Nghiên Cứu, Đánh Giá Tính Kinh Tế Kỹ Thuật Và Các Chất Phát Thải Của Xe Gắn Máy Sử Dụng Nhiên Liệu Xăng E5.Pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CƠ[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT

VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY

SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5

LUẬN VĂN THẠC SỸ

KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Đà Nẵng, 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT

VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY

SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5

Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ VĂN TỤY

Đà Nẵng, 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn Thạc Sỹ “ Nghiên cứu đánh giá tính kinh tế kỹ thuật và các

chất phát thải xe gắn máy sử dụng nhiên liệu xăng E5 ” l công tr nh nghi n cứu của ri ng

tôi C c số liệu, ết quả n u trong luận văn l trung thực v chuẩn t ng đƣợc ai công ố trong

ất công tr nh n o h c Tất cả những tham hảo v ế th a đều đƣợc tr ch n v tham chiếu đ y đủ

PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5

Tóm tắt Luận Văn:

Hiện nay, tất cả các nước trên thế giới, từ các nước tiên tiến đến các nước đang phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống;

Các tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong có thể làm cho cơ thể bị thiếu oxy, nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, gây viêm, ho, khó thở và làm hủy hoại các tế bào cơ quan hô hấp, mất ngủ, gây ra căn bệnh ung thư máu, gây rối loạn hệ thần kinh, gây ra các bệnh về gan và làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ Ngoài ra khí thải động

cơ còn làm thay đổi nhiệt độ khí quyển và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái toàn cầu;

Thế giới ngày nay đã bị lệ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ nhưng trữ lượng dầu mỏ sắp cạn kiệt Trong lúc nhân loại chưa có một thứ nhiên liệu nào có thể thay thế được xăng dầu hoàn toàn Để khắc phục tình trạng trên, có nhiều giải pháp đã được công bố trong những năm gần đây như là tập trung là hoàn thiện quá trình cháy động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô như LPG, khí thiên nhiên NG, methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời

At present, all countries in the world including developed anddeveloping countries

are concerned about environmental pollution and the depletion of traditional fuels

The harms of pollutants in the exhaust gas of internal combustion engines

can trigger humans to suffer from hypoxia, headache, dizziness, nausea, inflammation, coughing, and dyspnea as well as damage respiratory organs, which

lead to insomnia, and blood cancer, neurological disorders, liver diseases and children mental retardation In addition, engine exhaust also changes the atmospheric temperature and affects the global ecological environment

The world is currently too dependent on oil; however, the oil reserves are running out whereas humans have not deployed anyfuel that can replace gasoline completely To overcome this obstacle, many recommendations have been made in recent

years including completing the engine combustion process, and using alternative fuels for cars such as LPG, NG, methanol, ethanol, biodiesel, electricity, fuel

cells, and solar power

As a result, the topic of "Research and Evaluation

of Technical Economics and Emission of Motorcycles Using E5 Fuel" is of scientific and practical significance

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT

Bảng danh mục các thuật ngữ viết tắt

Bảng danh mục các hình

Bảng danh mục các bảng biểu

Mở đ u 1

I Lý do chọn đề tài 1

II Mục tiêu nghiên cứu 1

III Đối tượng nghiên cứu và phạm vị nghiên cứu 1

IV Phương ph p nghiên cứu 1

V Trang thiết bị nghiên cứu 2

VI Cấu trúc nội dung luận văn 2

VII Kết luận và triển vọng 2

VIII Tài liệu tham khảo 2

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI 3

1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 10 1.2.1 Tình hình sử dụng xe máy trên thế giới 10

1.2.2 Tình hình sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam 11

1.3 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG & SỬ DỤNG XĂNG E5 Ở VIỆT NAM12 1.3.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường ở Việt Nam 12

1.3.2 Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 ở Việt nam 12

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 15

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16

2 1 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE GẮN MÁY 20

2.1.1 Các lực cản chuyển động của xe gắn máy 20

2.1.2 Lực éo v đặc t nh động lực học xe gắn máy 20

2 2 PHƯƠNG TRÌNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU XE GẮN MÁY 20

2.2.1 KHái niệm tiêu hao nhiên liệu & phương tr nh ti u hao nhi n liệu ô tô 20

2.1.2 Các yếu tố ảnh hướng đến tiêu hao nhiên liệu ô tô 21

2 2 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ ĐÁNH LỬA CƯỠNG BỨC 24

2 2 1 Cơ chế hình thành COx 24

2 2 2 Cơ chế hình thành NOx 24

2 2 3 Cơ chế hình thành khí HC (Hydrocacbure) 25

2.2.3 Ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu đến các phát thải chất ô nhiễm 27

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM 29

3.1 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM 29

3.1.1 Nội dung thử nghiệm 29

3 1 2 Phương ph p thử nghiệm và các chế độ vận hành 29

3.2 THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM 32

3.2.1 Xe thử nghiệm 32

3.2.2 Nhiên liệu thử nghiệm 32

3 2 3 Băng thử động lực học CD-20" 34

3.2.4 Thiết bị đo lực kéo 34

3.2.5 Thiết bị đo tốc độ 35

3.2.6 Thiết bị đo ti u hao nhi n liệu 36

3.2.7 Thiết bị lấy m u và phân tích khí xả 37

3.2.8 Dụng cụ đo lực cản lăn v lực cản không khí 37

3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM 38

3.3.1 Kết quả đo lực cản và lực cản gió theo tốc độ 38

3.3.2 Kết quả đo lực kéo theo tốc độ 38

3.3.3 Kết quả đo ti u hao nhi n liệu 40

3.3.4 Kết quả đo c c th nh ph n khí xả 42

3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 49

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH SO SÁNH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 49

4 1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ LỰC CẢN XE HONDA SUPPERDREAM 50

4 2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÔNG SUẤT XE GẮN MÁY KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 SO VỚI XĂNG RON92 53

4 3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TĂNG TỐC XE GẮN MÁY KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 SO VỚI XĂNG RON92 56

4.3.1 Đ nh gi so s nh gia tốc xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 56

4.3.2 Đ nh gi so s nh thời gian tăng tốc xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 60

4 4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU XE GẮN MÁY HONDA SUPPERDREAM KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU E5 64

4 5 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÁC CHẤT KHÍ XẢ XE GẮN MÁY KHI

SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 69

4.5.1 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Monoxide Carbon CO của xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 so với xăng RON92 69

4.5.2 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Dioxide Carbon CO2 của xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 so với xăng RON92 74

4.5.3 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải HydroCarbon HC của xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 so với xăng RON92 78

4.5.4 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Ni-tơ của xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 so với xăng RON92 82

4.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 86

KẾT LUẬN CHUNG 88

Tài liệu tham khảo 89

BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Xe gắn máy Michaux-Perreaux 3

Hình 1 2 Xe gắn m y hơi nước Roper 4

Hình 1 3 Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản 5

Hình 1 4 Mô h nh động cơ đồng hổ quả lắc 7

Hình 1 5 Nguyên m u chiếc Reitwagen 7

Hình 1 6 Biểu đồ phân bố lượng xe ô tô và xe gắn m y c c nước trên thế giới 11

H nh 2 1 Sơ đổ tổng quát lực và mô men tác dụng l n ô tô……… 16

Hình 2 2 Sự phụ thuộc nồng độ NO theo nhiệt độ 25

Hình 2 3 Các mạch liên kết hóa học của Hy rocac on thơm .28

Hình 3 1 Phòng thử xe gắn máy - PTN Động cơ đốt trong - ĐHBK H Nội…… 32

H nh 3 2: Nguy n lý đo lực kéo 35

Hình 3 3 Cấu tạo của cảm biến tốc độ .35

Hình 3 4.Tín hiệu xung đ u ra của cảm biến tốc độ 36

Hình 3 5 Thiết bị đo ti u hao nhi n liệu cho xe gắn máy .36

Hình 3 6 Diễn biến giảm tốc độ hi xe lăn trơn tr n đường 38

Hình 3 7 Diễn biến lực éo xe Hon a SupperDream hi đo 02 loại nhiên liệu RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.6) 40

Hình 3 8 Diễn biến lượng tiêu hao nhiên liệu xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.7) .41

Hình 3 9 Diễn biến lượng khí xả CO t xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.8) 43

Hình 3 10 Diễn biến lượng khí xả CO2 t xe gắn m y hi đo 02 loại xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.9) 44

Hình 3 11 Diễn biến lượng khí xả HC t xe gắn máy khi thử nghiệm 02 loại xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.10) 46

Hình 4 1 Hàm biểu thị quan hệ V(t) = f(t) khi xe gắn m y lăn trơn 50

Hình 4 2 Diễn biến quan hệ lực cản của xe phụ thuộc theo tốc độ Fc = f(V) 50

Hình 4 3 Diễn biến công suất kéo của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu được chú thích theo bảng 4.2) 54

H nh 4 4 Đồ thị diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.4) 58

H nh 4 5 Đồ thị diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.5) 62

H nh 4 6 Đồ thị diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu riêng g [g/kW.h] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.6) 64Hình 4 7 Diễn biến lƣợng tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.7) 67

H nh 4 8 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon riêng CO_p[%/kW] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.8) 69Hình 4 9 Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon CO_v[%/(km/h)] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.9) 71

H nh 4 10 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng CO2_p[%/ W] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.10) 73Hình 4 11 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ CO2_v[%/( m/h)] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học E5 trên ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.11) 75Hình 4 12 Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon HC_v[ppm/(km/h)] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.13) 79

H nh 4 13 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng NOx_p[ppm/ W] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.14) 81Hình 4 14 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ NOx_v[ppm/( m/h)] của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học E5 trên ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.15) 83

BẢNG DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3 1 Kết quả phân t ch xăng RON92 v Ethanol gốc .33

Bảng 3 2 Kết quả phân tích nhiên liệu Gasohol E5 .33

Bảng 3 3 các thông số kỹ thuật cơ ản của ăng thử xe gắn m y CD 20“ 34

Bảng 3 4 Các thông số kỹ thuật của bộ đo nhi n liệu tr n ăng thử CD-20“ 37

Bảng 3 5 Diễn biến tốc độ xe giảm theo thời gian thực hi lăn trơn xe Hon a SupperDream II tr n đường thử 38

Bảng 3 6 Diễn biến lực kéo theo tốc độ của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 39

Bảng 3 7 Diễn biến tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 41

Bảng 3 8 Diễn biến kết quả đo CO thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 42

Bảng 3 9 Diễn biến kết quả đo CO2 thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 43

Bảng 3 10 Diễn biến kết quả đo HC thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 45

Bảng 3 11 Diễn biến kết quả đo NOx thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 46

Bảng 3 12 Diễn biến lượng khí xả NOx t xe gắn m y hi đo 02 loại xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.11) 47

Bảng 4 1 Kết quả t nh V/ t v Fc hi lăn trơn xe Hon a SupperDream………… 51

Bảng 4 2 Diễn biến công suất kéo của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 53

Bảng 4 3Diễn biến mức độ tăng(+)/giảm(-) công suất kéo của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu E5 so với xăng RON92 54

Bảng 4 4 Diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 55

Bảng 4 5 Diễn biến thời gian tăng tốc của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 59

Bảng 4 6 Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu riêng của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 63

Bảng 4 7 Diễn biến lượng tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“ 65

Bảng 4 8 Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon riêng CO_p[%/kW] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên ăng thử CD-20“ 68

Bảng 4 9 Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon CO_v[%/(km/h)] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên ăng thử CD-20“ 70Bảng 4 10 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng CO2_p[%/ W] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 72Bảng 4 11 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ CO2_v[%/( m/h)] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 74Bảng 4 12 Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon riêng HC_p[ppm/kW] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên ăng thử CD-20“ 76Bảng 4 13 Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon HC_v[ppm/(km/h)] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên ăng thử CD-20“ 78Bảng 4 14 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng NOx_p[ppm/ W] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 80Bảng 4 15 Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ NOx_v[ppm/( m/h)] của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“ 82

MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Hiện nay, tất cả c c nước trên thế giới, t c c nước tiên tiến đến c c nước đang phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống;

Các tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong có thể làm cho

cơ thể bị thiếu oxy, nhức đ u, chóng mặt, buồn nôn, gây viêm, ho, khó thở và làm hủy hoại các tế o cơ quan hô hấp, mất ngủ, gây ra căn ệnh ung thư m u, gây rối loạn hệ

th n kinh, gây ra các bệnh về gan và làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ Ngoài ra khí thải động cơ còn l m thay đổi nhiệt độ khí quyển và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái toàn c u;

Thế giới ng y nay đã ị lệ thuộc quá nhiều vào d u mỏ nhưng trữ lượng d u mỏ sắp cạn kiệt Trong lúc nhân loại chưa có một thứ nhiên liệu nào có thể thay thế được xăng u hoàn toàn Để khắc phục tình trạng trên, có nhiều giải ph p đã được công bố trong những năm g n đây như l tập trung là hoàn thiện qu tr nh ch y động cơ, sử dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô như LPG, h thi n nhi n NG,

methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời

Vì vậy, đề tài “NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5” l có ý nghĩa hoa học và thực tiễn

II Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề t i hướng đến việc đ nh gi t nh inh tế kỹ thuật và các chất phát thải gây ô niễm môi trường của xe gắn máy sử dụng nhiên liệu sinh học xăng E5 hi thử nghiệm xe tr n ăng thử xe gắn máy

III Đối tượng nghiên cứu và phạm vị nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu: nhiên liệu xăng sinh học E5 sử dụng trên xe gắn máy

* Phạm vi nghiên cứu : Chỉ giới hạn nghiên cứu tính kinh tế kỹ thuật và các chất phát thải ô nhiễm của xe gắn máy khi chạy xe tr n ăng thử xe gắn máy

IV Phương pháp nghiên cứu

- Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm, trong đó ưu ti n nghiên cứu thực nghiệm để đ nh gi t nh inh tế kỹ thuật và các chất phát thải ô nhiễm của xe gắn máy

V Trang thiết bị nghiên cứu

- Sử dụng ăng thử xe gắn máy

- Sử dụng xe gắn máy hiệu HONDA SUPERDREAM 100cc để thử nghiệm

VI Cấu trúc nội dung luận văn

Ngoài ph n mở đ u và kết luận, dự kiến nội dung luận văn gồm có 4 chương được bố trí theo cấu trúc như sau :

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 3 : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

VII Kết luận và triển vọng

+ Những kết quả đạt được của đề tài

+ Những hạn chế của đề tài

+ Hướng ph t triển đề t i trong tương lai

VIII Tài liệu tham khảo

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI

Ý tưởng xe gắn m y ường như đã xảy ra với rất nhiều kỹ sư v nh ph t minh, đặc biệt là ở Châu Âu sau sự ra đời của c c ph t minh mang t nh đột ph như: Động cơ hơi nước (James Watt), động cơ điện (Michael Fara ay), xe đạp, động cơ đốt trong (Etienne Lenoir), … Trong hoảng cuối thế kỷ 18 và nữa đ u thế kỷ 19 Ý tưởng trên

đã được thực hiện bằng việc cho ra đời những m u “xe đạp gắn động cơ” v o hoảng nữa cuối thế kỷ 19, đ nh ấu mốc cho lịch sử phát triển của xe gắn máy Hình 1.1 Xe gắn máy Michaux-Perreaux năm 1868 tại Pháp

Hình 1.1 Xe gắn máy Michaux-Perreaux

Chiếc xe đạp gắn động cơ hơi nước Michaux-Perreaux là xe gắn m y đ u tiên ra đời tại Pháp do Pierre Michaux và Louis-Guillaume Perreaux thực hiện Pierre Michaux (25/6/1813 - 1883) là một thợ rèn, người cung cấp phụ tùng cho các xe thương mại Paris trong những năm 1850 v năm 1860 Louis-Guillaume Perreaux (19/2/1816 - 05/4/1889) là kỹ sư Ph p, người đã thiết kế chiếc xe đạp gắn động cơ hơi nước sử dụng nhiên liệu cồn đ u tiên tại Pháp Chiếc xe của họ đã được cấp bằng sáng chế v o năm 1868 v năm 1869 đã được trình bày cho công chúng

Cho tới nay v n còn tồn tại một số tranh cãi về tác giả của chiếc xe này do ghi nhận về tuổi của Perreaux trong bằng sáng chế Tuy nhiên, ph n lớn đều công nhận là

xe gắn máy Michaux-Perreaux Hiện tại, bản gốc duy nhất chiếc Michaux-Perreaux được lưu giữ tại bảo tàng Ile-de-France

Chiếc Michaux-Perreaux bao gồm khung bằng sắt rèn, thiết kế theo dạng khung xe đạp có sửa đổi cho yên ngồi nâng lên tạo khoảng trống để lắp động cơ hơi nước nhỏ

B n đạp gắn ở nh trước xe đạp v n được giữ lại t xe đạp B nh xe trước lớn hơn

nh sau, đều làm bằng gỗ bọc sắt rèn, nan hoa bằng sắt rèn Động cơ được gắn trên thanh dọc của khung nghiêng một góc 45 độ, đằng sau nó l lò hơi v c c thùng nhi n liệu, nước Đó l động cơ hơi nước một xi-lanh làm bằng đồng mạ (động cơ đốt ngoài), công suất 0,5 mã lực Chuyển động của động cơ được truyền cho bánh sau theo

cơ cấu gồm bánh ròng rọc và dây cu roa Tuy nhiên, chiếc xe đ u tiên v n chưa có ộ phận giảm sóc và phanh

Khi điều khiển chiếc Michaux-Perreaux, trước ti n người ta châm lửa cho nhiên liệu cồn ch y để đun cho nước sôi và chuyển th nh hơi, sau đó người điều khiển lên yên ngồi v ùng chân đạp n đạp cho xe chuyển động về ph a trước l m tăng p suất hơi nước ở xi lanh để động cơ hoạt động kéo xe chạy Vận tốc tối đa của Michaux-Perreaux lúc bấy giờ đạt 15km/h

Hình 1.2 Xe gắn m y hơi nước Roper năm 1869 tại Mỹ

Hình 1.2 Xe gắn máy hơi nước Roper

Xe đạp gắn m y hơi nước đ u tiên tại Ph p ra đời không lâu thì tại Mỹ, v o năm

1869, Sylvester H.Roper giới thiệu l n đ u tiên chiếc xe gắn động cơ hơi nước của mình tại Massachusetts Sylvester Howard Roper (1823 - 1896) là một nhà phát minh sung mãn trên nhiều lĩnh vực Hiện tại, nguyên m u chiếc xe gắn m y hơi nước Roper1869 được lưu giữ tại Viện Smithsonian Hoa Kì

Chiếc Roper v n là sự kết hợp động cơ hơi nước với xe đạp nhưng vị trí lắp động

cơ được đặt giữa hai nh như xe gắn máy hiện đại Về kết cấu, Roper bao gồm khung

xe bằng thép, thiết kế theo dạng hung xe đạp có 2 bánh bằng nhau Khoảng cách giữa trục nh trước và bánh sau là 49 inch Hai bánh xe bằng gỗ bọc thép ở mặt ngoài, có đường nh 34 inch Treo ưới yên ngồi là một nồi hơi ùng than, gắn liền với khung nhờ cặp lò xo Ở phía bánh sau, trên mỗi bên của khung lặp một bộ piston xilanh, có ống d n thông với lò hơi Ngo i ra, một ống khói ngắn của nồi hơi ựng lên t phía sau yên xe

Chuyển động của động cơ được truyền cho nh sau theo cơ cấu thanh truyền-tay quay Chỗ để chân được gắn v o hai đ u trục trước Roper có công suất động cơ 0,5

mã lực và tốc độ đạt được 16 m/h Roper được đ nh gi l có nhiều t nh năng xe m y hiện đại, bao gồm một dây cáp gắn liền với tay lái vận h nh ướm ga, một dây xích t tay l i để kéo tấm kim loại dạng cong như c i muỗng áp vào bánh trước như hệ thống phanh

Người điều khiển chuẩn bị vận hành chiếc Roper bằng cách mở cửa hông ở ph n ưới nồi hơi, châm lửa cho than trong lò cháy hồng đun sôi nước trong nồi hơi v tạo

ra hơi nước để cấp năng lượng cho động cơ Nước được cung cấp t bồn chứa ở ph n

trên nồi hơi Khi p suất hơi nước đủ lớn, người lái thắt chặt c p để "tăng ga" cho xe

tiến về ph a trước

Những người hàng xóm của Roper đã ể lại rằng nhiều người đi ộ sợ hãi, khó chịu vì tiếng ồn v hói cay hi ông cưỡi chiếc xe mà ông sáng tạo đi ra phố Thậm chí ông đã t ng v o đồn cảnh s t v lý o đó nhưng nhanh chóng được thả ra do bằng sáng chế đã được cấp

Hình 1.3 Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản năm 1885 tại Đức

Hình 1.3 Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản

Ứng cử viên cho danh hiệu "chiếc xe máy đầu tiên" của thế giới ở đây có tên gọi

là Reitwagen o người Đức có tên Gottlieb Daimler (1834 - 1900) thực hiện v o năm

1885 Bằng sáng chế số DRP 36 423 được trao cho Gottlie v o ng y 11 th ng 8 năm

1886 tại Đức Nguyên m u chiếc Reitwagen đã ị mất trong một vụ cháy lớn năm

1903 tại nhà máy DMG của Daimler tại Cannstatt nên các chiếc Reitwagen được trưng bày ở một số bảo tàng là bản sao ch nh x c theo đúng ản vẽ và hồ sơ của nó

Daimler đã xây ựng chiếc Reitwagen như thế nào? T niềm đam m ỹ thuật cơ khí chế tạo, Gottlieb Daimler đã thể hiện đam m về kỹ thuật cơ h hi còn học trung học Năm 1852, Gottlie Daimler hông theo nghề làm bánh của cha mình mà quyết định chọn kỹ thuật cơ h v rời qu hương ắt đ u công việc kỹ thuật cơ h tại Graffensta en Năm 1857-1859, ông trở lại học ng nh cơ h tại Đại học Bách khoa Stuttgart Sau đó, để mở rộng sự hiểu biết về kỹ thuật, ông đến một số nước châu Âu làm việc tr n động cơ đốt trong của JJ Lenoir, đ u máy xe lửa,

Năm 1863, Daimler ết bạn với Wilhelm Maybach, một nhà thiết kế công nghiệp mới 19 tuổi và sau này trở th nh đối tác lâu dài của ông Năm 1872, Daimler v May ach đến làm việc cho công ty của Nikolaus Otto Trong công ty, Daimler và May ach tham gia v o đội ngũ ỹ thuật cùng với Otto tập trung xây dựng động cơ xăng bốn th Năm 1877, Otto được cấp bằng sáng chế động cơ đốt trong bốn th Năm 1882, Daimler và Maybach rời khỏi công ty Otto với cùng ý tưởng h nh th nh trước đó, họ thành lập một nhà máy sản xuất để cùng nghiên cứu phát triển động cơ nhỏ tốc độ cao

để có thể lắp trên một loạt c c phương tiện trên mặt đất, trên sông và trên không

Daimler và Maybach biết rõ hạn chế động cơ Otto hiện có là hệ thống đ nh lửa và cung cấp nhiên liệu - Đây ch nh l hó hăn m hai ông phải giải quyết Maybach tìm thấy nguồn cảm hứng trong một bản vẽ bởi các kỹ sư Watson Anh Sau nhiều thử nghiệm, May ach đã đưa ra được hệ thống đ nh lửa "ống lửa nóng" đảm bảo đ nh lửa

ổn định và có thể tăng tốc động cơ như mong muốn

Hệ thống trên có cấu tạo và hoạt động theo nguyên tắc: một ống làm nóng t bên ngo i, hướng vào xi-lanh ở khoảng vị trí của bugi sau này Khi nén bằng piston trong

xi lanh, hỗn hợp nhiên liệu chống lại các ống nóng v được đốt cháy một cách tự nhiên Trong quá trình nghiên cứu chế tạo, các hoạt động sáng tạo được hai ông giữ bí mật tuyệt đối

Mặc dù biết bằng sáng chế động cơ xăng 4 th Otto DRP 532 v n còn giá trị, nhưng với sự khác biệt về ch thước động cơ, hệ thống đ nh lửa được xây dựng v đặc biệt là với nghệ thuật ngôn t của G.Daimler thì bằng sáng chế cho động cơ xăng 4 th nằm ngang với ống lửa nóng đã được cấp ng y 23 th ng 12 năm 1883 Đo n trước sẽ phải chạy đua ằng sáng chế với Otto, Karl Benz và các nhà sáng chế khác, nên chỉ một tu n

sau khi bằng sáng chế cho các "động cơ xăng 4 thì nằm ngang với ống lửa nóng" được cấp, G.Daimler tiếp tục nộp bằng sáng chế khác cho một hệ thống "kiểm soát tốc độ của

động cơ bằng cách kiểm soát các van xả" để bảo vệ phát minh của mình

Hình 1.4 Mô hình động cơ đồng hổ quả lắc

Phiên bản cải tiến của động cơ sau đó l động cơ ốn thì một xi lanh thẳng đứng,

đƣợc đặt tên là "đồng hồ quả lắc" (vì nó trông giống đồng hồ quả lắc) v đƣợc cấp bằng sáng chế v o th ng 4 năm 1885 Trong "đồng hồ quả lắc", cơ chế tay quay và

nh đ l n đ u ti n đƣợc bọc trong một cacte chống d u và bụi, tr n đó có xi-lanh làm mát bằng h Nó đƣợc thiết kế nhỏ gọn phù hợp để lắp đặt trong nhiều loại thiết bị: khối lƣợng 60kg, dung tích xi lanh 264cc, công suất 0,5 mã lực (0,37kW) tại 650 vòng/phút (650rpm) Đây đƣợc coi là tiền thân của c c động cơ xăng hiện đại

Hình 1 5 Nguyên m u chiếc Reitwagen chiếc Reitwagen ra đời

Hình 1 5 Nguyên mẫu chiếc Reitwagen

Daimler và Maybach lắp đặt "Đồng hồ quả lắc" trong một chiếc xe đạp bằng gỗ

tạo ra chiếc xe gắn m y đ u ti n v đặt t n cho nó l Reitwagen hay Einspur Năm

1885, Daimler nộp bằng sáng chế v 1 năm sau đó, ông đƣợc trao bằng sáng chế cho chiếc xe Reitwagen của mình

Chiếc Reitwagen có cấu tạo bao gồm khung bằng gỗ, bánh xe bằng gỗ lót thép ở mặt ngoài, tay c m và yên xe Hai bánh xe nhỏ hoạt động như chân chống tương tự như 2 nh phụ trên chiếc xe đạp của trẻ em mới bắt đ u tập đi xe Tay c m hình chữ

T ngã về ph a sau được chế tạo bằng thép Yên ngồi là một tấm kim loại uốn cong chữ U, bọc a v được đặt trực tiếp tr n động cơ Reitwagen nặng 90 kg, dung tích xi lanh 264cc sử dụng nhiên liệu l xăng hoặc d u hỏa.Hệ thống truyền động ra bánh sau theo cơ cấu bánh ròng rọc và dây curoa Reitwagen có thể đạt được vận tốc tối đa tới 12km/h

Reitwagen phải được khởi động trước hi cưỡi lên và vận h nh Để khởi động động cơ, đ u tiên phải thắp sáng ngọn lửa nhỏ n ưới ống lửa nóng và sử dụng tay quay quay động cơ v i vòng Mất khoảng một phút sau khi khởi động cho động cơ chạy tốt, người điều khiển lên yên ngồi v t c động vào c n điều khiển hệ thống truyền động cho xe chạy

Do chưa có ộ ly hợp n n để thay đổi tốc độ, người điều khiển t c động vào bánh

đỡ ây đai để chọn bánh ròng rọc cho ây đai (tương tự như cơ cấu chuyển ĩa v l p ở

xe đạp ngày nay) Hai tốc độ có thể lựa chọn là 6 hoặc 12km/h tùy thuộc vào ròng rọc

m đai lựa chọn

L n thử nghiệm và tai nạn xe m y đ u tiên

L n thử nghiệm đ u tiên:

Con trai của Daimler Paul, 17 tuổi, trở th nh người lái xe gắn m y đ u tiên vào

ng y 10 th ng 11 năm 1885, hi anh cưỡi chiếc Reitwagen t Cannstatt đến Untertürkheim và trở lại (khoảng 10km) với tốc độ đạt 12km/h Với điều kiện đường giao thông vào thời điểm bấy giờ, Reitwagen h u như hông có được một cuộc hành trình thoải mái Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất nhất gặp phải là sức nóng của ngọn lửa động cơ ưới yên ngồi

Các nhận định của giới phân tích – các tranh luận d n được tháo gỡ

Sử dụng một định nghĩa rộng rãi cho một xe máy, có hai xe hai bánh gắn động cơ hơi nước đ u tiên, một xây dựng ở Pháp bởi Louis-Guillame Perreaux và Pierre Michaux v o năm 1868, một xây dựng tại Hoa K bởi Sylvester Roper ngay sau đó,

m ông đã chứng minh tại hội chợ, rạp xiếc tại nhiều nơi h c nhau Với một định nghĩa đủ cho một chiếc xe m y l hai nh xe v động cơ đốt trong thì chiếc Reitwagen được xây dựng ở Đức bởi Gottlie Daimler v Wilhelm May ach v o năm

1885 là xe gắn m y đ u tiên trên thế giới, sự xuất hiện của nó là một khởi đ u cho lịch

sử phát triển hơn một trăm năm

Một cuộc tranh luận về việc x c định xe m y đ u ti n được ph t minh đã xảy ra, một số cho rằng hai bánh xe và một động cơ hơi nước phải được xét, tuy hông được phát triển nhưng sự ra đời của nó hơi m u cho những sáng tạo về sau, những người khác nhấn mạnh rằng một động cơ đốt trong là một thành ph n quan trọng H u hết

c c chuy n gia đồng ý rằng: “Reitwagen chế tạo tại Đức vào năm 1885 là xe máy đầu

tiên trên thế giới”

Tuy nhiên Reitwagen chỉ là kết quả thử nghiệm trong dự án phát triển động cơ đốt trong 4 thì của Daimler v May ach n n chưa được sản xuất thương mại Xe gắn máy

được sản xuất hàng loạt đ u tiên là Hildebrand & Wolfmüller "Motorrad" (hay H&W

Motorrad) do hai anh em Henry và Wilhelm Hildebrand hợp tác với Alois Wolfmüller

và Hans Geisenhof chế tạo v được cấp bằng sáng chế v o th ng 1 năm 1894 tại Đức

Xe lắp động cơ 4 ùng xăng, 2 xi lanh song song ung t ch 1489cc, công suất 2,5

mã lực tại 240 vòng/phút, làm mát bằng nước Tốc độ khoảng 45 m/h Đây cũng l

l n đ u tiên cụm t "xe máy" (theo tiếng Đức là "Motorrad") được sử dụng Họ tổ

chức sản xuất tại Munich v cũng nhượng quyền sản xuất xe này tại Pháp với tên gọi

là "The Pétrolette"

Các loại xe gắn máy hiện nay

Xe máy có thể được phân loại theo kiểu hộp số (hộp số tay và hộp số tự động), mục đ ch sử dụng (đa năng, đường trường, địa h nh ), h nh ng (sườn cao v sườn thấp)

Phân loại theo hình dáng có:

Xe sườn thấp: hay còn gọi là xe nữ, có đặc điểm l sườn giữa được làm thấp xuống, nh xăng nhi n liệu được đưa xuống ưới yên Loại xe này phù hợp với nữ giới để tiện ước lên xuống xe và có phân khối nhỏ t 50 đến 170 phân khối Được định nghĩa theo giấy tờ đăng ý tại một số quốc gia như Việt Nam là xe nữ

Xe sườn cao: hay còn gọi là Mô-tô, có đặc điểm l sườn xe cao ngang với yên hoặc cao hơn, sườn giữa thường l nơi chứa nhiên liệu Lạo xe n y thường có thiết kế h m

hố và có dung tích xi lanh lớn nhằm phù hợp với h ch thước và trọng lượng của xe, ngoài ra còn do thị hiếu về dòng xe phân khối lớn của nam giới Loại xe này rất phổ biến ở c c nước phát triển như Mỹ, Canna a v c c nước châu Âu Tại c c nước đang phát triển th đã có sự phát triển rõ rệt vì thị hiếu và do thu nhập người ân tăng l n

đ ng ế Cũng c n phải biết là loại xe sườn cao n y thường là có giá bán khá cao Chiếc moto có dung tích xi lanh và tốc độ lớn nhất hiện này là chiếc Dodge Tomahawk với dung tích xi lanh là 8,7 lít, sức mạnh đạt 500 mã lực có khả năng tăng tốc 0–100 km/h chỉ trong 2,3 giây v đạt vận tốc tối đa l n tới 560 km/h

Ở Việt Nam, về phân loại, có khá nhiều c ch để phân loại xe máy Có thể phân loại theo số bánh xe, mặc dù khái niệm cơ ản xe máy là loại phương tiện hai nh, nhưng

một số biến thể xe gắn máy có 3 bánh hoặc 4 nh như hac (loại xe máy có ghế phụ ở bên cạnh) v n được xếp vào dòng xe máy Ngoài ra có thể phân loại theo dung tích xilanh, xe ưới 50 phân khối, xe t 50-175 phân khối và xe trên 175 phân khối (xe phân khối lớn)

Tuy nhiên, kiểu phân loại phổ biến nhất là dựa trên tính chất, cấu tạo và công dụng của chiếc xe Chúng ta có xe máy thông dụng thường thấy ở Việt Nam là kiểu xe

Un er one v Scooter Trong đó:

Underbone là dòng xe số, như Wave, Future, Sirius, Exciter Đặc điểm chính của loại xe n y l động cơ đặt n ưới hung xe, nh xăng ở ưới yên Với thiết kế này, trọng tâm xe lùi về sau hoặc ở giữa, ph n đ u xe nhẹ nhàng

Scooter, hay còn gọi là xe tay ga, do sử dụng hộp số vô cấp (cũng có một số dòng

xe Scooter sử dụng hộp số tay với số v côn được tích hợp ở tay l i n tr i) Đặc điểm chính của Scooter l có động cơ đặt phía sau xe, ph n đuôi xe h lớn với cốp xe rộng, hông gian ph a trước thoải m i, nó cũng có đường kính vành xe nhỏ hơn so với h u hết các dòng xe khác

* Một số các công trình nghiên cứu về nhiên liệu E5

-“ Nghi n cứu đ nh gi hả năng sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 tr n ô tô” của học viên Nguyễn Quảng –GVHD : TS L Văn Tụy - ĐH B ch hoa Đ Nẵng -“Nghi n cứu sử dụng xăng sinh học E10 trên xe m y “ của học viên Bùi Võ Nghiên- GVHD:PGS.TS Tr n Thanh Hải Tùng

-“Đ nh gi hả năng sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E15 tr n động cơ đốt trong” của học vi n Bùi Văn Tấn –ĐH B ch hoa Đ Nẵng

1.2 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Tình hình sử dụng xe gắn máy trên thế giới

Theo thống kê, số lượng xe máy phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế của đất nước Những nước phát triển có số lượng ô tô vượt trội hơn, trong hi đó c c nước đang ph t triển lại sử dụng nhiều xe máy hơn như một phương tiện di chuyển chính Trên thế giới có khoảng hơn 200 triệu chiếc xe máy (bao gồm cả các loại xe đạp gắn động cơ v

xe ba bánh), trung bình khoảng 1000 người thì có 33 chiếc xe máy Khá ít so với tỷ lệ 141/1000 của xe ô tô

Số lượng xe máy tập trung chủ yếu ở khu vực châu Á, trong đó Ấn Độ có khoảng

37 triệu chiếc, đứng đ u thế giới Trung Quốc đứng thứ hai với khoảng 34 triệu chiếc

xe máy Theo đ nh giá, 4 thị trường xe máy lớn nhất thế giới là Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, và Việt Nam

Trong những năm g n đây, số lượng xe máy v n không ng ng tăng, không chỉ ở những nước đang phát triển mà còn ở cả những nước phát triển như Mỹ Lý do là do giá nhiên liệu tăng cao và tình trạng ách tắc trong đô thị gia tăng

Hình 1.6 Biểu đồ phân bố lượng xe ô tô và xe gắn máy các nước trên thế giới 2016

Tại c c nước đang ph t triển, người ta có nhiều chính sách làm giảm số lượng xe

m y để tránh tình trạng ách tắc giao thông Tuy nhiên ở những nước phát triển lại hoàn

to n ngược lại, họ có nhiều chính sách khuyến h ch đi xe m y thay v ô tô Như tại Anh, xe m y được miễn 10 Bảng Anh phí tắc nghẽn giao thông tại London, bên cạnh

đó còn được miễn thu phí tại các cửa sông như c u Severn , Dartford Crossing , và đường h m Mersey Tại Mỹ, xe m y cũng được giảm ph lưu h nh v được sử dụng chung l n đường với xe bus Nhiều quốc gia phát triển h c cũng có c c ch nh s ch tương tự

1.2.2 Tình hình sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam

Trong những năm g n đây, việc thực hiện chính sách mở cửa và hội nhập với nền kinh tế của c c nước trong khu vực và trên thế giới đã l m cho nền kinh tế Việt Nam phát triển v đạt được những thành tựu đ ng ể Sự phát triển đó của nền kinh tế đã có ảnh hưởng trực tiếp tích cực đến đời sống của người ân Đời sống của nhân dân t ng ước được cải thiện và nâng cao rõ rệt Cũng như những nhu c u tự nhi n như ăn, mặc, ở thì một nhu c u khác không thể thiếu được đối với con người trong cuộc sống hiện nay đó l phương tiện đi lại hay còn gọi l phương tiện giao thông Và để đ p ứng được nhu c u đó của người dân thì một loạt c c phương tiện giao thông đã được nghiên cứu, sản xuất v đưa v o sử dụng như : ô tô, xe gắn m y, xe đạp điện

Nếu như ở Việt Nam khoảng một hai thập ni n trước đây, chiếc xe gắn máy mang tính thiểu số được vị nể với tư c ch l một sản phẩm tân k , một tài sản lớn hơn l một phương tiện giao thông thì trong những năm g n đây, chiếc xe gắn m y đã trở nên phổ biến hơn v h u như trở th nh phương tiện giao thông chính của đại đa số người dân Hiện nay, có những gia đ nh có 1, 2 thậm ch có đến 3, 4 chiếc xe gắn máy trong nhà

Trong cơ cấu tham gia giao thông đô thị ở Việt Nam, xe gắn máy chiếm vị tr đ u bảng với tỷ lệ khoảng 61%, nghĩa l cứ 10 người dân thì có tới hơn 6 người sử dụng xe máy Chỉ riêng thành phố Hồ ch minh đã có 2 triệu xe máy, ở Hà nội thì con số này xấp xỉ 1 triệu, còn không kể đến một số lượng xe không nhỏ ở các vùng khác

Theo thống kê số lượng môtô, xe m y đã đăng ý ở Việt Nam, bao gồm cả những

xe hông còn lưu h nh, l 42 818 527 chiếc Tính theo số dân 90,5 triệu người, bình quân cứ 1 000 người dân sẽ sở hữu khoảng 460 xe máy Số lượng xe m y tăng nhanh trên phá vỡ kế hoạch m “Quy hoạch phát triển giao thông vận tải đường bộ Việt Nam đến năm 2020 v định hướng đến năm 2030” đặt ra, đã được phê duyệt theo Quyết định 356 của Chính phủ hồi cuối th ng 2/2013 Theo đó, đến năm 2020 Việt Nam ở mức 36 triệu xe máy

1.3 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG & SỬ DỤNG XĂNG E5 Ở VIỆT NAM 1.3.1 Vấn đề ô nhiễm môi trường ở Việt nam

Cùng với sự tăng trưởng về số lượng ô tô, xe máy, một mâu thu n nảy sinh trong

sự phát triển của xã hội là vấn đề ô nhiễm môi trường do khí thải độc hại t động cơ xe

ô tô, xe máy thải ra vào không khí quanh ta Nguồn ô nhiễm này trở thành mối đe ọa chính cho cuộc sống của con người, đặc biệt là ở các thành phố có mật độ xe cơ giới cao, mối nguy hiểm này càng lớn [3-5], [9-10]

Tại TP Hồ Chí Minh, các nhà khoa học đã o động về tình trạng ô nhiễm không

h , đặc biệt là sự gia tăng nồng độ các chất độc hại trong không khí như: enzene, nitơ oxit,… Nồng độ bụi đặc trưng PM10 có nơi đạt tới 80 microgam /m3 trong khi nồng độ cho phép nhỏ hơn con số này nhiều l n Nồng độ SO2 l n đến 30 microgam/m3, nồng độ enzene có nơi đạt 35-40 microgam/m3

Ngo i ra h ng năm, c c phương tiện giao thông ở Việt nam đã thải ra sáu triệu tấn

CO2, s u mươi mốt nghìn tấn CO, a mươi lăm ngh n tấn NO2, mười hai nghìn tấn

SO2 v hơn hai mươi hai ngh n tấn CmHn nồng độ các chất có hại trong không khí ở

c c đô thị lớn vượt quá mức cho phép nhiều l n, riêng SO2 cao gấp 2-3 l n

Tất cả các chất thải trên rất có hại cho sức khỏe con người Nếu hít phải những chất này với nồng độ cao có thể gây ra các bệnh về đường hô hấp, hủy hoại các tế bào

và gây ra những biến chứng nặng nề

1.3.2 Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 ở Việt nam

Theo lộ tr nh đã được Chính phủ phê duyệt, t ng y 1/12/2014, xăng sinh học E5

sẽ được sản xuất để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường bộ tại 7 tỉnh, thành phố t cuối năm 2014 [9-10] T ng y 1/12/2015, xăng E5 sẽ tiêu thụ đại trà trên cả nước Tại cuộc họp về chuẩn bị điều kiện để lưu thông xăng E5 tr n cả nước, Phó Thủ tướng Hoàng Trung Hải ghi nhận những kết quả quan trọng, tích cực trong thời gian đ u thực hiện chủ trương đưa xăng sinh học vào thị trường, góp ph n giảm phụ thuộc vào nhiên liệu khoáng, bảo vệ môi trường, an ninh năng lượng quốc gia và cải thiện đời sống nông dân

Phó Thủ tướng giao các Bộ, đơn vị đ u mối triển khai tiếp tục bám sát các lộ trình trong Quyết định số 53/2012/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, đồng thời chuẩn bị

c c điều kiện c n thiết để sản xuất, phân phối xăng tr n phạm vi toàn quốc vào thời gian tới

Trong đó, Bộ Công Thương phối hợp với cơ quan li n quan đẩy mạnh công tác tuyên truyền về nhiên liệu sinh học; rà soát, ban hành các tiêu chuẩn quốc gia, các quy chuẩn kỹ thuật về nhiên liệu sinh học phù hợp với thực tế sản xuất và kinh doanh theo

lộ trình

C c địa phương phối hợp chặt chẽ với c c đơn vị đ u mối như Tập đo n D u khí, Tập đo n Xăng u, Công ty D u khí TP.HCM trong việc sản xuất, pha chế, phân phối xăng E5, chú ý việc quá tải đối với c c đ u mối pha chế v phương thức vận tải, tránh thiếu hụt xăng E5 tr n thị trường bán lẻ

Tại cuộc họp, c c đ u mối inh oanh xăng u cho biết, hiện có 3 đơn vị tổ chức sản xuất, pha chế xăng E5 với sản lượng khoảng 85.000 tấn trong 4 th ng đ u năm nay Còn tại 8 địa phương thực hiện triển hai n xăng E5 (Quảng Ngãi, Đ Nẵng, Hà Nội, TP.HCM, Hải Phòng, Bà Rịa - Vũng T u, C n Thơ v Quảng Nam), lượng xăng sinh học tiêu thụ trong 4 tháng qua đạt 87.087 tấn

Quảng Ngãi l nơi triển khai mạnh việc phối trộn, n xăng sinh học t tháng 7/2014, sớm 6 tháng so với lộ trình với h u hết các cửa hàng bán lẻ xăng đều tham gia

n xăng E5 Tại Đ Nẵng, 70% số cửa h ng có tham gia n xăng E5 Tại Bà Rịa Vũng T u, con số này là 24%, Hà Nội 20,4%, C n Thơ 16,4%, Hải Phòng 7% Một số địa phương h c đã v đang t ch cực đưa xăng E5 RON 92 v o lưu thông tr n thị trường

Khảo sát thực tế cho thấy, người ti u ùng đã ước đ u chấp nhận sử dụng xăng E5 mà không phân biệt với xăng ho ng Cũng chưa có oanh nghiệp nhận được trường hợp khiếu kiện nào về chất lượng loại xăng mới

Tuy nhiên, việc tiêu thụ xăng sinh học v n gặp một số hó hăn o hệ thống phân phối chưa được vận hành tốt, nhất là khi có biến động về gi v lượng cung c u trên thị trường Một số đại lý, tổng đại lý chưa mặn m inh oanh xăng E5 v cho rằng hao hụt cao, chi ph đ u tư, chuyển đổi, vệ sinh bồn bể, trụ ơm v lợi nhuận không cao bằng hoặc hơn n xăng ho ng RON 92 B n cạnh đó, ch nh lệch giá 330 đồng/lít mới chỉ khuyến h ch người tiêu dùng mà ít khuyến h ch đơn vị sản xuất, inh oanh xăng E5 trong giai đoạn này

Về tiêu thụ sản phẩm, nhu c u xăng u trong tương lai g n sẽ rất lớn, nhiên liêu sản xuất t d u mỏ hông đ p ứng đủ nên thị trường nhiên liệu sinh học rất thuận lợi Tuy nhiên nếu giá d u mỏ hông tăng qu cao như ự báo trong lúc giá thành sản xuất nhiên liệu sinh học lại cao v nh nước giảm d n, tiến tới loại bỏ trợ cấp giá thì khâu phân phối cũng sẽ có nhiều vấn đề phải đối mặt

Bên cạnh các giải pháp tổng thể do Chính Phủ đã đưa ra, c c nh khoa học và các nhà sản xuất kinh doanh c n tiếp tục đề xuất các giải pháp cụ thể, phù hợp với diễn biến thực tế trong tương lai Trong c c giải pháp này không nên chỉ tập trung vào việc yêu c u nh nước giảm thuế, tăng th m c c ch nh s ch ưu đãi mặc ù c c điều đó l rất

c n khi xây dựng một ngành sản xuất mới với vô số những hó hăn m n n t m c c

c ch để tạo ra những công nghệ tiên tiến, phù hợp với môi trường tự nhiên - kinh tế -

xã hội của Việt Nam, kết hợp tốt nhất giữa các nhà khoa học và các nhà quản lý - sản xuất - kinh doanh, khuýến khích các doanh nghiệp sử dụng các kết quả nghiên cứu trong nước bên cạnh việc tận dụng chuyển giao công nghệ hiện đại t nước ngo i cũng như nâng cao hiệu quả của công tác tổ chức, quản lý cả của nh nước l n doanh nghiệp

Tương lai ng nh nhiên liệu sinh học cũng như năng lượng mới, năng lượng thay thế rất sáng sủa vì hiệu quả tổng hợp của ngành này rất lớn, nên chắc chắn chúng ta sẽ đạt nhiều thành tựu xuất sắc trong thời gian tới, góp ph n xứng đ ng vào sự nghiệp đưa nước ta đi v o văn minh, hiện đại như cả nước đang vọng

Sản xuất xăng sinh học tại Việt Nam

Theo Bộ Công thương, cả nước đã có 6 nh m y sản xuất ethanol sinh học t nguyên liệu sắn lát khô có nồng độ 99,5% đạt tiêu chuẩn để pha xăng sinh học (E5) Sản phẩm của các công ty tiêu thụ trong nước khoảng 20% để phối trộn xăng E5 (được pha trộn theo tỷ lệ 5% ethanol với 95% xăng RON 92 hông ch ) v n theo hệ thống phân phối của Tập đo n D u khí và Công ty Sài gòn Petro, ph n còn lại xuất khẩu ở dạng 99,5% và 96% ethanol

Hiện nay, ngoài ba nhà máy mà tập đo n D u khí quốc gia (PVN) tham gia đ u tư gồm nhà máy sản xuất ethanol Phú Thọ (hiện đã tạm ngưng), nh m y ethanol B nh Phước và nhà máy ethanol Dung Quất, cả nước còn bốn nhà máy sản xuất ethanol

h c đang hoạt động với công suất 335 triệu l t ethanol/năm, gồm nh m y Đồng Xanh (Quảng Nam), Tùng Lâm (Đồng Nai), Đại Việt (Đắ Nông), Bioethanol Đắk Tô (Kon Tum) Tuy nhiên, việc phát triển mạng lưới phân phối xăng sinh học còn chậm, không theo kịp việc đ u tư sản xuất ethanol

Các doanh nghiệp đã đ u tư để đ p ứng chạy 100% công suất, nhưng đều trong tình trạng sản xuất c m ch ng Riêng nhà máy sản xuất ethanol (Công ty Đại Việt) có công suất thiết kế 70 triệu lít mỗi năm cũng chỉ chạy khoảng 35% công suất thiết kế Sản phẩm đ u ra tiêu thụ trong nước chỉ đạt 20% để pha trộn xăng E5 v n theo hệ thống của Tập đo n D u khí Việt Nam (PVN) và Công ty Sài Gòn Petro; 80% còn lại xuất khẩu cho c c nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Philippines ở dạng 99,5% và 96% ethanol, nhưng o chi ph xuất khẩu tăng cao n n oanh nghiệp gặp rất nhiều khó hăn

Trong hi đó, PVN cho iết, cả nước hiện có 175 cửa h ng n xăng E5 tại 34 tỉnh, thành phố chủ yếu thuộc hệ thống của tập đo n Trong số này chỉ có 30% doanh

nghiệp đ u mối inh oanh xăng u tham gia triển hai inh oanh xăng E5 với quy

mô nhỏ lẻ Tổng lượng xăng E5 o PVN cung cấp ra thị trường chỉ khoảng 22.000 m3, tương đương 1,1% công suất sản xuất của một nhà máy ethanol nếu t nh theo lượng sản phẩm E100

Theo ông Nguyễn Duy n Cường, Phó trưởng an Thương mại PVN, nhu c u tiêu thụ tại Việt Nam đối với xăng E5 còn thấp, sản lượng mỗi năm chỉ khoảng 40.000 m3

Do đó, đơn vị đang phải cân đối lại hoạt động sản xuất nhà máy, ngoài việc phục vụ thị trường trong nước, dự kiến sẽ có kế hoạch cho xuất khẩu

Theo Vụ phó Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công thương Nguyễn Phú Cường, do

hó hăn về thị trường tiêu thụ trong nước, các nhà máy phải xuất khẩu với giá thấp, hông đủ bù chi phí T đó, n đến nhiều nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học hoạt động c m ch ng với công suất khoảng 20%, thậm chí phải ng ng sản xuất và dự định rút khỏi dự n như trường hợp của Itochu (Nhật Bản)

Bên cạnh đó, ngo i lý o gi th nh sản xuất còn cao, tốc độ phát triển mạng lưới phân phối còn chậm, hông đ p ứng được tốc độ phát triển của các dự án sản xuất nhiên liệu sinh học Trong hi đó, tâm lý người tiêu dùng v n còn ít thông tin về ưu điểm của xăng E5 v v n ưu ti n lựa chọn nhiên liệu truyền thống Điều n y đã gây trở ngại nhiều cho việc tiêu thụ sản phẩm

Còn theo lý giải của các doanh nghiệp, nguy n nhân t c động đến tốc độ phát triển mạng lưới phân phối chưa xứng t m là do các công ty phải đ u tư cải tạo, bổ sung một

số thiết bị, cơ sở vật chất để phục vụ phân phối xăng E5, nhưng hông được hưởng các

ch nh s ch ưu đãi như c c ự án sản xuất

Trước thực trạng hó hăn tr n, oanh nghiệp và chuyên gia trong ngành cho rằng,

để giải i to n cân đối nguồn cung c u trong sản xuất, tiêu thụ nhiên liệu sinh học được hài hòa, Chính phủ nên có giải pháp hỗ trợ doanh nghiệp trong vấn đề xây dựng vùng nguyên liệu, mạng lưới phân phối Hỗ trợ c c chương tr nh nghi n cứu giống sắn chất lượng cao, hỗ trợ gi cho con nông ân tăng thu nhập, yên tâm sản xuất, t đó mới đảm bảo nguồn nguyên liệu để cung cấp ổn định cho các nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Với mức độ phát triển “ h nóng” xe gắn m y như hiện nay ở Việt nam thì tình trạng ô nhiễm môi trường trở nên bức xúc và khó kiểm soát Không những ảnh hưởng nghiêm trọng môi trường sống đối với con người m còn đe ọa nghiệm trọng tình hình biến đổi khí hậu đối với nước ta

Việc ng ng sử dụng xăng RON92 m chuyển sang sử dụng xăng sinh học E5 đã góp ph n đ ng ể vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường do ô tô và xe gắn máy sử dụng xăng hóa thạch ở Việt Nam gây ra

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Để có thể tiến hành thực nghiệm t nh năng inh tế kỹ thuật và các chất phát thải gây ô nhiễm môi trường, trước hết c n thiết phải nghiên cứu sơ sở lý thuyết về tính năng inh tế kỹ thuật cũng như sự hình thành các chất phát thải của xe gắn máy

Ngo i ra c c phương ph p đo về t nh năng inh tế kỹ thuật cũng như c c chất phát thải của xe gắn m y cũng được nghiên cứu để định hướng cho thực nghiệm xe gắn m y tr n ăng thử xe gắn máy

2.1 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE GẮN MÁY

Cũng giống như ô tô, đối với xe gắn máy, công suất o động cơ ph t ra được dùng

để khắc phục tất cả các công suất cản của xe trong quá trình chuyển động (xem hình

2.1), có thể được mô tả bởi phương tr nh cân ằng lực tổng quát như sau:

Trong đó Fk là lực kéo ở bánh xe chủ động; Fw là lực cản gió; Ff là lực cản lắn giữa lốp với mặt đường; Fi là lực cản dốc (lực này mang dấu trừ (-) khi xe đi xuống dốc); Fj là

lực quán tính chuyển động tính tiến (lực này trong phương trình (2.1) có dấu cọng (+)

khi xe chuyển động tăng tốc; ngược lại có dấu trừ (-) khi xe chuyển động giảm tốc)

Hình 2.1 Sơ đổ tổng quát lực và mô men tác dụng lên xe máy

Phương tr nh tổng quát (2.1) có thể viết lại ở dạng triển hai đối với các lực cản chuyển động như sau:

dt

dV mg kAV

/m4] (đặc trưng cho hệ số cản hông h đối với hình dáng của xe); A

là diện tích cản chính diện [m2]; m là khối lượng xe [kg] và g là gia tốc trọng trường [m/s2]; i là hệ số xét đến ảnh hưởng của khối lượng quay đến lực quá tính tịnh tiến [-]

2.1.1 Các lực cản chuyển động của xe gắn máy

Các số hạng bên phải của c c phương tr nh (2 1) cũng như (2 2) l c c th nh

ph n lực cản có thể hình thành trong quá trình chuyển động của xe Cụ thể, chúng ta

có thể nghiên cứu sâu hơn các yếu tố cấu thành các lực cản chuyển động của xe như sau:

2.1.1.1 Lực cản không khí F w :

Lực cản không khí (hay còn gọi là lực cản gió) của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào kết

cấu về hình dáng của xe, đặc điểm môi trường không khí, và có thể được x c định bằng:

kiểu dáng và chất lượng bề mặt của thân xe) như sau [1], [13-14]:

2

ρC

Lực cản lăn của lốp xe với mặt đường có thể được x c định theo công thức tổng

qu t như sau [13-14]:

V C V B

Trong đó: