Tài liệu NGHIÊN CỨU ĐỘ ĐỘC KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ XĂNG CHẠY BẰNG KHÍ HÓA LỎNG

T p chí Khoa h c - Công ngh Th y s n - s 04/2008 V N NGHIÊN C U NGHIÊN C U C KHÍ TH I C A NG CƠ XĂNG CH Y B NG KHÍ HÓA L NG RESEARCH ON IMPUSE AIR OF EXHAUST FUMES FROM ENGINE WHEN USING LIQUEFIED PETROLEUM GAS Cao Văn Tài Trư ng Cao Tóm t K nh n v i ch T ng ngh Nha Trang t t qu th nghi m s d ng khí hoá l ng (LPG) ch y ng cơ xăng trên ô tô NISSAN và xác ng các ch t CO, HC và CO2 trong khí th i c a ng cơ khi ch y b ng LPG gi m nhi u so y b ng xăng A92. khóa: Khí hoá l ng (LPG), ng cơ xăng, khí th i. Abstract Piloted results of using the liquefied petroleum gases (LPG) in NISSAN car and defining the concentration of CO, HC and CO2 in exhaust fume from engine when using LPG reducing much in comparison with using the A92 petrol. I. TV N Khí th i hoá quá trình công su t c a ng cơ t trong s d ng nhiên làm gi m m c li u xăng, d u diêzel là ngu n gây ô nhi m chính i v i b u khí quy n c bi t là phương S ng cơ d n n phát sinh ô nhi m th p nh t. d ng nhiên li u khí hoá l ng (Liquefied Pertolium Gas, vi t t t là LPG) ư c coi là m t ti n giao thông v n t i. Ngư i ta ư c tính lo i nhiên li u "s ch" và cao c p cho ng cơ ô kho ng 70÷80% CO, HC 50÷60% và NOx 30% tô do có c nh ng ưu i m c a nhiên li u l ng trong b u khí quy n hi n nay là do khí th i c a và nhiên li u khí. LPG có s octane cao hơn chúng gây ra. Chính vì v y t nh ng năm 1950, xăng cho nên không c n s các qu c gia trên th gi i ã quan tâm tăng tính ch ng kích n , nhi t tr th tích c a này. Nhi u lu t l v im c v môi trư ng ã nv n t ra bu c các nhà ch t o ô tô ph i nghiên c u, c i n ng LPG cao hơn c a nhiên li u khí nên c ly ho t ng gi a hai l n b sung nhiên li u dài hơn. nghiêm ng t ngày m t gia tăng thi n ô tô nh m h n ch d ng các ph gia các ch t ô Hi n nay, vi c s d ng LPG cho ô tô có th th c hi n theo m t trong 2 phương án : phương nhi m trong khí th i. Các nhà ch t o ô tô ã án lư ng nhiên li u và phương án nghiên c u như sau: li u. S d ng năng lư ng i n m t tr i ch y Khi s ơn nhiên d ng LPG làm nhiên li u cho C T ô tô: là gi i pháp lí tư ng nh t. Tuy nhiên hi n thay th xăng, khí th i có hàm lư ng CO gi m nay gi i pháp này ngoài tr ng i v accu và còn 3 ÷ 4 l n, NOx gi m 15 ÷ 20 % , khí th i không h n ch b i hi u su t thu năng lư ng c a pin ch a chì và h p ch t c a chì do không c n ph m t tr i. gia tăng tính ch ng kích n . Hi n i hoá các h th ng m i trên ng cơ ô tô như: h th ng phun nhiên li u i u khi n i nt 36 ơn i m, a i m… ã cho phép t i ưu S phát tri n ô tô ch y b ng LPG ph thu c vào ch trương c a m i qu c gia, c bi t là ph thu c vào chính sách b o v môi trư ng. T p chí Khoa h c - Công ngh Th y s n - s 04/2008 M t s nư c như Italy, Hà Lan, Hàn Qu c, Nh t ng cơ ô tô NISSAN c a B B n, t lâu ã có chính sách thu khuy n khích l c Khoa Cơ khí, Trư ng s ch n d ng nhiên li u LPG. Riêng t i Hàn qu c, 100 % taxi hi n nay ư c trang b h nhiên li u LPG. Chính vì v y, vi c s ho t th ng môn H Nha Trang ư c ti n hành khâu th c nghi m. - B ng th c nghi m xác nh n ng ch t CO, HC và CO2 trong khí th i c a d ng ô tô ng các ng cơ khi ch y b ng xăng A92, LPG và gi m giá thành ng trong thành ph ch y b ng nhiên li u LPG ư c xem là m t gi i pháp h u hi u nh m v n chuy n. h n ch ô nhi m môi trư ng. 2.2. Thi t b nghiên c u Vi t Nam, kh năng khai thác và cung H th ng s d ng LPG và xăng l p song song r t ti n l i trong v n c p LPG là r t sáng s a. B i v y, ngoài m c tiêu b o v môi trư ng, vi c phát tri n ô tô ch y Ô tô có th ch y b ng LPG còn góp ph n thúc ph i s y ngành công PHƯƠNG PHÁP m i nơi mà ngư i lái không thi u nhiên li u ho c giá thành nhiên li u cao. N u ch y trong TP ta có th s nghi p d u khí phát tri n. II. lưu thông c a ô tô. VÀ PHƯƠNG TI N LPG NGHIÊN C U mb ov n ch y 2.1. Phương pháp nghiên c u d ng ô nhi m. Còn n u ô tô ngo i thành ta có th s d ng xăng m b o các tính năng t t nh t c a ô tô. Tóm l i h - Ch n phương pháp th c nghi m nghiên c u: ô tô du l ch hi n ang ho t th ng s d ng LPG song song là phương pháp t t nh t ng gi i quy t tình hình hi n nay. Trên hình1 trình bày sơ TP Nha Trang ph n l n s d ng h th ng nhiên b trí song song li u ki u b ch hòa khí. H th ng này có k t 2 h c u ơn gi n, làm vi c tin c y, d b o qu n và nghi p cho máy xăng CA18 trên ô tô NISSAN s a ch a. Do ó nó ư c s d ng khá ph bi n model 83 bi n s 79C 0332. trên các ô tô du l ch 6 7 th ng cung c p xăng A92 và LPG công i cũ. 3 2 5 1 1. B ch hòa khí 2. B tr n LPG 9. B gi m áp hoá hơi 10. Van i n t LPG 3. Công t c xăng – LPG 11. Van i n t xăng 4. ng h báo LPG 12. ng d n nhiên li u xăng 5. Thùng xăng 6. Van an toàn LPG 15 14 13 12 9 8 11 1 0 Hình 1. Sơ III. K T QU NGHIÊN C U S Kh i ng, ch y m 13. ng d n nhiên li u LPG 14. Mi ng n p xăng 7. Bình ch a LPG 4 15. Mi ng n p LPG 8. ư ng nư c tu n hoàn trong b gi m áp hoá hơi b trí h th ng s d ng LPG và xăng D NG LPG CH Y NG CƠ Ô TÔ NISSAN ng cơ b ng xăng A92, sau ó tăng t c vào máy phân tích MHC 222-HERMANN xác nh n ng lên t ng b c. Khí th i ư c ưa các ch t CO, HC và CO2 Công vi c th nghi m v i LPG cũng ti n hành tương t như ch y b ng xăng A92. 37 T p chí Khoa h c - Công ngh Th y s n - s 04/2008 Hình 2. So sánh n ng 2) CO theo t c K t qu o n ng CO xe NISSAN (Hình ch không t i khi s d ng xăng A92. Khi tăng t c 1577 V/ph n ng CO gi m th p GTVT) quay tr c khu u c bi t t c 4505 V/ph n ng tăng khá cao 10 [%vol]. Tương t không t i s V/ph n ng l i tiêu chu n th p hơn 86%. Còn u cao hơn tiêu chu n cho phép (theo Q 1397/1999/Q – BGTVT c a B Trư ng B Hình 3. So sánh n ng V/ph n ng HC theo t c t c 2518 CO th p nh t 0,15 [%vol]. quay tr c khu u khi s khí th i gi m th p nh t 722 [ppmvol] so v i tiêu chu n cho phép th p hơn 14,3%. 38 1577 CO cao nh t 0,59 [%vol] so v i Hình 3 trình bày n ng HC khi s d ng xăng A92. Khi tăng t c 4505 V/ph n ng chu n cho phép th p hơn 39,8%. nh ng t c còn l i u cao hơn tiêu chu n. Tương t ch d ng LPG. Khi tăng t c nh t 4,17 [%vol] so v i tiêu th p hơn 7,3%, còn CO d ng LPG t c 720 V/ph thì n ng khí th i tăng cao nh t 1029 [ppmvol] so v i tiêu còn l i u th p hơn tiêu chu n. nh ng t c T p chí Khoa h c - Công ngh Th y s n - s 04/2008 Hình 4. So sánh n ng s CO2 theo t c K t qu hình 4 nh n th y n ng CO2 khi d ng xăng A92 t c 4505 V/ph thì cho n ng cao nh t. Còn khi s d ng LPG càng cao thì n ng CO2 càng gi m. t c Qua 3 hình so sánh trên nh n th y khi s d ng LPG t c th i càng gi m. càng cao thì n ng khí c bi t là không có n ng khí th i nào vư t tiêu chu n ngành. Tính kinh t c a ô tô hình 5 ư c ánh giá b ng lư ng tiêu hao nhiên li u lít cho mét ho c 100km quãng ư ng ch y. Tuy n ư ng th nghi m lư ng tiêu hao nhiên li u các tuy n khác nhau: ư c ch n quay tr c khu u + Qu c l 1A thu c xã Vĩnh Phương ( ư ng ngo i ô) → ư ng 2/4 → ư ng 23/10 ( ư ng n i thành) → Khu công nghi p Su i D u ( ư ng ngo i ô) → v l i Tr m xăng s 4 ư ng 23/10 ( ư ng n i thành). + Qu c l 1A thu c xã Vĩnh Phương ( ư ng ngo i ô) → Ninh Hòa ( ư ng d c) → ư ng 2/4 → Trư ng H Nha Trang ( ư ng n i thành). T i tr ng trên ô tô g m 4 ngư i và s d ng máy i u hoà không khí. S d ng LPG trên ô tô NISSAN c 100km s ti t ki m ư c 20.600 . Hình 5. Ch y th xe NISSAN model 83 bi n s 79C 0332 trên ư ng QL1A xã Vĩnh Phương 39 T p chí Khoa h c - Công ngh Th y s n - s 04/2008 IV. K T LU N ng cơ xăng c a ô tô ch y b ng LPG có c khí x t tiêu chu n C ng - Gi m khí và gi m s kh u. -S ng Châu Âu 2000 và tiêu chu n California ULEV, n i b t nh t là m c gi m CO. d ng c khí th i ra môi trư ng không ph thu c vào ngu n xăng nh p ng cơ xăng trên ô tô NISSAN b ng khí LPG có tính kh thi v vi c trang b , l p t. - Th c t khí th i ng cơ xăng c a ô tô NISSAN s d ng LPG có c khí th i so v i s d ng xăng A92 như sau: CO gi m 96%; HC gi m 68,32%; CO2 tăng 70,05%. - S d ng LPG trên ô tô NISSAN model 83 bi n s 79C 0332 c 100km s ti t ki m ư c 45% chi phí nhiên li u trên cùng quãng ư ng. TÀI LI U THAM KH O 1. Bùi Văn Ga, 1995 “Khí x ng cơ: s tác h i n môi trư ng và s c kh e” Thông tin môi trư ng s 2,3. S KHCNMT Qu ng Nam, à N ng. 2. PGS.TS. Nguy n Văn Ninh, 1999 “ V n ô nhi m môi trư ng do xe cơ gi i gây ra”.TP.HCM 3. Cao Văn Tài, 2004 “Kh o sát tính năng k thu t và c h i khí x c a ng cơ ô tô khi chuy n i sang ch y b ng nhiên li u khí hoá l ng (LPG)”. Lu n văn th c sĩ, khoa cơ khí, Trư ng h c Th y s n. 4. S khoa h c công ngh và môi trư ng, 2002 “ Hi n tr ng môi trư ng không khí”. Nha Trang 5. LOVATO AUTOGAS, 2000“Micelattori-Mixers-Meslangeure-Mezcladores-Mieszadla. 6. Natural Gas World Trade Center 1996 “ Driving to cleaner Cities” NVG’ Kualalumpur, Malaysia. 40 i