5. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Động cơ sử dụng nhiên liệu hydro
Ở đây, hydro sản xuất bởi các nhà máy quy mô công nghiệp được tích trữ trong các bình chứa ở dạng lỏng hoặc khí được sử dụng để cung cấp cho động cơ. Đặc tính cũng như các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ phụ thuộc rất lớn vào phương pháp cấp hydro cho động cơ. Hiện nay thường dùng một số cách cung cấp hydro cho động cơ như sử dụng hydro dạng khí hay lỏng phun vào đường nạp động cơ hoặc phun trực tiếp vào buồng cháy của động cơ.[14]
39
Hình 2.6. Các phương án cung cấp hydro cho ĐCĐT.
a) Cấp hydro ở dạng khí vào đường nạp động cơ:
Do bị hydro chiếm chỗ nên lượng không khí đi vào xylanh giảm tức là lượng không khí và nhiên liệu vào xylanh giảm theo dẫn đến công suất động cơ giảm. Tuy nhiên phương pháp này tạo hỗn hợp tốt.
b) Phun hydro lỏng vào đường nạp:
Do một lượng nhỏ hydro dạng lỏng chưa bay hơi kịp trên đường nạp đi vào xylanh nên nhiên liệu hydro chiếm ít thể tích của không khí hơn so với việc cấp hydro ở dạng khí vào đường nạp động cơ.
c) Phun trực tiếp hydro lỏng hoặc khí trực tiếp vào buồng cháy:
Phương án này hoàn toàn không làm giảm lượng không khí nạp so với hai phương án trên. Trong khi đó, sử dụng nhiên liệu hydro có nhiệt trị cao hơn xăng nên hiệu suất nhiệt; công suất và mô men của động cơ hydro cùng kích thước cũng cao hơn động cơ xăng (Hình 2.7). [12] Tuy nhiên phương pháp này thực hiện phức tạp hơn nhiều so với việc phun hydro vào đường ống nạp động cơ.
40
a)
c)
b)
d)
Hình 2.7. So sánh hiệu suất nhiệt, mô men, công suất và suất tiêu hao nhiên liệu giữa động cơ xăng và động cơ hydro cùng kích thước [12,18]
a) Hiệu suất nhiệt theo tốc độ động cơ b) Mô men theo tốc độ động cơ c) Công suất theo tốc độ động cơ d) Suất tiêu hao nhiên liệu
Về phát thải thì động cơ sử dụng hydro chỉ phát thải NOx mà không phát thải HC, CO. Tuy nhiên trong thực tế khi động cơ chạy ở tốc độ cao thì vẫn phát sinh HC, CO vì quá trình đốt cháy màng dầu bôi trơn trong xylanh, khi tăng tốc độ động cơ cũng làm gia tăng hàm lượng CO trong khí thải, CO2 hầu như không xuất hiện nhưng lượng O2 trong ống thải gia tăng. [12]
Ngoài những ưu nhược điểm phân tích ở trên thì khi sử dụng nhiên liệu hydro cho ĐCĐT thì cần phải chú ý thêm các vấn đề như vật liệu chế tạo, tuổi thọ của dầu bôi trơn….Còn tùy theo phương pháp hình thành hoà khí thì động cơ có thể có mô men và công suất khác nhau.
41