Nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng phát thải và chế độ làm việc của động cơ

MAI XUÂN NGHĨA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

MAI XUÂN NGHĨA

KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA LƯỢNG PHÁT THẢI
VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐỘNG CƠ NHIỆT

KHOÁ 2009

Hà Nội – Năm 2011


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong các cơng trình
nào khác!
Hà Nội, tháng 12 năm 2011
Tác giả

Mai Xuân Nghĩa

i

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy trong Bộ mơn Động cơ đốt trong - Viện
Cơ khí Động lực, các bạn học viên lớp Kỹ thuật động cơ nhiệt, 2009; các bạn đồng
nghiệp, Viện đào tạo sau đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã trang bị cho
tôi những kiến thức cần thiết trong quá trình học tập tại Trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội; tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận
văn.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Phạm Hữu Tuyến, người đã
hướng dẫn tơi hết sức tận tình và chu đáo về mặt chun mơn để tơi hồn thành bản
Luận văn này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những
người đã động viên và chia sẻ với tôi trong suốt thời gian tôi tham gia học tập.
Tác giả

Mai Xuân Nghĩa

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................... vii
PHẦN MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
I. Lý do chọn đề tài.................................................................................................. 1
II. Lịch sử nghiên cứu.............................................................................................. 2
III. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu. .................. 3

1. Mục đích ............................................................................................................. 3
2. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 3
3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 3
IV. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả............................................ 3
V. Phương pháp nghiên cứu. ................................................................................... 3
CHƯƠNG I ............................................................................................................. 4
TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG .............................. 4
VÀ HỆ SỐ PHÁT THẢI ......................................................................................... 4
T
4
3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

T
4
3

T
4

3

T
4
3

T
4
3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

T
4

3

T
4
3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

T
4
3

T
4

3

34T

T
4
3

34T

T
4
3

T
4
3

T
4
3

34T

1.1. Các chất độc hại trong khí thải động cơ ................................................................. 4
T
4
3

T

4
3

1.1.1. Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải ........................................ 4
1.1.2. Ảnh hưởng của chế độ không ổn định đến thành phần độc hại.............. 5
1.1.3. Ảnh hưởng của các chất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người6
1.1.4. Vấn đề kiểm sốt khí thải trên thế giới và ở Việt Nam ........................ 10
T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

1.2. Hệ số phát thải...................................................................................................... 22
T
4
3

34T

1.3. Phương pháp tính tổng lượng phát thải từ phương tiện cơ giới .............. 22
1.3.1. Công thức tính tổng lượng phát thải ................................................... 22
1.3.2. Xác định quãng đường đi được của phương tiện L (km) ..................... 23
T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

1.4. Các mơ hình tính tốn phát thải theo chế độ làm việc của động cơ ...................... 24
T
4
3

T
4
3

1.4.1. Mơ hình phát thải liên tục (Instantaneous emission factor models) .... 24
1.4.2. Mơ hình phát thải tồn bộ ................................................................... 25
1.4.3. Mơ hình DGV (Digitalisiertes Grazer Verfahren) ............................... 25
1.4.4. Mơ hình EMPA (Thụy Sỹ) ................................................................. 26
1.4.5. Mơ hình PHEM .................................................................................. 27
T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T

4
3

34T

1.5. Một số nghiên cứu tính tốn xác định lượng phát thải tại Việt Nam ..................... 28
T
4
3

T
4
3

CHƯƠNG II .......................................................................................................... 30
TÍNH TỐN HÀM LƯỢNG PHÁT THẢI TỪ SỐ LIỆU ĐO LIÊN TỤC ............ 30
T
4
3

34T

T
4
3

T
4
3

2.1. Hệ thống thử nghiệm đo phát thải liên tục ............................................................ 30
2.2. Cơ sở tính tốn hàm lượng phát thải từ số liệu đo liên tục .................................... 34
T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

2.2.1. Tính tốn quy đổi hàm lượng phát thải từ phần triệu thể tích (ppm) sang
khối lượng (g/km) ........................................................................................ 34
2.2.2. Áp dụng các công thức tính tốn với từng thành phần phát ................. 35
2.2.3. Phương pháp tính tốn xây dựng quan hệ giữa hàm lượng phát thải và
tốc độ của xe ................................................................................................ 39
T
4
3

34T

T

4
3

T
4
3

T
4
3

34T

iii


Chương III............................................................................................................. 46
XÂY DỰNG QUAN HỆ GIỮA LƯỢNG PHÁT THẢI VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
CỦA ĐỘNG CƠ ................................................................................................... 46
T
4
3

34T

T
4
3

3.1. Đối tượng thử nghiệm .......................................................................................... 46

T
4
3

34T

3.2.1. Xe Land Cruiser 4,0 ........................................................................... 46
3.2.2. Xe Ford Ranger .................................................................................. 46
3.2.3. Xe Ford landser ghina ....................................................................... 47
3.2.4. Xe Toyota prado ................................................................................. 47
3.2.5. Xe Innova ........................................................................................... 47
T
4
3

T
4
3

T
4
3

34T

T
4
3

T

4
3

T
4
3

34T

T
4
3

34T

3.2. Chu trình thử nghiệm ........................................................................................... 48
T
4
3

34T

3.2.1. Chu trình thử châu Âu NEDC .......................................................... 48
3.2.2. Chu trình thử CECDC ........................................................................ 49
T
4
3

34T

34T

T
4
3

T
4
3

T
4
3

3.3. Các quan hệ giữa hàm lượng phát thải và tốc độ xe .............................................. 50
T
4
3

T
4
3

3.3.1. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của hệ số phát thải theo vận tốc ............ 50
3.3.2. Quan hệ giữa hàm lượng phát thải theo vận tốc .................................. 52
3.3.3. Phân tích và kiểm nghiệm kết quả ...................................................... 55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 67
T
4

3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

34T

34T

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

NEDC

Chu trình thử châu Âu

CECDC

Chu trình thử của Tổng cục môi trường đối với xe
hạng nhẹ.

HMDC

Chu trình thử của Tổng cục mơi trường đối với xe
máy.

CVS

Phương pháp lấy mẫu với thể tích khơng đổi.

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn cấp 1 Mỹ đối với ô tô khách và xe tải nhẹ, FPT 75,g/dặm ... 11
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 1.2: Tiêu chuẩn Mỹ đối với xe hạng nặng, g/mã lực,giờ ............................... 13
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 1.3: Tiêu chuẩn Châu Âu đối với ôtô khách (loại M1*) ................................. 14
U
T
4
3

P
U

P

T
4
3

Bảng 1.4: Tiêu chuẩn Châu Âu đối với xe hạng nhẹ .............................................. 15
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 1.5: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng .......... 17
U
T
4

3

T
4
3
U

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với động cơ diesel xe khách, g/km ................. 18
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 1.7: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với động cơ diesel xe hạng nhẹ ...................... 19
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 1.8: Giới hạn tối đa cho phép của thành phần ô nhiễm trong khí xả .............. 21

U
T
4
3

T
4
3
U

của các phương tiện vận tải.................................................................................... 21
U
T
4
3

34T
U

Bảng 3.1. So sánh đồ thị CO-V và phương trình quan hệ theo nhiên liệu và chu trình
U
T
4
3

thử ......................................................................................................................... 55
Bảng 3.2. So sánh đồ thị CO2-V và phương trình quan hệ theo nhiên liệu và chu
U
T
4

3

trình thử................................................................................................................. 56
Bảng 3.3. So sánh đồ thị HC-V và phương trình quan hệ theo nhiên liệu và chu trình
U
T
4
3

thử ......................................................................................................................... 56
Bảng 3.4. So sánh đồ thị NOx-V và phương trình quan hệ theo nhiên liệu và chu
U
T
4
3

trình thử................................................................................................................. 57
Bảng 3.5. So sánh kết quả tính phát thải của các xe ............................................... 58
U
T
4
3

T
4
3
U

Bảng 3.6. So sánh kết quả tính phát thải của các xe xăng ....................................... 59
U

T
4
3

T
4
3
U

Bảng 3.7. So sánh kết quả tính phát thải của các xe theo chu trình thử CECDC ..... 60
U
T
4
3

Bảng 3.8. So sánh sai số tính phát thải của các xe theo nhiên liệu và chu trình thử 61
U
T
4
3

Bảng 3.9. Giá trị trung bình vận tốc và Hàm lượng phát thải (g/km) của một số xe
U
T
4
3

con lắp ráp trong nước ........................................................................................... 62
Bảng 3.10. So sánh kết quả tính hàm lượng phát thải theo phương trình liên hệ và
U

T
4
3

giá trị hàm lượng phát thải từ số liệu đo của các xe lắp ráp trong nước .................. 65
T
4
3
U

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Đặc tính tiêu hao nhiên liệu hoặc phát thải của động cơ [1] .................... 24
Hình 1.3. Mơ hình phát thải DGV.......................................................................... 26
Hình 1.4. Đặc tính phát thải CO 2 theo áp suất có ích trung bình và tốc độ động cơ 26
Hình 1.5. Xây dựng đặc tính phát thải theo cơng suất có ích và tốc độ động cơ từ kết
quả thử nghiệm trên băng thử trong mơ hình PHEM.............................................. 27
Hình 1.6. Chu trình lái HMDC [2] ......................................................................... 28
Hình 1.7. Chu trình lái cho xe máy CEMDC ......................................................... 29
Hình 1.8. Chu trình lái cho ơ tơ hạng nhẹ CECDC................................................. 29
Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống thử nghiệm khí thải xe hạng nhẹ .................................... 30
Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích CO......................................................... 32
Hình 2.3. Ngun lý phân tích H C........................................................................ 32
Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích NOx....................................................... 33
Hình 2.5. Số liệu đo liên tục .................................................................................. 39
Hình 2.6. Hàm lượng phát thải CO và tốc độ xe theo thời gian .............................. 39
Hình 2.7. Hàm lượng phát thải CO 2 và tốc độ xe theo thời gian ............................ 40
Hình 2.8. Hàm lượng phát thải HC và tốc độ xe theo thời gian .............................. 40

Hình 2.9. Hàm lượng phát thải NO x và tốc độ xe theo thời gian ............................ 41
Hình 2.10. Đồ thị thành phần CO- vận tốc theo thời gian sau khi dịch ................... 42
Hình 2.11. Đồ thị thành phần CO2- vận tốc theo thời gian sau khi dịch ................. 43
Hình 2.12. Đồ thị thành phần HC- vận tốc theo thời gian sau khi dịch ................... 43
Hình 2.13. Đồ thị thành phần NOx- vận tốc theo thời gian sau khi dịch ................. 44
Hình 2.14. Sơ đồ quá trình xây dựng quan hệ phát thải-tốc độ đối với xe hạng nhẹ từ
số liệu đo phát thải liên tục trên băng thử ơ tơ........................................................ 45
Hình 3.1: Chu trình thử châu Âu NEDC ................................................................ 48
Hình 3.2: Màn hình trợ giúp vận hành ................................................................... 49
Hình 3.3. Chu trình thử CECDC ............................................................................ 49
Hình 3.4. Đồ thị hàm lượng CO-V của các xe........................................................ 50
Hình 3.5. Đồ thị hàm lượng CO2-V của các xe...................................................... 51
Hình 3.6. Đồ thị hàm lượng HC-V của các xe........................................................ 51
Hình 3.7. Đồ thị hàm lượng HC-V của các xe........................................................ 52
Hình 3.8. Đồ thị quan hệ CO-V ............................................................................ 52
Hình 3.9. Đồ thị quan hệ CO2-V ........................................................................... 53
Hình 3.11. Đồ thị quan hệ NOx-V ......................................................................... 54
Hình 3.12. Kiểm nghiệm kết quả hàm lượng phát thảiCO một số xe khác trên đồ thị
CO-V..................................................................................................................... 63
Hình 3.13. Kiểm nghiệm kết quả hàm lượng phát thảiCO2 một số xe khác trên đồ
thị CO2-V.............................................................................................................. 63
Hình 3.14. Kiểm nghiệm kết quả hàm lượng phát thải HC một số xe khác trên đồ thị
HC-V..................................................................................................................... 64
Hình 3.15. Kiểm nghiệm kết quả hàm lượng phát thải NOx một số xe khác trên đồ
thị NOx-V ............................................................................................................. 64
T
4
3

T

4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

R

R

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T

4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

34T

T
4
3

T
4
3

T
4
3

R

R

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

R

R

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T

4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T

4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

T
4
3

vii

PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Động cơ đốt trong là nguồn động lực chính trong q trình phát triển kinh tế
xã hội của các quốc gia trên thế giới, những thành tựu phát triển vượt bậc của lịch
sử nhân loại trong suốt thế kỷ 19, 20, không thể tách rời vai trò của động cơ đốt
trong. Ngày nay, động cơ đốt trong được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực
như: Nơng nghiệp, khai khống, điện, giao thơng vận tải, xây dựng, vv... Tuy nhiên,
khí thải từ động cơ đốt trong là một trong những nguồn gây ô nhiễm mơi trường,
làm biến đổi khí hậu, ảnh hưởng tới đời sống và sức khỏe con người. Các hội nghị
thượng đỉnh của Liên hiệp quốc về biến đổi khí hậu đã được diễn ra tại Rio De
Janeiro (Braxin, 6/1992), Kyoto (Nhật, 12/1997), Johannesburg (Nam Phi, 9/2002),
Bali (Indonexia, 12/2007), Copenhagen (Đan Mạch, 12/2009), Cancun (Mehico,
11/2010), Durban (Nam Phi, 12/2011) nhằm đưa ra lộ trình cắt giảm lượng khí thải
tại quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các quốc gia có lượng phát thải cao như Mỹ,
Trung Quốc, Braxin, Liên minh châu Âu, vv...
Trong lĩnh vực giao thông vận tải, các quốc gia như Mỹ, Liên minh châu Âu,
Nhật Bản và nhiều quốc gia khác đã đưa ra những qui định để kiểm sốt khí thải từ
nguồn, từng bước giảm lượng phát thải xuống mức thấp nhất có thể nhằm hạn chế
độc hại trong các phương tiện tham gia giao thông, thông qua thử nghiệm công
nhận kiểu theo điều kiện đường giao thông và thực tế vận hành. Tuy nhiên, để giảm
lượng phát thải toàn diện, cần phải sử dụng phương pháp tính tổng lượng phát thải
do các phương tiện giao thông sinh ra theo từng vùng, từng khu vực, từng quốc gia
hàng năm, từ đó có các cơ chế kiểm soát, điều chỉnh nhằm đạt đến mục tiêu giảm
lượng phát thải trong khi vẫn duy trì sự phát triển kinh tế xã hội. Khảo sát tổng
lượng phát thải do các phương tiện vận tải gây ra trong một vùng, cần phải xác
định hệ số phát thải của các phương tiện đó, hệ số phát thải phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như: loại nhiên liệu; kiểu loại, chất lượng động cơ, tải trọng, chế độ làm việc của
động cơ, vv…

-1-


Mức độ gây ô nhiễm do phát thải của các phương tiện giao thơng cịn phụ
thuộc đặc trưng lái của phương tiện, cùng một chủng loại, chất lượng phương tiện
nhưng với người lái khác nhau thì lượng tiêu hao nhiên liệu cũng khác nhau dẫn đến
phát thải khác nhau; cùng một phương tiện nhưng đi trên các đoạn đường khác
nhau, chất lượng đường giao thông khác nhau phát thải cũng khác nhau. Đặc trưng
lái là cơ sở quan trọng cho việc xác định lượng tiêu hao nhiên liệu và lượng phát
thải của phương tiện trên các đoạn đường cụ thể.
Tại Việt Nam, do đặc thù của giao thông đường bộ; đặc biệt là giao thông
trong các đô thị như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và các thành phố lớn khác, chế độ
làm việc của động cơ có những đặc thù riêng, ảnh hưởng không nhỏ đến hệ số phát
thải và tổng lượng phát thải hàng năm của động cơ, trong khi đó việc nghiên cứu
tồn diện lĩnh vực này chưa được các nhà khoa học, nhà quản lý quan tâm. Đề tài
“Nghiên cứu mối quan hệ giữa lượng phát thải và chế độ làm việc của động cơ” tiến
hành xác định lượng phát thải của một số loại động cơ ô tô đang lưu hành tại Việt
Nam theo các chế độ làm việc dựa trên kết quả đo phát thải liên tục trên băng thử,
từ đó xây dựng mối quan hệ giữa lượng phát thải và chế độ làm việc của động cơ.
Đây là cơ sở để xác định lượng phát thải theo đặc điểm giao thông từng vùng, từng
khu vực, từng thời điểm cụ thể tại Việt Nam; đồng thời cung cấp dữ liệu cho các
nghiên cứu tiếp theo.
II. Lịch sử nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng quan hệ giữa phát thải và chế độ làm việc của động cơ
nhằm tính tốn lượng phát thải từ phương tiện giao thông ra môi trường đã được
thực hiện ở nhiều nước và khu vực trên thế giới. Các quan hệ này đều được dựa trên
số liệu thực nghiệm trên băng thử. Tuy nhiên, do lượng phát thải phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như chủng loại, chất lượng động cơ, chế độ làm việc (tải, tốc độ)...nên
để đánh giá phát thải của các loại phương tiện với các chu trình lái khác nhau cần số

lượng thử nghiệm lớn. Để giảm số lượng thử nghiệm khi động cơ làm việc ở các
chế độ khác nhau, đã có một số mơ hình tính tốn lượng phát thải với thơng số đầu
vào là chu trình lái như các mơ hình EMPA (Thụy Sỹ), PHEM (TU Graz, Áo)...Các

-2-


mơ hình này dựa trên một số lượng nhỏ các kết quả thử nghiệm với các chu trình
thử xác định để tính tốn phát thải theo chế độ làm việc, từ đó có thể tính phát thải
của động cơ khi hoạt động với các chu trình lái khác.
III. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
1. Mục đích
Xác định lượng phát thải theo chế độ làm việc của một số động cơ ô tô con
đang lưu hành ở Việt Nam qua các số liệu đo phát thải liên tục theo chu trình thử
thực tế. Qua đó bước đầu xây dựng cơ sở dữ liệu cho việc tính tốn hệ số phát thải
cũng như tính tốn tổng lượng phát thải từ xe con.
2. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài này tiến hành đối với một số loại ô tô con đang lưu hành tại Việt Nam.
3. Phạm vi nghiên cứu
Tính tốn hàm lượng các phát thải HC, CO, NO x , CO 2 đối với một số xe ô
R

R

R

R

tô con sử dụng nhiên liệu là xăng và diesel theo các chế độ tốc độ, xây dựng mối
quan hệ giữa lượng phát thải và tốc độ của xe; khơng tính đến lượng phát thải do

nhiên liệu bốc hơi, lượng phát thải gia tăng do chế độ làm việc không ổn định của
động cơ.
IV. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
Xây dựng quan hệ hàm số giữa lượng phát thải và chế độ tốc độ của xe ô tô
con từ kết quả đo phát thải liên tục.
Tính tốn phát thải của ơ tơ con khi làm việc trong những điều kiện chế độ
làm việc thay đổi bằng phương pháp đơn giản, qua đó bước đầu đóng góp vào các
kết quả nghiên cứu tính tốn tổng lượng phát thải ra môi trường của phương tiện
này.
V. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng các kết quả đo phát thải liên tục với hệ
thống lấy mẫu thể tích khơng đổi CVS trên băng thử ơ tơ tại Phịng thí nghiệm
Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

-3-


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
VÀ HỆ SỐ PHÁT THẢI
1.1. Các chất độc hại trong khí thải động cơ [5]
1.1.1. Sự hình thành các chất độc hại trong khí thải
Q trình cháy lý tưởng của hỗn hợp hydrocarbon với khơng khí chỉ sinh ra
CO 2 , H 2 O và N 2 . Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lý tưởng
R

R

R

R

R

R

cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lý hóa diễn ra trong q trình
cháy nên trong khí xả động cơ đốt trong ln có chứa một hàm lượng đáng kể
những chất độc hại như oxit nitơ (NO, NO 2 , N 2 O, gọi chung là NO x ), monoxit
R

R

R

R

R

R

carbon (CO), các hydrocarbon chưa cháy (HC) và chất thải dạng hạt (Particulate
matter hay PM, gồm bồ hóng, kim loại, hơi nhiên liệu và dầu bơi trơn ngưng tụ…).
Nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí xả phụ thuộc vào loại động cơ và chế độ vận
hành. Ở động cơ diesel, nồng độ CO rất bé chiếm tỉ lệ không đáng kể, nồng độ HC
chỉ bằng khoảng 20% nồng độ HC của động cơ xăng còn nồng độ NO x của hai loại
R

R

động cơ có giá trị tương đương nhau. Tuy nhiên, PM là chất gây ô nhiễm quan trọng
trong khí xả động cơ diesel, hàm lượng của nó khơng đáng kể trong khí xả động cơ
xăng. Từng thành phần độc hại trong khí xả của động cơ được trình bày cụ thể dưới
đây
+ CO: Monoxit carbon là sản phẩm cháy của C trong nhiên liệu trong điều kiện
thiếu oxy.
2C + O 2 = 2CO
R

R

+ HC: (Hydrocarbon, còn được ký hiệu là C m H n ) là các loại hydrocarbon có trong
R

R

R

R

nhiên liệu hoặc dầu bơi trơn khơng cháy hết chứa trong khí thải.
+ NO x : Oxit nitơ hình thành từ phản ứng ơxy hóa trong điều kiện nhiệt độ cao. Do
R

R

nitơ có nhiều hóa trị nên oxit nitơ tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, được gọi chung là
NO x tồn tại ở hai dạng chủ yếu là NO 2 và NO.
R

R

R

R

-4-


NO hình thành theo các phương trình phản ứng sau:
t cao
→ 2O
O 2 ←
0

N2 + O ↔ NO + N
và O 2 + N ↔ NO + H
R

R

Monoxit nitơ NO là thành phần chủ yếu của NO x trong khí thải. NO là một
R

R

khí khơng mùi, gây tác hại cho hoạt động của phổi, gây tổn thương niêm mạc.
Trong khí quyển, NO khơng ổn định nên bị oxy hóa tiếp thành NO 2 và kết hợp với
R

R

nước thành axit nitric HNO 3 . [NO] = 9mg/m3.
R

R

P

P

+ SO 2 : Là một khí khơng màu, khi kết hợp với nước tạo thành axit yếu H 2 SO 3 .
R

R

R

R

R

R

[SO 2 ] = 2ml/m3.
R

R

P

P

+ P-M: Theo định nghĩa của tổ chức bảo vệ mơi trường bang Carlifornia thì PM là những thực thể (trừ nước) của khí thải sau khi được hịa trộn với khơng khí
(làm lỗng) đạt nhiệt độ nhỏ hơn 51,70C và được tách ra bằng một bộ lọc quy định.
P

P

Với định nghĩa như vậy, P-M gồm các hạt rắn và các chất lỏng bám theo. Các hạt
rắn gồm: Carbon tự do và tro cịn gọi là bồ hóng, các chất phụ gia đầu bơi trơn, các
hạt và vảy tróc do mài mịn… chất lỏng bám theo gồm có các thành phần trong
nhiên liệu và dầu bôi trơn.
+ CO 2 : Là sản phẩm cháy hoàn toàn của carbon với oxy
R

R

1.1.2. Ảnh hưởng của chế độ không ổn định đến thành phần độc hại
a) Khởi động nguội
Khi động cơ khởi động nguội, hỗn hợp phải đậm, hệ số dư lượng khơng khí
nhỏ, hỗn hợp nhiên liệu cháy trong điều kiện thiếu ô xy nên sinh ra CO lớn.
Do nhiệt độ các chi tiết trong buồng cháy thấp nên nhiên liệu đọng bám lên
thành vách xylanh và buồng cháy, trong quá trình giãn nở, màng nhiên liệu bay hơi
tăng thành phần HC. Do nhiệt độ quá trình cháy thấp nên NO x nhỏ.
R

R

Trong q trình hâm nóng sau khi khởi động, nhiệt độ của động cơ tăng dần

CO và HC giảm dần và NOx tăng dần.

-5-


b) Tăng tốc
Đối với động cơ xăng dùng bộ chế hịa khí có hệ thống tăng tốc nên λ đậm lên
đột ngột làm tăng CO và HC, đồng thời làm giảm NO x .
R

R

Đối với động cơ diesel có tăng áp bằng tuốcbin khí thải, khi tăng tốc thường
thiếu khơng khí nên có khói đen tức P – M tăng.
Động cơ phun xăng trước xupap nạp (Multi – Point), do hệ thống điều khiển
bảo đảm λ luôn phù hợp với chế độ làm việc nên khi tăng tốc hầu như khơng có sự
khác biệt về các thành phần độc hại so với trạng thái làm việc ổn định.
Động cơ diesel khơng tăng áp thì hầu như khơng có sự khác biệt trong quá
trình tăng tốc.
c) Giảm tốc
Hiện tượng giảm tốc xảy ra khi động cơ bị kéo, ví dụ như khi phanh hoặc xe
xuống dốc.
Trong động cơ xăng dùng bộ chế hịa khí, bướm ga đóng gần kín khi giảm tốc.
Khi đó, động cơ chạy khơng tải và có thể ở chế độ khơng tải với tốc độ vịng quay
cao nên hỗn hợp rất đậm, CO và đặc biệt là HC rất lớn, tốn nhiên liệu và ô nhiễm
môi trường nặng nề.
Đối với động cơ phun xăng và động cơ xăng dùng bộ chế hịa khí điện tử, khi
động cơ bị kéo, nhiên liệu sẽ bị cắt hoàn toàn.
Đối với động cơ diesel, khi động cơ bị kéo, điều tốc giữ cho động cơ làm việc
ở chế độ không tải. Khi tốc độ vòng quay vượt quá một giá trị nào đó, điều tốc sẽ

cắt hồn tồn nhiên liệu.
1.1.3. Ảnh hưởng của các chất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người
a) Thay đổi nhiệt độ khí quyển
Trong môi trường, dưới tác dụng của nhiệt độ và ánh sáng sẽ xảy ra các phản
ứng hóa học phân giải các chất độc hại. Một số thành phần hòa tan vào nước, theo
nước mưa rơi xuống làm ô nhiễm đất, nguồn nước và xâm hại thảm thực vật. Một
số chất phân hủy nhanh như CO, NO x , SO 2… nhưng cũng có một số chất bị phân
R

R

R

R

giải rất chậm như CH 4 , CO 2 … với nồng độ tích tụ ngày càng lớn, gây ảnh hưởng
R

R

R

R

-6-


to lớn đến khí hậu của trái đất thơng qua hiệu ứng nhà kính đặc biệt là khí CO 2 vì
R

R

nó là thành phần chính trong sản phẩm cháy của nhiên liệu có chứa thành phần
carbon. Sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển do sự hiện diện của các chất khí gây
hiệu ứng nhà kính có thể được giải thích như sau:
Tầng khí quyển trái đất dày khoảng 16km, trên đó cho đến khoảng 50km là tầng
bình lưu. Trong tầng bình lưu, ngồi các chất khí thơng thường cịn có các chất khí
như CO 2 , CH 4 , N 2 O, O 3 , CFC11, CFC12… (CFC11, CFC12 là những hợp chất
R

R

R

R

R

R

R

R

của clo, flo và hydrocarbon dùng làm dung mơi trong các máy lạnh). Những chất
khí kể trên có tính chất đặc biệt là cho tia mặt trời (gồm chủ yếu các sóng ngắn) đi
qua chiếu xuống bề mặt trái đất. Tại đây, một phần năng lượng biến thành nhiệt và
phản xạ lên tầng bình lưu ở dạng tia nhiệt (sóng dài). Khi gặp các chất khí nêu trên,
tia nhiệt bị hấp thụ và phản xạ lại. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhà kính,
cịn các chất khí tạo ra hiệu ứng này được gọi là khí nhà kính. Nhờ có hiện tượng

này mà trái đất của chúng ta ấm áp với nhiệt độ trung bình khoảng 150C thay vì P

P

170C. Tuy nhiên, với hoạt động công nghiệp của con người ngày càng gia tăng nên
P

P

tốc độ tích tụ các khí nhà kính trên tầng bình lưu ngày càng lớn hơn tốc độ phân hủy
tự nhiên của chúng. Do đó, lượng khí nhà kính trên tầng bình lưu ngày một nhiều
lên làm cho hiệu ứng nhà kính ngày một mạnh lên 0,70C trong vịng 100 năm qua.
P

P

Theo dự đoán của các nhà khoa học, nếu với tốc độ tiêu thụ năng lượng (đồng nghĩa
với tốc độ phát thải CO 2 vào tầng bình lưu ) như hiện nay thì nhiệt độ trung bình
R

R

của trái đất sẽ tăng từ 1,5 đến 40C trong vòng 50 năm tới. Nhiệt độ trái đất tăng sẽ
P

P

làm băng ở hai cực của trái đất tan ra, nước biển dâng lên làm ngập nhiều thành
phố, làng mạc và đồng bằng ven biển, ảnh hưởng đến cuộc sống của hàng trăm triệu
con người. Theo đánh giá của Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc (UNDP),

Việt Nam nằm trong top 5 nước đứng đầu thế giới dễ bị tổn thương nhất đối với
biến đổi khí hậu. Nếu mực nước biển tăng 1mét, ở Việt Nam sẽ mất 5% diện tích
đất đai, 11% người mất nhà cửa, giảm 7% sản lượng nông nghiệp và 10% thu nhập
quốc nội GDP. Nếu mực nước biển dâng lên là 3-5m thì điều này đồng nghĩa với
“có thể xảy ra thảm họa” ở Việt Nam.

-7-


b) Ảnh hưởng đến sinh thái
Sự gia tăng của NO x , đặc biệt là protoxide nitơ N 2 O có nguy cơ làm gia tăng
R

R

R

R

sự hủy hoại lớp ozone ở thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím
phát xạ từ mặt trời. Tia cực tím gây ung thư da và gây đột biến sinh học, đặc biệt là
đột biến sinh ra các vi trùng có khả năng làm lây lan các bệnh lạ dẫn tới hủy hoại sự
sống của mọi sinh vật trên trái đất giống như điều kiện hiện nay trên sao hỏa.
Mặt khác, các chất khí có tính axit như SO 2 , NO 2 , bị oxy hóa thành axit
R

R

R

R

sulfuric, axit nitric hòa tan trong mưa, trong tuyết, trong sương mù…làm hủy hoại
thảm thực vật trên mặt đất (mưa axit) và gây ăn mịn các cơng trình kim loại.
c) Ảnh hưởng đến sức khỏe con người
CO: Monoxit carbon ở dạng khí khơng màu, khơng mùi. Khi kết hợp với sắt
có sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ oxy của
hemoglobin trong máu, làm giảm khả năng cung cấp oxy cho các tế bào trong cơ
thể. Monoxit carbon rất độc, chỉ với một hàm lượng nhỏ trong khơng khí có thể gây
cho con người tử vong. Hàm lượng cực đại cho phép [CO] = 33mg/m3 .
P

P

HC: Hydrocarbon có rất nhiều loại. Mỗi loại có mức độ độc hại khác nhau
nên không thể đánh giá chung một cách trực tiếp. Ví dụ, paraffin và naphtalin có thể
coi là vơ hại. Trái lại, các loại hydrocarbon thơm thường rất độc, ví dụ như
hydrocarbure có nhân benzen có thể gây ung thư. Để đơn giản khi đưa ra các tiêu
chuẩn về môi trường, người ta chỉ đưa ra thành phần hydrocarbon tổng cộng trong
khí thải (viết tắt là THC). Hydrocarbon tồn tại trong khí quyển cịn gây ra sương
mù, gây tác hại cho mắt và niêm mạc đường hô hấp.
CO 2 : Không độc đối với sức khỏe con người nhưng với nồng độ quá lớn sẽ
R

R

gây ngạt, [CO 2 ] = 9000mg/m3. Ngoài ra, CO 2 là thủ phạm chính gây ra hiệu ứng
R

R

P

P

R

R

nhà kính
P-M: Các hạt rắn gây độc hại cho con người trước hết đối với đường hơ hấp.
Ngồi ra, một số loại hydrocarbon thơm bám vào muội than có thể gây ung thư. Đối
với mơi trường, P-M cịn là tác nhân gây sương mù, ảnh hưởng đến giao thông và
sinh hoạt của con người.

-8-


SO 2 : có mùi gắt và gây hại đối với niêm mạc.
R

R

NO 2 (peoxit nitơ) là khí có mùi gắt màu nâu đỏ, với một hàm lượng nhỏ
R

R

(9mg/m3) cũng có thể gây tác hại cho phổi, niêm mạc. Khi tác dụng với hơi nước sẽ
P

P

tạo thành axit gây ăn mòn các chi tiết máy và đồ vật.
NO (monoxit nitơ) là khí khơng mùi, thành phần chủ yếu của NOx trong khí
thải, gây tác hại cho hoạt động của phổi và gây tổn thương viêm mạc.
An đê hít (-CHO), có tác dụng gây tê và có mùi gắt; một số loại anđêhít cóa
thể gây ung thư.
Chì (Pb): Rất độc đối với tế bào sống, làm giảm khả năng hập thụ ô xy trong
máu, gây ung thư, làm giảm chỉ số thơng minh.
d) Tình hình ơ nhiễm do khí thải động cơ gây ra ở Việt Nam
Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm môi trường do khí thải động cơ mặc dù
chưa nghiêm trọng như các nước phát triển vì số lượng phương tiện giao thơng vận
tải cơ giới cịn chưa nhiều nhưng cũng đã đến mức đáng lo ngại. Với một nước đang
phát triển như Việt Nam thì việc kiểm sốt lượng khí thải chưa thực sự nghiêm ngặt
trong khi tình trạng số lượng phương tiện giao thơng ngày càng tăng.
Đến tháng 6/2011, số lượng ô tô đang lưu hành trên toàn quốc là 1.344.000
chiếc, số lượng xe gắn máy trên 30 triệu chiếc; theo quy hoạch của ngành giao
thông vận tải, lượng xe máy dự kiến tới năm 2020 sẽ là 33triệu xe/100 triệu dân.
Song với tỷ lệ tăng như hiện nay, con số sẽ không chỉ dừng lại ở mức 33triệu như
nhà quản lý đã dự báo. Có thể nói nếu khơng hạn chế được sự gia tăng ồ ạt của xe
máy cũng như kiểm định chặt chẽ khí thải, tương lai ơ nhiễm khơng khí trầm trọng
tại các thành phố của Việt Nam là điều không thể tránh khỏi. Thêm vào đó, hình
ảnh các xe máy cũ nát, xả khói đen mù mịt khơng phải là cảnh khó gặp tại các đơ thị
hiện nay. Trong khi đó, lượng khí thải này chưa hề được kiểm sốt và cũng chưa có
lộ trình loại bỏ xe cũ.

-9-

1.1.4. Vấn đề kiểm sốt khí thải trên thế giới và ở Việt Nam
a) Kiểm sốt khí thải trên thế giới [9]
Động cơ đốt trong đã khẳng định vai trò không thể thay thế trong nền kinh tế
của mọi quốc gia, lãnh thổ trên thế giới cũng như đóng vai trò quan trọng trong đời
sống hàng ngày; tuy nhiên, trước thực trạng ô nhiễm môi trường nặng nề gây ra bởi
khí thải từ động cơ, các cơ quan quản lý nhà nước của nhiều quốc gia đã và đang nỗ
lực tìm kiếm giải pháp hiệu quả và an tồn nhất để giảm phát thải. Đây là lý do ra
đời của các tiêu chuẩn khí thải, một chiến lược nhằm bảo vệ mơi trường và sức
khỏe con người. Khí thải là hiện tượng tồn cầu chứ khơng phải vấn đề riêng của
mỗi quốc gia. Những quy định của chính phủ các nước; đặc biệt là các nước có
lượng phát thải cao như: Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Brazin, Liên minh châu Âu...,
ảnh hưởng đến không chỉ phạm vi riêng từng quốc gia, khu vực, mà tác động lên
toàn thế giới, bởi dân số Trái Đất hít thở chung một bầu khí quyển. Trên thế giới,
như Mỹ ngay từ những năm cuối thập kỷ 50, đầu những năm thập kỷ 60, Mỹ đã đưa
ra các biện pháp để hạn chế khí thải của các phương tiện tham gia giao thông, hai
bộ tiêu chuẩn đối với xe hạng nhẹ đã được đưa ra theo Luật chống ơ nhiễm khơng
khí sửa đổi (CAAA) năm 1990. Tiêu chuẩn cấp 1 được công bố ngày 05/6/1991 và
giai đoạn áp dụng khoảng giữa năm 1994 đến 1999, Tiêu chuẩn cấp 2, được thông
T
1

qua ngày 21/12/1999, với lộ trình thực hiện 2004-2009. Bảng 1.1 giới thiệu sự thay
T
1

đổi về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả ơ tơ ở Mỹ theo thời gian đối
với xe khách và xe tải nhẹ, được đo theo Chu trình thử Liên bang FPT 75.

-10-

Bảng 1.1: Tiêu chuẩn cấp 1 Mỹ đối với ô tô khách và xe tải nhẹ, FPT 75,g/dặm
Loại
50.000 dặm/5 năm
100.000 dặm/10 năm1
P

xe

THC

NM

CO

HC
Oto

0.41

NOx† NOx

PM

diesel xăng

‡

THC

NM

CO

HC

NOx†

NOx

PM

diesel

xăng

‡

0.25

3.4

1.0

0.4

0.08

-

0.31

4.2

1.25

0.6

0.10

0.25

3.4

1.0

0.4

0.08

0.80

0.31

4.2

1.25

0.6

0.10

0.32

4.4

-

0.7

0.08

0.80

0.40

5.5

0.97

0.97

0.10

0.32

-

4.4

-

0.7

-

0.80

0.46

6.4

0.98

0.98

0.10

0.39

-

5.0

-

1.1

-

0.80

0.56

7.3

1.53

1.53

0.12

khách
LLDT ,
LVW
<3.75
0 lbs
LLDT ,
LVW
>3.75
0 lbs
HLD
T,
ALV
W
<5.75
0 lbs
HLD
T,
ALV

W>
5.750
lbs

-11-


1 – Mức giới hạn hoạt động 120,000 miles/11 năm cho tất cả xe trên 600lbs (HLDT) đối với
các tiêu chuẩn THC và LDT
† - Mở rộng giới hạn đối với NOx áp dụng cho các đời xe năm 2003
‡ - Tiêu chuẩn PM chỉ áp dụng cho động cơ diesel
Chữ viết tắt:
LVW - Trọng lượng xe tải (trọng lượng giới hạn + 300 lbs)
ALVW - Điều chỉnh LVW (trung bình số của trọng lượng giới hạn và GVWR)
LLDT - Xe bán tải (dưới 6,000 lbs GVWR)
HLDT - Xe tải nhẹ (trên 6,000 lbs GVWR)
GVWR - Trọng lượng xe cộng với năng lực vận chuyển hàng hóa ước lượng
T
1

Tiêu chuẩn cấp 2 đưa ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn tiêu chuẩn cấp 1 và
một số thay đổi bổ sung cho các loại xe có trọng lượng lớn hơn, tiêu chuẩn cấp 2 áp
dụng cho xe có trọng lượng đến 8500 lbs. Các giới hạn phát thải cũng áp dụng cho
tất cả các loại xe không phụ thuộc vào nhiên liệu loại sử dụng. Tức là, xe nhiên liệu
bằng xăng, dầu diesel, hoặc nhiên liệu thay thế tất cả phải đáp ứng các tiêu chuẩn
như nhau. Từ khi tiêu chuẩn khí thải này được tính bằng g(chất gây ơ nhiễm)/dặm,
xe có động cơ lớn (xe tải nhẹ hoặc SUV) phải sử dụng cơng nghệ kiểm sốt khí thải
tiên tiến hơn so với các động cơ xe nhỏ hơn để đáp ứng các tiêu chuẩn.
Xe hạng nặng được định nghĩa là xe có GVWR (tổng trọng lượng xe cộng
1T

năng lực vận chuyển hàng hóa ước lượng) trên 8.500 lbs theo quy định Liên bang
và trên 14.000 lbs tại California (xe ra đời năm 1995 và sau đó). Động cơ diesel
1
T
0

1
T
0

được sử dụng trong các xe hạng nặng được chia theo GVWR, như sau:

T
1

- Động cơ diesel hạng nặng thấp: 8.500 T
1

<19.500 ở California, năm 1995)
- Động cơ diesel hạng nặng trung bình: 19.500 ≤ MHDDE ≤ 33.000 lbs
T
1

- Động cơ diesel nặng cao (bao gồm cả xe buýt đô thị): HHDDE> 33.000 lbs
T
1

-12-

T
1


Bảng 1.2: Tiêu chuẩn Mỹ đối với xe hạng nặng, g/mã lực,giờ
Năm áp dụng
HC
CO
NOx
PM
Động cơ diesel xe tải nặng
1988

1.3

15.5

10.7

0.60

1990

1.3

15.5

6.0

0.60

1991

1.3

15.5

5.0

0.25

1994

1.3

15.5

5.0

0.10

1998

1.3

15.5

4.0

0.10

Động cơ xe buýt đô thị
1991

1.3

15.5

5.0

0.25

1993

1.3

15.5

5.0

0.10

1994

1.3

15.5

5.0

0.07

1996

1.3

15.5

5.0

0.05*

1998

1.3

15.5

4.0

0.05*

*. Trong sử dụng, tiêu chuẩn PM = 0,07
Châu Âu là cái nôi của ngành công nghiệp ôtô thế giới bởi những phát minh
sáng chế đầu tiên về động cơ đốt trong ra đời từ lục địa này; tuy vậy, Châu Âu thực
hiện các biện pháp để hạn chế khí thải của các phương tiện tham gia giao thông
muộn hơn, vào khoảng cuối những năm 70.
Sự phát triển vượt bậc của thị trường ôtô giai đoạn 1960-1970 và bài học về
cái chết của 80 người dân New York trong 4 ngày thời tiết đảo lộn do ô nhiễm

khơng khí, buộc chính phủ của các nước châu Âu xây dựng một chương trình cắt
giảm khí thải xe hơi vào năm 1970. Tuy nhiên, phải đến năm 1987, dự luật hoàn
chỉnh quy định giá trị nồng độ giới hạn của các loại khí thải mới được thơng qua và
người ta vẫn thường gọi đó là Euro 0. Trải qua 18 năm, thêm 4 tiêu chuẩn nữa được
ban hành bao gồm: Euro I năm 1991, Euro II năm 1996, Euro III năm 2000 và Euro
IV năm 2005. Với mỗi tiêu chuẩn mới ra đời, nồng độ giới hạn của khí thải lại thấp
hơn tiêu chuẩn trước. Hệ thống Euro áp dụng cho tất cả các loại xe trên 4 bánh lắp

-13-


động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu xăng, dầu, LPG (Liquefied Petroleum Gas)
và chia theo tính năng như: xe du lịch, xe công suất nhỏ, xe công suất lớn và xe bus.
Mức độ phát sinh ô nhiễm cho phép đối với ô tô du lịch và ô tô tải hạng nhẹ theo
quy trình thử ECE áp dụng ở cộng đồng Châu Âu cho ở bảng 1.3, 1.4.
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn Châu Âu đối với ôtô khách (loại M1*)
P

Giai đoạn

Thời điểm

CO

HC

HC+NOx

áp dụng

P

NOx

PM

g/km

Động cơ Diesel
Euro 1C

07/1992

2.72 (3.16) -

0.97 (1.13)

-

0.14 (0.18)

Euro 2,

01/1996

1.0

-

0.7

-

0.08

Euro 2, DI

01/1996 a

1.0

-

0.9

-

0.10

Euro 3

01/2000

0.64

-

0.56

0.50

0.05

Euro 4

01/2005

0.50

-

0.30

0.25

0.025

Euro 5a

09/2009 b

0.50

-

0.23

0.18

0.005f

Euro 5b

09/2011 c

0.50

-

0.23

0.18

0.005f

Euro 6

09/2014

0.50

-

0.17

0.08

0.005f

IDI

P

P

P

P

P

P

Động cơ xăng
Euro 1C

07/1992

2.72 (3.16) -

0.97 (1.13)

-

-

Euro 2

01/1996

2.2

-

0.5

-

-

Euro 3

01/2000

2.30

0.20

-

0.15

-

Euro 4

01/2005

1.0

0.10

-

0.08

-

Euro 5

09/2009 b

1.0

0.10d -

0.06

0.005e,f

Euro 6

09/2014

1.0

0.10d -

0.06

0.005e,f

P

P

P

P

P

*. Tại giai đoạn 1-4, xe khách > 2.500 kg được chấp thuận như xe loại N1
C. Giá trị trong ngoặc là phù hợp với giới hạn sản xuất (COP)
a. Cho đến 30/9/1999 (sau thời hạn trên, động cơ ID phải đáp ứng các giới hạn IDI)

-14-


b. 01/2011 cho tất cả các động cơ
c. 01/2013 cho tất cả các động cơ
d. NMHC = 0,068 g/h
e. Chỉ áp dụng cho xe sử dụng động cơ ID, f. 0,0045 g/km thủ tục đo PMP.

Loại*
P

Bảng 1.4: Tiêu chuẩn Châu Âu đối với xe hạng nhẹ
Giai
Thời
CO

HC
HC+NOx NOx
đoạn

PM

điểm áp
dụng

Động cơ diesel
Euro 1
N1, loại
Euro 2
I,≤1305kg
IDI
Euro 3
Euro 4
Euro 5a
Euro 5b
Euro 6
Euro 1
N1, loại
Euro 2
II, 1305IDI
1760kg
Euro 2
DI
Euro 3
Euro 4
Euro 5a

Euro 5b
Euro 6
Euro 1
N1, loại
Euro 2
III,
IDI
>1760kg Euro 2
DI
Euro 3
Euro 4
Euro 5a
Euro 5b
Euro 6
Euro 5a
N2
Euro 5b
Euro 6

1994.10
1998.01

2.72
1.0

-

0.97
0.70

-

0.14
0.08

2000.01
2005.01
2009.09b
2011.09d
2014.09
1994.10
1998.01

0.64
0.50
0.50
0.50
0.50
5.17
1.25

-

0.56
0.30
0.23
0.23
0.17
1.40
1.0

0.50
0.25
0.18
0.18
0.08
-

0.05
0.025
0.005f
0.005f
0.005f
0.19
0.12

1998.01a

1.25

-

1.30

-

0.14

2001.01
2006.01

2010.09c
2011.09d
2015.09
1994.10
1998.01

0.80
0.63
0.63
0.63
0.63
6.90
1.5

-

0.72
0.39
0.295
0.295
0.195
1.70
1.20

0.65
0.33
0.235
0.235
0.105
-

0.07
0.04
0.005f
0.005f
0.005f
0.25
0.17

1998.01a

1.5

-

1.60

-

0.20

2001.01
2006.01
2010.09c
2011.09d
2015.09
2010.09c
2011.09d
2015.09

0.95
0.74
0.74
0.74
0.74
0.74
0.74
0.74

-

0.86
0.46
0.350
0.350
0.215
0.350
0.350
0.215

0.78
0.39
0.280
0.280
0.125
0.280
0.280
0.125

0.10

0.06
0.005f
0.005f
0.005f
0.005f
0.005f
0.005f

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

-15-

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P


Động cơ xăng
Euro 1
N1, loại
Euro 2
I,≤1305kg

Euro 3
Euro 4
Euro 5
Euro 6
Euro 1
N1, loại
Euro 2
II, 1305Euro 3
1760kg
Euro 4
Euro 5
Euro 6
Euro 1
N1, loại
Euro 2
III,
Euro 3
>1760kg Euro 4
Euro 5
Euro 6
Euro 5
N2
Euro 6

1994.10
1998.01
2000.01
2005.01
2009.09b
2014.09

1994.10
1998.01
2001.01
2006.01
2010.09c
2015.09
1994.10
1998.01
2001.01
2006.01
2010.09c
2015.09
2010.09c
2015.09
P

P

P

P

2.72
2.2
2.3
1.0
1.0
1.0
5.17
4.0

4.17
1.81
1.81
1.81
6.90
5.0
5.22
2.27
2.27
2.27
2.27
2.27

0.20
0.1
0.10g
0.10g
0.25
0.13
0.13h
0.13h
0.29
0.16
0.16i
0.16i
0.16i
0.16i
P

P

P

P

P

P

P

P

0.97
0.50
1.40
0.65
1.70
0.80
-

0.15
0.08
0.06
0.06
0.18
0.10
0.075
0.075
0.21

0.11
0.082
0.082
0.082
0.082

0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
0.005e,f
P

P

P

P

P

P

P

P

*. Cho ½ loại N1, tham khảo các loại I ≤ 1250 kg, II 1250-1700 kg, III > 1700 kg.
a – Đến 30/09/1999 (sau thời hạn trên động cơ ID phải đáp ứng giới hạn IDI)
b – 01/2011 cho tất cả các động cơ
c – 01/2012 cho tất cả các động cơ
d – 01/2013 cho tất cả các động cơ
e – Chỉ áp dụng cho xe sử dụng động cơ ID
f - 0.0045 g/km sử dụng thủ tục đo PMP
g - NMHC = 0.068 g/km
h - NMHC = 0.090 g/km
i - NMHC = 0.108 g/km

-16-


Các quốc gia Đông Âu cũ trước đây cũng áp dụng tiêu chuẩn của Cộng Đồng
Châu Âu ECE.
Tại Nhật, dựa theo mơ hình của Top Runner, sẽ chọn ra sản phẩm động cơ
hoàn hảo nhất ở mỗi loại phương tiện làm tiêu chuẩn định mức tiêu thụ nhiên liệu
trung bình. Đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng, tiêu chuẩn Nhật Bản theo
chu trình thử 10 chế độ và 11 chế độ ứng với các loại ô tơ khác nhau.
Loại 1: ơ tơ có trọng lượng <1305kg
Loại 2: (1305 – 1760)kg
Loại 3: lớn hơn 1760kg
Bảng 1.5: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng

-17-