Tiến hành đấu nối thiết bị kiểm tra khí xả động cơ xăng MGT 5 với thiết bị đi kèm và máy tính, khởi động phần mềm chương trình đo trên máy tính, kẹp đầu đo tốc độ động cơ vào dây bugi của động cơ xe máy, đầu đo khí xả được cắm vào ống xả xe máy. Sau khí kết nối xong các thiết bị, tiến hành đo nồng độ khí thải cho trường hợp xe máy sử dụng xăng và cho trường hợp sử dụng xăng bổ sung khí HHO (hình 4.14).
Hình 4.14: Thực hiện đo khí thải trên xe Wave RSX FI
Hình 4.15 thể hiện kết quả thực nghiệm của động cơ xe máy Wave RSX FI khi sử dụng nhiên liệu xăng và hỗn hợp xăng và HHO. Kết quả đã cho thấy, NOx tăng mạnh khi bổ sung khí HHO vào đường nạp do quá trình cháy bắt đầu sớm hơn, tốc độ cháy nhanh nên nhiệt độ cháy tăng.
DUT.LRCC
Hình 4.15: Phát thải NOx của động cơ khi sử dụng xăng và hỗn hợp xăng+HHO ở chế độ toàn tải
Hình 4.16 thể hiện kết quả thực nghiệm của động cơ xe máy Wave RSX FI khi sử dụng nhiên liệu xăng và hỗn hợp xăng và HHO. Kết quả đã cho thấy, HC giảm khi bổ sung khí HHO vào đường nạp do nhiệt độ cháy tăng, cùng với khoảng cháy của hydro rộng, nên những vùng sát vách có hỗn hợp nhạt vẫn có thể cháy được, làm giảm nồng độ HC
Hình 4.16: Phát thải HC của động cơ khi sử dụng xăng và hỗn hợp xăng+HHO ở chế độ toàn tải
Hình 4.17 thể hiện kết quả thực nghiệm của động cơ xe máy Wave RSX FI khi sử dụng nhiên liệu xăng và hỗn hợp xăng và HHO. Kết quả đã cho thấy, CO giảm khi bổ sung khí HHO. Đây là điều đặc biệt đối với động cơ phun xăng điện tử khi bổ sung HHO vào xăng. Mặc dù khi bổ sung khí HHO vào đường nạp làm lượng không khí đi
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
3000 4000 5000 6000 7000
NOx (ppm)
n (vòng/phút)
So sánh mô phỏng và thực nghiệm phát thải NOx
Thực nghiệm Xăng+10%HHO Mô phỏng Xăng+10%HHO Thực nghiệm Xăng
200 250 300 350 400
3000 4000 5000 6000 7000
HC (ppm)
n (vòng/phút)
So sánh mô phỏng và thực nghiệm phát thải HC Thực nghiệm
Xăng+10%HHO
Mô phỏng Xăng+10%HHO Thực nghiệm Xăng
DUT.LRCC
vào buồng đốt giảm xuống, hỗn hợp sẽ đậm hơn. Nhưng cảm biến cảm biến oxy nhanh chóng phát hiện tình trạng này và điều chỉnh giảm lượng phun nhiên liệu, do đó không xảy ra tình trạng thiếu oxy. Nồng độ CO trong khí thải giảm được giải thích là do quá trình chạy được cải thiện khi bổ sung HHO.
Hình 4.17: Phát thải CO của động cơ khi sử dụng xăng và hỗn hợp xăng+HHO ở chế độ toàn tải
Hình 4.18: Phát thải CO2 của động cơ khi sử dụng xăng và hỗn hợp xăng+HHO ở chế độ toàn tải
Hình 4.18 thể hiện kết quả thực nghiệm của động cơ xe máy Wave RSX FI khi sử dụng nhiên liệu xăng và hỗn hợp xăng + HHO. Kết quả cho thấy, CO2 giảm xuống khi bổ sung khí HHO vào đường nạp điều này được giải thích là do nồng độ HC trong nhiên liệu giảm
0.3 0.32 0.34 0.36 0.38 0.4 0.42
3000 4000 5000 6000 7000
CO (%)
n (vòng/phút)
So sánh mô phỏng và thực nghiệm phát thải CO Thực nghiệm Xăng+10%HHO
Mô phỏng Xăng+10%HHO Thực nghiệm Xăng
10.4 10.8 11.2 11.6 12
3000 4000 5000 6000 7000
CO2 (%)
n (vòng/phút)
So sánh mô phỏng và thực nghiệm phát thải CO2
Thực nghiệm Xăng+10%HHO Mô phỏng Xăng+10%HHO Thực nghiệm Xăng
DUT.LRCC
Đánh giá kết quả phỏng đoán bằng mô phỏng và thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm phù hợp với kết quả mô phỏng tính toán. Cả 2 kết quả đến cho thấy xu hướng biến thiến nồng độ chất phát thải, suất tiêu hao nhiên liệu khi động cơ xe máy Wave RSX FI chạy bằng xăng và xăng bổ sung HHO. Giá trị nồng độ chất phát thải phù thuộc lớn vào tình trạng kỹ thuật của động cơ thực nghiệm, nên có sự sai khác giữa giá trị kết quả mô phỏng và thực nghiệm là có thể chấp nhận được.
DUT.LRCC
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Kết luận
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp với mô phỏng và thực nghiệm đề tài
“Nghiên cứu cung cấp bổ sung hydroxyl làm giàu hỗn hợp xăng-không khí của xe gắn máy” chúng tôi rút ra được những kết luận sau:
- HHO có tố độ cháy cao nên khi bổ sung vào nhiên liệu truyền thống sẽ giúp cho quá rình cháy diễn ra hoàn toàn, nâng cao hiệu quả quá trình cháy và giảm phát thải ô nhiễm môi trường.
- Cùng chế độ công tác của động cơ, khi bỏ sung 10%HHO vào xăng, áp suất cực đại tăng khoảng 4 bar so với khi chạy bằng xăng.
- Nồng độ NOx tăng đáng kể khi tăng thành phần HHO bổ sung vào xăng do tăng nhiệt độ cháy của hỗn hợp.
- Khi pha HHO vào xăng thì CO cực đại tăng nhưng CO trên đường thải hầu như không thay đổi; HC tăng là do hydrogen tạo ra trong quá trình cân bằng nhiệt động học của hỗn hợp cháy; CO2 giảm rất nhẹ so với khi chạy bằng xăng
- Khi động cơ chạy bằng xăng hoặc bằng xăng được bổ sung HHO, hỗn hợp đậm hay nhạt đều làm giảm áp suất và nhiệt độ cháy. NOx đạt giá trị cao nhất ứng với
=1; nồng độ CO, HC tăng theo .
- Khi tốc độ động cơ tăng thì nồng độ NOx trong khí thải giảm. Ngược lại khi tăng tốc độ động cơ thì nồng độ CO trong khí thải tăng. Ở tốc độ động cơ thấp, hỗn hợp nhiên liệu có nhiều thời gian để phản ứng nên cháy hoàn toàn dẫn đến nồng độ HC trong khí thải giảm và tăng nồng độ CO2.
- Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi xe máy Wave RSX sử dụng hỗn hợp xăng- HHO, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 12,9% so với trường hợp chỉ sử dụng nhiên liệu xăng. Điều này cho thấy việc sử dụng HHO bổ sung vào xăng làm tăng hiệu quả quá trình cháy rõ rệt.
Hướng phát triển của đề tài
Đề tài có thể tiếp tục nghiên cứu phát triển theo các hướng sau đây:
- Nghiên cứu bổ sung ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm khi cung cấp bổ sung HHO.
- Nghiên cứu đo biến thiên áp suất trong xi lanh khi động cơ chạy bằng xăng bổ sung HHO để đánh giá chính xác hiệu quả quá trình cháy
- Nghiên cứu kích thước bộ sinh khí HHO phù hợp và bố trí hệ thống nhiên liệu trên xe gắn máy thẩm mĩ hơn.
DUT.LRCC
Danh mục công trình khoa học đã công bố của tác giả
1. Bùi Văn Ga, Bùi Thị Minh Tú, Trương Lê Bích Trâm, Nguyễn Đức Hoàng, Phạm Văn Quang: Thiết lập giản đồ cung cấp nhiên liệu cho động cơ biogas-xăng.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ-Đại học Đà Nẵng, Vol. 17, NO. 9, 2019, pp. 33-39.
2. Trương Lê Bích Trâm, Bùi Văn Ga, Nguyễn Thị Thanh Xuân, Phạm Văn Quang: Mô phỏng quá trình cung cấp nhiên liệu biogas-HHO cho động cơ đánh lửa cưỡng bức/ Simulation biogas-HHO supply process for a SI engine, Tại hội nghị Cơ học thủy khí toàn quốc, Hải phòng, 7/2019.
DUT.LRCC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Chaklader and Asok CD, Hydro gen Generation from Water Split Reaction.
Patent US 6440385 B1, 27, 2002.
[2]. Vũ Anh Tuấn: Vai trò của Xe máy trong hiện tại và tương lai ở Việt Nam . Trung tâm Nghiên cứu GTVT Việt Đức – Đại học Việt Đức, 2018
[3] https://www.transportpolicy.net/standard/eu-motorcycles-emissions/, truy cập ngày 15/10/2019
[4] Quyết định 49/2011/QĐ-TTg Về việc quy định lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải đối với xe ô tô, xe mô tô hai bánh sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới, 2011
[5] http://www.svpvril.com/svpweb9.html, truy cập ngày 18/10/2019 [6]. Smith and Jerry.US Patent US 8,168,047 B1, 01 May 2012.
[7]. Wet Cell Vs Dry Cell, [ Online]. Available: http://www.hydrotechnix- solent.co.uk/wet-cell-v-dry-cell/. [Accessed August 2014].
[8]. Attila GệLLEI, Measuring and Optimization of HHO Dr y Cell for Energy Efficiency, Hungary, 2014.
[9] F. Ma, M. Wang, L. Jiang, J. Deng, R. Chen, N. Naeve, et al, Performance and emission characteristics of a turbocharged spark-ignition hydrogen-enriched compressed natural gas engine under wide open throttle operating conditions, Int. J.
Hydrogen Energy 35 (2010) 12502–12509.
[10] C. Ji, B. Zhang, S. Wang, Enhancing the performance of a spark-ignition methanol engine with hydrogen addition, Int. J. Hydrogen Energy 38 (2013) 7490–
7498.
[11] K.V. Shivaprasad, S. Raviteja, P. Chitragar, G.N. Kumar, Experimental investigation of the effect of hydrogen addition on combustion performance and emissions characteristics of a spark ignition high speed gasoline engine, Procedia Technol. 14 (2014) 141–148.
[12] S. Wang, C. Ji, Cyclic variation in a hydrogen-enriched sparkignition gasoline engine under various operating conditions, Int. J. Hydrogen Energy 37 (2012) 1112–1119.
[13] S. Wang, C. Ji, B. Zhang, X. Liu, Performance of a hydroxygenblended gasoline engine at different hydrogen volume fractions in the hydroxygen, Int. J.
Hydrogen Energy 37 (2012) 13209– 13218.
[14] C. Ji, S. Wang, Effect of hydrogen addition on combustion and emissions performance of a spark ignition gasoline engine at lean conditions, Int. J. Hydrogen Energy 34 (2009) 7823–7834.
DUT.LRCC
[15] C. Ji, S. Wang, B. Zhang, Effect of spark timing on the performance of a hybrid hydrogen–gasoline engine at lean conditions, Int. J. Hydrogen Energy 35 (2010) 2203–2212.
[16] C. Ji, S. Wang, Experimental study on combustion and emissions performance of a hybrid hydrogen–gasoline engine at lean burn limits, Int. J.
Hydrogen Energy 35 (2010) 1453– 1462.
[17] S. Wang, C. Ji, B. Zhang, X. Liu, Realizing the part load control of a hydrogen-blended gasoline engine at the wide-open throttle condition, Int. J. Hydrogen Energy 39 (2014) 7428–7436.
[18] Attila GệLLEI: Measuring and optimization of HHO dry cell for energy efficiency, ISSN: 2067 – 3809, 2014
[19]. Nofriyandi. R, (2014), Gas HHO application on a 150cc motorcycle, S2 Thesis, Department of Mechanical Engineering, Graduate program ITS, Surabaya (in Indonesia).
[20]. Ali Can Yilmaz, Erinc Uluda mar and Kadir Aydin, Effect of Hydroxy (HHO) Gas Addition on Performance and Exhaust Emissions in Compression Ignition Engines, ScienceDirect, 2010, 35 (20), 5.
[21]. Zoulias, E., Varkaraki, E. Lymberopoulos, N., Christodoulou, C.N., and Karagiorgis, N., A review on water electrolysis, Centre for Renewable Energy Sources (CRES), Pikermi, Greece and Frederick Research Center (FRC), Nicosia, Cyprus 2003.
[22]. Daniel E Rondero, D'iaz LF, Ballote L and Maldonado Lopez, Aluminum and Stainless-Steel Corrosion in Ethanol and KOH Solutions, 2009. [Online].
[23] Mohamed M. EL-Kassaby, Yehia A. Eldrainy*, Mohamed E. Khidr, Kareem I. Khidr, Effect of hydroxy (HHO) gas addition on gasoline engine performance and emissions, Alexandria Engineering Journal 55, 243-251, 2016
[24] Bambang Sudarmanta1, Sudjud Darsopuspito2, Djoko Sungkono, Application of dry cell HHO gas generator with pulse width modulation on sinjai spark ignition engine performance, ISSN: 2319-1163, 2016
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC
DUT.LRCC