NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG XĂNGETHANOL - BUTANOL

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VĂN TRÀNH

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN
KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG
XĂNG/ETHANOL - BUTANOL

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mã số: 60520116

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng – Năm 2018

Cơng trình đƣợc hồn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS TRẦN VĂN NAM

Phản biện 1: TS. Lê Minh Tiến

Phản biện 2: TS. Hồ Sĩ Xuân Diệu

Luận văn sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
kỹ thuật
Họp tại Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 20 tháng 10 năm 2018
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trƣờng Đại học Bách khoa
 Thƣ viện Khoa cơ khí giao thơng, Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN

1

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Song song với sự phát triển kinh tế - xã hội, thì năng lƣợng và môi trƣờng
cũng là một vấn đề đang đƣợc quan tâm. Chính sách năng lƣợng và mơi trƣờng
ln đƣợc đặt lên hàng đầu của mỗi quốc gia trong chiến lƣợc phát triển đất
nƣớc. Việt Nam đang nằm trong bối cảnh chung của thế giới, đó là sự cạn kiệt
dần về năng lƣợng (xăng, dầu, khí đốt.vv...) và sự ơ nhiễm mơi trƣờng.

Trong tƣơng lai những nguồn nhiên liệu hố thạch (xăng, dầu, khí đốt
vv...) sẽ dần dần bị cạn kiệt và đây đang là một trong những vấn đề nóng bỏng
của cả thế giới. Với mức độ tiêu thụ hiện tại, khối lƣợng này sẽ chỉ đủ dùng
trong khoảng 40 đến 50 năm nữa.

Bảng 1: Dự đoán lượng tiêu thụ năng lượng dến năm 2030 [20]

Dạng năng Thực Dự tính Tỷ lệ
lƣợng tăng %
tế 2030
Dầu mỏ 5.769 1,6%
1971 2000 2010 37,8%
Than đá 3.606 2,4%
Khí thiên 2.450 3.604 4.272 23,6% 0,1
4.203 1,6%
nhiên 49,0% 39,3% 38,4% 27,5% 3,3
Nguyên tử 703 1,7%
1.149 2.355 1,4% 2.702 4,6%
Sức nƣớc 29,0% 366

Năng lƣợng 25,7% 24,3% 2,4%
618
khác 895 2.085 2.797 4,0%
Tổng 15.267
17,9% 22,7% 25,1%

29 674 753

0,6% 7,3% 6,8%

104 228 274

2,0% 2,5% 2,5%

73 233 336

1,5% 2,5% 3,0%

4.999 9.179 11.132

2

Hình 1: Biểu đồ lượng tiêu thụ và dự đoán theo nguồn năng lượng thế
giới.

Theo công bố của Cục đăng kiểm Việt Nam kết quả về khảo sát và nghiên
cứu về mơi trƣờng đơ thị thì hầu hết các loại khí độc hại nhƣ HC, CO, CO2,
SO2, NOx trong mơi trƣờng khơng khí tại các đơ thị Việt Nam đều vƣợt tiêu
chuẩn cho phép. Ở những nơi mật độ giao thơng cao, những điểm thƣờng có
tình trạng ùn tắc giao thơng thƣờng xun thì mức độ ơ nhiễm và các chất độc

hại trên tăng gấp hơn hai lần so với tiêu chuẩn cho phép.

Một trong những tác nhân gây ra ô nhiễm khơng khí chính là khí xả của
động cơ bao gồm: khí thải do đốt cháy nhiên liệu, bụi và tiếng ồn. Trong đó, khí
thải do đốt nhiên liệu có mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng lớn nhất.
..

Hình 2: Thực trạng ơ nhiễm mơỉ trường hiện nay [37]

3

Môi trƣờng không khí bị ơ nhiễm đã và đang gây hại đến sức khỏe con
ngƣời đồng thời gây thiệt hại cho nền kinh tế. Trƣớc thực trạng lƣợng xe cơ
giới ngày một tăng, trong một vài năm tới Việt Nam muốn giảm thiểu ơ nhiễm
mơi trƣờng khơng khí thì cách tốt nhất là phải kiểm soát đƣợc việc phát thải của
các phƣơng tiện cơ giới tham gia giao thơng mà trong đó việc thử nghiệm sử
dụng nhiên liệu mới, nhiên liệu sinh học cũng là một vấn đề góp phần giảm
thiểu ơ nhiễm môi trƣờng.

Lộ trình và đề án phát triển nhiên liệu sinh học của Chính phủ.. Ngày 22
tháng 11 năm 2012, Thủ tƣớng Chính phủ đã có quyết định Số: 53/2012/QĐ-
TTg “Về việc ban hành lộ trình áp dụng tỷ lệ phối trộn nhiên liệu sinh học với
nhiên liệu truyền thống”. Theo đó từ ngày 01 tháng 12 năm 2015 xăng đƣợc sản
xuất, phối chế, kinh doanh để sử dụng cho phƣơng tiện cơ giới đƣờng bộ tiêu
thụ trên toàn quốc là xăng E5 và từ ngày 01 tháng 12 năm 2017 là xăng E10.
Trƣớc đó theo “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm
nhìn đến năm 2025” thì đến năm 2025 sản lƣợng nhiên liệu sinh học (ethanol
và biodiesel) đạt khoảng 5% nhu cầu xăng dầu của cả nƣớc, nghĩa là cần phải
sử dụng “xăng E30” làm nhiên liệu cho các phƣơng tiện cơ giới.

Lộ trình sử dụng xăng sinh học E5 và E10 là cơ sở thực tế để tiến tới nâng
cao tỷ lệ phối trộn ethanol trong xăng sinh học. Tuy nhiên ethanol với tính chất
có nhiệt ẩn hóa hơi lớn và có nhiệt trị thấp hơn xăng nên khi tăng cao (trên 15%)
tỷ lệ phối trộn của ethanol trong xăng sinh học cần giải quyết một số vấn đề nhƣ
tăng lƣợng nhiên liệu cung cấp để đảm bảo công suất động cơ, giảm nguy cơ
ngƣng tụ của ethanol trên đƣờng nạp và cải thiện khả năng bay hơi của ethanol
để đảm bảo tính khởi động lạnh và tăng tốc của động cơ. Những thay đổi trên
làm cho nhiên liệu khơng cịn phù hợp với động cơ, nên cần có một số thay đổi
về kết cấu động cơ nhƣ thay đổi góc đánh lửa, góc phun nhiên liệu v.v.... Hoặc
cần phải có một dung mơi để cải thiện những nhƣợc điểm trên của nhiên mà
không cần thay đổi kết cấu của động cơ, và dung mơi đó chính là Butanol. Một

4

trong những dung mơi phù hợp nhất vì các ƣu điểm của nó khắc phục đƣợc
nhƣợc điểm trên làm cho tỷ lệ % phối trộn cồn trong xăng đƣợc nâng cao góp
phần bảo đảm an ninh năng lƣợng và bảo vệ mơi trƣờng. Đó chính là lí do tơi
chọn đề tài: “Nghiên cứu thực nghiệm xác định thành phần khí thải của
động cơ sử dụng xăng / ethanol –butanol”. Đây là vấn đề cần thiết phải
nghiên cứu thực nghiệm nhằm chứng minh đƣợc những cơ sở lý thuyết của việc
ứng dụng ethanol, butanol cho động cơ xăng, góp phần nâng cao tỷ lệ phối trộn
cồn trên 15 % đảm bảo an ninh năng lƣợng, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng cho
động cơ sử dụng xăng sinh học.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.

Xác định độ phát thải của động cơ đánh lửa cƣỡng bức sử dụng nhiên
liệu Xăng / Ethanol - Butanol so với xăng E5.
3. ĐỔI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu.

Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là động cơ thực nghiệm Daewoo A16-
DMS sử dụng nhiên liệu Xăng/Ethanol –Butanol và xăng E5 chạy trên băng thử
APA204/E tại phịng thí nghiệm động cơ của khoa cơ khí giao thơng thuộc
trƣờng Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:

Chỉ tập trung nghiên cứu thực nghiệm tính khả dụng nhiên liệu Xăng /
Ethanol –Butanol qua các tỷ lệ (E10 + 5%B; E15 + 5%B; E20 + 5%B) trên
động cơ DAEWOO A16-DMS nhằm phân tích đánh giá so sánh mức độ phát
thải của động cơ khi sử dụng nhiên liệu trên so với nhiên liệu E5 từ đó đƣa ra tỷ
lệ tối ƣu nhất.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm, trong đó:
Nghiên cứu lỷ thuyết: Về cơ chế hình thành của các chất phát thải ô
nhiễm trong động cơ xăng đánh lửa cƣỡng bức.

5

Nghiên cứu thực nghiệm: Thực nghiệm đo đạc về các chỉ số ô nhiễm khí
xả của động cơ DAEWOO A16-DMS sử dụng nhiên liệu sinh học (E10 + 5%B;
E15 + 5%B; E20 + 5%B) và (E5; E15; E20; E25). Trên băng thử công suất
APA 204/8, máy phân tích khí xả KEG-500. Phân tích, so sánh đánh giá kết quả
thực nghiệm.
5. CƠ SỞ VẬT CHẤT PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU.

Đề tài đƣợc thực nghiệm với các trang thiết bị hiện đại và có tính đồng bộ
cao, bằng việc sử dụng hệ thống băng thử công suất APA 204/E/0943 tại phịng
thí nghiệm động cơ của khoa cơ khí giao thông trƣờng Đại học bách khoa Đà
Nẵng, đây là điều kiện tốt nhất để có thể đánh giá một cách khoa học về những

tác động ảnh hƣởng của nhiên liệu sinh học Xăng / Ethanol –Butanol đến mức
độ phát thải của động cơ. Cịn phân tích thành phần các tính chất lý hóa của
nhiên liệu xăng sinh học đƣợc thực nghiệm tại phịng thử nghiệm xăng dầu
thuộc Cơng ty xăng dầu khu vực V.
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN .

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn đƣợc trình bày trong 4 chƣơng
với cấu trúc nhƣ sau:
Chƣơng 1. TỔNG QUAN.
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Chƣơng 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.
Chƣơng 4. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM .

KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.

6

Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1 VIỄN CẢNH VỀ NGUỒN NHIÊN LIỆU HĨA THẠCH
1.1.1. Vấn đề mơi trường và biến đổi khí hậu hiện nay.

a. Sự nóng lên của khí hậu tồn cầu hiện nay.
b. Vấn đề ô nhiễm môi trường từ nguồn năng lượng hóa thạch.
1.1.2. Tính cấp thiết của việc tìm nguồn năng lượng sạch.
* Vấn đề an ninh năng lượng của thế giới.
* Vấn đề an ninh năng lượng của thế giới.
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU SINH HỌC TRÊN THẾ
GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.2.1. Sử dụng nhiên liệu sinh học của một số quốc gia trên thế giới.
1.2.2. Tình hình sử dụng xăng sinh học ở Việt Nam.

1.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG.

Trƣớc tình hình nguồn nhiên liệu hóa ngày càng cạn kiệt giá xăng dầu
tăng, ơ nhiễm mơi trƣờng do khí thải ơ tơ và nhiệt độ trái đất ngày càng tăng,
các nhà khoa học trên thế giới đã và đang tìm các giải pháp để cứu vãn tình
hình trên. Một trong những giải pháp đó, là tìm kiếm nguồn nhiên liệu tái tạo
đƣợc để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch. Trong thời gian qua trên thế
giới cũng nhƣ Việt Nam đã nghiên và đƣa ethanol, butanol pha vào xăng để
dùng làm nhiên liệu. Nhƣng việc pha chỉ đơn thuần giữa (ethanol với xăng hoặc
butanol với xăng). Nhằm đa dạng hơn nguồn nhiên liệu sinh học, việc nghiên
cứu xăng/ Ethanol-Butanol làm nhiên liệu mang lại một số kết quả ban đầu,
nhất là trong lĩnh vực giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng do sự phát thải của động
cơ đánh lửa cƣởng bức gây ra.

7

Chƣơng 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT.

2.1. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA

ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƢỠNG BỨC.

2.1.1. Cơ chế hình thành CO.

a. Sự hình thành CO.

b. Các yếu tố ảnh hưửng đến sự hình thành CO.

* Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp:

* Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm:

* Ảnh hưởng của hệ số khí sót:

2.1.2. Sự hình thành hydrocarbure (HC).

a. Cơ chế hình thành HC.

b. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành HC.

* Sự hấp thụ và giải phóng HC ở màng dầu bôi trơn:

* Chất lượng quá trình cháy:

* Sự ồ xy hóa HC trong kỳ giãn nở và thải

2.1.3. Sự hình-thành NOx.

a. Cơ chế hình thành Nox

* Cơ chế hình thành monoxyde nito (NO):

* Sự hình thành protoxyde nitơ

b. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành Oxyde nitơ

* Ảnh hưởng của hệ so dư lượng khơng khí:

* Ảnh hưởng của hệ số khí sót:

* Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN THÀNH PHẦN KHÍ XẢ.

2.2.1. Ảnh hưởng của đặc điểm kết cấu động cơ.

a. Đặc điểm cấu tạo động cơ:

b. Kết cấu buồng đốt.

c. Ảnh hưởng của tham số kết cấu:

d. Ảnh hưởng của cơ cấu phân phối khí:

2.2.2. Ảnh hưởng của hệ thống điều khiến động cơ.

a. Ảnh hưởng của hệ thống điều khiển cung cấp nhiên liệu.

b. Ảnh hưởng của hệ thống điều khiển đánh lửa

2.2.3. Ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu xăng.

8

a. Ảnh hưỏng của khối lượng riêng

b. Ảnh hưởng của tỉ lệ hydrocacbon thơm.

c. Ảnh hưỏng của tính bay hơi:

d. Ảnh hưởng của chỉ số octane.

e. Ảnh hưởng của các chất phụ gia:

2.2.4. Các yếu tố ảnh hưửng khác.

a. Ảnh hưởng từ trạng thái vận hành động cơ.

b. Ảnh hưởng của việc sử dụng nhầm nhiên liệu.

2.3 CÁC TIÊU CHUẨN VỀ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

2.3.1. Tiêu chuẩn khí thải là gì?

2.3.2 Tiêu chuẩn khí thải châu Âu.

2.3.3 Tiêu chuẩn khí thải của một số nước khác.

a. Tiêu chuẩn khí thải của Mỹ

b. Tiêu chuẩn của Nhật bản

c. Các nước khác.

2.3.4 Tiêu chuẩn về khí thải của Việt Nam.

a. TCVN 5123-90:

b. Tiêu chuẩn TCVN 5418-91:

c. Tiêu chuẩn TCVN 6438-98.

d. Tiêu chuẩn ban hành năm 2005:

e. Tiêu chuẩn ban hành năm 2011.

2.3.5. Lộ trình áp dụng các tiêu chuẩn khí thải của Việt Nam.

2.4 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU HỐ LÝ CÁC MẪU XĂNG.

2.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG.

Bản chất hình thành các thành phần phát thải ô nhiễm môi trƣờng của khí

xả động cơ đốt cháy cƣỡng bức là cơ sở khoa học để tiến hành các nội dung

thực nghiệm trên động cơ khi sử dụng nhiên liệu sinh học Xăng / Ethanol -

Butanol. Việc đánh giá các tiêu chí về phát thải ơ nhiễm mơi trƣờng của khí xả

động cơ phải dựa trên kết quả thực nghiệm. Các tiêu chuẩn về khí thải cũng là

một căn cứ để đƣa ra đánh giá khả năng sử dụng của nhiên liệu, vì vậy chƣơng

2 là cơ sở khoa học cho việc thực hiện thí nghiệm ở chƣơng 3, đồng thời cũng

là cơ sở để phân tích đánh giá các kết quả thí nghiệm một cách khoa học.

9

Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.

3.1. MÔ TẢ THIẾT BỊ.

3.1.1. Hệ thống phòng thử nghiệm động cơ và thiết bị hỗ trợ

3.1.2. Băng thử công suất APA 204/08.

3.1.3. Thiết bị đo và phân tích thành phần khí thải KEG-500 động cơ xăng.

3.1.4. Thiết bị đo cấp và đo tiêu hao nhiên liệu 733-753AVL.

3.1.5. Đối tượng thử nghiệm Động cơ A16 DMN:

3.2. PHƢƠNG PHÁP PHỐI TRỘN NHIÊN LIỆU.

3.3. QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM.

a. Quy trình thực nghiệm

b. Điều kiện thực nghiệm.

c. Vận hành thực nghiệm với 07 mẫu nhiên liệu E5; E15; E20; E25;

E10+Bu5; E15+Bu5 và E20+Bu5

d. Sau khi vận hành thực nghiệm với 03 lượt chạy lập lại trạng thái như

trên cho .mẫu nhiên liệu E5. (gồm 03 bộ dữ liệu được tính trung bình

nhằm giảm thiểu sai số).

3.4. KẾT QUẢ SO SÁNH THỰC NGHIỆM ĐO THÀNH PHÀN KHÍ

THẢI.

3.4.1. Diễn biến phát thải của động cơ DAEWOO A16-DMS khi sử dụng

liệu E5, (E10+Bu5) và E15.

3.4.1.1 Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ không tải (tốc

độ động cơ: 1250 v/p).

3.4.1.2. Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ tải không đổi

(ct = costan) thay đổi tốc độ động cơ(n ).

a. Ở chế độ 30% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.

b. Ở chế độ 50% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.

c. Ở chế độ 70% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.

10

d. Ở chế độ 90% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
3.4.2. Diễn biến phát thải của động cơ DAEWOO A16-DMS khi sử dụng

nhiên liệu E5, (E15+Bu5) và E20.

3.4.2.1 Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ không tải (tốc

độ động cơ: 1250 v/p).
3.4.2.2. Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ tải không đổi

(ct = costan) thay đổi tốc độ động cơ(n ).
a. Ở chế độ 30% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
b. Ở chế độ 50% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
c. Ở chế độ 70% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
d. Ở chế độ 90% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
3.4.3. Diễn biến phát thải của động cơ DAEWOO A16-DMS khi sử dụng

nhiên liệu E5, (E20+Bu5) và E25.
3.4.3.1. Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ không tải

(tốc độ động cơ: 1250 v/p).
3.4.3.2. Diễn biến thành phần phát thải CO, CO2, HC ở chế độ tải không đổi

(ct = costan) thay đổi tốc độ động cơ(n ).
a. Ở chế độ 30% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
b. Ở chế độ 50% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
c. Ở chế độ 70% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
d. Ở chế độ 90% tải, tốc độ từ l250v/p đến 4000v/p.
3.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG.

Với hệ thống các trang thiết bị hiện đại của phịng thí nghiệm động
cơ cùng với máy đo ô nhiễm độc lập là điều kiện tốt nhất để thực nghiệm đo
đạc các thông số về thành phần các chất ơ nhiễm trong khí thải của động cơ
Daewoo A16DMS một cách hiệu quả, đạt đƣợc các yêu cầu kỹ thuật trong luận
văn đã đặt ra. Đây là những luận chứng khoa học quan trọng trong việc phân

11

tích đánh giá kết quả thực nghiệm ở chƣơng 04.
Trong q trình, thực nghiệm, các thơng số đo đạc hoàn toàn phù

hợp với các chế độ vận hành, động cơ. Tuy nhiên để đảm bảo tuổi thọ của động
cơ theo u cầu của chun viên phịng thí nghiệm (khi sử dụng nhiên liệu sinh
học sẽ ảnh hƣởng đến chất lƣợng bề mặt xi lanh mà luận văn hồn tồn khơng
thể đánh giá vấn đề này) nên trong phần thực nghiệm bị giới hạn bởi tốc độ
động cơ không đạt đƣợc ngƣỡng lớn nhất là 5800 [rpm] theo thông số kỹ thuật
của động cơ Daewoo A16DMS mà chỉ đạt tốc độ 4000 [rpm]. Trong thực
nghiệm đề tài đã có đƣợc các số liệu cụ thể từ đó xác định đƣợc quy luật hình
thành các thành phần khí thải đồng thời so sánh, đƣợc mức độ ô nhiễm giữa bảy
loại nhiên liệu là xăng sinh học (E5, E15, E20, E25 ,E10+B5, E15+B5 và
E20+B5). Đối với hỗn hợp E10+B5, E15+B5 và E20+B5 nhằm mục đích xác
định mức độ phát thải của ba tỷ lệ của hỗn hợp nhiên liệu này so với xăng E5 và
đƣa ra những kết luận khả năng sử dụng nhiên liệu Xăng / Ethanol-Butanol trên
động cơ Daewoo A16DMS đảm bảo tiêu chí giảm thiểu ơ nhiễm mơi trƣờng, và
chọn ra tỷ lệ tốt nhất có mức độ phát thải thấp nhất với các chế độ tải và tốc độ
động cơ.

12

Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.

4.1 PHÂN TÍCH SO SÁNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA BA HỖN

HỢP E10+B5, E15+B5 VÀ E20+B5 SO VỚI XĂNG HIỆN HÀNH E5.
Với kết quả thực nghiệm đạt đƣợc ở chƣơng 3, cho ta xác định đánh giá

phân tích so sánh mức độ phát thải các chất ô nhiễm của xăng E10+B5,
E15+B5 và E20+B5 so với xăng hiện hành E5.
4.1.1 Trường hợp động cơ chạy không tải.

Nồng độ các chất phát thải CO, CO2 và HC của các loại nhiên liệu
E10+B5, E15+B5, E20+B5 và E5 ở chế độ khơng tải (vị trí bƣớm ga ở giới
hạn nhỏ nhất và số vịng quay khơng tải 1250/ph) đƣợc xác định tổng hợp so
sánh trên bảng 4.1 và đƣợc thể hiện trên hình 4.1.

Bảng 4.1: Diễn biến phát thải của các hỗn hợp nhiên liệu E10+ B5,

E15+B5, E20+B5 và E5 ở chế độ không tải.

NHIÊN LIỆU CO% CO2% HC %
E5 1.61 12.3 233.43
1.38 12.13 225.38
E10+B5 0.05 11.18 214.111
E15+B5 0.07 11.23 225.25
E20+B5

DIỄN BIẾN PHÁT THẢI CO; CO2 VÀ HC Ở
CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI CỦA NHIÊN LIỆU
E10+B5, E15+B5, E20+B5, VÀ E5

250 233.43 225.38 214.111 225.25

200

150

100

50 12.3 12.63 11.789 11.23
1.61 1.38 0.05 0.07

0 E10+B5 E15+B5 E20+B5
E5

CO% CO2% HC %

Hình 4.1: Diễn biến phát thải của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ không tải.

13

* Nhận xét ở chế độ không tải:

Kết quả trên cho thấy ở chế độ không tải các thành phần CO, CO2 và HC
của nhiên liệu xăng/ethanol –butanol giảm so với xăng E5, nhƣng đối với hỗn
hợp có tỹ lệ E15+B5 các chất phát thải thấp nhất cụ thể CO giảm 96 %, CO2
giảm 9,1 % và HC giảm 8,2 % so với nhiên liệu E5.
4.1.2 Trường hợp động cơ chạy ở chế độ tải 30% vị trí bướm ga.

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-
30% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5 ... E25+BU5

5

Thành phần CO: [%] 4 3.46 2.72 2.92 3.11

3

2.27

2 2.51 1.78 1.53 1.77

0.2 1 0.38 0.59 1.01 1.49 1.55 1.43
0.15 0.16 0.35 0.52 1.03 0.62 1.08 0.74

0

1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

CO-E10+BU5 CO-E15+BU5 CO-E20+BU5 CO-E5

Hình 4.2 Diễn biến phát thải CO của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;Thành phần CO2: [%]

E20+B5 và E5 ở chế độ 30 % vị trí bướm ga.

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO2
ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA 30% ALPHA:
20 Nhiên liệu E10+BU5, E15+B5, E20+BU5 VÀ E5

15 12.6 12.9 13.1 11.7 13.2 12.8 13 12.7 12.3 12.9 12.3 12.3
10 12.6 12.9 11.7 11.4 13.2 12.8 13.1 12.8 11.7 12.4 12 12.2

5

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]
CO2-E10+BU5 CO2-E15+BU5 CO2-E20+BU5 CO2-E5

Hình 4.3 Diễn biến phát thải CO2 của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 30 % vị trí bướm ga.

14

SO SÁNH THÀNH PHẦN HC
ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-30% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5, E15+B5,

E20+BU5 và E5

400

Thành phần HC: [ppm] 350 344

300 292

250 228 254 241 206 197
227 223 144 143

200 187 181 180 187
125 120 127
150 160 156 148
111 118 108

100

50

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

HC-E10+BU5 HC-E15+BU5 HC-E20+BU5 HC-E5

Hình 4.4 Diễn biến phát thải HC của các mẫu nhiên liệu E10+B5;
E15+B5; E20+B5 và E5 ở chế độ 30 % vị trí bướm ga.

* Nhận xét ở chế độ 30% alpha:
 Theo diễn biến ở hình 4.2 cho ta thấy:
- Độ phát thải CO của mẫu E10+B5 tƣơng đƣơng với nhiên liệu E5
- Độ phát thải CO của hai mẫu nhiên liệu E15+B5 và E20+B5 thấp hơn

nhiên liệu E5 là 44% .
 Theo diễn biến ở hình 4.3 ta thấy mức độ phát thải CO2 của các mẫu thử

trên tƣơng đƣơng với nhiên liệu E5.
 Theo diễn biến ở hình 4.4 ta thấy mức độ phát thải HC của ba nhiên liệu

trên thấp hơn so với nhiên liệu E5 là 30%.

15

4.1.3 Trường hợp động cơ chạy ở chế độ tải 50% vị trí bướm ga.

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-50%
ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5, E15+BU5, E25+BU5 và E5

5

3.72 3.55 4.06

Thành phần CO: [%] 4

3 3.11 2.99 2.75
2.05 2.32 2.13 2.41

2 1.45 1.27 1.54 1.25 1.61 1.75

1 0.28 0.44 0.33 0.45 0.32 0.59
0.16 0.31

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

CO-E10+BU5 CO-E15+BU5 CO-E20+BU5 CO- E5

Hình 4.5 Diễn biến phát thải CO của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 50 % vị trí bướm ga

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO2 ĐỘNG CƠ DAEWOO

NUBIRA 50% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5, E15+BU5,

20 E20+BU5 và E5

Thành phần CO2: [%] 15 12.8 13 12.2 11.6 13 12.9 13.1 12.9 12.3 11.7 11.8 11.8
12.9 13 12.9 12.6 13.4 13.5 13.5 13.4 13.1 12.6 12.8 12.6

10

5

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

CO2-E10+BU5 Tốc độ động cơ - n: [rpm] CO2- E5
CO2-E15+BU5 CO2-E20+BU5

Hình 4.6 Diễn biến phát thải CO2 của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 50 % vị trí bướm ga.

16

SO SÁNH THÀNH PHẦN HC
ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-50% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5,

E15+BU5, E25+BU5 và E5

Thành phần HC: [ppm] 400

350

300

250 219 201 225 219

200 137 153 152 143 131 110 105 120 135 119 108
150 114 78 69 52 54 86 96 90 85
100

50

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

HC-E10+BU5 HC-E15+BU5 HC-E20+BU5 HC-E5

Hình 4.7 Diễn biến phát thải HC của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 50 % vị trí bướm ga.

* Nhận xét ở chế độ 50% alpha:
 Theo diễn biến ở (hình 4.5) và (hình 4.7) độ phát thải CO và HC của 3

mẫu nhiên liệu thử (E10+B5; E15+B5 và E20+B5) thấp hơn so với nhiên
liệu E5. Cụ thể HC thấp hơn 31.4% và CO thấp hơn 45% so với nhiên
liệu E5.
 Theo diễn biến ở hình 4.6 ta thấy mức độ phát thải CO2 của các mẫu thử
trên tƣơng đƣơng với nhiên liệu E5.

4.1.4 Trường hợp động cơ chạy ở chế độ tải 70% vị trí bướm ga.

17

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO

ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-70% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5;

E15+BU5; E20+BU5 và E5
4 3.9 3.72

3.4

Thành phần CO: [%] 3 2.75

1.81 2.09 1.77 1.79

2 1.41 1.18 1.42 1.31

1 0.65 0.54 0.91 0.98

0.11 0.12 0.18 0.17 0.23 0.22 0.18 0.31

0

1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

CO-E10+BU5 CO-E15+BU5 CO-E20+BU5 CO-E5

Hình 4.8 Diễn biến phát thải CO của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;Thành phần CO2: [%]
E20+B5 và E5 ở chế độ 70 % vị trí bướm ga.

SO SÁNH THÀNH PHẦN CO2
ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-70% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5;

E15+BU5; E25+BU5 và E5

20

11.5 11.7 15 12.5 12.9 12.6 12.8 13 13.1 13.3 13.1 12.3 11.9
10 12.5 12.6 12.8 12.9 13.3 13.3 13.2 13.3 13.2 12.8 12.9 13.2

5

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

CO2-E10+BU5 CO2-E15+BU5 CO2-E20+BU5 CO2- E5

Hình 4.9 Diễn biến phát thải CO2 của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 70 % vị trí bướm ga.

18

SO SÁNH THÀNH PHẦN HC
ĐỘNG CƠ DAEWOO NUBIRA-70% ALPHA: Nhiên liệu E10+BU5;

E15+BU5; E25+BU5 và E5

300

Thành phần HC: [ppm] 250

200

200 166 166 175

150 131 141 122 118
102 107 105 104 95
84 69 90 87 73 86 81 71
100

50 54 39 40

0
1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000

Tốc độ động cơ - n: [rpm]

HC-E10+BU5 HC-E15+BU5 HC-E20+BU5 HC- E5

Hình 4.10 Diễn biến phát thải HC của các mẫu nhiên liệu E10+B5; E15+B5;
E20+B5 và E5 ở chế độ 70 % vị trí bướm ga.

* Nhận xét ở chế độ 70% alpha:
 Theo diễn biến ở hình 4.8 và hình 4.10 cho ta thấy mức độ phát thải của

CO và HC của mẫu nhiên liệu thử E10+B5 tƣơng đƣơng với nhiên liệu
E5. Còn mẫu nhiên liệu E15+ BU5 và E20+BU5 có mức độ phát thải CO
và HC thấp hơn nhiên liệu E5, cụ thể CO- E15+BU5 thấp hơn 57.6%;
HC- E15+BU5 thấp hơn 31%; CO- E20+BU5 thấp hơn 69% và HC-
E20+BU5 thấp hơn 34% so với nhiên liệu E5.
 Theo diễn biến ở hình 4.9 ta thấy mức độ phát thải CO2 của các mẫu thử
trên tƣơng đƣơng với nhiên liệu E5.