Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ
PHỤ GIA VI NHŨ ĐẢO TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL
Nguyễn Hữu Tuấn1, 2
1
Viện Cơ khí động lực – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2
Trường Đại học Thủy lợi, email: nhtuan@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các thách thức về nguồn nhiên liệu hóa Nghiên cứu được thực hiện theo phương
thạch đang dần cạn kiệt và ô nhiễm môi pháp đối chứng với điều kiện như nhau. So
trường từ các hoạt động giao thông ngày sánh tính năng kỹ thuật và phát thải của động
càng gia tăng đã không ngừng thúc đẩy các cơ diesel khi sử dụng DO và DO có pha phụ
nghiên cứu áp dụng các biện pháp tiết kiệm gia vi nhũ với các tỷ lệ 1/6000, 1/8000,
nhiên liệu và giảm khí thải ô nhiễm trong các 1/10000 theo thể tích. Thử nghiệm được thực
hoạt động giao thông. Bên cạnh các biện hiện trên đường đặc tính ngoài của động cơ
pháp cải tiến kết cấu động cơ, sử dụng phụ tương ứng với vị trí 100% tải, tốc độ thay đổi
gia tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải ô từ 1000 vòng/phút đến 3500 vòng/phút. Tại
nhiễm được xem là biện pháp mang lại hiệu các tốc độ, thanh răng bơm cao áp được kéo
quả cao [1]. đến mức cực đại, giữ thanh răng cố định, tiến
Bài báo này thực hiện nghiên cứu thử hành đo mô men, công suất, suất tiêu hao
nghiệm nhiên liệu diesel (DO 0,05S – hàm nhiên liệu và phát thải. Trước khi tiến hành
lượng lưu huỳnh 0,05%) pha phụ gia vi nhũ đo, động cơ được chạy ổn định tới khi nhiệt
đảo với một số tỷ lệ khác nhau trên động cơ độ nước làm mát và dầu bôi trơn đạt 75,50C
diesel đang lưu hành. Phụ gia vi nhũ đảo và 46,50C.
trong nghiên cứu này là dạng nước trong dầu Thực nghiệm được thực hiện trên băng thử
(W/O) do Phòng thí nghiệm trọng điểm công động cơ tại Phòng Thí nghiệm Động cơ đốt
nghệ lọc hóa dầu, Viện hóa học công nghiệp, trong, Viện cơ khí động lực, Trường Đại học
Bộ công thương nghiên cứu chế tạo, thử Bách khoa Hà Nội (hình 1). Động cơ thử
nghiệm trên động cơ diesel D4BB. nghiệm là động cơ diesel D4BB với các
thông số như Bảng 1.
Thùng Tủ phân tích khí thải
Bộ điều nhiên liệu Đo độ khói
khiển
Lọc khí
Cân
Bộ kéo ga nhiên liệu Đo lưu
lượng khí
Động cơ
Phanh điện diesel Ống khí thải
Cảm biến vị trí trục Cảm biến Lambda
khuỷu
Hình 1. Sơ đồ băng thử động cơ
237
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
Bảng 1. Thông số kỹ thuật động cơ diesel động cơ dùng DO-phụ gia so với động cơ
D4BB dùng DO lần lượt 2,9%, 5,5% và 7,0%.
Model động cơ D4BB
3
Dung tích xi lanh (cm ) 2.607
Đường kính x hành trình (mm) 91,1x 100
Công suất lớn nhất (Kw - vòng/phút) 59-4.000
Mô-men lớn nhất (N.m - vòng/phút) 170-2.200
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Ảnh hưởng của phụ gia tới tính
năng kỹ thuật động cơ Hình 3. Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu
Hình 2 thể hiện công suất của động cơ 3.2. Ảnh hưởng của phụ gia tới hàm
dùng DO và DO-phụ gia với các tỷ lệ khác lượng phát thải động cơ
nhau. Kết quả cho thấy công suất của động
cơ sử dụng các loại nhiên liệu trên có cùng Hình 4 thể hiện phát thải của động cơ dùng
xu hướng. Trong đó công suất khi không sử DO và DO-phụ gia với các tỷ lệ khác nhau.
dụng phụ gia thấp hơn khi sử dụng phụ gia. Kết quả cho thấy các phát thải của động cơ
Động cơ dùng DO có công suất nhỏ nhất, sử dụng các loại nhiên liệu trên có cùng xu
động cơ dùng DO–phụ gia 1/10000 có công hướng. Kết quả thử nghiệm phát thải theo
suất lớn nhất. Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, đường đặc tính ngoài cho thấy: Khi tăng tốc
tính trung bình trên toàn dải tốc độ, giá trị độ động cơ đến 2000 vòng/phút, hầu hết các
tăng hơn so với động cơ dùng DO lần lượt phát thải có xu hướng cùng tăng hoặc giảm.
1,6%, 2,9% và 4,0%. Phát thải dùng động cơ dùng DO có giá trị
lớn nhất, phần lớn phát thải động cơ dùng
DO-phụ gia 1/8000 có giá trị nhỏ nhất. Với
động cơ DO pha phụ gia, các thành phần khí
phát thải CO, HC, NOx và độ khói giảm so
với nhiên liệu diesel không phụ gia. Theo tỷ
lệ phụ gia giảm dần, tính trung bình trên toàn
dải tốc độ CO giảm lần lượt 6,2%, 9,3%,
6,4%; HC giảm lần lượt 9,2%, 10,2%, 9,4%;
NOx giảm lần lượt 7,1%, 11,5%, 0,9% và độ
khói giảm lần lượt 2,6%, 5,6%, 8,5%;
Hình 2. Kết quả đo công suất động cơ
Hình 3 thể hiện suất tiêu hao nhiên liệu của
động cơ dùng DO và DO-phụ gia với các tỷ lệ
khác nhau. Kết quả cho thấy suất tiêu hao
nhiên liệu của động cơ sử dụng các loại nhiên
liệu trên có cùng xu hướng. Trong đó tiêu hao
nhiên liệu khi không sử dụng phụ gia cao hơn
khi sử dụng phụ gia. Động cơ dùng DO có tiêu
hao nhiên liệu lớn nhất, động cơ dùng DO–
phụ gia 1/10000 có tiêu hao nhiên liệu nhỏ
nhất. Theo tỷ lệ phụ gia giảm dần, tính trung
bình trên toàn dải tốc độ, giá trị tăng hơn của
238
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8
4. KẾT LUẬN
Các kết quả nghiên cứu thử nghiệm cho
thấy hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu và giảm
phát thải ô nhiễm của động cơ DO pha phụ
gia vi nhũ. Với các tỷ lệ phụ gia 1/6000,
1/8000, 1/10000: công suất đều tăng lần lượt
1,6%, 2,9% và 4,0%. Suất tiêu hao nhiên liệu
giảm lần lượt 2,9%, 5,5% và 7,0%. Phát thải
CO giảm lần lượt 6,2%, 9,3% và 6,4%; phát
thải HC giảm lần lượt 9,2%, 10,2%, 9,4%;
NOx giảm lần lượt 7,1%, 11,5%, 0,9%. Độ
khói giảm lần lượt 2,6%, 5,6%, 8,5%; Từ các
kết quả ở trên nhận thấy, với tỷ lệ phụ gia
1/8000 hầu hết các phát thải nhỏ hơn so với
tỷ lệ còn lại. Công suất và suất tiêu hao nhiên
liệu có mức cải thiện trung bình trong 3 tỷ lệ
phụ gia. Như vậy bước đầu có thể nhận thấy
đây là tỷ lệ phù hợp pha trộn phụ gia vi nhũ
đảo cho nhiên liệu DO sử dụng trên động cơ
diesel đang lưu hành ở Việt Nam nhằm đảm
bảo vừa giảm phát thải gây ô nhiễm môi
trường và vừa nâng cao được tính năng kinh
tế kỹ thuật của động cơ.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] John C Mills (2012), Fuel Additive and
Method for Use for Combustion Enhancement
and Emission Reduction, chủ biên, Google
Patents.
[2] Yahaya Khan, Mohammed et al (2014),
"Current trends in water-in-diesel emulsion
as a fuel", The Scientific world journal,
Volume 2014, Article ID 527472.
Hình 4. Kết quả đo phát thải CO, HC, NOx, [3] Phạm Minh Tuấn (2007), “Động cơ đốt
và độ khói. trong”, NXB KH &KT Hà Nội.
[4] D.C.Kim, et al, Fuel Additives for
Sự thay đổi tính năng kỹ thuật và phát thải Particulate Matter/Dust. Reduction, Asian
do tính chất của phụ gia vi nhũ đảo chứa Journal of Chemistry, vol, 20, 2008.
nano oxit kim loại [2]. Sau khi xẩy ra nổ của [5] Bidita, BS et al. (2016), "Preparation,
nhũ tương nước trong dầu làm nhiên liệu hòa characterization and engine performance of
trộn và khuếch tán trong phạm vi rộng, kết water in diesel nanoemulsions", Journal of
hợp phụ gia làm nhiên liệu cháy triệt để dẫn the Energy Institute. 89(3), tr. 354-365.
đến năng lượng giải phóng ra trên một đơn vị [6]. Kim, DC, et al (2008), "Fuel Additives for
nhiên liệu được tăng cao, làm phát thải HC, Particulate Matter/Dust Reduction", Asian
CO giảm, công suất của động cơ tăng lên. Journal of Chemistry. 20(8), tr.5797.
Ngoài ra, hiệu quả sinh nhiệt cao sẽ làm phát
thải NOx tăng.
239
nguon tai.lieu . vn
