình 11: Quy trình SFTP-US06 Vịng tua máy thể lộ trình 8,01 dặm (12,8 km) với tốc độ trung bình 48,4 dặm/h (77,9 km/h), tốc độ tối đa 80,3 dặm/h (129,2 km/h) thời gian 596 giây Kể từ năm 2008, kết US06 sử dụng để xác định xếp hạng tiết kiệm nhiên liệu đường EPA phương pháp EPA chu kỳ 2.4 Quy trình SFTP-SC03 Quy trình thử nghiệm liên bang bổ sung SC03 (SFTP) giới thiệu để thể tải trọng động lượng khí thải liên quan đến việc sử dụng điều hịa khơng khí (A/C) phương tiện chứng nhận qua chu kỳ thử nghiệm FTP-75 . SC03 kiểm tra lực kế khung xe thực bật thiết bị A/C xe, nhiệt độ phịng thí nghiệm 95°F (35°C) Hình 12: Quy trình SFTP-SC03 Vịng tua máy thể lộ trình dài 3,6 dặm (5,8 km) với tốc độ trung bình 21,6 dặm/h (34,8 km/h), tốc độ tối đa 54,8 dặm/h (88,2 km/h) thời gian 596 giây Kể từ năm 2008, kết SC03 sử dụng để xác định xếp hạng tiết kiệm nhiên liệu đường EPA phương pháp EPA chu kỳ PHẦN 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM KHÍ XẢ TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL Cơng nghệ hồn thiện q trình đốt cháy Động Diesel với khả kinh tế sử dụng nhiên liệu mạnh mẽ, ngày phổ biến Sự phát triển hệ thống Common Rail dấu mốc quan trọng việc nâng cao khả động Diesel DENSO đưa hệ thống Common Rail giới từ năm 1995 từ kéo theo phát triển cơng nghệ động Diesel nhằm đáp ứng yêu cầu khách hàng luật khí thải toàn giới Hệ thống điều khiển động Diesel DENSO mở rộng bao gồm khí nạp vào điều khiển tái tuần hồn khí xả (EGR) xử lý khí thải, thêm hệ thống Common Rail lõi hệ thống điều khiển Hệ thống Common Rail lưu trữ nhiên liệu áp suất cao ống Rail phun nhiên liệu vào xylanh động với thời điểm phun điều khiển điều khiển động ECU, cho phép phun nhiên liệu áp suất cao không phụ thuộc vào tốc độ động Kết là, hệ thống Common Rail làm giảm chất gây hại oxit nitơ (NOx) phần tử hạt (PM) thải tăng công suất động Nguyên lý hoạt động: Cũng giống hệ thống nguyên liệu diesel thông thường khác, số thứ tự (1) hình, nhiên liệu được bơm lên từ thùng nhiên liệu đường ống thấp áp (11) nén đẩy qua ống tích trữ nhiên liệu áp suất cao (7) hay gọi ắc quy thủy lực – sau đưa tới vịi phun Common Rail (9) sẵn sàng để phun nhiên liệu vào xy lanh động Việc phun nhiên liệu tạo áp suất hoàn toàn riêng biệt với hệ thống Common Rail Áp suất suất phun hình thành độc lập với tốc độ mức nhiên liệu phun Nhiên liệu lưu trữ với áp suất cap điều áp nhiên liệu (7) Bàn đạp ga nơi định mức nhiên liệu phun ra, dựa biểu đồ liệu lưu, ECU tính tốn thời điểm phun áp suất phun Sau đó, nhờ cảm biến (10) – EDU ECU điều khiển kim phun vòi phun xy-lanh động để phun nhiên liệu với áp suất phun lên tới 1500 bar Tiếp đến, lượng nhiên liệu thừa vòi phun qua ắc quy thủy lực (7) trở bơm cao áp (2), van điều khiển áp suất bơm lúc mở để nhiên liệu thừa trở lại bình nhiên liệu (1) Phía ắc quy thủy lực gắn cảm biến áp suất bố trí van an tồn phía cuối (8), nhận thấy áp suất lưu trữ ắc quy thủy lực (7) lớn, van an toàn tự động mở để nhiện liệu chảy thúng chứa Hình 13: Sơ đồ hệ thống Common Rail Diesel Sử dụng kết hợp hệ thống phụ trợ  Hệ thống hồi lưu khí thải Khi nhiệt độ buồng đốt động kỳ cháy cao việc tăng tỷ số nén động cơ, khí ni-tơ khơng khí kết hợp với ơ-xy tạo nên ơ-xít ni-tơ (NOx) Đây thành phần gây ô nhiễm mơi trường Vì vậy, cách tốt để giảm lượng NO x làm giảm nhiệt độ buồng đốt làm giảm hàm lượng khí O2 Để thực điều này, biện pháp tối ưu sử dụng hệ thống hồi lưu khí thải - EGR (Exhaust Gas Recycling) Thực chất biện pháp đưa phần khí thải quay trở lại buồng đốt Trên động diesel: tỷ lệ khí thải 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 Trong thực tế, hệ thống EGR động diesel phức tạp nhiều so với động xăng độ chân không đường nạp thấp (tốc độ vịng tua máy thấp) Vì vậy, ngồi điều khiển điện tử, van điện khí nén, van tuần hồn khí thải, hệ thống cịn phải bổ sung thêm bơm chân không Hình 14: Hệ thống lưu hồi khí thải EGR Nguyên lý hoạt động hệ thống EGR: Nếu động dùng chế hịa khí, lỗ chân khơng lấy từ chế hịa khí bố trí cánh bướm ga cánh bướm ga đóng kín Khi bướm ga đóng, độ chân khơng bé khơng có lỗ chân khơng, van EGR đóng Khi cánh bướm ga mở gia tăng tốc độ, chân khơng lỗ chân khơng tăng tín hiệu chân khơng đến EGR mạnh, làm van EGR mở Độ chân không giảm bướm ga mở lớn lúc van EGR đóng Động phun xăng thường lỗ chân khơng lấy sau cánh bướm ga để mở van EGR Đường ống chân không điều khiển van EGR bị gián đoạn công tắt nhiệt, chức van EGR giảm nhiệt độ cháy để làm giảm hình thành NOx Khi động lạnh dẫn đến động ấm, giảm nhiệt độ cháy không cần thiết, lúc hệ thống EGR không hoạt động Hầu hết, hệ thống EGR phải điều khiển qua trung gian công tắt nhiệt CTO (Colant Temperature Override Switch), khóa tín hiệu chân khơng tới van EGR nhiệt độ động đạt đến yêu cầu.   Hệ thống Phin lọc khí thải Một biện pháp hiệu giảm thiểu độc hại khí thải động việc chế tạo sử dụng hệ thống phin lọc Ví dụ hệ thống CRT (Continously Regenerating Trap) hãng Volvo Trucks cho phép giảm 80-90% tỷ lệ CO, HC, NOx phần tử cứng khí thải Bộ phin thiết kế cho động xe tải trở thành cấu trúc thiếu hầu hết xe buýt chạy thành phố Hình 15: Sơ đồ hệ thống CTR Volvo Truck Hãng PSA Peugeot - Citroen gặt hái nhiều thành công lĩnh vực Hệ thống phin lọc khí thải xe Peugeot 607 với động diesel HDI nhận giải thưởng quốc tế Tuy nhiên, thiết kế PSA có nhược điểm đắt tiền, làm tăng giá thành ôtô Hình 16: Sơ đồ hệ thống phin lọc khí thải xe Peugeot 607 Sử dụng dung dịch xử lý khí thải Dung dịch xử lý khí thải động diesel (viết tắt tiếng Anh DEF Diesel Exhaust Fluid) dung dịch nước urê làm urea 32,5% nước khử ion Nó chuẩn hóa theo tiêu chuẩn hóa với tên AUS 32 (dung dịch nước giải phóng urê) theo tiêu chuẩn ISO 22241 DEF sử dụng làm vật liệu tiêu hao để giảm nồng độ chất xúc tác (SCR) để giảm nồng độ NOx phát thải khí thải động diesel Hình 17: Thành phần dung dịch xử lý khí thải động diesel DEF Nguyên lý hoạt động: DEF phun vào hệ thống dịng khí thải động diesel nhằm chuyển khí NOx thành khí nitơ nước trước thải ngồi mơi trường Việc sử dụng DEF quan trọng loại ô tô phải đáp ứng tiêu chuẩn Euro 4. Các xe chạy động diesel có hệ thống cảnh báo lượng DEF bình lượng dung dịch thấp, thấp hết Dựa vào biết cần thêm dung dịch vào bồn chứa Dung dịch DEF không độc hại nguy hiểm gây ăn mịn cho số loại vật liệu như: Thép cácbon, đồng, kẽm, nhôm… Do vậy, không nên chứa dung dịch DEF dụng cụ làm từ loại vật liệu Khi dung dịch bị tràn, lau rửa nước Nếu lau khơ, kết tinh hình thành tinh thể màu trắng Hình 18: Hệ thống SCR-AdBlue TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] DENSO, “Hệ thống phun nhiên liệu cho động Diesel gì? https://www.denso.com/vn/vi/business/vietnam-parts-accessories/dieselfuel-injection/ [2] VATC, “Hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel gì?”, https://oto.edu.vn/he-thong-nhien-lieu-common-rail-diesel-la-gi/ [3] Mơi trường Cuộc sống (25/02/2020), “Giải pháp cho ô nhiễm khí thải từ tơ?” https://moitruong.net.vn/giai-phap-nao-cho-o-nhiem-khi-thai-tu-o-to/ Tiếng anh [1] EPA (2019), “Regulations for Greenhouse Gas Emissions from Passenger Cars and Trucks” https://www-epa-gov/regulations-emissions-vehicles [2] LawShelf Education Media (2016, February 22), “Greenhouse Gas Emissions Standards in the United States” https://lawshelf.com/shortvideoscontentview/greenhouse-gas-emissionsstandards-in-the-united-states ... gồm năm từ năm 20 21 đến hết Năm 20 26 Cụ thể, EPA sửa đổi tiêu chuẩn carbon dioxide cho mẫu xe năm 20 21 trở lên, NHTSA sửa đổi tiêu chuẩn tiết kiệm nhiên liệu cho mẫu xe năm 20 21 đặt tiêu chuẩn... quốc gia 2 Một số quy định khí thải Hoa Kỳ gần Vào tháng năm 20 21, EPA đề xuất sửa đổi tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính (GHG) quốc gia có tơ chở khách xe tải nhẹ cho giai đoạn 20 23 -20 26 Các tiêu... liệu giảm 0 ,2 dặm/gallon xuống 24 ,9 mpg thấp chút so với mức cao kỷ lục năm 20 18 Kể từ năm 20 04, lượng khí thải CO2 đã giảm 23 %, tương đương 105 g/mi, mức tiết kiệm nhiên liệu tăng 29 %, tương