Đề cương ôn tập nhiên liệu dầu mỡ

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP PHẦN NHIÊN LIỆU, DẦU MỠ Câu 1: thành phần hóa học và tính chất hóa lý của xăng và disel? Xăng. TPHH: Xăng thương phẩm là hh đk phối trộn từ mso nguồn nhau, vs mso phụ gia nhằm đb ychđ của đcơ trong những đk vận hành thực tế và trong đk vận chuyển, tồn chứa và bảo quản khác nhau. TPHH. HC có số ntu C4C10 và mso ít HC nặng như C(11,12,13), một hàm lượng nhỏ hợp chất phi HC như S, N2, oxy, mặc dù trong tp của dầu mỏ ban đầu không có các hợp chất không no như oolefin nhưng trong qt chế biến đã xảy ra quá trình cắt mạch hình thành nên các hợp chất không no này. Thành phần HC. +Parafin(Cn H2n+2): tồn tại dưới 2 dạng: mạch thẳng(nparafin) và mạch nhánh(isoparafin), với các iso paraffin thì mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl. +Olefin(Cn H2n) đk tạo thành từ các quá trình chuyển hóa, đặc biệt là quá trình cracking, giảm bớt, cốc hóa… +Naphten(Cn H2n) là các HC mạch vòng no, các vòng này thường 5. 6 cạnh có thể nhánh hoặc không nhánh, nhánh thường ngắn chủ yếu là gốc metyl (CH3) +Aromatic(HC thơm) thường chiếm hàm lượng nhỏ. Thành phần phi HC: gồm các hợp chất của O2, N2,S trong đó hchat của S đk quan tâm nhất vì tính ăn mòn và ô nhiễm mt,hàm lượng S phụ thuộc vào nguồn gốc của dầu thô có chứa ít hay nhiều S và hiệu quả quá trình xử lý loại bỏ S Tính chất lý hóa của Xăng: 1, áp suất hơi bão hòa(X); là áp suất hơi đo đk trong bình chịu áp suất tiêu chuẩn ở nhiệt độ 37,8 tính theo kPa, psi…. Áp suất hơi bão hòa đặc trưng cho khả năng bay hơi của xăng, X lớn thì độ bay hơi càng cao, dễ tạo nút hơi trong động cơ, X thấp ảnh hưởng tới tính khởi động của đco.trong dkien VN X quy định khoảng 4375 kPa. 2, độ hóa hơi. Là sự chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi, Xăng là hh của nhiều loại HC nên không có nhiệt độ sôi cố định mà nằm trong dải từ 20220, thường đk đánh giá bằng nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi tương ứng với % thể tích trưng cất và nhiệt độ sôi cuối, Chỉ số vận hành DI: định lượng ảnh hưởng của thành phần cất: DI=1,5(T10) + 3(T50) + T90 DI cho phép thay đổi trong khoảng 455704, thường có gtri khoảng 612 ảnh hưởng của thành phần cất tới động cơ. + ảnh hưởng tới khả năng khởi động. Xăng cần có độ bay hơi nhất định để đc có thể kđ được ở nhiệt độ thấp. các giá trị nhiệt độ sôi càng thấp, đco càng dễ kđ, tuy nhiên nếu thấp quá sẽ gây tổn thất nhiên liệu và ô nhiễm mt. + Ảnh hưởng tới khả năng tăng tốc: khi tăng tốc đco cần cung cấp lượng nhiên liệu nhiều hơn, NL có nhiệt độ sôi thấp sẽ bay hơi tốt tạo dkien tốt cho quá trình cháy. Tuy nhiên nhiệt độ này quá thấp dễ hình thành các nút hơi trong đường dẫn nhiên liệu. ngược lại nhiên liệu có nhiệt độ sôi cao thì quá trình hóa hơi không tốt, dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn tạo ra nhiều chất độc hại trong khói thải gây ô nhiễm mt. + Ảnh hưởng đến khả năng cháy hết: nếu nhiệt độ sôi cuối và nhiệt độ sôi 90%, 95% lớn quá thì quá trình cháy sẽ không hoàn toàn, NL không cháy hết bị phân hủy trong điều kiện nhiệt độ cao làm tăng nồng độ chất độc hại trọng khí thải hoặc tồn tại đọng bám trên thành xylanh làm loãng màng dầu bôi trơn gây mồn và làm bẩn dầu bôi trơn. 3, Tính chống kích nổ: đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu xăng, xác định bằng %V của iso Octan C8 H18 trong hỗn hợp iso Octan C8 H18 và heptan C7H16 khi có cùng khả năng chống kích nổ trong điều kiện thử nghiệm chuẩn. trị số Octan càng lớn, tính chống kích nổ càng lớn. thử nghiệm trị số Octan được tiến hành trên động cơ CFR. D=82,55mm, hành trình piston=114,30mm, V=661m3, tỷ số nén=418

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP PHẦN NHIÊN LIỆU, DẦU MỠ

Câu 1: thành phần hóa học và tính chất hóa lý của xăng và disel?

Xăng TPHH: Xăng thương phẩm là hh đk phối trộn từ mso nguồn # nhau, vs mso phụ gia

nhằm đb ychđ của đcơ trong những đk vận hành thực tế và trong đk vận chuyển, tồn chứa và bảo quản khác nhau.

- TPHH HC có số ntu C4-C10 và mso ít HC nặng như C(11,12,13), một hàm lượng nhỏ hợp chất phi HC như S, N 2 , oxy, mặc dù trong tp của dầu mỏ ban đầu không có các hợp chất không no như oolefin nhưng trong qt chế biến đã xảy ra quá trình cắt mạch hình thành nên các hợp chất không no này.

- Thành phần HC

+Parafin(C n H 2n+2 ): tồn tại dưới 2 dạng: mạch thẳng(n-parafin) và mạch nhánh(iso-parafin), với các iso paraffin thì mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl.

+Olefin(C n H 2n ) đk tạo thành từ các quá trình chuyển hóa, đặc biệt là quá trình cracking, giảm bớt, cốc hóa…

+Naphten(C n H 2n ) là các HC mạch vòng no, các vòng này thường 5 6 cạnh có thể nhánh hoặc không nhánh, nhánh thường ngắn chủ yếu là gốc metyl (-CH 3 )

+Aromatic(HC thơm) thường chiếm hàm lượng nhỏ.

- Thành phần phi HC: gồm các hợp chất của O2, N2,S trong đó hchat của S đk quan tâm nhất vì tính ăn mòn và ô nhiễm mt,hàm lượng S phụ thuộc vào nguồn gốc của dầu thô có chứa ít hay nhiều S và hiệu quả quá trình xử lý loại bỏ S

Tính chất lý hóa của Xăng:

1, áp suất hơi bão hòa(X); là áp suất hơi đo đk trong bình chịu áp suất tiêu chuẩn ở nhiệt độ 37,8 tính theo kPa, psi….

Áp suất hơi bão hòa đặc trưng cho khả năng bay hơi của xăng, X lớn thì độ bay hơi càng cao,

dễ tạo nút hơi trong động cơ, X thấp ảnh hưởng tới tính khởi động của đco.trong dkien VN X quy định khoảng 43-75 kPa.

2, độ hóa hơi Là sự chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi, Xăng là hh của nhiều loại

HC nên không có nhiệt độ sôi cố định mà nằm trong dải từ 20-220, thường đk đánh giá bằng nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi tương ứng với % thể tích trưng cất và nhiệt độ sôi cuối,

Chỉ số vận hành DI: định lượng ảnh hưởng của thành phần cất: DI=1,5(T 10 ) + 3(T 50 ) + T 90

DI cho phép thay đổi trong khoảng 455-704, thường có gtri khoảng 612

ảnh hưởng của thành phần cất tới động cơ

+ ảnh hưởng tới khả năng khởi động Xăng cần có độ bay hơi nhất định để đc có thể kđ được

ở nhiệt độ thấp các giá trị nhiệt độ sôi càng thấp, đco càng dễ kđ, tuy nhiên nếu thấp quá sẽ gây tổn thất nhiên liệu và ô nhiễm mt.

+ Ảnh hưởng tới khả năng tăng tốc: khi tăng tốc đco cần cung cấp lượng nhiên liệu nhiều hơn, NL có nhiệt độ sôi thấp sẽ bay hơi tốt tạo dkien tốt cho quá trình cháy Tuy nhiên nhiệt độ này quá thấp dễ hình thành các nút hơi trong đường dẫn nhiên liệu ngược lại nhiên liệu có nhiệt độ sôi cao thì quá trình hóa hơi không tốt, dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn tạo

ra nhiều chất độc hại trong khói thải gây ô nhiễm mt.

+ Ảnh hưởng đến khả năng cháy hết: nếu nhiệt độ sôi cuối và nhiệt độ sôi 90%, 95% lớn quá thì quá trình cháy sẽ không hoàn toàn, NL không cháy hết bị phân hủy trong điều kiện nhiệt

độ cao làm tăng nồng độ chất độc hại trọng khí thải hoặc tồn tại đọng bám trên thành xylanh làm loãng màng dầu bôi trơn gây mồn và làm bẩn dầu bôi trơn.

3, Tính chống kích nổ: đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu xăng, xác định bằng %V của iso Octan C 8 H 18 trong hỗn hợp iso Octan C 8 H 18 và heptan C 7 H 16 khi có cùng khả năng chống kích nổ trong điều kiện thử nghiệm chuẩn trị số Octan càng lớn, tính chống kích

nổ càng lớn thử nghiệm trị số Octan được tiến hành trên động cơ CFR D=82,55mm, hành trình piston=114,30mm, V=661m 3 , tỷ số nén=4-18

Các biện pháp làm tăng chỉ số Octan:

+ Biện pháp hóa học: biến đổi cấu trúc của xăng ban đầu: FFC, ankyl hóa, isomer hóa…

+ Sử dụng phụ gia: dùng hóa chất như chì Pb(C 2 H 5 ) 4 , Pb(CH 3 ) 4 , hay hỗn hợp Pb(C 2 H 5 ) 4 , và Pb(CH 3 ) 4 , tuy nhiên phương pháp này không còn sử dụng.C 5 H 10

Phương pháp dùng các cấu tử có trị số Octan cao để pha trộn vào xăng như MBTE(Metyl tetrabutyl ete, C 5 H 10 O) EBTE, Ethanol….phương pháp này được khuyến khích dùng vì có nhiều ưu điểm về mặt bảo vệ mt.

4 nhiệt trị của xăng: -là lượng nhiên liệu khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu( hoặc 1m 3 ở đktc p=760mmHg, t=0)

- Nhiệt trị cao: là toàn bộ số nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn 1kg hay 1m 3 tiêu chuẩn nhiên liệu, có kể đến phần nhiệt lượng do hơi nc tạo ra trong sản vật cháy ngưng tụ lại thành nước nhả ra.

- nhiệt trị thấp: là toàn bộ số nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn 1kg hay 1m 3 tiêu chuẩn nhiên liệu, không kể đến phần nhiệt lượng do hơi nc tạo ra trong sản vật cháy ngưng

tụ lại thành nước nhả ra Xăng=44Mj/kg

5 nhiệt độ chớp cháy: là nđ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bay hơi tạo với không khí hỗn hợp

có thể chớp cháy khi đưa ngọn lửa tới gần, nhiệt độ chớp cháy đặc trưng cho các phần nhẹ dễ bay hơi trong NL, khi phần nhẹ càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn gây tổn hao và có khả năng gây hỗn hợp nổ trong quá trình bảo quản và vận chuyển

Vì vậy chỉ tiêu này đặc trưng cho mức độ hỏa hoạn của xăng.

6 tỷ trọng của xăng: tỷ số giữa KLR của xăng xo với KLR của nước đo được ở trong những đk nhiệt độ xđ

7 độ ổn định oxy hóa: đặc trưng cho khả năng chống lại qtrinh ô xy hóa NL, các hchat HC khi

bị ô xy hóa tạo nhựa, ảnh hưởng xấu tới qt làm việc của đco ( tắc lọc, tạo cặn trên rãnh xéc măng…)

Các hợp chất olefin kém bền làm giảm độ ổn định ô xy hóa của NL

_ yêu cầu các tạp chất trong xăng:

+ hluong S: tạo axit, giảm hiệu quả của thiết bị xử lý khí thải, quy định <0,05%

+ hluong P: làm giảm hiệu quả của thiết bị xử lý khí thải, không được có trong xăng.

+lượng axit: do các sản phẩm biến chất trong quá trình tồn chứa

+hluong nhựa: phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ cao, các phân tử ngoài H và C còn có S, O, N và thường có trọng lượng phân tử lớn

+ hl nước và các tạp chất cơ học: xhien trong quá trình tồn chứa, không được có trong xăng + hl chì: độc hại gây ô nhiễm mt quy định <0,013g/lít.

+ hl benzene: có tác dụng làm tăng trị số Octan nhưng làm trương nở gioăng cao su và khí thải độc hại.

- Các loại phụ gia trong xăng: phụ gia tăng trị số Octan…Methanol, rẻ, trị số Octan cao, độc, khả năng ô xy hóa mạnh: ethanol được sử dụng khá rộng rãi, đặc biệt ở nhưng nước nhiều mía, nhược điểm là hút ẩm nhiều.

- MTBE hút ẩm ít, ít nguy cơ cháy nổ, sd an toàn, giá thành cao và phải pha hàm lượng lớn, ngày nay đk dùng nhiều

- Phụ gia chống ô xy hóa, tẩy rửa, tăng khả năng khuếch tán, biến đổi cặn

DIESEL Là loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và xăng, sử dụng cho đco diesel, được lấy chủ yếu từ phân đoan gasoil của quá trình chưng cất dầu mỏ.

TPHH: gồm nhiều loại HC (no, chưa no và thơm) tương tự như xăng nhưng có phân tử lượng lớn và có nhiều HC no mạch thẳng cùng với một số chất vô cơ như S,N,ô xy…., thành phần hóa học có thể chia thành 2 nhóm chính

+Nhóm hchat HC: họ paraffin_có đặc điểm: hầu hết là cấu trúc mạch thẳng, rất ít ccaus trúc nhánh đồng phân, nếu có chủ yếu là gốc metyl, bắt đầu có những HC n-parafinic có nhiệt độ kết tinh cao( cuối phân đoạn gasoil) như: C16 có nhiệt độ kết tinh ở 18,1 C20_36,7 khi những paraffin kết tinh tạo ra một bộ khung phân tử, những HC khác còn lại ở dạng lỏng sẽ nằm trong đó,nếu các n-parafin rắn này có nhiều, NL sẽ mất tính linh động và có thể đông đặc ở nhiệt độ thấp.

Họ Naphten và Aromatic: gồm những loại có cấu trúc 1 vòng có nhiều nhánh phụ đính xung quanh, các hchat 2 hoặc 3 vòng, các hchat có cấu trúc hỗn hợp giữa vòng naphten và

aromatic Tỷ lệ tương đối của các thành phần paraffin, naphten và aromatic quyết định đặc tính của nl diesel Ngoài ra, nl diesel còn chứa một lượng đáng ể các hchat không no như olefin, dien…các hchat không no này đến từ các quá trình chế biến sâu như FFC, giảm nhớt

+Nhóm hchat phi HC: hợp chất của S_tồn tại ở dạng sufua, disunfua và lưa huỳnh trong các

mạch dị vòng Trong số này, các sunfua vòng no (dị vòng) là loại có chủ yếu hợp chất của ô xy_các hchat chứa ô xy dưới dạng axit, chủ yếu là axit naphtenic Ngoài ra, các hchat chứa ô

xy trong phân đoạn gasoil còn có phenol và đồng đẳng của chúng như cresol, dimetyl phenol

Hợp chất của nito_có ít, có thể nằm dưới dạng các Quinolin và đồng đẳng, hoặc các hchat

chứa nito không mang tính bazo như Pirol, indol và các đồng đẳng của nó Ngoài ra cũng có mặt các chất nhựa.

Chỉ tiêu lý hóa: các tính chất quan trọng nhất của nl diesel gồm: tính tự cháy, klr, nhiệt trị, khả năng bay hơi, độ nhớt, tchat ở nhiệt độ thấp, điểm chớp cháy, đặc tính mài mòn, độ ổn định, hl S

1, tính tự cháy: đặc trưng bởi khaongr thời gian cháy trễ, thời gian cháy trễ càng ngắn tính

tự cháy càng cao, nl có tính tự cháy tốt giúp cho qt khơi động lạnh động cơ tốt hơn, qt cháy

êm hơn, giảm phát thải NOx và PM

Tính tự cháy của nl diesel tăng khi tỷ lệ ankal tăng và HC thơm giảm tính tự cháy có thể được cải thiện nhờ các chất phụ gia, thường dùng EHN, có 3 nhóm phương pháp chủ yếu đánh giá

tính tự cháy của diesel: trị số xetan, chỉ số xetan và thời gian cháy trễ: _Trị số xetan: được sd

phổ biến nhất, pp đgia trị số xetan được thien trên dco diesel có thể thay đổi tỷ số nén, trị số xetan của nl là %V của xetan trong hh so sánh gồm xetan C16H34( coi trị số xetan =100) và

C11H10(=0) khi có cùng tính tự cháy_chỉ số xetan: là giá trị tính toán dựa trên tcvl của nl diesel, do vậy dễ thực hiện, không yêu cầu thiết bị, kinh phí rẻ_thời gian cháy trễ Thời gian

cháy trễ được đo trong buồng cháy có V=constan, buồng cháy chứa khí nén có áp suất 2,137+-0,007MPa, nhiệt độ 545+-30, thời gian cháy trễ được đo từ lúc nl bắt đầu phun đến khi xuất hiện qt cháy

2 klr, tỷ trọng và nhiệt trị của nl: klr đk biểu diễn theo đơn vị g/cm 3 hoặc kg/m 3 Nl diesel thường có klr 0,85 g/cm3 Tỷ trọng của nl là tỷ số của klr của nl với klr của nước tại 60’F theo tchuan của mỹ

3 tính bay hơi: được đánh giá qua nhiệt độ trưng cất, nđtc của nl nằm trong khoảng 180-340 hoặc hơn

4 độ nhớt: rât qtrong với htccnl do hthong này cần xđ cxac lượng nl phun Độ nhớt giảm khi nhiệt độ tăng, biên dạng thay đổi độ nhớt càng nhỏ càng tốt độ nhớt cao ở nđ thấp dẫn đến lượng nl phun vào xylanh giảm, kthuoc hạt nl lớn khó bay hơi, nếu độ nhớt cao quá có thể gây hỏng bơm cao áp do nhiệt sinh ra lớn khi nl tiết lưu qua khe hẹp độ nhớt thấp làm tăng rò rỉ qua khe hở cặp đôi P-X bơm cao áp, đặc biêt là ở chế độ tốc độ thấp và khi động cơ nóng, kthuoc hạt nl quá mịn không thể hòa trộn với không khí trong toàn bộ buồng cháy, nl phun vào thời gian đầu sẽ bốc cháy sớm làm phân hủy phần nl phía sau.

5 tính chất nhiệt độ thấp: các thông số đánh giá:

+ điểm đục: là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó các tp ankan có phân tử lượng lớn và nước lẫn trong nl bắt đầu kết tinh tạo thành các tinh thể nhỏ, tính lưu động của nl chưa mất hẳn

nhưng có thể gây tắc bình lọc và ống dẫn nl.

+điểm kết tủa hay đông đặc: là nhiệt độ thấp nhất mà các tinh thể kết tủa lại, là nhiệt độ tại

đó nl vẫn giữ đk tchat cảu chất lỏng nl chứa nhiều ankan ptu lượng lớn điểm kết tủa càng cao, có thể hạ kết tủa bằng cách xử lý các ankan mạch dài hoặc them chất phụ gia, điểm kết tủa phải thấp hơn nđo mt ít nhất 3-5 độ Thấp hơn điểm vẩn đục vài độ, mật độ tinh thể có ảnh hưởng đáng kể đến điểm kết tủa.

+điểm tắc lọc: là nđo thấp nhất mà nl có thể chảy qua lọc tiêu chuẩn

6 điểm chớp cháy: nhỏ nhất với đco diesel ô tô khoảng 38 độ, điểm chớp cháy của diesel không ảnh hưởng nhiều đến đặc tính cháy và đặc tính động cơ.

7 tính bôi trơn: nl diesel cần có tính bôi trơn phù hợp, không lẫn tạp chất và nước có thể gây

ăn mòn và mài mòn Các pp đo tính bôi trơn của diesel:

+thử trên động cơ: chạy động cơ sau một khoảng thời gian, sau đó đo độ mòn của các ctiet, pp này đánh giá đk tất cả các hao mòn trong ddkien vận hành thực tế, tuy nhiên chi phí thử nghiệm lớn và time dài.

+thử trên bơm: bơm cao áp đk lắp trên bệ thử và dẫn động bằng động cơ điện, nl được bơm tuần hoàn sau một khoảng thời gian nhất định(500-1000h) sau đó các ctiet của bơm đk tháo

ra để kiểm tra mòn và các hư hỏng khác

+các pp sd tbi thử để xđ tính boi trơn của nl Pp high frequency reciprocating ASTM D6079 Pp iso 12156 HFRR

Nl cần có tính bôi trơn đảm bảo không gây ăn mòn các chi tiết trong ht nl Tính bôi trơn của

nl phụ thuộc gián tiếp vào hàm lượng S, nl có nhiều S có tính bôi trơn tốt mặc dù S gây mòn chi tiết

8 độ ổn định ô xy hóa: trong nl diesel có thể xhien nhua và cặn trong qt tồn chứa gây tắc lọc

và vòi phun Nguồn gốc của các chất này là từ các hchat của S N2, olefin và các axit hữa cơ qua một chuỗi các pư hh tạo ra chất không tan Mso kloai hòa tan(Cu, Fe)có thể tăng tính không ổn định của nl do đóng vai trò như chất xúc tác ô xy hóa.

Mso phụ gia, như phụ gia cải thiện trị số Xetan làm tăng tính không ổn định của nl.nl có thể tăng tính ổn định nhờ phụ gia chống ô xy hóa

9 hàm lượng lưu huỳnh, phụ thuộc vào chất lượng dầu mỏ và tphan pha trộn với nl, nl có hluong lưu huỳnh thấp thường phải sd them phụ gia tăng tính bôi trơn, S trong nl gây tác hại xấu tới động cơ._phát thải: tạo thành SO2, SO3 tạo axit va phát thải gây ô nhiễm mt,_gây mòn: ăn mòn các chi tiết trong hệ thống xả do hơi axit ngưng tụ, nhất là trong hệ thống luôn hồi khí thải._ảnh hưởng tới các thiết bị xly khí thải:khi qua các bộ xúc tác, SO2 chuyển sang

SO3 làm tăng phát thải hạt_hiệu quả của các bộ hấp thụ NOx bị giảm nhiều bởi S nên ad công nghệ nay ít_các bộ xly khí thải đều giảm hq khi nl chứa S.

Các ảnh hưởng khi sử dụng hàm lượng lưu huỳnh thấp:

+nhiệt tri nl giảm do qt xly giảm S cũng làm giảm HC thơm

+ qt xly giảm S cũng loại bỏ các chất chống ô xy hóa tự nhiên trong nhiên liệu, nếu không thay thế bằng các chất chống ô xy hóa khác sẽ dẫn tới hình thành peroxide trong qt tồn chứa làm mất tính đàn hồi của ctiet bao kín

+thiếu các chất chống ô xy hóa cùng sự có mặt của peroxide làm tăng khả năng hình thành các chuỗi phân tử dài không tan, gây tắc vòi phun.

+tính dẫn điện của nl giảm, tăng khả năng tích điện, dễ gây cháy nổ.

Câu 2: TPHH và khả năng ứng dụng của NLSH?

1. Diesel sinh học:là loại NL có tc tương đương với NL diesel tự nhiên nhưng không sx từ dầu mormaf từ dầu thực vật hay mỡ động vật, theo phương diện hóa học: diesel sinh học là

metyleste của các axit béo trong dầu hay mỡ khi được este hóa bởi methanol hoặc etanol Biodiesel thường đk sd trên động cơ dưới dạng pha trộn theo 1 tỷ lệ nào đó với Diesel truyền thống: B5, B10, B20 Các nguyên liệu phổ biến hiện nay sd sx Biodiesel gồm có: _dầu thực vật, dầu hạt hướng dương, dầu hat đậu nành, dầu cọ, dầu hạt cải dầu, dầu cây cọc rào_dầu ăn phế thải_rỉ đường, ngũ cốc, vừng, lạc, dừa, mỡ cá basa…._mỡ động vật ảnh hưởng của Biodiesel đến đco diesel:

+ảnh hưởng đến đặc tính kỹ thuật: Biodiesel có chỉ số xetan cao hơn so với diesel khoáng, khả năng cháy và bắt cháy tốt hơn Tuy nhiên nhiệt trị của Biodiesel thấp hơn nên với tỷ lệ pha trộn lớn momen giảm và suất tiêu hao nhiên liệu tăng Mức độ giảm này được bù lại một phần do mật độ Biodiesel lớn hơn diesel thường.

+ảnh hưởng đến phát thải:lượng ô xy trong nhiên liệu Biodiesel nhiều hơn, trị số xetan cao hơn giúp qt cháy tốt hơn, giảm HC, CO và PM, tuy nhiên các tính chất này cùng độ nhớt cao làm tăng NOx

_vấn đề tương thích vật liệu khi sd nl Biodiesel: sd Biodiesel trên động cơ có thể gây ram so vấn đề lquan đến tương thích vl, pha loãng dầu bôi trơn, các tbi ht phun nhiên liệu và tbi xly khí thải Cu và Zn bị ăn mòn khi txuc với Biodiesel, các mẫu thép bị ảnh hưởng

_tình hình sd Biodiesel trên thế giới:ở châu âu theo chỉ thị 2003/30/EC của EU theo đó từ ngày 31.12.2005 ít nhất 2% và cho đén 31.12.2010 ít nhất là 5,75% các nl dùng cho các ptien phải có nguồn gốc tái tạo tại Áo một phần của chỉ thị của EU đã đk thực hiện sớm hơn và từ ngày 1.11.2005 chỉ còn có dầu diesel với 5% có nguồn gốc sinh học(B5) là đk phép bán Tại Australia đã sd B20 và B50 vào tháng 2 năm 2005 Tại Mỹ năm 2005 đã sd B20 Tại Thái Lan trong năm 2006 sd B5 Tại VN, đề án ptrien nlsh đến năm 2015, tầm nhìn 2025 đã đk CP phê duyệt ngày 20.11.2007

2. NL cồn ethanol và xăng sinh học

+Cồn ethanol có công thức hh CH 3 -CH 2 -OH, chế tạo từ nguồn xenluloza, ngũ cốc và các loại thực vật giàu đường bằng pp lên men Tính chất của Cồn ethanol: trị số Ocatn cao tới

110(RON), khả năng chống kích nổ tốt, có thể tăng tỷ số nén nâng cao hiệu suất động cơ, có chứa ô xy nên lượng kk cần để đốt chấy htoan 1kg Cồn ethanol là 9(kgkk/kgnl), bay hơi ở nhiệt độ khá thấp, nhiệt ẩn cao hơn xăng nên khi Cồn ethanol bay hơi sẽ làm lạnh khí nạp, tăng hệ số nạp, nhiệt trị thấp khoảng 26,4 (Mj/kg), tỷ số H/C cao, có tính háo nước, tan vô hạn trong nước và trong nhiều chất khác, có chứa axit axetic gây ăn mòn các chi tiết kim loại _xăng sinh học: xăng thông thường được pha trộn với ethanol theo một tỷ lệ nhất định:

E5,E10(không cần thay đổi kết cấu động cơ) F20, E85(cần hiệu chỉnh, thay đổi kết cấu động cơ)

3. NL khí hóa lỏng(LPG): là hỗn hợp HC nhẹ, ở thể khí, tồn tại trong thiên nhiên ở các giếng dầu hoặc giếng khí và có thể sx ở các nhà máy lọc dầu, tphan chính của LPG là propan(C3H8) và butan(C4H10) với tỷ lệ thay đổi tùy từng vùng, LPG được tồn chứa ở dạng lỏng với p= 6-8bar,

sử dụng trên động cơ phải lắp đặt them hệ thống cung cấp LPG.

4. NL khí thiên nhiên (NG) Thành phần chủ yếu là CH4 lấy từ các mỏ khí có ở nhiều vùng trên thế giới, có thể sd trên động cơ xăng đang lưu hành mà không cần thay đổi kết cấu, tuy nhiên với đco diesel thì cần phải có 1so thay đổi cần thiết, nhược điểm lớn là tiêu hao nhiều nl và khó khăn trong qt tồn chứa, chứa ở dạng khí p=200bar ở nhiệt độ mt trong bình thép, chứa dạng lỏng p=6-8bar, t=-161, tốn nl nên ít dùng Có nhiệt độ chớp cháy cao hơn xăng và diesel nên an toàn hơn, nhẹ hơn không khí nên sẽ bay lên cao, dễ phân tán khi bị rò rỉ gây nguy cơ cháy nổ, nhiệt trị khối lượng cao

5. NL khí hidro: là loại NL có nhiều ưu điểm lớn, đồng thời có nhiều nhược điểm lớn, hầu như không gây phát thải độc hại(NL mặt trời và nước), hiệu suất sd cao, qt sx cần rất nhiều NL do

đó chi phí rất đắt, tồn chứa khó khăn, khi rò rỉ dễ gây cháy nổ, nhiệt trị klg lớn( 120Mj/kg), nhiệt trị thể tích nhỏ, chế tạo bằng pp điện phân, steam reforming, khí hòa sinh khối hoặc NL nặng khi sd trên ô tô thường tồn chứa ở 3 dạng:_khí hidro nén: áp suất nén tới 200bar, t=20,

ở dkien này nhiệt trị nhỏ hơn xăng 20 lần_tồn chứa ở dạng hybrid: hydro được hấp thụ bởi VLKL, khi sd cần gia nhiệt để tách hydro_hydro lỏng: t=-253, p=5bar, cần năng lượng lớn để làm lạnh, bình chứa yêu cầu đk cách nhiệt tốt có thể sd cho ĐCĐT hoặc pin nhiên liệu, khi sd cho ĐCĐT chỉ phát thải NOx, lượng nhỏ HC, CO từ dầu bôi trơn Khi sd cho pin nhiên liệu không phát thải độc hại, khí thải là nước.

Câu 3: đặc điểm và nguyên lý của các pp bôi trơn

1. Bôi trơn thủy động: khi dầu cđ từ khoảng rộng vào khoảng hẹp của khe hở, do khả năng lưu động của dầu kém(độ nhớt) nên dầu bị nén lại trong khe hẹp và sinh ra áp suất, 2 bề mặt txuc được phân cách và hình thành 1 nêm dầu, hay nói cách khác, giữa chúng xhien một lớp dầu bôi trơn-trạng thái bôi trơn ướt qt hình thành nêm dầu trong ổ trục………

Lực msat không phụ thuộc vào loại vật liệu chế tạo các vật ma sát cũng như vào tình trạng bề mặt, tổn thất do ma sát sẽ phụ thuộc và tăng theo độ nhớt của dầu, tốc độ trượt của các bề

mặt với nhau, diện tích tiếp xúc giữa các bề mặt trượt, nhiệt sinh ra ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu làm ảnh hưởng đến tổn thất công do ma sát.

Các yếu tố ảnh hưởng ahuong đến sự hình thành lớp màng dầu bôi trơn thủy động

+độ nhớt dầu bôi trơn: đây là yếu tố qtrong nhất, nếu X quá nhỏ, tức là dầu quá loãng, sẽ không thể tạo ra một nêm dầu mong muốn, không thể tạo ra áp suất đủ lớn để tách các bề mặt chuyển động, X càng lớn sẽ quấn theo trục khi quay đi vào khe hẹp nhiều hơn, làm tăng

áp suất của nêm dầu và lớp dầu có khả năng chịu tải cao, nhưng nếu độ nhớt quá cao, độ đặc của dầu có thể cản trở chuyển động tương đối giữa các bề mặt, độ nhớt của chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng, do vậy một ổ trục được bôi trơn tốt ở nhiệt độ nào đó có thể sẽ trở nên làm việc không tốt khi nhiệt độ tăng lên quá cao.

+kết cấu và chất lượng của bề mặt tiếp xúc: trạng thái của các bề mặt bôi trơn phải thuận lợi cho nêm dầu hình thành, cần phải có khe hở hợp lý giữa các bề mặt.

+lượng dầu cung cấp: dầu phải cc đầy đủ, chế độ bôi trơn không hình thành nếu thiếu dầu +tải tác dụng: ở bất cứ nhiệt độ nào, tải trọng tăng sẽ làm giảm chiều dày lớp màng dầu, tải tăng quá mức sẽ làm tăng ma sát và có thể phá hủy lớp màng dầu dẫn đến gây mài mòn +tốc độ chuyển động tương đối giữa các bề mặt: các bề mặt ma sát có khuynh hướng sẽ txuc nhau lúc khởi động hoặc tắt máy, ở nhiết độ không đổi, tốc độ trượt càng lớn, dầu được đưa vào khe hẹp càng nhanh và càng nhiều, áp suất của nêm dầu càng lớn, do đó lớp dầu càng dầy.

Các kết luận cơ bản rút ra từ lý thuyết bôi trơn thủy động:

+trong trường hợp ma sát ướt, nếu độ nhớt của dầu tăng, tốc độ trượt của các chi tiết ma sát

và bề mặt tiếp xúc tăng thì lượng tổn thất công suất do ma sát sẽ tăng., độ nhớt của dầu tăng

và tải trọng lên các chi tiết giảm thì độ bền bôi trơn lỏng tăng, các chi tiết chuyển đông nhanh thì cần dầu có độ nhớt nhỏ và ngược lại, khe hở giữa các chi tiết càng lớn thì dầu cần có độ nhớt càng cao

2. Bôi trơn giới hạn:tồn tại lớp mỏng chất bôi trơn có chiều dày cỡ phân tử tới 0,1μm giữa hai

bề mặt msat, bôi trơn giới hạn là trạng thái chuyển tiếp từ bôi trơn ma sát ướt sang btms khô, msgh xhien khi:_asuat tác dụng lên các chi tiết cao(tải nặng)_tốc độ dịch chuyển giữa các

bề mặt thay đổi, tốc độ dịch chuyển chậm_nhiệt độ các bề mặt cao

Đặc điểm của lớp BTGH là:_rất mỏng, nằm trong vùng của lực tác động phân tử của bề mặt KL_bám chắc trên bề mặt như là gắn kết với KL và không chảy được_nếu bị phá vỡ sẽ dẫn tới msat khô

Tác dụng bôi trơn của lớp btgh là rất thấp, ở chế độ btgh chiều dày màng dầu không có ý nghĩa quan trọng, msat giữa hai bề mặt phụ thuộc vào thuộc tính bm và của chất

btron._thuộc tính bm qtrong là độ nhám, độ cứng, độ đàn hồi, ứng suất trượt,hệ số dẫn nhiệt,

độ thấm ướt đối với chất bôi trơn_thuộc tính chất bôi trơn quan trọng là khả năng phân tử của chất bôi trơn(hoặc phụ gia) bám dính vào bm txuc cứng btgh thực hiện được nhờ phụ

gia trong dầu, phụ gia tạo ra 1 lớp ptu”có thể trượt cắt” mà nhờ đó ngăn các bề mặt KL txuc trực tiếp với nhau.

3. Bôi trơn nửa ướt: btnu là trạng thái bôi trơn khi lớp dầu giữa các bmms bị phá vỡ 1 phần, không có khả năng tạo ra nêm dầu, tại những chỗ bị phá vỡ xhien msgh hoặc ms khô tùy thuộc vào độ bền của lớp dầu phân giới có giữ chắc được bmkl hay không và phụ thuộc vào khả năng phục hồi của lớp dầu btgh của dầu khi lớp đó bị phá vỡ, các ptu dầu càng đk giữ chắc trên bmkl thì càng có kn be bmkl không bị phá hủy vì msat khô Tải trọng tác dụng cho màng dầu chịu 1 phần và do các đỉnh lồi ở bmms chịu 1 phần, do sự gồ ghề của bm, dttx thực

tế nhỏ hơn nhiều so với dttx biểu kiến lực ms được sinh ra một phần do sự trượt cắt của màng dầu bôi trơn, phần # do sự txuc của các đỉnh lồi, do vậy hso ms sẽ cao hơn trong btron thủy động btnu thường xảy ra trong các trường hợp sau:_khởi động máy_khi ngừng

máy_chuyển động khứ hồi_tốc độ và tải trọng thay dổi đột ngột_nhiệt độ tăng cao_áp suất cao_dầu không đủ độ nhớt_lượng dầu bt không đủ.

4. Bôi trơn thủy động đàn hồi( BTTDDH): xuất hiện trong dkien các bmtx đang có trạng thái bttđ và đột ngột chịu tải rất nặng, chất btron bị kéo vào khu vực txuc, chiu áp suất rất cao do sức ép của tải trọng lớn áp suất tăng rất cao và gây 2 hiệu ứng._làm tăng đột ngột độ nhớt, tăng khả năng mang tải của dầu bt_làm biến dạng bm mang tải, tải trọng tác động lên một khu vực rộng hơn Biến dạng bm chỉ xra tức thời(đàn hồi), tuy nhiên nếu biến dạng quá lớn sẽ gây mòn rỗ các bm Dầu nhớt cần có phụ gia tạo áp để bảo vệ cho các bm trong dkien này Nếu tải trọng quá cao, lớp màng dầu btdhdh trở nên rất mỏng, không duy trì đk trạng thái phân cách bm, dẫn đến chế độ btgh.

Câu 4: đặc điểm hđ của ĐCĐT và các cơ cấu cần bt.

Nhiệt độ, áp suất hoạt động tác động lên các chi tiết lớn, nhiều chi tiết có tốc độ dịch chuyển thay đổi theo thời gian, tốc độ max lớn, sản phẩm cháy có thể xâm nhập htbt, tạo cặn, gây ăn mòn, làm biến chất dầu, chịu ảnh hưởng của mt như nhiệt độ, bụi bẩn…thời gian sd kéo dài Câu 5: dầu bôi trơn:

1. Chức năng: _bôi trơn: làm giảm ms giữa các ct, giảm mài mòn, giảm tổn hao cs, đây là cn chủ yếu_làm mát: do làm giảm ms nên giảm nhiệt sinh ra khi 2 bm ms vào nhau, dầu mang nhiệt

từ bmms ra ngoài_làm sạch bmms:rửa các chất bẩn ra khỏi ctiet cần bôi trơn Dầu bt đco có chứa các chất phụ gia có tác dụng giữ các hạt chất bẩn lơ lửng trong dầu và phân tán các chất bẩn ở dạng hòa tan trong dầu nhờ đó ngăn chất bẩn tụ lại rồi lắng trên các bm cần btron_làm kín: làm kín khe hở p-x-x_bảo vệ chống ăn mòn: be bmkl = cách kiềm chế/ngăn cản mọi hư hỏng có thể gây ra do nước, axit hoặc những tác nhân có hại khác

Có 2 cơ chế bảo vệ chống ăn mòn: _phủ lên bm và tạo ra 1 rào cản vật lý chống lại các tác nhân tấn công_các chất ức chế có trong thành phần của dầu bôi trơn phản ứng và trung hòa các hóa chất gây ăn mòn.

Giảm chấn: là một lớp đệm tiêu hao một phần tải trọng tdung lên bmct

Yêu cầu:_độ nhớt phải đáp ứng yêu cầu bt,không quá cao hoặc quá thấp_có chất phụ gia chống ô xy hóa_có chất phụ gia chống ăn mòn và mài mòn_có chất phụ gai tẩy rửa, phụ gia phân tán_không được lẫn nước, chất ăn mòn

Tính chất lý hóa:

1. Tính chất bôi trơn: độ nhớt_là tính chất qtrong và cơ bản của dầu bt, về bản chất, độ nhớt là

số đo của lực ma sát giữa các phân tử chất lỏng khi chúng dịch chuyển đối với nhau, do vậy chịu ảnh hưởng của cấu trúc phân tử độ nhớt động lực học được xđ bằng us trượt chia cho tỷ suất trượt(Pa.s) độ nhớt động học là độ nhớt động lực học chia cho tỷ trọng của chất bôi trơn(m2/s) độ nhớt thay đổi thep nhiệt độ, thường đo ở 40 và 100

Các phương pháp đo độ nhớt:_Cold Cranking Simulator đo độ nhớt động lực học_dùng nhớt

kế mao quản đo độ nhớt động học(phổ biến nhất)_đo nhiệt độ bơm tới hạn bằng nhớt kế Mini-Rotory

Ý nghĩa sd của độ nhớt:_độ nhớt là tc qtrong nhất của dầu bt_khi chọn độ nhớt của dầu phải tính đến những điều kiện có lquan đến những đặc điểm cấu tạo cũng như dk sd của đco_khi đk

bt đã được đảm bảo thì việc chọn độ nhớt thấp hay cao có mso điều lợi và hại sau: càng thấp đco làm việc càng tkiem, trời lạnh cần dùng dầu có độ nhớt thấp, dầu có độ nhớt thấp làm mát tốt hơn, dầu độ nhớt cao tiêu hao ít hơn, tải cao thì nhớt cao.

2. Sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ: chỉ số độ nhớt_là thông số dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ, dầu có độ nhớt thay đổi nhiều khi nhiệt độ thay đổi được coi là có chỉ số độ nhớt thấp, dầu có độ nhớt cao là dầu ít thay đổi độ nhớt khi nhiệt độ thay đổi có thể nâng cao chỉ số độ nhớt của dầu khoáng bằng cách bổ sung chất cải thiện chỉ số độ nhớt, kết hợp công ngệ lọc dầu hện đại, cho phép tạo ra các dầu đco đa cấp.

3. Tính chất nhiệt độ thấp:_nhiệt độ nhỏ giọt, điểm đông đặc, điểm chảy: khi máy móc hđ trong

nt lạnh, dầu phải duy trì đk khả năng linh động trong điều kiện nhiệt độ thấp nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu vẫn chảy được gọi là nhiệt độ nhỏ giọt/điểm nhỏ giọt nhiệt độ nhỏ giọt của dầu đọng cơ phụ thuộc vào dầu gốc_parafin nhiệt độ nhỏ giột cao_naphten thấp phụ gia điểm đông cải thiện tính linh động ở nhiệt độ thấp nhờ hạ thấp nhiệt độ đông đặc và tăng chr số độ nhớt của dầu động cơ Dầu bôi trơn cần có điểm nhỏ giọt thấp hơn ít nhất 10 độ so với nđ hoạt động thấp nhất_điểm vẩn đục: là nhiệt độ tại đó xuất hiện các tinh thể paraphin đầu tiên.

4. Tính chất bắt cháy: dầu phải không có nguy cơ bát lửa trong điều kiện sd, chỉ tiêu cho thấy khả năng chống cháy của dầu là điểm chớp cháy và điểm bắt lửa._điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất của dầu mà tại áp suất khí quyển là 101,3kPa, mẫu được đun nóng đến bốc hơi, mẫu sẽ bốc cháy khi có ngọn lửa và lan truyền khắp mẫu_điểm bắt lửa: là nhiệt độ thấp nhất

mà mẫu có thể tiếp tục cháy được trong 5s_điểm chớp lửa và cháy của dầu mới phụ thuộc vào:_gốc dầu thô của dầu: dầu naphten có điểm chớp cháy và bắt lửa thấp hơn dầu paraphin cùng độ nhớt_độ nhớt của dầu: dầu có độ nhớt cao hơn thì điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn_điểm chớp cháy và bắt lửa tăng khi trọng lượng phân tử tăng_dầu khoáng nhẹ thường

có nhiệt độ chớp cháy trên 120, dầu động thường trên 200._điểm chớp cháy và điểm bắt lửa của dầu cho biết nguy cơ cháy, độ lẫn nhiên liệu hoặc dầu khác.

5. Tính chất tạo bọt: là sự tạo thành hh bọt của không khí, khí thải và hơi xăng với dầu trên bề mặt dầu, có thể gây ra mất dầu do tràn ra ngoài, ổ trục và các ctiet thiếu dầu, kể cả bơm dầu,