nghiên cứu việc sử dụng xăng không pha chì tới sợ mài mòn cơ cấu phối khí của động cơ uaz-469

Trong những thập niên cuối thế kỷ trớc, các nhà khoa học đã cố gắng tìm kiếm nhiều giải pháp khác nhau nhằm loại trừ dần sự hiện diện của các chất ô nhiễm trong khôngkhí xả động cơ đốt t

Lời nói đầu

Ô nhiễm môi trờng đã và đang là mối quan tâm của toàn nhân loại Trong những thập niên cuối thế kỷ trớc, các nhà khoa học đã cố gắng tìm kiếm nhiều giải pháp khác nhau nhằm loại trừ dần sự hiện diện của các chất ô nhiễm trong khôngkhí xả động cơ đốt trong.Việc sử dụng xăng không pha chì mang lại hai lợi ích, một mặt loại bỏ chất độc chì và mặt khác, cho phép sử dụng bộ xúc tác 3 chức năng để loại trừ các chất ô nhiễm thể khí còn lại trong khí xả động cơ đánh lửa cỡng bức

Trong thời gian 3 tháng, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân cùng với sự ớng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Duy Tiến đã giúp em hoàn thành đồ án tốtnghiệp

h-Vì trình độ và thời gian có hạn bản thuyết minh này không tránh khỏi sai sót mong các thầy góp ý phê bình để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Sinh viên:

Phạm Văn Tuấn

Mục Lục

Lời nói đầu 1

Mục đích đề tài 4

Gới thiệu đặc tính kỹ thuật của xe UAZ – 469 5

ChơngI.Tính toán nhiệt động cơ uaz-469 8

I.Chọn chế độ tính toán 8

II.Các thông số của hỗn hợp khí cháy 8

III.Tính quá trình nạp 11

IV.Tính quá trình nén 14

V.Tính quá trình cháy 14

VI.Tính quá trình giãn nở .15

VII.Các thông số cơ bản của chu trình 16

VIIICân bằng nhiệt động cơ 19

I X.Dựng đồ thị công và đờng đặc tính ngoài 19

ChơngII.Những vấn đề về xăng ô tô 23

I.Định nghĩa về xăng 23

1.Thành phần hoá học của xăng 23

2.Đặc diểm của các hợp chất CácbuaHiđrô 24

3.Tính chất của xăng pha chì nhập từ Liên Xô 25

II.Giới thiệu về xăng pha chì .26

1.Phản ứng cháy của xăng pha chì trong động cơ 27

2.ý nghĩa của xăng pha chì đối với sự hoạt động của động cơ 28

3.Các chất độc hại thải ra khi sử dụng xăng pha chì và tác hại của chúng 31

4.Tại sao phải loại bỏ xăng pha chì 33

III.Tại sao phải sử dụng xăng không pha chì 35

IV.Xăng không pha chì 37

1.Phụ gia xăng không pha chì .38

V.Sử dụng xăng không pha chì ở Việt Nam .40

II.Sửa chữa láp máy và bộ truyền động xupáp 57

III Quy trình công nghệ chế tạo bệ xupáp 66

ChơngV: Kết luận 76

Tài liệu tham khảo 77

Mục đích đề tài.

Từ những năm 1990 trở về trớc động cơ xăng ở nớc ta đa số là các xe của LIÊN XÔ(cũ),Cộng hoà dân chủ Đức Tất cả các loại xe này đều sử dụng nhiên liệu là xăng pha chì

Sau 10 năm đổi mới và phát triển, kể từ khi hoà nhập với các nớc trên thếgiới tạiVệt Nam có 14 Công ty liên doanh đợc nhà nớc cấp giấy phép sản xuất

và lắp giáp tại Vệt Nam Các công ty sản xuất và nắp giáp ô tô này đã ứng dụngcác thành tựu to lớn của khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao các chỉ têu khai tháccủa ô tô nh : Tính an toàn, tiện ghi, điều khiển rễ ràng, giảm suất tiêu hao nhiênliệu, tăng công suất Và đặc biệt là giảm đợc ô nhiễm môi trờng khi các động cơthế hệ mới sử dụng xăng không pha chì

Bên cạnh các động cơ thế hệ mới sử dụng nhiên liệu xăng không pha chì thìvẫn còn các động cơ thế hệ cũ sử dụng xăng pha chì Việc các động cơ thế hệ cũ chuyển từ xăng pha chì xang dùng xăng không pha chì có ảnh hởng tới tính năng kinh tế kỹ thuật và tuổi thọ của động cơ vì vậy mục đích của đề tài là:

Nghiên cứu ảnh hởng của việc sử dụng xăng không pha chì tới sự mài mòn cơ cấu phối khí của động cơ xe UAZ-469.

*Giới thiệu tính năng kỹ thuật của xe uaz- 469 làm việc ở việt nam từ trớc đến nay.

Xe UAZ-469 là loại xe con đang đợc sử dụng rộng rãi trong cuộc sống đặc biệt là trong quân đội Xe do nhà máy U-li –a-nốp –xki sản suất

Ôtô UAZ là ô tô có công dụng đặc biệt, thiết bị điện của xe đợc che chắn, các cầu chủ động của xe có giảm tốc bánh xe, đảm bảo khoảng sáng gầm xe lớn

Là loại xe 2 cầu công thức bánh xe 4*4, có tính năng việt dã cao, thân xe vạn năng kiểu hở, cửa phía sau lật đợc, 4 cửa bên có thể tháo ra rễ ràng Ô tô dùng đểchuyên trở ngời và hàng hoá trên tất cả các loại đờng cũng nh ở nơi không có đ-ờng, ở trong mọi điều kiện khí hậu, nhiệt độ từ –400C đến 500C, ô tô có thể kéo theo rơ moóc

*Tính năng kỹ thuật –Số liệu cơ bản

xe 4*4Tải trọng hữu ích của xe Kg 2 ngời và 600 kg hoặc 7ngời và

100kg

Tiêu hao nhiên liệu kiểm tra

khi xe chạy với vận tốc

40km/h,đủ tải

Lít/

100km

10,6

Quãng đờng phanh lớn nhất

(tới khi dừng hẳn )khi xe

CHƯƠNG I: TíNH TOáN NHIệT Động cơ uaz -469

Mô men quay cực đại của động cơ :17KGm/2400(vòng/phút)

Khi tính nhiệt động cơ ta tính ở 3 tốc độ vòng quay đó là :

-nmin:Tốc độ tối thiểu mà động cơ làm việc ở chế độ toàn tải nếu, thấp hơn tốc độ này động cơ sẽ ngừng hoạt động

nmin=0.25*nhd=0.25*4000=1000(vòng /phút)-nM:Tốc độ đạt mô men xoắn cực đại ở chế độ toàn tải

nM=0.6*nhd=0.6*4000=2400(vòng /phút) -nhd:Tốc độ đạt NeMAX

II.các thông số của hỗn hợp và khí cháy.

-Vì tính nhiệt ở chế độ toàn tải nên phải chọn =0.9

-Lợng nhiệt tổn hao do thiếu oxy (vì <1).Theo lý thuyết khi =1 thì xăng cháy hoàn toàn nhng với <1 thì bao giờ cũng tổn hao một lợng nhiệt :h =14740(1- )=1474(kcal/kgđộ)

G g

0.149

5 14

16 2

2

 i

co co

G

G g

 140..65 0.041

 i

co co

G

G g

0 093

5 14

35 1

0 2

G

G g

0 717

5 14

4 10 2

 i

N N

G

G g

7.H»ng sè khÝ cña khÝ n¹p tríc lóc ch¸y:

-H»ng sè khÝ cña hçn hîp t¬i Rhht:

Rhht=gkk*Rkk+gxg*Rxg

gkk:TØ lÖ cña kh«ng khÝ trong hçn hîp

l

l g





= 0 931 5

14

5 13

21 30

=1.08510.Nhiệt dung của chất khí

a-Trớc lúc cháy :

Cvhht=gkk*Cvkk+Cvxg

Cvkk=0.165+0.000017*Tc(kcal/kg.độ)Nhiệt dung của hơi xăng

6

2

*

* 10

* 520

to=15oC:Nhiệt độ khí quyển ở nhiệt độ bình thờng

t:Nhiệt độ do các chi tiết nóng truyền cho hỗn hợp

r r

a

o r

T P

*

* )

* (

*

/ 1 ,

m m

r

a r r

P

P T T

* ) 03 1 986 0

* 7 6 (

318

* 03 1

r=

6 7 * 0 92 1 07* 1 085 * 1000 0.0605

313

* 07 1

1100

* 085 1

* 2 1 79 0

* 7 6

308

* 2 1





r= 980 oK

Ta= 364 o K3.Khối lợng nạp đợc tính cho một chu kỳ

*

*

) 5 0 (

h a ckl

T R

V P G

Gckl=594.7 (kg/ckl)-Tại nM

Gckl=616 (kg/ckl)-Tại nhd

Gckl=569 (kg/ckl)4.Hệ số nạp

t=

lt

ckl

G G

h o lt

T R

V P

836 27

* 288

000612

0

*

 (mg/ckl)-Tại nmin t=0.766

-Tại nM t=0.794-Tại nhd t=0.7335.Định mức nhiên liệu trong một chu kỳ Vh= 0.000612 (m3)

=

0

* l G

G

nl ck

Tc=Ta*n1-1 _Tại nmin Tc= 583 (oK) _Tại nM Tc= 668 (oK) _Tại nhd Tc= 708 (oK)

V.tính quá trình cháy

1.Xác định nhiệt độ cuối quá trình cháy Tz:

z vhht vspc r

ckl

G

G hu hu

*

* )

1 (

*

* ) (

r= 0.0605 Tc =668 oK

Gnlckl= 42.48(mg/ckl) Gckl=616 (mg/ckl)

 0.000024*Tz2+ 0.158 *Tz- 1034 = 0

Tz=4051oKTại nhd

r= 0.0756 Tc =708oK

Gnlckl= 39.24 (mg/ckl) Gckl=569 (mg/ckl)  0.00024*Tz2+ 0.158 *Tz- 1075 = 0

Tz=4166K

2 áp suất cuối quá trình cháy Pz:

Pz=*Pc*Tz/Tc(kg/cm2)Tại nmin: Pz=79.5 (kg/cm2) Tại nM: Pz= 76(kg/cm2) Tại nhd: Pz= 65.76(kg/cm2)

VI tính quá trình gi n nở ãn nở

1 áp suất cuối quá trình giãn nở Pb:

Pb=Pz/n2

n 2=1.2+0.03*nhd/nTại nmin

n 2=1.32

Pb= 6.455 (kg/cm2) Tại nM

n 2=1.26

Pb= 7.05 (kg/cm2)Tại nhd

n 2=1.23

Pb= 6.34(kg/cm2)2.Nhiệt độ cuối quá trình giãn nở Tb:

Tb=Tz/n2-1

Tại nmin

Tb= 2146 oK

* 1

1

1 2

,

n

P P

n

P P

Pi=* Pt-Pi

=0.92:Tổn hao do vẽ tròn đồ thị

Pi: Tổn hao nhiệt do công bơm ở động cơ không tăng áp -Tại nmin Pi=15.6 (kg/cm2)

-Tại nM Pi=15.78 (kg/cm2)-Tại nhd Pi= 13.8 (kg/cm2)c,Tính hiệu suất cơ học của động cơ

ch=1-Pch/Pi

Pch:áp suất tổn hao vì mất nhiệt do công cơ học

Pch=0.5 + 0.13*Vp (kg/cm2)Với Vp=S*n/30

Tại nmin ch=0.94Tại nM ch=0.90Tại nhd ch=0.84d,áp suất trung bình thực tế

Pe=Pi*ch

Tại nmin Pe= 14.66(kg/cm2)Tại nM Pe= 14.2(kg/cm2)Tại nhd Pe= 11.6(kg/cm2)2.Tính suất tiêu hao nhiên liệu thực tế ge

ge=gi/ch (g/ml.h)

gi:Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị

gi=270000*Po*v*103/Pi*Rhht*To*(*lo+1)Tại nmin gi= 120 (g/ml.h)

ge= 129 (g/ml.h) Tại nM gi= 115 (g/ml.h)

ge= 128 (g/ml.h)Tại n gi= 142(g/ml.h)

ge= 169 (g/ml.h)3.Mức tiêu thụ nhiên liệu trong một giờ

Gnlh=ge*Ne(g/ml)

Ne=Nemax*Pe*n/PeN*nhd

Tại nmin Nemin=23.7 (ml)

Gnlh= 3.05 (kg/h)Tại nM Nemin=55 (ml)

Gnlh= 7.04 (kg/h)Tại nhd Nemin= 75 (ml)

Gnlh= 12.67 (kg/h)4.Mô men có ích của động cơ:Me

Me=716.2*Ne/n(kg/m)Tại nmin Me=17 (kg/m)Tại nM Me= 19 (kg/m)Tại nhd Me= 13 (kg/m)5.Hiệu suất động cơ

a,Hiệu suất nhiệt

t=1-1/k-1

k:Hệ số mũ đoạn nhiệt k=0.39*+0.877

Tại nmin t=0.34Tại nm t=0.356Tại nhd t=0.32

b, Hiệu suất chỉ thị

i=632/gi*hu

Tại nmin i=0.50Tại nM i=0.52Tại nhd i=0.42

*Hiệu suất thực tế

e = i* ch =632/ge*hu

Tại nmin e=0.46Tại nM e=0.47Tại nhd e=0.35

Đờng đặc tính ngoài.

Đồ thị công.

Chơng II.những vấn đề về xăng ô tô.

n-1.Thành phần hoá học.

Dầu mỏ do nhiều nguyên tố hoá học tạo thành ,nhng trong đó chủ yếu làH,C,chúng chiếm 9599.5 %.Ngoài ra còn có hàm lợng nhỏ của N,O2,S Thànhphần chr yếu của dầu mỏ là các bon và Hidro kết hợp với nhau tạp thành hợpchất Hợp chất của C và H gọi là Cacbua Hidrô

Dầu mỏ chủ yếu gồm 3 họ Các bua hidrô.

H-C- C- C- C- C- H Mạch thẳng

H H H H H

H H H H H H- C- C- C- C- H

H H C H H- C - H

2.Đặc điểm của các hợp chất Cacbua Hiđrô

-Cácbua Parafin :Hàm lợng cácbua parafin chứa trong dầu mỏ càng nhiềuthì khi đốt cháy sẽ cho nhiệt càng nhiều Có tính ổn định tốt ,không hoà tan cao

su ,không ăn mòn thùng chứa nhiên liệu Loại Cácbua parafin có phân tử mạchthẳng chạy tốt trong động cơ diezen ,loại mạch nhánh chạy tốt trong động cơ chếhoà khí

-Cácbua Napten :Tính ổn định tốt ,nhng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao ,vơi ô

xy sẽ biến thành a xít Naptenic Nhiệt lợng cháy thấp hơn Parafin,tính chốngkích nổ của cácbua Napten nằm giữa loại Parafin mạch nhánh và mạchthẳng Hàm lợng cácbua Napten có nhiều trong dầu nhờn nếu trong phân tử cónhánh dài thì phẩm chất dầu nhờn sẽ tốt hơn

Cácbua thơm :Dầu mỏ có nhiều cácbua thơm sẽ rễ hút ẩm ,khi đốt cháy sẽ rễtạo thành buụi than Cácbua thơm có tỉ trọng lớn và vhiệt độ kết tinh cao Nhiệtlợng cháy thấp nhng chống kích nổ cao vì có nhiều thành phần benzen nên đợcdùng pha thêm vào xăng máy bay Nhiệt độ tự cháy lớn nên đốt cháy trong độngcơ chế hoà khí tốt

-Cácbua Olefin :Khả năng phản ứng hoá học rất mạnh ,rễ bị ô xy hoá vàtrùng hợp trong xăng xe hơi có nhiều các bua Olefin nên trong bảo quản nhiênliệu phải giữ gìn cẩn thận hạn chế sự biến chất

3.Tính chất của xăng xe hơi nhập từ Liên Xô.

Nhiệt độ sôi đầu không dới

Nhiệt độ sôi cuối không dới

1.5 4

35 205

1.5 4

35 195

1.5 4

35 195

Do yêu cầu đảm bảo cho động cơ phát động và làm việc đều đặn công suấtlớn ,máy lâu mòn hỏng Thì xe hơi phải có đầy đủ yếu tố sau:

Bromuaetyl C 2 H 5 Br 2

Đibrômmit êtyl C 2 H 4 Br 2

38

*Nớc chì là một thể lỏng hỗn hợp gồm tetraetyl chì Pb(C2H5)4,thuốc dẫn xuất

C2H5Br,thuốc nhuộm màu

II.Giới thiệu Xăng pha chì.

-Alkyl chì đã đợc sử dụng để pha vào xăng từ hơn 50 năm qua Đó là biệnpháp kinh tế nhất để nâng cao chỉ soó octane của xăng Alkyle chì có tác dụnglàm giảm tốc độ phản ứng oxy háo của các thành phần hữu cơ làm tăng thời giancháy trễ của hỗn hợp Chất hoạt tính có chức năng này là một trong các oxydechì (PbO,PbO2hay Pb3O4),trong đó chủ yếu là PbO ,kết quả của sự phân giải hoáhọc thành phần hữu cơ -kim loại Khi mới đa vào sử dụng ,hàm lợng chì trongxăng rất lớn (0,8g chì/lít vào năm 1920) để đạt đợc chỉ số octane nghiên cứu củaxăng RON khoảng 90 Điều này cho phép tăng tỉ số nén động cơ nên từ 2 đến 3

đơn vị so với trớc đó ,dẫn đến sự gia tăng hiệu suất động cơ khoảng 15 đến 20%

Từ năm 1935 đến 1970 ,nhiều quốc gia trên thế giới đã giảm lợng chì trongxăng còn 0,50,6 g chì /lít nhng kết hợp với viẹc nâng cao công nghệ lọc dầu đãcho phép nâng cao chỉ số octane nghiên cú RON nên 90

Chì trong khí xả động cơ tồn tại dới dạng những hạt đờng kính cực bé do đó

nó có thể theo đờng hô hấp ,theo đờng tiêu hoá (thức ăn ,thức uống )hay qua da

đẻ thâm nhập vào cơ thể con ngời Khoang 3040% lợng chì giữ lại trong cơ thể

sẽ chuyển vào máu ,gây xáo trộn việc trao đổi ion ở não chì còn có tác độngngăn cản sự tổng hợp sinh học enzyme đẻ tạo hồng cầu trong máu và tác động

đến hệ thần kinh làm chậm phát triển trí `tuệ của trẻ em Tác hại của chì đến sứckhoẻ con ngời bắt đầu đáng kể khi nồng độ của nó trong máu vợt quá giới hạn antoàn (khoảng 200250g/lít đối với trẻ em

Trong khí xả động cơ hiện nay ,ngoài chì còn có những chất độc hại dạngkhí nh CO2,NOx,HC.Đẻ thoả mãn yêu cầu mới của luật môi trờng ,trên các đôngcơ hiện đại ngời ta có lắp bộ xúc tác 3 chức năng để oxy hoá hay khử các chất ônhiẽm thể khí Tác hại của chì đối với bộ sử lý nay là phủ nên lớp hoạt tính kimloại bằng lớp kim loại trơ (chì) khi ở nhiệt độ cao hay chèn kín các lỗ xốp của bềmặt xúc tác khi ở nhiệt đọ thấp làm giảm khả nang chuyển hoá của các chất ônhiễm dẫn đến tê liệt hoàn toàn hệ thống khí xả động cơ Tuy ngời ta có thể phụchồi bộ xúc tác “nhiễm chì” nhng tính năng của nó bị giảm

Chính vì dộ tính của chì đối vớ sức khoẻ con ngời và tác hại của nó đối với

bộ xúc tác 3 chức năng xử lý khí xả mà trong những năm gần đây các nhà khoahọc đã tìm mọi giải pháp nhằm loại bỏ chì ra khỏi xăng

1.Phản ứng cháy của xăng pha chì trong động cơ

Phản ứng chuyển hoá cácbuahiđrô bị ô xy hoá sâu sắc

RCH3+O2RCH2OOH

Trong động cơ ở nhiệt độ cao thì Tetraetyl chì Pb(C2H5)4bị phân tích

Pb(C2H5)4Pb +4C2H5

Sau đó chì bị ô xy hoá tạo thành điôxít chì Pb +O2 PbO2

Chất PbO2 tham gia vào phản ứng cùng với các peoxít và phá huỷ chúngthành các chất kém hoạt động nh an đê hít và axêton

Nhờ thuốc dẫn xuất ở nhiệt độ cao phân tích thành a xít a xít này tác dụngvới a xít chì hoặc chì nguyên chất để trở thành muối ở trạng thái khí và theo khíthải ra ngoài

Quá trình diễn biến theo phản ứng sau :

2C2H5Br  2C2H4+2HBr

2HBr+PbOPbBr2+H2O

2HBr +PbPbBr2+H2

Thuốc dẫn suất C2H5Br có đặc điểm là nhiệt độ sôi thấp (3740oC).Nếu

C2H5Br bay hơi nhiều sẽ mất tác dụng hoăc để lẫn nớc sẽ bị phân huỷ thành axít : C2H5Br +H2OHBr +C2H5OH

Để phân biệt xăng pha chì và xăng không pha chì ngời ta nhuộm màu đỏ choxăng pha chì

nhất định thì kgông chờ màng lửa lan tới mà sự phân tản mãnh liệt tự bùng cháyvới nhiệt độ cao và tốc độ rất lớn 15002500m/s áp suất có thể tăng nên đến160Kg/cm2 phát sinh sóng xung kích rất mạnh và va đập đôt ngột nên thành ốnghơi ,đỉnh pit ton ,gây tiếng gõ đanh vào kim loại Hiện tợng cháy kích nổ có táchại rất lớn nó làm công suất động cơ giảm suất tiêu hao nhiên liệu tăng ,mài mònmáy thậm chí gây vỡ các chi tiết nh pitton ,chốt pittong ,gẫy vỡ vòng găng Nó

có thể làm bẩn ống hơi vì nhiên liệu cháy không hết và bị phân huỷ thành bụithan bám vào thành ống hơi nên nó làm cho pit tông và máy bị nóng nên

Nh đã phân tích ở trên chì đợc đa vào để phân huỷ các peôxít Do đó ngăncản đợc hiện tợng cháy kích nổ

*Tác dụng bôi trơn cho một số chi tiết

Chủ yếu các xe sử dụng xupáp đặt trên buồng cháy hình thang nên việc nantruyền ngọn lửa từ bugi đéen xilanh kém nên khả năng cháy kích nổ lớn ,ngời taphải pha chì vào xăng Trên các xe cũ thì các chi tiết trong động cơ xi lanh pittông ,xupap,chế tạo bằng vật liệu mềm nh gang pec lít ,thép ít các bon do vậy, độbền nhiệt của các chi tiết này kém chịu va đập kém nên ngời ta dùng xăng phachì ,để chì có trong động cơ sẽ tạo ra một lớp đệm bảo vệ cho các chi tiết chịu va

đập chịu tác động của tải trọng có chu kỳ nh ở cơ cấu đế supap và xe supap Chì

có trong xăng có tác dụng nh một loại dầu bôi trơn giữa các bề mặt chi tiếtchuyển động tơng đối với nhau

Nếu sử dụng xăng không chì, các nhà sản xuất động cơ phải cung cấp cáxupáp cứng hơn chịu đợc ăn mòn khi không có mặt của chì

Sự lu thông xăng không chì ở Châu Âu đợc kiểm soát bằng tỷ lệ ô tô có vanxupáp cứng.Lợng xăng không chì bán ra tăng đều đặn kể từ những năm 1980,mặc dù còn có sự khác biệt lớn giữa các nớc, nhng sau đó, không những lợngxăng chì bàn ra giảm liên tục mà cả nồng độ chì đặc trng trong xăng đã giảm rấtnhiều ở Châu Âu, từ 0,4g/l xuống còn 0,15g/l

Ngày nay vẫn còn một phần ô tô đang sử dụng ở Châu Âu có xupáp xả mềm Do không đợc chì bảo vệ, những xupáp này bị ăn mòn đi (thuật ngữ chuyên môn gọi

là VSR-sự lõm xupáp )

VSR ban đầu dẫn tới việc làm giảm thời gian nhàn rỗi của động cơ, dẫn tới tốn nhiên liệu hơn và sau đó làm hỏng ống xả Sau cùng,VSRcó thể dẫn tới cháy xupáp và làm hỏng động cơ

Vấn đề VSR đã đợc Shell và các công ty khác nghiên cứu kỹ lỡng khi xăng không chì đợc giới thiệu ở Mỹ và khi xăng không chì lu hành ở Châu Âu và nồng độ chì bị giảm xuống

Từ cuối năm 1980 với mong muốn giảm hoặc hạn chế chì bên cạnh việc cầnthiết tiếp tục bảo vệ thichs hợp cho rất nhiều ô tô ở Châu Âu đang sử dụng xupáp

mềm đặt ra một vấn đề phức tạp cho các nhà sản xuất động cơ, các công ty xăng dầu và các nhà cung cấp phụ gia nhiên liệu.các phụ gia thay thế hầu hết dựa trên alkai kim loại hoặc phốt pho đã đợc phát triển nhằm để ngăn cảc hoặc hạn chế VSR khi không có mặt của chì.

*Nguyên nhân có sự lồi lõm xupáp –VSR

Sự ăn mòn tạo ra hiện tợng lõm mặt đệm xupáp, đợc gọi là VSR, đợc bắt

đầu với các mối hàn cục bộ của xupáp và mặt tựa xupá Sau đó dẫn đến sự phân tích –gọi là bung ra ,, của các phần tử kim loại nhỏ trên mặt tựa

Những phần tử kim loại này có thể bị ô xy hoá và dính vào xupáp tạo dần thành các hạt ô xít kim loại cứng Tác động lặp đi lặp lại của các hạt này vào mặt tựa dẫn đến sự phá vỡ, bong ra và làm mài mòn lớp vỏ bọc mặt tựa xupáp.Các hợp chất chì đợc tạo thành từ việc đốt cháy chì chống lại hiện tợng VSR nhờ tạo thành một lớp mỏng ô xít và sulphat chì trên bề mặt của xupáp và mặt tựa xupáp

Những lớp mỏng này ngăn cản việc tiếp xúc giữa kim loại vơí kim loại lọi vì thế tại các mối hàn cục bộ tạo thành một trạng thái cân bằng giữa việc liên tụcbào mòn và đồng thời đợc làm đầy thêm từ nhiên liệu Các động cơ có tốc độ và nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ ăn mòn lớp bao phủ, do đó cần phải có hàm l-ợng chì cao hơn để chống lại quá trình VSR

Ngoài ra điều kiện hoạt động của xe cũng ảnh hởng tới VSR, nó tăng

theo:Tốc độ động cơ và tải trọng của phơng tiện

Các động cơ trong các xe đời cũ hiếm khi phải hoạt động với tốc đọ cao trong một thời gian dài và trong điều kiện phức tạp, bao gồm cả thời gian nghỉ, chạy chậm và có tải, đợc đem ra so sánh với động cơ chạy tốc độ không đổi cho thấy tốc độ bao mòn đối với động cơ chạy trong điều kiện phức tạp sẽ thấp hơn

động cơ chạy với tốc độ không đổi vì lý do sau:

-Tốc độ trung bình và nhiệt độ thấp hơn

-Có nhiều cơ hội để tạo nên các màng bảo vệ trên mặt tựa xupáp trong điềukiện hoạt động này

Các động cơ chở khách ở Châu Âu thông thờng có động cơ nhỏ hơn các ôtô

Sự bảo vệ này có thể kéo dài lên tới 20000 kmcho một số động cơ chạy trong điều kiện thông thờng Tuy nhiên nó cũng có thể ruý bớt thời gian rất nhanh với các động cơ hoạt đông với tốc độ nhanh.

*Tác dụng làm đệm cho quá trình cháy

-Các hạt chì mịn khi cháy bao quanh kín buồng cháy

3.Các chất độc hại thải ra khi sử dụng xăng pha chì và tác hại của chúng -Hydro cac bon:

Kí hiệu :CH/CnHm

Carbur hydrogene cháy không hết khí (CnHm)HC là nguồn gốc tạo thành dầu

mỏ nói chung (Crude oil) và sau giai đoạn chế biến dầu mỏ cho ra đợc xăng(gasolime) dầu cặn (diezel fuel), xăng hoá lỏng (LP gas),và nhớt (Lubi catingoil)

Đây là chất khí độc ,làm ô nhiễm môi sinh do nhiên liệu cháy không hết ,dothiếu không khí hoặc điều kiện cháy trong buồng nổ không thuận ,tốc độ cháygiảm ,hoặc là xăng bay hơi ra ngoài do kẽ hở của hệ thống nhiên liệu

Khí CO là một chất khí rất độc không màu không vị gây ra các bệnh nhức

đầu buồn nôn khó thở và chéet ngời nếu hít vào lợng quá lớn khí CO khoảng0.02mg/l không khí liên tục trong 15 phút bản chất của CO làm cản trở sựchuyên trở khí ô xyzen (O2)của hồng cầu đi nuôi các mô của cơ thể

Bất kỳ nguyên nhân nào làm giảm lợng ô xyzen cho quá trình đốt cháy nhiênliệu đều làm tăng lợng CO thoát ra ngoài

-Oxyde nitrogen:

Kí hiệu :NOx.

Có trong khí xả là do quá trình cháy nhiệt độ quá cao (thái quá )Nừu trongkhông khí có 80% khí nitrogen và 20% ô xygen đợc nung nóng tới hạn (13700C)thì chúng kết hợp với nhau tạo thành oxyde nitrogen

Trong buồng đốt NOx sinh ra tỉ lệ xăng –không khí =1(1/15)lúc này máykhoẻ nhất (công suất cực đại )nhng lại sinh ra NOx nhiều nhất .Trong khói

mù ,khí NOxcó bụi màu nâu tạo thành khí ozone gây ra mùi khó chịu ,hít vào bịsặc ,cay mắt nghẹt thở ,đau dạ dày ,lợng NOxtrong khong khí vợt quá0.005mg/lít

-SO2,SO3 Loại khí này gây tổn hại đờng sinh dục

SO2,SO3 cùng hơi nớc của sản phẩm cháy tạo ra các hơi a xít H2SO4, H2SO4

ăn mòn không chừa thứ gì trừ (pb) Lợng SO2,SO3cho phép không vợt quá0.02mg/l

-Hợp chất hữu cơ của chì và o xít chì

Chất này có trong khí thải của động cơ xăng vì ngời ta pha Tetrethyl Pb(C2H5)4 vào xăng để chống kích nổ.Ngời bị nhiễm chì nhẹ thờng có biểu hiệnrối loạn cảm xúc cà chuyển hoá gây nên các triệu chứng hầu hết là về tâm thầnhọc chúng tham gia vào các phản ứng miễn dịch học gây nên các triệu chứnglâm sàng Những nghiên cứu về động vật chỉ rằng ảnh hởng của chì đối với bàothai dờng nh lớn hơn nhiều so với giai đoạn phát triển thể chất về sau

chì-4.Tại sao phải loại bỏ xăng pha chì.

*ý nghĩa: Việc loại bỏ xăng pha chì là vì bảo vệ sức khoẻ của mọi ngời dân,

đặc biệt là trẻ em và vì sự nghiệp bảo vệ môi trờng, phù hợp với chủ trơng của

Đảng và pháp luật của Nhà nớc ta đồng thời phù hợp với su hớng hiện nay củaquốc tế

*Tác hại chung đến ngời dân:

Chì là một trong những nguy cơ gây hại cho sức khoẻ con ngời, nó tác động nên hệ thần kinh, hệ tiêu hoá (đặc biệt là thận ), hệ tuần hoàn (đặc biệt là tim )

Đặc biệt nghiêm trọng là tác hại của chì đối với trẻ nhỏ, làm tổn thơng hệ thần kinh: qua khảo sát, nghiên cứu ngời ta xác định là với một lợng chì rất nhỏ cũng

có thể gây nên sự giảm chỉ số thông minh rẫn đến việc mất khả năng học tập củatrẻ em Với hàm lợng chì 10mcrogram/decilter sẽ làm giảm 4 đơn vị chỉ số thông minh (IQ) và còn có thể dẫn đến sự chậm phát triển trí não của trẻ em Con ngời hấp thụ hàm lợng chì cao sẽ dẫn đến chết Nhiều trờng hợp ngộ độc và

Chì tự do, hoặc hợp chất chì đợc thải ra dới dạng bụi mịn ,tồn tại nơ nửng trong không khí kéo dài hàng ngày, hàng tuần và có khi còn nâu hơn nữa càng gây nên nhiều tác hại nguy hiểm, thờng xuyên cho sức khoẻ con nhời không những ở thời gian cao điểm, tắc xe mà còn cả một thời gian dài sau đó Có thể kết luận rằng, xung quanh ta-những ngời dân ở thành phố phải chịu đựng 24/24 giờ trong ngày sự tác động của bụi chì bay lơ lửng thờng xuyên trong không khí.Nguồn thải bụi chì vào môi trờng đô thị chủ yếu do các phơng tiện cơ giới đ-ờng bộ gây ra Trên 75% chì trong xăng sau khi cháy đợc thải ra ngoài và chiếm tới 95% bụi chì trong không khí đô thị Hàng năm lợng bụi chì do sử dụng xăng pha chì thải ra ở Việt Nam xấp xỉ 200 tấn trong đó Hà Nội và TP Hồ Chí Minh chiếm tới cỡ 100tấn (50%).Đó là cha kể các yếu tố khác nh mật độ,tốc độ xe, tắcngẽn giao thông gây ra chất thải chì nhiều hơn.

*Tác hại đối với ngời lao động làm việc tiếp xúc với xăng chì

Môi trờng lao động của các công nhân xăng dầu, cán bộ thờng xuyên làm việc với xăng pha chì đã bị ô nhiễm chì nặng, có nơi nồng độ chì trong môi trờnglàm việc gấp đến 50-60 lần tiêu chuẩn cho phép (Viện vệ sinh lao độngk và bệnhnghề nghiệp , Bộ y tế).Nếu nồng độ chì trong môi trờng làm việc quá 0,25mg/m2

sẽ bị ngộ độc chì và dẫn đến các bệnh thần kinh ,tiêu hoá, tuần hoàn Ngoài ra

rò, rỉ xăng chì sẽ dẫn đến chì lắng đọng trong đất, chảy vào nguồn nớc.Và nh vậy xăng chì vừa gây ô nhiễm cho môi trờng không khí vừa cho cả môi trờng n-

ớc và đất

Kết quả thử chì liệu (hàm lợng chì trong nớc tiểu)củ Viện Vệ Sinh Lao động

và bệnh Nghề nghiệp (Bộ Y Tế) cho thấy,trong số các bộ Cảnh sát giao thông làm việc ở các nút giao thông đô thị,lái xe,thanh tra giao thông,thuỷ thủ tàu biển hoặc các công nhân vận chuyển xăng chì đã đợc thử thì số ngời có chì liệu

đạt tới 80mg/l rất cao, chiếm 4,6% ngời đợc thử

*Loại đợc chì trong xăng đồng thời chúng ta cũng làm giảm đáng kể các chấtkhí thể nh HC, CO, NO vào môi trờng không khí và tiết kiệm ngân sách

Một nguyên nhân khác của việc loại bỏ chì trong xăng là do các xe hơi đời mới có lắp đặt bộ chuyênr đổi xúc tác nhằm làm giảm lợng khí thải có hại ra không khí mà chì là tác nhân làm giảm tuổi thọ của bộ chuyển đổi xúc tác này.Tại các quốc gia đã và đang hoàn thành việc chuyển đổi này, ngời ta đã thấy

rõ sự cần thiết rõ rệt hàm lợng chì trong không khí, nó đợc giảm rõ rệt ngay từ khi chơng trình giảm hàm lợng chì đợc thực hiện Nh là hệ quả của sự giảm hàm lợng chì trong khôngkhí là sẹ cải thiện về sức khoẻ, giảm đáng kể chi phí về y tế.Tại Mỹ, chính phủ đã tiết kiệm đợc 10USD cho 1USD đầu t vào việc loại chì

ra khỏi xăng

III.Tại sao phải dùng xăng không pha chì

Theo chỉ thị của thủ tớng chính phủ về việc triển khai sử dụng xăng khôngpha chỉ Việt Nam.

Để thi hành luật bảo vệ môi trờng,tại khoản 1 điều 71 của điều lệ Trật tự antoàn giao thông đờng bộ và trật tự an toàn giao thông đô thị ,, ban hành kèm theoNghị định 36/CP ngày 29 tháng 5năm 1995 cuả chính phủ quy định :Cấm luhành trên đờng phố các loại xe cơ giới sử dụng xăng pha chì, hoặc xả khói đenlàm ô nhiễm môi trờng,,

Nhằm ngăn ngừa mối nguy hại của chì đối với sức khoẻ con ngời và môi ờng, nhất là môi trờng đô thị do các phơng tiện cơ giới đờng bộ sử dụng xăngpha chì thải ra, Thủ tớng Chính phủ quyết định triển khai sử dụng xăng khôngpha chì bắt đầu từ ngày01 tháng 07 năm 2001 trên toàn nãnh thổ Việt Nam vàgiao các bộ nghành, Uỷ ban nhân đân các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ơngthực hiện một số việc sau đây:

*ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật của các phơng tiện thích ứng với từng loạixăng và các tiêu chuẩn khí xả đối với mỗi loại phơng tiện Tổ chức việc kiểmsoát, xác định các nguồn thải từ các loại phơng tiện cơ giới đờng bộ gây ra, trớchết là tại các đô thị lớn

*Chủ trì, phối hợp các bộ , nghành xây dựng phơng án loại bỏ xăng pha chì

và chuyển sang sử dụng xăng không pha chì trình Thủ Tớng Chính Phủ phêduyệt trớc ngày 31 tháng 1 năm 2001 Trong phơng án phải đa ra các giải phápkinh tế, kỹ thuật, môi trờng và xã hội trên cơ sở các thông tin và kinh nghiệmthực tế về việc loại bỏ xăng pha chì và chuyển sang sử dụng xăng không pha chì

ở một số nớc trong khu vực hoặc các nớc có tình trangj phơng tiện tơng đơng nh

ở nớc ta

*Lập phơng án nhập khẩu, phân phối xăng không pha chì trên phạm vi cả

n-ớc để đảm bảo cung ứng bình thờng xăng dầu cho ngời tiêu dùng Đăc biệt lu ýphải bảo đảm giá xăng không pha chì không đợc vợt quá giá xăng pha chì

*Phối hợp với Bộ Giao thông vận tải lập danh mục cấm nhập khẩu các loại

xe, kiểu xe dùng xăng pha chì bắt đầu từ ngày 01 tháng 01 năm2001

Bộ Khoa Học, Công nghệ và Môi trờng

*Ban hành các tiêu chuẩn về xăng không pha chì

*Lập kế hoạch và nội dung để tiến hành xác định chất lợng môi trờng trớc

và sau khi đã chuyển sang dùng xăng không pha chì

Uỷ Ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ơng:

Có trách nhiệm phối hợp chặt chẽ với các Bộ, nghành triển khai thực hiện tốtchỉ thị taị địa phơng mình

Thủ tớng chính phủ yêu cầu các bộ trởng, thủ trởng cơ quan ngang bộ, thủ ởng cơ quan thuộc Chính Phủ, Chủ tịch uỷ ban nhân dân các tỉnh, thành phố trựcthuộc trung ơng tổ chức triển khai thực hiện nhgiêm chỉnh chỉ thị này

-Mặt khác hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trờng đang đợc cả thế giới quantâm Vì nó ảnh hởng trực tiếp đến môi sinh của chúng ta Trong những thập niêncuối thế kỷ trớc ,các nhà khoa học đã cố gắng tìm kiếm nhiều giải pháp khácnhau nhằm loại trừ dần sự hiện diện của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ

đốt trong, nhất là động cơ xăng Việc động cơ xăng sử dụng nhiên liệu xăng phachì, thải ra môi trờng các chất độc hại gây cho con ngời các bệnh về thầnkinh,ung th,các bệnh về di truyền Trớc những nguy hiểm mà xăng pha chì đốivới con ngời thì việc sử dụng xăng không pha chì là hết sức cần thiết Việc sửdụng xăng không pha chì mang lại hai lợi ích ,một mặt loại bỏ chất độc chì vàmặt khác, cho phép sử dụng bộ xúc tác 3 chức năng để loại trừ các chất ô nhiễmthể khí còn lại trong khí xả động cơ đánh lửa cỡng bức

đ-sử dụng xăng không pha chì Hiện nay ,ở những nớc này ngời ta đ-sử dụng rộng rãixăng không chì Eurosuper có chỉ số octane nghiên cứu RON =95 và chỉ sốoctane MON=85 Tuy chỉ số octane của nhiên liệu đã khá cao nhng một số nớcmuốn cải thiện thêm nữa để xăng không chì có thể sử dụng trên một số chủngloại ôtô thế hệ cũ dùng xăng pha chì truyền thống có chỉ soó octane lớn vì vậyxăng Supr 98 có RON =98 MON=88 đã đợc cung ứng trên thị trờng Nhiều quốc

gia khác ở Châu á Thái Bình Dơng cũng đặc biệt u tiên nâng cao chỉ số octanexăng không pha chì nhng ngợc lại vấn đề này không phải là mối quan tâm ở Mỹ.Viêc làm tăng chỉ số octane của xăng không pha chì đòi hỏi quy trình lọcdầu phức tạp và tốn kém hơn Hiện nay ngời ta kết hợp quá trình tái tạo xăng xúctác với việc pha thêm MTBE (Mé thyl Terti Butyl Ether )vào xăng để nâng caochỉ số octane của xăng không chì Năng lợng tiêu tốn cho quá trình xản xuấtxăng không pha chì phụ thuộc vào hàm lợng MBTE pha trong xăng

Nh phần trên đã trình bày, tăng chỉ số octane của xăng sẽ tạo điều kiện làmtăng hiệu suất động cơ Tuy nhiên để đạt đợc chỉ số octane cao thì năng lợng tiêutốn cho quá trình lọc dầu cũng tăng, gây ảnh hởng đến cân bằng năng lợngchung Ngời ta thấy khi tăng chỉ số octane lên 1 đơn vị (hiệu suất động cơ có thểtăng 1%) thì năng lơngj tiêu tốn cho quá trình lọc dầu cũng tăng lên 1%.Trongthực tế, khi tỉ số nén tăng quá cao thì hiệu suất động cơ giảm do ntang tổn thất

ma sát Vì vậy cần lựa chọn một chỉ số octane tối u nhất để đảm bảo hiệu suấtchung của cả quá trình từ sản xuất đến tiêu dùng Theo kết quả nghiên cứu tínhkinh tế -kỹ thuật của xăng không pha chì đợc nhóm RUFIT (Rational Utilisation

on Fuelsain Privatc Transport)thì chỉ số octane tối u là RON=95 và MON=85.1.Phụ gia cho xăng không chì :

Ngay nay, do các yêu cầu bảo vệ môi trờng và sức khoẻ cộng đồng thì cácphụ gia chì đã đợc loại bỏ Tuy nhiên để đảm bảo cho xăng có trị số octane cao

và đạt yêu cầu là cần thiết Việc sử dụng các phụ gia tăng trị số octane cho xăngkhông chì vẫn là phơng án tốt nhất Các phụ gia chủ yếu là:

1,2-Dimethylbenzen(o-xylene)

1,4-Dimethylbenzen(p-xylene)

124 120 146

112 103 127 Loại Olefin (alkees)

1-Butene

1-Pentene

144 119

126 109 Loại

Napthenes(Cycloapkenes)

Cyclopentane

Clylohexane

141 110

141 97 Loại oxigentaes

99-104 100-106 90-98 96-104 98-105 98-103 95-104

Tuy nhiên tất cả các loại trên đều có thể sử dụng tốt để lamf phụ gia choxăng không chì Những u nhợc điểm của chúng đợc thống kê trong bảng:

RPV.Làm tăng khả năng cháynổ

tăngRPV,làm tăng khả năngcháy nổ

ra các pha phân cách

Nhiệt độ chảy mềm cao.Có hoàtan trong nớc ,làm tăng RPVcủahỗn hợp

hoà tan trong nớc không làm thay đổi RPV của nhiên liệu

Đắt ,làm tăngkhả năng bay hơicủa phân đoạn giữa Tạo ra khí

độc hại sau quá trình đốt

V.Sử dụng xăng không pha chì ở Việt Nam.