Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng xăng sinh học E10, E15 và E20 đến vật liệu của các chi tiết thuộc hệ thống nhiên liệu của động cơ xe máy

^ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ^
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
thuộc Đề tài: "Nghiên cứu khả năng tương thích của động cơ nổ
thế hệ cũ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn
5%", mã số đ T.06.11/Nl SH
thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn đến năm 2025
Sản phẩm 3.1: Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng xăng sinh
học E10, E15 và E20 đến vật liệu của các chi tiết
thuộc hệ thống nhiên liệu của động cơ xe máy
Chuyên đề số: 7
Chủ nhiệm đề tài Người thưc hiện
PGS.TS. Lê Anh Tuấn PGS.TS. Lê Anh Tuấn
Cơ quan chủ trì
Hà Nội, tháng 08 năm 2011
ĐT.06.11/NLSH
MỤC LỤC
Ạ
Lời nói đâu 2
1. Một số tính chất lý hóa của cồn nhiên liệu và nhiên liệu xăng pha cồn 3
dùng cho động cơ xăng
2. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật 4
liệu
2.1. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật 4
liệu trên thế giới
2.2. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật 6
liệu ở Việt Nam
3. Quy trình thử nghiệm thực hiện trong đề tài 6
3.1. Xây dựng quy trình thử nghiệm 6
3.2. Lựa chọn các chi tiết nghiên cứu 8

3.3 Thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu 9
3.4. Phối trộn nhiên liệu E10, E15 và E20 13
4. Phân tích và đánh giá kết quả ngâm chi tiết 16
4.1. Sự thay đổi của chi tiết giclơ nhiên liệu chính 16
4.2. Sự thay đổi của vít điều chỉnh lượng không khí không tải 18
4.3. Sự thay đổi của vít xả xăng 19
4.4. Sự thay đổi vít điều chỉnh xăng chế độ không tải 19
4.5. Thay đổi màu của kim 3 cạnh 20
4.6. Sự thay đổi của chi tiết lọc tinh nhiên liệu 21
4.7. Gioăng cao su làm kín 25
5. Ảnh hưởng của nhiên liệu tới kích thước và khối lượng các chi tiết 25
5.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu tới kích thước các chi tiết 25
5.2. Ảnh hưởng của nhiên liệu tới khối lượng các chi tiết 28
6. Phân tích và đánh giá một số chỉ tiêu của xăng sinh học trước và sau 31
khi ngâm chi tiết
7. Kết luận 34
Tài liệu tham khảo 35
- 1 -
ĐT.06.11/NLSH
Lời nói đầu
Môi trường sống của con người trên trái đất ngày càng bị ô nhiễm bởi các chất
thải độc hại kéo theo đó là tình trạng nóng lên của trái đất, biến đổi khí hậu gây ảnh
hưởng nghiêm trọng đến đời sống con người. Một trong những nguồn khí thải gây ô
nhiễm là khí thải từ các phương tiện giao thông. Việc cắt giảm khí thải từ các phương
tiện giao thông đang ngày càng được chú trọng nghiên cứu với các hướng chính như
thay đổi kết cấu động cơ, nâng cao hiệu suất giảm tiêu thụ nhiên liệu, xử lý khí thải
sau khi ra khỏi động cơ và sử dụng nguồn nhiên sạch dcó khả năng tái tạo. Nhằm phát
triển nguồn năng lượng sinh học ở Việt Nam, gần đây Thủ tướng chính phủ đã có
quyết định phê duyệt đề án“ Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm
nhìn đến năm 2025”. Nhiên liệu Ethanol là một nguồn nhiên liệu có nhiều tiềm năng

đã và đang được các nước trên thế giới nghiên cứu và sử dụng rộng rãi. Ở Việt Nam đã
nghiên cứu và cho ứng dụng nhiên liệu E5 tức là pha 5% ethanol vào xăng và các
nghiên cứu khác đang được mở rộng. Tuy nhiên để đáp ứng được mục tiêu đề ra trong
đề án, cần nâng cao hơn nữa tỷ lệ ethanol trong nhiên liệu. Với hàm lượng ethanol
trong nhiên liệu lớn hơn 5% cần đánh giá ảnh hưởng tới vật liệu các chi tiết trong hệ
thống nhiên liệu, đặc biệt là đối với những động cơ có thiết kế cũ, sử dụng chế hòa khí.
Xuất phát từ thực tế đó, việc nghiên cứu tính tương thích của xăng pha cồn với vật liệu
của hệ thống nhiên liệu trên xe máy, một loại phương tiện phổ biến nhất ở Việt Nam,
là nhu cầu bức thiết. Chuyên đề “Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng xăng sinh học
E10, E15 và E20 đến vật liệu của các chi tiết thuộc hệ thống nhiên liệu của động cơ xe
máy" thực hiện việc đánh giá ngoại quan qua hình ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử,
kích thước và trọng lượng của chi tiết thuộc hệ thống nhiên liệu của động cơ xe máy
khi ngâm trong xăng RON92, E10, E15 và E20 và phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu
của xăng sinh học trước và sau khi ngâm chi tiết.
- 2 -
ĐT.06.11/NLSH
Chuyên đề 7: Đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng xăng sinh học E10, E15
và E20 đến vât liệu của các chi tiết thuôc hệ thống nhiên liệu của đông cơ xe
máy
1. Môt số tính chất lý hóa của cồn nhiên liệu và nhiên liệu xăng pha cồn dùng cho
đông cơ xăng
Cồn được pha trộn vào trong xăng với các hàm lượng khác nhau. Tùy từng tỉ lệ
cồn có trong xăng sẽ quy định tính chất của nhiên liệu. Bảng 1.1. liệt kê một số tính
chất của xăng pha cồn E5 được quy định sử dụng ở Việt Nam:
Bảng 1.1. Quy chuẩn xăng pha cồn E5 theo QCVN1: 2009/BKHCN [1]
r r i A 1 • /V
Tên chỉ tiêu
Mức,
không lớn hon
Phương pháp thử

1. Hàm lượng chì, g/l 0,013 TCVN 7143 (ASTM D 3237)
2. Hàm lượng lưu huỳnh ,
mg/kg
500 TCVN 6701 (ASTM D 2622) hoặc
TCVN 7760 (A s T M D 5453)
3. Hàm lượng benzen, % thể
tích
2,5
TCVN 3166 (ASTM D 5580)
4. Hàm lượng hydrocacbon
thơm, % thể tích
40 TCVN 7330 (ASTM D 1319)
5. Hàm lượng olefin, % thể tích 38 TCVN 7330 (ASTM D 1319)
6. Hàm lượng ôxy, % khối
lượng
2,7
TCVN 7332 (ASTM D 4815)
7. Hàm lượng etanol, % thể tích
5 TCVN 7332 (ASTM D 4815)
8. Hàm lượng kim loại (Fe,
Mn), mg/l
5 TCVN 7331 (ASTM D 3831)
Khi sử dụng loại nhiên liệu có hàm lượng cồn lớn hơn như ở một số nước như Brazil
(sử dụng đến E85), Mỹ (E85) thì cần thiết kế lại động cơ cho phù hợp. Bảng 1.2 thể
hiện tính chất của một số loại nhiên liệu xăng pha cồn đang được sử dụng rộng rãi ở
nhiều nước.
Bảng 1.2. Tính chất lý hóa của xăng pha cồn[2]
So sánh thuộc tính của xăng pha cồn và xăng nguyên chất
Đặc tính
Nhiên liệu

E0 E5 E10 E20 E30
Trọng lượng riêng(kg/l ở
15,50C)
0,7575 0,7591 0,7608 0,7645 0,7682
- 3 -
ĐT.06.11/NLSH
Chỉ số octan(RON)
95,4 96,7 98,1 100,7 102,4
RVP(kPa ở 37,80C)
53,7 59,3 59,6 58,3 56,8
Hàm lượng lưu huỳnh(wt%)
0,0061 0,0059 0,0055 0,0049 0,0045
Hàm lượng chất keo rửa trôi
(mg/100ml)
0,2 0,2 0,2
0,6
0,2
Hàm lượng chất keo không
rửa trôi (mg/100ml)
18,8 18,6 17,4 15 14,4
Hàm lượng chì(g/l) <0,0025 <0,0025 <0,025 <0,0025 <0,0025
Ăn mòn(3h ở 500C)
1a 1a 1a 1a 1a
Nhiệt độ chưng cất(0C)
IBP 35,5 36,5 39,5 36,7 39,5
10% thể tích 54,5 49,7 54,8 52,8 54,8
50% thể tích 94,4 88,0 72,4 70,3 72,4
90% thể tích 167,3 167,7 159,3 163 159,3
Điểm kết thúc
197,0 202,5 198,3 198,6 198,3

Nhiệt trị(cal/g)
10176 9692 9511 9316 8680
Cacbon (wt%) 86,60 87,70 86,7 87,6 86
Hydrogen (wt%) 13,30 12,20 13,90 12,3 13,9
Hàm lượng cặn (vol%)
1,7 1,5 1,5 1,5 1,5
Màu sắc
vàng vàng vàng vàng vàng
(RVP- Reid Vapor Pressure)- : Áp suất hơi bão hòa
2. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật liệu
2.1. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật liệu trên thế
giới.
- 4 -
ĐT.06.11/NLSH
Có nhiều phương pháp đánh giá tương thích vật liệu khi sử dụng nhiên liệu xăng sinh
học được áp dụng trên thế giới, trong đó có thể kể đến tiêu chuẩn thường được sử
dụng SAEJ 1747, SAEJ 1748
• Quy trình đánh giá khả năng tương thích vật liệu SAE J 1747.
SAEJ 1747 là quy trình khuyến cáo áp dụng để đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu
xăng pha ethanol tới các chi tiết kim loại của động cơ đốt trong. Hỗn hợp xăng pha
ethanol có tính dẫn điện cao sẽ ảnh hưởng tới các chi tiết kim loại. Do vậy cần xây
dựng quy trình nghiên cứu tính tương thích vật liệu của hỗn hợp này với các chi tiết
của động cơ đốt trong. Trên những nghiên cứu về tương thích vật liệu này nhà sản xuất
động cơ sẽ có những thay đổi thích hợp về vật liệu để thích ứng với xăng pha ethanol.
Một số các đặc điểm chính của quy trình đánh giá được đưa ra dưới đây:
- Nhiệt độ ngâm phải được duy trì ở 450C ± 20C trong khoảng thời gian thử nghiệm
- Nhiên liệu được thay hàng tuần nhằm giảm thiểu sự thay đổi thành phần, giảm tính
ôxy hóa của nhiên liệu.
- Thời gian ngâm liên tục tối thiểu 2000h với các chu kỳ 1 tuần, 3 tuần, 6 tuần, 12
tuần.

- Các chi tiết được đựng trong bình kín dung tích 1L làm bằng nhựa Polyethylene đặc
biệt (High Density Polyethylene-HDPE) với sức bền kéo tối thiểu là 202.7 Kpa.
Không sử dụng các bình bằng kim loại và không được đầy quá 80% thể tích của bình.
• Tiêu chuẩn đánh giá khả năng tương thích vật liệu SAE J 1748.
Quy trình SAE J1748 khuyến cáo dùng để đánh giá tính tương thích của vật liệu
Polyme khi được ngâm nhiên liệu xăng được pha phụ gia tăng thành phần ôxy. Một số
đặc điểm chính của quy trình này như sau:
- Nhiệt độ ngâm chi tiết 550C
- Thời gian ngâm tối thiểu 500 giờ hoặc đến khi chi tiết không thay đổi khối lượng
- Trọng lượng của các chi tiết được đánh giá hàng tuần
- Đối với chi tiết đàn hồi như cao su, nhiên liệu ngâm được thay hàng ngày trong ba
ngày đầu, sau đó thay hàng tuần
- Đối với chi tiết bằng nhựa, nhiên liệu ngâm được thay hai lần mỗi tuần.
- Nhiên liệu và các chi tiết ngâm được đựng trong chai thủy tinh
- Có thể thực hiện các quy trình thử riêng để đánh giá về các chỉ tiêu khối lượng, kích
thước, độ cứng .của chi tiết
- 5 -
ĐT.06.11/NLSH
• Ngoài ra còn có tiêu chuẩn SAE 2005 - 10 - 3710 của Hoa Kỳ để đánh giá ảnh
hưởng của nhiên liệu đến các chi tiết nhôm. Tiến hành ngâm các chi tiết trong 720 giờ,
ở nhiệt độ không đổi là 1000C.
2.2. Một số phương pháp đánh giá ảnh hưởng của xăng pha cồn tới vật liệu ở Việt
Nam.
Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam - Công ty Cổ phần phát triển phụ gia và sản phẩm
dầu mỏ cũng đã tiến hành một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các loại nhiên liệu
sinh học đến các chi tiết của động cơ với các phương pháp:
- Các phương pháp điện hoá:
• Đo thế mạch hở EO
• Đo dòng ăn mòn icorr- phương pháp đo phân cực tuyến tính
• Phương pháp tổng trở điện hoá

• Phương pháp phân cực anôt
Các phương pháp điện hoá nêu trên có ưu điểm là không phá huỷ mẫu, có thể theo
dõi liên tục theo thời gian.
- Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét: cho ảnh với độ phóng đại lớn, có thể tới
hàng chục nghìn lần, là phương pháp rất hữu hiệu để quan sát hình thái bề mặt chi tiết.
3. Quy trình thử nghiệm thực hiện trong đề tài
3.1. Xây dựng quy trình thử nghiệm
Trên cơ sở các quy trình khuyến cáo của thế giới cũng như các nghiên cứu đã thực
hiện ở Việt Nam, đề tài đã xây dựng quy trình thử nghiệm phù hợp với yêu cầu thực tế
như sau:
- Tiến hành ngâm mỗi bộ chi tiết vào một loại nhiên liệu: RON92, E10, E15, E20
trong 2000 giờ, nhiệt độ ngâm duy trì không đổi tại 450C±20C trong khoảng thời gian
thử nghiệm.
- Nhiên liệu được thay hàng tuần nhằm giảm thiểu sự thay đổi thành phần, giảm tính
ôxy hóa của nhiên liệu.
- Thời gian ngâm liên tục tối thiểu 2000h với các chu kỳ 1 tuần, 3 tuần, 6 tuần, 12
tuần.
- Các chi tiết được đựng chọn lọc và cắt được cho vào trong chai thủy tinh có nắp bằng
nhựa và gioăng làm kín chịu được nhiệt độ và hơi nhiên liệu.
- 6 -
ĐT.06.11/NLSH
- Đối với chi tiết đàn hồi như cao su và nhựa, nhiên liệu ngâm được thay hàng ngày
trong ba ngày đầu, sau đó thay hàng tuần
- Đối với chi tiết bằng kim loại nhiên liệu được thay theo chu kỳ 1 tuần, 3 tuần, 6 tuần
và 12 tuần
- Sau khi ngâm sẽ tiếp tục đánh giá tác động của từng loại nhiên liệu đến các chi tiết
ngâm theo phương pháp đối chứng dựa trên các thay đổi về:
- Cấu trúc kim loại (chụp ảnh hiển vi điện tử): Ngoại quan (phương pháp 1): đánh giá
sự thay đổi màu sắc, độ bóng bề mặt của các chi tiết trước và sau khi ngâm trong
nhiên liệu. Sử dụng máy ảnh Canon 8.0 Megapixel để chụp ảnh chi tiết.

- Khối lượng (phương pháp 2): đánh giá sự thay đổi khối lượng (%tăng, %giảm) bằng
cách cân các chi tiết trước và sau khi ngâm trong nhiên liệu. Khối lượng của các chi
tiết được đo bằng cân điện tử (với độ chính xác 0,1mg) của Viện Hóa học Công nghiệp
Việt Nam được dùng để tiến hành đo khối lượng và được thực hiện theo từng chu kỳ.
- Kích thước (phương pháp 3): đánh giá sự thay đổi kích thước (%tăng, giảm) đường kính,
chiều dài .bằng cách dùng thước cặp, pame .đo kích thước của chi tiết trước và sau khi
ngâm. Phương pháp này chỉ áp dụng cho những chi tiết có kết cấu đơn giản như: chi tiết
hình trụ, ố n g .
- Độ cứng (phương pháp 4): chỉ đánh giá sự thay đổi độ cứng cho các chi tiết làm bằng
nhựa, cao su bằng cảm quan.
- Cấu trúc kim loại (phương pháp 5) (chụp ảnh hiển vi điện tử): nhằm quan sát hình
thái bề mặt chi tiết trước và sau khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và E10, một số chi
tiết quan trọng ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nhiên liệu được chọn ra để tiến
hành chụp vi điện tử thực hiện chụp bằng máy vi điện tử Hitachi S-4800. Các chi tiết
này gồm: ồng tạo hỗn hợp, giclo nhiên liệu, vít xả xăng, vít điều chỉnh không tải, lọc
tinh, gioăng làm kín, bộ báo xăng.
Các chi tiết được chọn để chụp hiển vi điện tử được đánh dấu vị trí trước và sau khi
chụp trên cùng một vị trí và độ phóng đại được ghi lại theo vị trí của từng mẫu để đánh
giá. So sánh tính tương thích của vật liệu xem sự lão hóa hay ôxy hóa của chi tiết.
Trong quá trình ngâm, các chi tiết được đo đạc và đánh giá tại các thời điểm như trong
Bảng 3.1 dưới đây:
- 7 -
ĐT.06.11/NLSH
Bảng 3.1. Bảng tiến trình đo
Lần đo
Thời điểm đo Phương pháp đo
Lần 1 0h (trước khi ngâm) Phương pháp (1), (2), (3), (4)
Lần 2 500h (~ 20 ngày) Phương pháp (1), (2), (3), (4)
Lần 3 1000h (~ 42 ngày) Phương pháp (1), (2), (3), (4)
Lần 4 2000h (~ 83 ngày) Phương pháp (1), (2), (3), (4), (5)

Kết quả đo sẽ được ghi lại làm cơ sở để đánh giá kết quả nghiên cứu.
3.2. Lựa chọn các chi tiết nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: hệ thống nhiên liệu của xe máy có mã sản phụ tùng là 16100-
KTL-641. Dưới đây là hình ảnh của các chi tiết trong hệ thống nhiên liệu.
Hình 3.1. Bộ chế hòa khí của xe máy
Bảng 3.2. Hình ảnh các chi tiết bên trong chế hòa khí của xe máy
TT Tên chi tiêt
- Ống tạo hỗn hợp
- Ống giclơ
- Vít xả xăng
- Vít chỉnh xăng
Hình ảnh
- 8 -
ĐT.06.11/NLSH
2
- Kim 3 cạnh
- Vít chỉnh lượng không khí không
tải
3 - Gioăng làm kín
4
- Vỏ và lõi lọc tinh
- Kim ga, quả ga, loxo
5
6
- Phao báo xăng
- Bộ báo mức xăng
- Gioăng làm kín nắp bình xăng
3.3. Thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu
3.3.1. Thiết bị sấy Binder và chai thủy tinh dùng trong quá trình ngâm
Thiết bị giữ nhiệt là tủ sấy Binder của Đức. Để tránh bay hơi xăng trong quá trình

ngâm, toàn bộ các chi tiết được đặt vào chai thủy tinh và được đậy kín. Hình 3.2 dưới
đây thể hiện hình ảnh của tủ sấy Binder.
- 9 -
OT.06.11/NLSH
Hink 3.2. Tü say Binder
Tu say dugc che tao bang thep, ben ngoai co mot lop son bao ve, lap each nhiet an toan
bao dam chat luang, kha näng gib nhiet rät cao, do am duac tu dong dieu chinh bang
may dieu khien kieu nhiet trudng, bo phan dieu chinh dudng dien su dung cong täc
khong tiep diem lam bang linh kien silic do do tiep xuc rät nhay, van hanh thuan tien. Tu
say nay su dung ket cäu thong gio doi luu, khong khi lanh di vao tu day tu, khong khi
nong ra ngoai qua näp tu. Sau khi may ra nhiet d bo phan day tu lam nong khong khi
lanh thi mot phan khong khi duac lam nong nay truc tiep thong qua lo nho d dudi day
vao trong tu, phan con lai thong qua lo tren thanh trai vao trong tu. Khdi dong quat gio
se lam khong khi nong trong tu doi luu, do do nhiet do trong tu tu tu am len, dam bao
dung yeu cau ky thuat.
Thong so ky thuat chu yeu cua tu say the hien dudi day:
Nhiet do su dung khoang: 50^300°C
Do dao dong: ± 2°C
He so tinh dong deu cua do am: ± 2,5%
Nguon dien: 230V ± 10%, 50 - 60 Hz
Dong dien max: 5,3A
Cong suat say cuc dai: 1,2 kW
Chai ngam can dam bao dieu kien du kin de tranh dung dich ngam bi bay hoi dong
thdi phai du ben trong qua trinh ngam.
Chai thuy tinh: Chai thuy tinh co dung tich la 1 lit duac san xuat tai Duc chuyen düng
trong thi nghiem hoa hoc.
Chai thuy tinh chiu duac nhiet do cao.
- 10 -
ĐT.06.11/NLSH
Nắp chai được sử dụng loại nhựa bền chịu được dung môi và nhiệt độ cao trong thí

nghiệm. Hình 3.3 thể hiện chai thủy tinh dùng trong thực nghiệm.
Hình 3.3. Hình ảnh chai ngâm dùng trong quá trình phân tích
3.3.2. Các dụng cụ đo, kiểm tra
Đánh giá sự thay đổi khối lượng (%tăng, %giảm) bằng cách cân các chi tiết trước và
sau khi ngâm trong nhiên liệu. Khối lượng của các chi tiết được đo bằng cân điện tử
(với độ chính xác 0,1mg) của viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam được dùng để tiến
hành đo khối lượng. Hình ảnh của cân đo khối lượng thể hiện trong hình 3.4.
Hình 3.4. Cân điện tử Hình 3.5. Thước kẹp đo kích thước
Kích thước các chi tiết được đánh giá qua sự thay đổi kích thước (%tăng, %giảm) đường
kính, chiều dài .bằng cách dùng thước cặp, pame .đo kích thước của chi tiết trước và
sau khi ngâm. Phương pháp này chỉ áp dụng cho những chi tiết có kết cấu đơn giản như:
chi tiết hình trụ, ống. Hình 3.5 thể hiện hình ảnh thước cặp dùng để đo kích thước chi
tiết.
3.3.3. Dụng cụ chụp ảnh ngoại quan
Ảnh ngoại quan của chi tiết sẽ được chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số Canon iXY 30S có độ
phân giải cao, đảm bảo chụp rõ nét và dễ dàng thao tác. Ngoài ra để tăng thêm chất lượng
- 11 -
ĐT.06.11/NLSH
hình ảnh, các chi tiết và máy ảnh sẽ được đặt
lên đồ gá chuyên dụng để chụp ảnh. Hình 3.6
dưới đây thể hiện hình ảnh đồ gá. Các chi tiết
sẽ được đặt tại đáy đồ gá và chụp hình ảnh
không bi thay đổi khoảng cách trước và sau
khi chụp, phần trên đặt máy ảnh nhờ sự cứng
vững của đồ gá cũng như sự linh hoạt điều
chỉnh các vị trí đặt máy ảnh sẽ cho chất lượng
hình ảnh thu được rõ nét.
Hình 3.6. Hình máy ảnh đặt trên đồ gá
3.3.4. Dụng cụ chụp ảnh cấu trúc kim loại
Để quan sát hình thái bề mặt chi tiết thực hiện chụp bằng máy vi điện tử Hitachi S-

4800. Hình ảnh của kính hiển vị điện tử được
thể hiện trong Hình 3.7.
Hitachi S-4800 là kính hiển vi điện tử quét sử
dụng súng điện tử kiểu phát xạ cathode
trường lạnh FESEM và hệ thấu kính điện từ
tiên tiến nên có độ phân giải cao, thường
được dùng để đo các đặc trưng của các vật
liệu cấu trúc nanô.
Hình 3.7. Thiết bị chụp hiển vi điện tử
- Độ phân giải ảnh điện tử thứ cấp: 1,0nm (15kV, WD = 4nm); 1.4 nm (1 kV, WD =
1,5nm, kiểu giảm thế gia tốc); 2.0 nm (1 kV, WD = 1,5nm, kiểu thông thường).
- Độ phóng đại : Kiểu phóng đại thấp LM 20-2000 lần; Kiểu phóng đại cao HM 100
800000 lần
- Đầu dò điện tử truyền qua cho phép nhận ảnh theo kiểu STEM, Hệ EMAX ENERGY
(EDX) cho phép phân tích nguyên tố trong vùng có kích thước ^m.
- Có thể đo và phân tích các mẫu ở dạng khối, màng mỏng, bột.
Khả năng đo: Nếu TEM chỉ cung cấp thông tin về các mẫu mỏng thì với SEM có thể
nhận được ảnh ba chiều. Độ phân giải đạt được tốt nhất: 10 ^m.
- 12 -
ĐT.06.11/NLSH
3.4. Phối trộn nhiên liệu E10, E15 và E20
Nhiên liệu xăng RON92 mua trên thị trường cung cấp bởi Petrolimex và ethanol nhiên
liệu biến tính được sản xuất từ Công ty Cổ phần Đồng Xanh, Quảng Nam. Các chỉ tiêu
về chất lượng kỹ thuật của cồn ethanol được thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.3. Thông số đặc tính kỹ thuật ethanol theo báo cáo nhà sản xuất
STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị
Kết quả
1 Hàm lượng ( CH3CH2OH)
Assay%
> 99,7

2 Tỷ trọng (200C).g/ml 0,789-0,791
4 Cặn không tan
%
< 0,001
5 Độ axit (H+) Mmol/100g < 0,04
6 Độ kiềm (OH) Mmol/100g
< 0,01
7 Hàm lượng nước
% < 0,25
8 Hàm lượng [(CH3) 2CHOH]
% < 0,01
Pha chế nhiên liệu xăng pha ethanol với tỷ lệ ethanol 10% (E10), 15% (E15) và 20%
(E20) có sử dụng một số chất phụ gia.
Nguyên liệu cho quá trình phối trộn gồm:
Xăng A92
Cồn Ethanol
Các chất phụ gia công nghiệp có các tính chất sau: phụ gia chống tách lớp Các
phụ gia chống phân tách (ổn định) hỗn hợp xăng/ethanol cũng được đề cập đến, trong
đó n-hexanol được sử dụng để liên kết ethanol với xăng tạo thành một chất lỏng bền
vững, không bị phân tách pha kể cả khi có mặt của nước. Ưu điểm của phương pháp
pha trộn này một phần được thực hiện do có sự bổ sung một số chất phụ gia trong
dung dịch xăng/ethanol (có chứa một lượng nhỏ nước nhằm ổn định trạng thái pha.
Các phụ gia này có thể tan lẫn cả trong xăng lẫn cồn và có hiệu quả trong việc loại bỏ
sự phân tách pha của dung dịch xăng/ethanol thành hai pha riêng biệt.
Quy trình phối trộn chung được trình bày trong Hình 3.8
- 13 -
ĐT.06.11/NLSH
Hình 3.8. Quy trình phối trộn nhiên liệu xăng pha ethanol
Nhiên liệu xăng pha ethanol được tiến hành phối trộn theo các quy trình khác nhau với
tỷ lệ ethanol lần lượt là 10%, 15%, 20%.

Theo quy trình phối trộn bằng phương pháp khuấy,
nguyên liệu xăng, ethanol và phụ gia được đưa vào hệ
thiết bị khuấy trộn theo tỷ lệ nhất định. Thiết bị có dung
tích 10 lít, sử dụng động cơ khuấy (động cơ an toàn với
vật liệu dễ cháy nổ) để khuấy trộn đều hỗn hợp xăng -
ethanol (Hình 3.9). Sản phẩm thu được là hỗn hợp xăng
sinh học E10, E15, E20 và các hỗn hợp này được đánh
giá tính chất nhiên liệu theo tiêu chuẩn thích hợp.
Tháo rời các chi tiết của hệ thống nhiên liệu trên xe ôtô
dùng chế và phun xăng điện tử
- Đánh dấu từng chai thủy tinh theo ký hiệu tương đồng
với các loại nhiên liệu RON92, E10, E15, E20
Tiến hành pha chế nhiên liệu E10, E15, E20 tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Hoá lọc dầu -
Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam - số 2 - Phạm Ngũ Lão - Hà Nội,
Dụng cụ pha chế gồm có.
- Ồng thủy tinh dung tích 1000ml chuyên dùng để đo dung tích của phòng thí nghiệm Hóa dầu.
- Can nhựa dung tích 5 lít, 4 chai nhựa 1 lít, tất cả đã được làm sạch và để khô.
- 08 chai thủy tinh được làm sạch và để khô.
Pha chế theo phương pháp thủ công theo trình tự sau:
Hình 3.9. Thiết bị khuấy
trộn nhiên liệu
- 14 -
ĐT.06.11/NLSH
- Pha chế E10: rót 900ml RON92 vào ống thủy tinh 1000ml, sau đó rót tiếp 100ml
ethanol 99,5% vào ống, đợi một lúc cho chúng tạo thành hỗn hợp đồng nhất, ta được
1lít E10, làm như vậy 3 lần ta được 3 lít E10.
- Pha chế E15: rót 850ml RON92 vào ống thủy tinh 1000ml, sau đó rót tiếp 150ml
ethanol 99,5% vào ống, đợi một chút cho xăng và ethanol tạo thành hỗn hợp đồng
nhất, ta được 1lít E15, làm như vậy 3 lần ta được 3 lít E15.
- Pha chế E20: rót 800ml RON92 vào ống thủy tinh 1000ml, sau đó rót tiếp 200ml

ethanol 99,5% vào ống, đợi một lúc để tạo thành hỗn hợp đồng nhất, được 1 lít E20,
làm như vậy 3 lần thu được 3 lít E20.
Sau khi pha chế xong từng mẫu, rót riêng ở mỗi mẫu ra 1 lít đựng vào các chai nhựa
sạch đã được đánh dấu từ trước để gửi đi phân tích tại Phòng thử nghiệm Hóa chất và
Vật liệu - Trung tâm Phụ gia Dầu mỏ - Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, số còn
lại RON92 mỗi mẫu được rót vào trong các chai thủy tinh đã được đánh dấu.
Đưa chai thủy tinh đựng các chi tiết vào tủ sấy, điều chỉnh nhiệt độ đến 45o theo dõi
cho tới khi tủ sấy ổn định nhiệt độ. Trong quá trình ngâm tiến hành kiểm tra thường
xuyên.
- 15 -
ĐT.06.11/NLSH
4. Phân tích và đánh giá kết quả ngâm chi tiết
Các chi tiết sau khi ngâm trong các loại nhiên liệu được so sánh với thời điểm trước
khi ngâm để đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu tới bề mặt và cấu trúc vật liệu của các
chi tiết kim loại và phi kim trong hệ thống nhiên liệu dùng chế hòa khí xe máy
4.1. Sự thay đổi của chi tiết giclơ nhiên liệu chính
Giclơ nhiên liệu chính được chọn và cắt để đánh giá bề mặt đường dẫn nhiên liệu đi
qua lỗ giclơ. Hình 4.1 đến 4.4 thể hiện hình ảnh ngoại quan của ống gíclơ trước và sau
2000h khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và nhiên liệu xăng sinh học E10, E15 và
E20.
a. Ồng tạo hỗn hợp trước ngâm trong RON92
7

L
b. Ồng tạo hỗn hợp sau ngâm trong RON92
Hình 4.1. Hình ảnh ngoại quan của ống tạo hỗn hợp trước và sau khi ngâm trong
RON92
• -f-~ *
_
i ậ, .

3 ■ gsa

_ (J4W\N>V«Ị
a. Ồng tạo hỗn hợp trước ngâm trong E10 b. Ồng tạo hỗn hợp sau ngâm trong E10
Hình 4.2. Hình ảnh ngoại quan của ống tạo hỗn hợp trước và sau khi ngâm trong E10
a. Ồng tạo hỗn hợp trước ngâm trong E15 b. Ồng tạo hỗn hợp sau ngâm trong E15
Hình 4.3. Hình ảnh ngoại quan của ống tạo hỗn hợp trước và sau khi ngâm trong E15
- 16 -
ĐT.06.11/NLSH
— €
a. Ồng tạo hỗn hợp trước ngâm trong E20 b. Ồng tạo hỗn hợp sau ngâm trong E20
Hình 4.4. Hình ảnh ngoại quan của ống tạo hỗn hợp trước và sau khỉ ngâm trong E20
Qua các hình ảnh chụp, có thể thấy chi tiết trước khi ngâm bề mặt chi tiết có màu vàng
và độ bóng cao. Sau thời gian 2000h ngâm, chi tiết ngâm trong nhiên liệu RON92 có bề
mặt lỗ giclơ không còn độ bóng, bề mặt của chi tiết biến thành màu sỉn hơn.
Với chi tiết ngâm trong E10, E15 và E20, bề mặt lỗ giclơ không còn độ bóng và bề
mặt của chi tiết thể hiện màu sắc không đồng đều trên bề mặt cắt chi tiết. Với chi tiết
ngâm trong E15 và E20, bề mặt lỗ giclơ cũng không còn độ bóng.
Sự thay đổi về độ bóng của bề mặt lỗ rõ ràng hơn đối với các chi tiết ngâm trong nhiên
liệu E10, E15 và E20 so với ngâm trong RON92. Điều đó chứng tỏ nhiên liệu xăng
sinh học có khả năng ôxy hóa cao hơn RON92.
Để đánh giá ảnh hưởng của bề mặt sau khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và E10 có sự
khác biết như thế nào được thể hiện qua hình ảnh chụp cấu trúc hiển vi điện tử của chi tiết
giclơ trước và sau 2000h khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và E10 thể hiện trong Hình
4.5và 4.6
Chụp phóng đại 2000 lần sau khi ngâm
Hình 4.5. Cấu trúc hiển vỉ của giclơ trước và sau khỉ ngâm trong RON92
Chụp phóng đại 2000 lần trước ngâm
- 17 -
ĐT.06.11/NLSH

Chụp phóng đại 2000 lần trước ngâm Chụp phóng đại 2000 lần sau khi ngâm
Hình 4.6. Cấu trúc hiển vi của giclơ trước và sau khi ngâm trong E10
Hình 4.5 và 4.6 thể hiện cấu trúc hiển vi điện tử của bề mặt giclơ có vật liệu bằng đồng
trước và sau 2000h ngâm trong nhiên liệu RON92 và E10. Có thể thấy sau khi ngâm,
bề mặt các chi tiết bị đều xuất hiện nhiều vết rỗ và có các cặn bẩm bám vào. Mức độ
rỗ trên bề mặt chi tiết ngâm trong E10 nhiều hơn so với chi tiết ngâm trong RON92.
Các vết rỗ này là do quá trình ăn mòn ôxy hóa của nhiên liệu đối với bề mặt chi tiết.
4.2. Sự thay đổi của vít điều chỉnh lượng không khí không tải
Chi tiết của vít điều chỉnh lượng không khí ở chế độ chạy không tải được thể hiện
trong Hình 4.7 và 4.8 tdưới đây của chi tiết trong thời gian 2000h ngâm trong nhiên
liệu RON92 và nhiên liệu xăng sinh học E10
(a). Vít điều điều chỉnh không khí trước khi ngâm (b). Vít điều điều chỉnh không khí sau khi ngâm
trong RON92 trong RON92________________________________________
Hình 4.7. Vít điều chỉnh không khí không tải trước và sau khi ngâm trong RON92
(e). Vít điều điều chỉnh không khí trước khi ngâm
trong E10
(f). Vít điều điều chỉnh không khí sau ngâm trong
E10
Hình 4.8. Vít điều chỉnh không khí không tải trước và sau khi ngâm trong E10
- 18 -
ĐT.06.11/NLSH
Qua hình ảnh chụp bề mặt chi tiết vít điều chỉnh gió trước và sau khi ngâm trong hai
mẫu nhiên liệu RON92 và E10, có thể thấy sự thay đổi rõ rệt về màu sắc, các chi tiết
không còn độ sáng bóng ban đầu mà bề mặt chi tiết bị rỉ và oxy hóa. Sự thay đổi màu
sắc đối với chi tiết ngâm trong E10 rõ hơn so với chi tiết ngâm trong RON92.
4.3. Sự thay đổi của vít xả xăng
Vít xả xăng thừa được chọn và cắt chi tiết để đánh giá bề mặt. Hình 4.9 và 4.10 thể
hiện hình ảnh ngoại quan của gíclơ trước và sau 2000h khi ngâm trong nhiên liệu
RON92 và nhiên liệu xăng sinh học E10.
KHteỉ

H T v " ▼ V V V ™
a. Vít xả xăng trước khỉ ngâm trong RON92 b. Vít xả xăng sau khỉ ngâm trong RON92
Hình 4.9. Vít xả xăng thừa trước và sau khỉ ngâm trong RON92
30S®59'
a. Vít xả xăng trước khỉ ngâm trong E10 b. Vít xả xăng sau khi ngâm trong E10
Hình 4.10. Vít xả xăng thừa trước và sau khỉ ngâm trong E10
Qua hình ảnh ta thấy chi tiết trước khi ngâm bề mặt chi tiết có màu vàng và độ bóng
cao. Sau thời gian 2000h ngâm, qua có thể thấy chi tiết ngâm trong nhiên liệu RON92 thấy
bề mặt vít xả xăng không còn độ bóng, bề mặt của chi tiết biến thành màu sỉn hơn.
Với chi tiết ngâm trong E10, bề mặt vít xả xăng không còn độ bóng và bề mặt của chi
tiết thể hiện màu sắc không đồng đều trên bề mặt cắt chi tiết.
4.4. Sự thay đổi vít điều chỉnh xăng chế độ không tải
Hình ảnh ngoại quan vít điều chỉnh xăng chế độ không tải trước và sau khi ngâm trong
nhiên liệu RON92 và E10 thể hiện trong Hình 4.7
- 19 -
ĐT.06.11/NLSH
a. Vít điều chỉnh không tải trước khi ngâm trong b. Vít điều chỉnh không tải sau khi ngâm trong
RON92 RON92
Hình 4.11. Vít điều chỉnh không tải trước và sau khi ngâm trong RON92
a. Vít điều chỉnh không tải trước khi ngâm trong (f) Vít điều chỉnh không tải sau khi ngâm trong E10
E10
Hình 4.12. Vít điều chỉnh không tải trước và sau khi ngâm trong E10
Qua hình ảnh ngoại quan ta thấy chi tiết trước khi ngâm bề mặt chi tiết có màu vàng và
độ bóng cao. Tuy nhiên sau thời gian 2000h ngâm, các chi tiết ngâm trong nhiên liệu
RON92 không còn độ bóng, bề mặt của chi tiết biến thành màu sỉn hơn.
Với chi tiết ngâm trong E10, bề mặt vít điều chỉnh không tải không còn độ bóng và bề
mặt của chi tiết thể hiện màu sắc không đồng đều trên bề mặt cắt chi tiết.
4.5. Thay đổi màu của kim 3 cạnh
Hình ảnh ngoại quan kim ba cạnh trước và sau khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và
E10 thể hiện trong Hình 4.13

a. Kim 3 cạnh trước khi ngâm trong RON92
b. Kim 3 cạnh sau khi ngâm trong RON92
Hình 4.13. Van kim ba cạnh trước và sau khi ngâm trong RON92
- 20 -
ĐT.06.11/NLSH
a. Kim 3 cạnh trước khi ngâm trong E10 (d) Kim 3 cạnh sau khi ngâm trong E10
Hình 4.14. Van kim ba cạnh trước và sau khi ngâm trong E10
Hình ảnh ngoại quan cho thấy van kim ba cạnh của bộ chế hòa khí xe máy trước và
sau khi ngâm hầu như không thay đổi. Điều này chứng tỏ rằng cả nhiên liệu RON92
và E10 đều không làm ảnh hưởng nhiều đến chi tiết vật liệu bằng thép của van kim ba
cạnh.
Do vật liệu chi tiết van kim ba cạnh trong hệ thống nhiên liệu chế hòa khí xe máy làm
bằng thép trước và sau khi ngâm không thay đổi và tăng khối lượng, vậy vật liệu bằng
thép không bị ảnh hưởng khi ngâm trong nhiên liệu RON92, E10
4.6. Sự thay đổi của chi tiết lọc tinh nhiên liệu
Hình ảnh ngoại quan chi tiết lọc tinh nhiên liệu trước và sau khi ngâm 2000h trong
nhiên liệu RON92 và E10 thể hiện trong Hình 4.15
•
W ề
a. Giấy lọc tinh trước khi ngâm nhiên liệu RON92 b. Giấy lọc tinh sau khi ngâm nhiên liệu RON92
Hình 4.15. Chi tiết lọc tinh nhiên trước và sau khi ngâm trong RON92
a. Giấy lọc tinh trước khi ngâm nhiên liệu E10 b. Giấy lọc tinh sau khi ngâm nhiên liệu E10
Hình 4.16. Chi tiết lọc tinh nhiên trước và sau khi ngâm trong E10
- Cầu trúc hiển vi điện tử của giấy lọc tinh của xe máy được thể hiện dưới đây
- 21 -
ĐT.06.11/NLSH
Phóng đại 500 lần trước khi ngâm trong RON92 Phóng đại 500 lần sau khi ngâm trong RON92
Hình 4.17. Cấu trúc hiển vi của lọc tinh trước và sau khi ngâm trong RON92
Phóng đại 500 lần trước khi ngâm trong E10 Phóng đại 500 lần sau khi ngâm trong E10
Hình 4.18. Cấu trúc hiển vi của lọc tinh trước và sau khi ngâm trong E10

- Cả 2 lõi lọc đều có sự thay đổi về màu sắc chuyển sang màu vàng đậm, lõi lọc ngâm
trong E10 thay đổi rõ rệt hơn.
- Bề mặt chi tiết lọc tinh khi ngâm trong nhiên liệu RON92 và E10 đều xuất hiện một
lớp màng bám trên bề mặt chi tiết, tuy nhiên màng bám trên bề mặt lọc ngâm trong
E10 rõ rệt hơn. Các màng bám này có thể do các chi tiết phi kim ngâm cùng với lọc
tinh bị thôi ra và bám vào bề mặt của lọc.
- Sự thay đổi màu của vỏ nhựa lọc tinh
Hình 4.19 đến thể hiện sự thay đổi ngoại quan của vỏ lọc khi ngâm 2000h trong các mẫu
nhiên liệu RON92, E10, E15 và E20
- 22 -
ĐT.06.11/NLSH
' 1, ¡1
a. Vỏ lọc tinh trước khi ngâm trong RON92
b. Vỏ lọc tinh sau khi ngâm trong RON92
Hình 4.19. Vỏ lọc tinh trước và sau khi ngâm trong RON92
Ị í
M
a. Vỏ lọc tinh trước khi ngâm trong E10 b. Vỏ lọc tinh sau khi ngâm trong E10
Hình 4.22. Vỏ lọc tinh trước và sau khi ngâm trong E20
Vỏ lọc tinh đều bị thay đổi màu sắc sau khi ngâm 2000h trong nhiên liệu. Đối với các
chi tiết ngâm trong E15 và E20, các chi tiết đều chuyển sang màu vàng dưới tác dụng
ô xy hóa của nhiên liệu. Đối với chi tiết ngâm trong xăng RON92 và E10, mức độ
chuyển màu còn rõ rệt hơn, cho thấy bên cạnh tác dụng ô xy hóa cua rnhiên liệu, sự
- 23 -
ĐT.06.11/NLSH
chuyển màu còn do các chi tiết khác ngâm cùng bị phôi ra và làm đổi màu chi tiết vỏ
lọc. Do mức độ làm phai màu của E10 mạnh hơn RON92 nên màu của chi tiết vỏ lọc
ngâm trong E10 chuyển sang màu vàng đậm.
Hình ảnh chụp hiển vi điện tử chi tiết vỏ lọc tinh ngâm trong RON92 và E10 được thể
hiện ở các hình dưới đây

a. Vỏ lọc tinh trước khỉ ngâm trong RON92 b. Vỏ lọc tinh sau khỉ ngâm trong RON92
c. Vỏ lọc tinh trước khỉ ngâm trong E10 d. Vỏ lọc tỉnh sau khỉ ngâm trong E10
Hình 4.23. Chụp hỉển vi điện tử cốc nhựa đựng lọc xăng tinh
Trên bề mặt chi tiết vỏ lọc xuất hiện nhiều vết bẩn và bọt, đặc biệt đối với chi tiết
ngâm trong E10. Điều đó cho thấy tác động mạnh của nhiên liệu E10 tới chi tiết vật
liệu bằng nhựa.
- 24 -