diesel
Tiêu chí lựa chọn tỷ lệ phụ gia pha trộn với nhiên liệu nhỏ nhất có thể mà vẫn đảm bảo phát huy được cơ chế vi nổ của phụ gia vi nhũ thế hệ mới và phù hợp với đánh giá ngoại quan và giới hạn phát hiện, phân tích của máy đo kích thước hạt nhũ sử dụng trong đánh giá chất lượng phụ gia.
Các kết quả nghiên cứu của tỉ lệ pha trộn phụ gia đến độ ổn định của hạt nhũ trong nhiên liệu tương tự theo phương pháp đã nêu ở mục 2.5.4, được trình bày ở bảng 3.36.
Với nhiên liệu pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới, hiệu quả tạo nhũ nước trong dầu từ 2-4 nm ở các tỷ lệ 1/8.000 tới 1/5.000, ổn định sau 1 tháng pha chế.
Bảng 3.36. Ngoại quan và kích thước hạt nhũ nhiên liệu pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới với các tỷ lệ phối trộn khác nhau
Tỷ lệ pha
(v/v) Ngoại quan
Kích thước hạt nhũ,
nm
1/1.000 Trong suốt, xuất hiện vẩn đáy sau 2 tuần ở điều kiện bảo quản cấp và 1 tháng ở điều kiện bảo quản thường 2 1/3.000
Trong suốt, xuất hiện vẩn đáy sau 2,5 tuần ở điều kiện bảo quản cấp và 1 tháng ở điều kiện bảo quản thường
2 1/5.000 Trong suốt, không xuất hiện vẩn kết tụ sau thời gian bảo quản ở điều kiện khảo sát trong thời gian 1 tháng 3 1/6.000 Trong suốt, không xuất hiện vẩn kết tụ sau thời gian
bảo quản ở điều kiện khảo sát trong thời gian 1 tháng 3 1/8.000 Trong suốt, không xuất hiện vẩn kết tụ sau thời gian bảo quản ở điều kiện khảo sát trong thời gian 1 tháng 3
Tỉ lệ thể tích pha chế nhỏ hơn 1/8.000 sẽ không được khảo sát trong khuôn khổ đề tài luận án này dựa trên các cơ sở khoa học sau:
- Ở tỷ lệ nhỏ hơn 1/8000 không xác định được kích thước hạt nhũ do giới hạn phát hiện của thiết bị đo.
- Mặt khác, trên cơ sở xây dựng và tính toán mô hình mô phỏng của động cơ D4BB (động cơ thử nghiệm trên bệ thử trên phần mềm AVL-Boost khi sử dụng các loại nhiên liệu DO, DO pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới tỷ lệ 1/8.000 và các tỷ lệ lân cận (hình 3.35 và 3.36) và thực nghiệm (trình bày ở phần 3.3.4) với sự thay đổi trung bình nhỏ hơn 2,0%, đảm bảo đánh giá định hướng kết quả nghiên cứu.
Hình 3.35. Mô phỏng hiệu quả giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng công suất của các tỉ lệ pha chế phụ gia theo đường đặc tính ngoài
Hình 3.36. Mô phỏng phát thải của động cơ ở các tỉ lệ pha chế phụ gia theo đường đặc tính ngoài
Khi mô phỏng động cơ sử dụng nhiên liệu pha phụ gia, thông số của mô hình cháy cần được hiệu chỉnh là tham số cháy, các hệ số phát thải NOx, muội. Kết quả cho thấy động cơ sử dụng nhiên liệu pha phụ gia với tỷ lệ 1/8.000 có mức độ cải thiện cao hơn so với các tỷ lệ mô phỏng khác. Cụ thể với nhiên liệu diesel giá trị tham số cháy là 0,95, với nhiên liệu diesel pha phụ gia 1/8000 giá trị tham số cháy là 0,98. Điều này cho thấy nhiên liệu diesel pha phụ gia tác động tới quá trình cháy hiệu quả của nhiên liệu.
Kết quả mô phỏng đã thể hiện diễn biến quá trình cháy thông qua diễn biến áp suất trong xy lanh, ở tốc độ 2.000 vòng/phút có mômen lớn nhất là 147,1 Nm, và ở tốc độ thử nghiệm đạt công suất lớn nhất 3.500 vòng/phút, áp suất, tốc độ tỏa nhiệt, thể tích cháy... trong xy lanh của nhiên liệu DO-phụ gia 1/8.000 cải thiện hơn nhiên liệu với kết quả thay đổi <4,0%. Vì vậy động cơ sử dụng nhiên liệu pha phụ gia không gây ảnh hưởng tới vật liệu, kết cấu động cơ.
Theo kết quả mô phỏng cũng cho thấy, công suất động cơ có xu hướng tăng trong khi suất tiêu hao nhiên liệu lại giảm khi sử dụng diesel pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới tỷ lệ 1/8.000. Theo đó, tính trung bình trên toàn dải tốc độ, công suất tăng tăng trung bình 2,7%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 2,6%.
Các phát thải CO, NOx và độ khói đều giảm khi sử dụng nhiên liệu diesel pha phụ gia vi nhũ thế hệ mới tỷ lệ 1/8.000. Tính trung bình trên toàn dải tốc độ, độ giảm lần lượt là 10,8%, 12,1% và 5,5%.
Các kết quả này đã được trình bày trong luận án chuyên về cơ khí động lực của tác giả [122] thuộc cùng nhóm thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ [107] với tác giả đề tài luận án này.
Với các kết quả trên đây, Luận án lựa chọn tỷ lệ phối trộn phụ gia với dầu DO là 1/8.000 là tỷ lệ dùng để phân tích thành phần, quy trình phối trộn, đánh giá chất lượng nhiên liệu pha phụ gia và tương thích vật liệu.