Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo sẽ tập trung nghiên cứu đưa ra một giải pháp giảm phát thải cho động cơ diesel máy nông nghiệp trên phần mềm AVL-Boost. Kết quả cho thấy, động cơ sau khi được trang bị hệ thống giảm phát thải, các thành phần NOx và PM sẽ giảm đáng kể trong khi công suất không giảm quá 5%.
HỘI NGHỊ KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC 2021 NGHIÊN CỨU GIẢM PHÁT THẢI CHO ĐỘNG CƠ DIESEL MÁY NÔNG NGHIỆP RESEARCH ON REDUCING EMISSIONS FOR AGRICULTURAL MACHINERY DIESEL ENGINES NGUYỄN MẠNH PHÚ, LÊ ĐĂNG DUY, KHỔNG VŨ QUẢNG* Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội *Email liên hệ: quang.khongvu@hust.edu.vn Tóm tắt Do chưa có quy định kiểm sốt khí thải động diesel máy nông nghiệp, nên nhiều động chất lượng phát thải cao đưa vào sử dụng Việt Nam Do đó, động diesel máy nông nghiệp trở thành nguồn phát thải độc hại môi trường chưa có giải pháp giảm phát thải áp dụng Bài báo tập trung nghiên cứu đưa giải pháp giảm phát thải cho động diesel máy nông nghiệp phần mềm AVL-Boost Kết cho thấy, động sau trang bị hệ thống giảm phát thải, thành phần NOx PM giảm đáng kể công suất không giảm 5% Kết nghiên cứu sở quan trọng để phát triển hệ thống giảm phát thải cho động diesel máy nơng nghiệp Từ khóa: Động diesel, khí thải độc hại, hệ thống giảm phát thải Abstract As a result of not having regulations on emission control for agricultural machinery diesel engines, many low quality and high emission engines are still being used in Vietnam Therefore, agricultural machinery diesel engines are becoming a source of harmful emissions to the environment while no emission reduction solutions have been applied The article will focus on researching and providing a solution to reduce emissions for agricultural machinery diesel engines on AVL-Boost software The results show that, after the engine is equipped with an emission reduction system, the NOx and PM components will decrease significantly while the power does not decrease by more than 5% The research results will be an important basis for developing emission reduction systems for agricultural machinery diesel engines Keywords: Diesel engine, harmful emissions, emission reduction system SỐ ĐẶC BIỆT (10-2021) Giới thiệu chung Trong suốt chiều dài lịch sử, Việt Nam với khí hậu nhiệt đới gió mùa ln nước trọng ngành nông nghiệp Nông nghiệp nước ta từ chỗ đơn sản xuất để cung cấp nhu cầu lương thực thực phẩm phục vụ nước nông nghiệp ngày đóng vai trị quan trọng kinh tế, chiếm tỷ trọng đáng kể mặt hàng xuất chủ lực với tổng kim ngạch xuất nông lâm thủy sản từ 2016-2020 đạt 190 tỷ USD [1] Sự khó lường biến đổi khí hậu yêu cầu chất lượng sản phẩm ngày cao người tiêu dùng đặt yêu cầu giới hố nơng nghiệp Q trình đại hố ngành nơng nghiệp góp phần giảm lao động nặng nhọc, đáp ứng tính thời vụ góp phần nâng cao suất lao động cải thiện chất lượng nơng sản Vì động lực này, tốc độ đại hố, giới hố nơng nghiệp nước ta diễn ngày nhanh chóng Hiện nay, sản phẩm giới phục vụ sản xuất nông nghiệp Việt Nam đa dạng chủng loại từ máy làm đất, máy thu hoạch, máy bơm nước, máy phun thuốc sâu, máy bảo quản chế biến Các máy móc chủ yếu sử dụng động diesel làm nguồn động lực nên nhu cầu sử dụng chúng ngày tăng cao, vào khoảng 120.000 động năm tăng trưởng hàng năm từ 5÷10% [2] Tuy nhiên, động có lượng phát thải lớn gây nhiễm mơi trường lại khơng có giải pháp giảm phát thải cho chúng Đã có nhiều nghiên cứu thực để giải vấn đề Tổng Công ty Máy động lực Máy Nông nghiệp Việt Nam (Veam) thực nhiều dự án phối hợp với nhà khoa học trường đại học thực nghiên cứu phát triển nhằm bước cải thiện tính kinh tế, kỹ thuật đặc tính phát thải mẫu động có [3÷5] Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa hệ thống giảm phát thải ứng dụng động máy nông nghiệp 283 HỘI NGHỊ KH&CN CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC 2021 Để làm tiền đề cho nghiên cứu sau góp phần giải vấn đề nêu trên, báo trình bày q trình nghiên cứu mơ nhằm đánh giá tiêu phát thải động diesel máy nông nghiệp phần mềm AVL-Boost hàm lượng phát thải động sử dụng máy nông nghiệp Kết thực trạng phát thải động RV325 thử nghiệm Trung tâm nghiên cứu Động cơ, nhiên liệu khí thải, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nội dung nghiên cứu Các thông số đưa Bảng chúng so sánh với tiêu chuẩn Tier Tier Mỹ (Bảng 3) 2.1 Các bước tiến hành nghiên cứu Các bước tiến hành nghiên cứu sau: 2.3 Đưa giải pháp xử lý khí thải cho động RV325 - Bước 1: Trên sở kết thử nghiệm đánh giá đặc tính phát thải động chọn, nhóm tác giả đưa giải pháp xử lý khí thải cho động Dựa vào thực trạng phát thải động RV325 thể Bảng ta thấy động RV325 khơng đạt tiêu chuẩn Tier hạng mục CO, HC+NOx PM Do nhóm nghiên cứu đề xuất phương án giảm phát thải cho động RV325 cách kết hợp kết hợp DOC (Diesel Oxidation Catalyst) với DPF (Diesel Particulate Filter) SCR (Selective catalytic reduction) Trong đó, DOC sử dụng để giảm phát thải CO HC, DPF giúp giảm thiểu lượng phát thải PM xử lý SCR giảm lượng NOx có thành phần phát thải Mặt khác, việc kết hợp DOC DPF với DOC bố trí gần động giúp tăng nhiệt độ DPF để kích hoạt khả tái sinh liên tục, giúp cho thời gian lần bảo dưỡng DPF dài [8] Việc sử dụng xử lý SCR để giảm thiểu lượng NOx thay cơng nghệ khác có lợi ích gây cản đường thải, không tăng phát thải PM không làm giảm công suất động Các xử lý khí thải kể - Bước 2: Xây dựng mơ hình mơ động ngun động có hệ thống xử lý khí thải - Bước 3: Đánh giá tính tin cậy mơ hình cách so sánh thơng số mơ hình động nguyên thực nghiệm - Bước 4: Đánh giá thơng số mơ mơ hình có xử lý khí thải 2.2 Thơng số kỹ thuật thực trạng phát thải động Nghiên cứu thực hiên động RV325, loại động diesel máy nông nghiệp sử dụng phổ biến máy nông nghiệp nước ta [3, 4] Các thông số kỹ thuật động RV325 thể Bảng Thực trạng phát thải động RV325 đo thực nghiêm theo chu trình thử ISO 8178 - C1 (8 mode) (Bảng 2) Việt Nam chưa có quy chuẩn thử nghiệm tiêu chuẩn giới hạn Bảng Thông số kỹ thuật động RV325 Tên nhà sản xuất Cty TNHH MTV Động Máy Nông nghiệp Miền Nam Tên động RV325 Loại động Động diesel 01 xi lanh, nằm ngang Loại buồng đốt Trực tiếp, Tỷ số nén: 18,5 Số xi lanh-Đ.kính×Hành trình - 120mm × 125mm Tổng thể tích hành trình 1,413l (1413 cc) Mơ men cực đại: 93,4 Nm (tại vòng quay 1800 v/ph) Bảng Chế độ thử hệ số trọng lượng theo chu trình thử ISO 8178-4C1 [6] Các mode Tốc độ Tốc độ định mức Tốc độ ứng với mômen lớn Tốc độ kh tải Mô men xoắn (%) 100 75 50 10 100 75 50 Hệ số trọng lượng 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15 Bảng Giới hạn phát thải động theo tiêu chuẩn Tier 1, Tier [7] Ne 8≤kW