VII. Bố cục luận án
1.5.2. Các nghiên cứu trong nước
Để đáp ứng được các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường thì việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu khí thay thế nhiên liệu diesel truyền thống là hướng đi đã và đang được được nghiên cứu. Ở Việt Nam hiện nay, đã có một số công trình nghiên cứu nhằm thử nghiệm đưa nhiên liệu mới vào sử dụng cho động cơ đốt trong. Tuy nhiên, các nghiên cứu bước đầu chủ yếu là thử nghiệm trên các động cơ xăng và lượng nhiên liệu khí thiên nhiên thay thế cũng chỉ chiếm một lượng nhỏ so với nhiên liệu truyền thống. Sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên cho động cơ diesel vẫn chưa được thực hiện một cách bài bản, mà chủ yếu là nghiên cứu nghiên cứu mô phỏng và chưa được kiểm định kết quả qua thực nghiệm [67], [68], [69], [70], [71], [72], [73].
Các nghiên cứu thực nghiệm về sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên ở trong nước hầu như không xem xét đến ảnh hưởng của hình dạng kết cấu buồng cháy đến các thông số vận hành và khí thải của động cơ. Phần lớn các nghiên cứu được công bố chỉ so sánh giữa nhiên liệu khí thiên nhiên với nhiên liệu xăng hoặc diesel, hay so sánh giữa nhiên liệu kép CNG/Diesel với các nhiên liệu hiện dang sử dụng phổ biến ở nước ta, các thông số vận hành thường được sử dụng để so sánh gồm: Mô men, công suất, suất tiêu hao nhiên liệu và khí thải [74], [75], [76].
Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thành Trung, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã nghiên cứu chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng khí thiên nhiên nén (CNG). Kết quả cho thấy: công suất có xu hướng giảm khoảng 20%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm trung bình 10%, các thành phần khí thải đều giảm, cụ thể: CO giảm trung bình 80%; HC giảm 79%, NOx giảm 44%; CO2 giảm 29% [77].
Nghiên cứu của tác giả Phạm Hữu Tân về “Chuyển đổi các động cơ Diesel tàu thủy cỡ nhỏ sang sử dụng nhiên liệu CNG nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường” đã đề cập tới phương pháp chuyển đổi động cơ diesel sang sử dụng nhiên liệu CNG là phương pháp sử dụng buồng đốt phụ và đánh lửa bằng bugi (hình 1.4). Nghiên cứu đã đề cập đến quá trình hình thành NOx trong động cơ diesel truyền thống chuyển đổi sử dụng nhiên liệu CNG. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng lượng khí thải NOx giảm đi rất nhiều so với nhiên liệu diesel. Chuyển đổi động cơ diesel có buồng đốt phụ sử dụng CNG thì không phải thay đổi gì về kết cấu của động cơ nên giá thành chuyển đổi rẻ, phù hợp với điều kiện của Việt Nam [78].
Hình 1.4. Buồng đốt phụ của động cơ
1. Buồng cháy phụ; 2. Nắp máy; 3. Vị trí lắp đặt vòi phun cũ; 4. Bugi; 5.Van cấp CNG
Tác giả Trần Thanh Hải Tùng và nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu “Mô phỏng quá trình cháy động cơ Vikyno RV125-2 sử dụng nhiên liệu kép CNG-Diesel
bằng phần mềm Fluent”, kết quả mô phỏng chưa thấy rõ được sự biến thiên của các thông số áp suất, nhiệt độ, nồng độ CH4, O2 và CO trong quá trình cháy [79].
Năm 2004-2005, tác giả Bùi Văn Ga đã nghiên cứu sử dụng LPG và biogas trên xe máy, xe buýt và động cơ xăng cỡ nhỏ. Tác giả và nhóm nghiên cứu đã thiết kế chế tạo thành công bộ phụ kiện chuyển đổi các động cơ xăng sang sử dụng LPG, biogas theo nguyên lý sử dụng bộ hòa trộn đảm bảo tính năng kinh tế kỹ thuật yêu cầu [80], [81].
Khi thử nghiệm trên động cơ xe máy sử dụng nhiên liệu biogas, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được phương pháp xử lý tạp chất trong biogas để cung cấp cho động cơ xe máy tĩnh tại thông qua bộ chuyển đổi GA5, kết quả cho thấy hàm lượng CH4 trong nhiên liệu tăng từ 69,33% lên 88,09% (tăng 30%) sau khi loại bỏ H2S và CO2, phát thải độc hại của động cơ giảm nhiều so với tiêu chuẩn, ở chế độ không tải thì nồng HC chưa tới 10% và CO chưa tới 1% [82] so với giới hạn cho phép của tiêu chuẩn Việt Nam.