TỔNG QUAN về KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU HYDRO để cải THIỆN HIỆU SUẤT và GIẢM ô NHIỄM KHÍ THẢI TRONG CÔNG NGHỆ NHIÊN LIỆU kép TRÊN ĐỘNG cơ XĂNG

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU HYDRO ĐỂ CẢI
THIỆN HIỆU SUẤT VÀ GIẢM Ô NHIỄM KHÍ THẢI TRONG CÔNG NGHỆ
NHIÊN LIỆU KÉP TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG
A REVIEW OF THE APPLICABILITY OF HYDRO FUEL TO IMPROVE THE ENGINE
PERFORMANCE AND REDUCE ENGINE EMISSIONS IN DUAL-FUEL
TECHNOLOGY OF GASOLINE ENGINE
Võ Xuân Thành1a, Đỗ Văn Dũng1b, Hoàng An Quốc1c, Lê Thanh Phúcad
1
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM
a
, ,
c
,
TÓM TẮT
Ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt của các nguồn nhiên liệu hóa thạch thúc đẩy thế giới
ngày nay đang tìm kiếm các loại nhiên liệu thay thế bền vững phù hợp để làm giảm khí thải ô
nhiễm và tăng hiệu suất động cơ. Nhiên liệu hydro là một loại nhiên liệu thay thế có đặc tính
phù hợp có thể sử dụng như một nhiên liệu thứ hai trên hệ thống nhiên liệu kép của động cơ
xăng. Trên hệ thống nhiên liệu kép, hydro có thể cung cấp dưới dạng HHO trực tiếp từ bình
điện phân hoặc sử dụng kim phun. Bài viết này phân tích và đánh giá khả năng ứng dụng
hydro trên động cơ xăng, các phương pháp ứng dụng nhiên liệu hydro, các kết quả về hiệu
suất và hàm lượng khí thải của động cơ nhiên liệu kép hydro-xăng của các công trình nghiên
cứu trên thế giới hiện nay. Với tỉ lệ nhiên liệu hydro từ 1% đến 4,5% áp dụng trên các mô
hình khác nhau, các kết quả nghiên cứu trong hầu hết các điều kiện thí nghiệm so với động cơ
chỉ sử dụng xăng cho thấy quá trình cháy diễn ra nhanh hơn, áp suất cực đại của buồng đốt
tăng, BTE có thể tăng đến 7%. Hàm lượng khí thải HC và CO giảm đáng kể. Hàm lượng NOx
giảm ở điều kiện cháy nghèo và tăng ở các điều kiện bình thường.
Từ khóa: nhiên liệu kép, hydro, HHO, hiệu suất động cơ, khí thải
ABSTRACT

Environmental pollution and the depletion of fossil fuel sources have forced the world
looking for the alternative fuels to reduce polluting emissions and increase engine performance.
Hydrogen fuel becomes an alternative fuel beause of its advantage properties. Hydrogen fuel
can be used in form of pure H2 or HHO. On the dual-fuel systems, hydrogen may be supplied to
enginesby injectors or by the differential pressure in the intake manifold. This paper presented
the applicability of hydrogen on gasoline engines. The paper analyzed and evaluated the
methods of hydrogen fuel applications, the results of the performance and engine emissions of
the latest researches in over the world. The experiments were performed at hydrogen volume
ratio from 1% to 4.5% and different experimental conditions.The experimental results were
compared with only-petrol engines. The combustion cylinders pressure is increased.The thermal
efficiency is increased to 7%. The emission of HC and CO emissions are decreased
significantly. NOx is reducted at learn conditions and increased at other conditions.
Keywords: dual- fuel, hydrogen, HHO, engine performance, emission
1. GIỚI THIỆU
Hiện nay, sức ép về môi trường và vấn đề cạn kiệt nguồn nhiên liệu hóa thạch [1] đặt ra
một thách thức lớn cho cả thế giới về việc giảm ô nhiễm môi trường và tìm kiếm các nguồn
nhiên liệu thay thế, tái tạo như: hydro, nhiên liệu sinh học, v.v.. Trong các nghiên cứu gần
357


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
đây, Cơ quan Năng lượng thế giới (IEA) đã công bố rằng công nghệ ứng dụng nhiên liệu
hydro có thể giảm ô nhiễm khí thải động cơ xăng [2].
Nhiên liệu hydro được quan tâm vì những đặc tính giảm ô nhiễm môi, có thể có nguồn
nguyên liệu dồi dào để sản xuất là từ nước, và các đặc tính ưu việt liên quan đến hiệu suất
động cơ [3-4]. Nhiên liệu hydro có thể sử dụng dạng hòa trộn với xăng trên nhiều phương
pháp kỹ thuật của hệ thống nhiên liệu kép khác nhau. Trong đó hầu hết các phương pháp ứng
dụng là phương pháp phun hydro bằng kim phun và phương pháp cung cấp sau cánh bướm ga
nhờ sự chênh áp [21-22].
Bảng 1. Sản lượng hydro của thế giới từ các nguồn sản xuất và chi phí

Sản lượng (%)

Chi phí(USD/MMBtu)

Khí thiên nhiên

48

20

Dầu

30

15

Than đá

18

12

Điện phân nước

4

5

Nguồn gốc

Tổng quan này đã khảo sát về: các kỹ thuật ứng dụng hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng
trên động cơ xăng; phương pháp ứng dụng nhiên liệu hydro nguyên chất và HHO; kỹ thuật điều
khiển tỉ lệ hydor/xăng trong các phương pháp cung cấp nhiên liệu hydro [10-30], từ đó làm rõ
sự ảnh hưởng của tỉ lệ hydro/xăng lên hiệu suất và các thành phần khí thải của động cơ.
Mục đích chính của nghiên cứu tổng quan này là cung cấp một cái nhìn toàn diện về
những nghiên cứu liên quan đến khả năng ứng dụng nhiên liệu hydro trên hệ thống nhiên liệu
kép hydro/xăng trên động cơ xăng đối với các chỉ tiêu công tác và khí thải.
2. ỨNG DỤNG HYDRO TRÊN ĐỘNG CƠ XĂNG
2.1. Các nguồn sản xuất nhiên liệu hydro
Hydro có thể sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau như bảng 1 như khí thiên nhiên, dầu,
than đá và phương pháp điện phân nước. Trong các phương pháp trên, phương pháp điện
phân nước cho chi phí thấp nhất và có thể sử dụng nguồn năng lượng Mặt Trời trực tiếp hoặc
gián tiếp trong sản xuất nhiên liệu hydro. Phương pháp ứng dụng năng lượng Mặt Trời đang
rất được chú ý ngày nay do ứng dụng nguồn năng lượng tái tạo và đó là một công nghệ sạch
với chi phí thấp [4].
2.2. Nhiên liệu hydro dạng nguyên chất (H2)
So với xăng, bảng 2 cho thấy, hydro có các đặc tính ưu việt. Trong hỗn hợp hòa khí có
hydro, tỉ lệ hòa khí được tính theo công thức (1)[5-19]:



ma
mg .AFR gst  mH .AFR Hst

(1)

Trong đó: ma : khối lượng không khí hút vào xylanh trong 1 giây (g/s); mg : khối lượng
xăng phun vào xylanh trong 1 giây (g/s); mH : khối lượng hydro phun vào xylanh trong 1
giây (g/s); AFR gst :tỉ lệ không khí/nhiên liệu lí tưởng của xăng (14,6); AFR Hst : tỉ lệ không
khí/nhiên liệu lí tưởng của hydro (34,3).

358


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
2.3. Nhiên liệu hydro dạng hỗn hợp hydro và oxy (HHO)
Oxyhydrogen (HHO) là một hỗn hợp khí hydro (H2) và khí ôxy (O2). Dựa vào bảng 2,
hydro và HHO có các đặc tính gần giống nhau. Tỉ lệ hòa khí được tính theo công thức
(2)[8][9][19]



ma
mg .AFR gst

(2)

Trong đó: ma : khối lượng không khí hút vào xylanh trong 1 giây (g/s); mg : khối lượng xăng
phun vào xylanh trong 1 giây (g/s); AFR gst :tỉ lệ không khí/nhiên liệu lí tưởng của xăng (14,6).
Trong đó, trong phản ứng cháy của HHO với tỉ lệ 2:1, lượng hydro và oxy trong chính
nhiên liệu đã là tỉ lệ lý tưởng để xảy ra phản ứng cháy H2 + O2 = H2O. Do đó, AFR HHOst  0 ,
đây chính là tỉ lệ hòa khí trên động cơ xăng [8].
Bảng 2. Tính chất của các nhiên liệu [27]
Tính chất

H2

HHO

Xăng

Giới hạn cháy (%V)

4-75

4-95

1,2-6

Năng lượng đánh lửa (mJ)

0,02

0,02

0,25

Tốc độ cháy (m/s)

1,9

1,87

0,37 – 0,43

Nhiệt độ tự cháy (K)

858

843

500 – 750

Nhiệt độ cháy (K)

2,933

3,073

2,282

Giá trị nhiệt trị thấp (MJ/kg)

119,96

120,9

44,79

Chỉ số ốc tan (RON)

120

120

91-99

Tỷ lệ A/F lý thuyết

34,3

34,3

14,7

2.4. Đánh giá về khả năng ứng dụng nhiên liệu hydro qua tính chất của nhiên liệu
(1) Nhiên liệu hydro có giới hạn cháy cao điều đó sẽ mở rộng giới hạn cháy nghèo cho
động cơ sử dụng nhiên liệu kép hydro-xăng. Đặc tính này còn cho khả năng giảm tiêu hao
nhiên liệu khi thêm hydro vào xăng.
(2) Tốc độ cháy của nhiên liệu hydro khá cao so với xăng (4,4 lần) [2] giúp hỗn hợp
cháy nhanh hơn khi có mặt hydro. Việc quá trình cháy diễn ra nhanh chóng giúp giảm lượng
nhiệt hao phí tổn thất qua thành xylanh, qua đó giúp tăng hiệu suất nhiệt đối với ứng dụng
hydro thêm vào xăng. Bên cạnh đó các đặc tính khác như: nhiệt trị cao, nhiệt độ cháy cao
cũng góp phần tăng hiệu suất của động cơ [2].
(3) Các tính chất về tốc độ cháy cao, khả năng cháy nghèo, nhiệt độ ngọn lửa cao [3] có
thể ảnh hưởng tích cực đến các thành phần khí thải như HC, CO, nhưng cũng có thể ảnh
hưởng tiêu cực đến phát thải NOx.
(4) Bên cạnh các ưu điểm, các tính chất trên có khả năng ảnh hưởng tiêu cực đến kích
nổ vì liên quan đến sự gia tăng nhiệt độ và áp suất buồng đốt cục bộ trên động cơ sử dụng
nhiên liệu kép hydro-xăng vì tốc độ cháy của hydro và xăng không đồng đều [2]. Tuy nhiên,
hiện nay trên thế giới chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về mặt này.
3. PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU KÉP HYDRO – XĂNG
Hai kiểu hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng được ứng dụng đó là: hệ thống nạp hydro
sau cánh bướm ga trên động cơ sử dụng bộ chế hòa khí [13-14] và hệ thống phun nhiên liệu
hydro trên đường nạp [5-12].
359


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
4. CÁC CHỈ TIÊU CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ

4.1. Suất tiêu hao nhiên liệu (BSFC)
4.1.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu hydro lên BSFC
Khi so sánh BSFC của hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng với động cơ chỉ chạy xăng:
nghiên cứu của Pana C. và các cộng sự [25] BSFC giảm đến 14%; nghiên cứu của Changwei
J. và các cộng sự [5] cho thấy khi tăng tỉ lệ thành phần khối lượng hydro lên đến 18,09% thì
tốc độ tiêu thụ năng lượng ( Etotalfuel ) tương ứng giảm tới 25,17%, Etotalfuel tại tốc độ cầm chừng
chỉ để thắng các thành phần tiêu hao và giúp động cơ hoạt động ổn định, khi Etotalfuel giảm điều
đó có nghĩa là hiệu suất động cơ tăng đồng nghĩa với BSFC giảm; nghiên cứu của Lê Anh
Tuấn và các cộng sự [20]cho thấy BSFC giảm đến 23,07%.
4.1.2. Nhận xét
Từ những kết quả nghiên cứu trên, rõ ràng rằng BSFC giảm khi gia tăng thành phần
khối lượng nhiên liệu hydro trong hỗn hợp hòa khí so với động cơ chỉ sử dụng xăng. Nhiệt trị
cao và tốc độ cháy nhanh của hydro có thể giải thích cho kết quả trên. Bởi vì, lượng nhiệt sinh
ra nhiều hơn trên cùng một đơn vị khối lượng làm tăng lượng công có ích thu được. Bên cạnh
đó, quá trình cháy trong động cơ diễn ra nhanh trong buồng đốt dẫn đến sự thất thoát nhiệt ít.
Đó là hai nguyên nhân cơ bản dẫn đến BSFC giảm [5][24][25].
4.2. Hiệu suất nhiệt (BTE)
4.2.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu hydro lên BTE
Các nghiên cứu về BTE trên hệ thống nhiên liệu kép sử dụng hydro so với động cơ chỉ sử
dụng xăng: nghiên cứu của Changwei Ji và các cộng sự [9][14][15] cho thấy rằng BTE lên đến
6,39%; nghiên cứu của Shuofeng Wang và các cộng sự [9] so sánh hai loại nhiên liệu hydro và
HHO, BTE của nhiên liệu HHO cao hơn; nghiên cứu của B.Rajendra và các cộng sự [23] cho
thấy BTE tăng đến 10%; Lê Anh Tuấn và các cộng sự [19][20] cho thấy BTE tăng đến 6%.
4.2.2. Nhận xét
Từ những kết quả nghiên cứu trên, rõ ràng rằng khi sử dụng hydro cùng với xăng có
làm ảnh hưởng đến BTE. Việc gia tăng BTE, đặc biệt tại trạng thái cháy nghèo trong các điều
kiện tải được giải thích như sau:
(1) Hydro là một nhiên liệu có giới hạn cháy nghèo lớn hơn xăng nên nếu tăng tỉ lệ
thành phần khối lượng hydro làm tăng giới hạn cháy nghèo từ 1,45 đối với xăng lên 2,55 đối
với hỗn hợp nhiên liệu có hydro chiếm 4,5% khối lượng [10]. Điều này làm cho khi tăng λ,

lượng hòa khí chưa cháy được trong hòa khí của nhiên liệu xăng tăng nhiều hơn trong hỗn
hợp của nhiên liệu xăng có hydro và do đó nếu tăng thành phần mh sẽ làm giảm thành phần
hòa khí chưa cháy trong buồng đốt làm tăng BTE.
(2) So với nhiên liệu xăng, tốc độ cháy của hydro (1,9 m/s) nhanh hơn đối với xăng
(0,37 – 0,43 m/s). Điều đó giải thích rằng nếu tăng thành phần mh sẽ làm tăng tốc độ cháy của
hỗn hợp. Khi tăng tốc độ cháy, khả năng mất nhiệt qua thành xylanh giảm dẫn nhiệt hao phí
giảm và làm BTE tăng [2].
5. Ô NHIỄM KHÍ THẢI
5.1. Khí thải NOx
5.1.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu hydro lên NOx
Changwei Ji và các cộng sự [5][10][13][17][18], Shuofeng Wang [8-9] cho kết quả hàm
lượng NOx tổng hợp như bảng 3.

360


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Bảng 3. Tổng hợp một số kết quả nghiên cứu
Thí nghiệm

Nhiên
liệu

Điều kiện TN

λ

mh (%)

CO(ppm)

HC(ppm)

NOx (ppm)

Changwei [5]

H2

RPM=790

1,0

0÷14,44

5750÷3750

3200÷2700

67÷45

1,45

0

840

5490

52

1,55

1

740

4250

45

H2

RPM=1400,
MAP=61,5 kPa

1,97

3

700

4100

7

2,55

4,5

200

2750

4

0

850÷825

3800÷3900

1000÷4000

3

710÷650

2600÷3000

1200÷5200

0

800÷750

3900÷5900

0÷1000

3

600÷590

3000÷3200

500÷3500

1,0

0

5750

3175

67

1,0

3

3995

2842

54

1,36

0

1876

9780

23

1,36

3

1218

2915

18

1,2

0

1145

3958

866

1,2

3

945

3167

1159

1,4

0

750

3178

3519

1,4

3

600

2318

4219

1,0

0

2500

2850

3500

1,0

3

2100

2000

4000

1,2

0

750

2800

2500

1,2

3

500

1800

4500

1,4

0

600

8000

200

1,4

3

400

2750

1500

1,0

0÷3

2850÷3000

3400÷2200

2950÷3150

1,0

0÷3

2850÷2200

3400÷2400

2950÷3600

2,0

600÷1000

2300÷11000

4000÷0

4,0

600÷1400

2000÷12500

5000÷0

2,0

600÷1300

2700÷12550

3100÷0

4,0

600÷1800

2000÷8000

3200÷0

Changwei Ji
[10]

Changwei Ji
[13]

H2

RPM=1400,
MAP=61,5 kPa,

CABTDC=14÷50

1,2

1,4

RPM=790
Changwei Ji
[17]

H2
RPM=1400

Changwei Ji
[18]

H2

H2
Shuofeng W.
[8]

HHO

HHO
Shuofeng W.
[9]
H2

RPM=1400,

WOT=100%

RPM=1400,
MAP=61,5 kPa
MBT

RPM=1400,
MAP=61,5 kPa,
MBT

1,1÷2,55

5.1.2. Nhận xét
Xu hướng thay đổi của hàm lượng NOx được giải thích như sau:
(1) Trong các kết quả nghiên cứu trên cho thấy ở điều kiện cầm chừng [5] và ở giới hạn
nghèo với RPM=1400, MAP=61,5 kPa [14] thì hàm lượng khí thải NOx giảm khi gia tăng tỉ lệ
khối lượng hydro là do sự giảm nhiệt độ buồng đốt khi cháy tại giới hạn nghèo.
(2) Hàm lượng NOx có xu hướng tăng khi tăng góc đánh lửa sớm là do sự gia tăng của
áp suất trong buồng đốt. Ở cùng điều kiện thí nghiệm này, khi tăng mh, hàm lượng NOx cũng
361


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
tăng theo khá rõ, điều này là do khi mh làm cho hòa khí cháy nhanh hơn và hoàn toàn hơn thì
nhiệt độ buồng đốt cao hơn. Chú ý rằng thí nghiệm này thực hiện tại λ bằng 1,2 và 1,4.
(3) Trong kết quả thí nghiệm so sánh giữa hydro nguyên chất và HHO, hàm lượng NOx
trong thí nghiệm hai loại nhiên liệu có xu hướng thay đổi tương tự nhau [24] nhưng nhìn
chung đối với việc sử dụng nhiên liệu HHO, nhiệt độ buồng đốt có cao hơn, điều này dẫn tới
hàm lượng NOx có cao hơn [8].
5.2. Khí thải CO

5.2.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu hydro lên CO
Dựa trên những kết quả nghiên cứu trên về hàm lượng CO, hàm lượng CO giảm khi gia
tăng tỉ lệ khối lượng nhiên liệu hydro trong hỗn hợp hòa khí. Mặt khác, hàm lượng CO cũng
giảm khi tăng λ [5-18].
5.2.2. Nhận xét
Các kết quả nghiên cứu trong bảng 3 có thể nhận xét như sau:
(1) Nhiên liệu hydro có tốc độ cháy cao hơn xăng [3] nên khi tăng tỉ lệ khối lượng hydro
dẫn đến quá trình cháy diễn ra nhanh hơn, sự thoát nhiệt qua thành xylanh giảm, dẫn đến nhiệt
độ trong xylanh cao hơn, quá trình cháy diễn ra hoàn toàn hơn nên hàm lượng CO giảm.
(2) Nhiên liệu hydro có giới hạn cháy nghèo lớn hơn xăng [3] nên khi tăng tỉ lệ mh làm
tăng giới hạn cháy nghèo, lúc này hàm lượng carbon trong hỗn hợp giảm dẫn đến hàm lượng
CO giảm đáng kể.
(3) Đối với nhiên liệu hydro nguyên chất và HHO, trong cùng một điều kiện hoạt động,
lượng CO phát thải với động cơ sử dụng nhiên liệu HHO luôn thấp hơn vì bản chất HHO là sự
kết hợp của hydro và oxy theo tỉ lệ 2:1, khi tăng tỉ lệ nhiên liệu HHO, lượng oxy trong hỗn
hợp gia tăng, giúp CO tiếp tục đốt cháy trở thành CO2 và do đó lượng CO giảm.
5.3. Khí thải HC
5.3.1. Ảnh hưởng của nhiên liệu hydro lên HC
Các nghiên cứu về hàm lượng khí thải HC cho thấy hàm lượng HC có xu hướng thay
đổi tương tự CO như trình bày trong bảng 3 [5-18].
5.3.2. Nhận xét
(1) Nhiên liệu hydro có tốc độ cháy cao hơn xăng nên khi tăng tỉ lệ khối lượng hydro
dẫn đến quá trình cháy diễn ra nhanh hơn, sự thoát nhiệt qua thành xylanh giảm, dẫn đến nhiệt
độ trong xylanh cao hơn, quá trình cháy diễn ra hoàn toàn hơn nên hàm lượng HC giảm.
(2) Nhiên liệu hydro có giới hạn cháy nghèo lớn hơn xăng nên khi tăng tỉ lệ mh làm tăng
giới hạn cháy nghèo, làm hỗn hợp nghèo hơn làm giảm lượng HC hình thành.
6. KẾT LUẬN
Nhiên liệu hydro được sản xuất từ các nguồn tái tạo đang được chú ý như là một nhiên
liệu thay thế trong tương lai. Phương pháp hòa trộn hydro vào xăng trên hệ thống nhiên liệu
động cơ xăng là một phương pháp hiệu quả để cải thiện các đặc tính của động cơ và vấn đề

khí thải. Trong đó nhiên liệu hydro dạng HHO đã thể hiện rõ là một nhiên liệu có nhiều ưu
điểm. Nhiên liệu HHO có thể sản xuất bằng phương pháp điện phân nước với nguồn nguyên
liệu có thể từ năng lượng Mặt Trời và nước. Đây được xem là một công nghệ sạch sản xuất
một nhiên liệu sạch. Sau khi phân tích các kết quả thí nghiệm đã được công bố với các điều
kiện hoạt động khác nhau của động cơ, có thể đúc kết một kết luận tổng quát như sau:
(1) Khi thêm hydro vào động cơ xăng, BSFC giảm khi gia tăng phần trăm thành phần
khối lượng nhiên liệu hydro ở mọi trạng thái tải động cơ. BSFC giảm 8% - 10% trong các thí
362


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
nghiệm được khảo sát. Nguyên nhân làm giảm BSFC là do nhiên liệu hydro có nhiệt trị cao
và tốc độ cháy nhanh.
(2) Khi thêm hydro vào động cơ xăng làm tăng BTE trong hầu hết các trạng thái hoạt
động của động cơ. BTE có thể tăng đến 7% tại trạng thái cháy nghèo. Thêm nhiên liệu hydro
trên động cơ xăng làm gia tăng BTE là do nhiên liệu hydro có giới hạn cháy nghèo cao và tốc
độ cháy cao.
(3) So sánh hàm lượng khí thải NOx trên động cơ có sử dụng thêm nhiên liệu hydro và
động cơ xăng cho thấy, hàm lượng NOx giảm trong trạng thái cháy nghèo và tăng trong các
điều kiện khác. Giải thích cho hiện tượng này là do khả năng cháy nhanh của hydro và nhiệt
độ, áp suất buồng đốt cao hơn động cơ nhiên liệu xăng.
(4) Hàm lượng khí thải CO và HC có cùng xu hướng và được giải thích với lý do gần
tương tự trên hệ thống nhiên liệu kép hydro-xăng. Nhiên liệu hydro có tốc độ cháy cao hơn,
giới hạn cháy nghèo lớn hơn là nguyên nhân dẫn đến khả năng làm giảm CO và HC.
(5) So sánh nhiên liệu hydro nguyên chất và HHO tỉ lệ 2:1 cho thấy HHO có những ưu
điểm về các đặc tính BSFC, BTE và ô nhiễm khí thải. Ưu điểm này có được do HHO 2:1 tự bản
thân đã có một tỉ lệ lý tưởng cho quá trình cháy và nhiệt độ ngọn lửa cao hơn nhiên liệu hydro.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Dalkmann H., Brannigan C.. Transport and climate change. A source book for policymakers in developing cities: module 5e Gesellschaft fr Technische Zusammenarbeit
GTZE schborn; 2007.

[2] IEA. Technology roadmap: hydrogen and fuel cells. Paris: International Energy Agency;
2013. p. 80.
[3] Michael Frank H Ordeski. Alternative fuels the future of hydrogen, Michael Frank
Hordeski 2006041264; 2007.
[4] T. Bak, J. Nowotny, M.Rekas, C.C.Sorrell. Photo-electrochemical hydrogen generation
from water using solar energy. Materials-related aspects. International Journal of
Hydrogen Energy 27(2002) 991–1022.
[5] Changwei Ji, Shuofeng Wang. Effect of hydrogen addition on the idle performance of a
spark ignited gasoline engine at stoichiometric condition. International Journal of
Hydrogen Energy 34 (2009) 3546–3556.
[6] Xiaolong Liu, Changwei Ji, Binbin Gao, Shuofeng Wang, Jinxin Yang. A quasidimensional model for hydrogen-enriched gasoline engines with a new laminar flame speed
expression. The 6th International Conference on Applied Energy – ICAE2014. 327 – 330.
[7] Shuofeng Wang, Changwei Ji, Bo Zhang, Xiaolong Zhou. Analysis on combustion of a
hydrogen-blended gasoline engine at high loads and lean conditions. The 6th
International Conference on Applied Energy – ICAE2014. 323 – 326.
[8] Shuofeng Wang, Changwei Ji,Jian Zhang,Bo Zhang. Comparison of the performance of a
spark-ignited gasoline engine blended with hydrogen and hydrogeneoxygen mixtures.
Energy 36 (2011) 5832-5837.
[9] Shuofeng Wang, Changwei Ji. Improving the performance of a gasoline engine with the
addition of hydrogeneoxygen mixtures. International Journal of Hydrogen Energy 36
(2011) 11164-11173.
[10] Changwei Ji, Shuofeng Wang. Experimental study on combustion and emissions
performance of a hybrid hydrogen–gasoline engine at lean burn limits. International
Journal of Hydrogen Energy 35 (2010) 1453–1462.
363


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
[11] Shuofeng Wang, Changwei Ji. Cyclic variation in a hydrogen-enriched spark-ignition
gasoline engine under various operating conditions. International Journal of Hydrogen

Energy 37 (2012) 1112-1119.
[12] Changwei Ji, Xiaolong Liu, Shuofeng Wang, Binbin Gao, Jinxin Yang. Development and
validation of a laminar flame speed correlation for the CFD simulation of hydrogen-enriched
gasoline engines. International Journal of Hydrogen Energy 38 (2013) 1997-2006.
[13] Changwei Ji, Xiaolong Liu, Binbin Gao, Shuofeng Wang, Jinxin Yang. Effect of spark
timing on the performance of a hybrid hydrogen–gasoline engine at lean conditions.
International Journal of Hydrogen Energy 35 (2010) 2203–2212.
[14] Shuofeng Wang, Changwei Ji, Bo Zhang, Xiaolong Liu. Lean burn performance of a
hydrogen-blended gasoline engine at the wide open throttle condition. Applied Energy
136 (2014) 43–50.
[15] Changwei Ji, Xiaolong Liu, Binbin Gao, Shuofeng Wang, Jinxin Yang. Numerical
investigation on the combustion process in a spark-ignited engine fueled with
hydrogenegasoline blends. International Journal of Hydrogen Energy 38 (2013) 1114911155.
[16] Shuofeng Wang, Changwei Ji, Bo Zhang, Xiaolong Liu. Performance of a hydroxygenblended gasoline engine at different hydrogen volume fractions in the hydroxygen.
International Journal of Hydrogen Energy 37 (2012) 13209-13218.
[17] Changwei Ji, Shuofeng Wang, Bo Zhang. Performance of a hybrid hydrogen–gasoline
engine under various operating conditions. Applied Energy 97 (2012) 584–589.
[18] Shuofeng Wang, Changwei Ji, Bo Zhang. Starting a spark-ignited engine with the
gasolineehydrogen Mixture. International Journal of Hydrogen Energy 36 (2011) 44614468.
[19] Tuan Le Anh, Khanh Nguyen Duc, Huong Tran Thi Thu, Tai Cao Van. Improving
Performance and Reducing PollutionEmissions of a Carburetor Gasoline Engine by
Adding HHO Gas into the Intake Manifold. TSAE-13AP-0104. 2013.
[20] Le Anh Tuan, Nguyen Duc Khanh, Cao Van Tai. Simulation study on potential addition
of HHO gas in a motorcycle engine using AVL Boost. The 4th AUN/SEED-Net Regional
Conference on New and Renewable Energy. 2011.
[21] Mofijur M, Masjuki HH, Kalam MA,et al. Prospects of hydrogen from Jatropha in
Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2012; 16:5007–20.
[22] Hordeski M. F.. Alternative fuels the future of hydrogen, The Fairmont Press, Inc.; 2007.
p. 253.
[23] B.Rajendra Prasath, E.Leelakrishnan, N. Lokesh, H. Suriyan, E. Guru Prakash, K. Omur

Mustaq Ahmed. Hydrogen operated internal combustion engines – a new generation fuel.
International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 2012. 22502459. Vol. 2.
[24] Taylor C.F.. The internal-combustion engine in theory and practice. Massachusetts
Institute of Technology. Vol. 2. 1985.
[25] Constantin Pana, Niculae Negurescu, Marcel Ginu Popa. An investigation of the
hydrogen addition effects to gasoline fueled spark ignition engine. SAE Technical Paper
Series 01-1468. 2007.
[26] Mohd Aswad Bin Abd Wahab. Addition of hydrogen to gasoline-fuelled 4 stroke si
engine using 1-dimensional analysis. Universiti Malaysia Pahang. 11-2009.
364