Đồ án khoa cơ điện, điện tử, đại học lạc hồng (34)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
----

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

GIÁO TRÌNH
MƠN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ô TÔ
SVTH: NGUYỄN HÙNG HIỂN
NGUYỄN ANH HÀO
NGÔ HỒ QUỐC BẢO
LÊ TRUNG HIẾU
TRẦN VĂN BẢY

- Đồng Nai 04/2022 –


TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CƠ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
----

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

GIÁO TRÌNH
MƠN NĂNG LƯỢNG MỚI TRÊN Ơ TƠ

GVHD: HỒNG NGỌC TÂN

- Đồng Nai 04/2022 –


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được đề tài “ Năng lượng mới trên ơ tơ” nhóm tác giả xin chân
thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Quý thầy, cô trong khoa.
Cơ điện - Điện tử, trường đại học Lạc Hồng. Đặc biệt nhóm tác giả xin được gửi
lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy, TS Hồng Ngọc Tân đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện cho nhóm có thể hồn thành tốt đề tài “Năng
lượng trên ơ tơ”. Nhóm tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Q thầy,
cơ và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!

Biên Hòa, tháng 4, năm 202
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Hùng Hiển
Nguyễn Anh Hào
Ngô Hồ Quốc Bảo
Lê Trung Hiếu
Nguyễn Văn Bảy


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu là của nhóm, các số liệu, kết quả nêu ra
trong đồ án tốt nghiệp là trung thực và chính xác.
Tơi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã
được xin phép, tất cả các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn
gốc.

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU

12

DANH MỤC HÌNH ẢNH

13

BÀI 1 : ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

1

MỤC TIÊU

1

NỘI DUNG

1

A. LÝ THUYẾT

1

1. Khái quát về nhiên liệu Biodiesel
1.1. Biodiesel là gì?

1
1

1.2. Đặc tính của biodiesel

1

1.3. Khí thải trên động cơ sử dụng biodiesel với các tỷ lệ pha diesel khác nhau

2

1.4. Biodiesel B100

3

1.5. Độ nhớt

5

1.6. Mặt hạn chế của biodiesel

5

1.7. Quá trình điều chế biodiesel

5

2. Ứng dụng dầu thực vật và Biodiesel vào động cơ
2.1. Đặc điểm động cơ dùng dầu thực vật và Biodiesel

7
7

2.1.1. Loại động cơ sử dụng dầu thực vật và biodiesel

7

2.1.2 Các thông số quan trọng của động cơ diesel khi sử dụng dầu thực vật

7

2.1.3. Các thông số quan trọng của động cơ diesel khi sử dụng biodiesel

9

2.2. Các vấn đề cần thực hiện khi sử dụng dầu thực vật và Biodiesel
2.2.1 Vấn đề tạo hỗn hợp khi dùng dầu thực vật và Biodiesel

9
9

2.2.2. Vấn đề tăng khả năng lưu thông của nhiên liệu qua bầu lọc khi dùng dầu
thực vật
10
2.2.3. Lựa chọn kiểu động cơ khi sử dụng dầu thực vật và biodiesel

10

a. Đối với dầu thực vật

10

b. Đối với biodiesel

10


3. Kỹ thuật cải tiến động cơ sử dụng dầu Diesel sang sử dụng dầu thực vật và
Biodiesel
3.1. Cải tiến động cơ ô tô sử dụng dầu Diesel sang sử dụng dầu thực vật và
Biodiesel
3.1.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ ô tô sử dụng dầu thực vật

12
12
12

3.2. Cải tiến động cơ Diesel tĩnh tại sang sử dụng dầu thực vật và Biodiesel

15

3.2.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ tĩnh tại sử dụng dầu thực vật

15

3.2.2. Nguyên lý hoạt động

17

B. THỰC HÀNH

17

BÀI 2 : ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU BIOGAS CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

18

MỤC TIÊU

18

NỘI DUNG

18

A. LÝ THUYẾT

18

1. Khái quát về Biogas
1.1. Giới thiệu tổng quát

18
18

1.2. Thành phần hóa học và một số tính chất của Biogas

18

1.2.1. Thành phần

18

1.2.2. Tính chất

19

2. Vài nét về tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu biogas
19
2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu biogas ở một số quốc gia trên thế
giới
20
a. Tình hình sản xuất và sử dụng Biogas ở Thụy Điển

20

b. Ở Trung Quốc

22

c. Ở các quốc gia khác

22

2.2. Sản xuất nhiên liệu khí từ ngun liệu sinh khối

23

2.2.1. Khí hóa Biomass

23

2.2.2. Nhiệt phân Biomass

23

2.2.3. Cơ chế của quá trình lên men biogas

24

2.2.4. Các hệ thống sản xuất biogas thông dụng ở nông thôn

25

2.3. Làm sạch và nâng cao chất lượng biogas

26

2.3.1. Làm sạch

26

2.3.2. Phân loại chất lượng biogas

26

2.3.3. Nâng cao chất lượng biogas

26

2.3.4. Vài nét về tình hình phát triển và nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu biogas
sử dụng cho phương tiện giao thông vận tải và phát điện

27
3. Một số nghiên cứu sử dụng nhiên liệu biogas cho động cơ đốt trong
3.1. Các dạng sử dụng nhiên liệu biogas cho động cơ đốt trong
a. Áp dụng ở động cơ hoạt động lưỡng nhiên liệu

33
33
34


b. Chuyển đổi động cơ nén cháy (động cơ diesel)

35

c. Chuyển đổi động cơ đánh lửa cưỡng bức

35

3.2. Một số vấn đề lưu ý khi sử dụng nhiên liệu biogas cho động cơ đốt trong

35

3.2.1. Khoảng thời gian đốt cháy của methane

35

3.2.2. Hiệu suất

36

3.3. Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của chất lượng nhiên liệu biogas đến đặc
tính hoạt động của động cơ đốt trong
39
3.3.1. Đối với động cơ đốt cháy cưỡng bức

39

3.3.2. Đối với động cơ nén cháy (động cơ Diesel hay CI)

45

3.4. Nghiên cứu sự hoạt động của một số loại động cơ đốt cháy cưỡng bức sử
dụng khí biogas làm nhiên liệu

46

3.4.1. Đối với loại động cơ có tỷ số nén thấp

46

3.4.2. Đối với loại động cơ có tỷ số nén cao

52

3.5. Lọc tạp chất trong khí biogas để sử dụng cho động cơ đốt trong

60

4. Kết luận
B. THỰC HÀNH

65
65

BÀI 3 : ỨNG DỤNG KHÍ THIÊN NHIÊN NÉN (CNG) CHO ĐỘNG CƠ Ô TÔ

66

MỤC TIÊU

66

NỘI DUNG

66

A. LÝ THUYẾT

66

1. Khí thiên nhiên
1.1. Sự hình thành khí thiên nhiên

66
66

1.2. Thành phần

68

1.3. Thành phần nguyên tố và nhiệt trị thấp của các loại khí

69

a. Nhiệt trị của nhiên liệu

69

b. Nhiên liệu khí có nhiệt trị lớn

69

c. Nhiên liệu khí có nhiệt trị trung bình

69

d. Nhiên liệu khí có nhiệt trị nhỏ

69

1.4. Tiềm năng sử dụng

69

1.5. Khí thiên nhiên - giải pháp mơi trường hiện nay

70

2. Khí thiên nhiên nén (Compressed Natural Gas - CNG)
2.1. Hệ thống nhiên liệu CNG đơn

71
71

a. Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu CNG đơn

71

b. Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu CNG đơn

72

2.2. Hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song

72

a. Ưu điểm của hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song

72

b. Nhược điểm của hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song

73


3. Ứng dụng nhiên liệu khí thiên nhiên cho các phương tiện giao thông
3.1. Biện pháp kỹ thuật

74
74

3.2. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ CNG

75

3.3. Tính năng động cơ

75

3.4. Mức độ phát thải ô nhiễm

77

3.5. Khả năng áp dụng

78

4. Sử dụng nhiên liệu khí cho động cơ trên xe bus:
4.1. Phương án sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên cho xe buýt

79
79

a. Cách 1

79

b. Cách 2

79

c. Các phương án bố trí :

80

4.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu khí CNG cho động cơ

82

4.2.1. Phần động cơ

82

4.2.2. Phần hệ thống cung cấp nhiên liệu

82

a. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu

83

b. Nguyên lý làm việc

83

4.2.3. Cấu tạo các bộ phận trong hệ thống CNG
a. Bình dự trữ nhiên liệu

84
84

4.2.4. Bộ giảm áp

89

4.2.5. Bộ trộn

90

4.2.6. Các van và hệ thống ống dẫn

90

B. THỰC HÀNH

92

BÀI 4 : ỨNG DỤNG KHÍ HÓA LỎNG (LPG) CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 93
MỤC TIÊU

93

NỘI DUNG

93

A. LÝ THUYẾT

93

1. Khái qt về khí hóa lỏng ( LPG )
1.1. Thành phần hóa học

93
93

a. Propan - C3H8

93

b. Butan - C4H10

94

1.2. Tính chất vật lý

94

1.3. Chỉ số Octane

95

1.4. Các ưu nhược điểm của nhiên liệu LPG:

95

a. Ưu điểm

95

b. Nhược điểm

96

c. Nhận xét

96

2. Các phương án chuyển đổi động cơ sang sử dụng khí hóa lỏng (LPG)

96


2.1. Các phương án chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng khí hóa lỏng

96

2.2. Các phương án chuyển đổi động cơ Diesel sang sử dụng khí hóa lỏng

98

2.3. Cải tạo hệ thống đánh lửa

99

2.3.1 Đánh lửa bằng tia lửa điện

99

2.3.2 Đánh lửa bằng cách phun nhiên liệu mồi

99

2.3.3 So sánh hai phương án đánh lửa

99

a. Ưu điểm của phương pháp phun nhiên liệu mồi

100

b. Nhược điểm của phương pháp phun nhiên liệu mồi

100

3. Cải tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu
3.1. Nguyên lý làm việc của bộ trộn khí LPG

100
102

3.2. Hệ thống phun LPG dưới dạng lỏng

104

4. Bố trí hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG trên ô tô
4.1. Hệ thống bốc hơi- giãn nở LPG
4.2. Bình chứa nhiên liệu

106

106
107

5. Khả năng ứng dụng LPG trên ô tô
108
5.1. Các phương án chuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệu truyền thống sang sử
dụng nhiên liệu LPG
108
5.1.1. Phương pháp thứ nhất: Loại động cơ dùng hệ thống LPG đơn

108

5.1.2. Phương pháp thứ hai: Động cơ sử dụng hệ thống nhiên liệu lỏng và LPG
109
5.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu

109

5.2.1. Hệ thống nhiên liệu tạo hịa khí LPG kiểu hòa trộn khuếch tán

109

5.2.2. Hệ thống nhiên liệu tạo hịa khí LPG kiểu phun

110

5.3. Các cụm chi tiết chính của hệ thống LPG trên ơtơ

111

5.3.1. Bộ trộn khí

111

5.3.2. Bộ giảm áp hóa hơi

112

5.3.3. Bình chứa LPG

114

5.3.4. Các cụm khác trong hệ thống LPG

114

6. Các ứng dụng công nghệ CNG trên ơ tơ
6.1. Hệ thống nhiên liệu LPG kiểu hịa trộn khuếch tán

114
114

6.1.1. Sơ đồ hệ thống

114

6.1.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống

115

6.1.3. Đánh giá tính năng kinh tế kỹ thuật của hệ thống LPG-xăng song song
trên xe KIA PRIDE
116
6.1.3.1.Thử nghiệm tính năng động lực học của xe

116

6.1.3.2. Thử nghiệm tính kinh tế nhiên liệu của xe

117

6.1.3.3. Thử nghiệm tính ơ nhiễm mơi trường

117


6.2. Hệ thống phun LPG Tartarini SGI-(sequential injection system)

118

6.2.1. Bộ điều chỉnh áp suất

118

6.2.2. Bộ điều khiển điện tử ( ECU)

119

6.2.3. Vịi phun (Injector Rails)

120

6.2.3. Bộ cơng tắc

120

B. THỰC HÀNH

123

BÀI 5 : CÔNG NGHỆ PIN NHIÊN LIỆU (FUEL CELL) TRÊN Ô TÔ

124

MỤC TIÊU

124

NỘI DUNG

124

A. LÝ THUYẾT

124

1. Khái quát về pin nhiên liệu (fuel cell)
1.1. Nguyên nhân phát triển pin nhiên liệu

124

124

1.2. Lịch sử phát triển của pin nhiên liệu

127

1.3. Ưu nhược điểm của pin nhiên liệu

127

a. Ưu điểm
1.4. Đặc điểm pin nhiên liệu

-

127
128

a. Độ tin cậy và hiệu suất cao

128

b. Đặc tính về mơi trường

129

c. Pin nhiên liệu như một bộ chuyển hoá năng lượng

129

1.5. Phân loại pin nhiên liệu

131

2. Cấu tạo pin nhiên liệu
2.1 Các cụm tế bào nhiên liệu

133
133

2.2. Khí Hydro nguyên chất

134

2.3. Anode/ Chất xúc tác

134

2.4. Cathode / Catalyst

134

2.5 Các cụm tế bào nhiên liệu

135

2.6. Khí Hydro nguyên chất

136

2.7. Anode/ Chất xúc tác

136

2.8. Cathode / Catalyst

136

2.9. Flow Plates (các bảng ngăn dòng)

137

2.10. Nhiên liệu giàu Hydro

137

3. Nguyên lý hoạt động của các loại pin nhiên liệu (Fuel Cell - FC)
3.1. Pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử (Polymer electrolyte
membrane fuel cell - PEMFC)

137

a) Đặc điểm của pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử

137

b) Cấu tạo pin nhiên liệu loại màng trao đổi chất cao phân tử

138

c) Nguyên lý hoạt động

139

137


3.2. Pin nhiên liệu loạt oxit rắn (solid oxide fuel cell - SOFC)
a) Đặc điểm của pin nhiên liệu loại oxit rắn

140
140

3.3. Pin nhiên liệu loại kiềm ( Alkaline fuel cell - AFC)

141

3.4. Pin nhiên liệu loại nấu chảy các bon ( Molten-carbon fuel cell - MCFC)

142

3.5. Pin nhiên liệu loại a xít phốt pho ric (phosphoric-acid fuel cell - PAFC)

143

3.6. Pin nhiên liệu loại mêtan (direct-methanol fuel cell - DMFC)

144

3.7. In nhiên liệu loại khơng khí – kẽm (Zinc air fuel cell - ZAFC)

144

3.8. Pin nhiên liệu loại gốm proton (Protonic Ceramic fuel cell - PCFC)

145

3.9. Pin nhiên liệu loại vi sinh (hay pin vi khuẩn)( Microbial fuel cell - MFC) 145
4. Một số lĩnh vực ứng dụng của pin nhiên liệu (FUEL CELL- FC)
4.1. Ứng dụng Fuel Cell Cho Laptop

146
147

4.2. Ứng Dụng Fuel Cell trên điện thoại di động

147

4.3. Ứng dụng Fuel Cell trên máy ảnh Kỹ thuật số

148

4.4. Fuel Cell Dùng Cho Máy Nghe Nhạc

148

5. Ứng dụng Fuel trên Các Phương Tiện Giao Thông
5.1. Xe đạp chạy pin nhiên liệu

149

150

5.2. Xe môtô chạy bằng pin nhiên liệu

151

5.3. Ứng dụng pin nhiên liệu trên ô tô

151

a. Sơ đồ nguyên lý của ô tô sử dụng pin nhiên liệu

151

b. Các bộ phận chính của pin nhiên liệu trên ơ tô

151

c. Giới thiệu một số ô tô sử dụng pin nhiên liệu

153

B. THỰC HÀNH

158


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1 Tính chất lý hóa cơ bản của một số biodiesel

2
Bảng 1. 2 Tính chất vật lý của hỗn hợp nhiên liệu ester dầu cải hịa với diesel
2
Bảng 1. 3 So sánh các thuộc tính của biodiesel và diesel
5
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của bộ máy phát điện Shriram Honda EBK 1200......44
Bảng 2.2. So sánh các thông số hoạt động của động cơ Shriram Honda......................50
Bảng 3. 1 So sánh giữa 2 dạng tồn tại của khí thiên nhiên
69
Bảng 3. 2 So sánh tính năng của nhiên liệu
73
Bảng 3. 3 So sánh thành phần Hydrocarbure trong khí thải của động cơ dùng xăng và
dùng khí thiên nhiên.
77
Bảng 3. 4 Thơng số kỹ thuật của một bình khí nén
86
Bảng 3. 5 Thơng số kiểm nghiệm cho bình khí nén
87
Bảng 3. 6 Bảng thơng số của bình chứa CNG
89


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Đồ thị biểu diễn nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí thải 3
Hình 1. 2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ ô tô sử dụng dầu thực vật
Hình 1. 3 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ tĩnh tại sử dụng dầu thực vật

13
16

Hình 2. 1 Nhà máy sản xuất biogas từ nguyên liệu là phụ phẩm thải ra của các nhà
máy sản xuất ethanol và biodiesel tại Thụy Điển
20
Hình 2. 2 Sơ đồ liên hệ giữa thành phố và nơng thơn trong sản xuất và sử dụng biogas
21
Hình 2. 3 Sơ đồ một dự án sản xuất khí biogas (Thụy Điển)
22
Hình 2. 4 Hệ thống sản xuất biogas kiểu vịm cố định
25
Hình 2. 5 Hệ thống sản xuất biogas kiểu vịm nổi
25
Hình 2. 6 Sự phát triển của việc sử dụng biogas làm nhiên liệu cho xe ở Thụy Điển 27
Hình 2. 7 Hình ảnh một trạm cung cấp biogas cho xe ở Thụy Điển
28
Hình 2. 8 Xe tải chuyên dùng cung cấp biogas cho các trạm nạp biogas cho ơ tơ ở
Thuỵ Điển
28
Hình 2. 9 Sơ đồ hệ thống phát điện kết hợp động cơ chạy bằng biogas của hãng Aisin
Seiki
30
Hình 2. 10 Xe gắn máy chạy bằng biogas của hãng Osaka Gas
32
Hình 2. 11 Sơ đồ nguyên lý nhà máy sản xuất nhiên liệu biogas sử dụng cho ơ tơ
32
Hình 2. 13 Một dạng hệ thống buồng cháy trước
38
Hình 2. 12 Hệ thống buồng cháy mở
38
Hình 2. 14 Một số đặc tính của nhiên liệu biogas
39

Hình 2. 15 Đặc điểm áp suất quá trình cháy trong
40
Hình 2. 16 So sánh đặc tính ngồi của động cơ
40
Hình 2. 17 Đặc điểm công suất và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ dùng biogas 41
Hình 2. 18 Đặc tính hiệu suất moment động cơ (BTE) sử dụng nhiên liệu biogas 41
Hình 2. 19 Đặc điểm phát sinh ơ nhiễm NOx khi động cơ dùng nhiên liệu biogas 42
Hình 2. 20 Đặc điểm phát sinh ô nhiễm HC và CO của nhiên liệu biogas khi sử dụng
cho động cơ đốt trong.
42
Hình 2. 21 Vận tốc cháy rối của nhiên liệu biogas
43
Hình 2. 22 Vận tốc cháy rối của nhiên liệu biogas
44
Hình 2. 23 Biện pháp đốt cháy nhanh giúp cải thiện
44
Hình 2. 24 Ảnh hưởng của việc bổ sung H2
45
Hình 2. 25 So sánh hiệu suất tổng thể của động cơ CI ở các trường hợp có sử dụng
nhiên liệu khí biogas và trường hợp chỉ sử dụng nhiên liệu truyền thống
46
Hình 2. 26 Sự thay đổi tỷ lệ tương đương của hỗn hợp
48
Hình 2. 27 So sánh tỷ lệ tương đương theo tải của động cơ
49
Hình 2. 28 So sánh hiệu suất tổng thể theo tải
49
Hình 2. 29 So sánh hiệu suất
50
Hình 2. 30 Động cơ TVS VICTOR GLX

53
Hình 2. 31 Động cơ xăng nguyên thủy TVS Victor
54
Hình 2. 32 Cung cấp nhiên liệu biogas cho động cơ TVS Victor
54


Hình 2. 33 Sự thay đổi tỷ lệ tương đương theo tải ở trường hợp cung cấp biogas cho
động cơ TVS Victor theo phương thức hỗn hợp hịa trộn trước
55
Hình 2. 34 So sánh hiệu suất thể tích của động cơ TVS Victor giữa chế độ khơng tải
và có tải khi sử dụng nhiên liệu biogas theo phương thức cung cấp hỗn hợp nhiên liệu
hịa trộn trước
55
Hình 2. 35 Sự thay đổi hiệu suất tổng thể của động cơ
56
Hình 2. 36 So sánh ơ nhiễm HC của động cơ
57
Hình 2. 37 Bố trí phun biogas vào đường nạp ở động cơ TVS Victor
57
Hình 2. 38 So sánh các tỷ lệ tương đương khi hoạt động của động cơ TVS Victor ở các
phương thức cung cấp hỗn hợp hòa trộn trước và phun vào đường nạp
58
Hình 2. 39 So sánh hiệu suất thể tích của động cơ TVS Victor giữa phương thức cung
cấp hỗn hợp hòa trộn trước với phương thức phun vào đường nạp
58
Hình 2. 40 So sánh hiệu suất tổng thể của động cơ TVS Victor
59
Hình 2. 41 Hiệu suất nhiệt của động cơ TVS Victor khi hoạt động với nhiên liệu
biogas được cung cấp bằng phương thức phun vào đường nạp.

60
Hình 2. 42 Sơ đồ hệ thống xử lý lọc tạp chất khí biogas để
62
Hình 2. 43 Lõi lọc H2S trong biogas bằng phơi sắt tiện
62
Hình 2. 44 Sơ đồ cột hấp thụ CO2 bằng nước
63
Hình 2. 45 Chạy thử nghiệm biogas trên động cơ
64

Hình 3. 1 Cấu trúc một mỏ khí thiên nhiên
Hình 3. 2 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG đơn
Hình 3. 3 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu lỏng và CNG song song
Hình 3. 4 Một hệ thống nhiên liệu CNG điển hình
Hình 3. 5 Nồng độ khí thải của động cơ CNG so với tiêu chuẩn
Hình 3. 6 Mức độ phát thải tổng cộng của động cơ
Hình 3. 7 Bố trí phương án 1
Hình 3. 8 Bố trí phương án 2
Hình 3. 9 Bố trí phương án 3
Hình 3. 10 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu CNG
Hình 3. 11 Sơ đồ bố trí bình chứa CNG trên xe du lịch
Hình 3. 12 Mặt cắt ngang của bình chứa nhiên liệu CNG
Hình 3. 13 Hệ thống bình chứa nhiên liệu CNG lắp lên chassis
Hình 3. 14 Cấu tạo bộ giảm áp
Hình 3. 15 Cấu tạo bộ trộn
Hình 3. 16 Cấu tạo van giảm áp
Hình 3. 17 Van an tồn
Hình 3. 18 Van khóa bình nhiên liệu CNG
Hình 3. 19 Đầu nạp nhiên liệu CNG

Hình 4. 1 Sơ đồ nguyên lý của bộ chế hòa khí LPG
Hình 4. 2 Xe gắn máy kiểu WAVE 110cc sau khi lắp xong
Hình 4. 3 Nồng độ khí CO và HC của động cơ xăng và LPG
Hình 4. 4 Sơ đồ ngun lý bộ trộn khí LPG
Hình 4. 5 Sơ đồ phun nhiên liệu từ đường ống nạp động cơ

67
71
72
75
78
78
80
81
81
83
85
88
89
89
90
90
91
91
92

97
97
98
103

104


Hình 4. 6 Hệ thống phun nhiên liệu LPG dưới dạng lỏng
Hình 4. 7 Sơ đồ nguyên lý bộ giảm áp - hố hơi LPG
Hình 4. 8 Bố trí các hệ thống trên ơtơ sử dụng LPG
Hình 4. 9 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu LPG kiểu hòa trộn khuếch tán
Hình 4. 10 Hệ thống nhiên liệu tạo hịa khí LPG kiểu phun
Hình 4. 11 Sơ đồ nguyên lý bộ trộn khí LPG
Hình 4. 12 Sơ đồ ngun lý bộ giảm áp - hố hơi LPG
Hình 4. 13 Bình chứa LPG
Hình 4. 14 Sơ đồ bố trí hệ thống nhiên liệu LPG-xăng song song
Hình 4. 15 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu LPG-xăng song song
Hình 4. 16 Bộ điều chỉnh áp suất
Hình 4. 17 Bộ điều khiển điện tử ( ECU)
Hình 4. 18 Thanh Rail - vịi phun
Hình 4. 19 Cơng tắc chuyển đổi
Hình 4. 20 Sơ đồ hệ thống phun LPG
Hình 4. 21 Bộ điều chỉnh áp suất lắp trên động cơ

105
107
108
110
111
112
113
114
115
116

119
120
120
121
122
123


BẢNG VIẾT TẮT


BÀI 1 : ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL CHO ĐỘNG CƠ
ĐỐT TRONG
MỤC TIÊU
Học xong bài này học viên có khả năng:
- Mơ tả được cơng thức hố học và đặc điểm cấu tạo của nhiên liệu BioDiesel.
- Giải thích chính xác được đặc điểm kỹ thuật của nhiên liệu BioDiesel.
- Giải thích được các ưu nhược điểm và khả năng ứng của nhiên liệu
BioDiesel.
- Đề ra được các giải pháp để ứng dụng nhiên liệu BioDiesel làm nhiên liệu
cho động cơ đốt trong.

NỘI DUNG
A. LÝ THUYẾT
1. Khái quát về nhiên liệu Biodiesel
1.1. Biodiesel là gì?
Biodiesel là những mono ankyl ester, nó là sản phẩm của q trình ester hóa của
các axit hữu cơ có nhiều trong dầu mỡ động thực vật. Nó là nhiên liệu có thể thay thế
cho dầu diesel truyền thống, sử dụng trong động cơ đốt trong.
Dưới tác dụng của chất xúc tác, dầu thực vật + methanol hoặc ethanol cho sản

phẩm ester + glycerine + axit béo (ester hóa dầu thực vật bằng ethanol khó hơn bằng
methanol).
Ví dụ: 1.05 tấn dầu cải + 0.11 tấn methanol cho ra 1 tấn ester + 0.1 tấn glycerine +
0.025 tấn axit béo.
Thông thường biodiesel được sử dụng ở dạng nguyên chất hay dạng hỗn hợp với
dầu diesel. Ví dụ như B20 là hỗn hợp gồm 20% biodiesel và 80% diesel có nguồn gốc
dầu mỏ.
1.2. Đặc tính của biodiesel
Tính chất vật lý của biodiesel tương tự như diesel nhưng tốt hơn diesel về mặt chất
thải.
Biodiesel khắc phục được những nhược điểm của dầu thực vật như độ nhớt quá
lớn (cao gấp 6 – 14 lần diesel), chỉ số Cetan thấp, dễ bị trùng hợp.
Trang 1


Các loại biodiesel đều có tỉ lệ % trọng lượng oxy khá lớn, đây là điều mà dầu
diesel khơng có.
Tính chất lý hóa cơ bản của một số biodiesel nêu ở bảng sau:
Bảng 1. 1 Tính chất lý hóa cơ bản của một số biodiesel
Khối lượng Độ nhớt Điểm
Điểm
Nhiệt trị (MJ/kg)
ESTER
riêng
(ở 200C)
đục
chớp lửa
(kCal/kg)
(g/cm3)
(cSt)

(0C)
(0C)
Metyl dầu cải
0.88
7.09
-5
171
37.70 (9020)
Oleate của
0.88
7.4
-14
37.37 (8940)
methyl kỹ thuật
Methyl dầu dừa
0.886
5.3
-2
93
37.83 (9050)
Dầu diesel
0.836
5.3
-2
60
43.80 (10478)
ESTER
Cặn
Chỉ số Cetan
Metyl dầu cải

1.2
43
Oleate của methyl kỹ thuật
0.8
54
Methyl dầu dừa
0.7
43
Dầu diesel
<0.01
45 - 50
Sau đây là bảng so sánh một số tính chất vật lý của hỗn hợp nhiên liệu ester dầu
cải hòa với diesel ở các tỉ lệ % khác nhau:
Bảng 1. 2 Tính chất vật lý của hỗn hợp nhiên liệu ester dầu cải hịa với diesel
Chỉ tiêu
Chỉ số Cetan
Khối lượng riêng
(g/cm3)
Độ nhớt
(mm2/s)
Điểm nóng chảy
(0C)
Điểm vẩn đục
(0C)
%O2 theo
khối lượng
Nhiệt trị
(kJ/kg)

Diesel

52.0
0.840

B20
52.0
0.846

B30
52.4
0.851

B40
52.8
0.856

B50
53.2
0.861

B75
54.1
0.873

B100
54.1
0.884

4.8

4.9

5.2

5.5

5.8

6.4

13.1

-9

-9

-9

-9

-9

-9

-12

-6

-6

-5

-5

-5

-5

-5

0.00

2.35

3.30

4.60

5.95

8.86

10.70

43800

41983

41443

40903

40600

38664

37370

1.3. Khí thải trên động cơ sử dụng biodiesel với các tỷ lệ pha diesel khác nhau
Các thí nghiệm được thực hiện ở Mỹ

Trang 2


Hình 1. 1 Đồ thị biểu diễn nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí thải

Một trong những vấn đề gặp khó khăn đối với nhiên liệu Biodiesel thành phần
NOX tăng.
Nhiên liệu phụ gia và hịa trộn thích hợp sẽ làm giảm mức độ phát sinh NOX
trong khí thải.
Khi hịa trộn 20% biodiesel với dầu diesel nguyên chất thì thành phần hạt bụi
PM giảm 10-15% tuy nhiên NOX tăng 1-3%.
Bằng thí nghiệm nếu dùng nhiên liệu Biodiesel với thành phần của dầu đậu
tương và mỡ cá thêm một số chất phụ gia 10% hợp chất thơm(aromatic) thì hàm
lượng chất thải PM giảm 12%, NOx giảm 6%.
1.4. Biodiesel B100
Lưu trữ, hòa trộn và sử dụng B100 rất khác B20 hoặc các loại biodiesel hịa trộn
khác. Tuy nhiên các thơng tin này cũng giúp ít khi sử dụng B20.
B100 có những thuộc tính hóa lý tương tự như dầu diesel sản xuất từ dầu mỏ và
việc có thể sử dụng trong các động cơ diesel với chút ít hoặc khơng có thay đổi về
động cơ hoặc hệ thống nhiên liệu. B100 có thể được sử dụng như 1 loại nhiên liệu

nguyên chất trong các động cơ diesel, có sự khác nhau quan trọng giữa B100 và nhiên
liệu diesel truyền thống đó là cần quan tâm đến sự khác nhau giữa B100 và diesel.
B100 là 1 dung mơi tốt. Nó có thể làm rã hoặc hòa tan cặn trong thùng chứa hoặc
trong hệ thống nhiên liệu. Nếu hệ thống nhiên liệu có cặn, cần phải làm sạch thùng
chứa và hệ thống nhiên liệu trước khi sử dụng B100.
B100 đóng băng ở nhiệt độ cao hơn hầu hết các loại diesel truyền thống. Hầu hết
Trang 3


B100 bắt đầu vẫn đục trong khoảng 350F -600F vì thế đường ống nhiên liệu nóng và
thùng chứa cần phải làm trơn trong những vùng khí hậu ơn đới. Khi B100 bắt đầu đặc
quánh , tính nhầy bắt đầu tăng và nó tăng đến mức cao hơn nhiều so với nhiên liệu
diesel điều này có thể tăng ứng suất trong hệ thống phun và bơm nhiên liệu .Những
thuộc tính thời tiết lạnh là lý do lớn nhất khiến nhiều người chọn biodiesel pha lỗng.
B100 khơng thích hợp với 1 vài lại đường ống và đệm cao su.Nó làm mềm và
giảm tính chất của 1 số hợp chất cao su có trong đường ống và đệm.Ví dụ cao su buna
N, nitrile, cao su thiên nhiên và có thể làm giảm tính chất của chúng đến mức rò rỉ và
gãy vụn hoặc khơng sử dụng được. Điều này có làm tràn nhiên liệu ra khỏi động cơ
nóng, làm nát một bơm nhiên liệu, hoặc làm nghẹt bơm nhiên liệu. Vì vậy nếu sử dụng
B100 thì cần chăm sóc động cơ nhiều hơn. Đã có 1 số hệ thống khơng sử dụng được
loại nhiên liệu này. Nhưng khơng vì những lý do trên mà nhiên liệu này có đắt hơn
chút ít so với diesel.
B100 thì khơng thích hợp với một vài kim loại và chất dẻo. B100 sẽ hình thành
mức cặn cao nếu tiếp xúc 1 thời gian dài với đồng hoặc các hợp kim của đồng như
đồng thau, đồng đỏ hoặc với chì, thiếc, kẽm, ví dụ những bề mặt lớp mạ bằng điện.
Mức cặn cao này có thể gây ra nghẹt lọc. Những hệ thống của động cơ diesel thì được
giả thiết là không chứa những chất này nhưng đôi khi chúng có thể xảy ra. Ví dụ sử
dụng đường ống bằng đồng.Trong 1 số trường hợp B100 có thể thấm qua được 1 vài
loại chất dẻo tiêu biểu sau 1 thời gian (polyethylene, polypropylene) vì khơng dùng
bình chứa bằng các chất này để chứa B100. Có những thuộc tính hóa lý khác của

biodiesel khác nhau đáng kể so với diesel dầu mỏ và những điểm khác nhau này cung
cấp những lợi ích quan trọng. Biodiesel chứa hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn diesel
hiện nay trong khi tạo ra sự gia tăng đáng kể bôi trơn. Đa số các B100 đã đạt được các
quy định mới của EPA (US Environmental Protection Agency ) yêu cầu tất cả các
nhiên liệu động cơ diesel chạy trên đường phải chứa thành phần lưu huỳnh thấp hơn
15 ppm (phần triệu) năm 2006. Trong tương lai những loại nhiên liệu diesel có lưu
huỳnh cực thấp (Ultra low sulfur diesel-USD) sẽ tạo ra những khó khăn trong việc bơi
trơn. Biodiesel ngun chất hoặc biodiesel pha lỗng với ULSD có thể tăng tính bơi
trơn từ 1% - 2% . Biodiesel cũng chứa 11% Oxy, trị số octan cao hơn diesel chút ít
điều này cung cấp sự cháy hồn tồn tốt hơn và làm giảm nhiều khí thải.
Bảng 1. 3 So sánh các thuộc tính của biodiesel và diesel
Trang 4


Thuộc tính nhiên liệu
Diesel
Nhiên liệu tiêu chuẩn
ASTM D975
Nhiệt trị thấp , Btu/gal
~ 129 050
Độ nhớt động học ở 400C
1,3 -> 4,1
Khối lượng riêng , kg/l ở 600F
0,85
Tỷ trọng , lb/gal ở 150C
7,079
Nước và cặn , % thể tích
0,05 max
Hàm lượng C , % về khối lượng
87

Hàm lượng H , % về khối lượng
13
Hàm lượng O , % về khối lượng
0
Hàm lượng Sulfur , % về khối lượng
0,05 max
Điểm sôi (Boiling Point), 0C
180 -> 340
Điểm chớp lửa (Flash Point), 0C
60 –> 80
Điểm vẩn đục (Cloud Point), 0C
-15 -> 5
(Pour Point), 0C
-35 -> -15
Trị số cetan
40 - 55
Lubricity SLBOCLE, grams
2000 - 5000
Lubricity HFRR, microns
300 - 600
(ASTM: American Society for Testing and Material )

Biodiesel
ASTM D6751
118 170
4,0 -> 6,0
0,88
7,328
0,05 max
17

12
11
0 -> 0,0024
315-> 350
100 -> 170
-3 -> 12
-14 -> 10
48 – 65
> 7000
< 300

1.5. Độ nhớt
Biodiesel pha lỗng với diesel có thể làm tăng độ nhớt của diesel.Với 0,25%
biodiesel pha vào đã làm tăng độ nhớt trong nhiên liệu .
1.6. Mặt hạn chế của biodiesel
Biodiesel chứa ít hơn 8% năng lượng trên mỗi gallon nhiên liệu so với dầu
diesel loại 2 ở Mỹ; ít hơn 12,5 % năng lượng trên mỗi pound nhiên liệu .
Btu / lb
Btu / gal
Diesel loại 2
18300
129050
Biodiesel
16000
118170
Sự khác nhau về mặt lượng chỉ có thể lưu ý khi bạn sử dụng B100. Nếu bạn sử
dụng B20, sự khác nhau về mặt cơng suất, momen xoắn, tiết kiệm nhiên liệu có thể từ
1% - 2% tùy thuộc loại nhiên liệu diesel mà bạn dùng để pha loãng. Hầu hết người sử
dụng đều báo cáo là chỉ có chút ít khác nhau giữa B20 và diesel loại 2.
1.7. Quá trình điều chế biodiesel

Nhiên liệu biodiesel được làm từ dầu thực vật, mỡ động vật còn mới hay đã qua sử
dụng. Nguyên tắc của quá trình: dầu mỡ tác dụng với cồn methanol hoặc ethanol tạo ra
ester. Các ester này chính là biodiesel. Sản phẩm phụ của quá trình này là glycerin sử
dụng trong ngành dược và mỹ phẩm.
Trang 5


Hiện nay biodiesel được sản xuất từ quá trình chuyển hóa ester. Dầu thực vật, mỡ
động vật sau khi lọc được thủy phân trong môi trường kiềm để tách axit béo tự do. Sau
đó được trộn với cồn (thường là methanol) và chất xúc tác Natri hay Kali Hydroxit để
triglyceride phản ứng tạo ra este và glycerin. Cuối cùng là giai đoạn tách và làm sạch.
Các phản ứng hóa học:

CH 2COOR1
|
CHCOOR 2
|
CH 2COOR 3
RCOOH

OH








CH3OH

CH 2OH
|
CHOH
|
CH 2OH +

R1COOH
R 2COOH
R 3COOH

NaOH(KOH)

 RCOOCH3



H 2O

RCOOCH3 được gọi là biodiesel.
Sơ đồ sản xuất biodiesel:
Dầu mỡ
Lọc

Thủy phân trong
mơi trường kiềm

Este hóa bằng methanol
hoặc ethanol

Chất xúc tác

Tách

Làm sạch

Biodiesel
Từ những điều trình bày trên ta thấy biodiesel có các đặc tính gần giống như
diesel, thích hợp sử dụng trên động cơ đốt trong và việc tìm kiếm loại dầu thực vật đáp
ứng được tiêu chuẩn làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, không cạnh tranh với thực
Trang 6


phẩm, có thu lợi được cao là điều rất cần làm.
Trong các loại cây lấy dầu có chiết suất lớn và có sản lượng phong phú, thích hợp
với điều kiện khí hậu miền Nam nước ta phải kể đến cây dừa. Về cây dừa chúng ta
chưa có một điều tra cơ bản đầy đủ nhưng đứng về mặt kỹ thuật thì nó là một nguồn
nhiên liệu tốt cho động cơ đốt trong: Nhiệt trị cao, độ nhớt thấp nhất trong các loại dầu
thực vật, chỉ số Cetan cao gần bằng diesel, là nhiên liệu linh động có thể pha với diesel
ở bất cứ tỉ lệ nào . . . Do đó nó là một trong những ứng cử viên sáng giá cho việc
nghiên cứu và chế biến làm nhiên liệu biodiesel cho động cơ đốt trong.
Mặt khác theo giáo sư Chu Phạm Ngọc Sơn thì cây cọ dầu (có tính chất gần như
cây dừa) là một cây công nghiệp rất đáng lưu ý, sản lượng cao hơn dừa nhiều, khoảng
3.5 tấn/ha, thu lợi trên mỗi hecta là 2505 đôla. Việc nghiên cứu tốt cây dừa làm nhiên
liệu cho động cơ sẽ tạo điều kiện cho việc nghiên cứu cây cọ dầu.
2. Ứng dụng dầu thực vật và Biodiesel vào động cơ
2.1. Đặc điểm động cơ dùng dầu thực vật và Biodiesel
2.1.1. Loại động cơ sử dụng dầu thực vật và biodiesel
Dầu thực vật và biodiesel được sử dụng trên động cơ diesel. Căn bản là có hai loại
động cơ diesel là: Buồng cháy phân cách và buồng cháy trực tiếp. Đối với dầu thực vật

chỉ sử dụng trên buồng cháy phân cách, cịn biodiesel thì sử dụng được trên cả buồng
cháy phân cách và buồng cháy gián tiếp, đây chính là ưu điểm nổi bật của biodiesel.
Dầu thực vật và biodiesel có thể pha trộn với diesel ở bất kỳ tỷ lệ nào khi sử dụng
trên động cơ diesel.
2.1.2 Các thông số quan trọng của động cơ diesel khi sử dụng dầu thực vật
Dầu thực vật là nhiên liệu có chứa nhiều oxy, chính vì điều này mà dầu thực vật có
thể cháy với dư lượng khơng khí bé mà vẫn cháy hồn tồn.
Dầu thực vật khơng hồn tồn bay hơi hết và đó có lẽ là nguyên nhân gây đóng
muội than trên buồng cháy.
Đo chỉ số cetan thấp nên thời gian cháy trễ của dầu thực vật tăng lên khoảng gấp
đơi. Nếu khơng thay đổi góc phun sớm thì thời điểm bắt đầu bốc cháy và thời gian
cháy nhanh và cháy chính lùi về phía sau.
Đối với dầu thực vật thì khi đã bốc cháy thì tốc độ cháy nhanh hơn so với dầu
diesel, điều này làm cho quá trình cháy kết thúc cùng một lúc như dùng dầu diesel.
Trang 7


Nếu tăng góc phun sớm lên vài độ thì đồ thị P _ V của chúng là như nhau.
Cũng do chỉ số cetan thấp mà độ tăng áp suất theo góc quay trục khuỷu △P/ △ϕ có
giá trị cao hơn, PZmax cao hơn. Thời gian kéo dài đỉnh ngọn lửa ngắn hơn làm cho
đỉnh đường cong P _ V nhọn hơn.
Có thể tăng chỉ số cetan cho dầu thực vật bằng cách: Dùng thêm chất phụ gia
“procetan”, pha loãng dầu thực vật bằng dầu diesel, ester hóa dầu thực vật tạo thành
biodiesel.
Độ nhớt của dầu thực vật lớn hơn diesel khoảng 6 – 17 lần, độ nhớt lớn làm khả
năng thông qua của dầu thực vật trong bộ lọc kém, chất lượng phun nhiên liệu và hòa
trộn nhiên liệu tồi ảnh hưởng đến tính kinh tế và hiệu quả động cơ.
Để giảm độ nhớt dầu thực vật ta có các biện pháp sau: Sấy nóng nhiên liệu, pha
lỗng với diesel, ester hóa.
ge và gi thực tế lớn hơn khoảng 13.4% (đối với dầu hạt cải). Trong đó khoảng

3.5% là do động cơ diesel vốn không phải thiết kế và chế tạo để dùng dầu thực vật và
9.8% là do nhiệt trị nhỏ hơn.
Phân tích đồ thị p - ϕ trên một động cơ cụ thể sẽ sáng tỏ thêm về ảnh hưởng của
góc phun sớm và tỉ lệ pha dầu hạt cải vào dầu diesel:
* Nếu tỉ lệ pha 40% thì hiệu suất chỉ thị khơng phụ thuộc vào góc phun sớm.
* Nếu vẫn giữ nguyên góc phun sớm ban đầu (18°) thì đo góc phun sớm khơng
phù hợp với chỉ số cetan thấp của dầu thực vật nên càng tăng tỉ lệ pha thì hiệu suất
càng giảm.
* Với góc phun sớm thích hợp hơn (210) thì khi tăng tỉ lệ pha hiệu suất có tăng
theo.
* Khi tỉ lệ dầu diesel là 10% thì dù góc phun sớm là 18° hay 21°, hiệu suất vẫn cao
hơn khi dùng 100% dầu thực vật. Có thể giải thích điều này là phun một ít dầu diesel
vào buồng cháy có tác dụng dẫn lửa tốt cho sự cháy của dầu thực vật.
Thí nghiệm này cho thấy khi chuyển động cơ diesel sang dùng dầu thực vật thì
hiệu suất động cơ có giảm, nhưng thật ra còn phụ thuộc nhiều vào việc dùng loại
buồng cháy nào.
Những thí nghiệm của Higeli năm 1990 cho thấy sự thay đổi của moment và hiệu
suất có ích của động cơ khi dùng hai loại nhiên liệu khác nhau. Qua thí nghiệm này thì
khi dùng dầu hướng dương hiệu suất nhiệt cao hơn so với khi dùng dầu diesel, momen
Trang 8


động cơ cũng lớn hơn. Theo Higeli là do nhiệt độ thành buồng cháy thấp hơn. Khi n >
2000 vòng/phút thì moment động cơ giảm là do bộ lọc nhiên liệu không đáp ứng được
khả năng lưu thông.
2.1.3. Các thông số quan trọng của động cơ diesel khi sử dụng biodiesel
Biodiesel cũng là nhiên liệu chứa nhiều oxy do đó có thể cháy với dư lượng khơng
khí nhỏ mà vẫn đảm bảo cháy hoàn toàn.
Chỉ số cetan của biodiesel cao hơn dầu thực vật nhưng nhỏ hơn diesel một chút, do
đó thời gian cháy trễ có lớn hơn. Biodiesel khi đã bốc cháy thì tốc độ cháy nhanh hơn

so với diesel, do đó khi sử dụng biodiesel thì thay đổi góc phun sớm (nhỏ hơn dầu thực
vật) khoảng 19 – 200 hoặc có thể khơng thay đổi góc phun sớm.
Đối với biodiesel dầu dừa có chỉ số cetan bằng 43 gần bằng với diesel nên có thể
khơng thay đổi góc phun sớm.
Độ nhớt của biodiesel gần bằng với diesel, để tăng hiệu quả kinh tế và hiệu suất
động cơ ta có thể sấy nóng nhiên liệu.
Đối với biodiesel dầu dừa thì độ nhớt của nó bằng với diesel.
Suất tiêu hao nhiên liệu của biodiesel nhỏ hơn diesel khoảng 10% chủ yếu do nhiệt
trị của biodiesel nhỏ hơn diesel.
2.2. Các vấn đề cần thực hiện khi sử dụng dầu thực vật và Biodiesel
2.2.1 Vấn đề tạo hỗn hợp khi dùng dầu thực vật và Biodiesel
Do so với dầu diesel thì dầu thực vật và biodiesel có độ nhớt cao hơn, chỉ số cetan
thấp hơn, sức căng bề mặt lớn hơn nên để có sự phun đều, phun tơi nhiên liệu vào
buồng cháy không nên chỉ dựa vào năng lượng của tia phun mà cần có sự hỗ trợ của
một trong các năng lượng tạo hỗn hợp khác như:
- Tạo thêm xoáy lốc mạnh hoặc rối mạnh trong buồng cháy.
- Sử dụng năng lượng xoáy lốc mạnh của loại buồng cháy xoáy lốc.
- Sử dụng năng lượng của khí cháy trong buồng cháy dự bị.
Theo hướng này thì dùng các loại buồng cháy phân cách có lợi điểm là làm cho
thời gian cháy trễ bớt nhạy cảm với tính chất của nhiên liệu, sự đốt cháy nhiên liệu tốt
hơn, sự đóng muội than lên thành buồng cháy cũng ít hơn. Các thí nghiệm cũng cho
thấy lúc này các chất ô nhiễm trong khí thải cũng ít hơn.

Trang 9


2.2.2. Vấn đề tăng khả năng lưu thông của nhiên liệu qua bầu lọc khi dùng dầu
thực vật
Do dầu thực vật và một số biodiesel có độ nhớt cao, nhiệt độ vẫn đục thấp nên
phải giải quyết vấn đề đủ nhiên liệu qua bầu lọc. Có thể dùng biện pháp tăng thêm bầu

lọc hoặc sấy nóng nhiên liệu trước khi đến bầu lọc, biện pháp này còn làm cho chất
lượng phun tốt hơn.
2.2.3. Lựa chọn kiểu động cơ khi sử dụng dầu thực vật và biodiesel
a. Đối với dầu thực vật
- Dầu thực vật chỉ sử dụng trên động cơ có buồng cháy phân cách.
- Điều chỉnh góc phun sớm thích hợp 20 – 210.
- Với hỗn hợp dưới 20% dầu thực vật khơng cần có sự hiệu chỉnh nào của các bộ
phận động cơ.
- Với hỗn hợp từ 20% đến 50% dầu thực vật cần trang bị bầu lọc nhiên liệu có khả
năng thơng qua mạng và hệ thống sấy nhiên liệu trước khi qua bầu lọc. Nếu dùng
dầu thực vật có nhiệt độ vẫn đục lớn (như dầu dừa chẳng hạn) thì vào mùa đơng để
dễ khởi động nên dùng dầu diesel.
- Với hỗn hợp từ 50% đến 100% dầu thực vật cần có bầu lọc nhiên liệu có khả năng
thơng qua mạng và hệ thống sấy nhiên liệu trước khi qua bầu lọc. Nếu dùng dầu
thực vật có nhiệt độ vẫn đục lớn (như dầu dừa chẳng hạn) thì vào mùa đơng để dễ
khởi động nên dùng dầu diesel. Nên dùng bơm cao áp, vịi phun có chu kỳ lớn hơn.
- Nên dùng buồng cháy xoáy lốc cho những động cơ công suất không lớn (xe du lịch,
xe tải nhẹ). Động cơ máy kéo có thể dùng buồng cháy thống nhất nhưng với tỉ lệ
pha dầu thực vật thấp.
b. Đối với biodiesel
- Biodiesel có thể dùng trên động cơ có buồng cháy trực tiếp và buồng cháy phân
cách.
- Biodiesel gần như hồn tồn thích hợp cho động cơ diesel, khi sử dụng biodiesel
trên động cơ diesel gần như khơng thay đổi đặc tính của động cơ.
- Đối với biodiesel có độ nhớt cao thì khi sử dụng với tỷ lệ hỗn hợp lớn cần có hệ
thống sấy nhiên liệu trước khi qua bầu lọc.
- Để tăng tính năng của động cơ nên sử dụng buồng cháy xoáy lốc.
Trang 10