- 1 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu biodiesel dầu cọ đến đặc tính làm việc và phát thải của động cơ diesel hiện đại. - Hoàng Đình Long Nội dung tóm tắt : a, Lý do chọn đề tài Hiện nay, sự gia tăng nhanh chóng số lượng và công suất các phương tiện vận tải và các thiết bị động lực trang bị động cơ diesel đang gây nguy cơ cạn kiệt nhanh nguồn nhiên liệu truyền thống này và gây ô nhiêm môi trường trầm trọng do khí thải độc hại của động cơ. - Chính vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu thay thế có hàm lượng phát thải độc hại thấp trên các động cơ này để bù đắp phần nhiên liệu thiếu hụt và giảm ô nhiễm môi trưòng là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. - Nhiên liệu thay thế dùng cho động cơ diesel có thể là hydro, khí dầu mỏ hóa lỏng(LPG), khí thiên nhiên, khí sinh học (biogas), khí hóa sinh khối (biomas), cồn và đặc biệt là các dạng nhiên liệu biodiesel. - Tuy nhiên, trong các loại nhiên liệu nói trên chỉ có các dạng nhiên liệu biodiesel là có tính chất cháy và độ nhớt gần nhất với nhiên liệu diesel khoáng. - Đây là loại nhiên liệu có thể tái tạo và có số xê tan cao hơn nhiên liệu diesel nên rất có tiềm năng phát triển để sử dụng cho động cơ diesel. - dầu thực vật như dầu cọ được sử dụng khá rộng rãi làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu biodiesel. - Do vậy việc nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu biodiesel từ dầu cọ trên động cơ diesel, đặc biệt là các động cơ diesel hiện đại là rất cần thiết và có một ý nghĩa thực tiễn lớn để làm cơ sở phát triển và sử dụng đại trà loại nhiên liệu này trên các động cơ hiện hành. - Chính vì vậy, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu biodiesel dầu cọ đến đặc tính làm việc và phát thải của động cơ diesel hiện đại“ để làm đề tài luận văn thạc sỹ . - b, Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu. - Mục đích nghiên cứu: Đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu biodiesel dầu cọ trên động cơ diesel qua việc đánh giá ảnh hưởng của nhên liệu này đến đặc điểm làm việc và phát thải của động cơ. - Đối tượng nghiên cứu: Động cơ nghiên cứu AVL5402, một loại động cơ diesel hiện đại trang bị hệ thống phun nhiên liệu tích áp (common rail) điều khiển bằng điện tử với ECU mở và thử nghiệm với hỗn hợp nhiên liệu diesel hóa thạch và biodiesel dầu cọ. - 2 - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tính năng làm việc và phát thải của động cơ chạy với các mẫu hỗn hợp nhiên liệu biodiesel dầu cọ - diesel khoáng với tỷ lệ pha trộn biodiesel thấp (5-10%) và không thay đổi kết cấu động cơ. - Bản luận văn trình bày kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu diesel sinh học sản xuất từ dầu cọ làm nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel hiện đại trang bị hệ thống nhiên liệu tích áp (common rail). - Việc nghiên cứu được thực hiện bằng phương pháp thử nghiệm đối chứng giữa các trường hợp sử dụng nhiên liệu diesel khoáng và nhiên liệu biodiesel qua phân tích đặc điểm quá trình cháy thông qua diến biến áp suất khí thể, công suất, tiêu hao nhiên liệu và phát thải của động cơ. - Việc thử nghiệm được thực hiện trên động cơ diesel common rail 1 xi lanh AVL 5402 với 3 mẫu nhiên liệu là diesel thương mại 0,05% lưu huỳnh, hỗn hợp 95% diesel thương mại với 5% diesel sinh học dầu cọ (B5), hỗn hợp 90% diesel thương mại với 10% diesel sinh học (B10). - Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng với cùng điều kiện tải trọng và tốc độ, quá trình cháy của biodiesel diễn ra sớm hơn so với nhiên liệu diesel khoảng 1,5-2 độ. - Điều này được giải thích là do nhiên liệu B5 và B10 có số xê tan lớn hơn số xê tan của nhiên liệu diesel. - Do đó, khi chuyển sang sử dụng B5 và B10, góc phun sớn được điều chỉnh muộn đi 1,5 đến 2 độ góc quay truc khuỷu. - Với góc phun sớm tối ưu này, đặc tính thay đổi công suất và suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ chạy với biodiesel dầu cọ B5, B10 không xấu hơn so với chạy với nhiên liệu diesel thương mại. - Thậm chí tại một số chế độ tốc độ, công suất khi chạy với nhiên liệu biodiesel còn được cải thiện hơn so với khi chạy với nhiên liệu diesel thường, kéo theo suất tiêu thụ nhiên liệu cũng được cải thiện. - Về đặc điểm phát thải, nhiên liệu sinh học B5 và B10 giúp giảm đáng kể hàm lượng phát thải HC, mức giảm trung bình khoảng 35%, có điểm đến 50% ở chế độ tốc độ 2000- 3000v/p. - Điều này là do nhiên liệu diesel sinh học chứa một hàm lượng oxy lớn giúp quá trình oxy hóa HC diễn ra nhanh và mạnh mẽ ngay từ lúc phản ứng cháy xảy ra. - Phát thải CO của động cơ khi chạy với nhiên liệu biodiesel B5 và B10 khác không đáng kể so với khi chạy với nhiên liệu diesel thường trong khi phát thải NOx của động cơ khi chạy với nhiên liệu B5 và B10 thấp hơn so với khi chạy với nhiên liệu diesel thông thường trung bình khoảng 15%-20%. - Lý do có thể là nhiệt độ khí thể của động cơ khi chạy với nhiên liệu biodiesel thấp hơn so với khi chạy với nhiên liệu diesel thường do nhiên liệu biodiesel cháy rớt ít hơn làm quá trình giãn nở triệt để hơn. - Hơn nữa nhiên liệu biodiesel thường có hàm 3 lượng nước cao hơn nhiên liệu diesel dẫn tới nhiệt độ khí cháy thấp hơn và do đó cũng làm giảm NOx. - Về phát thải CO2, ở tải thấp 3 mẫu nhiên liệu diesel, B5 và B10 có hàm lượng phát thải CO2 không khác nhau nhiều. - Tuy nhiên ở tải cao, B5 và B10 có hàm lượng phát thải CO2 cao hơn diesel thường do nhiên liệu biodiesel có hàm lượng oxy cao nên cháy kiệt hơn làm giải phóng nhiều CO2 hơn. - d, Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm và phân tích. - e, Kết luận Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học từ dầu cọ đến đặc tính làm việc và phát thải của động cơ diesel cho thấy sử dụng nhiên liệu biodiesel dầu cọ trên động cơ diesel với tỷ lệ pha vào diesel đến 10% đảm bảo động cơ làm việc bình thường mà không cần thay đổi kết cấu động cơ. - Khi sử dụng nhiên liệu biodiesel trên động cơ diesel hiện hành cần điều chỉnh giảm góc phun sớm so với khi chạy nhiên liệu diesel để cải thiện công suất và giảm tiêu hao nhiên liệu của động cơ. - Sử dụng nhiên liệu biodiesel giúp giảm đáng kể phát thải độc hại của động cơ, đặc biệt là HC và NOx, trong khi không làm giảm công suất và không làm tăng tiêu hao nhiên liệu của động cơ. - Nhiên liệu biodiesel dầu cọ rất phù hợp để sử dụng làm nhiên liệu thay thế trên các động cơ diesel hiện đại mà không cần thay đổi kết cấu của động cơ. - Nói tóm lại, sử dụng nhiên liệu biodiesel dầu cọ trên động cơ diesel với tỷ lệ pha vào diesel đến 10% giúp giảm đáng kể phát thải độc hại của động cơ, đặc biệt là HC và NOx, trong khi không làm giảm công suất và tăng tiêu hao nhiên liệu của động cơ. - Nhiên liệu biodiesel này có thể sử dụng được để làm nhiên liệu thay thế trong động cơ diesel hiện đại mà vẫn đảm bảo các đặc tính kinh tế kỹ thuật trong khi không cần thay đổi kết cấu của động cơ
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt