Thí nghiệm động cơ I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NĂNG LƯỢNG Năng lượng là một trong những nhu cầu cấp thiết nhất trong đời sống con người hiện nay. Năng lượng không những được sử dụng trong sản xuất mà còn được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày của con người, mỗi gia đình. Nhưng do sự khai thác không ngừng của con người nên nguồn nhiên liệu dầu mỏ ngày càng cạn kiệt, bên cạnh đó khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển. Các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải…đòi hỏi cần cung cấp nhiên liệu. Hiện nay trong chiến lược năng lượng toàn cầu nhiều nước đã sử dụng năng lượng mới, năng lượng tái sinh, năng lượng từ gió, từ mặt trời, từ dòng chảy hoặc thủy triều… Trong tương lai người ta dự kiến cải tạo cơ cấu năng lượng- nhiên liệu theo hướng giảm bớt năng lượng dầu mỏ, than đá và củ đốt, bù vào đó là tăng tỷ trọng của khí đốt và nguồn năng lượng mới. Và qua quá trình nghiên cứu họ đã tìm ra nguồn nhiên liệu mới là nguồn nhiên liệu sinh học. II. MỤC TIÊU THÍ NGHIỆM Đánh giá và so sánh khả năng sử dụng nhiên liệu xăng A92 và cồn sinh học trên động cơ đốt trong. III. GIỚI THIÊU XĂNG KHÔNG CHÌ VÀ CỒN SINH HỌC E5 III.1 Xăng không chì:làhỗn hợp bay hơi các hiđrôcacbon lỏng có nguồn gốc từ dầu mỏ với khoảng nhiệt độ sôi thông thường từ 15 0 C đến 215 0 C, thường chứa lượng nhỏ phụ gia phù hợp, nhưng không pha chì, sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. III.2 Cồn sinh học E5:là hỗn hợp xăng không chì và ethanol nhiên liệu biến tính với hàm lượng ethanol đến 5% thể tích. III.3 Đặc tính kỹ thuật: (Bảng 1) Bảng 1: Đặc tính kỹ thuật của Xăng A92 và Cồn sinh học E5 Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:1 Thí nghiệm động cơ TT Tên chỉ tiêu Cồn sinh học E5 Xăng không chì RON 92 1 Trị số ốctan theo phương pháp nghiên cứu (RON), min 92 92 2 Hàm lượng chì, g/L, max 0,013 0,013 3 Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max 500 500 4 Hàm lượng benzen, % thể tích, max 2,5 2,5 5 Hydrocacbon thơm, % thể tích, max 40 40 6 Hàm lượng oxy, % khối lượng, max 2,7 2,7 7 Hàm lượng etanol, % thể tích, max 4-5 5 IV. THIẾT LẬP MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG A92 VÀ CỒN SINH HỌC E5 IV.1 Thử nghiệm trên động cơ ô tô IV.1.1 Đối tượng IV.1.1.1 Giới thiệu đặc điểm của xe dùng thử nghiệm(Bảng 2) Bảng 2: Thông số kỹ thuật ô tôMercedes Benz Tên gọi Thông số Loại động cơ 1.8 lí DOHC 16van Hãng sản xuất FORD-Laser Kiểu động cơ 4 Cyl thẳng hàng Dung tích xilanh 1840cc Loại xe Sedan Hộp số 4 số tự động Tiêu thụ nhiên liệu 8L/100km Dung tích bình nhiên liệu 55 lít IV.1.2 Nhiên liệu dùng thử nghiệm − Xăng A92:xăng không chì có chỉ số octan không nhỏ hơn 92. − Cồn sinh học E5:là hỗn hợp gồm 5% cồn ethanol về thể tích và 95% xăng A92. IV.1.3 Giới thiệu thiết bị băng thử ô tô CD48” (Hình 1) Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:2 Thí nghiệm động cơ Hình 1: Thiết bị băng thử ô tô CD48” IV.1.4 Kết quả thử nghiệm IV.1.4.1 Đo đặc tính kéo và công suất kéo (Hình 2 và Hình 3) Hình2a: Lực kéo của ô tô MB140 chạy xăng A92 ở vị trí chân ga 25% Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:3 Thí nghiệm động cơ Hình 2b: Lực kéo của ô tô MB140 chạy xăng A92 ở vị trí chân ga 50% Hình 2c: Lực kéo của ô tô MB140 chạy xăng A92 ở vị trí chân ga 75% Hình 2d: Lực kéo của ô tô MB140 chạy xăng A92 ở vị trí chân ga 100% Hình 3a: Lực kéo của ô tô MB140 chạy cồn sinh học E5 ở vị trí chân ga 25% Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:4 Thí nghiệm động cơ Hình 3b: Lực kéo của ô tô MB140 chạy cồn sinh học E5 ở vị trí chân ga 50% Hình 3c: Lực kéo của ô tô MB140 chạy cồn sinh học E5 ở vị trí chân ga 75% Hình 3d: Lực kéo của ô tô MB140 chạy cồn sinh học E5 ở vị trí chân ga 100% IV.1.4.2 Đo đặc tính lực cản tổng cộng của xe Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:5 Thí nghiệm động cơ Hình 4.1: Khả năng tăng tốc trên các loại đường khi chạy xăng A92 Hình 4.2: Khả năng tăng tốc trên các loại đường khi chạy cồn sinh học E5 IV.1.4.3 Công suất động cơ và suất tiêu hao nhiên liệu Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:6 Thí nghiệm động cơ Hình 2: So sánh công suất động cơ và suất tiêu hao nhiên liệu Công suất động cơ và suất tiêu hao nhiên liệu khi sử dụng E5 đều được cải thiện: trung bình công suất tăng khoảng 3,31%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm 5,18% (Hình 2). Sự cải thiện này là do nhiên liệu E5 có hàm lượng ôxy cao hơn nên giúp quá trình cháy triệt để hơn, đặc biệt là ở chế độ tải lớn hay toàn tải. Thêm vào đó E5 có nhiệt hóa hơi cao hơn xăng nên khi bay hơi trong hỗn hợp không khí-nhiên liệu sẽ giúp hạ nhiệt độ môi chất nạp, làm tăng mật độ khí nạp và lượng khí nạp vào động cơ. IV.1.4.4 Hàm lượng phát thải CO là sản phẩm cháy của nhiên liệu trong điều kiện cháy không hoàn toàn do thiếu ôxy. Sử dụng nhiên liệu E5, hàm lượng CO giảm đi đáng kể (Hình 3), trung bình trên dải tốc độ hàm lượng CO giảm tới 27,76% Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:7 Thí nghiệm động cơ Hình 3: Hàm lượng phát thải CO Hình 4: Hàm lượng phát thải HC Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:8 Thí nghiệm động cơ Tương tự, phát thải HC hình thành trong khí thải cũng do nhiên liệu cháy không hết và một phần từ dầu bôi trơn. Phát thải HC với E5 giảm trung bình 16,23% so với xăng A92 (Hình 4). Điều này được giải thích bởi lượng ôxy sẵn có trong E5 giảm hiện tượng thiếu ôxy trong quá trình cháy, giúp quá trình cháy triệt để hơn Kết quả của việc quá trình cháy được cải thiện cũng dẫn tới sự tăng hàm lượng CO2, trung bình khoảng 2,87%, do phần nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn tăng lên (Hình 6). Tuy nhiên, nếu xét đến chu trình kín của CO2 có kể đến phần CO2 được hấp thụ bởi các loại cây nguyên liệu để chế tạo ethanol thì tổng lượng CO2 gây hiệu ứng nhà kính khi sử dụng E5 sẽ giảm xuống so với nhiên liệu xăng truyền thống. Hình 6: Hàm lượng phát thải CO 2 Khả năng gia tốc từ 0 đến 100km của xe cũng được đánh giá, kết quả với xăng A92 thông thường và cồn sinh học E5 thời gian này là 19,1 giây và 17,2 giây, cho thấy cồn sinh học E5 giúp xe tăng tốc nhanh hơn. Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:9 Thí nghiệm động cơ IV.2 Nghiên cứu đánh giá về khả năng tương thích vật liệu Để đánh giá chính xác hơn trong điều kiện ở Việt Nam, vấn đề tương thích vật liệu của các chi tiết trong bộ chế hòa khí động cơ xe máy với E5 đã được thực hiện. Các chi tiết được ngâm đối chứng trong nhiên liệu xăng A92 thông thường và trong E5 với thời gian 1500 giờ. Một số kết quả điển hình như sau: IV.2.1 Với các chi tiết bằng gang Chất lượng bề mặt bên ngoài không thay đổi trước và sau khi ngâm trong cả hai loại nhiên liệu (Hình 7). IV.2.2 Với các chi tiết bằng đồng Bề mặt bị sỉn màu sau khi ngâm trong cả hai loại nhiên liệu, sự thay đổi về chất lượng bề mặt là tương đồng đối với hai loại nhiên liệu (Hình 8). Hình 7: Bộ quả qua va kim ga vật liệu thép Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:10 [...]... tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:13 Thí nghiệm động cơ Đề tài :Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5 Cấu trúc bài nghiên cứu gồm 4 phần: I/Tổng quan về ngành năng lượng +Tính cấp thiết của đề tài +Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E5 trên thế giới II/Mục tiêu thí nghiệm Đánh giá. .. giá và so sánh khả năng sử dụng nhiên liệu xăng A92 và cồn sinh học trên động cơ đốt trong III/Giới thiệu xăng không chì và cồn sinh học E5 3.1 Xăng không chì 3.2 Cồn sinh học IV /Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng a92 và cồn sinh học e5 4.1Lựa chọn đối tượng, trình tự thử nghiệm, kết quả thử nghiệm 4.2 Khảo sát hàm lượng phát thải và Nghiên cứu đánh giá về khả năng. .. ăn mòn kim loại và cũng giảm thiểu tác động xấu đến động cơ so với xăng A92 VI KẾT LUẬN Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:12 Thí nghiệm động cơ − Sử dụng nhiên liệu cồn sinh học E5 đang tiêu thụ trên thị trường cho xe ô tô kiểu phun nhiên liệu điều khiển bằng điện tử có kết quả tốt đối vói vần đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nồng.. .Thí nghiệm động cơ Hình 8: Giclơ không tải vật liệu đồng IV.2.3 Với các chi tiết vật liệu nhựa Các chi tiết nhựa màu trắng có sự thay đổi màu tương tự nhau trong hai loại nhiên liệu (Hình 9) Hình 9: Phao xăng bằng nhựa Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:11 Thí nghiệm động cơ IV.2.4 Với các chi tiết... về khả năng tương thích vật liệu V/ So sánh năng lượng truyển thống (xăng a92) và cồn sinh học VI/Kết luận LỜI NÓI ĐẦU Thế giới ngày càng phát triển theo hướng hiện đại hóa và tự động hóa Và trong nghành công nghiệp sản xuất ô tô, động cơ nói riêng cũng đã có những bước phát Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:14 Thí nghiệm động cơ triển... tiến hành một thí nghiệm hoàn chỉnh trên cơ sở những trang thiết bị thí nghiệm Biết cách sử lý, xây dựng các đồ thị từ kết quả đo được từ thực nghiệm sau khi tìm hiểu, phân tích số liệu cũng như tài liệu, đến nay chúng em đã hoàn thành xong đề tài : Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5 Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Dương Việt Dũng và sự cố gắng... Lực kéo và công suất của động cơ khi sử dụng nhiên liệu cồn sinh học E5 đều tăng nhje so với xăng A92 ở chế độ tải trung bình và nhỏ − Lượng tiêu hao nhiên liệu cồn sinh học E5 có tăng nhẹ so với xăng A92 khi xe chạy theo chu trình − Thời gian tăng tốc trên đường bằng và trên đường dốc của ô tô khi sử dụng cồn sinh học E5 có kéo dài chút ít so với xăng A92 nhưng không đáng kể NỘI DUNG ĐỀ TÀI VÀ PHÂN... tốc của cồn sinh học E5 dài hơn chút ít so với xăng A92 − Cồn sinh học có chỉ số octan cao hơn so với xăng A92 nên khả năng chống kích nổ tốt hơn − Quá trình đốt cháy cồn sinh học E5 có tỷ lệ khí thải độc hại thấp hơn từ 30% 40% so với xăng A92, nhất là các chất độc gây hại trực tiếp cho sức khỏe con người và môi trường CO, CO2… do thành phần carbon (C) trong cồn sinh học E5 thấp − Cồn sinh học E5 không... đáng kể trước và sau khi ngâm (Hình 10) V Hình 10: Màng cao su SO SÁNH NĂNG LƯỢNG TRUYỂN THỐNG (XĂNG A92) VÀ CỒN SINH HỌC E5 − Lực kéo và công suất của ô tô thực nghiệm cồn sinh học E5 ở các chế độ chân ga đều tăng so với xăng A92 Chênh lệch công suất có xu hướng tăng dần từ 0,69% đến 5,79% theo mức độ giảm vị trí chân ga từ 100% đén 25% − Do cồn sinh học E5 có tỷ trọng và độ nhớt lớn hơn xăng A92, nên... bài làm của nhóm mình Tuy vậy do bước đầu tiếp cận các trang thiết bị hiên đại nên không tránh khỏi sai sót, nhầm lẩn Do đó, mong thầy thông cảm và chỉ bảo cho chúng em Cuối cùng nhóm 7 xin chân thành cảm ơn thầy! Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2014 Bài tập: Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5Trang:15