v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.5.5. Ảnh hưởng của diesel sinh học từ một số nguồn khác nhau
Công suất của các nhiên liệu thử nghiệm tại các chế độ tải trọng và tốc độ khác nhau được trình bày trong hình 4.24. Theo đó, tại tất cả các giá trị tải trọng, công suất động cơ khi sử dụng nhiên liệu B20 và BA20 đều thấp hơn so với nhiên liệu B0. Trong đó công suất của nhiên liệu B20 cao hơn so với nhiên liệu BA20. Nguyên nhân có sự thay đổi về công suất đầu ra là do nhiệt trị của nhiên liệu. Nhiệt trị của nhiên liệu B0 lớn nhất nên công suất lớn nhất, của nhiên liệu BA20 nhỏ nhất nên công suất c ng nhỏ nhất tương ứng.
Trong khi đó, suất tiêu hao nhiên liệu của B0 nhỏ nhất và của BA20 lớn nhất. Rõ ràng, với cùng một lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình như nhau, khi công suất giảm thì suất tiêu hao nhiên liệu gia tăng tương ứng.
Hình 4.25 trình bày suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ đối với nhiên liệu B0, B20 và BA20.
Từ hình 4.25 cho thấy, tại tải nhỏ (25%) sự chênh lệch về suất tiêu hao nhiên liệu tương đối rõ, trong khi ở tai trung bình và tải lớn thì hầu như không có sự phân biệt đáng kể về suất tiêu hao nhiên liệu giữa các nhiên liệu. Diễn biến thay đổi về suất tiêu hao nhiên liệu ở cả hai chế độ tốc độ là tương tự như nhau.
Phát thải CO tại hai chế độ 1400(vòng/phút) và 2200(vòng/phút) được thể hiện trên hình 4.26.
Hình 4.24. Công suất của các nhiên liệu thử nghiệm tại các giá trị tải
Hình 4.25. Suất tiêu hao nhiên liệu của các nhiên liệu thử nghiệm tải các giá trị tải
200 300 400 500 600 25 50 75 Suấ t t iê u ha o nh iê n li ệ u, g /k W .h Tải trọng, % B0 B20 BA20 n = 1400(vg/ph) Góc phun: 14 độ Áp suất phun: 600bar
200 300 400 500 600 25 50 75 Suấ t t iê u ha o nh iê n li ệ u, g /k W .h Tải trọng, % B0 B20 BA20 n = 2200(vg/ph) Góc phun: 18 độ Áp suất phun: 600bar
101
Phát thải CO của nhiên liệu B20 và BA20 tốt hơn so với nhiên liệu B0. Điều này cho thấy ảnh hưởng của thành phần Oxy trong nhiên liệu Diesel sinh học. Trong khi đó, phát thải CO của B20 lớn hơn một chút so với BA20.
Hình 4.27 trình bày phát thải HC của các nhiên liệu thử nghiệm ở các chế độ tải khác nhau ở tốc độ 1400(vg/ph) và 2200(vg/ph).
Tại mỗi chế độ tốc độ thì phát thải HC không có sự chênh lệch đáng kể giữa các chế độ tải trọng. Tại mỗi chế độ tải trọng, phát thải HC của nhiên liệu B0 luôn cao hơn so với B20 và BA20. Trong khi đó, phát thải HC ở chế độ 2200(vg/ph) luôn thấp hơn so với ở chế độ 1400(vg/ph) ứng với mỗi chế độ tải trọng. Điều này cho thấy, ở chế độ tốc độ cao, tốc độ xoáy lốc tăng giúp hỗn hợp hòa trộn tốt hơn và do đó sẽ cháy kiệt hơn.
Phát thải HC và CO của nhiên liệu BA20 nhỏ hơn B20 tại các chế độ tải trọng và tốc độ khác nhau. Trị số xêtan cao hơn của nhiên liệu BA20 giúp cho hỗn hợp dễ bắt cháy và giảm những vùng giàu nhiên liệu do đó HC và CO giảm. Đây chính là nguyên nhân chính dẫn tới sự giảm phát thải CO và HC.
Hình 4.28 thể hiện phát thải NOx của các nhiên liệu thử nghiệm ở các chế độ tải trọng khác nhau tại hai chế độ tốc độ 1400(vg/ph) và 2200(vg/ph).
Phát thải NOx của B0 luôn thấp nhất và của BA20 luôn cao nhất tại tất cả các trị tải trọng khác nhau. Ở đây, NOx của B20 cao hơn so với BA20 chứng tỏ nhiệt độ cháy của động cơ khi sử dụng B20 là cao hơn so với BA20. Điều này được giải thích bởi nhiên liệu
Hình 4.26. Phát thải CO của các nhiên liệu thử nghiệm tải các giá trị tải
102
BA20 có trị số xêtan cao hơn giúp giảm thời gian cháy trễ và lượng hỗn hợp trong giai đoạn cháy nhanh, kết quả làm nhiệt độ trong xylanh giảm nên NOx giảm.
Như vậy, trị số xêtan là một thông số rất quan trọng của nhiên liệu. Trị số xêtan cao dẫn đến giảm phát thải CO, HC và NOx nếu như các nhiên liệu có tỷ lệ thành phần Oxy trong nhiên liệu là như nhau.
Thành phần phát thải khói đen của B0, B20 và BA20 ở các chế độ tải trọng và tốc độ khác nhau được trình bày như ở hình 4.29.
Theo hình 4.29 cho thấy, thành phần khói đen tại chế độ tải nhỏ và trung bình thì phát thải khói đen nhỏ không đáng kể. Trong khi tại chế độ tải lớn thành phần khói đen tăng cao là do ảnh hưởng của tỷ lệ A/F giảm xuống thấp. Tại mỗi chế độ tải trọng cụ thể, thành phần khói đen của B0 lớn nhất và của BA20 nhỏ nhất, của BA20 lại lớn hơn B20. Điều này được giải thích do độ nhớt của BA20 lớn hơn nên chất lượng phun sương kém hơn dẫn tới tăng khả năng sinh khói đen.