Luận án Xác định thành phần khí thải phát tán vào môi trường của động cơ ô tô sử dụng lưỡng nhiên liệu Diesel-LPG

. Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý hệ thống PSS i60 Động cơ thử nghiệm Ống pha loãng (Tunnel) Bộ lọc (Filter holder) Bộ điều tiết (MFCC) Van từ (VU) Bơm (Pump) PSS cabinet Khí pha loãng Buồng cân (Weighing Chamber) 98 Khí thải của động cơ thử nghiệm được thu gom và pha loãng trong ống pha loãng (Tunnel). Bơm hút (Pump) tạo lực hút để trích một phần mẫu khí thải từ ống pha loãng qua bộ lọc hạt. Bên trong bộ lọc hạt này được lắp 2 tấm giấy lọc để có thể giữ lại được các phát thải dạng hạt có trong khí thải của động cơ thử nghiệm. Sau khi đi qua bộ lọc, khí mẫu lại được trả về ống pha loãng để thực hiện tiếp quá trình đo phát thải khí. Lưu lượng trích mẫu khí thải được kiểm soát bởi bộ kiểm soát lưu lượng (MFC). Việc điều khiển dòng khí thải được thực hiện qua hệ thống van điện từ. Giấy lọc hạt sau khi kết thúc quá trình thử nghiệm được đưa vào buồng cân (Weighing Chamber) để xác định khối lượng. 4.2.2.8. Thiết bị đo độ khói AVL 439 Ngoài thiết bị đo phát thải hạt, tại phòng thử nghiệm khí thải này còn có thiết bị đo độ khói, thiết bị này hoạt động theo nguyên lý hấp thụ ánh sáng (đơn vị đo % HSU hoặc m-1). Hình 4.8. Sơ đồ nguyên lý buồng đo khói Khí thải từ điểm lấy mẫu được duy trì nhiệt độ và dẫn vào trong buồng đo tiêu chuẩn theo nguyên lý hấp thụ ánh sáng và được trả về hệ thống lấy mẫu khí thải thử nghiệm. Buồng đo hoạt động theo nguyên lý bức xạ ánh sáng giảm dần theo chiều dài truyền sáng và bị hấp thụ bởi các hạt bụi có trong khí thải chứa trong buồng đo (hình 4.8). Theo nguyên lý Beer-Lambert sự hấp thụ ánh sáng được tính theo công thức: I=Io*e-kL; Đầu đo Bụi hạt Đèn L l0 l 99 Io: Cường độ ánh sáng khi chưa có sự hấp thụ của khí thải; I: Cường độ ánh sáng khi có sự hấp thụ của khí thải; L: Chiều dài ống đo tiêu chuẩn (L=0,43m); k: Hệ số hấp thụ cần đo có đơn vị là 1/m. Dựa trên công thức này và các giá trị đo được của hệ thống cảm biến có thể tính được hệ số hấp thụ k (m-1) 4.3. Lựa chọn và lắp đặt hệ thống cung cấp LPG vào động cơ diesel thí nghiệm Có hai loại thiết bị cung cấp LPG vào động cơ diesel, loại điều khiển phun bằng điện tử (Hình 4.9) và loại điều khiển phun bằng cơ khí (hình 4.10). Hình 4.9. Hệ thống cung cấp LPG điều khiển phun bằng điện tử 1. Công tắc điều khiển đóng mở hệ thống; 2. Van đóng mở LPG; 3. Vòi phun; 4. Bộ giảm áp hóa hơi; 5. Jic lơ; 6. Bộ điều chỉnh lượng phun; 7. Cụm điều khiển Với hệ thống cung cấp LPG điều khiển phun bằng điện tử, lượng LPG phun vào đường ống nạp của động cơ được điều chỉnh bởi ECU. Hệ thống này giá thành cao, lắp đặt điều khiển phức tạp. 2 1 3 4 5 6 7 100 Hệ thống cung cấp LPG điều khiển phun bằng cơ khí có cấu tạo đơn giản, làm việc ổn định, phù hợp với các loại ô tô tải trọng nhỏ và trung bình. Với hệ thống này, lượng LPG phun vào đường ống nạp của động cơ được điều chỉnh ban đầu bởi van tay, trong quá trình làm việc, lưu lượng LPG được điều khiển theo tín hiệu áp suất trong đường ống nạp của động cơ. Căn cứ vào ưu nhược điểm của các hệ thống cung cấp thêm LPG vào động cơ, đề tài chọn hệ thống cung cấp LPG vào động cơ do hãng WTV - UK (Anh) sản xuất. Hệ thống này thuộc loại điều khiển phun bằng cơ khí, bộ chuyển đổi D BES-200 có tác dụng hóa hơi và cung cấp lượng LPG thích hợp cho động cơ diesel. Thiết bị này làm giảm áp suất LPG từ bình chứa đưa vào qua bộ hóa hơi, đồng thời sử dụng nhiệt lượng của nước làm mát động cơ để hóa hơi LPG và phun vào đường ống nạp của động cơ. Hình 4.10. Hệ thống cung cấp LPG điều khiển phun bằng cơ khí 1. Hộp công tắc điều khiển đóng mở hệ thống; 2. Đèn báo mức LPG; 3. Đường ống dẫn LPG; 4. Hệ thống dây điện điều khiển; 5. Cầu chì; 6. Đường ống lấy tín hiệu áp suất đường ống nạp; 7. Đầu lắp ống dẫn LPG đến vòi phun; 8. Bộ giảm áp hóa hơi; 9, 10. Đầu lắp với đường nước nóng vào và ra; 11. Bình chứa LPG; 12. Van từ. LPG được chứa trong bình chứa hình trụ bằng thép dày 3mm, dung tích 12 lít. Trên nắp bình LPG có hai van đóng mở đường dẫn LPG tới bộ điều khiển 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 11 12 101 phun, một van xoay điều khiển bằng tay, một van điện từ chỉ mở khi động cơ đã làm việc, có nguồn điện từ máy phát cấp cho van, điều đó làm tăng tính an toàn cho hệ thống. Lượng LPG trong bình chứa được báo ở đồng hồ đo LPG lắp trên vỏ và hiển thị trên đồng hồ điện tử lắp cùng bộ công tắc đóng mở hệ thống. Lưu lượng LPG cấp vào động cơ được điều chỉnh ban đầu bởi van định lượng 7 (hình 4.11), van này được điều khiển bởi núm xoay 11 thông qua màng cao su 10 và đòn bẩy 9. Trong quá trình làm việc, lượng LPG sẽ thay đổi phụ thuộc vào áp suất trong đường ống nạp của động cơ. Khi áp suất trong đường ống nạp cao, khí nén qua sensor và đường ống nối thông với buồng D của bộ giảm áp hóa hơi sẽ tác dụng lên màng cao su 5, mở thêm van 3 để tăng lưu lượng LPG. Hình 4.11. Bộ giảm áp hóa hơi 1. Giắc co đường LPG vào; 2. Đế van giảm áp; 3. Nắp van giảm áp; 4. Vấu tỳ; 5, 10. Màng cao su; 6. Đế van định lượng; 7. Nắp van định lượng; 8. Chốt xoay; 9. Đòn bẩy; 11. Núm xoay; 12. Lọc khí. Các chi tiết trong hệ thống cung cấp LPG đã chọn có kết cấu đơn giản gọn nhẹ, có thể bố trí dễ dàng vào khoang động cơ mà không cần cải tạo lại kết cấu của xe. Sơ đồ bố trí bộ cung cấp LPG vào động cơ được trình bày trên hình 4.12. 5 D B A C 6 7 8 4 3 2 1 9 10 11 12 LPG vào LPG ra vòi phun 102 1 . B ầ u l ọ c; 2 . B ộ h ó a h ơ i g iả m á p ; 3 . Đ ư ờ n g ố n g n ố i vớ i cả m b iế n á p s u ấ t n ạ p ; 4 . Đ ư ờ n g ó n g d ẫ n L P G đ ến v ò i p h u n ; 5 . Đ ư ờ n g ố n g n ạ p ; 6 . M á y p h á t đ iệ n ; 7 . Q u ạ t g ió ; 8 . D â y đ a i; 9 . Ố n g đ ến k ét n ư ớ c; 1 0 . B ơ m c a o á p ; 1 1 .Đ ư ờ n g d ẫ n n ư ớ c n ó n g v à o ; 1 2 . Đ ư ờ n g d ẫ n n ư ớ c n ó n g r a ; 1 3 . B à u l ọ c; 1 4 . Đ ư ờ n g d ẫ n L P G ; 1 5 . B ìn h c h ứ a L P G . H ìn h 4 .1 2 . S ơ đ ồ b ố t rí b ộ c u n g c ấ p L P G v à h ệ th ố n g n h iê n l iệ u đ ộ n g c ơ 103 4.4. Quy trình thí nghiệm 4.4.1. Điều kiện thí nghiệm 4.4.1.1. Yêu cầu về thiết bị thí nghiệm Để đảm bảo cho động cơ hoạt động ổn định trong suốt quá trình thí nghiệm, trước khi lắp đặt, phải tiến hành kiểm tra bảo dưỡng tất cả các bộ phận của động cơ như: Hệ thống bôi trơn, hệ thống nhiên liệu, hệ thống phân phối khí... Băng thử cũng được kiểm tra và tiến hành calib các thiết bị trước khi thí nghiệm nhằm đảm bảo kết quả đo chính xác. Mỗi máy phân tích được hiệu chuẩn thường xuyên tùy theo mức độ cần thiết để thỏa mãn yêu cầu về độ chính xác của phương pháp thử. Các bộ phân tích khí nói chung đòi hỏi độ chính xác rất cao, vì vậy cần phải được hiệu chuẩn thường xuyên bằng khí hiệu chuẩn (Calibration Gas) chứa trong các chai khí hiệu chuẩn. Khí hiệu chuẩn có nhiều loại khác nhau với độ chính xác rất cao và được nhập từ nước ngoài, thời hạn sử dụng cho phép tuỳ thuộc nhà sản xuất. Trong quá trình thử nghiệm, nhiệt độ và độ ẩm trong phòng thử phải duy trì ổn định ở mức cho phép. Theo TCVN 6785-2006 ứng với tiêu chuẩn EURO II thì nhiệt độ trong phòng thử phải nằm trong khoảng 20 đến 30 0 C, độ ẩm tuyệt đối trong phòng thử hoặc của không khí nạp vào động cơ là 5,5 ≤ H ≤ 12,2 g nước/kg không khí khô [3]. Ngoài ra, hệ thống máy tính và tủ phân tích khí phải đặt trong phòng kín, liên tục duy trì nhiệt độ và độ ẩm theo quy định. Nhiệt độ, áp suất của không khí nạp, dầu bôi trơn, nhiên liệu... cũng đều phải nằm trong tiêu chuẩn quy định về thử nghiệm khí xả. Nhiệt độ của buồng cân trong đó các bộ lọc hạt được duy trì trong khoảng  6K tại một điểm nhiệt độ ở giữa 293 K và 303 K trong toàn bộ quá trình thử nghiệm. Độ ẩm tương đối phải được duy trì trong khoảng từ 35% đến 55% [3]. 104 Môi truờng trong buồng cân phải tuyệt đối sạch, không có chất bẩn của không khí xung quanh vì chúng có thể lắng đọng trên các bộ lọc trong khi điều hòa nhiệt độ. Có ít nhất hai bộ lọc chuẩn không được sử dụng phải được cân trong vòng 4 giờ, nhưng phải cân đồng thời với cân bộ lọc mẫu. Nếu khối lượng trung bình của bộ lọc chuẩn thay đổi trong khi cân bộ lọc mẫu lớn hơn 6% khối lượng bộ lọc nhỏ nhất đã nêu, thì tất cả các bộ lọc mẫu bị huỷ bỏ và các phép thử khí thải phải được thực hiện lại. 4.4.1.2. Với nhiên liệu Trong quá trình thử nghiệm, chất lượng nhiên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thí nghiệm. Để đảm bảo độ chính xác của thí nghiệm, nhiên liệu dùng trong quá trình thử nghiệm phải được kiểm định đánh giá các thành phần hóa học. Nhiên liệu LPG được mua tại đại lý phân phối của Petroleum Gas, chất lượng LPG được giám định bởi công ty Dịch vụ giám định Á Châu. Thành phần hóa học của nhiên liệu LPG dùng trong thí nghiệm như trong phụ lục. Nhiên liệu diesel sử dụng trong các thí nghiệm được cung cấp bởi các đại lý của Petrolimex. Chất lượng nhiên liệu được giám định bởi Trung tâm kiểm định chất lượng – Đo lường, Tổng kho xăng dầu Đức Giang, Công ty Xăng dầu Khu vực I. 4.4.2. Thí nghiệm đo khí xả động cơ diesel nguyên thủy 4.4.2.1. Chu trình thử nghiệm Lượng phát thải của động cơ được biểu thị qua các giá trị nồng độ các chất có trong khí xả khi thí nghiệm. Các thành phần phát thải được xác định theo chu trình thử nghiệm động cơ. Chu trình thử nghiệm được xây dựng trên cơ sở mô tả quá trình vận hành đặc trưng của xe. Do điều kiện về đường sá, thói quen lái xe, đặc điểm xe... cụ thể của mỗi nơi có những đặc thù riêng nên các hệ thống tiêu chuẩn phổ biến trên thế giới như Châu Âu, Mỹ và Nhật có chương trình thử riêng. Hiện ở Việt Nam đang sử dụng chu trình thử ECE R49 để thí nghiệm 105 công nhận kiểu cho các động cơ. Do đó đề tài chọn chế độ chạy theo chu trình thử ECE R49 để xác định lượng phát thải của động cơ thí nghiệm. Hình 4.13. Chương trình thử Châu Âu ECE R49 cho động cơ 4.4.2.2. Lắp đặt và hiệu chỉnh động cơ trên băng thử a) Lắp đặt động cơ lên băng thử Động cơ được đặt lên xe đẩy và đưa đến băng thử, dùng pa lăng xích để cẩu động cơ vào vị trí lắp ghép. Bốn gối đỡ của động cơ được lắp trên các giá đỡ có thể điều chỉnh được độ cao và di chuyển các hướng nhờ hệ thống rãnh trượt. Sau khi định vị được động cơ lên các gối đỡ, tiến hành xiết chặt các bu lông cố định động cơ với bệ thử. b) Căn chỉnh độ đồng tâm giữa trục Dyno và trục động cơ Dùng đồng hồ so gá lên trục của băng thử và đưa mũi tỳ vào bánh đà động cơ để kiểm tra căn chỉnh độ đồng tâm giữa trục Dyno và trục động cơ. Nếu không đảm bảo độ đồng tâm phải điều chỉnh các giá đỡ động cơ đến khi đạt yêu cầu. Hình 4.14. Lắp trục dẫn động K h ô n g t ải 10% 25% 50% 75% 100% 100% 75% 50% 25% 10% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tốc độ trung gian Tốc độ định mức T ải t rọ n g ( % ) 106 c) Lắp đặt các đường ống Lắp đặt các đường ống kết nối giữa động cơ tới các thiết bị như: Hệ thống cung cấp nhiên liệu, hệ thống dầu bôi trơn, hệ thống nước làm mát, thiết bị điều khiển chân ga. d) Lắp đặt các cảm biến Sau khi lắp đặt các đường ống, tiến hành lắp đặt các cảm biến đo áp suất và nhiệt độ của các đối tượng cần thiết trong quá trình thí nghiệm. 4.4.2.3. Kiểm tra nhiên liệu, dầu bôi trơn, nước làm mát - Kiểm tra mức dầu bôi trơn, xả khí hệ thống. - Kiểm tra mức nước làm mát, xả khí hệ thống. - Kiểm tra áp suất đầu vào của nhiên liệu, xả khí trong hệ thống. 4.4.2.4. Chạy thử - Chạy rà động cơ để kiểm tra độ kín khít của các mối ghép và kiểm tra lực xiết tại các bu lông. - Chạy kiểm tra tốc độ cộng hưởng để tránh xảy ra sự cố trong quá trình thử nghiệm. 4.4.2.5. Tiến hành thí nghiệm đo khí xả động cơ diesel nguyên thủy Quy trình thực nghiệm được tiến hành theo các bước như sau: Bước 1. Thí nghiệm đo công suất, mô men động cơ: Điều khiển tay ga ở mức toàn tải, cho động cơ chạy ở các tốc độ đã định, thiết bị sẽ tự động ghi lại các giá trị công suất, mô men tại các điểm đo. Bước 2. Thí nghiệm đo độ khói: Điều khiển tay ga ở mức toàn tải, cho động cơ chạy ở các tốc độ quy định và ghi lại các giá trị độ khói tại các điểm đo. Bước 3. Nhập các thông số của chu trình thử trên phần mềm điều khiển: Căn cứ vào các thông số đặc tính ngoài vừa đo của động cơ và yêu cầu của chu trình thử đã chọn, tiến hành nhập giá trị tải trọng, tốc độ động cơ quy định tại các điểm trong chu trình thử. Bước 4. Thí nghiệm đo khí xả động cơ theo chu trình đã thiết lập: Điều khiển chương trình cho động cơ tự động chạy theo các mode của chu trình đã cài 107 đặt và lưu lại kết quả đo các thành phần khí thải tại các điểm trong chu trình. Hệ thống thiết bị tại phòng thử nghiệm động cơ thuộc Trung tâm thử nghiệm khí thải phương tiện giao thông cơ giới đường bộ được vận hành một cách tự động hoàn toàn và tuân thủ theo yêu cầu của tiêu chuẩn Châu Âu ECE R49. Động cơ được chạy trong 6 phút ở mỗi chế độ rồi tự chuyển tiếp lần lượt tới các chế độ tiếp theo. Việc lưu số liệu tại mỗi điểm đo là do phần mềm tự động điều khiển, mẫu khí thải được lấy trong những phút cuối cùng và tính ngược trở lại, thời gian lấy mẫu tối thiểu là 20 giây (mode 9, 10, 11, 12), nhiều nhất là 250 giây (mode 6). Bước 5. Cân khối lượng giấy lọc để xác định lượng phát thải PM: Sau khi chạy thử nghiệm, đặt các tấm lọc vào buồng cân và để ổn định ít nhất 2 giờ, nhưng không quá 36 giờ. Để đảm bảo tính chính xác, khi tính toán khối lượng phát thải PM cần xét đến độ ẩm không khí trong quá trình thử. 4.4.3. Thí nghiệm đo khí xả động cơ lưỡng nhiên liệu diesel - LPG 4.4.3.1. Chọn phương án bố trí lắp đặt bộ cung cấp LPG vào động cơ Bộ cung cấp LPG được bố trí phía trên động cơ, gần đường ống nạp nhằm thuận tiện cho quá trình lắp đặt vòi phun và sensor tín hiệu áp suất đường ống nạp. Cách bố trí lắp đặt bộ cung cấp LPG vào động cơ được trình bày trên hình 4.15. Vòi phun LPG và sensor thu tín hiệu áp suất được lắp vào mặt bích nối tiếp trên đường ống nạp, hai đường ống dẫn nước hâm nóng cho bộ giảm áp hóa hơi được lắp vào đường nước làm mát của thiết bị thử. Để đảm bảo cho nước nóng được liên tục luân chuyển trong quá trình thử nghiệm, giữa đường nước vào của bộ giảm áp hóa hơi được lắp một bơm đẩy nhằm tạo độ chênh áp giữa hai đầu ống dẫn. Lượng LPG trước khi đưa vào đường ống nạp động cơ được dẫn qua lưu lượng kế LZB 15, lưu lượng kế này là thiết bị chuyên dùng để đo lưu lượng LPG. Bộ giảm áp hóa hơi, lưu lượng kế và công tắc điều khiển được bố trí lắp đặt trên một giá đỡ bằng thép và được gá vào một trụ đứng đặt cạnh băng thử động cơ. 108 Hình 4.15. Lắp đặt bộ cung cấp LPG và động cơ trên bệ thử 1. Đường ống cấp LPG; 2. Van điện từ; 3. Van điều chỉnh lưu lượng LPG; 4. Bộ hóa hơi giảm áp; 5. Đường ống lấy tín hiệu áp suất đường ống nạp; 6.Lưu lượng kế; 7. Đường ống nạp; 8. Vòi phun LPG; 9. Đường dẫn LPG tới vòi phun; 10. Đường dẫn nước nóng vào bộ hóa hơi giảm áp. 4.4.3.2. Tiến hành thí nghiệm đo khí xả động cơ diesel-LPG Trước khi tiến hành quy trình thử nghiệm như đối với động cơ diesel nguyên thủy, cần phải thực hiện các bước điều chỉnh LPG phun vào ống nạp động cơ theo yêu cầu thử nghiệm. Tỷ lệ LPG thay thế nhiên liệu diesel được xác định bởi lượng LPG cấp vào động cơ để đảm bảo giữ nguyên công suất động cơ khi cắt giảm lượng diesel cung cấp cho chu trình. Để đạt được mục tiêu đó, đề tài tiến hành các bước như sau: Bước 1. Cho động cơ chạy trên băng thử ở chế độ tốc độ tương ứng với mô men lớn nhất và 100% tải, quan sát mức nhiên liệu cấp cho chu trình trên màn hình điều khiển (hình 4.16). Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Mas Flow Meter kết nối trực tiếp với màn hình sẽ cho biết lượng nhiên liệu đang cấp cho chu trình. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 109 Bước 2. Tiến hành điều chỉnh kéo thanh răng để giảm lượng nhiên liệu diesel tiêu thụ xuống còn 90%, quan sát mức giảm nhiên liệu cấp cho chu trình trên màn hình điều khiển. Bước 3. Giữ nguyên lượng nhiên liệu diesel và điều chỉnh lượng LPG phun vào đường ống nạp đến khi công suất động cơ hiển thị trên màn hình bằng với giá trị ban đầu khi chạy 100% diesel. Khi động cơ làm việc ổn định, tiến hành các bước thử nghiệm theo chu trình tương tự như khi thử nghiệm động cơ diesel. Tiếp tục điều chỉnh giảm lượng diesel cung cấp xuống còn 80% và tiến hành các bước thí nghiệm như trên. Khi tăng lượng LPG thay thế lên tới 30%, động cơ có hiện tượng chạy mất ổn định, rung động mạnh do cháy kích nổ. Trên bảng điều khiển, đường mô men của động cơ không còn là đường nét. Do đó đề tài không thí nghiệm ở chế độ LPG thay thế lên tới 30 %. Hình 4.16. Màn hình điều khiển của thiết bị thí nghiệm đo khí thải Tiến hành điều chỉnh giảm dần lượng LPG phun vào đường ống nạp và xem xét hiện tượng cháy kích nổ, kết quả là khi giảm lượng LPG thay thế xuống còn 26% thì hiện tượng cháy kích nổ không còn, đường mô men của động cơ trên màn hình điều khiển đã trở lại thành đường nét mảnh. 110 Sau khi kết thúc quá trình chạy thử nghiệm, tiến hành tách lọc kết quả và cân khối lượng bụi hạt tương tự như khi thử nghiệm động cơ nguyên thủy. Kết quả thí nghiệm được trình bày ở phần sau của chương này và ở phụ lục. 4.5. Kết quả thử nghiệm và đánh giá 4.5.1. Tiêu chuẩn EURO về phát thải của động cơ diesel Để kiểm soát chặt chẽ việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra, các nước trong khu vực và trên thế giới đã nghiên cứu và đưa ra các tiêu chuẩn giới hạn độc hại khác nhau cho từng thời kỳ. Ở Việt Nam, các phương tiện giao thông đang lưu hành sẽ được định kỳ kiểm tra khí thải bằng các thiết bị chẩn đoán thông thường. Thiết bị này có thể phân tích xác định hàm lượng các khí độc hại và độ khói theo các quy trình đơn giản. Trong thử nghiệm công nhận kiểu, nước ta đang áp dụng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn EURO II. Tiêu chuẩn EURO về phát thải của động cơ diesel được trình bày trong bảng 4.1. Bảng 4.1. Tiêu chuẩn EURO về phát thải của động cơ diesel Tiêu chuẩn EU cho động cơ diesel của xe tải (g/kwh, độ khói 1/m) Tiêu chuẩn Năm Chu trình thử CO HC NOx PM Độ khói Euro I 1992 ECE R-49 4,5 1,1 8,0 0,612 1992 4,5 1,1 8,0 0,36 Euro II 1996 4,0 1,1 7,0 0,25 1998 4,0 1,1 7,0 0,15 4.5.2. Kết quả đánh giá động cơ thử nghiệm Kết quả trên hình 4.17 thể hiện đặc tính ngoài của động cơ FAWDE- 4DX23 thử nghiệm trên băng thử động lực học cao ETC01 ở phòng thử nghiệm khí thải động cơ thuộc Trung tâm thử nghiệm khí thải phương tiện 111 giao thông cơ giới đường bộ (NETC) - Cục Đăng kiểm Việt Nam. Dựa trên kết quả thí nghiệm cho thấy động cơ đạt được mô men cực đại là 308,9 Nm tại tốc độ 2000 vg/ph và công suất cực đại là 82,03 kW tại tốc độ 2800 vg/ph. Như vậy, khi cho LPG thay thế nhiên liệu diesel, công suất động cơ tăng, ngược lại mô men giảm. Giá trị công suất và mô men nhận được từ thí nghiệm so với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất được trình bày trong bảng 4.2. Bảng 4.2. Kết quả đo công suất và mô men của động cơ diesel nguyên thủy Thông số Đơn vị Kết quả TN Thông số KT của nhà SX Sai lệch (%) Công suất max KW 82,03 81 1,3 Mô men max Nm 308,9 320 - 3,5 Kết quả đo công suất, mô men và độ khói của động cơ được thể hiện trên hình 4.17 và 4.18. Hình 4.17. Kết quả thí nghiệm đặc tính tốc độ ngoài của động cơ FAWDE- 4DX23 112 Hình 4.18. Quan hệ giữa lượng bồ hóng và tốc độ vòng quay của động cơ Kết quả trong bảng 4.3 thể hiện các thành phần phát thải của động cơ khi sử dụng nhiên liệu diesel nguyên thủy, trong đó các thành phần HC, NOX, CO nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn EURO 2, riêng lượng phát thải hạt PM vượt quá giới hạn tiêu chuẩn cho phép. Bảng 4.3. Kết quả đo các thành phần phát thải của động cơ diesel Thành phần Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn EURO 2 Kết luận CO g/kW.h 1,502 4 Đạt HC g/kW.h 0,179 1,1 Đạt NOX g/kW.h 5,853 7 Đạt PM g/kW.h 0,340 0,15 Không đạt 4.5.3. Đánh giá chất lượng phát thải của động cơ diesel khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG 4.5.3.1. Phát thải CO Hình 4.19 thể hiện kết quả phát thải CO khi sử dụng diesel nguyên thủy và khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG. Kết quả cho thấy khi cho LPG 113 phun vào đường nạp động cơ thì phát thải CO tăng lên ở tất cả các chế độ thử nghiệm. Giá trị CO trung bình tại các chế độ có tỷ lệ LPG thay thế 20% diesel tăng gấp trên 2 lần so với giá trị CO khi sử dụng diesel nguyên thủy. 4.5.3.2. Phát thải HC Hình 4.19. Phát thải CO ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 Hình 4.20. Phát thải HC ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 Diesel LPG_10 LPG_20 Diesel LPG_10 LPG_20 114 Kết quả trên hình 4.20 thể hiện phát thải HC của động cơ thử nghiệm khi sử dụng diesel nguyên thủy và khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel- LPG. Kết quả trên đồ thị cho thấy, khi phun LPG vào đường ống nạp động cơ diesel thì phát thải HC tăng, lượng tăng cao nhất ở chế độ LPG thay thế 20% lên tới 335%. HC và CO tăng là do hỗn hợp đồng nhất nhiên liệu và không khí quá nghèo, dưới giới hạn cháy nên không cháy hết hoặc màng lửa không lan đến kịp trong không gian buồng cháy. 4.5.3.3. Phát thải NOX Kết quả trên hình 4.21 cho thấy, khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG thì hàm lượng NOX giảm. Ở chế độ LPG thay thế 10%, phát thải trung bình của NOX khi thử nghiệm theo chế độ ECE R49 giảm 2,8 %. Ở chế độ LPG thay thế 20%, phát thải trung bình của NOX giảm 4,2 %. NOX giảm là do LPG khi hòa trộn với diesel sẽ làm giảm nhiệt độ ngọn lửa khi cháy, thời gian duy trì môi chất đã cháy ở nhiệt độ cao khi tiếp xúc với ngọn lửa được rút ngắn làm giảm quá trình hình thành NOX ở chế độ nhiệt độ cao. Hình 4.21. Phát thải NOX ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 Diesel LPG_10 LPG_20 115 4.5.3.4. Độ khói Kết quả đo độ khói khi thí nghiệm ở chế độ LPG thay thế 10% và chế độ LPG thay thế 20% được trình bày trong bảng 4.4. Các kết quả cho thấy độ khói giảm ở tất cả các tốc độ của động cơ khi cho LPG phun vào đường ống nạp động cơ. Ở tốc độ cực đại của động cơ, độ khói giảm 33,6% khi LPG thay thế 20%. Mức giảm trung bình là 9,1% ở chế độ LPG thay thế 10% và 16,6% ở chế độ LPG thay thế 20% diesel. Bảng 4.4. Kết quả đo độ khói của động cơ diesel - LPG Độ khói ở 100% tải (1/m) Tốc độ động cơ (v/ph) Diesel Chế độ LPG_10 So sánh (%) Chế độ LPG_20 So sánh (%) 1000 0,394 0,379 -3,8 0,370 -6,1 1200 0,207 0,197 -4,8 0,187 -9,7 1400 0,142 0,134 -5,6 0,125 -12,0 1600 0,086 0,080 -6,9 0,077 -10,0 1800 0,068 0,062 -8,8 0,058 -14,7 2000 0,081 0,074 -8,4 0,068 -16,0 2200 0,120 0,110 -8,2 0,101 -15,9 2400 0,182 0,160 -12,0 0,142 -22,0 2600 0,252 0,217 -13,9 0,186 -26,2 2800 0,342 0,280 -18,1 0,227 -33,6 Trung bình -9,1 -16,6 Độ khói giảm là do khi phun LPG vào, tỷ lệ cacbon so với hyđro của LPG nhỏ hơn so với diesel, tức là khối lượng C trong nhiên liệu LPG thấp hơn so với diesel nên giảm khả năng hình thành bồ hóng, dẫn đến độ khói của động cơ diesel-LPG giảm so với động cơ diesel nguyên thủy. Quan hệ giữa độ khói và số vòng quay của động cơ ở các tỷ lệ hòa trộn 116 diesel-LPG khác nhau được trình bày trên hình 4.22. 4.5.3.5. Phát thải trung bình Phát thải trung bình theo chu trình thử ECE R49 của động cơ thí nghiệm thể hiện trên bảng 4.5. Bảng 4.5. Phát thải trung bình của động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-LPG Thành phần Đơn vị 100% Diesel Chế độ LPG_10 Chế độ LPG_20 CO g/kW.h 1,502 2,701 3,85 HC g/kW.h 0,179 0,45 0,78 NOX g/kW.h 5,853 5,685 5,61 PM g/kW.h 0,341 0,291 0,268 Như vậy, khi tăng lượng LPG thay thế, hàm lượng phát thải NOX và PM giảm còn hàm lượng HC và CO tăng. Hiện tượng này là do LPG chiếm chỗ làm giảm không khí trong đường ống nạp gây nên hiện tượng cháy thiếu Hình 4.22. Quan hệ giữa độ khói và số vòng quay của động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-LPG Diesel LPG_10 LPG_20 Diesel LPG_10 LPG_20 117 ôxy, tuy nhiên do có LPG nên tốc độ cháy của môi chất tăng, thời gian cháy nhanh với diesel được rút ngắn làm giảm NOX và muội than. 4.5.3.6. Công suất động cơ Khi thử nghiệm, đề tài chỉ tiến hành điều chỉnh tỷ lệ diesel- LPG cung cấp cho động cơ để giữ nguyên công suất ở một chế độ, trong quá trình chạy theo chu trình với các chế độ thử khác nhau, công suất động cơ ở các mode có thể sai khác so với khi chạy diesel nguyên thủy. Bảng 4.6 trình bày kết quả đo công suất động cơ thử nghiệm, kết quả cho thấy khi phun LPG vào đường ống nạp động cơ diesel, công suất động cơ không thay đổi nhiều, Giá trị sai lệch trung bình là 3,2% ở chế độ LPG _10 còn ở chế độ LPG_20, mức độ sai lệch là 5,2%. Giá trị sai lệch này càng lớn sẽ phản ánh thực nghiệm có mức độ chính xác càng kém. Bảng 4.6. Kết quả đo công suất của động cơ diesel - LPG Công suất động cơ (KW) Mode Diesel Chế độ LPG_10 So sánh (%) Chế độ LPG_20 So sánh (%) 1 0,252 0,246 -2,4 0,248 -1,6 2 5,300 5,130 -3,2 4,860 -8,3 3 13,00 11,50 -11,5 11,10 -14,6 4 25,90 25,20 -2,7 24,14 -6,8 5 38,80 37,20 -4,1 36,50 -5,9 6 55,20 55,17 -0,0 55,08 -0,2 7 0,252 0,246 -2,4 0,248 -1,6 8 82,10 81,60 -0,6 80,70 -1,7 9 61,80 60,20 -2,6 59,30 -4,0 10 41,40 41,40 0,0 39,40 -4,8 11 20,90 19,20 -8,1 18,40 -11,9 12 8,600 8,500 -1,2 8,200 -4,6 13 0,252 0,246 -2,4 0,248 -1,6 Trung bình -3,2 -5,2 118 4.5.4. Đánh giá kết quả mô phỏng và thực nghiệm 4.5.1.1. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm đối với động cơ nguyên bản theo chu trình ECE R49 Hình 4.23 thể hiện công suất động cơ khi mô phỏng và thực nghiệm. Kết quả cho thấy công suất động cơ giữa thực nghiệm và mô phỏng sai lệch không nhiều. Giá trị công suất trung bình theo chu trình ECE R49 sai lệch là 1,4 %. Hình 4.23. Kết quả so sánh công suất giữa mô phỏng và thực nghiệm của động cơ nguyên bản theo chu trình ECE R49 Bảng 4.7. Kết quả so sánh phát thải giữa mô phỏng và thực nghiệm của động cơ nguyên bản theo chu trình ECE R49 Thành phần Đơn vị Mô phỏng Thực nghiệm Sai lệch (%) CO g/kW.h 1,469 1,502 -2,2 NOX g/kW.h 5,654 5,853 -3,4 Bồ hóng/PM g/kW.h 0,299 0,341 -12,3 119 Bảng 4.7 thể hiện kết quả phát thải của động cơ FAWDE- 4DX23-110 tính theo chu trình ECE R49 khi mô phỏng và thực nghiệm. Kết quả cho thấy giá trị sai lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm đối với phát thải NOx và CO là không lớn, trong khi đó giá trị phát thải bồ hóng/PM sai lệch lên tới 12,3%. Sai lệch trên là do trong mô phỏng chỉ xác định được lượng PM thông qua các phản ứng hình thành bồ hóng của nhiên liệu cháy và phần trăm tỷ lệ dầu bôi trơn bị phân hủy. Tuy nhiên trong mô phỏng lại không đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố khác như: nhiên liệu, hiện tượng bơm dầu buồng cháy... Trong khi đó thực nghiệm xác định tất cả các thành phần tạo thành phát thải dạng hạt thông qua phương pháp cân lọc PM. 4.5.4.2. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm đối với động cơ diesel - LPG theo chu trình ECE R49 Kết quả so sánh phát thải trung bình giữa mô phỏng và thực nghiệm ở các chế độ với tỷ lệ hòa trộn diesel-LPG khác nhau được trình bày trong bảng 4.8. Các giá trị trong các bảng cho thấy, phát thải CO và NOX tính theo chu trình ECE R49 giữa mô phỏng và thực nghiệm sai lệch không nhiều. Giá trị sai lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm đối với phát thải CO ở các chế độ LPG thay thế 10% diesel là 3,5% và LPG thay thế 20% diesel là 3,9%. Bảng 4.8. Kết quả so sánh phát thải giữa mô phỏng và thực nghiệm của động cơ diesel - LPG theo chu trình ECE R49 Thành phần Đơn vị Chế độ LPG_10 Chế độ LPG_20 Mô phỏng Thực nghiệm Sai lệch (%) Mô phỏng Thực nghiệm Sai lệch (%) CO g/kW.h 2,606 2,701 -3,5 3,699 3,850 -3,9 NOX g/kW.h 5,460 5,685 -3,9 5,305 5,610 -5,4 Bồ hóng/PM g/kW.h 0,249 0,291 -14,4 0,223 0,268 -16,7 120 Với NOx sai lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm ở chế độ LPG thay thế 10% diesel là 3,9% và ở chế độ LPG thay thế 20% diesel là 5,4%. Giá trị phát thải bồ hóng/PM giữa mô phỏng và thực nghiệm ở chế độ LPG thay thế 10% diesel sai lệch là 14,4%, ở chế độ LPG thay thế 20% diesel sai lệch lên tới 16,7%. Bảng 4.9. Kết quả so sánh công suất giữa mô phỏng và thực nghiệm của động cơ diesel - LPG theo chu trình ECE R49 Mode Chế độ LPG_10 Chế độ LPG_20 Mô phỏng Thực nghiệm Sai lệch (%) Mô phỏng Thực nghiệm Sai lệch (%) 1 0,251 0,246 -1,9 0,251 0,248 -1,2 2 5,40 5,13 -5,0 5,40 4,86 -10 3 13,17 11,50 -12,7 13,17 12,80 -2,8 4 26,02 25,20 -3,2 26,02 24,14 -7,2 5 39,08 37,20 -4,8 39,08 36,50 -6,6 6 56,80 54,80 -3,5 56,80 54,20 -4,6 7 0,25 0,25 -1,9 0,25 0,25 -1,2 8 85,06 81,60 -4,1 85,06 80,70 -5,1 9 62,59 60,20 -3,8 62,59 59,30 -5,3 10 42,12 41,40 -1,7 42,12 39,40 -6,5 11 21,12 19,20 -9,1 21,12 19,50 -7,6 12 8,57 8,50 -0,8 8,57 8,20 -4,3 13 0,25 0,25 -1,9 0,25 0,25 -1,2 Kết quả so sánh trên bảng 4.9 cho thấy, giá trị công suất động cơ FAWDE-4DX23-110 khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG giữa mô phỏng và thực nghiệm sai lệch không nhiều. Giá trị sai lệch lớn nhất về công 121 suất của động cơ theo chu trình ECE R 49 ở chế độ LPG thay thế 10% diesel là 12,7%, còn ở chế độ LPG thay thế 20% diesel là 10%. Kết quả sai lệch về công suất và các thành phần khí thải của động cơ giữa mô phỏng và thực nghiệm là có thể chấp nhận được, như vậy mô hình khảo sát lý thuyết là hoàn toàn có thể tin cậy được. 4.6. Kết luận chƣơng IV 1. Luận án đã lựa chọn hệ thống cung cấp LPG phù hợp và lắp đặt hệ thống này vào động cơ diesel FAWDE 4DX23-110. 2. Luận án đã tiến hành thí nghiệm xác định các thành phần khí thải của động cơ khi sử dụng diesel và lưỡng nhiên liệu diesel-LPG trên hệ thống trang thiết bị thí nghiệm hiện đại. 3. Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm động cơ diesel FAWDE 4DX23-110 có lắp thêm hệ thống cung cấp LPG trên băng thử khí thải hiện đại với độ chính xác cao ETC01 thuộc phòng thử nghiệm khí thải động cơ hạng nặng, Trung tâm thử nghiệm khí thải phương tiện giao thông cơ giới đường bộ (NETC) - Cục Đăng kiểm Việt Nam cho thấy: Khi phun LPG vào đường ống nạp động cơ diesel thí nghiệm thì: - Độ khói giảm ở tất cả các tốc độ làm việc của động cơ. - CO và HC tăng nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn EURO II. - Lượng giảm NOx là 4,2 % khi LPG thay thế 20% diesel. - Lượng giảm PM là 21,4 % khi LPG thay thế 20% diesel. 4. Kết quả so sánh giữa mô phỏng và thực nghiệm sai khác nhau không nhiều, điều này cho thấy việc sử dụng phần mềm AVL-BOOST để tính toán các thành phần phát thải của động cơ diesel thí nghiệm và động cơ diesel - LPG là chấp nhận được. 122 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ I. Kết luận chung 1. Động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG là một trong những hướng nghiên cứu đang được các nhà khoa học quan tâm. Nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã đầu tư tài chính, công sức cho nghiên cứu này. Ở Việt Nam, ứng dụng LPG cho động cơ đốt trong đã và đang được quan tâm nghiên cứu ngày càng nhiều, nhưng chưa chuyên sâu. Các kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng ở mức cho động cơ chạy bằng nhiên liệu LPG chứ chưa quan tâm tới việc tối ưu hóa hệ thống cung cấp nhiên liệu, quá trình cháy, hình thành các chất ô nhiễm. Đề tài này đã nghiên cứu một cách tổng quan về quá trình cháy của động cơ diesel-LPG và xác định thành phần khí thải phát tán vào môi trường. 2. Đề tài đã xây dựng được mô hình tính toán phát thải của động cơ diesel tăng áp FAWDE 4DX23-110 khi sử dụng nhiên liệu diesel và lưỡng nhiên liệu diesel – LPG trên phần mềm AVL BOOST. Kết quả so sánh giữa mô phỏng và thực nghiệm sai khác nhau không nhiều, điều này cho thấy việc sử dụng phần mềm AVL-BOOST để tính toán các thành phần phát thải của động cơ diesel - LPG là một giải pháp đúng đắn. 3. Đề tài đã lựa chọn và lắp đặt hoàn chỉnh bộ cung cấp LPG lên động cơ diesel tăng áp FAWDE 4DX23-110 để chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG. Việc lắp đặt thêm hệ thống cung cấp LPG không làm thay đổi kết cấu của động cơ nguyên bản. 4. Kết quả thực nghiệm trên băng thử đồng bộ về khí thải hiện đại của hãng AVL (Áo) tại Trung tâm thử nghiệm khí thải quốc gia cho thấy: Khi LPG thay thế 20% diesel, Độ khói giảm ở tất cả các tốc độ làm việc của động cơ, CO và HC tăng nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn EURO II, lượng giảm NOx là 4,2 %, lượng giảm PM là 21,4 %. 123 II. Kiến nghị Trên cơ sở các kết quả đã nghiên cứu, luận án có một số kiến nghị sau: 1. Ứng dụng phương án đã nghiên cứu để giảm khói bụi và giải quyết yêu cầu về năng lượng thay thế cho các động cơ diesel lắp trên ô tô hoạt động tại các đô thị lớn. 2. Sử dụng bộ lọc khí thải dạng ô xy hóa để giải quyết việc tăng CO và HC của động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG. 3. Cần có thêm các nghiên cứu nhằm tối ưu hóa tỷ lệ hòa trộn LPG trong động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-LPG. 124 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Bài báo 1. Cao Trọng Hiền, Vương Văn Sơn, Nghiên cứu đánh giá khả năng giảm phát thải NOX và PM cho động cơ hai nhiên liệu diesel-LPG, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, tháng 1/2013, tr. 257-260. 2. Cao Trọng Hiền, Vương Văn Sơn, Xác định phát thải bồ hóng cho động cơ diesel và động cơ diesel-LPG bằng thực nghiệm, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, tháng 6/2013, tr. 72-76. 3. Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng, Vương Văn Sơn, Xác định thành phần khí thải của động cơ lưỡng nhiên liệu diesel – LPG bằng phần mềm AVL – BOOST, Tạp chí Giao thông Vận tải, tháng 11/2013, tr. 30-31. Công trình khoa học 3. Vương Văn Sơn, Các thành phần khí thải của ô tô và tác hại của nó, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở năm 2009, Mã số T 2009-CK-26, Đại học GTVT. 4. Vương Văn Sơn, Xây dựng phương pháp xác định các thành phần khí thải của ô tô bằng phần mềm AVL BOOST, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở năm 2011, Mã số DT1011.09, Đại học Công nghệ GTVT. 5. Vương Văn Sơn, Xây dựng phương pháp xác định mức độ ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông gây ra trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc, Hội nghị Sáng tạo kỹ thuật Tỉnh Vĩnh Phúc lần thứ 3, năm 2011. 6. Vương Văn Sơn, Nghiên cứu xác định lượng phát thải độc hại của động cơ diesel lắp trên ô tô tải HYUNDAI 3,5 tấn, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở năm 2012, Mã số DT1112.18, Đại học Công nghệ GTVT. 7. Vương Văn Sơn, Tính toán lượng khí thải độc hại của động cơ ô tô 125 và đề xuất các biện pháp giảm thiểu, Hội nghị Sáng tạo kỹ thuật Tỉnh Vĩnh Phúc lần thứ 4, năm 2013. 8. Vương Văn Sơn, Nghiên cứu ứng dụng phần mềm AVL BOOST để xây dựng mô hình tính toán mức phát thải của động cơ diesel khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở năm 2013, Mã số DT1213.12, Đại học Công nghệ GTVT. 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO A. Tiếng Việt` [1] Nguyễn Đại An (2002), Nghiên cứu hoàn thiện hệ thống nạp - thải khi thủy động hóa động cơ Díesel Sông Công họ D50, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Hàng Hải, Hải Phòng. [2] Vũ An, Nghiên cứu sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG đồng thời chuyển đổi động cơ diesel trên xe buýt theo hướng phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại các đô thị lớn, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp ngành dầu khí. [3] Cục Đăng kiểm Việt Nam (2006), Yêu cầu và phương pháp thử khí thải gây ô nhiễm trong phê duyệt kiểu. [4] Cục Đăng kiểm Việt Nam (2012), Tổng hợp số liệu về phương tiện giao thông trong cả nước. [5] Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng, (1997), Ô tô và ô nhiễm môi trường, nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [6] Bùi Văn Ga (1994), Góp phần nghiên cứu ngọn lửa tự do, rối và khuếch tán bằng nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng, Luận án Tiến sĩ Khoa học-Kỹ thuật số 19-GD ĐT. [7] Bùi Văn Ga, Phạm Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng (1997), Mô hình hóa quá trình cháy trong động cơ đốt trong, nhà xuất bản giáo dục, Hà nội. [8] Bùi Văn Ga, Trần Văn Nam, Trần Thanh Hải Tùng, Phạm Xuân Mai (N0 11/1996), Tính toán nồng độ các chất trong sản vật cháy. Phần 5: Tính toán nồng độ bồ hóng trong quá trình cháy khuếch tán, Thông tin môi trường, Sở KHCNMT Quảng Nam-Đà Nẵng. [9] Mai Sơn Hải (2008), Bước đầu nghiên cứu sử dụng khí hóa lỏng LPG trên động cơ diesel cỡ nhỏ, Đại học NHa Trang. [10] Cao Trọng Hiền, Nguyễn Tuấn Anh (1996), Giao thông vận tải và môi trường, Proceeding of liiternntioiial Conference on Aiitomotive Technology, ICAT96. Science and Technical Publishing House, Hanoi. [11] Chu Mạnh Hùng (2008), Sử dụng nhiên liệu gas hóa lỏng(LPG) cho ô tô và vấn đề hạn chế ô nhiễm môi trường trong thành phố, Bộ GTVT. [12] Nguyễn Hữu Hường (2003), Nghiên cứu quá trình cháy hỗn hợp phân lớp 127 trong động cơ sử dụng nhiên liêuh hóa lỏng (LPG) phun trực tiếp, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng. [13] Lê Viết Lượng (2004), Lý thuyết động cơ Diesel, nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [14] Phạm Xuân Mai (1998), Nghiên cứu mô hình hóa sự hình thành bồ hóng trong quá trình cháy của động cơ Diesel, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng. [15] Lý Ngọc Minh, Một số đặc điểm và tính chất hóa lý của khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), Báo cáo khoa học, Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh. [16] Trần Văn Nam (1997), Nghiên cứu sự hình thành CO trong động cơ đánh lửa cưỡng bức. Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Đại Học Đà Nẵng. [17] Hồ Tấn Quyền, Nghiên cứu hệ thống cung cấp khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) cho xe buýt cỡ nhỏ phù hợp với điều kiện giao thông đô thị Miền Trung Việt Nam, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật Đại học Đà Nẵng. [18] Trần Văn Tế, Phạm Minh Tuấn, Trần Thanh Hải Tùng, Đỗ Xuân Kính, Vũ Thị Lạt, Lê Thượng Hiền, Lê Anh Tuấn (2000), Nghiên cứu giảm ô nhiễm môi trường do khí thải của các phương tiện giao thông gây ra, Đề tài cấp bộ B98-28-38TD, Đại học Bách khoa Hà Nội. [19] Đinh Xuân Thành, Nghiên cứu khả năng giảm khí thải độc hại cho động cơ Diesel tăng áp lắp trên xe buýt, Luận án Tiến sỹ, ĐH Bách khoa Hà Nội. [20] Lê Anh Tuấn, Phát triển bộ dữ liệu hệ số phát thải của ô tô trên băng thử CD48, Báo cáo khoa học, ĐH Bách khoa Hà Nội. [21] Trần Thanh Hải Tùng (1998), Góp phần nghiên cứu Sự hình thành NO, trong quá trình cháy của động cơ diesel, Luận văn tiến sĩ kỹ thuật, Đại học bách khoa Hà Nội. [22] Trần Thanh Hải Tùng, Lê Minh Xuân (2006), Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp LPG- Diesel trong động cơ hai nhiên liệu, Hội nghị Khoa học lần thứ 20, Đại học Bách khoa Hà Nội. [23] Trần Thanh Hải Tùng, Trần Văn Nam (2010), Kích nổ trong động cơ nén cháy sử dụng nhiên liệu khí, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng. [24] Trần Thanh Hải Tùng, Lê Minh Tuấn, Phạm Minh Tuấn (2010), Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay thế trên động cơ diesel, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Hàng hải. 128 [25] Lê Văn Tụy, Tính toán mô phỏng cung cấp nhiên liệu khí thiên nhiên (CNG) phun trực tiếp cho động cơ có tỷ số nén cao, Luận án Tiến sỹ, Đại học Đà Nẵng. [26] Nguyễn Tất Tiến (2000), Nguyên lý động cơ đốt trong, nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. [27] Phạm Minh Tuấn (2008), Khí thải động cơ và ô nhiễm môi trường, nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội. [28] Nguyễn Quang Vinh (2008), Nghiên cứu áp dụng thí điểm nhiên liệu khí dầu mỏ hóa lỏng cho xe buýt tại thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ. [29] Nguyễn Hoàng Vũ (2005), Nghiên cứu ảnh hưởng một số thông số điều chỉnh của quy luật cung cấp nhiên liệu đến các chỉ tiêu kinh tế năng lượng và mức độ độc hại khí thải, Luận án Tiến sỹ, Học viện Kỹ thuật quân sự. B. Tiếng Anh [30] A. Bilcan, O. Le Corre and M. Tazerout, Characterization of the LPG - Diesel Dual Fuel Combustion, Département Systèmes Energétiques et Environnement, France Ecole des Mines de Nantes. [31] Aoyagi, Y. Kamimoto, T. Matsin, Y. Matsuoka (1994), S.A gas sampling study on the information processes of soot and NO in a DI Diesel enginc. SAE 800254. [32] Asian Development Bank (2003), Reducing Vehiele Emissions in Asia. [33] AVL LIST GmbH (2000), AVL BOOTS User's Guide - Version 3.3. [34] AVL GmbH (2001), Boost Version 5.0 User’s Guide. Austria [35] Babu V. Rajalinggam, Patrick V. Farrell (1999), "The Effects of Injection Pressure on Air Entrainment into Trasient Diesel Sprays", Technology for Diesel Fule Injection and Spray, SP - 1415, SAE Paper No 0 1999-01-0523, pp.171-180. [36] Badami. M, Nuccio. P, Trucco. G (1999), "Influence of Injection Pressure on the Performance of a DI Diesel Engine with a Common Rail Fuel Injection System", Technology for Diesel Fule Injection and Spray, SP-1415, SAE Paper No 0 1999-01-0193, pp. 291-300. [37] Bogdan Cornel BENEA, Adrian Ovidiu SOICA (2007), Researches 129 regarding using LPG on diesel engine, TRANSILVANIA University of Brasov. [38] BEROUN, Stanislav (2001), The Development of Gas (CNG, LPG and H2) Engines for Buses and Trucks and their Emission and Cycle Variability Characteristics, Techn. Univ. Liberec – Czech Republic. [39] Colin R. Ferguson and Allan T. Kirkpatrick (2001), Internal Combustion Engine: Applied Thermoscience. Second edition, John Wiley & Sons, Inc. [40] Dara D. Torkzadeh, Wolfgang Lhgst, Uwe Kiencke, Engine Modeling and Exhaust Gas Estimation for DI-Diesel Engines, Institute of Industrial Information Technology, University of Karlsruhe, Germany. [41] Dong Jian, Gao Xiaohong, Li Gesheng, Zhang Xintang (2001), Study on Diesel-LPG Dual Fuel Engines , Wuhan University of Technology. [42] Guido Lenaers and Martine Van Poppel (2007), On-board Emission and Odour Measurements on Euro 2 Buses Retrofitted with Different Combinations of PM Traps and SCR, 07NAPLES-14, SAE International. [43] Guihua Wang, Guo Xiang Li, Yungang Liu, Lu Chen, Xichao Zhang, Jiaxiang Lu (1999)."A Developde Model for Emissions Prediection of a DI Diesel Engine", Disel Engine Modeling, SP- 1450, SAE Paper No 0 1999-01- 0233, pp. 131-137. [44] Helmut Tschöke (2010), Exhaust Gas Emissions and Reduction Potential forconventional Combustion Engines. Traffic and Environment Workshop, Hanoi. [45] Hou Z-X, Abraham (1995), “Three-Dimentionnal Modeling of Soot and NO in a Direct-injection Diesel Engine”, Diesel Engine Combustion Processes, SP-1092, SAE Paper N 0 950608, pp. 53-68. [46] Heywood J.B, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw–Hill, New York, 1988. [47] Hwang J.W, Kal H.J, Kim M.H, Park J.K, Liu Shenghua, Martychenko A.A, Chae J.O (1999), “Effect of Fuel lnjection Rate on Pollutant Emissions in DI Diesel Engine”, Techonology for Diesel Fuel Injection and Spray, SP- 1415,SAE Paper N 0 1999-01-0195, pp, 51-58. [48] James E. Parks II, H. Douglas Ferguson III, John M. E. Storey (2005), NOx Reduction With Natural Gas For Lean Large- Bore Engine Applications 130 Using Lean NOx Trap Affertreatment. Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy. [49] Japan International Cooperation Agency (JICA), The Comprehensive Urban Development Programme in Hanoi Capital City of the Socialist Republic of Vietnam (HAIDEP), Final report. 2007 [50] John B. Heywood (1989), Internal Combustion Engine Fundamentals. Massachusetts Institute of Technologi. [51] Karim GA, Khan M.O (1971), “An Examination of Some of the Errors Normally Associated with the Calculation of Apparent Rates of Combustion Heat Release in Engines”, SAE Transaction, Vol.80, SAE Paper N0710135. [52] Katey E. Lenox, et.al, Experimental Investigation on Attenuation of Emission with Optimized LPG Jet Induction in a Dual Fuel Diesel Engine and Prediction by ANN Model, Department of Mechanical Engineering, KS Rangasamy College of Technology, Tiruchengode, Tamilnadu, India. [53] M. Eng. Nataporn Chindaprasert, Thermodynamic based prediction Model for NOx and CO Emissions from a Gasoline Direct Injection Engine, Rostock, 12. August 2007. [54] Magin Lapuerta, Octavio Armas, Juan Jose Hernandez (1999), “Effeet of the Injection Parameters of a Common Rail Injeetion System on Diesel [55] Combustion through Thermosynamic Diagnosis”, Technolegy for Diesel Fuel Injection and Spray, SP-1415, SAE Paper N 0 1999-01-0194, pp, 43-50. [56] National Workshop on Clean Fuels and Vehicles (2009), The state of urban air environment in Vietnam, Vietnam Clean Air Parnership. [57] M. P. Poonia, A. Ramesh (1999), Experimental Investigation of the Factors Affecting the Performance of a LPG -Diesel Dual Fuel Engine, Indian Institute of Technology Madras, Chennai. [58] P. Belardini; C. Bertoli; C. Beatrice; A- D'anna (1996), Application of a reduced kinetic model for soot formation, Twently-sixth Symposium Intemational on Combustion, pp 2517-2524. [59] Pierpont D.A, Reitz R.D (1995), “Effects of lnjection Pressure and Nozzle Geomatry on D.l Diesel Emissions and Performanace”, Diesel Engine Combustion Processes, SP-1092, SAE Paper N 0 950604, pp. 15-24. [60] Pattas K, Häfner G (1973), Stickoxidbildung bei der ottomotorischen 131 erbrennung, MTZ Nr. 12, 397-404. [61] Purvin & Gertz, Fifthteenth Annual Conference, The Petrochemical Feedstock Association of the Americas, (PFAA) - (Sản lượng LPG) [62] R.G. Papagiannakis, P.N. Kotsiopoulos, T.C. Zannis b, E.A . Yfantis b, D.T. Hountalas c, C.D. Rakopoulos, (2009), Theoretical study of the effec ts of engine parameters on perfor manceand emissions of a pilot ignited natural gas diesel engine, Els evier Ltd. Al l rights reserved. [63] Raffaello Ardanese, Control of NOx and PM Emissions from SCR- equipped 2010 Compliant Heavy Duty Diesel Engine over Different Engine- Out Calibrations. PhD. Thesis, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Morgantown, West Virginia, 2008. [64] Rakopoulos C.D, Hountalas D.T, Agaliotis .N(1999), “Application lf a Multi- Zone Combustion Model for the Prediction of Large Scale Marine Diesel Engines Performance and Pollutants Emissions”, Diesel Engine Modeling, SP-1450,SAE Papre N 0 1999-01-0227, pp.43-56. [65] R. G. Papagiannakis, et al, Experimental and Theoretical Analysis of the Combustion and Pollutants Formation Mechanisms in Dual Fuel DI Diesel Engines, SAE 2005-01-1726. [66] Stefano d’Ambrosio, Roberto Finesso, Ezio Spessa, Calculation of mass emissions, oxygen mass fraction and thermal capacity of the inducted charge in SI and diesel engines from exhaust and intake gas analysis, IC Engines Advanced Laboratory, Politecnico di Torino, c.so Duca degli Abruzzi, 24, 10129 Torino, Italy. [67] T.A. Rao, A.V.S. Raju, K. Govinda Rajulu and C.V. Mohan Rao, (2010), Performance evaluation of a dual fuel engine (Diesel + LPG), University College of Engg. Kothagudem, Dist.Khammam-507101(A.P.) India [68] Tran Thi Thu Huong, Nguyen Duc Khanh, Pham Hoang Luong, Le Anh Tuan (2012), Prediction of combustion and emission characteristics in a single cylinder common-rail diesel engine enriched by syngas, Hanoi University of Science & Technology. [69] Thomas Renald C.J, Somasundaram P, Experimental Investigation on Attenuation of Emission with Optimized LPG Jet Induction in a Dual Fuel Diesel Engine and Prediction by ANN Model (2012), Department of 132 Aeronautical Engineering, Sri Ramakrishna Engineering College, Coimbatore, Tamilnadu, India. [70] T.R. Barknecht (1994), Toxicology of soot, Progress in Eticrgy and Combustion Science. An International Review journal Vol-9. [71] Thierry Seguelong, Nicolas Weinstein (2004) Review of SCR Technologies for Diesel Emission control, European Experience and Worldwide Perspectives, Aaqius & Aaqius. [72] V. Pirouzpanah and B. O. Kashani (1999), Prediction of Major Pollutants Emission in Direct-Injeection Duaal-Fuel Diessel and Natural-Gas Engines, Department of Mechanical Engineering, University of Tabriz, IRAN. [73] YiliangHuang, Zhiming Wang, Junying Zhang, Yuanyi Zhang (1995), “Astudy of Small Bore Diesel Engine with Shallow W-Type Combustion System-Combustion Rate and NOX Emission”, Diesel Engine Combustion Processes, SP-1092, SAE Paper N 0 950852, pp. 207-212. [74] Z.H. Zhang, C.S. Cheung, T.L. Chan, C.D. Yao (2010), Experimen tal investigation of regulated and unregulated emissions from a diesel engine fueled with Euro V diesel fuel and fumigation methanol, State Key Laboratory of Engines, Tianjin University, Tianjin 300 072, PR China. [75] [76] Notox: [77] [78] [79] 133 PHỤ LỤC I Các Nhà khoa học tại Trung tâm thử nghiệm khí thải PTGT cơ giới đường bộ Phòng thử động cơ ETC01, Trung tâm thử nghiệm khí thải (NETC) p1 I Thiết lập các thông số cho chương trình thử nghiệm tại phòng điều khiển Vị trí lắp mặt bích và vòi phun LPG trên động cơ thí nghiệm p2 I Điều chỉnh lưu lượng LPG phun vào động cơ trong quá trình thử nghiệm Lắp đặt động cơ lên bệ thử p3 I p4 Các Nhà khoa học theo dõi quá trình thử nghiệm Các Nhà khoa học tham gia quá trình thử nghiệm tại phòng thử động cơ ETC01, Trung tâm thử nghiệm khí thải (NETC) I Động cơ FAWDE- 4DX23 Bình chứa LPG Hệ thống khí hiệu chuẩn Bộ hóa hơi giảm áp D-BES 200 Bố trí bộ hóa hơi giảm áp và lưu lượng kế đo LPG (LZB 15) Tủ phân tích khí p5 I Sơ đồ nguyên lý thiết bị làm mát nước AVL553 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL 554 Bộ điều khiển tay ga THA 100 Buồng cân Thiết bị đo lượng nhiên liệu tiêu thụ Thiết bị duy trì nhiệt độ của nhiên liệu p3 p3 6