Luận văn:NGHIÊN CỨU GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG BẰNG BỘ XÚC TÁC BHKW6 CHO Ô TÔ THACO FD 2300A pot

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG



HUỲNH THANH HIẾU


NGHIÊN CỨU GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
BẰNG BỘ XÚC TÁC BHKW6 CHO Ô TÔ THACO FD 2300A


Chuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô Máy kéo
Mã số: 60.52.35




TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT




Đà Nẵng - Năm 2012


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG VIỆT DŨNG



Phản biện 1: PGS.TS. TRẦN THANH HẢI TÙNG



Phản biện 2: PGS.TS. LÊ ANH TUẤN



Luận văn được bảo vệ tại hội đồng chấm luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày
25 tháng 03 năm 2012




Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm thông tin - H
ọc liệu, Đại học Đà Nẵng
- Trung tâm học liệu, Đại học Đà Nẵng.
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Nhân loại hiện nay đang đứng trước một vấn nạn đó là ô nhiễm
môi trường. Theo thống kê năm 2006 của Tổ chức Y tế thế giới cho
biết: đã có khoảng 777.000 người (châu Á là 531.000 người) chết do

ô nhiễm không khí.
Nước ta đang có tốc độ đô thị hóa khá nhanh. Do đó nhu cầu
về vận chuyển hàng hóa, vật liệu, là rất lớn. Bên cạnh đó ngày
1/1/2008, trên toàn quốc có hơn 100.000 xe công nông và hàng chục
nghìn xe tải quá niên hạn sử dụng bị loại bỏ theo Chỉ thị số
46/2004/CT-TTg và Nghị định số 23/2004/NĐ-CP của Chính phủ.
Vì vậy xe tải nhẹ là chọn lựa số một để thay thế cho các xe kể trên.
Theo số liệu tại trung tâm đăng kiểm số 2 của thành phố Đà
Nẵng, trong các ngày 6,7,11 và 12 tháng 04 năm 2011, thống kê
được lượng ô tô tải sử dụng nhiên liệu Diesel dưới 7 tấn chiếm tỉ lệ
đến 62,40% trong tổng số xe tải sử dụng nhiên liệu Diesel. Trong đó
số xe sản xuất tại Việt Nam chiếm 61%. Nồng độ khói trung bình lên
đến 63,2%. Một số xe nồng độ khói đến 100%. Số xe sản xuất, lắp
ráp tại Công ty ô tô Trường Hải chiếm 38%, nồng độ khói trung bình
48,7%.(phụ lục 2).
Kiểm soát khí thải phương tiện xe cơ giới tham gia giao thông
tại các thành phố lớn là một yêu cầu cấp thiết hiện nay. Chính phủ đã
ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10/10/2005 quy
định tiêu chuẩn khí thải tương đương mức Euro 2.
Vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm môi
tr
ường bằng bộ xúc tác BHKW6 cho ô tô THACO FD 2300A” có ý
nghĩa vô cùng quan trọng. Là biện pháp hữu hiệu trong việc giảm
thiểu ô nhiễm môi trường nói chung và xe tải nhỏ của THACO nói
riêng. Góp phần thực hiện nghiêm chỉnh tiêu chuẩn khí thải Euro 2
mà chính phủ yêu cầu. Đồng thời đáp ứng được tiêu chuẩn khí thải
cao hơn trong tương lai.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Đánh giá mức độ giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tính năng
kinh tế kỹ thuật khi lắp đặt bộ xúc tác trên xe tải THACO FD 2300A.

Đẩy mạnh việc ứng dụng bộ xúc tác trên các ô tô sử dụng
nhiên liệu Diesel để giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Bộ xúc tác khí thải BHKW6 lắp trên đường thải của ô tô tải tự
đổ, nhãn hiệu THACO FD 2300A; năm sản xuất: 2007; động cơ kiểu
N485QA; dung tích: 2156 cm
3
; công suất cực đại: 34,5 (kW)/ 3000
(vòng/phút).
Luận văn tập trung nghiên cứu thực nghiệm bộ xúc tác khí thải
BHKW6 lắp trên đường thải của ô tô tải tự đổ THACO FD 2300A.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chú trọng nghiên cứu thực nghiệm để xác định mức độ giảm
thiểu ô nhiễm và xác định tổn hao nhiên liệu thực tế của xe khi dùng
bộ xúc tác.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Bước đầu đặt nền móng cho việc nghiên cứu và sử dụng bộ xử
lý khí thải cho ô tô tải nhỏ sử dụng động cơ Diesel. Cơ sở để triển
khai và ứng dụng giải pháp này một cách rộng rãi. Làm căn cứ để
nghiên cứu và chế tạo bộ xúc tác.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Ch
ương 1: Tổng quan về tình hình ô nhiễm không khí và các
biện pháp xử lý ô nhiễm khí thải do ô tô gây ra.
Chương 2:

Lý thuyết về cơ chế hình thành các chất ô nhiễm

trong khí th
ả

i
độ
ng c
ơ
Diesel, tác h
ạ
i c
ủ
a các ch
ấ
t ô nhi
ễ
m và l
ự
a
ch
ọ
n ph
ươ
ng án x
ử
lý.
Chương 3:
Nghiên c
ứ
u th
ự
c nghi
ệ
m v

ề
m
ứ
c
độ
gi
ả
m thi
ể
u
n
ồ
ng
độ
khói trên ô tô THACO FD 2300A khi có l
ắ
p b
ộ
xúc tác b
ằ
ng
thi
ế
t b
ị

đ
o DISMOKE 4000 và xác
đị
nh m

ứ
c tiêu hao nhiên li
ệ
u th
ự
c
t
ế
trên
đườ
ng.
Chương 4:
Phân tích
đ
ánh giá k
ế
t qu
ả
th
ự
c nghi
ệ
m. So sánh
k
ế
t qu
ả
cho b
ở
i th

ự
c nghi
ệ
m khi có và không có l
ắ
p b
ộ
xúc tác trên
đườ
ng th
ả
i c
ủ
a xe. Rút ra k
ế
t lu
ậ
n,
đề
xu
ấ
t gi
ả
i pháp và ki
ế
n ngh
ị
.
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ô

NHIỄM KHÍ THẢI DO Ô TÔ GÂY RA
1.1.1 Ô nhiễm không khí
1.1.2. Ô nhiễm không khí do ô tô gây ra ở Việt Nam
Theo ngu
ồ
n tin c
ủ
a c
ụ
c b
ả
o v
ệ
môi tr
ườ
ng n
ă
m 2006 cho
bi
ế
t ho
ạ
t
độ
ng giao thông v
ậ
n t
ả
i là ngu
ồ

n gây ô nhi
ễ
m chính. N
ướ
c
ta
đ
ang có t
ố
c
độ

đ
ô th
ị
hóa khá nhanh.
Đồ
ng hành v
ớ
i t
ố
c
độ

đ
ó thì
l
ượ
ng ph
ươ

ng ti
ệ
n giao thông v
ậ
n t
ả
i c
ũ
ng t
ă
ng nhanh. S
ự
t
ă
ng v
ọ
t
v
ề
ph
ươ
ng ti
ệ
n giao
thông
để

đ
áp
ứ

ng nhu
c
ầ
u
đ
ô th
ị
hóa
đượ
c
th
ể
hi
ệ
n qua hình 1.1.
T
ừ
hình 1.1, ta th
ấ
y
m
ứ
c
độ
t
ă
ng r
ấ
t nhanh
c

ủ
a l
ượ
ng ô tô t
ả
i. C
ụ

th
ể
, t
ừ
tháng 07 n
ă
m
2007 có kho
ả
ng h
ơ
n
250 nghìn chi
ế
c ô tô
Hình 1.1. Số lượng phương tiện tham gia
giao thông
t
ả
i thì
đế
n tháng 3 n

ă
m 2009
đ
ã có h
ơ
n 400 nghìn chi
ế
c. T
ỉ
l
ệ
t
ă
ng
bình quân trong n
ă
m là g
ầ
n 60%. Nh
ư
v
ậ
y n
ế
u gi
ữ
nguyên t
ố
c
độ

t
ă
ng là 60%/n
ă
m thì
đế
n tháng 3 n
ă
m 2015, s
ố
xe t
ả
i s
ẽ
là 1.440.000
chi
ế
c. S
ự
t
ă
ng v
ọ
t c
ủ
a ph
ươ
ng ti
ệ

n giao thông làm n
ồ
ng
độ
phát th
ả
i
ch
ấ
t ô nhi
ễ
m ra môi tr
ườ
ng t
ă
ng
độ
t bi
ế
n. Xe t
ả
i th
ả
i ra ch
ấ
t ô nhi
ễ
m
chi
ế

m t
ỉ
l
ệ
cao nh
ấ
t là 87% NO
x
, 55% SO
2
và 22% H
m
C
n
. Còn CO
và VOC do xe t
ả
i th
ả
i ra có t
ỉ
l
ệ
th
ấ
p là 8% và 2%. Ng
ượ
c l
ạ
i, v

ớ
i xe
con, ch
ủ
y
ế
u x
ử
d
ụ
ng nhiên li
ệ
u x
ă
ng thì ch
ấ
t th
ả
i chính là CO chi
ế
m
t
ỉ
l
ệ
20%. Còn NO
x
và các ch
ấ
t ô nhi

ễ
m khác nh
ư
SO
2
, H
m
C
n
và
VOC ch
ỉ
chi
ế
m x
ấ
p x
ỉ
có 5%. Nh
ư
v
ậ
y ch
ấ
t ô nhi
ễ
m chính do xe t
ả
i
gây ra là NO

x
và SO
2
.
Ta k
ế
t lu
ậ
n r
ằ
ng Vi
ệ
t Nam là m
ộ
t trong nh
ữ
ng n
ướ
c b
ị

ả
nh
h
ưở
ng ô nhi
ễ
m n
ặ
ng.

Đặ
c bi
ệ
t là ô nhi
ễ
m không khí do ô tô gây ra.
1.1.3. Ô nhiễm không khí tại thành phố Đà Nẵng
Đ
à N
ẵ
ng có 04 nút giao thông chính (chân
đ
èo H
ả
i Vân, ngã
ba Non N
ướ
c, ngã Ba Hu
ế
, ngã t
ư
Hòa C
ầ
m) và các tuy
ế
n
đườ
ng
giao thông tr
ọ

ng y
ế
u. Các ch
ấ
t ô nhi
ễ
m chính là CO, NO
2
, b
ụ
i và
ti
ế
ng
ồ
n
ở
các khu v
ự
c này cao h
ơ
n tiêu chu
ẩ
n cho phép t
ừ
1÷2 l
ầ
n.
L
ư

u l
ượ
ng xe t
ạ
i nút giao thông ngã Ba Hu
ế
th
ể
hi
ệ
n trên hình 1.4.
Theo s
ố
li
ệ
u thu th
ậ
p t
ừ
tr
ạ
m
Đă
ng ki
ể
m s
ố
2 c
ủ
a thành ph

ố

Đ
à N
ẵ
ng (ph
ụ
l
ụ
c s
ố
2), s
ố
l
ượ
ng ô tô t
ả
i t
ừ
2÷7 t
ấ
n chi
ế
m t
ỉ
l
ệ

25,56%; n
ồ

ng
độ
khói trung bình
đế
n 63,31%. Ô tô t
ả
i nh
ỏ
d
ướ
i hai
t
ấ
n chi
ế
m
đế
n 36,84% và n
ồ
ng
độ
khói trung bình lên
đế
n 67,02%.
Nh
ư
v
ậ
y, ta có th
ể

m
ạ
nh d
ạ
n k
ế
t lu
ậ
n r
ằ
ng ô nhi
ễ
m môi tr
ườ
ng
ở

Đ
à N
ẵ
ng do nguyên nhân chính là ho
ạ
t
độ
ng giao thông mà ch
ủ
y
ế
u
là xe t

ả
i nh
ỏ
.
Đượ
c minh ch
ứ
ng thêm m
ộ
t l
ầ
n n
ữ
a qua các hình 1.6
và 1.7.










1.2. THỰC TRẠNG XE TẢI
NHỎ Ở VIỆT NAM
Hi
ệ
n nay s

ố
l
ượ
ng ô tô
t
ạ
i Vi
ệ
t Nam r
ấ
t l
ớ
n, ph
ầ
n l
ớ
n
là ô tô t
ả
i và t
ả
i nh
ỏ
. Nh
ư
ng h
ầ
u
h
ế

t các xe
đề
u không trang b
ị

b
ộ
xúc tác, xe xu
ấ
t x
ưở
ng ch
ỉ

đạ
t tiêu chu
ẩ
n Euro 2. Các xe
này ch
ỉ
sau m
ộ
t th
ờ
i gian ng
ắ
n
s
ử
d

ụ
ng, khí x
ả
c
ủ
a các xe có
độ
khói r
ấ
t l
ớ
n (ph
ụ
l
ụ
c s
ố
2). Vì V
ậ
y bi
ệ
n pháp duy nh
ấ
t
để
x
ử
lý
ngu
ồ

n khí th
ả
i ra kh
ỏ
i
độ
ng c
ơ
là s
ử
d
ụ
ng b
ộ
xúc tác.
1.3. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM Ô NHIỄM TRONG KHÍ THẢI
ĐỘNG CƠ DIESEL
1.3.1. Hoàn thiện động cơ Diesel
1.3.1.1. Sử dụng động cơ Diesel sạch (CDC)
1.3.1.2. Hoàn thi
ện quá trình đốt cháy nhiên liệu trong xy lanh
1.3.1.3. Sử dụng hệ thống phin lọc
1.3.1.4. Hồi lưu một bộ phận khí xả trên động cơ Diesel
Hình 1.4. Giao thông tại ngã
Ba Huế - Thành Phố Đà Nẵng
Hình 1.6. Xe tải nhỏ “ nối đuôi”
chạy trên đường phố Đà Nẵng
Hình 1.7. Khói từ xe tải nhỏ hoạt
động trên đường phố Đà Nẵng
1.3.1.5. Hồi lưu khí xả kết hợp với bộ xúc tác

1.3.2. Sử dụng nhiên liệu và năng lượng sạch
a) Khí dầu mỏ hóa lỏng LPG
b) Khí thiên nhiên
c) Năng lượng điện
d) Pin nhiên liệu
1.3.4. Xử lý khí thải trên động cơ Diesel
1.3.4.1. Lọc phần tử rắn
L
ọ
c g
ố
m monolithe; l
ọ
c s
ợ
i g
ố
m; l
ọ
c l
ướ
i s
ợ
i g
ố
m; l
ọ
c b
ằ

ng
s
ợ
i thép m
ạ
nhôm; lõi l
ọ
c b
ằ
ng kim lo
ạ
i x
ố
p; l
ướ
i l
ọ
c t
ĩ
nh
đ
i
ệ
n; l
ọ
c
b
ằ
ng cách ng
ư

ng t
ụ
h
ơ
i n
ướ
c
1.3.4.2. Xử lý khí thải bằng công nghệ xúc tác

a) Công nghệ xử lý khí thải Bluetec

Khí NOx và CO
đượ
c bi
ế
n
đổ
i thành n
ướ
c và không khí, còn
nh
ữ
ng h
ạ
t PM
đượ
c h
ấ
p th
ụ

tr
ự
c ti
ế
p qua các màng l
ọ
c[13].
b) Công nghệ xử lý khí thải của Nissan
V
ớ
i cách k
ế
t h
ợ
p l
ớ
p h
ấ
p thu HC trong khoang xúc tác h
ấ
p thu
khí NO
X
mà H
2
và CO ngay khi
đượ
c gi
ả
i phóng s

ẽ
ti
ế
p t
ụ
c ph
ả
n
ứ
ng
v
ớ
i NO
X
t
ạ
o thành N
2
, CO
2
, và H
2
O [14].
c) Xúc tác chuyển hóa NOx của Perovskite
Perovskites là m
ộ
t l
ớ
p các khoáng ch
ấ

t oxit h
ỗ
n h
ợ
p La
1-X
Sr
X

COO
3,
La
1-x
Sr
x
MnO
3
. Có th
ể
dùng làm xúc tác
để
chuy
ể
n
đổ
i NO
thành NO
2
trong khí th
ả

i
độ
ng c
ơ
Diesel.
d) Xúc tác dùng công nghệ nano đơn của Mazda

S
ử
d
ụ
ng công ngh
ệ
nano
đơ
n
để
t
ạ
o ra m
ộ
t b
ộ
xúc tác có c
ấ
u
trúc kim lo
ạ
i giúp gi
ả

m s
ử
d
ụ
ng kim lo
ạ
i quý nh
ư
b
ạ
ch kim hay
palladium. T
ổ
ng l
ượ
ng kim lo
ạ
i s
ử
d
ụ
ng trong b
ộ
xúc tác có th
ể
gi
ả
m
đượ
c t

ừ
70÷90% [22].
Các công ngh
ệ
x
ử
lý khí th
ả
i nêu trên là công ngh
ệ
tiên ti
ế
n
trên th
ế
gi
ớ
i. Gi
ả
m thi
ể
u
đượ
c 95% NO
X
, 85÷95% PM [22]. Tuy
nhiên, các công ngh
ệ
này m
ớ

i
đượ
c nghiên c
ứ
u và
đư
a vào s
ử
d
ụ
ng
ở

các n
ướ
c phát tri
ể
n nh
ư
M
ỹ
,
Đứ
c, Nh
ậ
t Giá thành c
ủ
a các b
ộ
xúc

tác này khá cao. Hi
ệ
u qu
ả
xúc tác
đạ
t 35% v
ớ
i CO, 30% v
ớ
i HC và
25%
đố
i v
ớ
i SOF [3].
1.4. XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL BẰNG CÔNG
NGHỆ XÚC TÁC Ở VIỆT NAM
Vi
ệ
c nghiên c
ứ
u, ch
ế
t
ạ
o và s
ử
d
ụ

ng b
ộ
xúc tác cho
độ
ng c
ơ

s
ử
d
ụ
ng nhiên li
ệ
u Disel
ở
Vi
ệ
t Nam ch
ỉ
m
ớ
i b
ắ
t
đầ
u.
Ứ
ng d
ụ
ng

công ngh
ệ
xúc tác khí th
ả
i c
ủ
a n
ướ
c ngoài vào n
ướ
c ta m
ớ
i ti
ế
n tri
ể
n
ở
m
ứ
c
độ
tri
ễ
n lãm công ngh
ệ
, h
ộ
i th
ả

o và th
ử
nghi
ệ
m.
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG

Vi
ệ
t Nam b
ị
ô nhi
ễ
m n
ặ
ng b
ở
i ho
ạ
t
độ
ng giao thông v
ậ
n t
ả
i.
B
ộ
xúc tác l
ắ

p trên
độ
ng c
ơ
Diesel ch
ủ
y
ế
u
ở
các xe nh
ậ
p t
ừ
n
ướ
c
ngoài, trên xe khách và xe du l
ị
ch, xe t
ả
i và t
ả
i nh
ỏ
h
ầ
u nh
ư
không

có. Hi
ệ
n nay, các xe m
ớ
i xu
ấ
t x
ưở
ng t
ạ
i Vi
ệ
t Nam ch
ỉ

đạ
t tiêu chu
ẩ
n
Euro 2,
đ
a s
ố
các xe
đ
ã qua s
ử
d
ụ
ng

đề
u không
đạ
t tiêu chu
ẩ
n khí
th
ả
i Euro 2. Vi
ệ
t Nam chúng ta chu
ẩ
n b
ị
áp d
ụ
ng tiêu chu
ẩ
n Euro
4[9]. Vì v
ậ
y vi
ệ
c s
ử
d
ụ
ng b
ộ
xúc tác trên các xe t

ả
i nh
ỏ

để
gi
ả
m
thi
ể
u ô nhi
ễ
m là bi
ệ
n pháp c
ấ
p thi
ế
t và duy nh
ấ
t.
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. LÝ THUYẾT VỀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT Ô
NHIỄM TRONG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ DIESEL
2.1.1. Cơ chế hình thành các oxyde nitơ (NO
x
)
2.1.1.1. C
ơ chế hình thành monoxyde nitơ

(NO)
C
ơ
ch
ế
hình thành NO do oxy hóa nit
ơ

trong không khí v
ớ
i
đ
i
ề
u ki
ệ
n h
ệ
s
ố
d
ư
l
ượ
ng không khí x
ấ
p x
ỉ
1. Sự hình thành NO phụ
thu

ộ
c r
ấ
t m
ạ
nh vào nhi
ệ
t
độ
.
2.1.1.2. Cơ chế hình thành dioxyde nitơ

(NO
2
)
NO
2
đượ
c hình thành t
ừ
NO và các ch
ấ
t trung gian c
ủ
a s
ả
n
ph
ẩ
m cháy. NO

2
c
ũ
ng hình thành trên
đườ
ng x
ả
khi t
ố
c
độ
t
ả
i th
ấ
p và
có s
ự
hi
ệ
n di
ệ
n c
ủ
a oxy. T
ỷ
l
ệ
NO
2

/NO
X
càng cao khi t
ả
i càng th
ấ
p.

2.1.1.3. Cơ chế hình thành protoxyde nitơ

(N
2
O)
N
2
O ch
ủ
y
ế
u hình thành t
ừ
các ch
ấ
t trung gian NH và NCO
khi chúng tác d
ụ
ng v
ớ
i NO. N
2

O c
ũ
ng
đượ
c hình thành
ở
vùng oxy
hóa
ở
vùng có n
ồ
ng
độ
nguyên t
ử
H cao.
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành các oxyde nitơ
(NO
x
) đối với động cơ Diesel

V
ớ
i
độ
ng c
ơ
Diesel nói chung, n
ồ
ng

độ
NO
x
t
ă
ng theo
độ

đậ
m
đặ
c trung bình. Trong quá trình cháy c
ủ
a
độ
ng c
ơ
Diesel
độ

đậ
m
đặ
c
trung bình ph
ụ
thu
ộ
c tr
ự

c ti
ế
p vào l
ượ
ng nhiên li
ệ
u chu trình. Do
đ
ó,
ở
ch
ế

độ
t
ả
i l
ớ
n, ngh
ĩ
a là áp su
ấ
t c
ự
c
đạ
i cao, n
ồ
ng
độ

NO t
ă
ng.
2.1.3. Cơ chế hình thành monoxyde carbon (CO) và các yếu tố
ảnh hưởng
2.1.3.1. Cơ chế hình thành monoxyde carbon (CO)
2.1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành CO
a) Thành phần hỗn hợp

b) Thành phần nhiện liệu


c) Áp suất nạp

d) Hệ số khí sót
2.1.4. Cơ chế hình thành hydrocarbure (HC)
2.1.4.1. Cơ chế hình thành hydrocarbon chưa cháy
2.1.4.2. C
ơ chế hình thành hydrocarbure trong quá trình cháy của
động cơ Diesel
a) Đặc điểm phát sinh hydrocarbure
b) Phát sinh hydrocarbure trong trường hợp hỗn hợp quá nghèo
c) Phát sinh hydrocarbure trong trường hợp hỗn hợp quá giàu
d) Phát sinh hydrocarbure do tôi ngọn lửa và hỗn hợp không tự
bốc cháy
2.1.5. Cơ chế hình thành bồ hóng trong quá trình cháy của động
cơ Diesel
2.1.5.1. Hình thành bồ hóng trong ngọn lửa khếch tán
2.1.5.2. Thành phần và cấu trúc bồ hóng trong khí xả động cơ
Diesel

a)Thành phần hạt bồ hóng:
carbon, d
ầ
u bôi tr
ơ
n không cháy, nhiên
li
ệ
u ch
ư
a cháy ho
ặ
c cháy không hoàn toàn, sun phát. Có thêm các
ch
ấ
t khác nh
ư
: l
ư
u hu
ỳ
nh, calci, silicon, chromium, phosphor, các
h
ợ
p ch
ấ
t t
ừ
d
ầ

u bôi tr
ơ
n.

b) Cấu trúc hạt bồ hóng


H
ạ
t b
ồ
hóng
đượ
c hình thành do s
ự
liên k
ế
t c
ủ
a nhi
ề
u h
ạ
t s
ơ

c
ấ
p hình c
ầ

u thành t
ừ
ng kh
ố
i ho
ặ
c chu
ỗ
i. M
ỗ
i h
ạ
t b
ồ
hóng (kh
ố
i hay
chu
ỗ
i) có th
ể
ch
ứ
a
đế
n 4000 h
ạ
t hình c
ầ
u s

ơ
c
ấ
p. Các h
ạ
t s
ơ
c
ấ
p có
đườ
ng kính t
ừ
10÷80nm và
đ
a s
ố
n
ằ
m trong kho
ả
ng 100÷150nm, có
lúc lên
đế
n 500÷1.000nm.
2.1.5.3. Cơ chế tạo bồ hóng
trong buồng cháy động cơ
Diesel

Quá trình hình thành b

ồ

hóng trong các ng
ọ
n l
ử
a và
trong bu
ồ
ng cháy
độ
ng c
ơ

Diesel v
ớ
i n
ă
m c
ơ
ch
ế
hình
thành
đ
i
ể
n hình: Polyme hóa
qua axetylen và polyaxetylen;
Hình 2.17. Quá trình tạo bồ hóng

kh
ở
i t
ạ
o các hydrocarbua th
ơ
m
đ
a nhân (HAP); ng
ư
ng t
ụ
và graphit
hóa các c
ấ
u trúc HAP; t
ạ
o h
ạ
t qua tác nhân ion hóa và h
ợ
p thành các
phân t
ử
n
ặ
ng; t
ạ
o h
ạ

t qua các tác nhân trung tính và phát tri
ể
n b
ề
m
ặ
t
h
ợ
p thành các thành ph
ầ
n n
ặ
ng. Mô t
ả
s
ự
hình thành b
ồ
hóng qua
b
ố
n giai
đ
o
ạ
n
đượ
c tóm t
ắ

t trên hình 2.17.
a) Hình thành hạt bồ hóng
b) Phát triển hạt bồ hóng

c) Quá trình oxy hóa hạt bồ hóng
2.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT
Ô NHIỄM TRONG KHÍ XẢ ĐỘNG CƠ DIESEL
Các y
ế
u t
ố
làm
ả
nh h
ưở
ng
đế
n n
ồ
ng
độ
các ch
ấ
t ô nhi
ễ
m trong
khí x
ả

độ

ng c
ơ
Diesel bao g
ồ
m: góc phun s
ớ
m, d
ạ
ng hình h
ọ
c bu
ồ
ng
cháy, v
ậ
n
độ
ng r
ố
i trong bu
ồ
ng cháy, ch
ế

độ
làm vi
ệ
c và ch
ế

độ
quá
độ
, nhi
ệ
t
độ
khí, t
ă
ng áp, h
ồ
i l
ư
u khí x
ả
và nhiên li
ệ
u (kh
ố
i l
ươ
ng
riêng, thành ph
ầ
n th
ơ
m, ch
ỉ
s
ố

cétane, thành ph
ầ
n l
ư
u hu
ỳ
nh, các
ch
ấ
t ph
ụ
gia)
2.3. KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ XÚC
TÁC BHKW6
2.3.1. Phạm vi sử dụng và đặc tính kỹ thuật
2.3.2. Kết cấu bộ xúc tác BHKW6

- T
ổ
ng th
ể
b
ộ
xúc tác: b
ộ
xúc tác BHKW6 có chi
ề
u dài
200mm, chi
ề

u r
ộ
ng có hai kích th
ướ
c là 140mm và 90mm. Ch
ỗ
n
ố
i
v
ớ
i các chi ti
ế
t trong
đườ
ng
ố
ng th
ả
i có
đườ
ng kính 50mm. V
ỏ
b
ộ

xúc tác g
ồ
m có ba ph
ầ

n: hai
đầ
u và ph
ầ
n thân. Các ph
ầ
n này
đượ
c
liên k
ế
t c
ứ
ng b
ằ
ng hai m
ố
i hàn cách nhau 50mm.
V
ỏ
b
ộ
xúc tác g
ồ
m có b
ố
n l
ớ
p. L
ớ

p ngoài cùng là l
ớ
p thép
không r
ỉ
dày 2mm g
ọ
i là l
ớ
p b
ả
o v
ệ
. Ti
ế
p
đế
n là l
ớ
p thép bên trong
có chi
ề
u dày 1mm, là v
ỏ
b
ọ
c l
ớ
p cách nhi
ệ

t.
Lớp thứ ba là lớp cách

nhi
ệ
t. Trong cùng là l
ướ
i thép bao b
ọ
c xung quanh kh
ố
i xúc tác.

- Kh
ố
i xúc tác: m
ặ
t c
ắ
t ngang c
ủ
a kh
ố
i xúc có c
ấ
u trúc d
ạ
ng t
ổ

ong, v
ớ
i ti
ế
t di
ệ
n vuông. Có nhi
ề
u l
ỗ
nh
ỏ
song song nh
ằ
m t
ă
ng di
ệ
n
tích ti
ế
p xúc khí x
ả
và kh
ả
n
ă
ng thoát khí. v
ậ
t li

ệ
u ch
ế
t
ạ
o kh
ố
i xúc
tác là g
ố
m cordiérite (2MgO, 2Al
2
O
3
, 5SiO
2
). V
ậ
t li
ệ
u này có
ư
u
đ
i
ể
m là nhi
ệ
t
độ

nóng ch
ả
y cao (kho
ả
ng 1400°C) do
đ
ó nó có th
ể

ch
ị
u
đượ
c nhi
ệ
t
độ
cao trong quá trình làm vi
ệ
c. Kh
ố
i xúc tác g
ồ
m có
hai lõi. M
ỗ
i lõi có chi
ề
u dày 50mm,
đặ

t cách nhau 10mm.
- Lõi th
ứ
nh
ấ
t có tác d
ụ
ng oxy hóa-kh
ử
. Lõi này, l
ớ
p kim lo
ạ
i
n
ề
n
đượ
c ph
ủ
bên ngoài b
ở
i m
ộ
t l
ớ
p kim lo
ạ
i xúc tác quý hi
ế

m là Pt
và Pd.
- Lõi th
ứ
hai có tác d
ụ
ng l
ọ
c b
ồ
hóng. V
ớ
i lõi này, l
ớ
p kim
lo
ạ
i n
ề
n
đượ
c ph
ủ
lên b
ằ
ng các ch
ấ
t xúc tác có c
ấ
u trúc ph

ứ
c t
ạ
p t
ừ

ôxit c
ủ
a các kim lo
ạ
i ki
ề
m th
ổ
. Các ôxit này có kh
ả
n
ă
ng b
ắ
t cháy
trong kho
ả
ng t
ừ
240÷315
0
C.
2.3.3. Nguyên lý làm việc của bộ xúc tác BHKW6

- L
ọ
c b
ồ
hóng: khí th
ả
i t
ừ

độ
ng c
ơ
ra,
đ
i qua các l
ỗ
r
ấ
t nh
ỏ
c
ủ
a
b
ộ
xúc tác. Trên m
ặ
t c
ủ

a các thành l
ỗ
có r
ấ
t nhi
ề
u m
ấ
p mô nên các
h
ạ
t b
ồ
hóng b
ị
gi
ữ
l
ạ
i
ở

đ
ây. Nh
ữ
ng m
ấ
p mô này là ch
ấ
t xúc tác có

c
ấ
u trúc ph
ứ
c t
ạ
p t
ừ
ôxit c
ủ
a các kim lo
ạ
i ki
ề
m th
ổ
, v
ớ
i kh
ả
n
ă
ng b
ắ
t
cháy trong kho
ả
ng t
ừ
240÷315

0
C. M
ặ
t khác, trong khí th
ả
i t
ừ

độ
ng
c
ơ
Diesel có t
ừ
3
đế
n 17% n
ồ
ng
độ
oxy

và nhi
ệ
t
độ
t
ừ
240÷315
0

C.
Nh
ư
v
ậ
y, khi các h
ạ
t b
ụ
i than b
ị
gi
ữ
l
ạ
i
ở
b
ề
m
ặ
t thành các l
ỗ
, b
ộ
xúc
tác h
ấ
p th
ụ

nhi
ệ
t
độ
khí x
ả
c
ủ
a
độ
ng c
ơ

đạ
t
đế
n nhi
ệ
t
độ
b
ắ
t cháy c
ủ
a
ch
ấ
t xúc tác, thì ch
ấ
t xúc tác k

ế
t h
ợ
p v
ớ
i l
ượ
ng oxy trong khí x
ả
s
ẽ

đố
t cháy các b
ụ
i than, phá v
ỡ
các h
ạ
t r
ắ
n thành phân t
ử
khí. Ph
ả
n
ứ
ng
đố
t cháy h

ạ
t r
ắ
n nh
ư
sau:
SOF + O
2
=> CO
2
+ H
2
O
(2.12)
- Oxy hóa-kh
ử
: ph
ả
n
ứ
ng kh
ử
c
ủ
a ch
ấ
t xúc tác là ph
ả
n
ứ

ng s
ơ

c
ấ
p trong b
ộ
l
ọ
c xúc tác. Ph
ả
n
ứ
ng này s
ử
d
ụ
ng Pt và Pd
để
gi
ả
m
l
ượ
ng NO
x
th
ả
i ra. Khi m
ộ

t phân t
ử
NO ho
ặ
c NO
2
ti
ế
p xúc v
ớ
i ch
ấ
t
xúc tác, nó s
ẽ
tách nguyên t
ử
nit
ơ
ra kh
ỏ
i phân t
ử
và gi
ữ
l
ạ
i trên b
ề

m
ặ
t c
ủ
a nó, gi
ả
i phóng phân t
ử
oxy thành nguyên t
ử
. Các nguyên t
ử

nit
ơ
s
ẽ
k
ế
t h
ợ
p v
ớ
i các nguyên t
ử
nit
ơ
khác b
ị
gi

ữ
l
ạ
i trên b
ề
m
ặ
t ch
ấ
t
xúc tác
để
t
ạ
o thành phân t
ử
N
2
. Ph
ả
n
ứ
ng nh
ư
sau:
2NO => N
2
+ O
2
ho

ặ
c 2NO
2
=> N
2
+ 2O
2
( 2.13 )
Ph
ả
n
ứ
ng oxy hóa là ph
ả
n
ứ
ng xúc tác th
ứ
c
ấ
p trong b
ộ
l
ọ
c
xúc tác. Nó làm gi
ả
m l
ượ
ng hydrocacbon và carbon monoxit không

cháy h
ế
t b
ằ
ng cách oxy hóa chúng khi
đ
i qua xúc tác Pt và Pd. Các
ch
ấ
t xúc tác này s
ẽ
kích thích và t
ă
ng c
ườ
ng ph
ả
n
ứ
ng c
ủ
a carbon
monoxit và các hydrocacbon v
ớ
i oxy còn l
ạ
i trong khí x
ả
. Ph
ươ

ng
trình ph
ả
n
ứ
ng:
2CO + 2O
2
=> 2CO
2

(2.14)
HC + O
2
=> 2CO
2
+ H
2
O
(2.15)
Khi nhi
ệ
t
độ
t
ừ
200÷350
0
C thì t
ố

c
độ
chuy
ể
n
đổ
i HC, CO
thành CO
2
và H
2
O t
ă
ng r
ấ
t nhanh,
đạ
t t
ỉ
l
ệ
trên 80%. Trong
đ
ó t
ố
c
độ

chuy
ể

n
đổ
i CO khá nhanh khi nhi
ệ
t
độ
t
ừ
150÷250
0
C và có t
ỉ
l
ệ
cao
trên 85%. T
ố
c
độ
chuy
ể
n
đổ
i HC có ch
ậ
m h
ơ
n khi nhi
ệ
t

độ
t
ừ

250÷350
0
C và có t
ỉ
l
ệ
t
ươ
ng
đươ
ng 80%. Khi nhi
ệ
t
độ
trên 350
0
C thì
t
ỉ
l
ệ
chuy
ể
n
đổ
i CO và HC không t

ă
ng n
ữ
a.
Khi
ở
nhi
ệ
t
độ
trên 400°C, trong ch
ấ
t xúc tác x
ả
y ra thêm
m
ộ
t ph
ả
n
ứ
ng n
ữ
a,
đ
ó là quá trình oxy hóa c
ủ
a dioxide l
ư
u hu

ỳ
nh
thành triôxít l
ư
u hu
ỳ
nh r
ồ
i k
ế
t h
ợ
p v
ớ
i n
ướ
c t
ạ
o thành axit sulfuric.
Ph
ươ
ng trình ph
ả
n
ứ
ng:
SO
2
+0.5O
2

=> SO
3
+ H
2
O => H
2
SO
4

(2.16)


Nh
ư
v
ậ
y,
nh
ờ

đặ
c
đ
i
ể
m c
ấ
u
t
ạ

o và ho
ạ
t
độ
ng
c
ủ
a b
ộ
xúc tác mà
khí th
ả
i
đ
i ra t
ừ

độ
ng c
ơ
khi qua b
ộ

xúc tác s
ẽ
b
ị
gi
ữ

l
ạ
i,
đố
t cháy, phân
tích thành các
phân t
ử
. R
ồ
i k
ế
t h
ợ
p v
ớ
i các phân t
ử
khác t
ạ
o nên nh
ữ
ng ch
ấ
t m
ớ
i có
tính không
độ
c. Do

đ
ó b
ộ
xúc tác có tác d
ụ
ng gi
ả
m thi
ể
u n
ồ
ng
độ
ô
nhi
ễ
m c
ủ
a khí th
ả
i.
Các ch
ấ
t ô nhi
ễ
m c
ủ
a khí th
ả
i sau khi qua b

ộ
xúc tác
đượ
c
chuy
ể
n hóa thành các ch
ấ
t không ô nhi
ễ
m
đượ
c miêu t
ả
trên hình
2.26
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG

Ở

độ
ng c
ơ
Diesel n
ồ
ng
độ
CO r
ấ
t bé, chi

ế
m t
ỉ
l
ệ
không
đ
áng
k
ể
. N
ồ
ng
độ
HC ch
ỉ
b
ằ
ng 20% n
ồ
ng
độ
HC c
ủ
a
độ
ng c
ơ
x
ă

ng. Còn
n
ồ
ng
độ
NO
X

ở

độ
ng c
ơ
Diesel và
độ
ng c
ơ
x
ă
ng thì t
ươ
ng
đươ
ng
nhau. Ng
ượ
c l
ạ
i, b
ồ

hóng là ch
ấ
t ô nhi
ễ
m quan tr
ọ
ng trong khí x
ả

độ
ng c
ơ
Diesel. Nh
ư
ng
đố
i v
ớ
i khí x
ả
c
ủ
a
độ
ng c
ơ
x
ă
ng thì hàm
l

ượ
ng c
ủ
a b
ồ
hóng là r
ấ
t th
ấ
p.
Vi
ệ
c nghiên c
ứ
u v
ề
c
ơ
ch
ế
hình thành, các y
ế
u t
ố

ả
nh h
ưở
ng
đế

n n
ồ
ng
độ
ô nhi
ễ
m trong khí th
ả
i
độ
ng c
ơ
Diesel,
đặ
c bi
ệ
t là c
ơ
ch
ế

Hình 2.26. Biểu diễn chuyển hóa các chất ô
nhiễm của bộ xúc tác
PM
CO

HC
S
HAP

SO
2

NO
B
ồ
hóng b
ị
m
ắ
c l
ạ
i
G
ộ
p

đỡ

CO
2
H
2
O

SO
2

N
2

hình thành, phát tri
ể
n và các y
ế
u t
ố

ả
nh h
ưở
ng
đế
n n
ồ
ng
độ
b
ồ
hóng
là c
ơ
s
ở
lý lu
ậ
n quan tr
ọ
ng
để
l

ự
a ch
ọ
n ph
ươ
ng pháp
đ
o
đạ
c, bi
ệ
n
pháp h
ạ
n ch
ế
n
ồ
ng
độ
các ch
ấ
t ô nhi
ễ
m.

Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA XE THACO
FD 2300A
3.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT BỘ

XÚC TÁC
3.2.1. Đặc điểm kết cấu đường ống thải xe THACO FD 2300 A
3.2.2. Các phương án lắp đặt bộ xúc tác
3.2.2.1. Lắp bộ xúc tác gần cổ gom khí thải (hình 3.2)
3.2.2.2. Lắp bộ xúc tác xa cổ gom khí thải - sau đoạn cong nối
3.2.2.3. Lắp bộ xúc tác xa cổ gom khí thải-sau ống đàn hồi














Hình 3.2: Lắp bộ xúc tác gần cổ gom khí thải
1.Mặt bích bắt vào lốc máy; 2. Bộ xúc tác; 3. Ống đàn hồi; 4. Lỗ bắt
hệ thống xả vào xác xi xe; 5,9. Dây đai dẹt; 6. Bu lông liên kết giữa
dây đai với ống xả; 7. Ống nối ống đàn hồi với bộ tiêu âm; 8. Bộ tiêu
âm; 10. Ống xả khí thải ra môi trường.
450
50
10
140
75

10
10
1
7
0
1
275
1
2
5
9
0
2
0
0
100
Ø50
Ø10
R
1
0
0
2
Ø80
1750
240
3
3
Ø50
220

Ø30
550
6
40
150
10
150
200
30
9

5
6
7
8
20
15
15
20
100
665
10
10
40
40
4
R5
R5
2
3

PH
ƯƠ
NG ÁN
I




Ch
ọ
n ph
ươ
ng án I
để
ch
ế
t
ạ
o và l
ắ
p
đặ
t h
ệ
th
ố
ng th
ả
i.
3.3. GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT THEO PHƯƠNG ÁN I

3.3.1. Gia công mặt bích
3.3.2 Nối hai mặt bích với bộ xúc tác
3.3.3. Nối mặt bích với đoạn cong
3.3.4. Nối mặt bích với cổ gom khí thải
3.4. TIÊU CHUẨN Ô NHIỄM VÀ QUY TRÌNH ĐO CỦA CÁC
NƯỚC

3.4.1. Tiêu chuẩn liên bang Mỹ cho xe con và xe tải nhẹ
3.4.2. Tiêu chuẩn khí thải Châu Âu

3.4.3. Tiêu chuẩn khí thải Việt Nam


3.5. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Ch
ọ
n ph
ươ
ng pháp th
ự
c nghi
ệ
m
đ
o
đạ
c n
ồ

ng
độ
khí x
ả
theo
quy trình gia t
ố
c t
ự
do
để
xác
đị
nh
độ
khói trung bình c
ủ
a khí th
ả
i
trên h
ệ
th
ố
ng th
ả
i nguyên b
ả
n c
ủ

a xe THACO FD2300 A và h
ệ

th
ố
ng th
ả
i khi có l
ắ
p b
ộ
xúc tác BHKW6.

Bảng 3.5. Qui định về kiểm tra khí thải động cơ cháy do nén
H
ạ
ng
m
ụ
c
ki
ể
m tra
Ph
ươ
ng pháp ki
ể
m tra
Nguyên nhân không
đạ

t
Độ
khói
c
ủ
a khí
th
ả
i

- S
ử
d
ụ
ng thi
ế
t b
ị

đ
o khói và
thi
ế
t b
ị

đ
o s
ố
vòng quay

độ
ng
c
ơ
.
-
Đ
o theo chu trình gia t
ố
c t
ự
do
quy
đị
nh trong m
ỗ
i chu trình
đ
o:

a) Chi
ề
u r
ộ
ng d
ả
i
đ
o
khói chênh l

ệ
ch
gi
ữ
a giá tr
ị

đ
o l
ớ
n
nh
ấ
t và nh
ỏ
nh
ấ
t)
v
ượ
t quá 10% HSU
+ Th
ờ
i gian t
ă
ng t
ố
c t
ừ
s

ố
vòng
quay nh
ỏ
nh
ấ
t
đế
n l
ớ
n nh
ấ
t
không v
ượ
t quá 2 giây. Trong
tr
ườ
ng h
ợ
p
độ
ng c
ơ
có k
ế
t c
ấ
u
đặ

c bi
ệ
t không v
ượ
t quá 5 giây.
+ Giá tr
ị
s
ố
vòng quay không t
ả
i
c
ủ
a
độ
ng c
ơ
n
ằ
m trong ph
ạ
m vi
quy
đị
nh c
ủ
a nhà s
ả
n xu

ấ
t ho
ặ
c
nh
ỏ
h
ơ
n 1000 vòng/phút.
+ Giá tr
ị
s
ố
vòng quay l
ớ
n nh
ấ
t
c
ủ
a
độ
ng c
ơ
không nh
ỏ
h
ơ
n 90%
s

ố
vòng quay l
ớ
n nh
ấ
t khi ki
ể
m
tra th
ự
c t
ế
và không nh
ỏ
h
ơ
n
90% s
ố
vòng quay
ứ
ng v
ớ
i công
su
ấ
t c
ự
c
đạ

i theo quy
đị
nh c
ủ
a
nhà s
ả
n xu
ấ
t, tr
ừ
tr
ườ
ng h
ợ
p
đặ
c
bi
ệ
t.
(K=0,5m
-1
) khi k
ế
t
qu
ả

đ

o khói trung
bình không l
ớ
n h
ơ
n
66% HSU (K=2,5
m
-1
) ho
ặ
c v
ượ
t quá
7% HSU (K=0,7 m
-
1
) khi k
ế
t qu
ả

đ
o
khói trung bình l
ớ
n
h
ơ
n 66% HSU

(K=2,5 m
-1
).
b) K
ế
t qu
ả

đ
o khói
trung bình c
ủ
a ba
l
ầ
n
đ
o v
ượ
t quá
72% HSU ho
ặ
c
K=2,96 m
-1
.
c) Các yêu c
ầ
u v
ề

đ
i
ề
u ki
ệ
n
đ
o không
đả
m b
ả
o.
( Nguồn: Bộ Giao thông Vận tải)
3.6. THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
3.6.1. Thiết bị đo nồng độ khí thải DISMOKE 4000
3.6.1.1. Các bộ phận chính của thiết bị DISMOKE 4000
G
ồ
m có nh
ữ
ng b
ộ
ph
ậ
n chính sau: thi
ế
t b
ị

đ
o t
ố
c
độ
,
đ
o nhi
ệ
t
độ
d
ầ
u
độ
ng c
ơ
; thi
ế
t b
ị

đ
o
độ
m
ờ

đụ
c;

đầ
u thu khí th
ả
i t
ừ
h
ệ
th
ố
ng
th
ả
i c
ủ
a xe th
ử
nghi
ệ
m; ph
ầ
n m
ề
n máy tính software version 1.02;
máy in; màn hình; các phím
đ
i
ề
u khi
ể
n và các b

ộ
ph
ậ
n ph
ụ
tr
ợ
khác.
3.6.1.2. Nguyên lý đo nồng độ bồ hóng của thiết bị DISMOKE
4000

3.6.2. Xe thực nghiệm
3.7. BỐ TRÍ THỰC NGHIỆM
3.7.1. Sơ đồ bố trí thực nghiệm đo khí thải trên xe THACO FD
2300A khi không có bộ xúc tác
3.7.2. Sơ đồ bố trí thực nghiệm đo khí thải trên xe THACO FD
2300A khi có bộ xúc tác
3.8. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM
3.8.1. Các chú ý khi tiến hành thực nghiệm
- Trong vòng bán kính kho
ả
ng 5m không
đặ
t các thi
ế
t b
ị
nh
ư

đ
i
ệ
n tho
ạ
i vô tuy
ế
n,
đ
i
ệ
n t
ử
,thi
ế
t b
ị
hàn,
độ
ng c
ơ

đ
i
ệ
n Nh
ằ
m
đả
m

b
ả
o cho thi
ế
t b
ị

đ
o ho
ạ
t
độ
ng chính xác.
- Bu
ồ
ng
đ
o
độ
m
ờ

đụ
c không
đượ
c
đặ
t tr
ự
c ti

ế
p phía sau
ố
ng
x
ả
c
ủ
a xe vì nguy c
ơ
làm b
ẩ
n các t
ấ
m kính.
- Nhi
ệ
t
độ
môi tr
ườ
ng t
ạ
i th
ờ
i
đ
i
ể
m

đ
o trong ph
ạ
m vi 5÷50
0
C.
Trong phòng
đ
o ph
ả
i
đủ
sáng. Không
đặ
t bu
ồ
ng
đ
o
độ
m
ờ

đụ
c d
ướ
i
ánh n
ắ
ng tr

ự
c ti
ế
p.
- N
ế
u màn hình ch
ỉ
l
ư
u l
ượ
ng khí không
đủ
, ph
ả
i ti
ế
n hành
ki
ể
m tra:
ố
ng d
ẫ
n b
ị
ng
ặ
t ho

ặ
c
đầ
u thu khí th
ả
i b
ị
ch
ặ
n; các b
ộ
l
ọ
c b
ị

b
ẩ
n, c
ầ
n làm s
ạ
ch ho
ặ
c thay th
ế
.
- Ch
ỉ

đượ
c phép dùng
đầ
u thu khí th
ả
i DITEST
đ
úng tiêu
chu
ẩ
n.
- Khi
đạ
p ga ph
ả
i chú ý bám theo tín hi
ệ
u ch
ỉ
d
ẫ
n trên màn
hình.
Đả
m b
ả
o th
ờ
i gian t
ă

ng t
ố
c và s
ố
vòng quay c
ủ
a
độ
ng c
ơ
.
3.8.2. Công tác chuẩn bị
3.8.2.1. Chuẩn bị đối với thiết bị DISMOKE 4000
3.8.2.2. Chu
ẩn bị đối với xe ô tô THACO FD 2300A
3.8.3. Tiến hành thực nghiệm

-
Trường hợp 1:
th
ự
c nghi
ệ
m
đ
o n
ồ
ng
độ
khói v

ớ
i h
ệ
th
ố
ng
th
ả
i nguyên b
ả
n c
ủ
a xe THACO FD 2300A.
-
Trường hợp 2:
th
ự
c nghi
ệ
m
đ
o n
ồ
ng
độ
khói khi l
ắ
p b
ộ
xúc

tác theo ph
ươ
ng án I trên xe THACO FD 2300A.
Quy trình
đ
o khí x
ả
:
đ
o theo quy trình gia t
ố
c t
ự
do
M
ỗ
i tr
ườ
ng h
ợ
p ta
đ
o 10 l
ầ
n, k
ế
t qu
ả

đượ

c in ra phi
ế
u.
3.8.3.1. Thực nghiệm đo nồng độ khói với hệ thống thải nguyên
bản của xe THACO FD 2300A
Bước 1:
G
ắ
n thi
ế
t b
ị

đ
o t
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
vào l
ố
c máy.

Bước 2:

Đư
a thi

ế
t b
ị

đ
o nhi
ệ
t
độ
d
ầ
u
độ
ng c
ơ
vào c
ử
a
đ
o d
ầ
u
độ
ng c
ơ
.
Bước 3:

Đư
a

đầ
u thu khí th
ả
i vào
đầ
u ra c
ủ
a h
ệ
th
ố
ng khí th
ả
i
nguyên th
ủ
y trên xe THACO FD 2300A, n
ố
i
ố
ng d
ẫ
n v
ớ
i thi
ế
t b
ị

đ

o
độ
khói và g
ắ
n vào thi
ế
t b
ị
DISMOKE 4000
.

Bước 4:
Cài
đặ
t ch
ế

độ
làm vi
ệ
c cho thi
ế
t b
ị
DISMOKE 4000

thông qua các phím ch
ứ
c n
ă

ng t
ừ
F1
đế
n F6. Kh
ở
i
độ
ng
độ
ng c
ơ

để

th
ự
c hi
ệ
n
đ
o.
Th
ự
c nghi
ệ
m
đượ
c ti
ế

n hành vào ngày tr
ờ
i không n
ắ
ng, nhi
ệ
t
độ
bên ngoài kho
ả
ng 26÷28
0
C.
3.8.3.2. Thực nghiệm đo nồng độ khói khi lắp bộ xúc tác theo
phương án I trên xe THACO FD 2300A
Khi
đ
o n
ồ
ng
độ
khói v
ớ
i h
ệ
th
ố
ng th
ả
i nguyên b

ả
n c
ủ
a xe
THACO FD 2300A xong, ta ch
ờ
cho h
ệ
th
ố
ng th
ả
i ngu
ộ
i h
ẳ
n. L
ấ
y
đầ
u thu khí th
ả
i ra kh
ỏ
i
ố
ng x
ả
. Thi
ế

t b
ị

đ
o nhi
ệ
t
độ
d
ầ
u,
đ
o t
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
v
ẫ
n
để
nguyên. M
ở
l
ấ
y h
ệ

th
ố
ng th
ả
i nguyên b
ả
n xu
ố
ng.
Ti
ế
n hành l
ắ
p ráp các chi ti
ế
t
đ
ã gia công l
ạ
i v
ớ
i nhau r
ồ
i n
ố
i
chúng v
ớ
i
ố

ng tiêu âm c
ủ
a h
ệ
th
ố
ng nguyên b
ả
n. L
ắ
p
đặ
t h
ệ
th
ố
ng
th
ả
i m
ớ
i vào xe,
đư
a
đầ
u thu khí th
ả
i vào
đầ
u ra c

ủ
a h
ệ
th
ố
ng khí
th
ả
i, hình 3.20.
Các b
ướ
c
đ
o t
ươ
ng t
ự
nh
ư
khi
đ
o trên h
ệ
th
ố
ng th
ả
i nguyên
b
ả

n.

















3.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC KHI KHÔNG LẮP BỘ XÚC TÁC
4.1.1. Số liệu hệ số hấp thụ K đo được bằng thiết bị DISMOKE
4000

Giá tr
ị
trung bình c
ủ
a 10 l

ầ
n
đ
o K
tb
=1,751m
-1


4.1.2. Vẽ đồ thị

biểu diễn hệ số hấp thụ K khi không có bộ xúc
tác

4.2. SỐ LIỆU ĐO ĐƯỢC KHI CÓ LẮP BỘ XÚC

Hình 3.20. Lắp đặt thiết bị đo nồng độ khói trên hệ thống thải của xe
THACO FD 2300A có bộ xúc tác
1. Bộ xúc tác; 2. Cáp đo tốc độ động cơ; 3. Ống đàn hồi;4. Bộ tiêu
âm; 5. Đ
ầu thu khí thải.

5
1
2
3
4

6

Hình 4.3. Biểu diễn quan hệ hệ số
hấp thụ K khi không có và khi có lắp bộ xúc tác

0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Điểm đo thứ i
4.2.1. Số liệu hệ số hấp thụ K đo được bằng thiết bị DISMOKE
4000

Giá tr
ị
trung bình c
ủ
a 10 l
ầ
n
đ
o K
tb
=1,019 m
-1
4.1.2.

Vẽ đồ thị

biểu diễn hệ số hấp thụ K khi có bộ xúc tác

4.3. SO SÁNH HỆ SỐ HẤP THỤ K KHI KHÔNG CÓ VÀ KHI
CÓ LẮP BỘ XÚC TÁC

4.3.1. Đồ thị biểu diễn quan hệ hệ số hấp thụ K khi không có và
khi có lắp bộ xúc tác









Chú thích:
-
Đườ
ng màu xanh bi
ể
u di
ễ
n h
ệ
s
ố
K khi không l
ắ
p b

ộ
xúc tác.
-
Đườ
ng màu
đỏ
bi
ể
u di
ễ
n h
ệ
s
ố
K khi l
ắ
p b
ộ
xúc tác.
T
ừ

đồ
th
ị
trên hình 4.3 ta th
ấ
y n
ồ
ng

độ
b
ồ
hóng trên
đườ
ng
th
ả
i c
ủ
a
độ
ng c
ơ
không có l
ắ
p b
ộ
xúc tác luôn luôn l
ớ
n h
ơ
n n
ồ
ng
độ

b
ồ
hóng trên

đườ
ng th
ả
i c
ủ
a
độ
ng c
ơ
khi có l
ắ
p b
ộ
xúc tác.
4.3.2. So sánh mức độ giảm thiểu nồng độ khí xả
M
ứ
c
độ
gi
ả
m thi
ể
u tính theo ph
ầ
n tr
ă
m c
ủ
a h

ệ
s
ố
h
ấ
p th
ụ
K


Hệ số hấp thụ K (m
-1
)
%
1,751 1,019
.100 41,8%
1,751
tb
K
−
= =
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60

1.80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 212223 24 25 26 2728 29 30 313233 34 35 36 3738 39 40
Đi
ểm
đo th
ứ i

Hình 4.4. Biểu diễn hệ số K phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của bộ xúc tác

M
ứ
c
độ
gi
ả
m thi
ể
u n
ồ
ng
độ
khói trung bình tính theo ph
ầ
n
tr
ă
m:

4.4. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.4.1. Hiệu quả hấp thụ bồ hóng của bộ xúc tác phụ thuộc vào
nhiệt độ








Theo k
ế
t qu
ả
th
ự
c nghi
ệ
m, b
ộ
xúc tác làm vi
ệ
c càng hi
ệ
u qu
ả
khi
nhi

ệ
t
độ

ở
b
ộ
xúc tác càng cao,
đ
i
ề
u này
đượ
c th
ể
hi
ệ
n
ở
hình 4.4.
Ban
đầ
u, khi m
ớ
i kh
ở
i
độ
ng
độ

ng c
ơ
, nhi
ệ
t
độ

độ
ng c
ơ
còn
th
ấ
p do
đ
ó t
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
c
ũ
ng th
ấ
p,
độ
ng c

ơ
làm vi
ệ
c v
ớ
i h
ỗ
n h
ợ
p
giàu. T
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
t
ừ
l
ầ
n
đ
o th
ứ
nh
ấ
t
đế

n l
ầ
n
đ
o th
ứ
5 là 1740
vòng/phút.
Đồ
ng th
ờ
i nhi
ệ
t
độ
b
ộ
xúc tác b
ắ
t
đầ
u t
ă
ng d
ầ
n t
ừ
nhi
ệ
t

độ
môi tr
ườ
ng
đế
n nhi
ệ
t
độ
làm vi
ệ
c. Do
đ
ó kh
ả
n
ă
ng h
ấ
p th
ụ
b
ồ

hóng c
ủ
a b
ộ
xúc tác ch
ư

a cao. Vì v
ậ
y giá tr
ị
h
ệ
s
ố
h
ấ
p th
ụ
K
ở
các
l
ầ
n
đ
o này (
đ
i
ể
m
đ
o t
ừ
1
đế
n 20) là

1 20
1,228
tb
K
÷
=
m
-1
. Nh
ư
ng
ở
l
ầ
n
đ
o th
ứ
6 tr
ở

đ
i (
đ
i
ể
m
đ
o t
ừ

21
đế
n 40), nhi
ệ
t
độ

độ
ng c
ơ

đ
ã cao,
độ
ng
c
ơ
làm vi
ệ
c v
ớ
i h
ỗ
n h
ợ
p nghèo, t
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
khá l
ớ
n. T
ố
c
độ
trung
bình c
ủ
a
độ
ng c
ơ
là 2006 vòng/phút. Quá trình cháy x
ả
y ra hoàn toàn
Hệ số hấp thụ K (m
-1
)

52,9 35,5
% .100 32,89%
52,9
tb
N
−
= =

nên n
ồ
ng
độ
b
ồ
hóng th
ấ
p. M
ặ
c khác, do
độ
ng c
ơ
làm vi
ệ
c v
ớ
i h
ỗ
n
h
ợ
p nghèo nên oxy cùng v
ớ
i nhi
ệ
t
độ
cao trong bu

ồ
ng cháy s
ẽ
oxy
hóa m
ộ
t ph
ầ
n b
ồ
hóng m
ớ
i
đượ
c hình thành. Nh
ư
ng quan tr
ọ
ng nh
ấ
t
là do lúc này nhi
ệ
t
độ
b
ộ
xúc tác
đ
ã cao, phát huy t

ố
i
đ
a kh
ả
n
ă
ng
chuy
ể
n hóa xúc tác. Nên n
ồ
ng
độ
b
ồ
hóng trên
đườ
ng th
ả
i gi
ả
m
đ
i
đ
áng k
ể
. H
ệ

s
ố
h
ấ
p th
ụ
K trung bình
ở
các l
ầ
n
đ
o này là
21 40
0,886
tb
K
÷
=
m
-1
.
Ta c
ũ
ng th
ấ
y rõ ràng r
ằ
ng,
ở

l
ầ
n
đ
o th
ứ
nh
ấ
t (
độ
ng c
ơ
b
ắ
t
đầ
u
làm vi
ệ
c, b
ộ
xúc tác b
ắ
t
đầ
u t
ă
ng nhi
ệ
t

độ
và làm vi
ệ
c) thì h
ệ
s
ố
h
ấ
p
th
ụ

1 4
1,22
tb
K
÷
=
m
-1
(v
ị
trí vòng tròn màu
đỏ
).
Ở
l
ầ
n

đ
o th
ứ
10, m
ặ
c
dù t
ố
c
độ

độ
ng c
ơ
r
ấ
t cao, nh
ư
ng do nhi
ệ
t
độ
c
ủ
a b
ộ
xúc tác
đ
ã cao
nên kh

ả
n
ă
ng chuy
ể
n hóa xúc tác r
ấ
t l
ớ
n. N
ồ
ng
độ
b
ồ
hóng gi
ả
m
đ
i
đ
áng k
ể
nên giá tr
ị
h
ệ
s
ố
h

ấ
p th
ụ
K r
ấ
t nh
ỏ
,
36 40
0,56
tb
K
÷
=
m
-1
(v
ị
trí
vòng tròn màu xanh).
4.4.2. Vị trí lắp đặt bộ xúc tác ảnh hưởng đến thời gian bắt đầu
làm việc của nó

Khi l
ắ
p
đặ
t b
ộ
xúc tác vào ô tô theo ph

ươ
ng án I (b
ộ
xúc tác
g
ầ
n h
ọ
ng x
ả
c
ủ
a
độ
ng c
ơ
nh
ấ
t) thì b
ộ
xúc tác s
ẽ
nhanh nóng nh
ấ
t, t
ứ
c
là nhanh
đạ
t nhi

ệ
t
độ
làm vi
ệ
c nh
ấ
t.
Đ
i
ề
u này có ngh
ĩ
a là kho
ả
ng th
ờ
i
gian t
ừ
khi b
ộ
xúc tác ch
ư
a làm vi
ệ
c
đế
n khi b
ắ

t
đầ
u làm vi
ệ
c là nh
ỏ

nh
ấ
t. Vì v
ậ
y s
ẽ
gi
ả
m thi
ể
u
đượ
c b
ồ
hóng khi xe b
ắ
t
đầ
u kh
ở
i
độ
ng.

Đồ
ng th
ờ
i, b
ộ
xác tác càng g
ầ
n
họng xả của động cơ thì nhiệt độ bộ
xác tác càng cao nên hiệu quả
xúc tác càng l
ớ
n.
4.4.3. Giảm thiểu được nồng độ ô nhiễm từ khí xả động cơ
Theo k
ế
t qu
ả
th
ự
c nghi
ệ
m có
đượ
c nh
ư
trên, thì khi s
ử
d
ụ

ng
b
ộ
xúc tác BHKW6 l
ắ
p trên ô tô t
ả
i THACO FD 2300A
đượ
c
đ
o
theo chu trình gia t
ố
c t
ự
do
đ
ã c
ắ
t gi
ả
m
đượ
c 32,89% n
ồ
ng
độ
khói.
Nh

ư
v
ậ
y, n
ế
u t
ấ
t c
ả
các xe t
ả
i nh
ỏ

đề
u trang b
ị
b
ộ
xúc tác BHKW6
thì
đề
u
đạ
t yêu c
ầ
u v
ề
tiêu chu
ẩ

n khí th
ả
i hi
ệ
n nay. B
ở
i vì, n
ế
u xe có
độ
khói trung bình l
ớ
n nh
ấ
t là100% thì khi s
ử
d
ụ
ng b
ộ
xúc tác s
ẽ

đượ
c gi
ả
m
đ
i 32,89%, n
ồ

ng
độ
khói trung bình còn l
ạ
i là 67,11%.
Trong khi qui
đị
nh hi
ệ
n nay theo thông t
ư
10/2009/TT-BGTVT n
ồ
ng

độ
khói trung bình là 72,0%.
M
ặ
t khác, s
ự
gi
ả
m thi
ể
u n
ồ
ng
độ
khói trung bình trên 30% có

ý ngh
ĩ
a r
ấ
t quan tr
ọ
ng
đố
i v
ớ
i các xe
đ
ã qua s
ử
d
ụ
ng
đả
m b
ả
o
đượ
c
tiêu chu
ẩ
n Euro 4.
4.5. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TRÊN ĐƯỜNG ĐỂ XÁC ĐỊNH
MỨC TIÊU HAO NHIÊN LIỆU THỰC TẾ
- Xe có l
ắ

p b
ộ
xúc tác, tiêu hao nhiên li
ệ
u: 8 lít/100km.
- Xe không l
ắ
p b
ộ
xúc tác, tiêu hao nhiên li
ệ
u : 8,4 lít/100km.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
1. KẾT LUẬN:
Qua
đ
o
đạ
c, phân tích,
đ
ánh giá v
ề
m
ứ
c
độ
gi
ả
m thi

ể
u n
ồ
ng
độ

b
ồ
hóng b
ằ
ng b
ộ
xúc tác BHKW6, th
ự
c nghi
ệ
m v
ớ
i thi
ế
t b
ị

DISMOKE 4000

t
ạ
i phòng thí nghi
ệ
m

Độ
ng c
ơ
và Ô tô c
ủ
a tr
ườ
ng
Đạ
i h
ọ
c Bách khoa-
Đạ
i h
ọ
c
Đ
à N
ẵ
ng.
Đượ
c
đ
o theo qui trình gia t
ố
c
t
ự
do theo qui
đị

nh c
ủ
a thông t
ư
10/2009/TT-BGTVT v
ề
vi
ệ
c ki
ể
m
tra khí th
ả
i
độ
ng c
ơ
cháy do nén. Trên xe THACO FD 2.300A (có
dung tích xi lanh 2.156 cm
3
,

độ
ng c
ơ
N485QA, công su
ấ
t 34,5 kw,
t
ả

i tr
ọ
ng cho phép 990 kg, t
ả
i tr
ọ
ng toàn b
ộ
3.045 kg), c
ũ
ng nh
ư
so
sánh v
ề
m
ứ
c tiêu hao nhiên li
ệ
u
đượ
c th
ự
c nghi
ệ
m trên
đườ
ng
đ
ô th

ị

v
ớ
i t
ổ
ng chi
ề
u dài 100 km, cho th
ấ
y: