CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG ô NHIỄM môi TRƯỜNG từ KHÍ xả XE ô tô

UBND TP.HCM
TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG
KHOA ĐỘNG LỰC



TIỂU LUẬN
MÔN HỌC: NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

Đề Tài:

CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
TỪ KHÍ XẢ XE Ô TÔ

GVHD: VÕ ĐẮC THỊNH
SVTH : NGUYỄN QUỐC VIÊN
NGUYỄN VĂN VŨ
LỚP: 13CĐÔ5
TP.HCM, 1/2014

1


MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu
1. Thực trạng ô nhiễm môi trường
2. Các hướng giai quyết
2.1) Sử dụng nguyên liệu sạch cho động cơ
2.2) Xử lí khí thải bằng một số hệ thống phụ trợ
2.3) Sử dụng động cơ sạch

Lời cảm ơn và nhận xét
Tư liệu tham khảo

3
5
6
7
10
16
17
18

2


LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp ô tô là một ngành ảnh hưởng quan trọng đến sự phát triển nền
kinh tế của đất nước.Phát triển ngành công nghiệp là động lực và sức mạnh để
nước ta bước vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa và trở thành một nước
phát triển.Sự ảnh hưởng của nó là rất đáng kể,được xem như là ngành xương sống
của nền kinh tế nước ta.Việc đi sâu vào phát triển ngành và thu hút vốn đầu tư,ứng
dụng công nghệ khoa học hiện đại,mở cửa hội nhập là những điều kiện để nền
công nghiệp ô tô phát triển vững chắc.
Nền công nghiệp ô tô ở nước ta bắt đầu từ năm 1991 với sự xuất hiện của 2
công ty có vốn đầu tư (FDI) là Mekong và VMC.Đến nay có rất nhiều công ty và
doanh nghiệp lớn nhỏ lắp ráp, sửa chửa ô tô nhưng vẫn chưa dừng lại ở đây.
Nhưng bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp này thì nó củng
mang lại những hậu quả rất nghiêm trọng, không chỉ ở Việt Nam mà trên thế giới
củng phải đối mặt.Trong đó vấn đề ô nhiễm môi trường do khí xả động cơ là vấn
đề đang được quan tâm mạnh mẽ, cần phải giải quyết kịp thời.Vậy để giải quyết

khí xả động cơ chúng ta cần phải làm gì? Sau đây là một số giải pháp được đưa ra
trong bài tiểu luận này…

3


1.

Thực trạng tình hình ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ
Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, ô nhiễm giao thông hiện đang là một trong
những nguồn gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng ở các đô thị hiện nay
Mật độ các phương tiện tham gia giao thông ngày càng nhiều đã tác động trực
tiếp đến người tham gia giao thông, người đi đường; ảnh hưởng không nhỏ đến
môi trường sống và sức khỏe cộng đồng.Bởi vậy, cần có những giải pháp cấp bách
nhằm hạn chế ô nhiễm, góp phần giảm mức độ ô nhiễm không khí đô thị nói riêng
và ô nhiễm môi trường nói chung.

Hình1. Ô nhiễm từ các phương tiện giao thông đang là một trong những nguyên
nhân chính gây ô nhiễm môi trường
Ô nhiễm từ hoạt động giao thông ngày càng tăng

Theo các chuyên gia môi trường, thời gian qua, hoạt động giao thông vận tải đã có
những đóng góp quan trọng vào công cuộc phát triển kinh tế - xã hội của cả nước.Tuy
nhiên, việc tăng cường các hoạt động giao thông vận tải làm phát sinh không ít các vấn
đề môi trường không khí.
Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường, trong quá trình hoạt động, các
phương tiện giao thông thải lượng lớn các chất như: Bụi, CO, NOx, SOx, hơi xăng dầu,
bụi chì, benzen… vào môi trường không khí.
Lượng khí thải gây ô nhiễm đang tăng lên hàng năm cùng với sự phát triển về số
lượng các phương tiện giao thông đường bộ. Cụ thể, nồng độ bụi trong không khí ở các

thành phố như: Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng... Tại các nút giao thông
4


cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 3 -5 lần.Nồng độ khí CO, NO2 trung bình ngày ở một số
nút giao thông lớn đã vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1.2 – 1.5 lần.
Theo số liệu từ Cục Đăng kiểm Việt Nam, thời gian trước năm 2010, cả nước có
khoảng 20 triệu môtô và xe máy, năm 2010 đã tăng lên khoảng 24 triệu xe và đến năm
2015, dự báo lượng xe máy lưu hành trong cả nước khoảng 31 triệu xe. Hàng ngày, chỉ
cần một nửa số phương tiện trên hoạt động cũng đã xả ra môi trường một lượng lớn các
khí độc hại, trong đó có nhiều thành phần gây nên hiệu ứng nhà kính, gây ra các loại
bệnh như: Viêm nhiễm đường hô hấp do nhiễm vi khuẩn, hen suyễn, viêm phế quản mạn
tính, viêm mũi...
Đặc biệt, tiếng ồn phát sinh từ các hoạt động giao thông cũng đóng vai trò chủ yếu
trong việc gây ô nhiễm.Có 60 - 80% các nguyên nhân do tiếng ồn từ động cơ như: Do
ống xả, do rung động các bộ phận xe, đóng cửa xe, còi xe, phanh xe, do sự tương tác giữa
lốp xe và mặt đường...Tiếng ồn gây tác hại rất lớn đến toàn bộ cơ thể nói chung và cơ
quan thính giác nói riêng. Tiếng ồn mạnh, thường xuyên gây nên bệnh đau đầu, chóng
mặt, trạng thái tâm thần bất ổn, mệt mỏi…
Báo cáo cũng cho thấy, sự phát thải của các phương tiện cơ giới đường bộ phụ thuộc
rất nhiều vào chất lượng các loại xe.Đối với các phương tiện như xe ô tô, xe máy qua
nhiều năm sử dụng có chất lượng thấp, hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp, nồng độ chất
độc hại, bụi trong khí xả cao…là nguyên nhân gây ô nhiễm nghiêm trọng. Trong đó, xe
máy là nguồn đóng góp chính các loại khí ô nhiễm, đặc biệt là các khí thải CO,VOC...Xe
tải, xe khách các loại lại thải nhiều NO2.
Tại các khu dân cư, mức độ ô nhiễm thấp hơn từ 2 đến 3 lần so với các trục đường
giao thông.Tuy nhiên, đối với khu dân cư nằm trong các đô thị lớn chịu ảnh hưởng rõ rệt
của giao thông, mức độ ô nhiễm vẫn vượt nhiều lần ngưỡng cho phép quy chuẩn Việt
Nam (QCVN), đáng kể như các điểm tại: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Bình Dương. Ngược lại, ở
các khu dân cư đô thị quy mô nhỏ và vừa, chất lượng không khí đo được còn khá tốt.

2.

Các hướng giải quyết tình trạng ô nhiễm do khí xả xe ô tô

+ Nhóm thứ nhất: Tổ chức tốt quá trình cháy nhằm giảm ô nhiễm do các chất như
NOx, CO, HC ngay tại nguồn (trong xy-lanh). Nhóm này bao gồm các biện pháp liên
quan đến việc tối ưu hóa kết cấu của các chi tiết, cụm chi tiết và hệ thống có ảnh hướng
đến quá trình cháy:
Thiết kế đỉnh pít-tông và nắp máy tạo hiệu ứng lốc xoáy, tăng khả năng hòa trộn
5


nhiên liệu và không khí tốt hơn, quá trình cháy diễn ra nhanh hơn – thường áp dụng cho
động cơ diesel và phun xăng trực tiếp; sử dụng hệ thống tăng áp, tăng đường kính xu-páp,
giảm tổn thất trên đường nạp để tăng hiệu suất nạp; tính toán thiết kế thời điểm mở sớm
xu-páp thải một cách tối ưu; sử dụng các hệ thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử,
tăng áp suất phun, lựa chọn kiểu phun đơn điểm hay đa điểm…
Mặc dù đây là các biện pháp rất hữu hiệu nhưng chỉ riêng bản thân chúng chưa thể
giúp động cơ đáp ứng được các tiêu chuẩn ô nhiễm ngày càng nghiêm ngặt hơn
+ Nhóm thứ hai: Xử lý khí thải. Đây là các biện pháp nhằm đảm bảo hàm lượng các
chất độc hại có trong khí thải trước khi thải vào môi trường phải nhỏ hơn giới hạn cho
phép đã được quy định trong các điều luật.Có rất nhiều công nghệ khác nhau để xử lý khí
thải: Bộ xử lý khí thải kiểu xúc tác 3 đường (trung hòa 3 thành phần cơ bản trong khí thải
là CO, HC và NOx); Bộ lọc PM, Bộ xử lý khí thải kiểu ô-xy hóa dùng cho động cơ
diesel, Bộ xử lý NOx kiểu tích lũy,...).
+ Nhóm thứ ba: Sử dụng kết hợp các hệ thống phụ trợ. Để phát huy hiệu quả của hai
nhóm giải pháp trên cũng như hạn chế sự phát thải quá mức của động cơ ở một số chế độ
làm việc, cần phải sử dụng thêm các hệ thống phụ trợ như: Hệ thống kiểm soát vòng lặp
kín (hồi lưu khí thải); hệ thống đảm bảo nhiệt độ khí nạp; hệ thống phun khí (ô-xy) nhằm

hỗ trợ phản ứng trên đường thải; hệ thống tự chẩn đoán - OBD (OnBoard Diagnostics)...
+ Nhóm thứ tư: Các giải pháp có liên quan đến nhiên liệu. Nhiên liệu có ảnh hưởng
đáng kể đến đặc tính ô nhiễm khí thải của động cơ đốt trong.Có nhiều giải pháp giảm ô
nhiễm khí thải có liên quan đến nhiên liệu như: Đảm bảo sự phù hợp giữa động cơ và
nhiên liệu (động cơ có tỷ số nén càng cao thì sử dụng xăng có chỉ số octan càng lớn);
nâng cao chất lượng nhiên liệu (ít tạp chất và các phụ gia độc hại); sử dụng nhiên liệu
xanh, nhiên liệu thay thế; sử dụng phụ gia trong nhiên liệu,....

2.1) Sử dụng nguyên liệu sạch cho động cơ
2.1.1) Nguyên liệu hydro:
Trước thực trạng ô nhiễm môi trường đang ngày càng trầm trọng, do khí thải của các
phương tiện giao thông và sự cạn kiệt của xăng dầu, đã có nhiều giải pháp về nhiên liệu
thay thế cho dầu mỏ, trong số đó, nguyên liệu hydro là một trong những giải pháp tối ưu
giải quyết được hai vấn đề trên.
6


Hình2. Xe chạy bằng nguyên liệu hydro

2.1.2) Nhiên liệu sinh học
Nhiên liệu sinh học được sản xuất từ sinh khối, thông thường là thực vật, và nhiên
liệu sinh học dạng lỏng có thể được sử dụng trong vận tải.Chúng tôi là một trong các nhà
phân phối nhiên liệu sinh học lớn nhất thế giới và đang phát triển các loại nhiên liệu sinh
học tốt hơn giảm thải khí CO2 và là nguồn nhiên liệu thay thế bền vững.
Hai dạng nhiên liệu sinh học chính ngày nay là ethanol và FAME (Fatty Acid Methyl
Easters), phần lớn nguồn cung cấp dựa vào mùa vụ cây lương thực như lúa mì hoặc mía
đường.Chúng tôi đang nghiên cứu tìm một nguồn nguyên liệu khác không cạnh tranh với
cây lương thực để phát triển quy trình chuyển hóa thải ra ít khí CO2 và sản xuất nhiên
liệu hiệu quả.
Việc nghiên cứu nhiên liệu sinh học của chúng tôi bao gồm tìm các nguồn cung cấp

nguyên liệu thay thế.Chúng tôi xem xét tìm kiếm các enzyme mới và rắn chắc để phá vỡ
cấu trúc cellulose trong thực vật như rơm, rạ
Tảo có tiềm năng là nguồn dầu thực vật bền vững, có thể sử dụng để sản xuất nhiên
liệu sinh học cho động cơ diesel.Hiện vẫn còn ở giai đoạn đầu tiên, nhưng tảo có nhiều
hứa hẹn vì chúng phát triển nhanh và có thể trồng trong các hồ nước biển và hạn chế sử
dụng đất màu mỡ cũng như nước ngọt.

2.1.3) Sử dụng nguyên liệu hảo hạn

7


Đó là gaz “dầu hỏa hóa lỏng”, là một hỗn hợp các chất khí butan và propan không chứa
chì hay benzen.So với xăng thường, thứ nhiên liệu này chỉ phóng thích ra một lượng
monôoxyt cacbon và ôxyt nitric bằng một nửa.Nhiên liệu này đốt cháy hoàn hảo hơn và
động cơ ít bị hao mòn và không gây ồn. Tuy nhiên, đến nay thứ nhiên liệu này vẫn chưa
hoàn toàn chiếm lĩnh thị trường vì nhiều nguyên nhân, trong đó có dụng cụ chở theo xe
(giá thành khoảng trên 2000 USD) và các trạm xăng phải trang bị bơm chuyên dụng cho
thứ nhiên liệu này.Đó là chưa kể tới sự lặng thinh của các nhà sản xuất ô tô và sự chống
đối không khoan nhượng từ các nhà kinh doanh dầu hỏa.

2.2) Xử lý khí thải bằng một số hệ thống phụ trợ
Để đạt được các tiêu chuẩn về nồng độ khí thải, các nhà sản xuất ôtô thường sử
dụng kết hợp các hệ thống phụ trợ.

Hình3.Hệ thống phụ trợ xử lý khí thải

8

Do mức độ ô nhiễm không khí và nhận thức của con người về môi trường sống ngày
càng cao nên các tiêu chuẩn về nồng độ phát thải của động cơ đốt trong ngày càng
nghiêm ngặt hơn.Để tồn tại và phát triển, các hãng ôtô không có sự lựa chọn nào khác là
tìm mọi cách để kiểm soát được nồng độ các chất ô nhiễm có trong khí thải không vượt
quá tiêu chuẩn cho phép.
Bên cạnh các giải pháp nhằm giảm lượng khí thải ô nhiễm như tổ chức quá trình đốt
cháy hòa khí tốt, sử dụng các bộ xử lý khí thải,… thì các hệ thống phụ trợ như hồi lưu khí
thải, xử lý nhiệt độ trên đường thải và phun khí ô-xy luôn là trợ thủ đắc lực không thể
thiếu

2.2.1) Hệ thống hồi lưu khí thải
Khi nhiệt độ trong buồng đốt động cơ ở kỳ cháy quá cao do việc tăng tỷ số nén của
động cơ, khí ni-tơ trong không khí kết hợp với ô-xy sẽ tạo nên những ô-xít ni-tơ
(NOx).Đây là một trong những thành phần gây ô nhiễm môi trường.Vì vậy, cách tốt nhất
để giảm lượng NOX là làm giảm nhiệt độ buồng đốt và làm giảm hàm lượng khí O2.
Để thực hiện được điều này, biện pháp tối ưu nhất là sử dụng hệ thống hồi lưu khí thải
- EGR (Exhaust Gas Recycling).Thực chất của biện pháp này là đưa một phần khí thải
quay trở lại buồng đốt.Hệ thống EGR có thể dùng cho cả động cơ xăng và động cơ
Diesel.
Trên động cơ xăng: EGR là biện pháp được sử dụng khá phổ biến. Hỗn hợp khí thải
gồm HC, CO, NOx có nhiệt độ cao sau khi ra khỏi buồng đốt được trích một phần quay
ngược trở lại buồng đốt cho chu kỳ tiếp theo của động cơ.Điều này làm tăng nhiệt độ hòa
khí ở cuối hành trình nén, đảm bảo điều kiện nhiệt độ để hỗn hợp nhiên liệu được đốt
cháy dễ dàng.

9


Hình4.Việc áp dụng các hệ thống phụ trợ kết hợp với giải pháp xử lý khí thải cơ bản sẽ
giúp các nhà sản xuất ôtô đáp ứng được những tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt trên thế giới

2.2.2) Hệ thống xử lý nhiệt khí thải
Nguyên tắc của hệ thống này là lưu giữ khí thải trong một thời gian dài ở trạng thái
nhiệt độ cao, nhằm mục đích kéo dài quá trình phản ứng ô-xy hoá các thành phần CO,
HC.Để quá trình xử lý nhiệt có hiệu quả, buồng phản ứng xử lý nhiệt được bố trí ngay
sau xu-páp thải, đảm bảo nhiệt độ phản ứng T > 1.0000K (7280C) cho quá trình ô-xy
hoá.Buồng phản ứng được cách nhiệt và có kích thước phù hợp để tiếp nhận một lượng
lớn khí thải.

2.2.3) Hệ thống phun ô-xy

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống này là cung cấp thêm ô-xy (không khí) để tiếp
tục ô-xy hoá CO, HC còn tồn tại trong khí thải.Không khí bổ sung thường được đưa vào
ngay sau xu-páp thải (tại đây khí thải có nhiệt độ cao nhất) bằng bơm.
Trên các động cơ hiện nay thường sử dụng bơm cung cấp ô-xy kiểu phiến gạt,
được dẫn động từ động cơ.Lượng không khí bổ sung sẽ hoà trộn với dòng khí thải có
10


nhiệt độ cao, hỗ trợ cho quá trình ô-xy hoá tiếp theo các sản phẩm cháy (chủ yếu là HC
và CO). Đối với hệ thống phun khí ô-xy, thì lượng không khí phun bổ sung vào đường
thải và lượng khí tiêu thụ của động cơ, phải tương thích và cần được tối ưu hoá, để giảm
thiểu lượng thải CO, HC.
Do vậy, lượng không khí phun bổ sung sẽ được lựa chọn hợp lý, để hàm lượng các
chất ô nhiễm sau xử lý của động cơ là nhỏ nhất.Giống như hệ thống xử lý nhiệt, hệ thống
phun ô-xy không làm giảm được lượng NOx.

2.2.4) Sử dụng pô xúc tác

Ống pô xúc tác đã được sử dụng như một biện pháp ngăn ngừa phần lớn

chất ô nhiễm trong khí thải.Dụng cụ này có cấu tạo thích hợp, khiến khói từ động
cơ phải đi qua chiếc hộp cố định ở ống pô thoát khí có nhiều lỗ nhỏ giữ lại các
chất ô nhiễm và cả xăng không cháy hết. Tuy ống pô này còn có một vài nhược
điểm cần khắc phục thêm, nhưng rõ ràng đã có tác dụng khá tốt.

2.3) Sử dụng động cơ sạch

2.3.1) Động cơ diesel sạch

11


Hình5. Xe sử dụng động cơ diesel

Động cơ diesel được sử dụng rộng rãi bởi vì chúng có khả năng tiết kiệm nhiên liệu
hơn, thải ra khí CO2 ít hơn và sinh ra công suất lớn hơn các động cơ xăng thông
thường.Nhưng ngược lại, việc chăm sóc, bảo dưỡng, động cơ diesel lại tốn kém hơn bên
cạnh đó nó tạo ra lượng ôxít nitơ NOx và muội than nhiều hơn.

NOx là tên gọi chung của ôxít nitơ gồm các chất NO, NO2 và N2O hình thành do sự
kết hợp giữa ôxy và nitơ ở điều kiện nhiệt độ cao.Chất ô nhiễm này ngày càng được quan
tâm và trong một số trường hợp, nó là chất ô nhiễm chính làm giới hạn tính năng kỹ thuật
của động cơ.Các ô-xít nitơ gây ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con người, thay đổi nhiệt độ
12


khí quyển, ảnh hưởng đến các loài thực vật giảm sự quang hợp của chúng, ảnh hưởng đến
sinh thái.
Đến nay, người ta đã xác định được các chất ô nhiễm trong không khí mà phần lớn
những chất đó có mặt trong khí xả của động cơ đốt trong.Bảng dưới đây cho thấy sự gia

tăng nồng độ một cách đáng ngại của một số chất ô nhiễm trong bầu khí quyển:
Tùy theo chính sách năng lượng của mỗi nước, sự phân bố tỷ lệ phát sinh ô nhiễm
của các nguồn khác nhau không đồng nhất. Bảng dưới đây cho thấy tỷ lệ khí thải từ ôtô
cao nhất theo thống kê ở Nhật và Mỹ.
Sự hình thành NOx trong động cơ Diesel
Quá trình cháy trong động cơ diesel gồm hai giai đoạn: giai đoạn cháy đồng nhất diễn
ra ngay sau kì cháy trễ và giai đoạn cháy khuếch tán. Sự phân bố nhiệt độ và thành phần
khí cháy trong không gian buồng cháy là không đồng nhất.Trong buồng cháy động cơ
diesel luôn tồn tại những khu vực hay các “túi” không khí có nhiệt độ thấp.Nhờ bộ phận
không khí này mà NOx hình thành trong buồng cháy động cơ diesel và được làm mát.

Mặt khác, nhiệt độ cực đại là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự hình thành NOx trong quá
trình cháy của động cơ diesel.Trong mọi loại động cơ, sản phẩm cháy của bộ phận nhiên
liệu cháy trước tiên trong chu trình đóng vai trò quan trọng nhất đối với sự hình thành
NOx. Vì sau khi hình thành, bộ phận sản phẩm cháy đó bị nén làm nhiệt độ gia tăng, do
đó làm tăng nồng độ NOx.Ngoài ra ở các động cơ diesel tăng áp, sự gia tăng áp suất dẫn
đến sự gia tăng nhiệt độ khi cháy cũng là nguyên nhân làm tăng nồng độ NOx.
Hiện nay đang tồn tại một vài công nghệ ứng dụng để giảm bớt lượng khí thải ở động
cơ diesel, nhưng Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (gọi tắt là EPA) và hiệp hội công
nghiệp ôtô vẫn đang tiến hành các biện pháp đánh giá và phát triển công nghệ động cơ
diesel sạch (gọi tắt là CDC), dựa vào đó cải tiến một vài công nghệ tốt nhất để thiết kế ra
một động cơ vừa đáp ứng được yêu cầu về khí thải sạch, công suất cao mà giá thành hợp
lý.

Những đặc trưng mang tính bí quyết của công nghệ CDC
• Hệ thống nhiên liệu của EPA: Sử dụng hệ thống nhiên liệu kiểu tăng áp bằng
thủy lực để giảm muội than và giảm lượng khói sinh ra, tăng hiệu suất của động cơ.
13

• Hệ thống tăng áp: Tăng công suất của động cơ và tăng hiệu quả của quá trình
cháy, như vậy làm giảm lượng khí cháy sinh ra và tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
• Khí xả có áp suất thấp: nhiệt độ cực đại là nguyên nhân chính ảnh hưởng đến sự
hình thành NOx trong quá trình cháy của động cơ diesel do vậy sự hình thành khí NOx sẽ
giảm đi nếu giảm bớt nhiệt độ buồng cháy.
• Muội than đã qua xử lý: giảm bớt lượng khói thừa và lượng hiđro-cácbon (HC)
không cháy hết, các-bon ôxít trong khí xả giảm thiểu, do vậy phù hợp tiêu chuẩn đặt ra
trong tương lai.
Những thách thức mà công nghệ này phải đối mặt đó là giảm hạt khí thải sinh ra
trực tiếp từ động cơ, chứng minh được sự thiết thực của việc áp dụng công nghệ này trên
thực tiễn thế giới, giữ được giá trị/mức độ bền vững, từng bước tiếp cận những tiêu chuẩn
chặt chẽ về khí thải của động cơ diesel trong tương lai.EPA vẫn đang tiếp tục hoàn thiện
để phát triển công nghệ này bằng việc tập trung vào đáp ứng những yêu cầu đó.
Lợi ích của công nghệ CDC
Công nghệ CDC là một công nghệ tiên tiến trong việc giảm thiểu khí thải có hại ở
động cơ diesel, nó mang lại những lợi ích như sau:
• Giảm chi phí: Việc khống chế được lượng NOx sinh ra trong xi lanh (NOx được
giảm đi trong buồng cháy động cơ) được thực hiện hết sức đơn giản theo yêu cầu giống
như các biện pháp xử lý thông thường (các biện pháp xử lý thông thường làm giảm lượng
khói, muội than, và hidro-cacbon).
• Giảm lượng khí thải: đạt được mức độ khí thải sạch phù hợp với các quy định
trong Tiêu chuẩn khí thải ở động cơ công suất lớn năm 2007/2010 và Tiêu chuẩn Tier 2
mà không cần áp dụng các biện pháp sau xử lí NOx thông thường.
• Mang tính ứng dụng cao: phù hợp với cả động cơ diesel công suất nhỏ và công
suất lớn.
Công nghệ tiến tiến đạt được những tiêu chuẩn cao về khí thải
Công nghệ mới của EPA – áp dụng cho cả động cơ công suất lớn năm 2007 và
Tiêu chuẩn Tier 2 cho các phương tiện chở khách - đã giảm được từ 77% đến 95% lượng
khí NOx và muội than. Ngày nay một vài phương pháp sử lí khí NOx đang được khảo
sát, nghiên cứu để có thể đạt được những tiêu chuẩn khí thải trong tương lai, nhưng các

biện pháp chủ yếu để giảm lượng NOx sinh ra là sử dụng các thiết bị NOx sau xử lí.
14


Lượng NOx sinh ra ở buồng đốt sau khi xử lí bằng thiết bị đi kèm được đưa vào hệ thống
xả của động cơ.
Nghiên cứu trong công nghệ CDC cho thấy rằng giá trị kinh tế mà nó mang lại có
độ tin cậy cao hơn là biện pháp giảm lượng NOx bằng phương pháp sau xử lí.Công nghệ
CDC có thể là một biện pháp hữu hiệu để đạt được các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khí
thải động cơ diesel trong tương lai..
Hiện nay, EPA đang tích cực thảo luận với các đối tác tiềm năng khác về công
nghệ CDC để tiếp tục thúc đẩy các nghiên cứu và có thể áp dụng công nghệ đó vào trong
các sản phẩm tương lai…

2.3.2) Bộ lọc khí xả trên động cơ diesel

Trong quá trình khắc phục chất độc hại của khí xả đông cơ diezel theo tiêu chuẩn khí
xả EURO 4, hãng BOSCH đã chế tạo một bộ lọc muội của khí xả theo nguyên tắc tích tụ
hạt và tự thiêu đốt.

Hình6. Bộ lọc muội khí xả

15


Từ lâu vấn đề muội trong khí xả động cơ diezel là vấn đề bức xúc đối vớicác
nhà kỹ thuật.Khi sử dụng các bộ lọc thông thường, muội được tích tụ trong phần
tử lọc và gây tắc đường dẫn khí xả.Nếu tăng nhiệt độ cháy trong buồng đốt để hạn
chế muội hình thành thì có thể dẫn tới hình thành nhiều hơn lượng khí độc khác,
do vậy cần tạo nên khả năng đốt cháy hạt muội ngoài khu vực buồng đốt.Sử dụng

nguyên lý này, ngày nay trên động cơ diezel của ô tô con sử dụng bộ lọc khí xả có
khả năng tự thiêu đốt các hạt muội ở trên đường dẫn khí xả.
Bộ lọc khí xả kiểu này được chế tạo từ: vỏ bằng thép ládày chịu nhiệt, lõi lọc
bên trong là ceramic xốp. Vỏ bao kínmắc nối tiếp với hệ thống thoát khí xả và
nằm ngay sau cổgom khí xả của động cơ.Tại đầu vào và đầu ra của bộ lọc bốtrí hai
bộ cảm biến đo lượng ô xy dư thừa (cảm biến lambda), và ở giữa vỏ có cảm biến
nhiệt độ trong bộ lọc.

Hình7.Cấu tạo bộ lọc khí xả

Quá trình hoạt động của bộ lọc xảy ra như sau: khí xả của động cơ mang theo nhiệt
và muội đưa qua bộ lọc, lõi lọc tăng dần nhiệt độ và các hạt muội có kích thuoc (5.10-6
m) bị giữ lại trong lớp ceramic xốpµthước lớn hơn 500 và khí xả thoát ra ngoài đã được
lọc bớt các hạt làm giảm lượng muội thoát ra môi trường.
Các hạt muội nằm trong lớp lọc xốp bị nâng dần nhiệt độ lên tới nhiệt độ khoảng
400 oC đến 500oC, kết hợp với lượng ô xy dư thừa, tự đốt cháy một lần nữa trong bộ lọc.
16


Quá trình đốt cháy này tạo điều kiện phá vỡ cấu trúc của hạt muội và là tác nhân chuyển
hóa các chất NOx và CO thành các chất ít độc hại hơn và theo khí xả thải ra môi trường.
Nhiệt độ vùng trung tâm lõi có thểlên tới trên 900 oC và xảy ra ở phần đầu của bộ
lọc.Ở phần đuôi bộ lọc nhiệt độ giảm dần khoảng 600 oC.Nhờ quá trình tự đốt cháy như
trên khí xả thoát ra môi trường có thể nằm dưới chỉ tiêu giới hạn
của tiêu chuẩn EURO4 và hạn chế muội tích tụ trong bộ lọc, gây
giảm khả năng lưu thoát khí xả của động cơ.

Hinh8.Bộ lọc khí xả đặt

17

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không có sự giúp đỡ của người
khác dù ít hay nhiều. Để hoàn thiện bài tập lần này chúng em đã được sự giúp đỡ
tận tình của thầy trong suốt thời gian vừa qua.Trong quá trình làm bài còn nhiều
sai sót và mắc nhiều lỗi, em mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến để em hoàn
thiện và rút kinh nghiệm lần sau. Một lần nửa chúng em xin chân thành cảm ơn
thầy Võ Đắc Thịnh đã giúp chúng em hoàn thành bài hôm nay!

LỜI NHẬN XÉT

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
18


TƯ LIỆU THAM KHẢO

19