– Tên luận án: Xác định thành phần khí thải phát tán vào môi trường của động cơ ô tô sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG.
– Chuyên ngành: Kỹ thuật ô tô máy kéo.
– Mã số: 62.52.35.01
– Nghiên cứu sinh: Vương Văn Sơn Khóa đào tạo 2009 – 2013
– Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Cao Trọng Hiền
PGS. TS Đào Mạnh Hùng
– Cơ sở đào tạo: Đại học Giao thông Vận tải
Những đóng góp mới của luận án
1. Ở Việt Nam, ứng dụng LPG cho động cơ đốt trong đã và đang được quan tâm nghiên cứu ngày càng nhiều, nhưng chưa chuyên sâu. Các kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng ở mức cho động cơ chạy bằng nhiên liệu LPG chứ chưa quan tâm tới việc tối ưu hóa hệ thống cung cấp nhiên liệu, quá trình cháy, hình thành các chất ô nhiễm. Đề tài này đã nghiên cứu một cách tổng quan về quá trình cháy của động cơ diesel-LPG và xác định thành phần khí thải phát tán vào môi trường.
2. Đề tài đã xây dựng được mô hình tính toán phát thải của động cơ diesel tăng áp FAWDE 4DX23-110 khi sử dụng nhiên liệu diesel và lưỡng nhiên liệu diesel – LPG trên phần mềm AVL BOOST. Kết quả so sánh giữa mô phỏng và thực nghiệm sai khác nhau không nhiều, điều này cho thấy việc sử dụng phần mềm AVL-BOOST để tính toán các thành phần phát thải của động cơ diesel – LPG là một giải pháp đúng đắn.
3. Đề tài đã lựa chọn và lắp đặt hoàn chỉnh bộ cung cấp LPG lên động cơ diesel tăng áp FAWDE 4DX23-110 để chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG. Việc lắp đặt thêm hệ thống cung cấp LPG không làm thay đổi kết cấu của động cơ nguyên bản.
4. Kết quả thực nghiệm trên băng thử đồng bộ về khí thải hiện đại của hãng AVL (Áo) tại Trung tâm thử nghiệm khí thải quốc gia cho thấy: Khi LPG thay thế 20% diesel, Độ khói giảm ở tất cả các tốc độ làm việc của động cơ, CO và HC tăng nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn EURO II, lượng giảm NOx là 4,2 %, lượng giảm PM là 21,4 %.
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Khí thải từ ô tô sử dụng nhiên liệu diesel sinh ra đang là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí, đặc biệt ở tại các khu đô thị. Trong các phương án nghiên cứu giảm sự phát thải các chất độc hại của động cơ diesel thì phương án sử dụng động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-LPG là một hướng nghiên cứu đang được các nhà khoa học quan tâm. Nhiều nước tiên tiến trên thế giới đã đầu tư tài chính, công sức cho nghiên cứu này.
Biện pháp này khi áp dụng sẽ giải quyết được hai vấn đề là bảo vệ môi trường không khí và tận dụng được nguồn nhiên liệu hiện đang có sẵn ở nhiều nơi trên thế giới trong khi nhiên liệu hóa thạch đang dần có nguy cơ cạn kiệt.
Ở Việt Nam ứng dụng LPG cho động cơ đốt trong đã và đang được quan tâm nghiên cứu ngày càng nhiều, nhưng chưa chuyên sâu. Các kết quả nghiên cứu mới chỉ dừng ở mức cho động cơ chạy bằng nhiên liệu LPG chứ chưa quan tâm tới việc tối ưu hóa hệ thống cung cấp nhiên liệu, quá trình cháy, hình thành các chất ô nhiễm.
Với thực trạng trên, việc nghiên cứu tính toán xác định thành phần khíthải phát tán vào môi trường của động cơ ô tô sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG trở nên cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
2. Mục đích nghiên cứu
Xác định hàm lượng các thành phần khí thải khi lắp thêm bộ cung cấp khí hóa lỏng (LPG) vào động cơ diesel.
Đánh giá hiệu quả giảm phát thải của động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu: Luận án tập trung nghiên cứu động cơ sửdụng lưỡng nhiên liệu diesel-LPG lắp trên ô tô cỡ nhỏ và trung bình.
* Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về khí thải của đối tượng đã chọn trên cơ sở giữ nguyên các chỉ tiêu kỹ thuật (công suất mô men) của động cơ diesel nguyên thủy.
4. Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm.
* Về lý thuyết. Sử dụng lý thuyết về quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất của động cơ đốt trong, sử dụng phần mềm AVL-BOOST để mô phỏng quá trình làm việc của động cơ và tính toán hàm lượng phát thải.
* Về thực nghiệm: Thí nghiệm trên băng thử hiện đại theo chu trình ECE của Cục Đăng kiểm Việt Nam để xác định hàm lượng các thành phần khí thải độc hại, trên cơ sở đó sẽ hiệu chỉnh kết quả tính toán lý thuyết.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
* Ý nghĩa khoa học: Luận án đã xây dựng được mô hình mô phỏng để đánh giá lượng phát thải của động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel LPG. Các kết quả tính toán đã được so sánh kiểm chứng bằng thực nghiệm trên hệ thống trang thiết bị thử nghiệm hiện đại, đạt tiêu chuẩn Quốc tế.
* Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở để đánh giá hiệu quả môi trường và năng lượng của động cơ khi sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel – LPG.
