Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge)

Một phần của tài liệu Nghiên cứu đánh giá mức độ phát thải ô nhiễm của động cơ ô tô khi sử dụng nhiên liệu xăng RON 92 pha trộn với butanol (Trang 83 - 90)

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM49 4.1. Đánh giá phát thải chất ô nhiễm

4.2. Đánh giá các tính năng của động cơ

4.2.3. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge)

Hình 4. 25 thể hiện diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ động cơ khi sử dụng lần lượt các loại nhiên liệu RON 92; Bu10; Bu20; B30 ở chế độ 30% bướm ga.

Suất tiêu hao nhiên liệu có dao động nhưng không đáng kể, ở những số vòng quay nhỏ thì sử dụng xăng RON 92 tiết kiệm nhiên liệu nhất nhưng khi số vòng quay tăng dần lên thì hỗn hợp nhiên liệu xăng-Butanol có hiệu quả cao hơn xăng RON 92 về tính tiết kiệm nhiên liệu. Cụ thể ở số vòng quay 3750 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 chỉ bằng 78% so với suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu sử dụng xăng RON 92. Ở số vòng quay 4000 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 69, 8% so với suất tiêu hao

nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu sử dụng xăng RON 92. Ở số vòng quay 4250 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 67% so với suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu sử dụng xăng RON 92.

Hình 4. 7. Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu có ích theo tốc độ tại vị trí 30%

bướm ga khi sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau

Hình 4.26 thể hiện diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ động cơ khi sử dụng lần lượt các loại nhiên liệu RON 92; Bu10; Bu20; B30 ở chế độ 50% bướm ga.

Suất tiêu hao nhiên liệu có ích có dao động nhưng không đáng kể ở những số vòng quay nhỏ. Cụ thể ở số vòng quay 2750 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 chỉ bằng 91% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở số vòng quay 3500 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu30 chỉ bằng 82% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở số vòng quay 3750 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 82% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở số vòng quay 4250 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 chỉ bằng 71% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92.. Ta thấy tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng

nhiên liệu hỗn hợp xăng - Butanol đều giảm so với động cơ sử dụng xăng RON 92 và đạt giá trị nhỏ nhất khi động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20.

Hình 4. 26. Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu có ích theo tốc độ tại vị trí 50%

bướm ga khi sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau

Hình 4.27 thể hiện diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu có ích theo tốc độ động cơ khi sử dụng lần lượt các loại nhiên liệu RON 92; Bu10; Bu20; B30 ở chế độ 70%

bướm ga. Hỗn hợp nhiên liệu xăng-Butanol có hiệu quả cao hơn xăng RON 92 về tính tiết kiệm nhiên liệu. Cụ thể ở số vòng quay 1250 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 76% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu sử dụng xăng RON 92. Ở số vòng quay 1500 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 86% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở số vòng quay 2250 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 chỉ bằng 85% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng xăng RON 92. Ở số vòng quay 2750 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 81% so với suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng xăng RON 92. Ở số vòng quay 3500 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 84% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở số vòng quay 4000 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 chỉ bằng 74, 4%

so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Và ở số vòng quay 4250 (v/ph) suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 chỉ bằng 79% so với suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ta thấy tiêu hao nhiên liệu của động cơ sử dụng nhiên liệu hỗn hợp xăng - Butanol đều giảm so với động cơ sử dụng xăng RON 92 và đạt giá trị nhỏ nhất khi động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20.

Có thể giải thích lý do suất tiêu hao nhiên liệu giảm vì khi pha Butanol vào xăng làm tăng hàm lượng Oxy giúp quá trình cháy của động cơ diễn ra triệt để hơn. Tuy nhiên nếu tăng tỷ lệ Butanol trong hỗn hợp lên thì suất tiêu hao nhiên liệu lại tăng ( cụ thể là tiêu hao nhiên liệu khi sử dụng Bu30 lớn hơn khi sử dụng Bu20) do tỷ lệ Butanol pha vào xăng lớn làm áp suất hơi bảo hòa của nhiên liệu sẽ giảm, do đó hòa khí bốc hơi chậm hơn và hàm lượng Oxy trong nhiên liệu quá lớn làm cho hòa khí nhạt, tốc độ lan truyền màng lửa giảm, tốc độ chay giảm, làm tăng quá trình cháy rớt, thậm chí một số khu vực nhiên liệu không thể cháy hết do khoảng cách giữa cách phần tử nhiên liệu lớn, những yếu tố trên làm cho suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ khi sử dụng Bu30 tăng so với khi sử dụng Bu10 và Bu20.

Hình 4. 27. Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu theo tốc độ tại vị trí 70% bướm ga khi sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 1. Kết luận

Với hệ thống trang thiết bị thực nghiệm tại Phòng Thí nghiệm Động cơ và Ô tô, Khoa Cơ khí Giao thông, trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực nghiệm để được các số liệu có độ tin cậy cao. Qua các phần đánh giá so sánh và phân tích các chỉ tiêu về phát thải ô nhiễm, tính năng động cơ của Động cơ DAEWOO 1.6 được lắp trên xe ôtô Nubira, sử dụng nhiên liệu xăng RON 92, Bu10, Bu20 và Bu30, có thể đi đến các kết luận như sau:

Về nhiên liệu Bu10, Bu20, Bu30: Qua kết quả phân tích tại phòng Thí nghiệm của Công ty Xăng dầu khu vực 5 thuộc Tập đoàn xăng dầu Việt Nam cho thấy các chỉ tiêu lý hóa của Bu10, Bu20, Bu30 có những điểm tương đương như của xăng RON 92. Tuy nhiên hỗn hợp của xăng-Butanol có hàm lượng Oxy cao hơn xăng thông dụng nên quá trình cháy trong động cơ diễn ra triệt để hơn, giảm được vùng thiếu Oxy cục bộ làm tăng công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, đồng thời giảm thiểu phát thải các chất độc hại trong khí thải động cơ như HC và CO. Đồng thời trị số Octan của của hỗn hợp nhiên liệu Bu10, Bu20, Bu30 cao hơn xăng RON 92 nên khả năng chống kích nổ tốt hơn, điều đó cũng cho phép tăng tỷ số nén và nâng cao hiệu quả và công suất động cơ.

Về vấn đề phát thải các thành phần ô nhiễm: khi sử dụng hỗn hợp xăng- Butanol thì động cơ phát thải CO, HC thấp hơn khí sử dụng xăng RON 92. Ở tỷ lệ Butanol pha trộn vào trong xăng là 20% thể tích (Bu20) thì mức độ phát thải HC và NOx là thấp nhất, nếu tiếp tục tăng tỷ lệ lên thành 30% thể tích (Bu30) thì nồng độ HC là cao nhất. Tuy nhiên, trên cả ba mẫu hỗn hợp được làm thực nghiệm thì hàm lượng CO2 đều xấp xỉ so với xăng RON 92, còn hàm lượng NOx thì tăng nhiều so với xăng RON 92.

Về tính năng động cơ

Động cơ sử dụng nhiên liệu xăng Bu10, Bu20, Bu30 phát ra công suất có ích, mô men có ích sai lệch không đáng kể và suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ hơn so với động cơ sử dụng xăng RON 92.

+ Công suất có ích:

Ở chế độ 30% bướm ga và tốc độ 4500 (v/ph) thì động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 cho ra công suất có ích tăng 23, 3 % so với động cơ sử dụng xăng RON 92, còn động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 cho công suất tăng 20, 6 % so với động cơ sử dụng xăng RON 92 ở chế độ 50% bướm ga tại tốc độ 4250 (v/ph) và ở chế độ 70% bướm ga

tại tốc độ 4250 (v/ph), động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 tăng 13, 2 % so với động cơ sử dụng xăng RON 92.

+ Momen có ích:

Ở chế độ 30% bướm ga tại số vòng quay 4250 (v/ph)động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 sinh ra momen có ích tăng 22, 6% so với động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92. Ở chế độ 50% bướm ga, tốc độ 3500 (v/ph) động cơ sử dụng nhiên liệu Bu20 sinh ra momen có ích tăng 21, 6% so với động cơ sử dụng nhiên liệu xăng RON 92, còn động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 sinh ra momen có ích tăng 14, 4% so với động cơ sử dụng xăng RON 92 ở chế độ 70% bướm ga tại số vòng quay 4250 (v/ph).

+Suất tiêu hao nhiên liệu có ích:

Ở chế độ 30% buớm ga, tốc độ 4250 (v/ph) thì động cơ sử dụng nhiên liệu Bu10 có suất tiêu hao nhiên liệu có ích chỉ bằng 67% suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng xăng RON 92. Ở chế độ 50% bướm ga và tốc độ 4250 (v/ph) động cơ sử dụng Bu20 cho ra suất tiêu hao nhiên liệu có ích chỉ bằng 71% suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng xăng RON 92 và ở chế độ 70% bướm ga, tốc độ 4500 (v/ph) thì động cơ sử dụng Bu20 cho ra suất tiêu hao nhiên liệu có ích chỉ bằng 74, 4%

suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ sử dụng xăng RON 92.

2. Hướng phát triển của đề tài

- Nghiên cứu thử nghiệm xăng Bu10, Bu20, Bu30 trên các loại động cơ khác nhau cũng như thử nghiệm thực tế trong quá trình vận hành ô tô để có thêm nhiều kết luận chính xác hơn về việc sử dụng nhiên liệu phối trộn xăng–Butanol trên động cơ đốt cháy cưỡng bức.

- Nghiên cứu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, phát thải chất ô nhiễm với nhiên liệu phối trộn xăng–Butanol có tỷ lệ % thể tích Butanol cao hơn tiến tới thử nghiệm thực tế với loại nhiên liệu này.

- Cần đánh giá ảnh hưởng của Butanol đến ăn mòn động cơ và tuổi thọ của các chi tiết trong động cơ.

Tiếng Việt

[1] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng, Ô tô và ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục, 1999.

[2] KS. Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ, TS. Nguyễn Hữu LươngTS. Nguyễn Đình Việt, KS. Cấn Đình Hùng, “Đánh giá khả năng ứng dụng Butanol trong động cơ xăng để thay thế một phần nhiên liệu truyền thống tại Việt Nam”, Đề tài NCKH, 2012 – Viện dầu khí Việt Nam.

[3] Phạm Văn Phê, Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn hỗn hợp Butanol - Xăng RON95 đến tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ ôtô, Đề tài luận văn cao học - Đại Học Đà Nẵng.

[4] QCVN 01:2009/BKHCN, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về xăng, nhiên liệu điezen và nhiên liệu sinh học.

[5] KS. Huỳnh Tấn Tiến, PGS.TS. Trần Văn Nam, PGS.TS. Nguyễn Đình Lâm, Đánh giá khả năng sử dụng Butanol phối trộn vào xăng nhiên liệu, Tạp chí khoa học và công nghệ - Đại học Đà Nẵng, số 1(50).2012 trang 57-64, 2012.

[6] Huỳnh Tấn Tiến, Đánh giá khả năng sử dụng Butanol phối trộn vào xăng nhiên liệu, Đề tài luận văn cao học - Đại Học Đà Nẵng.

[7] Th.S. Nguyễn Quang Trung, Nhiên liệu và vật liệu bôi trơn, Giáo trình môn học, Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng.

[8] QCVN 05:2009/BGTVT về tiêu chuẩn khí thải mức 2 đối với xe ô tô sản xuất và lắp ráp mới.

[9] QCVN 86:2015/BGTVT về tiêu chuẩn khí thải mức 4 đối với xe ô tô sản xuất và lắp ráp mới.

[10] TS Lê Việt Trung. ThS. Phạm Văn Chất, Tổng quan về nghành công nghiệp dầu

khí Việt Nam-Viện dầu khí Việt Nam, 2012

[11] TS Huỳnh Quyền, Công nghệ tổng hợp Butanol nhiên liệu từ bã mía- Trung tâm nghiên cứu công nghệ lọc hóa dầu, trường Đại học Bách khoa Tp HCM

Tiếng Anh

[12] https://www.theaa.com/driving-advice/fuels-environment/euro-emissions- standards

Một phần của tài liệu Nghiên cứu đánh giá mức độ phát thải ô nhiễm của động cơ ô tô khi sử dụng nhiên liệu xăng RON 92 pha trộn với butanol (Trang 83 - 90)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(90 trang)