C ải thiện tớnh năng của động cơ đốt trong truyền thống
d. Nhiờn liệu pha Ethanol
Hỡnh 6.13. Nhiờn liệu pha Ethanol
Thụng thường, ethanol được sản xuất từ quỏ trỡnh lờn men của ngũ cốc. Đõy là một nguồn nhiờn liệu sạch và sản sinh khớ nhà kớnh thấp hơn so với cỏc loại khỏc. Ethanol được đưa vào xe sau khi đó pha trộn với xăng tựy theo từng nồng độ khỏc nhaụ Vỡ cú chứa khớ ụxy nờn khi trộn lẫn với xăng, ethanol sẽ tăng khả năng tiết kiệm nhiờn liệu của xe đồng thời cắt giảm khớ thảị Nhiều quốc gia hiện nay đang sử dụng E85 với tỉ lệ pha trộn 85% ethanol và 15% xăng. Trong tương lai, cú khả năng tỷ lệ ethanol pha trộn sẽ tăng lờn 95% để giảm thiểu mức độ ụ nhiễm mụi trường.
ẹ Nitơ húa lỏng
ThS.Tr ng M nh Hựng
Nitơ húa lỏng được dựng để vận hành những mẫu xe chuyờn dụng. Động cơ sẽ đun núng dung dịch nitơ trong bỡnh nhiờn liệu với sự trợ giỳp của bộ đổi nhiệt. Sau đú, hơi núng sẽ được chiết xuất và nộn để quay piston hoặc động cơ. Mặc dự đó được đưa vào thử nghiệm nhưng nitơ
húa lỏng vẫn chưa cú mặt trong những mẫu xe thương mạị
f. Khớ nộn
Hỡnh 6.15. ễ tụ dựng khớ nộn
Ngoài nitơ húa lỏng, khớ nộn đơn giản cũng cú thểđược sử dụng như nhiờn liệu thay thế cho xẹ Về cơ bản, khớ nộn sẽ sản sinh mụ men xoắn để xe hoạt động. Những chiếc xe chạy bằng khớ nộn cần phải cú một bỡnh chứa làm bằng sợi carbon để trữ khớ nộn. Vật liệu sợi carbon sẽ gúp phần duy trỡ sức mạnh của động cơđồng thời giảm trọng lượng của bỡnh chứạ Với nhiờn liệu khớ nộn, xe khụng cần dựng để bugi đỏnh lửa và hệ thống làm mỏt nữa, từ đú cắt giảm chi phớ sản xuất. Hiện tại, hóng Tata Motors đang cựng cụng ty MDI của Phỏp tiến hành dự ỏn chế tạo mẫu xe chạy bằng khớ nộn đầu tiờn trờn thế giớị
g. Khớ nộn thiờn nhiờn (CNG)
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 6.16. ễ tụ dựng khớ nộn thiờn nhiờn (CNG)
Hiện nay, CNG đó được chứng minh là một nhiờn liệu thay thế hữu ớch. CNG được sản xuất bằng cỏch nộn khớ tự nhiờn ở ỏp suất cao và khụng cú chất gõy ụ nhiễm. Là loại nhiờn liệu khụng mựi và khụng ăn mũn, CNG hiện đó được sử dụng cho xẹ Khi chạy bằng CNG, xe cần được trang bị
bỡnh nhiờn liệu lớn. Theo cỏc nghiờn cứu, CNG cú thể cắt giảm 40% chi phớ sản xuất và 80% khớ thảị Chỉ cú điều, điều kiện nhiệt độ cú thể khiến CNG bịđốt chỏỵ
h. Khớ dầu mỏ húa lỏng
Hỡnh 6.17. Khớ dầu mỏ húa lỏng
Được gọi với cỏi tờn LPG, loại nhiờn liệu này được sử dụng cho cỏc thiết bị sưởi và ụtụ. Thay thế cỏc loại khớ CFCs, LPG giỳp giảm thiểu tỏc động tiờu cực đến tầng ụzụn. Trong những năm gần đõy, LPG đó dần trở thành nguồn nhiờn liệu phổ biến trong nghành cụng nghiệp ụtụ.
ị Rỏc thải
ThS.Tr ng M nh Hựng
Hỡnh 6.17. ễ tụ dựng rỏc thải làm nhiờn liệu thay thế
Quỏ trỡnh chuyển đổi rỏc thải thành nhiờn liệu húa lỏng được gọi là khớ húạ Cỏc hạt rắn được chuyển thành khớ tổng hợp bằng nhiệt và sau đú chưng cất với ethanol. Xăng cũng xuất hiện trong hỗn hợp nhiờn liệu làm từ rỏc nhưng với lượng khỏ nhỏ. Một số nước trờn thế giới nay đó bắt đầu sử dụng nhiờn liệu từ rỏc thải cho xẹ
6.3. Động cơ lai xăng – điện ( Hybrid)
ễ tụ hybrid là dũng xe sử dụng động cơ tổ hợp, được kết hợp giữa động cơ chạy bằng năng lượng thụng thường (xăng, Diesel…) với động cơ điện lấy năng lượng điện từ một ắc-quy cao ỏp. Điểm đặc biệt là ắc-quy được nạp điện với cơ chế nạp “thụng minh” như khi xe phanh, xuống dốc…, gọi là quỏ trỡnh phanh tỏi tạo năng lượng. Nhờ vậy mà ụtụ cú thể tiết kiệm được nhiờn liệu khi vận hành bằng động cơ điện đồng thời tỏi sinh được năng lượng điện để dựng khi cần thiết.
Lịch sử phỏt triển của ễtụ hybrid
Xuất hiện từ đầu những năm 1990 và cho đến nay, ụtụ hybrid đó luụn được nghiờn cứu và phỏt triển như là một giải phỏp hiệu quả về tớnh kinh tế và mụi trường. Cú thể núi, cụng nghệ hybrid là chỡa khoỏ mở cỏnh cửa tiến vào kỷ nguyờn mới của những chiếc ụ tụ, đú là ụ tụ giảm được ụ nhiễm mụi trường.
Ưu điểm của ụtụ Hybrid:
Tổ hợp động cơ hybrid cú những ưu điểm sau:
- Thu hồi được năng lượng khi phanh: khi cần phanh hoặc khi xe giảm tốc độ, động cơ điện cú tỏc dụng như mỏy phỏt điện, năng lượng phanh được tận dụng để tạo ra dũng điện nạp cho ắc- quỵ
- Giảm lượng tiờu thụ nhiờn liệu (động cơ hybrid tiờu thụ lượng nhiờn liệu ớt hơn nhiều so với động cơ đốt trong thụng thường, chỉ bằng một nửa)
- Động cơ điện được dựng trong cỏc chế độ gia tốc hoặc tải lớn nờn động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp cụng suất vừa đủ nờn động cơ đốt trong cú kớch thước nhỏ gọn.
- Cú thể sử dụng vật liệu nhẹ để giảm khối lượng tổng thể của ụtụ.
Với cỏc ưu điểm nổi bật như đó nờu, ụtụ hybrid đang được sự quan tõm nghiờn cứu và chế tạo của rất nhiều nhà khoa học và hóng sản xuất ụtụ trờn thế giớị Ngày càng cú nhiều mẫu ụtụ hybrid xuất hiện trờn thị trường và càng cú nhiều người tiờu dựng sử dụng loại ụ tụ nàỵ
ễtụ sử dụng Hydrogen, ụtụ điện, ụtụ pin mặt trờị.. cho đến nay đều tồn tại một số nhược điểm nhất định, khụng dễ thực hiện với thực trạng như đất nước tạ Trong bối cảnh đú thỡ ụtụ hybrid nhiệt điện (kết hợp giữa động cơ đốt trong và động cơ điện) được coi là phự hợp nhất
ThS.Tr ng M nh Hựng
trong giai đoạn đún đầu về xu thế phỏt triển ụtụ sạch, nhằm đỏp ứng tớnh khắt khe mụi trường đụ thị, tớnh nguy cơ cạn kiệt nhiờn liệụ
Xu hướng phỏt triển của ụtụ hybrid
Sự phỏt triển cỏc phương tiện giao thụng ở cỏc khu vực trờn thế giới núi chung khụng giống nhau, mỗi nước cú một quy định riờng về khớ thải của xe , nhưng đều cú xu hướng là từng bước cải tiến cũng như chế tạo ra loại ụtụ mà mức ụ nhiễm là thấp nhất và giảm tối thiểu sự tiờu hao nhiờn liệụ Điều đú càng cấp thiết khi mà nguồn tài nguyờn dầu mỏ ngày càng cạn kiệt dẫn đến giỏ dầu tăng cao mà nguồn thu nhập của người dõn lại tăng khụng đỏng kể.
Hiện nay cỏc ụ tụ chạy bằng Diesel, xăng hoặc cỏc nhiờn liệu gõy ụ nhiễm khỏc phổ biến trờn thị trường gõy ụ nhiễm mụi trường, làm cho bầu khớ quyển ngày một xấu đi, hệ sinh thỏi thay đổị Vỡ thế việc tỡm ra phương ỏn để giảm tối thiểu lượng khớ gõy ụ nhiễm mụi trường là một vấn đề cần được quan tõm nhất hiện nay của ngành ụ tụ núi riờng và mọi người núi chung.
ễtụ sạch khụng gõy ụ nhiễm (zero emission) là mục tiờu hướng tới của cỏc nhà nghiờn cứu và chế tạo ụtụ ngày naỵ Cú nhiều giải phỏp đó được cụng bố trong những năm gần đõy, như: hoàn thiện quỏ trỡnh chỏy của động cơ, sử dụng cỏc loại nhiờn liệu khụng truyền thống cho ụtụ như LPG, khớ thiờn nhiờn, methanol, biodiesel, điện, pile nhiờn liệu, năng lượng mặt trời, ụtụ lai (hybrid)... Trong đú ụ tụ hybrid là một trong những giải phỏp khả thi và đang được sử dụng rộng róị
6.3.1. Phõn loại ụtụ hybrid
6.3.1.1. Theo cỏch phối hợp cụng suất giữa động cơ nhiệt và động cơđiện
ạKiểu nối tiếp
Động cơ điện truyền lực đến cỏc bỏnh xe chủ động, cụng việc duy nhất của động cơ nhiệt là sẽ kộo mỏy phỏt điện để phỏt sinh ra điện năng nạp cho ắc-quy hoặc cung cấp cho động cơ điện .
Hỡnh 6.18. Hệ thống hybrid nối tiếp
1-Ắc quy; 2-Bộ chuyển đổi điện; 3-Mụ tơ điện; 4-Bỏnh xe chủ động; 5-Bỏnh răng giảm tốc; 6-Động cơ nhiệt; 7-Mỏy phỏt điện;
Dũng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc-quy và một sẽ dựng chạy động cơ điện. Động cơ điện ở đõy cũn cú vai trũ như một mỏy phỏt điện (tỏi sinh năng lượng) khi xe xuống dốc và thực hiện quỏ trỡnh phanh.