Giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô

n với tốc độ chóng mặt, sản lượng công nghiệp hằng năm ngày càng tăng nhanh thì nguồn năng lượng tiệu thụ trên thế giới ngày càng lớn. Động cơ đốt trong là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trên trái đât. Chính vì vậy mà lượng sản phẩm khí thải từ động cơ đốt trong hằng năm trên thế giới ngày càng tăng, ngây ô nhiễm môi trường nặng nề ảnh hưởng trực tiếp biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp, trái đất ngày càng nóng lên,ảnh hưởng rất xấu tới sức khoẻ con người, gây nạn tuyệt chủng động thực vật… trên toàn thế giới. Để giảm lượng độc hại phát ra từ sản phảm khí thải của động cơ đốt trong mà vẫn có thể duy trì được tốc độ phát triển của nền công nghiệp trên thế giới. Một số nước có nền công nghiệp phát triển hàng đầu trên thế giới, cũng là các nước có lượng khí thải phát sinh độc hại gây ô nhiễm nhiều nhất trên thế giới như: Mỹ, Nhật Bản và một số nước Châu Âu đã đi đầu trong việc nghiên cứu và đưa ra các biện pháp giảm thiểu lượng khí thải độc hại ra môi trường. Bên cạnh đó các nước này cũng đưa ra các tiêu chuẩn về nồng độ các chất độc hại trong khí thải động cơ và bắt buộc các xe được sản xuất trong nước cũng như các xe nhập khẩu đều phải tuẩn thủ các tiêu chuẩn khí thải. Để đánh giá chất lượng động cơ về phương diện khí thải, động cơ phải được thử nghiệm trong những điều kiện cụ thể và theo một chu trình thử nghiệm quy định. Hiện nay trên thế giới có nhiều chu trình thử như: Chu trình của Mỹ, Nhật Bản, Châu Âu… ứng với mỗi chu trình thử là một tiêu chuẩn khí thải. Các hệ thống tiêu chuẩn được xây dựng cho các loại động cơ khác nhau như: Động cơ xe máy, động cơ tĩnh tải, động cơ xe con và xe tải nhẹ, động cơ xe tải nặng… Ở Châu Âu áp dụng một số chu trình thử như: ECE15, EUDC, NEDC… để thử nghiệm công nhận kiểu cho các dòng xe mới. Bắt đầu áp dụng tiêu chuẩn khí thải EURO 1 vào năm 1992, EURO 2 vào năm 1996, EURO 3 vào năm 2000, EURO 4 vào năm 2005. Các tiêu chuẩn ngày càng đòi hỏi khắt khe hơn về nồng độ các chất trong khí thải động cơ. Ở Việt Nam trước tình hình nền kinh tế đất nước đang bước vào giai đoạn đầu của những nước có nền kinh tế phát triển chúng ta cũng phải tuân theo xu hướng chung của thế giới đó là: Phát triển bền vững, tức là phát triển nhưng bảo vệ môi trường. Chính vì vậy mà nhà nước ta đã áp dụng chu trình thử và tiêu chuẩn Châu Âu để thử nghiệm và công nhận kiểu cho các dòng xe. Đặc biệt nhà nước ta đã bắt đầu áp dụng tiêu chuẩn EURO 2 từ ngày 01/07/2007 cho tất cả phương tiện vận tải trên đất nước ta. Từ những lý do trên và qua tham khảo ý kiến của một số ý kiến của các anh chị đi trước cùng một số tài liệu thông tin mà em cập nhật được hằng ngày từ trên internet và được sự đồng ý của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS.Nguyễn Thành Lương - Bộ môn Động cơ đốt trong - Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải em nghiên cứu đề tài: “Giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô ”. Với thời gian thực hiện ngắn so với tính phức tạp của đề tài, bên cạnh đó khả năng có hạn của bản thân, nên đề tài em nghiêm cứu không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót vì vậy em xin được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong bộ môn Động cơ đốt trong - Trường ĐHGTVT và một số ý kiến của các kỹ sư tại trạm thử nghiệm thuộc cục đăng kiểm Việt Nam để hoàn thành đề tài này. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ Với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới trong những thập kỉ gần đây, kéo theo đó là sự phát triển của phương tiện giao thong. Chính vì vậy mà tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng và vấn đề môi trường không chỉ là mối lo ngại của các nước đang phát triển mà nó còn là vấn đề nóng hổi được cả thế giới quan tâm. Vì môi trường bị ô nhiễm không những ảnh hưởng tới khí hậu toàn cầu mà nó còn ảnh hưởng rất xấu đến sức khoẻ con người. Một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là khí xả động cơ đốt trong, vì động cơ đốt trong cung cấp trên 80% tổng số năng lượng trên toàn thế giới. Theo số liệu thống kê tính đến cuối năm 1986 trên thế giới có 750 triệu ô tô và hàng trăm triệu động cơ tàu thuỷ động cơ tĩnh tại. Đa số tập trung ở những nơi có lượng dân cư đông đúc như: Thành thị, khu dân cư. Người ta tính được khoảng 750 triệu ô tô hoạt động hàng năm sẽ thải vào môi trường 120 triệu tấn CO, 24 triệu tấn CmHn, 26 triệu tấn NOx và 1,2 triệu tấn bụi. Ngay từ những năm cuối của thập kỉ 50, đầu thập kỉ 60 một số nước phát triển trên thế giới đặc biệt là Mỹ đã đưa ra tiêu chuẩn hạn chế độc hại trong khí thải ô tô. Châu âu tiến hành việc này muộn hơn nhưng cũng bắt đầu vào những năm 70. Ở Việt Nam vào thời điểm cuối năm 1999 cả nước có khoảng 450000 ô tô và 5585000 xe máy các loại đang hoạt động và tốc độ gia tăng các loại phương tiện trên ngày một mạnh, bình quân xe máy vào những năm 90 là 11,94%. Phần lớn các ô tô và xe máy tập trung lớn ở các khu đô thị và thành phố như: Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh… gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề. Tại đây, nồng độ các chất độc hại tại một số nút giao thông gần khu dân cư vào giờ cao điểm đã đạt tới giới hạn cho phép [2], vì vậy nghiên cứu để hạn chế ô nhiễm do khí thải của động cơ là một yêu cầu cấp bách không chỉ riêng với một quốc gia nào. Với nghị định 36/CP có hiệu lực ngày 01/08/1995 và một số tiêu chuẩn giới hạn độc hại kèm theo, chúng ta bắt đầu quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường do các phương tiện giao thông gây ra. Cho đến nay mạng lưới đăng kiểm cơ giới đường Bộ Việt Nam với 74 trạm phân bố khắp cả nước. Dưới sự chủ trì của cụ đăng kiểm Việt Nam thuộc bộ giao thong vận tải và tổng cục đo lường chất lượng thuộc Bộ KHCNMT, hàng loạt tiêu chuẩn về kiểm định các phương tiện cơ giới đường bộ có liên quan đến hạn chế ô nhiễm của khí thải và sẽ được ban hành. Cụ thể là vao ngày 01/07/2007 Việt Nam đã áp dụng tiêu chuẩn EURO 2 của Châu Âu để hạn chế lượng độc hại phát ra từ ôtô. Tuy nhiên, để có thể kiểm soát được vấn đề này một cách toàn diện nhất và hiệu quả nhất phải tiến hành đồng bộ hàng loạt những công việc phức tạp từ khâu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành và nghiên cứu, xây dựng và thực hiện những tiêu chuẩn cho từng đối tượng cụ thể như: Cho động cơ xuất xưởng hay đã qua sử dụng, cho xe tải nhỏ hay xe con, cho động cơ xăng hay điezel… 1.1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Thứ nhất: Tìm hiểu về các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ và mức độ độc hại của các chất đó. Thứ hai: Các nhân tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong Thứ tư: Các phương án giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ đốt trong. Thứ năm: Tính nhiệt cho động động cơ TOYOTA CAMRY. thứ sáu: phần tính toán các thành phần khí thải và chỉ tiêu môi trường của các nước trên thế giới. CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ 2.1. Các thành phần chính trong khí thải động cơ. Phương tiện giao thông liên lạc trên đường bộ ngày nay gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là ô tô sử dụng động cơ đốt trong. Động cơ xe ô tô có 2 loại: Loại động cơ máy nổ và loại động cơ Điezel. Trong động cơ máy nổ bằng tia lửa điện rất khó đảm bảo cho quá trình cháy được hoàn toàn bởi vì nó luôn luôn hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu và không khí ở mọi chế độ vận hành. Còn trong động cơ Điezel thì chỉ có không khí được nén theo quá trình đoạn nhiệt không cho thoát nhiệt ra ngoài, ở cuối giai đoạn nén không khí nhiên liệu được phun vào và khi tiếp xúc với không khí nén ở nhiệt độ cao nó tự bốc cháy. Vì thế quá trình cháy trong động cơ Điezel nhờ có thừa nhiều không khí nên được hoàn toàn hơn. Lượng khí độc hại do ô tô thải ra còn phụ thuộc vào chế độ vận hành: Lúc khởi động, lúc chạy nhanh, lúc hãm lại đều có sự khác biệt rõ rệt. Bảng 2.1 là tỷ lệ phần trăm các loại khí độc hại trong khí thải của động cơ ô tô ở chế độ làm việc khác nhau và bảng 2.2 là lượng khí độc hại tính cho 1 tấn nhiên liệu do ô tô tiêu thụ. Bảng 2.1: Thành phần khói độc hại trong khói thải của động cơ ô tô. Thành phần khí độc hại trong khí thải,% chế độ làm việc của động cơ Chạy chậm Tăng tốc Ổn định Giảm tốc Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Máy nổ etxăng Điezel Khí CO 7,0 vệt 2,5 0,1 1,8 vệt 2,0 vệt Hyđrôcacbon 0,5 0,04 0,2 0,02 0,1 0,01 1,0 0,03 NOx,ppm 30 60 1050 850 650 250 20 30 Anđêhit,ppm 30 10 20 20 10 10 300 30 Bảng 2.2: Lượng khí thải độc hại do ô tô thải ra quy cho 1 tấn nhiên liệu tiêu thụ Khí độc hại Lượng khí độc hại, Kg/t nhiên liệu Động cơ máy nổ chạy xăng Động cơ Điezel Cacbon ôxit CO 465,59 20,81 Hyđrôcacbon 23,28 4,16 Nitơ ôxit NOx 15,83 13,01 Sufu điôxit SO2 1,86 7,80 Anđêhyt 0,93 0,78 Tổng cộng 507,49 46,56 Nếu quy lượng khí độc hại do ô tô thải ra về một Km đoạn đường chạy, ta có các số liệu ở bảng 2.3 Bảng 2.3: Lượng khí độc hại do ô tô thải ra trên một Km đoạn đường Khí độc hại Lượng độc hại g/Km đường đi Động cơ máy nổ chạy xăng Động cơ Điezel Cacbon oxit CO 60,00 0,69 – 2,57 Hyđrôcacbon 5,9 0,14 – 2,07 Nitơ oxit NOx 2,20 0,68 – 1,02 Muội khói bui lơ lửng 0,22 1,28 Sunfu điôxit SO2 0,17 0,47 Chì 0,49 - Xăng- Piren 14.10-6 24.10-6 Quá trình cháy trong động cơ đốt trong là quá trình ôxy hoá nhiên liệu, giải phóng nhiệt năng diễn ra trong buồng cháy động cơ theo những cơ chế hết sức phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều thông số. Trong quá trình cháy sinh ra hợp chất trung gian hết sức phức tạp. Sản phẩm cuối cùng của quá trình cháy gọi là sản phẩm cháy. Quá trình ôxy hoá nhiên liệu sẽ tạo ra các hợp chất khác nhau trong khí thải động cơ. Các thành phần chính trong khí thải động cơ là: Ôxit cacbon, hyđrôcacbure, ôxit lưu huỳnh, anđêhít, bồ hóng, muội than… 2.1.1. Ôxit cacbon ( CO ). CO là sản phẩm cháy của nhiên liệu sinh ra do ôxy hoá không hoàn toàn hyđrô cacbon trong điều kiện thiếu ôxy, CO ở dạng khí không màu, không mùi, không vị. CO khi kết hợp với sắt có trong sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ ôxy của Hemoglobin trong máu và làm cho các bộ phận của cơ thể bị thiếu ôxy. Theo nghiên cứu nếu: Nếu 20% lượng Hemoglobin bị khống chế thì sẽ gây nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn. 50% lượng Hemoglobin bị khống chế thì não bắt đầu bị ảnh hưởng. 70% lượng Hemoglobin bị khống chế thì cơ thể rất dễ tử vong. Hàm lượng CO cho phép trong không khí là: [CO] = mg/m3,[1]. 2.1.2. Hyđrocacbure (HC). HC có mặt trong khí thải do quá trình cháy không hoàn toàn khi hỗn hợp giàu, hoặc do hiện tượng cháy không bình thường. Chúng gây tác hại đến sức khỏe con người chủ yếu là do các HC thơm. Từ lâu người ta đã phát hiện được vai trò của benzen trong căn bệnh ung thư máu khi nồng độ của nó lớn hơn 40ppm hoặc gây rối loạn hệ thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1g/m3, đôi khi nó là nguyên nhân gây ra các bệnh về gan. 2.1.3. Ôxit lưu huỳnh (SO2). SO2 là một chất háu nước vì vậy nó rất dễ hoà tan vào nước mũi, bị ôxy hoá thành H2SO4 và muối amonium rồi đi theo đường hô hấp vào sâu trong phổi. Mặt khác SO2 làm giảm khả năng đề khàng của cơ thể. Mặt khác, SO2 làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và làm tăng cường độ tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với nạn nhân. 2.1.3. Ôxit nitơ (NOx). Ôxit nitơ là sản phẩm ôxy hoá N2 có trong không khí ( khí nạp mới) ở điều kiện nhiệt độ cao trên 11000C. NOx tồn tại chủ yếu là NO, NO2 trong đó NO chiếm đại bộ phận. NO là khí không màu, không mùi, không gây hại nhưng nó dễ biến thành NO2 trong điều kiện tự nhiên. NO2 là khí có màu nâu đỏ, có mùi gắt gây nguy hiểm cho phổi và niêm mạc. Khi tác dụng với nước gây ra mưa axit làm ăn mòn chi tiết máy và đồ vật. Hàm lượng cho phép [NO] = 9mg/m3, [NO2] = 9mg/m3 2.1.4. Anđêhit (C-H-O). Anđêhít là chất khí có công thức C-H-O và là một chất gây mê và có mùi gắt, một số loại có thể gây ung thư như Foocmonđêhit. Hàm lượng cho phép [CHO] = 0,6mg/m3 2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M). P-M hay còn gọi là bồ hóng là chất gây ô nhiễm đặc biệt quan trong trong khí thải động cơ Điezel. Nó tồn tại dưới dạng hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0,3mm, nên dễ xâm nhập vào phổi gây tổn hại cho cơ quan hô hấp và có thể gây ung thư do các hyđrôcacbon thơm bám dính lên nó. P-M sinh ra do quá trình phân huỷ nhiên liệu và dầu bôi trơn, chúng chính là C chua cháy hết bị vón thành các hạt nhỏ. Trong không khí P-M là tác nhân gây sương mù, bụi bẩn làm ảnh hưởng đến giao thông và sinh hoạt con người. 2.1.6. Chì. Chì có mặt trong khí xả do hợp chất Pb(C2H5)4 được pha vào xăng để tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu. Sự pha trộn chất phụ gia này vào xăng hiện nay vẫn còn là đề tài bàn cãi của giới khoa học. Chì trong khí xả động cơ tồn tại dưới dạng hạt có đường kính cực bé nên rất dễ xâm nhập vào cơ thể qua da hoặc qua con đường hô hấp. Khi đã vào đến cơ thể khoảng từ 30 đến 40% lượng Chì này đi vào máu. Sự hiện diện của Chì gây xáo trộn sự trao đổi iôn ở não, gây trở ngại cho sự tổng hợp enzyme để hình thành hồng cầu và đặc biệt hơn nữa nó tác động lên hệ thần kinh làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ. Chì bắt đầu gây nguy hiểm cho con người khi nồng độ của nó vượt qua 200 đến 250mg/lít. 2.2. Cơ chế hình thành và tỷ lệ các chất khí thải. Do có những điểm khác nhau về nhiên liệu, hình thành hỗn hợp và cháy nên tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải động cơ xăng và động cơ Điezel cũng khác nhau. 2.2.1. Động cơ xăng. Hình 2.1 trình bày tỷ lệ trung bình tính theo khối lượng các chất độc hại trong khí thải động cơ xăng theo chu trình thử đặc trưng của Châu Âu. Hình 2-1 Tỷ lệ ( khối lượng) các chất độc hạitrong khí thải động cơ xăng. Hình 2-2: Đặc tính các thành phần độc hại của động cơ xăng theo hệ số dư không khí α. Như vậy, các chất thải chính trong động cơ xăng là CO, CmHn và NOx. Nồng độc các thành phần độc hại nói trên phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dư không khí α (mức độ đậm nhạt của hỗn hợp) được thể hiện rõ trên hình 2-2. Sau đây sẽ phân tích tỷ mỷ các quan hệ này. 2.2.1.1. CO Mô-nô-xit-các-bon được hình thành từ phản ứng sau: 2C + O2 = 2CO. Đây là phản ứng cháy thiếu ôxy. Rõ ràng là α càng nhỏ thì nồng độ CO càng lớn và ngược lại. Khi α < 1, quá trình cháy thiếu O2 nên thành phần CO lớn, trong quá trình giãn nở một phần CO sẽ kết hợp với hơi nước (có trong sản phẩm cháy) để tạo thành CO2. Khi α > 1 về lý thuyết sẽ thừa O2 nhưng vần còn một lượng nhỏ CO. Lý do là trong buồng cháy vẫn có những vùng cục bộ có α < 1, tại đó quá trình cháy thiếu O2. Mặt khác, tại những vùng sát vách, do hiệu ứng làm lạnh còn gọi là hiệu ứng sát vách nên CO không ôxy hoá tiếp thành CO2. Trong khi đó, phần lớn CO sinh ra trong quá trình cháy sẽ kết hợp tiếp với O2 trong quá trình giãn nở trong điều kiện nhiệt độ từ 1700 đến 1900K để tạo thành CO2. Từ khi nhiệt độ trong quá trình giãn nở < 1700K trở đi, nồng độ CO không đổi. Đây chính là nồng độ CO trong khí thải. Sự thay đổi tổng hợp các thành phần của phản ứng cháy C được thể hiện trên hình 2-3. Đối với trường hợp đốt hỗn hợp nghèo(α > 1), CO còn hình thành trong quá trình giãn nở do cháy rớt, cụ thể cháy tiếp Cacbuahyđrô chưa cháy. 2.2.1.2. CmHn Trên hình 2-2 thể hiện rõ CmHn đạt giá trị nhỏ nhất ở α = 1,1÷1,25. Những vùng có giá trị ngoài vùng này có tỷ lệ nhiên liệu- không khí quá đậm hoặc quá nhạt, có khi vượt ra ngoài giới hạn cháy nên nhiên liệu không cháy được. Mặt khác, đối với bất cứ α nào, trong buồng cháy cũng có những vùng đặc biệt mà hỗn hợp không thể cháy được như: Lớp sát vách các chi tiết: Có nhiệt độ thấp nên khi màng lửa lan tràn đến đây sẽ bị dập tắt, do đó nhiên liệu tại đây không được đốt cháy. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng sát vách. Vùng giữa các kẽ hẹp: Khe giữa đầu Piston và xy lanh… Ngoài ra, trong quá trình nén thường hình thành màng dầu trên mặt gương xy lanh. Trong quá trình giãn nở áp suất giảm, màng dầu bay hơi làm tăng CmHn. Thành phần của CmHn rất đa dạng: Thành phần chủ yếu là cacbuahyđrô thơm (benzene, toluen, êtyn benzene…) Ôlêphin (propan, etan…) hay Paraphin (metan…)… 2.2.1.3. NOx NOx hình thành từ phản ứng ôxy hoá nitơ trong điều kiện nhiệt độ cao của quá trình cháy. Thành phần của NOx phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dư không khí α tức nồng độ Oxy của hỗn hợp và nhiệt độ quá trình cháy, đạt giá trị cực đại tại α = 1,05÷1,1 (xem hình 2-2). Tại đây nhiệt độ của quá trình cháy đủ lớn để Oxy và Nitơ phân huỷ thành nguyên tử có tính năng hoạt hoá cao và cũng tại đây nồng độ Oxy đủ lớn bảo đảm đủ Ôxy cho phản ứng, do đó NOx đạt cực đại. Trước giá trị này, khi α tăng, nồng độ Oxy tăng, nên NOx tăng. Sauk hi đạt cực đại, khi α tăng hỗn hợp nhạt nhiệt độ của quá trình cháy giảm nên NOx giảm. Thành phần của NOx: NO chiếm tới 90 ÷ 98% tuỳ thuộc vào α phần còn lại là NO2. Cơ chế hình thành NO được mô tả dưới đây, trước hết dưới nhiệt độ cao Oxy bị phân huỷ thành Oxy nguyên tử. Tiếp theo là các phản ứng với sự tham gia của các nguyên tử có tính năng hoạt hoá cao: Hai phản ứng này được gọi là chuỗi zeldovich. Ngoài ra NO còn được hình thành từ phản ứng sau: Thực nghiệm chứng tỏ, NO hình thành chủ yếu ở phía sau ngọn lửa trong vùng cháy và các phản ứng hình thành NO diễn ra rất chậm so với quá trình hình thành CO. Ngoài 3 thành phần độc hại chính trên trong khí thải động cơ đốt trong còn có một số chất khác như: Anđêhít và các hợp chất chứa Chì. 2.2.1.4. Anđêhít Anđêhít là loại cacbuahyđrô chứa Ôxy, điển hình là foocmolđêhit. Bang Caliphooclia của Mỹ là nơi đầu tiên đưa ra tiêu chuẩn hạn chế thành phần Anđêhít trong khí thải. 2.2.1.5. Các hợp chất chứa Chì Để chống kích nổ trong động cơ xăng người ta thường pha vào xăng các hợp chất phụ gia chứa Chì như: Tetraetin Chì có công thức hoá học là Pb(C2H5)4. Do đó trong sản phẩm cháy của động cơ xăng (dùng xăng pha Chì) có các hợp chất chứa Chì ở dạng hạt rắn rất nhỏ, tuy cũng có tác dụng rà khít xupap với đế xupap nhưng cũng gây mài mòn các chi tiết của động cơ, đồng thời gây tác hại đối với môi trường và sức khoẻ con người. Để giảm ảnh hưởng mài mòn các chi tiết của động cơ, người ta pha vao xăng các hợp chất vô cơ của nhóm halogen (như clo và brôm). Các hợp chất này có tác dụng làm giảm nhiệt độ sôi của Oxit Chì. Sau phản ứng cháy các hợp chất của nhóm halogen với Chì sẽ được thải ra khỏi buồng cháy dưới dạng khí. Do những tác hại nêu trên phụ gia pha Chì ngày càng ít được sử dụng. Nhiều nước đã thực hiện thành công cấm hoàn toàn xăng pha Chì như: Mỹ, Nhật Bản, Canađa, Áo, Thuỵ Điển, Brazin, Clombia, Crotia, Thái Lan… từ 29/11 đến 01/12/1999 tại Hà Nội đã diễn ra hội thảo quốc tế với sự bảo trợ của ngân hàng thế giới về loại bỏ xăng pha Chì ở Việt Nam. Tại cuộc hội thảo, Chính Phủ đã đưa ra một dự án bắt đầu vào năm 2002 với mục tiêu loại bỏ hoàn toàn xăng pha Chì vào năm 2006. Dự án thử nghiệm đối chứng xăng không pha Chì đã được thử nghiệm ngay sau hội thảo tại phòng thí nghiệm của bộ môn Động Cơ Đốt Trong trường ĐHBK Hà Nội. Kết quả thử nghiệm đã góp phấn quan trong cho Thủ Tướng Chính Phủ đưa ra quyết định sử dụng xăng không pha Chì cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam(trừ mục đích quân sự) từ ngày 01/07/2001. 2.2.2. Động cơ Điêzel. Đặc điểm của hệ thống Điezel là hỗn hợp bên trong nên hệ số dư không khí α so với động cơ xăng nằm trong một giới hạn rất rộng, cụ thể từ 1,2 đến 10 từ toàn tải đến không tải. Chính vì giới hạn α rộng nên điều chỉnh tải bằng phương pháp điều chỉnh α còn gọi là điều chỉnh chất. Do đó khác với điều chỉnh lượng của động cơ xăng, trên đường nạp không có tiết lưu. Trên hình 2-4 thể hiện cơ chế hình thành chất thải độc hại ở động cơ Điezel truyền thống không hình thành hỗn hợp trước. Hình 2-5 trình bày đặc tính của các thành phần độc hại chủ yếu trong động cơ Điezel phun trực tiếp theo hệ số dư không khí α. Qua hình 2-4 ta thấy lượng NOx hình thành nhiều nhất ở vùng cháy hoàn toàn α = 1 do nhiệt độ cao. HC tồn tại nhiều ở vùng hỗn hợp nhạt do không đủ không khí để nhiên liệu tự cháy. Ở khu vực giữa tia phun chất thải dạng hạt hình thành nhiều nhất, đây chính là vùng bị oxi hoá trong lòng ngọn lửa bị khuếch tán.Sau đây ta sẽ khảo sát tỷ mỷ những đặc tính này. 2.2.2.1. CO Trong khí thải động cơ Điezel, tuy α > 1 và khá lớn (thừa ôxy) nhưng vẫn có thành phần CO mặc dù khá nhỏ là do vẫn có những vùng với α < 1 (thiếu ôxy). Khi α tăng ban đầu CO giảm do nồng độ Ôxy tăng và đạt giá trị cực tiểu tại. Tiếp tục tăng α, CO tăng do tỷ lệ tái hợp của CO và Oxy trong quá trình giãn nở giảm đi nên lượng CO còn lại trong khí thải tăng lên. 2.2.2.2. CmHn Do α lớn nên CmHn  trong động cơ Điezel so với động cơ xăng cũng nhỏ hơn. Khi α tăng, nhiệt độ cháy giảm nên phần nhiên liệu không cháy được CmHn sẽ tăng lên. Đối với phương pháp hỗn hợp màng, do hiệu ứng sát vách ảnh hưởng mạnh nên CmHn lớn hơn so với trường hợp hỗn hợp thể tích. Nếu tổ chức xoáy lốc và hòa trộn tốt trong quá trình hình thành hỗn hợp, thành phần CmHn sẽ giảm. 2.2.2.3. NOx Khi α tăng, nhiệt độ cháy giảm nên thành phần NOx giảm (xem hình 2-4). So với ở động cơ xăng thì thành phần NO2 trong NOx cao hơn, cụ thể chiếm 5 đến 15%. Phương pháp hình thành khi hỗn hợp có ảnh hưởng lớn đến hình thành NOx. Đối với buồng cháy ngăn cách, quá trình cháy diễn ra ở buồng cháy phụ (hạn chế không khí) rất thiếu ôxy nên mặc dù nhiệt độ lớn nhưng NOx vẫn nhỏ. Khi cháy ở buồng cháy chính, mặc dù α rất lớn, ôxy nhiều nhưng nhiệt độ quá trình cháy không lớn nên NOx cũng nhỏ. Tổng hợp lại, NOx của động cơ buồng cháy ngăn cách chỉ bằng khoảng ½ so với ở động cơ buồng cháy thống nhất. 2.2.2.4. Chất thải dạng hạt Theo định nghĩa Tổ chức bảo vệ môi trường bang Caliphocnia thì P-M là những thực thể (trừ nước) của khí thải sau khi được hoà trộn với không khí (làm loãng) đạt nhiệt độ nhỏ hơn 51,70C và được tách ra bằng một bộ lọc qui định. Với định nghĩa như vậy, P-M gồm các hạt rắn và các chất lỏng bám theo. Các hạt rắn gồm: các bon tự do và tro còn gọi là bồ hóng (soot), các chất phụ gia dầu bôi trơn, các hạt và vảy tróc do mài mòn… chất lỏng bám theo gồm có các thành phần trong nhiên liệu và bôi trơn Các hạt P-M có kích thước từ 0,01 đến 1μm. Phần lớn hạt có kích thước nhỏ hơn 0,3μm nên rất dễ bị hít vào và gây tổn thương cho đường hô hấp và phổi. Thành phần của P-M phụ thuộc rất nhiều vào chế độ làm việc của động cơ và phương pháp hình thành khí hỗn hợp. Thông thường P-M chứa [1]: 40% dầu bôi trơn 31% bồ hóng 14% các muối sunfat ngâm nước 7% nhiên liệu Điezel 8% các loại khác còn lại 2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh Trong khí thải có các hợp chất chứa lưu huỳnh là do trong nhiên liệu còn một lượng tạp chất lưu huỳnh còn lại khi chưng cất dầu mỏ. Trước năm 1996, ở Châu Âu qui định giới hạn hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu tính theo khối lượng [S] < 0,2%. Sau năm 1996, giới hạn này càng ngặt nghèo hơn, [S] < 0,05%. Do nhiên liệu chưa lưu huỳnh nên trong khí thải có SO2, kết hợp với hơi nước sẽ tạo thành axít. Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong khí thải là một trong những nguyên nhân gây ra mưa axít. Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong khí thải là một trong những nguyên nhân gây ra mưa axit và tạo P-M thông qua các muối gốc sunfat. CHƯƠNG III: CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 3.1. Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức. 3.1.1. Động cơ 2 kỳ. Mặc dù có nhiều cải tiến về kết cấu nhằm hạn chế sự hoà trộn giữa khí cháy và khí chưa cháy, đặc biệt đối với động cơ dùng bộ chế hoà khí, nhưng không tránh khỏi sự thất thoát một số bộ phận khí làm tăng sự phát sinh CmHn và làm giảm tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ 2 kỳ. Thêm vào đó khi làm việc ở tải cục bộ, loại động cơ này dễ bỏ lửa làm tăng CmHn. Một trong những giải pháp làm tốn thất nhiên liệu trong quá trình quét khí là làm thay đổi sự phân bố đậm đặc của hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xy lanh sao cho chỉ có hỗn hợp nghèo mới thoát ra đường thải. Một giải pháp cơ hiệu quả hơn là phun nhiên liệu vào buồng cháy một khi của thải đã đóng. Tuy nhiên với giải pháp này người ta phải dùng một bơm do động cơ dẫn động do đó nó làm giảm bớt đi một ít công suất có ích của động cơ. Mặt khác, so với động cơ 4 kỳ, thời gian cuối của quá trình nén (sau khi đóng của nạp và của thải) rất ngắn đòi hỏi phải phun nhiên liệu với tốc độ lớn hơn, do đó một bộ phận nhiên liệu bám lên thành buồng cháy làm tăng nồng độ CmHn trong khí xả. Một giải pháp tiết kiêm hơn là phun nhiên liệu bằng không khí ở áp suất ra trích ra trong giai đoạn nén. Để tránh hiên tượng bám nhiên liệu trên thành, người ta người ta dùng một vòi phun áp suất thấp được đặt trong buồng cháy dự bị trước xupáp nạp phun trực tiếp một hỗn hợp rất đậm với tốc độ tương đối thấp. Kỹ thuật quét khí cháy bằng không khí cho phép hạn chế tối đa sự phát thải CmHn trong khí xả động cơ. Kỹ thuật này cho phép giảm từ 80% đến 90% nồng độ CmHn so với giá trị thông thường đối với động cơ 2 kỳ cổ điển. Nồng độ NOx trong khí xả động cơ 2 kỳ hiện đại cao hơn một chút so với động cơ 2 kỳ cổ điển do hiệu suất cháy cao hơn và làm việc với hỗn hợp nghèo hơn. 3.1.2. Động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo. Động cơ đánh lửa cưỡng bức (xăng) làm việc với hỗn hợp nghèo đã được nghiên cứu từ lâu nhằm giảm suất tiêu hao nhiên liệu dẫn đến làm giảm nồng độ CO2, chất ô nhiễm được quan tâm nhiều trong những năm gần đây vì nó là chất gây hiệu ứng nhà kính. Khi động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo (hệ số dư không khí α > 1,25), nồng độ các chất ô nhiễm chính (CO, CmHn, NOx) đều giảm. Khi hệ số dư không khí thay đổi từ α = 1,0 đến α = 1,4 suất tiêu hao nhiên liệu giảm 7%, nồng độ NOx có thể giảm tới 85% so với động cơ làm việc với hỗn hợp có α = 1 nếu kết hợp với việc giảm một cách hợp lý góc đánh lửa sớm. Tuy nhiên, ưu điểm này chỉ có được trong điều kiện hỗn hợp gần nến đánh lửa có thể bốc cháy và sự lan tràn màng lửa diễn ra một cách bình thường. Điều này đòi hỏi việc tổ chức tốt quá trình cháy cũng như phân bố hợp lý độ đậm đặc của hỗn hợp trong buồng cháy. Khi gia tăng hệ số dư không khí hay làm bẩn hỗn hợp bằng khí xả hồi lưu vượt quá một giới hạn cho phép sẽ dẫn đến: Giảm tốc độ cháy, điểm cực đại của áp suất sẽ lệch về phía giai đoạn giãn nở dù đánh lửa sớm hơn. Mô men phát ra không đều dẫn đến sự làm việc không ổn định. Thường xuyên bỏ lửa. Gia tăng mức độ phát sinh CmHn. Gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu do tốc độ cháy giảm. Những biện pháp cho phép động cơ hoạt động gần giới hạn nghèo của hỗn hợp có thể chia ra làm 3 loại: Các giải pháp tác động trước khi hỗn hợp vào xy lanh: Chuẩn bị và định lượng hỗn hợp nhiên liệu (chế hoà khí hay phun), hệ thống điều chỉnh hỗn hợp, thiết kế hợp lý đường nạp. Các biện pháp tác động bên trong động cơ: Hình dạng buồng cháy, bố trí xupáp và nến đánh lửa. Các biện pháp tác động trên đường thải: Thiết kế đường thải, trang bị bộ xúc tác ôxy hoá để hạn chế CO và CmHn. Để động cơ có thể làm việc với hỗn hợp nghèo người ta áp dụng giải pháp nạp phân lớp hỗn hợp nhiên liệu – không khí vào xy lanh động cơ sao cho gần điểm đánh lửa, độ đậm đặc của hỗn hợp cao hơn giá trị trung bình để có thể bén lửa và bốc cháy. Người ta đã thử nghiệm nhiều hệ thống tạo hỗn hợp phân lớp nhưng hiện nay chỉ có 2 dạng được áp dụng khả quan nhất: Hệ thống buồng dự bị (dạng CVCC) và hệ thống phun trực tiếp (dạng PROCO). - Hệ thống honda CVCC dùng một buồng cháy phụ nhỏ có xupap nạp riêng (hình 3-1). Hỗn hợp giàu được nạp vào buồng cháy phụ còn hỗn hợp nghèo còn hỗn hợp nghèo được nạp vào đường cháy chính qua xupap nạp thông thường. Hỗn hợp giàu trong buồng cháy phụ được đốt bằng tia lửa điên. Sản phẩm cháy có nhiệt độ cao thoát ra khỏi buồng cháy phụ và tiếp tục đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu nghèo trong buồng cháy chính. Hệ thống này làm giảm nhiệt độ cực đại của quá trình cháy, do đó làm giảm NOx, nhưng vẫn đủ cao để ôxy hoá CmHn. Mặt khác do độ đậm đặc của hỗn hợp thấp nên nồng độ CO trong khí xả cũng giảm. Động cơ làm việc với hệ thống này có suất tiêu hao nhiên liệu riêng thấp, nhưng công suất lít của xy lanh cũng giảm. Do đó, từ năm 1986 nó không được nghiên cứu nữa và thay vào đó người ta nghiên cứu một hệ thống tương tự trong đó bộ chế hoà khí được thay thế bằng hệ thống phun. Ở hệ thống này, vòi phun nhiên liệu có áp suất 3,5 MPa tạo lên vùng hỗn hợp giàu gần nến đánh lửa trong buồng cháy phụ có kích thước bé. Hệ thống này làm giảm NOx nhưng làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu. Hình 3-1: Sơ đồ động cơ tạo phân lớp sử dụng buồng cháy phụ. Hình 3-2: Sơ đồ động cơ tạo phân lớp phun trực tiếp PROCO. - Hệ thống Ford PROCO thực hiện sự phân lớp bằng cách phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng cháy (hình 3-2). Hệ thống này không có buồng cháy phụ nhưng sử dụng một buồng cháy khoét lõm trên đỉnh piston. Người ta sử dụng một tia phun có góc phun rất rộng với hỗn hợp giàu được phun vào giữa xy lanh bởi một vòi phun có độ xuyên thấu bé. Hỗn hợp này được đốt nhờ tia lửa điện và lan đến hỗn hợp chung quanh nghèo hơn ngay khi piston đi xuống nhờ cường độ xoáy lốc mạnh. - Hệ thống TEXACO TCCS: Khác với hệ thống PROCO, hệ thống này phun nhiên liệu theo phương tiếp tuyến với buồng cháy và hướng về phía nến đánh lửa và quá trình đánh lửa được kéo dài. Việc điều chính tối ưu thời gian phun và thời điểm đánh lửa cho phép khởi đầu quá trình cháy ở thời điểm mà hỗn hợp giàu đạt đến nến đánh lửa, màng lửa được giữ lại ở đó với điều kiện nhiên liệu được không tán ra không khí chung quanh. Hệ thống này có những nhược điểm giống như động cơ Điezel (hỗn hợp không đồng nhất) và phát sinh nhiều hạt rắn trong khí xả. Giải pháp hạn chế nhược điểm của việc đánh lửa là sử dụng ngọn lửa điện có năng lượng lớn hơn (tăng khoảng cách giữa hai điện cực, kéo dài thời gian đánh lửa), giảm tổn thất nhiệt ở nến đánh lửa (cực đánh lửa nhỏ, giảm đường kính nến đánh lửa từ 14mm xuống 10mm) và tăng số điểm đánh lửa. Năng lượng đánh lửa hiện nay (khoảng 10 mJ) là đủ để đảm bảo sự hoạt động ổn định và mức độ phát sinh CmHn bé nhất. Bố trí 2 nến đánh lửa trong buồng cháy cho phép tăng xác suất đánh lửa, tăng năng lượng đánh lửa và tốc độ cháy mà không làm tăng tổn thất nhiệt. Nhưng giải pháp này làm tăng giá thành và làm giảm tuổi thọ của hệ thống đánh lửa. Những khuynh hướng khác dựa vào sự gia tăng cường độ rối trong buồng cháy động cơ. Bằng cách thay đổi hình dạng hình._. học của buồng cháy, nguy cơ màng lửa bị tắt có thể giảm bằng cách giảm tỷ số (diện tích bề mặt/thể tích) và gia tăng cường độ rối trong quá trình nạp để gia tăng tốc độ cháy. Sự cải tiến dạng buồng cháy cho phép giảm một ít áp suất cực đại, giảm NOx nhưng cho tới này người ta chưa tìm được dạng buồng cháy lý tưởng nhất và sự thay đổi hình dạng buồng cháy dường như không gây ảnh hưởng đến sự phát sinh CmHn. Giải pháp đầu tiên làm tăng cường độ rối là thiết kế đường nạp hợp lý. Sự gia tăng cường độ xoáy lốc cho phép giảm khoảng thời gian từ lúc bật tia lửa điện đến khi hỗn hợp bắt đầu cháy cũng như thời gian cháy, các giá trị này có độ lớn tương đương với quá trình cháy cổ điển. Giải pháp thứ hai là trang bị hai xupap nạp cho mỗi xi lanh hay lắp trên xupap nạp một bảng hướng dẫn. Xupap này đóng lại ở tải cục bộ và mở khi đầy tải. Giải pháp cuối cùng làm tăng cường độ rối ở động cơ riêng rẽ là thực hiện một tia khí cao tốc phun trong một ống dẫn có tiết diện nhỏ hơn ống nạp chính theo hướng tiếp tuyến với thành xy lanh ở vị trí xupap nạp. Hệ thống này có 2 buớm gió được điều khiển một cách riêng rẽ theo tải động cơ. Nó có ưu điểm là không làm thay đổi hình dạng hình học của buồng cháy, không cần thiết đánh lửa 2 điểm nhưng vẫn cho phép động cơ chạy ở chế độ không tải với độ đậm đặc thấp. Sự gia tăng cường độ rối bằng cách thêm tia khí cho phép dịch chuyển giới hạn cháy ổn định về phía độ đậm đặc sớm hơn (từ 0,95 xuống 0,75) cho phép nhận được sự làm việc ổn định hơn ở chế độ không tải. Khi động cơ làm việc với độ đậm đặc 0,7 thay vì 0,8, nồng độ NOx chỉ còn 1/6 và nồng độ CO giảm đi 50% nhưng làm tăng nồng độ CmHn. Vận động rối trong buồng cháy cũng cho phép cũng cho phép sử dụng hệ thống hồi lưu khí xả: Chẳng hạn nó cho phép tăng từ 20% lên 28% lượng khí xả hồi lưu để làm giảm NOx mà không làm tăng CmHn. Khi dùng hệ thống phun tập trung quá trình tạo hỗn hợp được cải thiện hơn so với khi sử dụng hệ thống phun riêng rẽ vì thời gian bay hơi của hỗn hợp được kéo dài hơn. Vì vậy hệ thống này cho phép giảm được từ 10 đến 15 % CmHn trong cùng điều kiện làm việc với động cơ phun riêng rẽ. Khi tăng nhiệt độ khí nạp hỗn hợp cũng được chuẩn bị tốt hơn do sự bôc hơi nhiên liệu diễn ra thuận lợi hơn: Cùng độ đậm đặc như nhau, nồng độ CmHn giảm từ 20÷30% khi tăng nhiệt độ khí nạp từ 25÷800C, nhưng làm tăng nồng độ NOx từ 35÷55%. Do 70 đến 80% nồng độ CO và CmHn liên quan đến 2 phút đầu tiên của chu trình khởi động nguội, theo qui trinh FTP-75, vì vậy sấy cục bộ đường nạp trong giai đoạn bộ xúc tác chưa đạt được nhiệt độ khởi động sẽ cho phép làm giảm được nồng độ những chất ô nhiễm này. Trong thực tế, người ta bố trí mỗi đường nạp của động cơ phun nhiều điểm những phần tử cấp nhiệt để nâng nhiệt độ khu vực sấy lên khoảng 40÷500C và các tia phun hướng về các khu vực này. Công suất điện cung cấp cho những phần tử nhiệt này giảm dần và cắt đi hoàn toàn khi nhiệt độ nước làm mát khoảng 60÷650C. Tốc độ lưu thông của khí nạp cũng ảnh hưởng đến nồng độ CmHn. Tốc độ này được khống chế bởi đường kính xupap nạp. Khi giảm đường kính xupap nạp từ 35 xuống 29mm thì mức độ phát sinh CmHn giảm từ 15÷25%. Khi phun riêng rẽ, vị trí đặt vòi phun trong trường hợp xi lanh có 2 xupap nạp có ảnh hưởng lớn đến mức độ phát sinh CmHn cũng như mômen của động cơ. Tuy nhiên vị trí đặt vòi phun chủ yếu được lựa chọn sao cho động cơ có thể khởi động dễ dàng. Người ta cũng nghiên cứu các hệ thống để cải thiện việc chuẩn bị hỗn hợp trong trường hợp phun riêng rẽ như: Sấy nóng hỗn hợp, phun khí nạp với tốc độ lớn, xé tia phun bằng siêu âm… Chất lượng xé tơi tia phun đóng vai trò quan trọng đến mức độ phát sinh ô nhiễm. Những hạt nhiên liệu có đường kính bé sẽ bị cuốn theo dòng không khí trong ống xoắn của đường nạp, giảm nguy cơ va chạm vào thành. Khi đường kính thuỷ lực của hạt nhiên liệu khoảng 10µm thì sự va chạm của hạt nhiên liệu vào thành hầu như không xảy ra, đảm bảo sự phân bố tối ưu của hỗn hợp nhiên liệu không khí giữa các xy lanh. Trong thực tế bộ chế hoà khí cho phép phân bố tốt hỗn hợp khi động cơ làm việc ở tải thấp, ngược lại phun nhiên liệu đảm bảo sự phân bố tốt hỗn hợp khi động cơ làm việc ở tải cao. Thật vậy, ở chế độ tải thấp do độ chân không trên đường nạp lớn, chất lượng xé tới nhiên liệu sau khi ra khỏi vòi phun trong trường hợp bộ chế hoà khí tốt hơn, ngược lại trong trường hợp tải cao chất lượng xé tơi nhiên liệu xấu đi rất nhiều so với trường hợp phun nhiên liệu. Điều chỉnh góc độ phối khí cũng có ảnh hưởng đến mức độ phát sinh ô nhiễm. Góc độ này được điều chỉnh sao cho các giá trị áp suất cực đại, mômen ở chế độ tải thấp tối ưu cũng như khả năng động cơ làm việc ổn định khi chạy không tải với tốc độ thấp. Tăng thời kỳ trùng điệp ở chế độ không tải làm tăng mức độ phát sinh ô nhiễm và sự làm việc không ổn định của động cơ, nhưng nó cải thiện tính năng động cơ cơ chế độ tốc độ cao đồng thời cũng làm giảm NOx do hỗn hợp nạp mới bị làm bẩn bởi một bộ phận khí cháy đẩy vào đường nạp khi piston đi lên. Sự gia tăng góc độ trùng điệp hợp lý cơ thể làm giảm tới 80% nồng độ CmHn. Lượng CmHn trong sản phẩm cháy thoát ra đường thải có thể được xem chứa trong 2 bọng khí: Bọng khí thứ nhất tương ứng với những thể tích chết ở gần xupap thải (các không gian chết quanh xupap, ren nến đánh lửa…) và bọng khí thứ 2 tương ứng với thể tích chết xa hơn (khe hở xecmăng…). Gia tăng góc độ trùng điệp có thể loại hoàn toàn bọng khí thứ 2 ở đường xả. Khi thời gian cháy giảm, nhiệt độ cháy tăng, mức độ phát sinh NOx gia tăng. Giảm góc đánh lửa sớm trong một số điều kiện của động cơ cho phép kéo dài thời gian cháy, do đó nhiệt độ cháy giảm, thuận lợi cho việc giảm NOx. Mặt khác, đánh lửa muộn làm gia tăng nhiệt độ khí thải tạo điều kiện thuận lợi cho việc đốt cháy thành phần CmHn có mặt trong khí xả. Gia tăng tỉ số S/D làm gia tăng tốc độ cháy và tạo điều kiện dễ dàng cho sự bén lửa do đó động cơ có thể làm việc với hệ số dư không khí α cao hơn. Điều này có lợi trong trường hợp độngcơ làm việc với tải cục bộ nhưng ít có lợi khi động cơ làm việc ở khi làm việc ở tải cao. Một phương án khác để làm tăng tốc độ cháy và tốc độ lan tràn màng lửa là tăng tỉ số nén (đến 18), trong điều kiện không xảy ra hiện tượng kích nổ. Tăng tỉ số nén có khuynh hướng tăng mức độ phát sinh NOx. Khi động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo hay giàu, nồng độ NOx đều giảm mạnh (hình 3-3). Hình 3-3: Ảnh hưởng của tỉ số nén đến mức độ phát sinh ô nhiễm và suât tiêu hao nhiên liệu (động cơ xăng 4 xy lanh, dung tích 2 lít; l: là độ đậm đặc của hỗn hợp; be: suất tiêu hao nhiên liệu; we: công có ích; e: tỷ số nén; e = 9,3; - -; e = 11,0; ---; e = 13,0; ____; e = 15,0). Hoàn thiện việc chuẩn bị hỗn hợp bao hàm việc khống chế đúng mức độ đậm đặc trong mỗi xy lanh ngay cả trong giai đoạn cá độ. Phương án tốt nhất là phun nhiên liệu riêng rẽ kết hợp với sấy nóng vòi phun và đường nạp. Phương án này còn cho phép cải thiện tính năng khởi động ở trạng thải nguội. Mặt khác, sấy nóng đường nạp còn có tác dụng đặc biệt trong việc tránh sự ngưng tụ nhiên liệu trên thành đường nạp (lớp nhiên liệu ngưng tụ này sẽ bốc hơi lại ở chế độ đầy tải làm tăng độ đậm đặc của hỗn hợp). Làm mát riêng rẽ thân động cơ và xy lanh cho phép duy trì thân động cơ một nhiệt độ cao hơn nắp xy lanh điều này cho phép thu hồi nhiệt độ than máy ở tải thấp có tác dụng tích cực đến việc giảm NOx và CmHn. Khi động cơ chuyển sang làm việc với hỗn hợp nghèo, sự lệch chu kì của áp suất chỉ thị trung bình sẽ trở lên quan trọng: Nếu độ đậm đặc của hỗn hợp là l = 0,8, áp suất có ích trung bình dao động cực đại 20Kpa, dao động này có thể đạt 140Kpa khi l = 1,2. Do đó, để cải thiện tính năng phát lực của động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo, người ta phải khống chế sự dao động của mômen (đo được bằng cảm biến gia tốc lắp trên bánh đà động cơ) bằng cách điều chỉnh thời điểm bắt đầu phun và thời gian phun nhờ một hệ thống khép kín hay theo biểu đồ thiết lập trước. Sự khống chế dao động mômen cũng cho phép giảm đến mức độ tối thiểu mức độ phát sinh CmHn, chất ô nhiễm tăng nhanh chóng theo sự làm việc không đồng đều của động cơ. 3.1.3. Ảnh hưởng của các chế độ vận hành của động cơ xăng. 3.1.3.1. Cắt nhiên liệu khi giảm tốc. Để hạn chế nồng độ CmHn trong giai đoạn động cơ đóng vai trò phanh ôtô (khi giảm tốc nhưng vẫn cài ly hợp), biện pháp tốt nhất là ngưng cung cấp nhiên liệu. Tuy nhiên, động tác này có thể dẫn tới những điều bất lợi là làm xuất hiện hai điểm cực đại CmHn: Đỉnh cực đại CmHn ở thời điểm cắt nhiên liệu và điểm cực đại thứ 2 khi cấp nhiên liệu trở lại. Đối với động cơ dùng bộ chế hoà khí, để tránh giai đoạn quá độ khi động cơ phát lực trở lại, người ta sử dụng một hệ thống cho phép cung cấp thêm nhiên liệu dự trữ. Nhiên liệu này được tích trữ trong hệ thống bù trừ ở giai đoạn giảm tốc. Sự cung cấp nhiên liệu bổ sung này cho phép duy trì được độ đậm đặc của hỗn hợp một cách hợp lý ở thời điểm mở đột ngột bướm ga trở lại. Đối với động cơ phun nhiên liệu,người ta sử dụng một hệ thống cho phép điều chỉnh lượng nhiên liệu phun vào đường nạp theo lưu lượng không khí. Khi giảm tốc, bướm ga đóng lại, một van giảm tốc mở ra để cung cấp không khí cho động cơ và người ta sử dụng lượng không khí này để điều khiển lượng nhiên liệu. Trong trường hợp đó, động cơ hút một thể tích khí lớn hơn trong trường hợp động cơ dùng chế hoà khí. Hai điểm cực đại của CmHn cũng xuất hiện giống như trong trường hợp động cơ dùng bộ chế hoà khí. 3.1.3.2. Dừng động cơ ở đèn đỏ. Chế độ dừng động cơ hợp lý khi ôtô chạy trong thành phố có thể làm giảm đồng thời mức độ phát sinh ô nhiễm và suất tiêu hao nhiên liệu. Thực nghiệm cho thấy khi thời gian dừng ôtô vượt quá một giá trị cực đoan thì nên tắt động cơ. Nếu không xét đến suất tiêu hao nhiên liệu thì việc tắt động cơ không đem lại lợi ích gì về mặt giảm ô nhiễm trong trường hợp động cơ có bộ xúc tác trên đường xả. Trung bình thời gian dừng cực đoan là 50s. Khi vượt quá thời gian này nên tắt động cơ nếu động tác này không làm giảm tuổi thọ của máy và bình điện. 3.2. Trường hợp động cơ Điezel. Kĩ thuật tổ chức quá trình cháy của động cơ Điezel ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ phát sinh ô nhiễm. Động cơ Điezel phun trực tiếp, có suất tiêu hao nhiên liệu riêng thấp hơn so với động cơ có buồng cháy ngăn cách khoảng 10% và mức độ phát sinh bồ hóng cũng thấp hơn khi động cơ làm việc ở tải cục bộ. Tuy nhiên, động cơ phun trực tiếp làm việc ồn hơn và phát sinh nhiều chất ô nhiễm khác (NOx, CmHn). Vì vậy, ngày nay dạng buồng cháy này chỉ dùng với động cơ ôtô tải hạng nặng. Việc hạn chế mức độ phát sinh ô nhiễm tối ưu đối với động cơ Điezel cần phải cân đối giữa nồng độ 2 chất ô nhiễm chính là NOx và bồ hóng. 3.2.1. Ảnh hưởng của góc phun sớm và tối ưu hoá hệ thống phun. Ảnh hưởng của chất lượng hệ thống phun đối với động cơ phun trực tiếp lớn hơn đối với động cơ phun gián tiếp về phương diện phát sinh ô nhiễm. Trong cả hai trường hợp sự thay đổi góc phun sớm có ảnh hưởng ngược nhau đối với sự phát sinh NOx, CmHn và bồ hóng (hình3-4). Hình 3-4: Ảnh hưởng của góc phun sớm tới mức độ phát sinh ô nhiễm. Hình 3-5: Ảnh hưởng của góc phun sớm đến mức độ phát sinh CmHn và NOx (động cơ có buồng cháy dự bị, chu trình FTP-75). Tăng góc phun sớm làm tăng áp suất cực đại và nhiệt độ của quá trình cháy, do đó làm tăng nồng độ NOx. Thông thường, động cơ phun trực tiếp có góc phun sớm lớn hơn nên phát sinh NOx nhiều hơn động cơ có buồng cháy ngăn cách. Giảm góc phun sớm là biện pháp hữu hiệu giảm NOx trong khí xả. Tuy nhiên việc giảm góc phun sớm cần phải xem xét đến chế độ tốc độ và chế độ tải để tránh sự gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu. Mặt khác, khi tăng góc phun sớm, do quá trình cháy trễ kéo dài, lượng nhiên liệu hoà trộn trước với hệ số dư không khí lớn gia tăng. Hỗn hợp này khó bén lửa do đó chúng thường cháy không hoàn toàn và phát sinh nhiều CO. Về mặt lý thuyết, tăng góc đánh lửa sớm có thể làm giảm CmHn do quá trình cháy có thể diễn ra thuận lợi hơn (hình 3-5), nhưng trên thực tế nó có tác dụng ngược lại. Thật vậy, do thời gian bén lửa kéo dài, nhiên liệu phun ra có thể bám trên thành buồng cháy, đó là nguồn phát sinh CmHn. Đối với động cơ phun trực tiếp, sự giảm góc phun làm tăng độ khói và cũng là tăng suất tiêu hao nhiên liệu nhưng làm giảm nồng độ NOx và thành phần SOF. Đối với động cơ Diesel cỡ lớn, giảm góc phun sớm có thể làm giảm đi 50% nồng độ NO trong khí xả. Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, giảm góc phun sớm làm tăng nồng độ HC nhưng làm giảm nồng độ NO và bồ hóng, đặc biệt là ở chế độ đầy tải. Khi góc phun sớm thay đổi từ 8 đến 20 độ trước ĐCT, lượng bồ hóng tăng gấp đôi theo chu trình thử FTP75 đối với một động cơ buồng cháy ngăn cách có góc đánh lửa sớm bình thường 15 độ trước ĐCT. Sự thay đổi góc phun sớm phù hợp theo tốc độ và tải cho phép chọn được vị trí điều chỉnh tối ưu hài hoà giừa nồng độ các chất ô nhiễm và hiệu suất động cơ. Đối với động cơ có buồng cháy dự bị, sự điều khiển góc đánh lửa sớm tối ưu bằng hệ thống điện từ theo chế độ tốc độ và chế độ tải cho phép giảm 15% nồng độ NOx và 25% nồng độ bồ hóng theo chu trình FTP75 trong phạm vi gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu không đáng kể. Tốc độ phun cao (nhờ tăng áp suất phun) có ảnh hưởng đến quá trình phát sinh ô nhiễm của động co phun trực tiếp. Thật vậy, do tăng tốc độ hoà trộn nhiên liệu và không khí, lượng nhiên liệu cháy ở điều kiện hoà trộn trước gia tăng, do đó nồng độ NOx tăng nhưng lượng bồ hóng giảm. Tuy nhiên sự gia tăng áp suất phun (hơn 100MPa) làm tăng lượng hạt rắn do tăng lượng phát sinh SOF. Sử dụng vòi phun có nhiều lỗ phun đường kính bé làm tăng chất lượng hoà trộn không khí và nhiên liệu do kích thước hạt nhiên liệu giảm, hỗn hợp bốc cháy dễ dàng hơn, bù trừ được sự phun trễ do đó làm giảm NOx. Với cùng lượng phát thải NOx cho trước, sự gia tăng số lượng lỗ phun làm giảm nồng độ bồ hóng. Đối với động cơ phun trực tiếp, áp suất phun tối ưu thay đổi từ 75 đến 10MPa tùy theo chế độ động cơ. Vượt qua áp suất này, với cùng lượng phát sinh NOx, lượng hạt rắn phát sinh giảm nhưng suất tiêu hao nhiên liệu và độ ồn của quá trình cháy gia tăng do sự tăng đột ngột của áp suất. Điều này có thể khắc phục được bằng cách dùng một tia phun mồi. Quy luật phun cũng có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình phát sinh các chất ô nhiễm. Thời gian phun rút ngắn, áp suất phun cao cho phép gia tốc quá trình cung cấp nhiên liệu dẫn đến giảm lượng HC không cháy hết. Các tiến bộ mới đây về kĩ thuật phun nhằm giảm mức độ phát sinh ô nhiễm bao gồm quy luật phun hai giai đoạn, quy luật phun ‘hình chữ nhật’ (phun đều đặn nhiên liệu và cắt nhanh khi kết thúc phun) để tránh hiện tượng phun rớt. Phun rớt là nguyên nhân làm tăng hydrocacbure chưa cháy và hạt rắn trong khí xả động cơ. Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, sự khống chế lưu lượng nhiên liệu kèm theo việc giảm góc phun sớm có thể làm giảm 30% lượng NOx trong khí thải nhưng làm tăng lượng HC lên 100%, CO lên 70% và bồ hóng lên 150%. Để có thể đảm bảo quy luật phun phù hợp ở mọi chế độ làm việc của động cơ cả về phương diện phát ô nhiễm lẫn tính năng kinh tế-kĩ thuật, trên những động cơ thể hiện mới hiện nay người ta sử dụng cảm biến λ lắp trên đường xả. Kết hợp thông số cho bởi cảm biến này với các cảm biến áp suất, nhiệt độ khi nạp và tốc độ động cơ người ta có thể điều khiển chính xác thời điểm phun và lượng nhiên liệu cung cấp cho mỗi chu trình. Giải pháp này đặc biệt có lợi với động cơ Diesel lắp trên ô tô nhằm giảm độ khói khi gia tốc. 3.2.2. Ảnh hưởng của dạng hình học buồng cháy. Dạng buồng cháy hợp lí cho phép tránh được lớp nhiên liệu bám trên thành do đó giảm được nồng độ HC trong khí xả. Đối với động cơ phun trực tiếp, biện pháp có hiệu quả nhất để làm giảm nồng độ bồ hóng là gia tăng cường độ rối và kết hợp với việc sử dụng vòi phun nhiều lỗ. Buồng cháy tốt cần thoả mãn các điều kiện sau đây: Hành trình tự do của tia nhiên liệu trong buồng cháy lớn. Bề mặt buồng cháy trên piston đủ lớn để tránh sự giao thoa của các tia phun. Cường độ rối cao trong vùng phân bố tia nhiên liệu. Tiếp tục duy trì được vận động rối của dòng khí trong buồng chá sau ĐCT. Việc gia tăng áp suất trong buồng cháy đơn thuần có khuynh hướng thuận lợi cho sự hình thành bồ hóng. Tuy nhiên, sự gia tăng áp suất cực đại sẽ làm tăng đồng thời nhiệt độ khi cháy cho phép gia tăng tốc độ oxy hoá bồ hóng nên lượng bồ hóng trong khi xả không tăng. Sự gia tăng áp suất làm tăng độ ồn và sự phát sinh NOx. Đối với động cơ phun trực tiếp, tỉ lệ nén cao cho phép khởi động dễ dàng ở nhiệt độ thấp. Sư gia tăng tỉ số nén vừa phải đồng thời cũng làm giảm HC và thành phần SOF của hạt rắn. Khi tỉ số nén tăng quá cao, động cơ sẽ phát sinh nhiều bồ hóng ở chế độ đầy tải. Vì vậy ở động cơ có tỉ số nén lớn, cần phải thiết kế dạng buồng cháy tối ưu cho phép tăng cường sự dịch chuyển của dòng không khí thuận lợi cho việc đốt cháy bồ hóng. Để tăng cường tốc độ đốt cháy bồ hóng, người ta thiết kế thêm một buồng chứa không khí bổ sung ở động cơ phun trực tiếp. Buồng không khí bổ sung này lưu trữ không khí tron khí nén và lương không khí đó sẽ cung cấp lại cho buồng cháy động cơ ở kì giãn nở để tạo điều kiện oxy hoá hạt bồ hóng. Tuy nhiên, kết cấu này làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu. Ở động cơ phun gián tiếp, buồng không khí bổ sung cho phép làm tăng giảm 40% lượng bồ hóng phát sinh và làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu thêm 3%. Đối với động cơ có buồng cháy ngăn cách, sự gia tăng tỉ lệ giữa thể tích buồng cháy phụ và buồn cháy chính cho phép giảm sự hình thành bồ hóng nhờ tăng cường thêm không khí cho buồng cháy phụ. Tiết diện đường thông giữa hai buồng cháy khống chế cường độ rối sinh ra ở thời điểm dịch chuyển lượng khí cháy từ buồng cháy phụ sang buồng cháy chính. Giảm nhỏ tiết diện này sẽ làm giàm nồng độ bồ hóng ở chế độ đầy tải nhưng làm tăng lượng bồ hóng ở chế độ tải cục bộ. Trong thiết kế, tiết diện tối ưu của đường nối này được chọn ở chế độ đẩy tải. 3.2.3. Ảnh hưởng của vận động rối trong buồng máy. Sự rối phát sinh trong quá trình nạp có ảnh hưởng trái ngược nhau giữa sự phát sinh NOx, tiếng ồn, HC và bồ hóng. Để làm giảm mức độ ảnh hưởng của giai đoạn hỗn hợp đậm đặc đến sự phát sinh bồ hóng trong cylindre, cần tăng hiệu quả của việc hòa trộn nhiên liệu-khong khí ngay từ lúc bắt đầu giai đoạn cháy trễ (tăng cường xoáy lốc). Nhưng điều này gây nhược điểm là làm tăng áp suất cực đại trong buồng cháy cùng với sự tăng tiếng ồn và mức độ phát sinh NOx. Hướng tia phun trong buồng cháy dự bị cho phép điều chỉnh được tốc độ hòa trộn nhiên liệu-không khí, do đó cải thiện sự phát sinh bồ hóng. Hướng tia phun cũng ảnh hưởng đến nhiên liệu bám trên thành và đó là nguồn phát sinh HC. Vị trí của vòi phun trong buồng cháy phụ cũng có ảnh hưởng đến sự hình thành NOx. 3.2.4. Ảnh hưởng của chế độ làm việc của động cơ và chế độ quá độ. Khi giảm tốc độ động cơ từ 750 và 680 v/phút, nồng độ các chất ô nhiễm đều giảm khi đó theo chu trình FTP75: CmHn(-14%); CO(-2%); NO(-3%) và bồ hóng là (-5%). Trong thử nghiệm động cơ theo chu trình tiêu chuẩn và cũng như trong thực tế, sự thay đổi chế độ tốc độ là yếu tố làm gia tăng sự phát ô nhiễm. Nồng độ bồ hóng trong khí xả động cơ Diesel gia tăng rất mạnh khi gia tốc vì độ đậm đặc trung bình của hỗn hợp gia tăng. Lượng gia tăng này càng lớn khi thời gian gia tốc càng dài. để giảm thời gian gia tốc, cần phải tối ưu hoá việc thiết kế động cơ để có thể: Giảm momen quán tính các bộ phận chuyển động quay. Giảm thể tích các bộ phận nạp thải. Giảm nhiệt dung riêng của hệ thống làm mát Gia tăng công suất dự trữ. 3.2.5. Ảnh hưởng của trị số cetane của nhiên liệu. Lượng bồ hóng giảm khi thời gian cháy trễ kéo dài, nghĩa là khi dung nhiên liệu có chỉ số cetane thâp. Tuy nhiên việc sử dụng nhiên liệu có chỉ số cetane thấp có thể dẫn đến những nhược điểm quan trọng: Gia tăng độ ồn nếu quá trình cháy bắt đầu quá muộn, gia tăng lượng nhiên liệu bám trên thành xy lanh và buồng cháy làm tăng mức độ phát sinh HC và bồ hóng. 3.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí. Giảm nhiệt độ khí nạp sẽ làm giảm nhiệt độ cực đại của quá trình cháy và do đó nồng độ NOx cũng giảm. Vì vậy, ở động cơ tăng áp người ta có khuynh hướng làm mát khí sau máy nén để đảm bảo nhiệt độ khí nạp không vượt quá mức 500C. Nhưng sự làm mát khí nạp có thể kéo dài thời kỳ cháy trễ làm tăng mức độ phát sinh ô nhiễm như đã nêu (những giọt nhiên liệu bám vào thành xy lanh làm tăng thành phần CmHn và bồ hóng trong khí xả). Khi khởi động động cơ ở trạng thái nguội, sự sấy buồng cháy hay sấy khí nạp có thể thực hiện nhờ nến điện hay bằng cách đốt trước một ít nhiên liệu trong khí nạp. Nhiệt độ của khí đường thải cũng ảnh hưởng đến sự phát sinh ô nhiễm, nhất là đối với thành phần CmHn. Thật vậy, ở chế độ tải thấp, CmHn ngưng tụ trên đường thải rồi bốc hơi lại khi tăng tải làm tăng nồng độ CmHn. Đường thải bằng vật liệu gốm cho phép tái oxy hoá bồ hóng và CmHn, nhưng làm tăng NOx. Động cơ Điezel phun trực tiếp có buồng cháy bằng vật liệu gốm, không làm mát cho phép làm giảm được nồng độ các chất ô nhiễm ở chế độ tải thấp. Nhưng khi tải cao, nồng độ NOx và bồ hóng đều tăng dù nhiệt độ thành buồng cháy cao cho phép tái đốt cháy bồ hóng ở cuối chu trình. 3.2.7. Ảnh hưởng của tăng áp. Monoxy carbon CO hình thành là do quá trình cháy thiếu không khí, đặc biệt là ở tải cao. Do đó, tăng áp là biện pháp hữu hiệu làm giảm CO. Lượng không khí thừa do tăng áp đồng thời cũng cho phép tái đốt cháy bồ hóng, bù trừ lượng tăng bồ hóng do khí xả hồi lưu mang vào buồng cháy. Hệ thống hồi lưu khí xả trong trường hợp động cơ tăng áp có thể giảm 50% lượng NOx mà không làm tăng bồ hóng. 3.2.8. Ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khí xả. Mặc dù tỷ lệ khí hồi lưu lớn gấy tác hại xấu đối với động cơ (tăng mài mòn) nhưng nó có tác dụng đáng kể trong việc làm giảm NOx do giảm nhiệt độ cháy. Đối với động cơ phun trực tiếp làm việc với nhiệt độ khí nạp từ 40-600C (làm việc ở các hầm mỏ), hệ thống hồi lưu khí xả có thể làm giảm 30% và 50% nồng độ NOx theo thứ tự. Nếu làm ẩm thêm không khí nạp, cùng điều kiện làm việc như trên mức độ giảm NOx có thể đạt đến 50% và 85% theo thứ tự. Tuy nhiên, hồi lưu khí xả có tác động xấu đối với các chất ô nhiễm khác: làm tăng nồng độ CO và bồ hóng, ngay cả khi thêm hơi nước. Phun hơi nước cho phép hạn chế phản ứng cracking tạo bồ hóng nhờ giảm nhiệt độ cháy. Đối với động cơ buồng cháy ngăn cách, nồng độ bồ hóng gia tăng trước hết chậm, sau đó tăng nhanh theo lượng nước phun vào buồng cháy phụ; biến thiên của nồng độ CO và HC cũng tương tự. Hơi nước chỉ có tác dụng làm giảm nồng độ NO. sự điều chỉnh tỷ lệ khí xả hồi lưu cần được căn cứ theo tải và theo tốc độ. Hệ thống điện tử cho phép điều chỉnh van hồi lưu khí xả theo đường đặc tính chọn trước: Cắt lượng khí xả hồi lưu khi động cơ nguội; sau đó lượng khí xả hồi lưu tăng dần phụ thuộc nhiệt độ nước làm mát, áp suất môi trường, lượng nhiên liệu cung cấp. Mặt khác, hệ thống cũng cắt lượng khí hồi lưu ở chế độ gia tốc lớn để hạn chế nồng độ bồ hóng. Hồi lưu khí xả tối ưu cho phép giảm được 40% NOx mà không làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu cũng như không làm tăng CO và bồ hóng. Kết hợp với tăng áp, hệ thống hồi lưu khí xả cho phép làm giảm đồng thời NOx, CmHn và bồ hóng. 3.2.9. Điều khiển vòi phun và hệ thống hồi lưu khí xả. Việc điều chỉnh các thông số công tác động cơ thường có tác dụng mâu thuẫn nhau đối với các chất ô nhiễm khác nhau. Tuy nhiên, do mức độ ảnh hưởng đó không đồng đều ở các điểm làm việc khác nhau của động cơ nên ở mỗi chế độ công tác ta có thể lựa chọn một bộ cộng tác ta có thể lựa chọn một bộ thống số điều khiển tối ưu đối với các chất ô nhiễm CmHn, NOx và bồ hóng. Việc điều khiển phức tạp như vậy chỉ có thể thực hiện được nhờ hệ thống điện tử. Hệ thống điều khiển điện tử phải thoả mãn các điều kiện sau: Độ chính xác cao và nhạy, làm việc ổn định theo thời gian. Có khả năng điều chỉnh theo nhiều thông số. Mềm dẻo trong lập chương trình hệ thống điều khiển để có thể áp dụng trong các điều kiện sử dụng ô tô khác nhau (tuỳ theo yêu cầu của luật môi trường của từng quốc gia) Thực hiện việc điều chỉnh động cơ theo tưng chỉ tiêu cho trước. Thêm vào đó, hệ thống phải hoạt động tin cậy trong mọi tình huống, phải được bảo vệ chống nhiễu và chống hỏng hóc, bảo trì dễ dàng nhờ hệ thống chuẩn đoán nhanh. Khi hoạt động, máy tính điều khiển chuyên dụng nhận số liệu từ các cảm biến: Ví trí thanh răng hay cần gia tốc, vị trí kim phun, tốc độ động cơ, nhiệt độ không khí nạp, nhiệt độ nhiên liệu, nhiệt độ nước làm mát, áp suất trong xy lanh,… Sau khi xử lý, máy tính phát tín hiệu điều khiển đến bộ phận chấp hành. Bộ phận này sẽ tác động lên cơ cấu điều khiển lượng nhiên liệu chu trình, thời điểm bắt đầu phun, lượng khí xả hồi lưu, tỷ số truyền của hộp số. Hệ thống điều khiển điện tử hoàn hảo như vậy cho phép làm giảm đồng thời nồng độ bồ hóng, NOx và tăng tính kính tế của động cơ so với hệ thống điều khiển cơ khí, đặc biệt là kết hợp bộ phận điều khiển quá trình phun và điều khiển góc phun sớm, mức độ phát ô nhiễm của động cơ có thể giảm đi 3 lần. 3.3. Ảnh hưởng của việc giới hạn tốc độ ô tô đến mức độ phát sinh ô nhiễm. Khi ô tô hoạt động ổn định người ta thấy nồng độ CO đạt cực tiểu ở tốc độ 80÷90Km/h, nồng độ CmHn giảm dần đến khi tốc độ đạt khoảng 100Km/h sau đó tăng lên chậm còn nồng độ NOx tăng từ từ đến khi tốc độ động cơ đạt 70÷80Km/h sau đó tăng mạnh, nhất là đối với động cơ có dung tích xy lanh lớn. Các kết quả đo đạc trên tru trình có điều kiện thử gần với điều kiện vận hành thực tế cho thấy giới hạn tốc độ ít gây ảnh hưởng đến mức độ phát sinh ô nhiễm. Khi giảm mạnh giới hạn tốc độ, nồng độ NOx có thể giảm đi vài phần trăm, nhưng làm tăng đôi chút CO, CmHn. Khi tăng tốc độ ô tô, nhờ sự rối của không khí phía sau xe, các chất ô nhiễm thải ra khỏi ống xả khuếc tán nhanh chóng trong không gian, làm giảm nồng độ cục bộ của chúng trong môi trường. Trên xa lộ Châu Âu, tốc độ giới hạn là 130Km/h. Khi đại bộ phận ô tô giảm tốc độ từ 119 xuống 107Km/h người ta thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong bầu không khí quanh hệ thống xa lộ giảm đi đáng kể từ: -12% đối với CO, -1,7% đối với CmHn và -10,5% đối với NOx. Một thí nghiệm khác được thực hiện bằng cách giảm tốc độ từ giới hạn 100Km/h xuống còn 60Km/h trên một bộ phận xa lộ người ta thấy lượng NOx giảm đi 50% trong 6 tháng. 3.4. Ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ. 3.4.1. Nhiên liệu động cơ xăng. Việc điều chỉnh động cơ có ảnh hưởng đến mức độ ô nhiễm môi trường phát sinh vì việc điều chỉnh này tác động đến cơ chế hình thành hay phân huỷ các chất ô nhiễm trước khi thoát ra ngoài khí quyển. Nhiên liệu cũng gây ảnh hưởng đến sự phát sinh ô nhiễm, chủ yếu là do tỷ số không khí/nhiên liệu có thể bị thay đổi do sự thay đổi cac đặc trưng hoá lý của chúng không phải lúc nào cũng được bù lại bở sự điều chỉnh các thông số của động cơ. Như chúng ta đã biết, độ đậm đặc của hỗn hợp ảnh hưởng lớn đến mức độ phát sinh ô nhiễm: NOx đạt cực đại trong môi trường hơi ngheo; CO, CmHn đạt cực tiểu trong môi trường nghèo; sự xuất hiện bồ hóng diễn ra trong môi trường giàu (α < 0.6), điều kiện này diễn ra chung quanh hạt nhiên liệu trong buồng cháy động cơ Điezel. Các tính chất của nhiên liệu ô tô, nhiên liệu thường hay super thoả mãn những đặc trưng yêu cầu của từng quốc gia. Mỗi quốc gia có tiêu chuẩn riêng xác định phạm vi cho phép của khối lượng riêng, phạm vi chưng cất, sự bốc hơi, nồng độ lưu huỳnh và nồng độ các chất phụ gia. 3.4.1.1. Ảnh hưởng của khối lượng riêng nhiên liệu. Khối lượng riêng nhiên liệu có quan hệ chặt chẽ với thành phần hydrocacbure tạo thành hỗn hợp nhiên liệu thường hay super, đặc biệt là tỷ lệ nguyên tử tổng quát carbon/hydrogene. Sự gia tăng khối lượng riêng của nhiên liệu có khuynh hướng làm nghèo hỗn hợp đối với động cơ dùng bộ chế hoà khí và ngược lại, làm giàu hỗn hợp đối với động cơ phun xăng. Tuy nhiên, do phạm vi thay đổi khối lượng riêng nhiên liệu rất bé (từ 2,5 đến 4%), ảnh hưởng của nó đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ đã điều chỉnh sẵn với một nhiên liệu cho trước không đáng kể. 3.4.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hydrocacbure thơm. Các hydrocacbure thơm có chỉ số octane nghiên cứu RON > 100 và chỉ số octane động cơ MON thường lớn hơn 90. Do đó thêm thành phần hydrocacbure thơm vào nhiên liệu là một biện pháp làm tăng tính chống kích nổ của nhiên liệu hiện đại. Hiện nay người ta có khuynh hướng gia tăng hàm lượng các chất hydrocacbure thơm trong nhiên liệu nhằm phổ biến nhiên liệu không chì. Theo tiêu chuẩn Cộng Đồng Châu Âu, hàm lượng benzene trong nhiên liệu phải thấp hơn 5%. Hình 3.6: Ảnh hưởng của tỷ số không khí/nhiên liệu đến NOx Các hydrocacbure thơm có tỷ số C/H cao hơn do đó khối lượng riêng lớn hơn. Do nhiệt lượng toả ra đối với một đơn vị thể tích cao hơn nên nhiệt độ cháy của hỗn hợp tăng làm tăng NOx. Hình 3-6 cho thấy ví dụ trên động cơ có tốc độ 1500 vòng/ph ở chế độ tải trung bình sự thày đổỉ NOx theo tỷ số không khí/nhiên liệu đối với alkylat không thơm và đối với nhiên liệu super thơm. Chúng ta thấy ở vị trí phát ô nhiễm cực đại, alkylat làm giảm nồng độ ô nhiễm khoảng 20%. Mức độ phát sinh CO ít bị ảnh hưởng bởi hàm lượng hydrocacbure thơm. Tuy nhiên, cac hydrocacbure thơm có cấu tạo ổn định hơn parafine nên có động học phản ứng cháy chậm hơn. Do đó, trong cùng điều kiện cháy, sự phát sinh hydrocacbure thơm hơn sẽ cao hơn. Khi chuyển từ nhiên liệu super thơm sang alkylat, mức độ phát sinh CmHn giảm đi 16% (hình3-7). Hình 3-7: Ảnh hưởng của tỷ số không khí/nhiên liệu đến nồng độ CmHn trong khí xả. Mặt khác, các chất thơm trong nhiên liệu giữ một vai trò phát sinh các hydrocacbure thơm đa nhân HAP, phenol và aldehit thơm mà những chất này tăng theo các chất thơm còn formandehit thì giảm. Sự phụ thuộc của HAP vào tỷ lệ các chất thơm trong nhiên liệu thay đổi một mặt theo HAP xem xét và mặt khác theo dạng chất thơm trong nhiên liệu: benzene ít ảnh hưởng đến HAP hình thành, HAP nhẹ (đến 4 nhân) gia tăng tuyến tính theo tỷ lệ các chất thơm trong nhiên liệu, những HAP nặng hơn (đến 5 nhân) (hình 3-8) không chịu ảnh hưởng bởi tỷ lệ này. HAP đã có mặt trong nhi._.hức: Pa = P0 (KG/cm2 ) Trong đó: P0: áp suất môi trường là áp suất khí quyển trước khi nạp vào động cơ n: Tốc độ vòng quay trục khuỷu theo tính toán (v/p) Vh: Dung tích công tác động cơ (lít, m3) Vh = 1 lít = 0,001 m3 φ: hệ số tính tổn thất đường nạp, φ = 0,75 : Tiết diện lưu thông trung bình của xupap nạp ( m2/lít) (cm2/lít) : tiết diện lưu thông riêng (cm2/lít) (m2/lít) (cm2/lít) m2/lít - Tại nmin (KG/cm2) - Tại nm (KG/cm2) - Tại ne (KG/cm2) 7.3.3.2. Xác định nhiệt độ cuối quá trình nạp Ta.. Ta = ( 0K) Trong đó: Nhiệt độ môi chất mới phía trước xupap nạp oK Nhiệt độ khí quyển ở nhiệt độ bình thường, lấy Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp Hệ số khí sót Lần lượt là áp suất, nhiệt độ đầu quá trình nạp Chọn theo bảng Thông số N (v/p) Động cơ xăng Động cơ Diesel nmin nm ne nmin nm ne Pr (KG/cm2) 1,004 1,088 1,106 1,03 1,06 1,10 Tr (oK) 1000 1100 1200 900 950 1000 Δt (oC) 30 25 20 35 30 25 Tỉ lệ nhiệt dung của khí trước và sau khi cháy Nhiệt độ của khí sót sau khi giãn nở chỉ số giãn nở đa biến của khí sót từ r đến r’ m = 1,38 Tính toán: - Tại nmin: T Thay các thông số vào công thức Ta ta có: Ta= - Tại nm: T Ta= - Tại ne T Ta= 7.3.3.3. Khối lượng nạp được trong 1 chu kỳ cho Vh=1lít. Động cơ có ne= 5600 v/p, có 1600 chu kỳ vì động cơ 4 kỳ Trong đó: Ra = 27,9 : Hệ số điền đầy Thông số Động cơ xăng Động cơ Diesel nmin nm ne nmin nm ne 0,9 1 1,06 1,02 1,05 1,1 - Tại nmin - Tại nm - Tại ne 7.3.3.4. Hệ số nạp . Khối lượng nạp lý thuyết Trong đó: P0: áp suất môi trường, P0 = 1 R0 = 27,9 T0: Nhiệt độ môi trường, T0 = 288oK - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: 7.3.3.5. Định mức nhiên liệu trong 1 chu kỳ ứng với Vh=1 lít. - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: 7.3.4. Tính quá trình nén. 7.3.4.1. Áp suất cuối quá trình nén Pc. Áp dụng công thức tính: Chỉ số nén đa biến - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: 7.3.4.2. Nhiệt độ cuối quá trình nén Tc. - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: 7.3.5. Tính quá trình cháy. 7.3.5.1. Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy Tc. Áp dụng công thức tính: Trong đó: Hệ số sử dụng nhiệt có tính đến mất nhiệt vì phân tử các phần tử khí. được chọn theo n. Thông số Động cơ xăng Động cơ Diesel nmin nm ne nmin nm ne 0,85 0,89 0,91 0,05 0,80 0,85 - Tại nmin: Giải phương trình ta được: Tz = 2541 oK - Tại nm: Giải phương trình ta được: Tz = 2666,6 oK - Tại ne: Giải phương trình ta được Tz = 2739 oK 7.3.5.2. Áp suất cuối quá trình cháy Pz. Theo công thức: KG/cm2 - Tại nmin có Pc = 15,7 KG/cm2 Tz = 2541 oK Tc = 615,6 oK KG/cm2 - Tại nm có Pc = 16,72KG/cm2 Tz = 2666,6 oK Tc = 714,4 oK KG/cm2 - Tại nmin có Pc = 15,5 KG/cm2 Tz = 2739 oK Tc = 750,8 oK KG/cm2 7.3.6. Tính quá trình giãn nở. 7.3.6.1. Áp suất cuối quá trình giãn nở Pb. Theo công thức: KG/cm2 Với: n: Tốc độ vòng quay động cơ ở chế độ tính toán - Tại nmin: KG/cm2 - Tại nm: KG/cm2 - Tại ne: KG/cm2 7.3.6.2. Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb. Theo công thức: oK - Tại nmin: oK - Tại nm: oK - Tại ne: oK 7.3.7. Các thông số cơ bản của chu trình. 7.3.7.1. Tính áp suất trung bình thực tế Pe. a. Tính áp suất trung bình lý thuyết ở điều kiện nén và giãn nở đa biến KG/cm2 - Tại nmin: KG/cm2 - Tại nm: KG/cm2 - Tại ne: KG/cm2 b. Tính áp suất chỉ thị trung bình ứng với đồ thị công của chu trình Pi Theo công thức: Trong đ: : hệ số hiệu đính đồ thị : tính mất nhiệt do công bơm ở động cơ không tăng áp (công nạp và công thải) - Tại nmin: KG/cm2 - Tại nm: KG/cm2 - Tại ne: KG/cm2 c. Tính hiệu suất cơ học động cơ Pch: áp suất tổn hao vì nhiệt mất do công cơ học Vp: tốc độ trượt trung bình của piston (m/s) s: Hành trình của piston s = 86 mm = 0,086 m n: tốc độ vòng quay của trục khuỷu m/s Vậy: - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: d. Áp suất trung bình thực tế Pe KG/cm2 - Tại nmin: KG/cm2 - Tại nm: KG/cm2 - Tại ne: KG/cm2 7.3.7.2. Tính suất tiêu hao nhiên liệu thực tế ge. gam/ml.h gi: Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị được tính bằng công thức sau: gam/ml.h - Tại nmin: gam/ml.h Vậy: gam/ml.h - Tại nm: gam/ml.h Vậy: gam/ml.h - Tại ne: gam/ml.h Vậy: gam/ml.h 7.3.7.3. Mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ. Kg/mlh Với: ml - Tại nmin: ml gam/mlh Kg/mlh - Tại nm: ml gam/mlh Kg/mlh - Tại ne: ml gam/mlh Kg/mlh 7.3.7.4. Momen có ích của dộng cơ. KG.m - Tại nmin: KG.m - Tại nm: KG.m - Tại ne: KG.m 7.3.7.5. Các hiệu suất của động cơ. a. Hiệu suất nhiệt (ứng với chu trình lý thuyết) k: hệ số mũ đoạn nhiệt Vậy b. Hiệu suất chỉ thị - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: c. Hiệu suất thực tế (hiệu suất có ích) - Tại nmin: - Tại nm: - Tại ne: 7.3.8. Cân bằng nhiệt động cơ. Tính cân bằng nhiệt động cơ là giai đoạn cuối của tính nhiệt đối với động cơ nhằm mục đích sau: a. Tính những tổn thất nhiệt trên động cơ, trên cơ sở đó có thể tìm biện pháp giảm các tổn thất, để dùng nhiệt vào các việc có ích, ví dụ: biết các tổn thất nhiệt đem theo khí thải và nước làm mát có thể lắp đặt các thiết bị để sử dụng số nhiệt đó. Như việc đặt nồi hơi để sản xuất hơi nước, nhờ đó có thể làm hiệu suất nhiệt của toàn bộ thiết bị lớn hơn hiệu suất nhiệt của bản thân động cơ. b. Kết quả tính cân bằng nhiệt cho ta cơ sở để tính và thiết kế các thiết bị phụ của động cơ như thiết bị trong hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn… hoặc cho ta cơ sở tính và thiết kế tuabin tăng áp khi biết số nhiệt tản cho các hệ thống và biết nhiệt độ và số lượng khí thải đi vào tuabin. c. Xác định cân bằng nhiệt nhờ số liệu thực nghiệm được đo trực tiếp trên băng thử động cơ, là phương tiện tốt kiểm tra việc đo đạc, mức độ đúng sai của các thiết bị đo vì hai vế của phương trình cân bằng nhiệt phải bằng nhau theo nguyên tắc cân bằng thu và chi. Nếu không cân bằng cần xem lại các số liệu đo và kiểm tra thiết bị đo. Vì mới tính lý thuyết nên ở đây mới chỉ là cân bằng tạm thời và mới chia lượng nhiệt 100% ra làm 4 phần tính theo phần trăm. 1. Nhiệt biến thành công có ích: qe 2. Nhiệt mất theo lý thuyết, không giảm được (đi theo khí xả và nước làm mát) 3. Nhiệt tổn thất phụ ở máy thực tế có thể giảm được (công bơm, toả vào thành, vì cháy không hết). 4. Nhiệt mất vì công cơ khí, có thể giảm được. Căn cứ theo số liệu tính toán ta lập được bảng cân bằng sau: Loại nhiệt q nmin nmax ne Nhiệt biến thành công có ích: qe (%) 22 24 21 Nhiệt ở chu trình lý thuyết: qx,lm (%) 60 60 60 Tổn thất phụ ở máy thực tế: qtt (%) 10 9 10 Nhiệt mất vì công cơ khí: qck (%) 8 7 9 Cộng (%) 100 100 100 7.3.9. Dựng các đồ thị khi tính nhiệt cho 3 tốc độ. 7.3.9.1. Dựng đồ thị công p – v. a. Các thông số cần để dựng đồ thị (xác định tại ne) Pa = 0,8KG/cm2 Pc = 15,5KG/cm2 Pz = 61,06KG/cm2 Pb = 4,09KG/cm2 Pr = 1,176KG/cm2 n1 = 1,35 n2 = 1,23 b. Thể tích công tác của động cơ: Trong đó: Số kỳ của động cơ Áp suất trung bình thực tế (lít) Thể tích công tác của 1 xylanh: (lít) Thể tích buồng cháy: 7.3.9.2. Dựng đường tròn Brich. Vẽ 1/2 đường tròn có đường kính bằng hành trình làm việc của piston Từ tâm O’ dựng góc đánh lửa sớm Góc mở sớm van nạp Góc đóng muộn van nạp Góc mở sớm van xả Góc đóng muộn van xả Tâm O’ cách tâm O về phía ĐCD một đoạn đoạn OO’ là đoạn dịch chuyển brich. Từ O’ kẻ các đường thẳng song song với đường xuất phát từ O cắt đường tròn brích tại các điểm 1, 2, 3, 4, 5 từ các điểm đó dóng lên đồ thị công ta được các điểm phối khí. 7.3.9.3. Hiệu chỉnh đồ thị công. a. Hiệu chỉnh điểm bắt đầu quá trình nạp (điểm a) Từ O’ của đường tròn brich dóng song song với góc đóng muộn của xupap thải cắt đường tròn brich ở điểm 1, dóng đường song song với trục tung cắt đường Pa ở điểm a. Nối điểm r đường thải với a ta có đường chuyển tiếp từ quá trình thải sang quá trình nạp. b. Hiệu chỉnh áp suất cuối quá trình nén (điểm c) Áp suất cuối quá trình nén thực tế do có sự đánh lửa sớm nên thường lớn hơn áp suất cuối quá trình nén lý thuyết Pc đã tính. Áp suất cuối quá trình nén thực tế được xác định theo công thức sau: Điểm C”: điểm đường nén thực tế tách khỏi đường nén lý thuyết được xác định theo góc đánh lửa sớm dóng từ đường tròn brich lên đường nén để xác định điểm C”. Dùng một cung thích hợp nối C’C”. c. Hiệu chỉnh điểm Pzmax thực tế Điểm đạt trị số áp suất cao nhất là điểm ( tức là sau ĐCT của quá trình cháy và giãn nở) d. Hiệu chỉnh điểm z của động cơ xăng theo các bước sau: - Cắt đồ thị công ở đường 0,85Pz - Từ đường tròn brich xác định góc 120 dóng xuống đoạn đẳng áp 0,85Pz để xác định điểm z. - Dùng cung thích hợp nối C” với z và lượn sát các đường giãn nở. 7.3.9.4. Dựng đường đặc tính ngoài. Ne, Me, ge,…=f(n) n (vg/ph) 1400 3800 5600 Ne (ml) 41,9 117,7 150 Me (KGm) 21,43 22,2 19,18 ge (g/mlh) 250,2 248 279,8 CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG PHÁT THẢI CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM VÀ CÁC TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI. A. QUY ĐỊNH CHUNG. 8.1. Khối lượng phát thải các chất gây ô nhiễm phải được tính bằng công thức sau: (g/km) (D8.1) Trong đó: Mi: là khối lượng chất thải gây ô nhiễm i (g/km) Vmix: là thể tích khí thải đã pha loãng (1/lần thử) và được hiệu chỉnh theo các điều kiện tiêu chuẩn (273,2K và 101,33 kPa); Qi: là khối lượng riêng chất gây ô nhiễm thứ i (g/l) ở nhiệt độ và áp suất danh định (273,2 K và 101,33kPa); Kh: là hệ số hiệu chỉnh độ ẩm dùng để tính khối lượng phát thải của các nitơ ôxit. Không có sự hiệu chỉnh độ ẩm cho CmHn(HC) và CO; Ci: là nồng độ chất gây ô nhiễm thứ i trong khí thải đã pha loãng (ppm) và được hiệu chỉnh bằng số lượng chất ô nhiễm i chứa trong không khí pha loãng; d: là quãng đường tương ứng với chu trình hoạt động (km). 8.2. xác định thể tích. 1.2.1 Tính toán thể tích khi sử dụng một thiết bị pha loãng biến đổi có kiểm soát lưu lượng không đổi bằng lỗ hoặc ống Venturi. Ghi liên tục các thông số chỉ báo lưu lượng thể tích và tính toán thể tích toàn bộ trong khi thử. 1.2.2 Tính toán thể tích khi sử dụng một bơm piston. Thể tích khí thải pha loãng được đo trong các hệ thống có một bơm piston được tính toán theo công thức sau: V = Vo×N Trong đó: V là thể tích khí thải pha loãng (1/lần thử) (ngay trước khi hiệu chỉnh); V0 là thể tích khí cung cấp bởi bơm piston trong các điều kiện thử (1/vòng quay); N là số vòng quay/lần thử. 1.2.3 Hiệu chỉnh thể tích khí thải pha loãng theo các điều kiện tiêu chuẩn. Khí thải pha loãng được hiệu chỉnh bằng công thức sau: Vmix = V×K1×(PB – P1)/Tp (D8.2) Trong đó: K1 = 273,2 K/101,33 kPa = 2,6961 (K×kPa-1) (D8.3) Trong đó: PB là áp suất khi quyển trong phòng thử (kPa); P1 là áp suất chân không đầu vào bơm piston (kPa) so với áp suất khí quyển; Tp là nhiệt độ trung bình của khí thải pha loãng đi vào bơm piston trong khi thử (K); 8.3. Tính toán nồng độ hiệu chỉnh của các chất gây ô nhiễm trong túi mẫu. Ci = Ce – Cd (1 - 1/DF) (D8.4) Trong đó Ci là nồng độ chất gây ô nhiễm thứ i trong khí xả pha loãng (ppm) và được hiệu chỉnh bằng số lượng của chất chứa trong không khí pha loãng; Ce là nồng độ đo được của chất ô nhiễm i trong khí xả pha loãng (ppm); Cd là nồng độ chất gây ô nhiễm thứ i trong không khí được sử dụng để pha loãng (ppm); DF là hệ số pha loãng; Hệ số pha loãng được tính toán như sau: Đối với động cơ xăng và Điezel: (D8.5a) - Đối với LPG: (D8.5b) - Đối với NGV: (D8.5c) Trong các công thức này: CCO2 là nồng độ CO2 trong khí thải pha loãng chứa trong túi mẫu (% thể tích); CHC là nồng độ HC(CmHn) trong khí thải pha loãng chứa trong túi mẫu (ppm các bon tương ứng); CCO là nồng độ CO trong khí xả pha loãng chứa trong túi mẫu thử (ppm); 8.4. Xác định hệ số hiệu chỉnh độ ẩm ôxit nitơ. Để hiệu chỉnh ảnh hưởng của độ ẩm đến kết quả của NOx, cần áp dụng công thức sau đây: (D8.6) Với (D8.7) Trong đó: H là độ ẩm tuyệt đối (g nước/kg không khí khô); Ra là độ ẩm tương đối của không khí (%); Pd là áp suất hơi bão hoà ở nhiệt độ không khí xung quanh (kPa); PB là áp suất không khí trong phòng (kPa); Ví dụ. 8.5.1 Dữ liệu. 8.5.1.1. Điều kiện không khí xung quanh Nhiệt độ không khí xung quanh: 230C = 297,2 K Áp suất khí quyển: PB = 101,33 kPa Độ ẩm tương đối: Ra = 60% Áp suất hơi bão hoà: Pd = 2,81 kPa của H2O ở 230K 8.5.1.2. Thể tích đo được giảm theo các điều kiện tiêu chuẩn. V = 51,961 m3 8.5.1.3. Số đo trên máy phân tích. Kết quả như trong bảng 8-1: Bảng 8-1: Số đo trên máy phân tích Mẫu khí pha loãng Mẫu khí không pha loãng HC(1) 92 ppm 3,0 ppm CO 470 ppm 0 ppm NOx 70 ppm 0 ppm CO2 1,6% thể tích 0,03 % thể tích Chú thích: (1) bằng ppm cacbon tương ứng. 8.5.2 .Tính toán. 8.5.2.1. Hệ số hiệu chỉnh độ ẩm (K) (xem công thức (D8.6)). H = (6,211 × Ra × Pd)/(PB – Pd × Ra × 10-2 ) H = (6,211 × 60 × 3,2)/(101,33 – 2,81× 0,6 ) H = 10,5092 Kh = 1/(1- 0,0329 × (10,5092 – 10,71)) = 0,9934 8.5.2.2. Hệ số pha loãng (DF) xem công thức (D8.5). = 8,091 8.5.2.3. Tính nồng độ hiệu chỉnh của các chất ô nhiễm trong túi mẫu HC, khối lượng phát thải. xem công thức (D8.4) và (D8.1) Ci = Ce – Cd (1 - 1/DF) Ci = 92 – 3(1 – 1/8,091) = 89,371 MHC = CHC × Vmix × QHC × 10-6 ×1/d QHC = 0,619 đối với xăng và điezel QHC = 0,649 đối với LPG QHC = 0,714 đối với NGV MHC = 89,371 × 51,961 × 0,619 × 10-6 ×(1/d) = 2,88/d g/km CO, khối lượng phát thải xem công thức (D8.1) Mco = CCO × Vmix × QCO × 10-6 × (1/d) QCO = 1,25 MCO = 470 × 51,961× 1,25 × 10-6 × (1/d) = 30,5/d (g/km) NOx, khối lượng phát thải xem công thức (D8.1) MNOx = CCOx × Vmix × QNOx × Kh × (1/d) QNOx = 2,05 MNOx = 70 × 51,961 × 2,05 × 0,9934 × 10-6 × (1/d) = 7,41/d (g/km) B. QUY ĐINH RIÊNG ĐỐI VỚI Ô TÔ LẮP ĐỘNG CƠ CHÁY DO NÉN. . Để tính khối lượng phát thải HC đối với động cơ cháy do nén, nồng độ HC trung bình được tính toán như sau: (D8.7) Trong đó: là tích phân số liệu của FID chịu nhiệt trong khoảng thời gian thử (t2 – t1) Ce là nồng độ HC đo được trong khí thải pha loãng theo ppm của Ci Ci là được thay thế cho CHC trong tât cả các phương trình liên quan 8.7. Xác định các hạt. Phát thải hạt Mp (g/km) được tính theo công thức sau: Đối với khí thải được thoát ra ngoài đường ống pha loãng ; Đối với khí thải được quay lại đường ống. Trong đó: Vmix là thể tích khí thải pha loãng trong các điều kiện tiêu chuẩn; Vep là thể tích khí thải đi qua bộ lọc hạt trong các điều kiện tiêu chuẩn; Pe là khối lượng hạt được thu gom lại bởi các bộ lọc; D là quãng đường tương đương với chu trình làm việc (km); Mp là phát thải hạt (g/km); C. CÁC TIÊU CHUẨN KHÍ THẢI. 8.9. Tiêu chuẩn khí thải ở Mỹ . 8.9.1. Tiêu chuẩn liên bang ở Mỹ cho xe con và xe tải nhẹ . Bao gồm hai tiêu chuẩn: chuẩn loại một và loại hai. Chuẩn loại 1 được công bố vào năm 1991 và bắt đầu thực hiện trên toàn nước Mỹ vào năm 1997, chuẩn loại 2 được đề xướng vào năm 1999 và bắt đầu áp dụng vào năm 2004. a/ Chuẩn loại 1: Chuẩn loại 1 áp dụng cho các phương tiện vận tải hạng nhẹ (LDV - Light driving vehicle), xe con, xe chở khách, xe minivans và xe pick-up. Trong đó phương tiện vận tải hạng nhẹ là tất cả các xe có khối lượng nhỏ hơn 8500 lb (1 lb = 0,454 kg). Chuẩn loại một được thực hiện trong giai đoạn 1994÷1997 với tất cả cácloại xe sử dụng tới 100000 dặm (mile), và được điều chỉnh xuống cho các loại xe đi trên 50000 dặm (mile) trong giai đoạn 1997÷2003. Giới hạn NOx cũng được điều chỉnh giũa xe sử dụng động cơ xăng và động cơ diesel (xe diesel có giới hạn NOx lớn hơn). Lượng phát thải độc hại của xe ôtô con và xe tải nhẹ được thực hiện theo chu trình thử FTP-75, đơn vị tính [g/mile]. Bảng 8-2: Bảng tiêu chuẩn khí thải EPA loại 1 Tiêu chuẩn EPA loại một cho xe con và xe tải loại nhỏ sử dụng chu trình thử FTP- 75g/mile Loại xe 50000 mile/năm 100000mile/10năm THC NMHC CO PM NOx THC NMHC CO PM NOx Điezel xăng Điezel Xăng Xe trở khách 0,41 0,25 3,4 0,08 1,0 0,4 - 0,31 0,42 0,10 1,25 0,6 LLDT,LVW <3750lbs - 0,25 3,4 0,08 1,0 0,4 0,80 0,31 4,2 0,10 1,25 0,6 LLDT,LVW >5750lbs - 0,32 4,4 0,08 - 0,7 0,80 0,40 5,5 0,10 0,97 0,97 HLDT, ALVW <5750lbs 0,32 - 4,4 - - 0,7 0,80 0,46 6,4 0,10 0,98 0,98 HLDT,ALVW >5750lbs 0,39 - 5,0 - - 1,1 0,80 0,56 7,3 0,12 1,53 1,53 LVW (Loaded vehicle weight): khối lượng xe + 30 lgs ALVW (Adjusted loaded vehicle weght): điều chỉnh khối lượng xe. LLDT (Light light duty truck): Xe hạng nhẹ dưới 6000 lbs. HLDT (Heavy light – duty truck): xe tải hạng nhẹ trên 6000 lbs NMHC (Non-methal hydrocacbon): HC không kể thành phần CH4 b/ Chuẩn loại 2 Chuẩn loại 2 được áp dụng vào năm 2004÷2009, cho các xe chở khách và xe tải hạng nhẹ. Năm 2008 chuẩn này còn được ứng dụng cho xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung (LDTs - Light duty trucks và MDPVs - medium duty passenger vehicles). Trong năm 2004÷2007 tất cả các xe khách và xe tải nhẹ sẽ không được cấp chứng chỉ môi trường loại 2 nếu phát thải NOx trung bình lớn hơn 0,30 g/mile. Trong năm 2004÷2008 các xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung (LDTs và MDPVs) sẽ không được cấp chứng chỉ môi trường nếu lượng phát thải NOx vượt quá 0,60 g/mile (cho HLDT – heavy light duty truck) và 0,90g/mile (cho MDPV). Chuẩn loại hai được cấu tạo bởi 8 mức chứng nhận khác nhau với độ chính xác khác nhau. Mỗi giá trị trung bình phát thải NOx của một nhóm xe sẽ có một chứng nhận lượng chất thải dạng hạt cho 8 mức khác nhau. Trong thời gian này, lượng phát thải NOx của một loại xe do nhà máy sản xuất phải có giá trị trung bình nhỏ hơn 0,07 g/mile. Bảng 8-3: Bảng tiêu chuẩn khí thải EPA loại 2 Chuẩn loại 2,FTP – 75g/mile Bim 50000 miles 120000 miles NMOG CO NOx PM HCHO NMOG CO NO*x PM HCHO Temporayry Bins: Chứng nhận thêm vào MDPV - - - - 0,280 7,3 0,9 0,12 0,032 10 0,125 3,4 0,4 - 0,015 0,156 4,2 0,6 0,08 9 0,075 3,4 0,2 - 0,015 0,090 4,2 0,3 0,06 0,018 Permanent Bins: Chứng nhận được áp dụng 4,2 8 0,100 3,4 0,14 - 0,015 0,090 4,2 0,20 0,02 0,018 7 0,075 3,4 0,11 - 0,015 0,090 4,2 0,15 0,02 0,018 6 0,075 3,4 0,08 - 0,015 0,090 4,2 0,10 0,01 0,018 5 0,075 3,4 0,05 - 0,015 0,090 4,2 0,07 0,01 0,018 4 - - - - - 0,070 2,1 0,04 0,01 0,011 3 - - - - - 0,055 2,1 0,03 0,01 0,011 2 - - - - - 0,100 2,1 0,02 0,01 0,004 1 - - - - - 0 0 0,00 0,00 0,000 * : Nồng độ chuẩn NOx là 0,07 g/mile MDPV (Medium duty passenger vehicles): Phương tiện vận tải hạng trung. NMOG (Non-methane Organic compounds): Các hợp chất hữu cơ không kể CH4 Bin: Chứng chỉ. 8.9.2. Tiêu chuẩn liên bang ở Mỹ cho xe tải nặng. a/ Tiêu chuẩn năm 1987÷2003 Bảng 8-4: Tiêu chuẩn liên Bang Mỹ cho xe tải nặng Chuẩn EPA cho xe tải nặng ,g/bhp (g/mlh) Năm HC CO NOx PM Động cơ xe tải nặng sản xuất trong các năm 1988 1,3 15,5 10,7 0,60 1990 1,3 15,5 6,00 0,60 1991 1,3 15,5 5,00 0,25 1994 1,3 15,5 5,00 0,10 1998 1,3 15,5 4,00 0,10 Động cơ xe bus chạy trong thành phố sản xuất trong các năm 1991 1,3 15,5 5,0 0,25 1993 1,3 15,5 5,0 0,10 1994 1,3 15,5 5,0 0,07 1996 1,3 15,5 5,0 0,05 1998 1,3 15,5 4,0 0,05 b/ Tiêu chuẩn năm 2004 và sau này . xa lộ va xe bus trong thành phố được áp dụng cho năm 2004 và sau này. Với mục đích là giảm lượng NOx cho động cơ xe tải trên xa lộ xuống mức xấp xỉ 2 g/bph.hr (g/mã lực.h) Bảng 8-5: Tiêu chuẩn EPA cho động cơ Điezel chạy trên xa lộ Chuẩn EPA cho độngcơ Điezel của xe tải chạy trên xa lộ năm 2004 (g/mlh) Loại NMHC + NOx NMHC 1 2,4 - 2 2,5 0,5 8.10. Tiêu chuẩn khí thải ở Châu Âu . 8.10.1. Tiêu chuẩn châu âu cho xe con và xe tải nhẹ. Bảng 8-6: Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu cho xe con và xe tải nhẹ. Áp dụng cho xe con với số chô ≤ 6 và xe tải nhẹ có trong lượng ≤ 2,5 tấn. Đơn vị tính g/km Tiêu chuẩn Năm CO HC HC+NOx NOx PM Điezel Euro 1 07/1992 2,72(3,16) - 0,97(1,13) - 0,14(0,18) Euro 2.IDI 01/1996 1,0 - 0,7 - 0,08 Euro 2.DI 01/1996 1,0 - 0,9 - 0,10 Euro 3 01/2000 0,64 - 0,56 0,50 0,05 Euro 4 01/2005 0,50 - 0,30 0,25 0,025 Xăng Euro 1 07/1992 2,72(3,16) - 0,97(1,13) - - Euro 2 01/1996 2,20 - 0,5 - - Euro 3 01/2000 2,30 0,20 - 0,15 - Euro 4 01/2005 1,00 0,10 - 0,08 - 8.10.2. Tiêu chuẩn châu âu cho xe tải hạng nặng . Bảng 8-7: Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu cho xe tải nặng đơn vị tính g/Km Tiêu chuẩn Năm Chu trình thử CO HC NOx PM Độ khói Euro 1 1992, <85kW 1992,>85kW ECE-R49 4,5 4,5 1,1 1,1 8,0 8,0 0,615 0,36 - - Euro 2 10.1996 10.1998 ECE-R49 4,0 4,0 1,1 1,1 7,0 7,0 0,25 0,15 - - Euro 3 10.1999 10.2000 ESC-ELR 1,5 2,1 0,25 0,66 2,0 5,0 0,02 0,10 0,15 0,8 Euro 4 10.2005 ESC-ELR 1,5 0,46 3,5 0,02 0,5 Euro 5 ESC-ELR 1,5 0,46 2,0 0,02 0,5 8.11. Tiêu chuẩn khí thải ở Nhật Bản. 8.11.1. Tiêu chuẩn cho xe chở khách loại nhỏ. Tiêu chuẩn áp dụng cho xe khách sử dụng động cơ diesel, sử dụng chu trình thử 10-15 mode để tính toán lượng phát thải của phương tiện. Trong giai đoạn 2005÷2001 quá trình tính toán lượng phát thải trung bình trong khí thải sẽ được tính toán theo các chu trình thử khác nhau như sau: - Năm 2005 là 88% chu trình thử 10-15 mode + 12% của chu trình thử 11 mode. - Năm 2008 là 25% của vòng thử khởi động lạnh + 75% của chu trình thử 10-15 mode. - Năm 2011 là 25 của vòng thử khởi động lạnh + 75% của vòng thử khởi động ấm. - Năm 2005 nhiên liệu được sử dụng chỉ chứa 50 ppm hàm lượng lưu huỳnh. Bảng 8-8: Tiêu chuẩn Nhật Bản áp dụng cho xe khách dùng động cơ Điezel, áp dụng từ năm 1996 đến năm 2005 Tiêu chuẩn Nhật Bản cho xe trở khách dùng động cơ Điezel g/km Khối lượng Phương tiện Năm Chu trình thử CO HC NOx PM <1250 kg* 1986 10-15 mode 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,7(0,98) 1990 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,05(0,72) 1994 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,05(0,72) 0,2(0,34) 1997 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,4(0,55) 0,08(0,14) 2002a 0,63 0,12 0,28 0,052 2005b Chu trình mớic 0,63 0,024d 0,14 0,013 >1250 kg* 1986 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,9(1,26) 1990 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,6(0,84) 1994 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,6(0,84) 0,2(0,34) 1997 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,4(0,55) 0,08(0,14) 2002a 0,63 0,12 0,30 0,056 2005b Chu trình mớic 0,63 0,024d 0,15 0,014 * : Tính đến cả khối lượng quán tính. a: 10/2002 cho xe gia đình. 09/2004 cho xe nhập khẩu. b: Cho tất cả các loại xe c: cho tất cả các pha thử d: không có thành phần metane 8.11.2. Tiêu chuẩn cho xe hoạt động trong nghành thương mại. Tiêu chuẩn khí thải cho các loại xe dùng trong lĩnh vực thương mại sử dụng động cơ Điezel được tóm tắt trong 2 bảng sau: Bảng 3-14 cho xe du lịch loại nhỏ ( với băng thử là chassis dy namometer) Bảng 3-15 cho xe tải nặng (thử trên băng thử động lực học ) Các xe tải hạng nhẹ và xe bus được thử với chu trình thử 10-15 mode. Chu trình thử cho động cơ xe tải hạng nặng là 6 mode Bảng 8-9: Tiêu chuẩn cho xe du lịch loại nhỏ sử dụng động cơ Điezel. Tiêu chuẩn phát thải cho xe dùng trong thương mại loại nhỏ dùng động cơ Điezel GVW ≤ 2500kg (≤3500kg, trong năm 2005) Tải trọng Năm Chu trình thử Đơn vị CO HC NOx PM < 1700 kg 1988 10-15mode g/km 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,9(1,26) 1993 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,6(0,84) 0,2(0,34) 1997 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,4(0,55) 0,08(0,14) 2002 0,63 0,12 0,28 0,052 2005b Chu trình mớic 0,63 0,024d 0,14 0,013 >1700 kg 1988 6 mode ppm 790(980) 510(670) DI:380(500) IDI:260(350) 1993 10-15 mode g/km 2,1(2,7) 0,4(0,62) 1,3(1,82) 0,025(0,043) 1997a 2,1(2,7) 0,4(0,62) 0,7(0,97) 0,09(0,18) 2002 0,63 0,12 0,49 0,06 2005b Chu trình mớic 0,63 0,024d 0,25 0,015 GVW: Gross vehicle weight : tải trọng của phương tiện a: 1997: phương tiện sử dụng hộp số cơ khí 1998: Phương tiện sử dụng hộp số tự động b: cho tất cả các phương tiện năm 2005 c: tất cả các chu trình thử 2001 d: không chứa CH4 Bảng 8-10: Tiêu chuẩn cho xe tải nặng sử dụng động cơ Điezel. Tiêu chuẩn cho xe tải dùng động cơ Điezel GVW>2500kg(>3500kg, trong năm 2005) Năm Chu trình thử Thử CO HC NOx PM 1998 1999 6 mode PPM 790(980) 510(670) DI: 500(520) IDI:260(350) 1994 13 mode g/kWh 7,4(9,20) 2,9(3,80) ID:6,00(7,80) IDI:5,00(6,8) 0,7(0,96) 1997a 7,4(9,20) 2,9(3,80) 4,5(5,8) 0,25(0,49) 2003b 2,2 0,87 3,38 0,180 2005c JE05 2,2 0,17c 2,00 0,027 GVW: Gross vehicle weight : tải trọng của phương tiện a: Năm 1997: áp dụng cho xe có GVW ≥3500kg Năm 1998: áp dụng cho xe có 3500kg < GVW ≤ 12000kg Năm 1999: áp dụng cho xe có GVW > 12000 kg b: năm 2003: áp dụng cho xe có GVW ≤ 12000 kg Năm 2004: áp dụng cho xe có GVW > 12000kg c: Tất cả các loại xe, năm 2005 d: Không chứa CH4 8.12. Tiêu chuẩn Việt Nam . Các tiêu chuẩn Việt Nam về khí thải của các phương tiện giao thông được nêu trong bảng 3-16, các tiêu chuẩn này được áp dụng để kiểm nghiệm nồng độ các chất độc hại trong khí thải của các phương tiện giao thông đang lưu hành. Bảng 8-11: Tiêu chuẩn khí thải của Việt Nam. TCVN6438:2001 (áp dụng cho ô tô lắp động cơ xăng vào cuối năm 2002) Mức 3 (áp dụng cho xe mới đăng kí từ ngày 1/8/2002) Mức 2 (áp dụng cho các thành phố lớn) Mức 1 (áp dụng Cho các tỉnh thành khác) CO(%) 4,5 6,0 6,5 HC (ppm) 4 kỳ: 1200 2 kỳ : 7800 Xe chuyên dụng :3300 4 kỳ: 1500 2 kỳ :7800 Xe chuyên dụng:3300 - TCVN6438:2001 (áp dụng cho ô tô lắp động cơ xăng vào năm 2003) Mức 3 (áp dụng cho các thành phố lớn) Mức 2 (áp dụng cho các tỉnh khác) CO(%) 4,5 6,0 HC(ppm) 4 kỳ: 1200 2 kỳ : 7800 Xe chuyên dụng :3300 4 kỳ: 1500 2 kỳ :7800 Xe chuyên dụng:3300 TCVN6438:2001 (áp dụng cho ô tô lắp động cơ xăng 2005) Mức 4 (áp dụng cho các thành phố lớn) Mức 3 (áp dụng cho các tỉnh khác) CO(%) 3 4,5 HC(ppm) 600 4 kỳ: 1200 2 kỳ : 7800 Xe chuyên dụng :3300 TCVN6348:2001 (áp dụng cho xe máy) CO(%) HC(ppm) 4,5 4 kỳ: 1500 2 kỳ :10000 TCVN6785: 2001 (ECE83-02, Euro 1) Áp dụng cho xe tải nhẹ CO(g/km) HC+NOx (g/km) PM(g/km) 2,72 0,97 0,14 TCVN6565:1999 (ECE49-02, Euro 2) Áp dụng cho xe tải nặng CO (g/kWh) HC (g/kWh) NOx (g/kWh) 4,0 1,1 7,0 CHƯƠNG IX: KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO Qua 8 chương của đề tài em đã giới thiệu và giải quyết tương đối nhiệm vụ của đề tài. Qua đó ta có thể tóm tắt những nội dung chính của đề tài như sau: - Chương I đã giới thiệu tổng quan về đề tài và đưa ra phương hướng nhiệm vụ giải quyết vấn đề của đề tài. - Chương II nêu lên các thành phần chính trong khí thải động cơ như: HC, CO, SO2, NOx, C-H-O, P-M, Chì…qua đó còn nêu lên cơ chế hình thành nên chúng . - Chương III giới thiệu về các nhân tố ảnh hưởng đến nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong. Được phân ra trong 2 loại động cơ chính là động cơ đánh lửa cưỡng bức (xăng) và động cơ Điezel. Trong chương đã giới thiệu các sơ đồ và đồ thị nêu lên ảnh hưởng của các nhân tố đến mức độ gia tăng chất ô nhiễm trong khí xả động cơ như: Tỉ số nén, góc phun sớm, tỉ số không khí/nhiên liệu. trị số octane, trị số cetane… - Chương IV giới thiệu về các biện pháp kĩ thuật làm giảm mức độ gây ô nhiễm trong động cơ đốt trong. Trong đố giới thiệu một số hệ thống giúp giảm thiểu các thành phần độc hại trong khí xả như: Hệ thống hồi lưu khí xả động cơ Điezel; bộ xúc tác 3 chức năng, đặc biệt là có giới thiệu đến một số thiết bị và lõi lọc, phương pháp lọc (lõi lộc gốm, lõi lọc bằng sợi thép mạ nhôm… lọc tĩnh điện), giới thiệu sơ đồ tái sinh lọc bằng đốt bồ hóng và bằng phương pháp phun ngược không khí. - Chương V giới thiệu về các giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường bằng cách cho động cơ sử dụng một số nhiên liệu đặc biệt dễ tìm dễ sản xuất và rẻ. Chương này được chia ra làm 2 phần: Phần A giới thiệu về nhiên liệu khí hoá lỏng LPG; phần B giới thiệu về nhiên liệu khí thiên nhiên NGV. Trong chương có đề cập đến ưu nhược điểm khi sử dụng loại nhiên liệu này cho phương tiện giao thông đường bộ (ô tô) và nêu nên xu hướng trong tương lại của loại nhiên liệu này. Chương V còn giới thiệu một số hệ thống chuyên dùng để phun nhiên liệu NGV hoặc LPG, ngoài ra còn nếu cách bố trí hệ thống cung cấp nhiên liệu này cho xe ô tô (bằng các sơ đồ). - Chương VI nêu lên xu hướng phát triển động cơ ô tô làm giảm ô nhiễm môi trường. Trong chương này có giới thiệu một số cải tiến mới trong động cơ 2 và 4 kỳ nhằm giảm mức độ ô nhiễm xuống thấp nhất cho động cơ dùng Xăng và Điezel truyền thống. Ngoài ra còn nêu lên một số cải tiến cho động cơ có thể dùng đồng thời 2 loại nhiên liệu như: Ga và Xăng… và có thể cải tiến một số loại ô tô dùng điện để chạy trong thành phố như: xe bus. - Chương VII: Tính toán nhiệt và kiểm tra các thông số cơ bản cho một động cơ cụ thể là TOYOTA CAMRY. Qua chương này ta có thể rút ra một số thông số phục vụ cho việc tính toán nồng độ các chất ô nhiễm trong chương VIII như: Thể tích khí thải, nhiệt độ khí thải… qua đó biểu diễn các thống số lên đồ thị công và đồ thị đường đặc tính. - Chương VIII: Giới thiệu các công thức tính nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ và các chỉ tiêu môi trường của các nước trên thế giới.  TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]- PGS.TS.Nguyễn Thành Lương “nguyên lý động cơ đốt trong”,NXBXD, năm 2002. [2]- Nguyễn Đức Phú, Hồ Tuấn Chuẩn, Trần Văn Tế, Nguyễn Tất Tiến “kết cấu và tính toán động cơ đốt trong”,NXBGD, in lần thứ 3. [3]- Nguyễn Bá Luân “Pan ô tô(kỹ thuật sửa chữa)”, NXBHP, năm 2000 [4]- TCVN 6785 “phương tiện giao thông đường bộ- phát thải chất gây ô nhiễm từ ô tô theo nhiên liệu dùng cho động cơ- yêu cầu và phương pháp thử trong phê duyệt kiểu”, NXBKHKT, năm 2006. [5]- Bùi Văn Ca “Khí xả động cơ ô tô 1;2”,NXBDN, năm 2005 [6]- PGS.TS.Phạm Minh Tuấn Bài giảng“chuyên đề khí thải động cơ và vấn đề ô nhiễm môi trường”, năm 2001. [7]- Thông tư 02/TT- MTG ban hành tháng 01/2006 của bộ khoa học công nghệ và môi trường. [8]- Tài liệu từ hãng TOYOTA. [9]- Lấy từ trang web: [10]- Lấy từ trang web: MỤC LỤC ._.