NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XADO PHA VÀO DẦU BƠI TRƠN ĐẾN HÀM LƯỢNG PHÁT THẢI KHÍ XẢ VÀ KIM LOẠI HAO MỊN CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL RESEARCH ABOUT THE INFLUENCE OF XADO MIXED WITH LUBRICATION
Trang 1NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT XADO PHA VÀO DẦU BƠI TRƠN ĐẾN HÀM LƯỢNG PHÁT THẢI KHÍ XẢ VÀ KIM LOẠI HAO MỊN
CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL
RESEARCH ABOUT THE INFLUENCE OF XADO MIXED WITH LUBRICATION
TO EXHAUST EMISSION LEVELS AND METAL ABRASION OF DIESEL ENGINE
Nguyễn Ngọc Đàn1, Lê Bá Khang2
Ngày nhận bài: 12/8/2014; Ngày phản biện thơng qua: 29/10/2014; Ngày duyệt đăng: 10/6/2015
TĨM TẮT
Bài báo này tĩm tắt kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất Xado pha vào dầu bơi trơn đến hàm lượng phát thải khí
xả và kim loại hao mịn của động cơ diesel lắp trên ơ tải FAW sản xuất năm 2005 đang hoạt động tại Trường Cao đẳng nghề Phú Yên Chọn cùng loại động cơ CA1031K4 lắp trên 3 ơ tơ tải FAW biển số 78B-0813, 78B-0873, 78B-0815 do Việt Nam lắp ráp để nghiên cứu Từ thực nghiệm chọn được hàm lượng 5,7ml chất Xado/1 lít dầu bơi trơn là hợp lý nhất, đồng thời đề xuất quy trình sử dụng chất Xado dựa trên kết quả các thiết bị đo áp suất cuối kì nén, độ đục khí xả, số vịng quay động cơ, hàm lượng kim loại hao mịn của Al,Cu,Fe cĩ trong dầu bơi trơn của động cơ.
Từ khĩa: Xado, Faw
ABSTRACT
This report summarize the result of the research about the infl uence of Xado mixed with lubrication to exhaust emission levels and metal abrasion of diesel engine, which is mounted on the truck FAW, manufactured in 2005, is being used at Phu Yen vocational college The research was conducted on three FAW trucks numbered 78B-0813, 78B-0873, 78B-0815 which were assembled in Vietnam From the experiment, 7.5ml of Xado/litter of lubrication is the most reasonable number, besides, proposed the process of using Xado based on the result of pressure measuring equipment at the end of the compression period, opacity of the exhaust gas, the revs of the engine, the abrasion of Al,Cu, Fe contained
in the lubrication of the engine.
Keywords: Xado, Faw
1 Nguyễn Ngọc Đàn: Cao học Kỹ thuật ơ tơ 2011 - Trường Đại học Nha Trang
2 TS Lê Bá Khang: Khoa Kỹ thuật giao thơng - Trường Đại học Nha Trang
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong các nguồn gây ơ nhiễm khơng khí,
ơ nhiễm do động cơ đốt trong ơ tơ phát thải là nguồn
gây ơ nhiễm lớn nhất Quá trình hoạt động, động cơ
đốt trong ơ tơ thải ra các chất gây ơ nhiễm như CO,
CO2, NOx, HC, bồ hĩng [3],[5]… Ngồi việc gây ơ
nhiễm trực tiếp, các chất thải này khi phát tán vào
khơng khí sẽ bị phân tích hoặc tổng hợp để tạo ra
các tác nhân khác, gây ảnh hưởng xấu đến sức
khỏe con người cũng như đến mơi trường sinh thái,
khí hậu
Kiểm sốt khí thải phương tiện xe cơ giới tham
gia giao thơng tại các thành phố lớn là một yêu cầu
cấp thiết hiện nay Chính phủ đã ban hành Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10/10/2005 quy định tiêu chuẩn khí thải tương đương mức Euro 2 Chỉ thị số 46/2004/CT-TTg và Nghị định số 23/2004/ NĐ-CP của Chính phủ loại bỏ ơ tơ quá niên hạn
sử dụng
Thực trạng việc kéo dài thời gian sử dụng ơ
tơ cũ tại Việt Nam trong đĩ cĩ tỉnh Phú Yên rất phổ biến, điều này gây ơ nhiễm mơi trường khá nghiêm trọng Tại Trung tâm đào tạo lái xe Trường Cao đẳng nghề Phú Yên với lưu lượng 520 học viên/khĩa địi hỏi một lượng xe ơ tơ khơng nhỏ
để đáp ứng nhu cầu người học, kèm theo đĩ
Trang 2lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường rất lớn, vì ô
tô cũ chiếm 60% riêng ô tô tải đào tạo hạng B hiệu
FAW chiếm 50%
Quá trình sử dụng, do ma sát, điều kiện môi
trường làm cho động cơ đốt trong bị hao mòn [1], [6]
ảnh hưởng đến tính năng kỹ thuật và hiệu quả khai
thác kỹ thuật động cơ gia tăng phát thải chất độc hại
trong khí xả [3], [5]
Chất Xado đã được cấp bản quyền Quốc tế [9],
đã thương mại hóa, có thể có khả năng ứng dụng
vào việc giảm thiểu chất gây ô nhiễm môi trường
của ĐCĐT
Trong nước, năm 2004, tại Trường Đại học Sư
phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, KS Mai Văn
Tịnh đã “Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ Xado
nhằm tăng bền các thiết bị cơ khí”[8]
Năm 2007 TS Lê Bá Khang, Trường Đại học
Nha Trang đã chủ trì thực hiện đề tài khoa học
Cấp Bộ - B2007-13-19 “Nghiên cứu ứng dụng
Công nghệ Xado để nâng cao hiệu quả sử dụng
động cơ diesel tàu thủy công suất nhỏ, tốc độ
cao”[4]
Đề tài mang ý nghĩa thực tế, thiết thực Sử dụng chất Xado pha vào dầu bôi trơn là một trong số các biện pháp phục hồi khe hở các cặp lắp ghép mà không cần tháo máy Kết quả là giảm thiểu chất phát thải gây ô nhiễm môi trường và hao mòn của động
cơ cũ, góp phần đáp ứng tiêu chuẩn khí thải Euro 2
mà Chính phủ yêu cầu
II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1 Mục tiêu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của chất Xado đến thành phần khí thải độc hại của động cơ diesel loại CA1031K4 lắp trên ô tô tải FAW sản xuất 2005 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất Xado đến hàm lượng kim loại hao mòn của động cơ diesel loại CA1031K4 lắp trên ô tô tải FAW sản xuất 2005
2 Đối tượng nghiên cứu:
Bôi trơn ĐCĐT ô tô (chất bôi trơn và hệ thống bôi trơn)
Chất Xado pha vào dầu bôi trơn và ma sát, hao mòn, ô nhiễm môi trường của ĐCĐT ô tô
Hình 1 Động cơ diesel CA1031K4 lắp trên ô FAW 78B-0873, 78B-0814, 78B-0815
3 Nội dung nghiên cứu
Xác định độ đục khí thải [K%], áp suất cuối kỳ nén (pc) và hàm lượng kim loại hao mòn trong dầu bôi trơn trước và sau sử dụng chất Xado của động cơ CA1031K4 lắp trên ô tô tải FAW
Hình 2 Nội dung thực hiện
Trang 3III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1 Thiết lập quy trình và tiến hành thực nghiệm
1.1 Chế độ thử nghiệm
- Khối lượng chuyên chở (250÷350) kg
- Tốc độ ôtô (20÷45) km/h
- Quãng đường vận hành 500, 1000, 1500km,
trên hầu hết địa hình khu vực tỉnh Phú Yên và các
tỉnh lân cận
- Hệ số bám dọc từ 0,55 đến 0,9 trong 2 trường
hợp trước và sau xử lý chất Xado [2]
(tất cả ô tô dùng để dạy thực hành lái tại trung
tâm đào tạo lái xe Trường Cao đẳng nghề Phú Yên)
1.2 Chọn hàm lượng chất Xado pha vào dầu bôi trơn
- Căn cứ hướng dẫn của nhà sản xuất [9]
- Căn cứ khảo sát tình trạng kỹ thuật hiện tại [6]
của 3 động cơ CA1031K4 lắp trên 3 ô tải FAW
- Dựa vào thực tế áp dụng chất Xado trên động
cơ diesel của đề tài khoa học cấp Bộ B2007-13-19
Trường ĐHNT , đã chọn 5,7 ml chất Xado diesel cho
một lít dầu bôi trơn động cơ [4]
- Căn cứ 3 cơ sở nêu trên chúng tôi chọn hàm
lượng chất Xado diesel cho vào dầu bôi trơn của 3
động cơ như sau:
- Động cơ CA1031K4 lắp trên ô tô FAW biển
số 78B-0814 là 5,3ml Xado diesel /1lít dầu bôi trơn
- Động cơ CA1031K4 lắp trên ô tô FAW biển
số 78B-0873 là 5,7ml Xado diesel /1lít dầu bôi trơn
- Động cơ CA1031K4 lắp trên ô tô FAW biển
số 78B-0815 là 6,0ml Xado diesel /1lít dầu bôi trơn
1.3 Quy trình sử dụng chất Xado cho động cơ
6 bước sử dụng chất Xado cho ĐC CA1031K4
Bước 1: Tiến hành kiểm tra, điều chỉnh động cơ Bước 2: Thay dầu bôi trơn, tháo bỏ lọc dầu bôi trơn (trong 50 giờ máy)
Bước 3: Cho động cơ hoạt động, nhiệt độ nước làm mát (60÷70)0C, dừng máy
Bước 4: Cho Chất Xado lần thứ nhất vào dầu bôi trơn trong các te máy, cho chạy ko tải 1-2 giờ Bước 5: Cho Chất Xado lần thứ hai vào dầu bôi trơn trong các te máy, kế tiếp cho máy chạy (20÷30) giờ, mang tải nhẹ (35÷50)% rồi dừng máy
Bước 6: Cho Chất Xado lần thứ ba vào dầu bôi trơn trong các te máy Ở giai đoạn này có thể cho động cơ hoạt động mang toàn tải và chạy với tốc độ định mức
2 Kết quả thực nghiệm
Thực nghiệm cho thấy, kết quả đạt được tốt nhất là của ô tô Faw 78B-0873 so với 2 ô tô còn lại
là 78B-0814 và 78B-0815 khi sử dụng hàm lượng 5,7ml Xado diesel/1 lít dầu bôi trơn
2.1 Đo độ đục khí thái [K%]
Hình 4 Đồ thị biểu diễn độ đục khí thải của động cơ ô tô FAW 78B-0873 quãng đường (500÷1500) km trước
và sau sử dụng chất Xado
4 Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm
Hình 3 Các thiết bị và dụng cụ nghiên cứu
Trang 42.2 Đo áp suất cuối kỳ nén p c (kG/cm 2 )
Hình 5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất cuối kỳ nén các xylanh động cơ ô tô FAW 78B-0873
trước và sau sử dụng chất Xado, quãng đường 500km
Hình 7 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất cuối kì nén các xylanh động cơ FAW 78B-0873
trước và sau áp dụng chất Xado, quãng đường 1500km
2.3 Đo hàm lượng kim loại mài mòn (Al, Cu, Fe (mg/l))
Hình 8 Đồ thị biễu diễn sự thay đổi hàm lượng mài mòn Fe của động cơ ô tô FAW 78B-0873
trước và sau sử dụng chất Xado, quãng đường (500÷1500)km Hình 6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất cuối kỳ nén các xylanh động cơ FAW 78B-0873
trước và sau sử dụng chất Xado, quãng đường 1000km
Trang 5Sau khi pha chất Xado lượng kim loại hao
mòn lớn hơn trước khi pha đều này đúng thực
tế khi khi ta cho chất Revitalizant Xado vào trong
hệ thống dầu bôi trơn của máy móc cần phục
hồi Các phần tử chất Xado đi theo dầu đến vùng
giữa hai bề mặt tiếp súc ma sát Tại đó sẽ xảy
ra một loạt các quá trình cơ, lý, hóa, điện, nhiệt
phức tạp, một số vi đỉnh lồi bị gãy vỡ, đồng thời
các hạt Xado được dầu bôi trơn đưa tới do quá
trình bôi trơn nằm trong vùng ma sát chúng có kích
thước khá lớn so với các vi đỉnh cũng bị nghiền
đập vỡ thành các phần tử siêu nhỏ (element),
nhiều cấu trúc phân tử bị phá vỡ Tại chỗ có các
vi đỉnh bị gãy vỡ phát sinh các vi tia lửa, nhiệt độ
lên tới (900-1200)0C, hội đủ điều kiện thực hiện
phản ứng hóa học, khuếch tán nhiệt động học và
các quá trình khác để luyện kim tạo ra tạo ra lớp
gốm kim lọai bồi phủ lên cả hai bề mặt chi tiết tại
chỗ có ma sát Quá trình bồi phủ làm thay đổi trạng
thái bề mặt tiếp xúc ma sát từ dạng kim loại - kim
loại thông thường thành cặp tiếp xúc kim loại -
gốm kim loại ngay trong lúc máy hoạt động nên
hàm lượng kim loại Fe, Cu, Al sẽ lớn trong quá
trình phục hồi các chi tiết Nhưng lượng mài mòn
kim loại đó sẽ giảm rõ trong các khoảng
IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1 Kết quả đạt được và hạn chế
1.1 Kết quả đạt được
- Sau xử lý chất Xado tốc độ không tải nhỏ nhất
ở 3 động cơ đều giảm
Độ đục khí thải trước khi xử lý chất Xado ở cả 3 động cơ lắp trên 3 ô tô còn trong giới hạn cho phép
Ba ô tô đang hoạt động bình thường
- Sau xử lý chất Xado, hầu hết độ đục đều giảm, giảm nhiều nhất (23,05%) ở động cơ lắp trên ô tô biển số 78B-0873 (với liều lượng xử lý 5,7ml chất Xado diesel/ 1lít dầu bôi trơn)
- Trước sử dụng chất Xado áp suất cuối kỳ nén
pC(kG/cm2) ở 4 xylanh trên từng động cơ không đều nhau
- Sau xử lý chất Xado áp suất cuối kỳ nén ở tất cả các xy lanh của 3 động cơ CA1031K4 đều tăng, nhưng không đều nhau, động cơ lắp trên ô tô 78B-0815 tăng nhiều nhất (trung bình 0,75 kG/cm2)
kế đến động cơ lắp trên ô tô 78B-0873 (trung bình
Hình 9 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng mài mòn Al của động cơ ô tô FAW 78B-0873
trước và sau sử dụng chất Xado, quãng đường (500÷1500)km
Hình 10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng mài mòn Cu của động cơ ô tô FAW 78B-0873
trước và sau sử dụng chất Xado, quãng đường (500÷1500) km
Trang 60,592 kG/cm2) và ít nhất với động cơ lắp trên ô tô
78B-0814 (trung bình 0,55 kG/cm2)
- Hàm lượng kim loại mài mòn trong dầu bôi
trơn các te động cơ có thành phần sắt lớn nhất, kế
tiếp đến đồng và ít nhất là nhôm
- Sau xử lý chất Xado tốc độ mài mòn kim loại
mài mòn (Fe, Al, Cu) trong dầu bôi trơn cả 3 động
cơ đều giảm, giảm nhiều nhất với động cơ lắp trên ô
tô biển số 78B-0873 (sau sử dụng chất Xado lượng
mòn chỉ bằng 11,26% so với trước xử lý chất Xado,
tính tại 2 chặng (500÷1000)km và (1000÷1500) km
- Giai đoạn đầu khi xử lý chất Xado cho đến
khi ô tô chạy được quãng đường 500km lượng mài
mòn tăng khá lớn ở cả 3 động cơ, điều này phù hợp
với lý thuyết
Như vậy, sau khi sử dụng chất Xado cho 3 động
cơ diesel lắp trên 3 ô tô FAW ở những tỉ lệ khác
nhau nhưng đều có chung kết quả: độ đục khí thải
giảm, áp suất cuối kỳ nén ở tất cả các xy lanh đều
tăng, hàm lượng kim loại mài mòn (Fe, Al, Cu) giảm
Việc giảm khá nhiều với cả 3 yếu tố trên thể hiện rõ
rệt ở động cơ lắp trên ô tô 78B-0873
Nguyên nhân chính là do có lớp bồi phủ bề
mặt, làm cho độ kín khít thủy lực cuả nhóm bao kín
buồng cháy tăng, dẫn đến làm tăng áp suất cuối kỳ
nén, tăng khả năng đảm bảo điều kiện cho sự phát hỏa nhiên liệu, nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn nên hàm lượng độc hại trong khí thải (độ đục) giảm, tốc
độ thấp nhất ổn định không tải giảm
1.2 Hạn chế
Chất Xado khá đắt nên trong nước chưa sản xuất được
2 Kiến nghị
- Có thể sử dụng chất Xado và áp dụng Quy trình sử dụng Chất Xado gồm 6 bước ở trên cho tất
cả ô tô lắp động cơ CA1031K4, cũng như tất cả các động cơ ô tô hiện có tại Trường Cao đẳng nghề Phú Yên và vùng lân cận trên cơ sở tiếp tục thử nghiệm, đánh giá nâng cao tính thuyết phục
- Đề nghị bổ sung vào tài liệu giảng dạy cho Khoa Cơ khí động lực của Trường Cao đẳng nghề Phú Yên như một giải pháp sửa chữa không tháo rời động cơ
- Cần triển khai nghiên cứu đánh giá tính kinh
tế nhiên liệu, đánh giá độ bền của động cơ sau sử dụng Chất Xado.Mở rộng thực nghiệm ở chế độ làm việc định mức, vượt tải của động cơ
- Đề nghị có thể nghiên cứu mở rộng cho các chủng loại động cơ khác trong lĩnh vực nông, lâm, ngư nghiệp v.v
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 B.I.Koxtetxki (1977), Ma sát, bôi trơn và hao mòn trong máy móc, (Nguyễn Hữu Dũng dịch), NXB Khoa học và Kỹ thuật,
Hà Nội
2 Nguyễn Hữu Cẩn (1996), Lý thuyết ô tô, Máy kéo, NXB Khoa học và Kỹ thuật
3 Bùi Văn Ga (1999), Ô tô và ô nhiễm môi trường, NXB Giáo dục
4 Lê Bá Khang (2007) đề tài khoa học Cấp Bộ Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ Xado để nâng cao hiệu quả sử dụng động cơ diesel tàu thủy công suất nhỏ, tốc độ cao, mã số: B2007-13-19, Trường Đại học Nha Trang
5 Nguyễn Văn Nhận, Lê Bá Khang (2004), Lý thuyết động cơ đốt trong, Trường Đại học Nha Trang
6 Nguyễn Nông, Nguyễn Đại Thành, Hoàng Ngọc Vinh, (1999), Sửa chữa ô tô máy kéo, NXB Giáo dục
7 Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Văn Thêm (1990), Kỹ thuật ma sát và biện pháp nâng cao tuổi thọ thiết bị, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội
8 Mai Văn Tịnh (2004) Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ Xado nhằm tăng bền các thiết bị cơ khí (Luận văn Cao học), Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh
9 Website: Http://www.Xadovietnam.com
