Thiết lập mô hình thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng và cồn sinh học E5

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 ngư

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 150C đến 2150C, 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)

 6 Hàm lượng oxy, % khối lượng, max  2,7 2,7

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

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)

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%

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%

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

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

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%

Hình 3: Hàm lượng phát thải CO

Hình 4: Hàm lượng phát thải HC

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 CO2 Khả năng gia tốc từ 0 đến 100km của xe cũng được đánh giá, kết quả với xăng

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

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 10: Màng cao su

V 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 thời gian tăng 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 gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại và cũng giảm thiểu tác động xấu đến động cơ so với xăng A92

VI KẾT LUẬN

− 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 độ CO trong khí thải giảm mạnh

− 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

+Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn E5 trên thế giới.

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 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 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 triển vượt bậc Để có được những thành công vượt bậc như vậy tất nhiên phải trải qua quá trình nghiên cứu, thực nghiệm, thực hành lâu dài và đòi hỏi nhiều thời gian và công sức Trong khuôn khổ chương trình học, chúng ta được học môn “Thí Nghiệm Động Cơ”, môn học củng cố cho chúng ta những kiến thức về

lí thuyết đã được học, giúp chúng ta biết cách thiết kế cơ bản một bài thí nghiệm, nắm được các mục cần có của một bài thí nghiệm, nắm rõ được trình tự và cách 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 của

cả nhóm 7, chúng em đã hoàn thành 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