NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN
3.1. Đánh giá hiệu quả chuyển đổi các thành phần phát thải của BXTEMT khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn
BXTEMT khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn
Hiệu suất chuyển đổi các thành phần phát thải của BXTEMT khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20 được tổng hợp trong các Bảng 3.1-3.4 cũng như được so sánh chi tiết trên các Hình 3.2-3.5.
Bảng 3.1. Kết quả mơ phỏng hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT tại 25% tải
v
(km/h) RON95 E10 E20
CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%)
20 69,64 59,96 66,85 70,64 61,11 64,71 71,04 64,04 63,1730 70,76 58,08 65,06 71,68 58,50 62,35 72,40 62,98 61,73 30 70,76 58,08 65,06 71,68 58,50 62,35 72,40 62,98 61,73 40 69,62 56,66 64,42 71,60 58,43 61,85 72,52 59,39 60,59 50 68,66 56,47 64,06 71,42 58,23 61,00 71,63 59,18 57,19 60 68,78 57,15 60,91 69,83 57,95 59,23 71,42 58,35 58,17
Bảng 3.2. Kết quả mô phỏng hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT tại 50% tải
v
(km/h) RON95 E10 E20
CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%)
30 64,34 55,26 65,55 67,22 57,20 64,06 69,56 59,18 61,8140 65,77 52,62 66,06 68,58 55,49 62,44 70,06 58,40 58,81 40 65,77 52,62 66,06 68,58 55,49 62,44 70,06 58,40 58,81 50 67,52 51,03 65,52 70,54 55,08 62,41 70,65 57,50 59,58 60 66,99 52,76 64,96 72,06 54,42 61,74 72,48 55,10 58,23 70 66,22 52,67 63,41 64,97 53,05 61,94 66,19 55,81 57,10
Bảng 3.3. Kết quả mô phỏng hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT tại 75% tải
v
(km/h) RON95 E10 E20
CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%)
30 59,23 55,25 65,08 67,25 57,30 61,98 69,04 61,76 59,5640 60,36 54,86 63,19 67,95 56,67 61,48 70,53 60,35 58,65 40 60,36 54,86 63,19 67,95 56,67 61,48 70,53 60,35 58,65 50 61,39 56,30 62,91 66,21 55,95 61,05 68,68 58,83 59,64 60 59,47 54,31 61,97 65,57 56,01 60,51 67,70 59,16 55,09 70 58,25 52,07 59,63 61,60 54,23 55,31 63,84 55,12 53,12
Bảng 3.4. Kết quả mô phỏng hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT tại 100% tải
v
(km/h) RON95 E10 E20
CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%) CO(%) HC(%) NOx(%)
40 34,05 27,97 52,63 40,66 33,23 49,80 45,77 43,58 46,8550 31,50 26,11 50,28 37,75 32,66 48,64 46,94 40,64 46,22 50 31,50 26,11 50,28 37,75 32,66 48,64 46,94 40,64 46,22 60 31,86 27,28 49,17 34,23 32,12 44,63 43,03 40,90 40,17 70 29,90 27,13 47,89 33,29 28,77 42,43 42,45 37,69 35,17 80 26,36 26,98 41,24 29,38 28,53 37,21 38,65 35,59 34,46
Hình 3.2. Hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT với thành phần CO khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20
Hình 3.3. Hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT với thành phần HC khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20
Hình 3.4. Hiệu suất chuyển đổi của BXTEMT với thành phần NOx khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20
Hình 3.5. Hiệu suất chuyển đổi trung bình của BXTEMT trên bốn đường đặc tính với các thành phần phát thải khi sử dụng nhiên liệu RON95, E10 và E20
Bảng 3.5. Thay đổi hiệu suất BXTEMT khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20 so với khi sử dụng nhiên liệu RON95
Thông số Nhiên liệu CO HC NOx
∆hs E10 4,66 2,64 -2,05
E20 7,43 6,55 -4,97
Bảng 3.5 thể hiện thay đổi hiệu suất của BXT (∆hs) khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20 so với khi sử dụng nhiên liệu RON95. ∆hs được xác định theo công thức sau:
∆hsi (x) = HSi (x) – HSi (RON95) (3.1)
Trong đó:
- i: Các thành phần phát thải (CO, HC, NOx) - x: Nhiên liệu E10 hoặc E20
- HSi (RON95): Hiệu suất chuyển đổi của phát thải i khi sử dụng nhiên liệu RON95
- HSi (x): Hiệu suất chuyển đổi của phát thải i khi sử dụng nhiên liệu E10 hoặc E20.
So với khi sử dụng nhiên liệu RON95, hiệu suất chuyển đổi đối với thành phần CO, HC có xu hướng tăng trong khi đó hiệu suất chuyển đổi đối với thành phần NOx của BXT có xu hướng giảm khi tăng tỷ lệ ethanol trong nhiên liệu.
Bảng 3.6. So sánh sự thay đổi phát thải và mức độ thay đổi hiệu suất BXT khi xe sử dụng nhiên liệu E10 và E20 so với khi sử dụng nhiên liệu RON95
Thông số Nhiên liệu CO HC NOx
Thay đổi hàm lượng phát thải phía trước BXT (%)
E10 -11,11 -6,54 9,96
E20 -19,97 -12,99 16,09
∆hs% (%) E10 6,26 5,49 -3,41
E20 13,14 13,63 -8,26
Thay đổi hàm lượng phát thải phía sau BXT (%)
E10 -18,57 -10,19 18,02
E20 -31,53 -23,28 32,37
Bảng 3.6 trình bày kết quả tổng hợp sự thay đổi phát thải (trước và sau BXT) cũng như mức thay đổi hiệu suất của BXT (∆hs%) khi xe sử dụng nhiên liệu E10 và E20 so với khi sử dụng nhiên liệu RON95. ∆hs% có thể diễn giải theo cơng thức sau:
∆hs% = (HSi (x) – HSi (RON95))/HSi (RON95).100% (3.2) Từ kết quả thể hiện nêu trên có thể nhận thấy có sự thay đổi đáng kể về hàm lượng phát thải và hiệu suất chuyển đổi các thành phần phát thải khi sử dụng nhiên liệu E10, E20 so với khi sử dụng nhiên liệu RON 95, cụ thể như sau:
- Về hàm lượng phát thải phía trước BXT: Có sự giảm đáng kể phát thải CO, HC nhưng có sự tăng mạnh phát thải NOx (Bảng 2.10 - 2.12). Xét trung bình trên bốn đường đặc tính phát thải CO giảm 11,11% với nhiên liệu E10, 19,97% với nhiên liệu E20. Phát thải HC cũng có sự tương đồng khi giảm lần lượt 6,54% với nhiên liệu E10 và 12,99% với nhiên liệu E20. Trong khi đó hàm lượng phát thải NOx tăng lần lượt 9,96%, 16,09% khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20.
- Hiệu suất chuyển đổi BXT (Hình 3.3 – 3.5): Sự cải thiện mơi trường ơ xy hóa trong BXT đã giúp cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi CO và HC. Cụ thể, xét trung bình trên bốn đặc tính hiệu suất chuyển đổi CO tăng 6,26%, 13,14% tương ứng với khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20. Tương tự với HC, hiệu suất chuyển đổi khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20 tăng lần lượt 5,49% và 13,63%. Trong khi đó hịa khí của động cơ có xu hướng nhạt hơn khi sử dụng nhiên liệu E10, E20 (λ > 1 ở các chế độ 25%, 50% và 75% tải) đã làm giảm môi trường khử trong BXT dẫn tới hiệu quả chuyển đổi NOx giảm, với mức giảm lần lượt là 3,41% khi sử dụng nhiên liệu E10 và 8,26% khi sử dụng nhiên liệu E20 (Bảng 3.6).
- Hàm lượng phát thải phía sau BXT: Có thể nhận thấy xu hướng ngược chiều trong sự thay đổi các hàm lượng phát thải của động cơ và hiệu suất chuyển đổi của BXT khi sử dụng xăng pha cồn. Vì vậy hàm lượng phát thải phía sau BXT CO, HC giảm cịn NOx tăng mạnh (Bảng 3.6). Cụ thể như sau:
tải giảm lần lượt 18,57% và 31,53% khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20.
+ Hàm lượng phát thải HC trung bình trên bốn đặc tính 25%, 50%, 75%, 100% tải giảm lần lượt 10,19% và 23,28% khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20.
+ Hàm lượng phát thải NOx trung bình trên bốn đặc tính 25%, 50%, 75%, 100% tải tăng lần lượt 18,02% và 32,37% khi sử dụng nhiên liệu E10 và E20.