Từ kết quả trên ta thấy rằng mặc dù lượng tiêu hao nhiên liệu của ethanol tăng so với xăng nhưng bù lại thì lượng phát thải giảm đáng kể, có nồng đợ CO giảm 57,7%, HC giảm 51%, NOx giảm 97%.
3.5.4.3. Thử nghiệm khả năng tăng tốc
Chọn quãng đường thẳng mặt đường khơ ráo, khơng có chướng ngại vật với chiều dài là 300 m, để ở sớ 3.
Sử dụng bợ giclơ ngun thủy (đường kính lỗ giclơ chính Φc = 0,7 và đường kính giclơ không tải Φkt = 0,4), khi chạy xăng A92.
Sử dụng bợ giclơ (đường kính lỗ giclơ chính Φc = 0,78 và đường kính giclơ khơng tải Φkt = 0,5), có hệ thớng sấy nóng cổ nạp và sử dụng ethanol E100.
80
Bảng 3.8. Khả năng tăng tốc ở tay số 3.
Nhiên liệu
Phạm vi tăng tốc (km/h)
Thời gian tăng tốc (giây)
Nhiệt độ cổ nạp tại thời điểm kết thúc
thử nghiệm
Xăng 0 - 65 18 570
Ethanol(có sấy nóng cổ nạp) 0 - 65 18 280
Như vậy khả năng tăng tốc của xe ở tay số 3 từ tốc độ 0-65km/h khi chạy ethanol E100 tương tự như nhiên liệu xăng. Tuy nhiên nhiệt độ đường nạp giảm mạnh nếu không lắp hệ thống luân hồi khí xả do mất nhiệt cho quá trình hóa hơi ethanol. Đây là cơ sở để tăng hệ số nạp so với trường hợp sử dụng nhiên liệu xăng. Nhờ có sấy nóng nhiệt này đã được nâng lên, tránh được hiện tượng đóng băng trên đường nạp.
3.6. Kết luận chương 3
Trong quá trình nghiên cứu đề tài đã thực hiện được những nội dung sau: Hệ thớng sấy nóng cổ nạp khắc phục hiện tượng đóng băng trên đường nạp và giúp ethanol E100 bay hơi tốt hơn, giảm tiêu hao nhiên liệu, hệ thống hút ẩm… Kết quả này cho thấy việc sấy nóng cổ nạp đã góp phần làm tăng khả năng bay hơi của ethanol trên đường nạp (bù trừ năng lượng cần thiết hóa hơi ethanol E100). Đây là cơ sở để quá trình cháy được diễn ra tớt hơn và cháy kiệt hơn.
Sau khi cải tiến hệ thống nhiên liệu và đưa vào chạy thử nghiệm thực tế trên xe, xác định được đường kính giclơ chính Φc = 0,78 và đường kính giclơ không tải
Φkt = 0,5 là phù hợp (kết quả thực nghiệm trường hợp 5).
Từ kết quả đo phát thải của động cơ khi chạy ở chế độ không tải ta thấy rằng mặc dù lượng tiêu hao nhiên liệu của ethanol tăng so với xăng nhưng bù lại thì lượng phát thải giảm đáng kể. Trong đó nồng đợ CO giảm 57,7%, HC giảm 51%, NOx giảm 97%.
Tuy vậy vẫn cịn mợt sớ thí nghiệm chưa được thực hiện như xác định hiệu quả của lọc khí, mức đợ ảnh hưởng của nhiên liệu ethanol E100 tới hệ thống nhiên liệu.
81
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận
Luận văn đã nghiên cứu khái quát về nhiên liệu sinh học ethanol từ tính chất lý hóa, ngun liệu sản xuất, cơng nghệ sản xuất, hướng phát triển của nhiên liệu sinh học và những ảnh hưởng của ethanol đến động cơ. Luận văn cũng đánh giá tình hình sản xuất và sử dụng ethanol trên thế giới và ở Việt Nam.
Nghiên cứu đã chế tạo thành cơng đường nạp của đợng cơ có tận dụng năng lượng khí xả để sấy nóng khí nạp. Ngoài ra, một bộ phận hút ẩm cho không khí đặt tại lọc khí của động cơ cũng được chế tạo nhằm hạn chế hiện tượng hút ẩm vào đường nạp của động cơ trong các trường hợp độ ẩm môi trường quá cao.
Nghiên cứu đã xác định được kích thước tốt nhất đối với lỗ giclơ để đảm bảo động cơ làm việc với nhiên liệu cồn đới E100 có đặc tính gần giớng với đợng cơ nguyên thủy sử dụng xăng. Căn cứ theo kết quả tính tốn và thực nghiệm, giclơ chính thích hợp nhất cho việc sử dụng nhiên liệu ethanol E100 thay thế xăng có đường kính bằng 114,3% (từ 0,7mm lên 0,78 mm) và giclơ khơng tải có đường kính bằng 125% (từ 0,4mm lên 0,5mm) so với đường kính của các giclơ nguyên thuỷ.
Kết quả thử nghiệm tiêu thụ nhiên liệu trên đường cho thấy xe máy dùng bộ chế hòa khí cải tiến sang sử dụng nhiên liệu E100 có lượng tiêu hao nhiên liệu lớn hơn so với khi chạy nhiên liệu xăng 7,7%, tính trong quãng đường chạy 4km, tốc độ xe giữ ổn định khoảng 26km/h. Khả năng tăng tốc của xe ở tay số 3 từ 0km/h đến 65km/h là tương đồng khi sử dụng nhiên liệu E100 so với khi sử dụng xăng.
Việc sử dụng ethanol E100 làm nhiên liệu thay thế xăng sẽ làm giảm đáng kể ô nhiễm môi trường. Kết quả đo phát thải của động cơ khi chạy ở chế độ không tải giảm đáng kể. Nồng độ CO giảm 57,7%, HC giảm 51% và NOx giảm 97%.
Kết quả thử nghiệm cũng khẳng định rằng xe chạy ổn định trên đường ở mọi chế độ hoạt động, mặc dù vậy xe vẫn cịn khó khởi đợng hơn so với sử dụng xăng lúc nhiệt độ động cơ thấp.
82
Hướng phát triển
Trong thời gian tới, nghiên cứu cần phát triển theo các hướng sau:
Tăng tỉ số nén của động cơ, tiến hành đo công suất, tiêu hao nhiên liệu và phát thải của đợng cơ trên băng thử xe máy của phịng thí nghiệm để đánh giá đầy đủ cho ảnh hưởng của nhiên liệu ethanol đối với động cơ.
Bên cạnh đó cần nghiên cứu và tới ưu hóa đường kính bợ giclơ, và góc đánh lửa sớm;cải tiến bợ chế hịa khí cho phù hợp để khi khởi đợng lạnh khơng gặp khó khăn.
Thử nghiệm và kiểm tra hiệu quả của hệ thớng lọc ẩm nhằm tới ưu hóa,tăng hiệu quả lọc ẩm cho động cơ.
Kiểm nghiệm hệ thống sấy nóng cổ nạp, tính toán đường kính ớng đảm bảo khả năng lưu thơng của khí xả và hiệu quả sấy nóng cổ nạp.
Đánh giá mức đợ tương thích vật liệu của động cơ khi chạy ethanol. Thiết kế hệ thống cung cấp đa nhiên liệu cho động cơ (động cơ FFV).
83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ahindra Nag, 2008, Biofuels Refining and Performance, The McGraw-Hill Companies, Inc.
2. Alfred Szwarc, 2004, Use of bio-fuels in Brazil, In-Session Workshop on Mitigation, SBSTA 21 / COP 10.
3. Đỗ Hữu Đức, 2009, Phương tiện giao thông cơ giới đường bộ và việc kiểm sốt khí thải, Hợi thảo Phương tiện giao thông và nhiên liệu sạch, Đồ Sơn 2009.
4. Dr. Christoph Berg, F.O. Licht, 2007, World Fuel Ethanol: Analysis and Outlook, METI.
5. Edgard Gnansounou, 2005, Ethanolfuel from biomass: A review, Journal of Science & Industrial Research, Vol.64, pp809-821.
6. Ethanol2020: Global Market Survey, Trends Analysis, and Forecasts. http://www.emergingmarkets.com/ethanol2020/Ethanol2020_GlobalSurvey_Conten ts.pdf
7. Fikret Yuksel, Bedri Yuksel: The use of ethanol–gasoline blend as a fuel in an SI engine. Renewable Energy, vol 29, 2004, page 1181–1191.
8. Lê Anh Tuấn, et.al. 2011, Nghiên cứu mơ phỏng đặc tính của đợng cơ xe máy khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn ethanol, Tạp chí Khoa học công nghệ các trường đại học kỹ thuật số 83B, p119-124.
9. Lê Anh Tuấn, Phạm Minh Tuấn, 2009, Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu xăng pha ethanolE5 và E10 đến tính năng và phát thải độc hại của xe máy và xe con đang lưu hành ở Việt Nam, Tạp chí KHCN các trường đại học, số 73B, tr. 98-104. 10. Li-Wei Jia, Mei-Qing Shen, Jun Wang, Man-Qun Lin: Influence of ethanol– gasoline blended fuel on emission characteristics from a four-stroke motorcycle engine. Journal of Hazardous Materials A123, 2005, page 29–34.
84
11. Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ, 2009, Nghiên cứu sử dụng cồn etylic sản xuất trong nước pha chế xăng thương phẩm có trị sớ sớ ớc tan cao, Viện Dầu khí, Tập Đoàn dầu khí q́c gia Việt Nam.
12. Orbital Engine Company: A Testing Based Assessment to Determine Impacts of a 20% EthanolGasoline Fuel Blend on the Australian Passenger Vehicle Fleet. Report to Environment Australia, 3/2003.
13. Pham Minh Tuan, Le Anh Tuan, Tran Quang Vinh, Nguyen The Luong, Nguyen Duy Vinh, Nguyen Duy Tien: Assessment of impacts of gasohol E5 and E10 on performance and exhaust emissions of in-used motorcycle and car in Vietnam. APAC 2009 Proceedings, the 15th Asia Pacific Automotive Engineering Conference, Hanoi, 10/2009.
14. Roscoe F. Ward: Alcohols as fuel-The global picture. Solar Energy, vol. 26, 1981, page 169-173.
15. Shelley Minteer, 2006, Alcoholic Fuels, CRC Press, Taylor&Francis Group, USA.
16. The Royal Society, 2008, Sustainable biofuels: Prospects and chanllenges, UK.
17. Timeline of alcohol fuel, http://en.wikipedia.org/wiki/.
18. Wei-Dong Hsieh, Rong-Hong Chen, Tsung-Lin Wu, Ta-Hui Lin: Engine performance and pollutant emission of an SI engine using ethanol–gasoline blended fuels.