13 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤ TÔ
13.2.12 Ảnh hưởng của thành phần lưu huỳnh
Thành phần lưu huỳnh là một trong những đặc trưng quan trọng được quy định nghiêm ngặt đối với nhiên liệu Điezel. Ở Pháp thành phần lưu huỳnh cho phép là 0,3%. Ở Châu Âu, thành phần lưu huỳnh dao động từ 0,05÷0,06%. Ở Thụy Sĩ, thành phần lưu huỳnh giới hạn 0,2% còn ở California, người ta hướng tới giới hạn 0,05%.
Đại bộ phận chất ô nhiễm do lưu huỳnh gây ra tồn tại dưới dạng SO2. Tuy nhiên, một bộ phận SO2 (khoảng 2÷3%) bị ôxy hoá thành SO3 và axit sunfuric.
13.2.13 Ảnh hưởng của các chất phụ gia.
1. Các chất phụ gia kim loại:
Các chất phụ gia kim loại dưới dạng muối axít được sử dụng để giảm mức độ phát sinh bồ hóng của động cơ Điezel.
Những kim loại (Ca, Ba, Mg, Fe, Mn, Cu, Ni) thường được sử dụng làm chất phụ gia trong nhiên liệu Điezel. Những chất alcalino-terreux, barium và calcium có hiệu quả nhất đối với động cơ phun trực tiếp hay phun gián tiếp. Hình 3-12 biểu diên sự biến thiên của độ đen khí xả theo thành phấn chất phụ gia.
2. Các chất phụ gia hữu cơ:
Các chất phụ gia hữu cơ cho thêm vào nhiên liệu động cơ Điezel nhằm mục đích khác nhau:
- Để giảm thời kì cháy trễ.
- Như là chất ổn định, chống ôxy hoá, nâng cao tính ổn định trong quá trình dự trữ.
- Như chất tẩy rửa bề mặt để duy trì độ sạch của vòi phun, đây là yếu tố quan trọng trong trường hợp động cơ có buồng cháy dự bị.
Hình 3-12: Ảnh hưởng của các chất phụ gia kim loại đến độ khói.
Hình 3-12 trình bày ảnh hưởng của chất phụ gia đến mức độ phát sinh bồ hóng đối với động cơ theo gian sử dụng.
Hình 3-14 cho thấy ảnh hưởng của chất phụ gia tẩy rửa bề mặt đến toàn bộ các chất ô nhiễm do động cơ buồng cháy ngăn cách gây ra.
Sự pha thêm nước vào nhiên liệu được nghiên cứu rất nhiều vì phương pháp này dường như là một trong những biện pháp rất hiếm hoi làm giảm đồng thời sự phát sinh NOx và bồ hóng, trong khi những phương pháp khác thường tác động ngược nhau đối với chiều biến thiên của hai chất ô nhiễm này.
Người ta đề nghị nhiều giải pháp: Cung cấp nước dạng emulsion trong dầu Điezel, phun trực tiếp nước trong xy lanh hay phun trong dòng khí nạp. Giải pháp đầu tiên dường như có hiệu quả nhât.
Nước có tác dụng làm giảm nhiệt độ dẫn đến giảm NOx; mặt khác, do kéo dài thời kỳ cháy trễ, nó làm gia tăng lượng nhiên liệu cháy trong giai đoạn hoà trộn trước và giảm lượng bồ hóng hình thành chủ yếu trong giai đoạn cháy khuếch tán. Điều này thấy rõ trên hình 3-15. Kết quả này trình bày tỉ lệ giảm mức độ phát sinh bồ hóng theo tải của động cơ một xy lanh phun trực tiếp theo hai giá trị nồng độ nước trong dầu. Người ta có thể làm giảm được 70% bồ hóng khi pha vào 10% nước.
Hình 3-14: Ảnh hưởng của chất phụ gia tẩy rửa bề mặt.
Thành phần SOF hấp thụ bởi hạt rắn cũng gia tăng theo tỉ lệ nước. Hydrocacbure chưa cháy gia tăng do giảm nhiệt độ cháy; sự gia tăng nhiệt độ khí nạp cũng không phải là một biện pháp kinh tế để bù trừ sự gia tăng CmHn. Người ta nhận thấy rằng thành phần HAP có mặt trong SOF tăng theo thành phần nước.
Sự pha nước vào nhiên liệu không phải là một giả pháp hữu hiệu làm giảm ô nhiễm trong quá trình cháy Điezel vì nếu nó làm giảm NOx nhưng lại làm tăng CmHn và CO, việc làm giảm bồ hóng còn phụ thuộc vào chế độ tải của động cơ.
Hình 3-15: Tỉ lệ giảm mức độ phát sinh bồ hóng theo tải của động cơ một xy lanh phun trực tiếp.