Sau khi hoàn thành giai đoạn thử nghiệm và mơ hình hóa giường thử động cơ, động cơ đã được lắp vào khung của một chiếc ô tô phân khúc d/e để kiểm tra công suất hoạt động. Chiếc xe này ban đầu được trang bị động cơ phun xăng trực tiếp, tăng áp, dung tích 2.0 lít, có hiệu suất tương tự như động cơ thử nghiệm. Chiếc xe đã được thử nghiệm bằng cách sử dụng các chu trình thử nghiệm mơ phỏng NEDC, WLTC và RDE trên băng thử công suất ô tô. Chu trình thử nghiệm RDE được chọn giống với chu trình được sử dụng cho bài tập mơ hình hóa để so sánh trực tiếp và được chọn vì nó đại diện cho một chu kỳ trung bình về chu trình có sẵn cho tất cả các loại nhiên liệu được thử nghiệm. Hình 7 cho thấy kết quả về lượng CO2 và
mức tiết kiệm nhiên liệu cho các chu trình thử nghiệm đo được. Mỗi kết quả là trung bình của mỗi ba lần lặp lại và các thanh hiển thị phạm vi dữ liệu làm trịn điểm trung bình. Cả WLTC và RDE đều cho thấy xu hướng giảm khi RON tăng lên mà khơng có sự trùng lặp giữa các kết quả từ nhiên liệu 102RON và các nhiên liệu khác. Kết quả NEDC kém rõ ràng hơn, phù hợp với số mẫu và phù hợp với bản đồ dân cư bao gồm cả lượng thời gian dành cho điều kiện tải thấp so với tải cao. Kết quả tiết kiệm nhiên liệu mẫu được chồng lên các biểu đồ trong Hình 8, và có thể thấy rằng NEDC cho kết quả được mơ hình hóa ở 95RON dường như đi theo cùng một xu hướng như những nhiên liệu khác. Nhìn chung, sự khác biệt giữa kết quả mẫu và số đo là khoảng 1,5% và thấp hơn, được coi là rất tốt với sự khác biệt thấp nhất trong kết quả RDE và sự khác biệt lớn nhất với WLTC tương tự như NEDC. Đối với tất cả các mơ phỏng chu trình, đặc biệt chú ý đến các mục như tốc độ không tải, tải trọng trên đường, gia nhiệt chất xúc tác, lambda luân phiên và tiếp nhiên liệu khi sang số. Đặc biệt, trong các phân tích độ nhạy, ba mục sau có ý nghĩa nhất trong việc cải thiện sự so sánh giữa các kết quả mẫu
và số đo. Dự kiến rằng sự khác biệt giữa các thơng số này sẽ giải thích cho sự khác biệt giữa các kết quả được giữa số đo và mẫu cho các chu trình khác biệt.
Hình 8. So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu chu trình truyền động mẫu và đo lường CO2. 7. KẾT LUẬN
Khi được tối ưu hóa để tận dụng nhiên liệu RON cao hơn, động cơ có thể chứng minh những cải thiện đáng kể về hiệu suất và lượng khí thải CO2, đặc biệt khi hoạt động trong điều kiện tải cao.
Trong quá trình vận hành ở tốc độ động cơ thấp hơn, phần lớn lợi ích này về hiệu suất liên quan đến nhiên liệu RON cao hơn có thể trực tiếp do cải thiện nhiệt động lực học của thời điểm đánh lửa sớm hơn. Ở tốc độ động cơ cao hơn, khả năng duy trì thời điểm đánh lửa tiên tiến cũng làm giảm nhu cầu sử dụng nhiên liệu quá mức như một phương tiện để bảo vệ các bộ phận của hệ thống xả khỏi nhiệt độ khí q cao, do đó mang lại lợi ích đáng kể cho nhiên liệu RON cao hơn, điều này đáng chú ý hơn trong quá trình điều kiện lái xe thực tế.
Để hiểu được tác động xã hội của việc sử dụng nhiên liệu RON cao hơn trong tương lai đối với CO2, cần phải hiểu tác động của việc sản xuất nhiên liệu RON cao hơn đối với hiệu suất của nhà máy lọc dầu. Chủ đề này đã được Concawe nghiên cứu và sẽ là chủ đề của một ấn phẩm trong tương lai.
LỜI CẢM ƠN
Các tác giả muốn ghi nhận các thành viên của nhóm Concawe FE/STF-20 vì sự đóng góp của họ cho bài báo cũng như Mahle Powertrain Ltd, Northampton, Vương quốc Anh và Coryton Advanced Fuels, Vương quốc Anh trong việc pha trộn các nhiên liệu.
THAM KHẢO
[1] Stradling, R. et.al, Effect of Octane on the performance of two gasoline direct injection passenger cars. SAE Technical Paper 2015-01-0767, 2015.
[2] Stradling, R. et al, Effect of Octane on Performance, Energy Consumptions and emissions of two Euro 4 passenger cars, Transportation Research Procedia (2016).
[3] Concawe Report 13/16, Phase 1: Effect of fuel octane on the performance of two Euro 4 Gasoline Passenger Cars, www.concawe.org, 2016.
[4] Williams, J, et.al. Effect of Octane on the performance of Euro 5 and Euro 6 gasoline passenger cars, SAE paper no. 2017-01-0811, 2017.
[5] Concawe Report xx/2019 (in progress).
[6] EN ISO 5164 “Petroleum products – determination of knock characteristics of motor fuels – Research method”.
[7] EN ISO 5163 “Petroleum products – determination of knock characteristics of motor fuels – Motor method”.
[8] Davies, T., Cracknell, R., Lovett, G., Cruff, L. et al., Fuel Effects in a Boosted DISI Engine. SAE Technical Paper 2011-01-1985, 2011.
[9] Amer, A., Babiker, H., Chang, J., Kalghatgi, G. et al, Fuel Effects on Knock in a Highly Boosted Direct Injection Spark Ignition Engine. SAE Int. J. Fuels Lubr. 5(3):1048-1065, 2012. SAE Technical Paper 2012-01-1634, 2012.
[10] Remmert, Sarah et al, Octane Appetite: The Relevance of a Lower Limit to the MON Specification in a Downsized, Highly Boosted DISI Engine. SAE Technical Paper 2014-01- 2718, 2014.
[11] Bisordi, A. et al, Evaluating Synergies between Fuels and Near Term Powertrain Technologies through Vehicle Drive Cycle and Performance Simulation. SAE Paper 2012- 01-0357,2012.
[12] Oudenijeweme, D. et.al. “Significant CO2 Reductions by Utilising the Synergies Between a Downsized SI Engine and Biofuels“ – ImechE – Internal Combustion Engines: Performance, Fuel Economy and Emissions 2011.
[13] Oudenijeweme, D.et. al. “Downsizing and Biofuels: Synergies for Significant CO2 Reductions“, Aachen Colloquium Automobile and Engine Technology 2011.