Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: 4
TỔNG QUAN 4
ĐẶT VẤN ĐỀ 4
1.1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 6
CHƯƠNG II: 7
CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG KHÍ 7
THẢI ĐỘNG CƠ 7
2.1. Các thành phần chính trong khí thải động cơ. 7
2.1.1. ễxit cacbon ( CO ). 9
2.1.2. Hyđrocacbure (HC). 10
2.1.3. ễxit lưu huỳnh (SO2). 10
2.1.3. ễxit nitơ (NOx). 11
2.1.4. Anđêhit (C-H-O). 11
2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M). 11
2.1.6. Chỡ. 11
2.2. Cơ chế hỡnh thành và tỷ lệ cỏc chất khớ thải. 12
2.2.1. Động cơ xăng. 12
2.2.1.1. CO 14
2.2.1.2. CmHn 15
2.2.1.3. NOx 15
2.2.1.4. Anđêhít 16
2.2.1.5. Cỏc hợp chất chứa Chỡ 16
2.2.2. Động cơ Điêzel. 17
2.2.2.1. CO 19
2.2.2.2. CmHn 19
2.2.2.3. NOx 19
2.2.2.4. Chất thải dạng hạt 20
2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh 20
CHƯƠNG III: 21
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 21
3.1. Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức. 21
3.1.1. Động cơ 2 kỳ. 21
3.1.2. Động cơ làm việc với hỗn hợp nghốo. 22
3.1.3. Ảnh hưởng của các chế độ vận hành của động cơ xăng. 29
3.1.3.1. Cắt nhiờn liệu khi giảm tốc. 29
3.1.3.2. Dừng động cơ ở đèn đỏ. 29
3.2. Trường hợp động cơ Điezel. 30
3.2.1. Ảnh hưởng của gúc phun sớm và tối ưu hoỏ hệ thống phun. 30
3.2.2. Ảnh hưởng của dạng hỡnh học buồng chỏy. 33
3.2.3. Ảnh hưởng của vận động rối trong buồng mỏy. 34
3.2.4. Ảnh hưởng của chế độ làm việc của động cơ và chế độ quá độ. 35
3.2.5. Ảnh hưởng của trị số cetane của nhiờn liệu. 35
3.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí. 35
3.2.7. Ảnh hưởng của tăng áp. 36
3.2.8. Ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khớ xả. 36
3.2.9. Điều khiển vũi phun và hệ thống hồi lưu khớ xả. 37
3.3. Ảnh hưởng của việc giới hạn tốc độ ô tô đến mức độ phát sinh ô nhiễm. 37
3.4. Ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ. 38
3.4.1. Nhiờn liệu động cơ xăng. 38
3.4.1.1. Ảnh hưởng của khối lượng riờng nhiờn liệu. 39
3.4.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hydrocacbure thơm. 39
3.2.4 3.4.1.3. Ảnh hưỏng của tớnh bay hơi. 42
3.2.5 Ảnh hưởng của chỉ số octane. 43
3.2.6 Ảnh hưởng của cỏc chất phụ gia. 43
3.2.7 Ảnh hưởng của việc sử dụng nhầm nhiờn liệu. 44
3.2.8 Ảnh hưởng của nhiên liệu Điezel. 45
3.4.2.1. Ảnh hưởng của khối lượng riờng. 45
3.4.2.2. Ảnh hưởng của thành phần dầu thơm. 46
3.4.2.3. Ảnh hưởng của chỉ số Cetane. 46
CHƯƠNG IV: 52
CÁC BIỆN PHÁP KĨ THUẬT LÀM GIẢM MỨC ĐỘ GÂY Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 52
4.1. Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn. 52
4.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức. 52
4.1.2. Động cơ Diezel. 54
4.2. Xử lớ khớ xả bằng bộ xỳc tỏc. 56
4.2.1. Bộ xúc tác ba chức năng. 57
4.2.1.1.Nguyờn tắc chung và cấu tạo của bộ xỳc tỏc. 57
4.2.1.2. Khởi động bộ xúc tác. 60
4.2.1.3. Sự lóo hoỏ bộ xỳc tỏc. 60
4.2.2 Bộ xúc tác ôxy hoá dung cho động cơ Điezel. 63
4.2.2.1 Đặc điểm của bộ xúc tác và điều kiện sử dụng. 63
4.2.2.2. Hiệu quả của bộ xỳc tỏc oxy hoỏ Diezel. 66
4.2.3. Khử oxyde nitơ trong mối trường cú sự hiện diện của oxy. 66
4.3. Lọc hạt rắn. 69
4.3.1. Kĩ thuật lọc bồ húng. 70
4.3.2. Tỏi sinh lọc. 75
4.3.3. Xu hướng trong tương lai. 79
CHƯƠNG V: 80
MỘT GIẢI PHÁP LÀM GIẢM ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG 80
MỚI LÀ CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIấN LIỆU KHÍ 80
5.1. Trữ lượng LPG và thị trường tiờu thụ. 80
5.2. Đặc tính nhiên liệu khí hoá lỏng. 83
5.2.1. Thành phần hoỏ học. 83
5.2.2. Lớ tớnh. 83
5.2.3. Chỉ số Octane. 84
5.3. Sử dụng LPG trờn ụ tụ. 84
5.3.1. Cải tạo hệ thống đánh lửa. 85
5.3.1.1. Đánh lửa bằng tia lửa điện. 85
5.3.1.2. Đánh lửa bằng cách phun nhiên liệu mồi. 85
5.3.1.3. So sỏnh hai phương pháp đánh lửa. 86
5.3.2. Hệ thống cung cấp nhiờn liệu. 86
5.3.2.1. Bộ chế hoà khớ. 87
5.3.2.2. Cung cấp ga trực tiếp nhờ soupape ga. 91
5.3.2.3. Phun nhiờn liệu. 91
5.3.3. Lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ô tô. 93
5.3.3.1. Hệ thống bốc hơi-gión nở LPG. 93
5.3.3.2. Bỡnh chứa nhiờn liệu. 95
5.4. Tổng hợp kinh nghiệm về ụ tụ dựng LPG. 96
5.4.1. chức năng của ô tô LPG. 96
5.4.1.1. Momen, cụng suất. 96
5.4.1.2. Suất tiờu hao nhiờn liệu. 97
5.4.2. Mức độ phát ô nhiễm. 97
5.4.2.1. Cỏc chất ụ nhiễm thụng thường. 97
5.4.2.2. Các chất ô nhiễm đặc biệt. 100
5.4.3. Xu hướng phát triển động cơ LPG 100
Phần B: NHIấN LIỆU KHÍ THIấN NHIấN NGV. 102
5.5. Những kết quả đó đạt được trờn thế giới về ụ tụ NGV. 102
5.5.1. Những dạng khớ thiờn nhiờn cú thể cung cấp và chứa trong bỡnh nhiờn liệu ụ tụ. 102
5.5.2. ễ tụ sử dụng nhiờn liệu khớ thiờn nhiờn NGV. 103
5.6. Tớnh chất của NGV. 103
5.6.1. Thành phần hoỏ học. 103
5.6.2. Nhiệt trị. 104
5.6.3. Chỉ số Wobbe. 105
5.6.4. Đặc điểm liên quan đến quá trỡnh chỏy trong động cơ. 107
5.6.4.1. Chỉ số Octane. 107
5.6.4.2. Đánh lửa và lan truyền mang lửa trong buồng cháy động cơ sử dụng NGV. 107
5.6.4.3. Thành phần và nhiệt độ của sản phẩm cháy. 108
5.7. Các kỹ thuật liên quan đến ô tô sử dụng NGV. 109
5.7.1. Chứa nhiờn liệu NGV trờn ụ tụ và hệ thống cung cấp. 109
5.7.1.1. Bỡnh chứa NGV trờn ụ tụ. 109
5.7.1.2. Hệ thống cung cấp NGV. 112
5.7.2. Tổ chức quỏ trỡnh chỏy. 112
5.7.3. Kĩ Thuật tạo hỗn hợp. 113
5.7.3.1. Bộ chế hoà khớ. 113
5.7.3.2. Phun giỏn tiếp. 113
5.7.3.3. Phun trực tiếp. 115
5.7.3.4. So sỏnh cỏc hệ thống khỏc nhau. 115
5.8. Cân bằng năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường của hệ ụ tụ NGV. .116
5.5.1. Tiêu tốn năng lượng liên quan đến việc vận hành hệ thống NGV . 116
5.8.2. chức năng của ô tô. 117
5.8.2.1. Đối với ô tô thông dụng. 117
5.8.2.2. Xe bus và xe vận tải. 121
5.8.3. Ảnh hưởng đối với hiệu ứng nhà kính. 122
5.9. Xu hướng trong tương lai. 123
Chương VI: 125
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ ễ Tễ NHẰM 125
LÀM GIẢM ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG. 125
6.1. Cải thiện chức năng của động cơ truyền thống. 125
6.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp chỏy hoàn toàn lý thuyết. 125
6.1.1.1. Cải thiện hiệu suất. 125
6.1.1.2. Gia tốc quỏ trỡnh khởi động bộ xúc tác. 127
6.1.1.3. Động cơ đánh lửa cưỡng bức phun trực tiếp, làm việc với hỗn hợp nghốo. 130
6.5. ễ tụ dựng LPG và NGV. 141
6.6. Ô tô dùng điện. 141
LỜI NÓI ĐẦU
2
Động cơ đốt trong đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Và là nguồn động lực chính của các phương tiện vận tải như: Ôtô, tàu thuỷ, tàu hoả, máy bay…hay các máy công tác như: máy phát điện, máy xây dựng, các máy công cụ trong công nghiệp, nông nghiệp…năng lượng mà do động cơ đốt trong cung cấp chiếm khoảng 80% tổng năng lượng toàn trái đât. Tuy nhiên động cơ đốt trong cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm môi trường.
Trong tình hình thế giới đang ngày càng phát triển 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.
3 CHƯƠNG I:
4
5 TỔNG QUAN
6
7 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
33 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 hay 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.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
giảm thiểu độc tố trong khí thải động cơ ôtô
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: 4
TỔNG QUAN 4
ĐẶT VẤN ĐỀ 4
1.1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 6
CHƯƠNG II: 7
CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG KHÍ 7
THẢI ĐỘNG CƠ 7
2.1. Các thành phần chính trong khí thải động cơ. 7
2.1.1. ễxit cacbon ( CO ). 9
2.1.2. Hyđrocacbure (HC). 10
2.1.3. ễxit lưu huỳnh (SO2). 10
2.1.3. ễxit nitơ (NOx). 11
2.1.4. Anđêhit (C-H-O). 11
2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M). 11
2.1.6. Chỡ. 11
2.2. Cơ chế hỡnh thành và tỷ lệ cỏc chất khớ thải. 12
2.2.1. Động cơ xăng. 12
2.2.1.1. CO 14
2.2.1.2. CmHn 15
2.2.1.3. NOx 15
2.2.1.4. Anđêhít 16
2.2.1.5. Cỏc hợp chất chứa Chỡ 16
2.2.2. Động cơ Điêzel. 17
2.2.2.1. CO 19
2.2.2.2. CmHn 19
2.2.2.3. NOx 19
2.2.2.4. Chất thải dạng hạt 20
2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh 20
CHƯƠNG III: 21
CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG. 21
3.1. Trường hợp động cơ đánh lửa cưỡng bức. 21
3.1.1. Động cơ 2 kỳ. 21
3.1.2. Động cơ làm việc với hỗn hợp nghốo. 22
3.1.3. Ảnh hưởng của các chế độ vận hành của động cơ xăng. 29
3.1.3.1. Cắt nhiờn liệu khi giảm tốc. 29
3.1.3.2. Dừng động cơ ở đèn đỏ. 29
3.2. Trường hợp động cơ Điezel. 30
3.2.1. Ảnh hưởng của gúc phun sớm và tối ưu hoỏ hệ thống phun. 30
3.2.2. Ảnh hưởng của dạng hỡnh học buồng chỏy. 33
3.2.3. Ảnh hưởng của vận động rối trong buồng mỏy. 34
3.2.4. Ảnh hưởng của chế độ làm việc của động cơ và chế độ quá độ. 35
3.2.5. Ảnh hưởng của trị số cetane của nhiờn liệu. 35
3.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí. 35
3.2.7. Ảnh hưởng của tăng áp. 36
3.2.8. Ảnh hưởng của hệ thống hồi lưu khớ xả. 36
3.2.9. Điều khiển vũi phun và hệ thống hồi lưu khớ xả. 37
3.3. Ảnh hưởng của việc giới hạn tốc độ ô tô đến mức độ phát sinh ô nhiễm. 37
3.4. Ảnh hưởng của nhiên liệu đến mức độ phát sinh ô nhiễm của động cơ. 38
3.4.1. Nhiờn liệu động cơ xăng. 38
3.4.1.1. Ảnh hưởng của khối lượng riờng nhiờn liệu. 39
3.4.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hydrocacbure thơm. 39
3.2.4 3.4.1.3. Ảnh hưỏng của tớnh bay hơi. 42
3.2.5 Ảnh hưởng của chỉ số octane. 43
3.2.6 Ảnh hưởng của cỏc chất phụ gia. 43
3.2.7 Ảnh hưởng của việc sử dụng nhầm nhiờn liệu. 44
3.2.8 Ảnh hưởng của nhiên liệu Điezel. 45
3.4.2.1. Ảnh hưởng của khối lượng riờng. 45
3.4.2.2. Ảnh hưởng của thành phần dầu thơm. 46
3.4.2.3. Ảnh hưởng của chỉ số Cetane. 46
CHƯƠNG IV: 52
CÁC BIỆN PHÁP KĨ THUẬT LÀM GIẢM MỨC ĐỘ GÂY Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 52
4.1. Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn. 52
4.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức. 52
4.1.2. Động cơ Diezel. 54
4.2. Xử lớ khớ xả bằng bộ xỳc tỏc. 56
4.2.1. Bộ xúc tác ba chức năng. 57
4.2.1.1.Nguyờn tắc chung và cấu tạo của bộ xỳc tỏc. 57
4.2.1.2. Khởi động bộ xúc tác. 60
4.2.1.3. Sự lóo hoỏ bộ xỳc tỏc. 60
4.2.2 Bộ xúc tác ôxy hoá dung cho động cơ Điezel. 63
4.2.2.1 Đặc điểm của bộ xúc tác và điều kiện sử dụng. 63
4.2.2.2. Hiệu quả của bộ xỳc tỏc oxy hoỏ Diezel. 66
4.2.3. Khử oxyde nitơ trong mối trường cú sự hiện diện của oxy. 66
4.3. Lọc hạt rắn. 69
4.3.1. Kĩ thuật lọc bồ húng. 70
4.3.2. Tỏi sinh lọc. 75
4.3.3. Xu hướng trong tương lai. 79
CHƯƠNG V: 80
MỘT GIẢI PHÁP LÀM GIẢM ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG 80
MỚI LÀ CHO ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIấN LIỆU KHÍ 80
5.1. Trữ lượng LPG và thị trường tiờu thụ. 80
5.2. Đặc tính nhiên liệu khí hoá lỏng. 83
5.2.1. Thành phần hoỏ học. 83
5.2.2. Lớ tớnh. 83
5.2.3. Chỉ số Octane. 84
5.3. Sử dụng LPG trờn ụ tụ. 84
5.3.1. Cải tạo hệ thống đánh lửa. 85
5.3.1.1. Đánh lửa bằng tia lửa điện. 85
5.3.1.2. Đánh lửa bằng cách phun nhiên liệu mồi. 85
5.3.1.3. So sỏnh hai phương pháp đánh lửa. 86
5.3.2. Hệ thống cung cấp nhiờn liệu. 86
5.3.2.1. Bộ chế hoà khớ. 87
5.3.2.2. Cung cấp ga trực tiếp nhờ soupape ga. 91
5.3.2.3. Phun nhiờn liệu. 91
5.3.3. Lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ô tô. 93
5.3.3.1. Hệ thống bốc hơi-gión nở LPG. 93
5.3.3.2. Bỡnh chứa nhiờn liệu. 95
5.4. Tổng hợp kinh nghiệm về ụ tụ dựng LPG. 96
5.4.1. chức năng của ô tô LPG. 96
5.4.1.1. Momen, cụng suất. 96
5.4.1.2. Suất tiờu hao nhiờn liệu. 97
5.4.2. Mức độ phát ô nhiễm. 97
5.4.2.1. Cỏc chất ụ nhiễm thụng thường. 97
5.4.2.2. Các chất ô nhiễm đặc biệt. 100
5.4.3. Xu hướng phát triển động cơ LPG 100
Phần B: NHIấN LIỆU KHÍ THIấN NHIấN NGV. 102
5.5. Những kết quả đó đạt được trờn thế giới về ụ tụ NGV. 102
5.5.1. Những dạng khớ thiờn nhiờn cú thể cung cấp và chứa trong bỡnh nhiờn liệu ụ tụ. 102
5.5.2. ễ tụ sử dụng nhiờn liệu khớ thiờn nhiờn NGV. 103
5.6. Tớnh chất của NGV. 103
5.6.1. Thành phần hoỏ học. 103
5.6.2. Nhiệt trị. 104
5.6.3. Chỉ số Wobbe. 105
5.6.4. Đặc điểm liên quan đến quá trỡnh chỏy trong động cơ. 107
5.6.4.1. Chỉ số Octane. 107
5.6.4.2. Đánh lửa và lan truyền mang lửa trong buồng cháy động cơ sử dụng NGV. 107
5.6.4.3. Thành phần và nhiệt độ của sản phẩm cháy. 108
5.7. Các kỹ thuật liên quan đến ô tô sử dụng NGV. 109
5.7.1. Chứa nhiờn liệu NGV trờn ụ tụ và hệ thống cung cấp. 109
5.7.1.1. Bỡnh chứa NGV trờn ụ tụ. 109
5.7.1.2. Hệ thống cung cấp NGV. 112
5.7.2. Tổ chức quỏ trỡnh chỏy. 112
5.7.3. Kĩ Thuật tạo hỗn hợp. 113
5.7.3.1. Bộ chế hoà khớ. 113
5.7.3.2. Phun giỏn tiếp. 113
5.7.3.3. Phun trực tiếp. 115
5.7.3.4. So sỏnh cỏc hệ thống khỏc nhau. 115
5.8. Cân bằng năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường của hệ ụ tụ NGV. .116
5.5.1. Tiêu tốn năng lượng liên quan đến việc vận hành hệ thống NGV . 116
5.8.2. chức năng của ô tô. 117
5.8.2.1. Đối với ô tô thông dụng. 117
5.8.2.2. Xe bus và xe vận tải. 121
5.8.3. Ảnh hưởng đối với hiệu ứng nhà kính. 122
5.9. Xu hướng trong tương lai. 123
Chương VI: 125
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỘNG CƠ ễ Tễ NHẰM 125
LÀM GIẢM ễ NHIỄM MễI TRƯỜNG. 125
6.1. Cải thiện chức năng của động cơ truyền thống. 125
6.1.1. Động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp chỏy hoàn toàn lý thuyết. 125
6.1.1.1. Cải thiện hiệu suất. 125
6.1.1.2. Gia tốc quỏ trỡnh khởi động bộ xúc tác. 127
6.1.1.3. Động cơ đánh lửa cưỡng bức phun trực tiếp, làm việc với hỗn hợp nghốo. 130
6.5. ễ tụ dựng LPG và NGV. 141
6.6. Ô tô dùng điện. 141
LỜI NÓI ĐẦU
2
Động cơ đốt trong đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Và là nguồn động lực chính của các phương tiện vận tải như: Ôtô, tàu thuỷ, tàu hoả, máy bay…hay các máy công tác như: máy phát điện, máy xây dựng, các máy công cụ trong công nghiệp, nông nghiệp…năng lượng mà do động cơ đốt trong cung cấp chiếm khoảng 80% tổng năng lượng toàn trái đât. Tuy nhiên động cơ đốt trong cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm môi trường.
Trong tình hình thế giới đang ngày càng phát triển 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.
3 CHƯƠNG I:
4
5 TỔNG QUAN
6
7 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
33 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 hay 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.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links