Chuyên đề 17 Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe ô tô trên đường khi đã điều chỉnh kết cấu

Ngoài ra, vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ tầng ôzôn đang là vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu.Vì vậy, nghiên cứu thay thế nguồn nhiên liệu gốc khoáng đang ngày càng cạn ki

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

thuộc Đề tài: “Nghiên cứu khả năng tương thích của động cơ nổ thế hệ cũ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn

5%”, mã số ĐT.06.11/NLSH

thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,

tầm nhìn đến năm 2025

Sản phẩm 5.3: Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến

độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe ô tô trên đường khi đã điều chỉnh kết cấu

Chuyên đề số: 17

Cơ quan chủ trì

Hà Nội, tháng 9 năm 2012

MỤC LỤC

1.1.2 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733S 8

4.4 Đánh giá phát thải HC của 6 xe theo chu trình thử tiêu chuẩn ECE

15-05 trước và sau khi chạy trên đường

32

4.5 Đánh giá phát thải CO của 6 xe theo chu trình thử tiêu chuẩn ECE

15-05 trước và sau khi chạy trên đường

33

4.6 Đánh giá phát thải NOx của 6 xe theo chu trình thử tiêu chuẩn ECE

15-05 trước và sau khi chạy trên đường

34

4.7 Đánh giá phát thải CO2 của 6 xe theo chu trình thử tiêu chuẩn ECE

15-05 trước và sau khi chạy trên đường

Lời nói đầu

Năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng có một vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế đối với một quốc gia An ninh năng lượng có ảnh hưởng lớn đến

an ninh kinh tế và an ninh Quốc gia Ngoài ra, vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ tầng ôzôn đang là vấn đề cấp thiết mang tính toàn cầu.Vì vậy, nghiên cứu thay thế nguồn nhiên liệu gốc khoáng đang ngày càng cạn kiệt bằng các nguồn nhiên liệu khác có khả năng tái tạo là mối quan tâm hàng đầu của toàn nhân loại.Trong đó, việc

sử dụng nhiên liệu với nguồn gốc sinh học là một trong các hướng nghiên cứu trọng điểm ở nhiều quốc gia

Ở Việt nam, hiện nay nhiên liệu xăng và diesel đều phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu với tổng nhu cầu khoảng hơn 8,5 triệu tấn vào năm 2005 Theo đà phát triển của nền kinh tế đất nước cùng với quá trình hội nhập, nhu cầu sử dụng nhiên liệu sẽ tăng trưởng với tốc độ lớn, dự báo đến năm 2020 tổng nhu cầu trong nước đạt gần 20 triệu tấn/năm

Thấy rõ tầm quan trọng của việc nghiên cứu thay thế nguồn nguyên liệu gốc khoáng, từ những năm 1990 các nhà khoa học trong nước đã tiến hành nghiên cứu sử dụng các nguồn nhiên liệu sạch khác nhau như khí ga, ethanol và este dầu thực vật thay thế nhiên liệu gốc khoáng Xu hướng nghiên cứu này ngày càng phát triển cho đến nay Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của xăng pha cồn

đến vật liệu, tính năng, phát thải và tuổi thọ của động cơ Chuyên đề “Đánh giá ảnh

hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe ô tô trên đường khi đã điều chỉnh kết cấu” trình bày phương pháp, quy trình cũng như kết quả

thử nghiệm động cơ xăng trên xe ôtô với nhiên liệu xăng ethanol E10 (hỗn hợp gồm 10% ethanol E100 và 90% xăng)

Các thử nghiệm này nhằm hướng tới đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu ethanol tới tính năng kỹ thuật, kinh tế cũng như mức độ phát thải độc hại của động cơ xe ôtô Ngoài ra, thử nghiệm còn hướng tới việc đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng nhiên liệu E10 đến mức độ mòn của các chi tiết chuyển động, lọc nhiên liệu và đường ống cấp nhiên liệu cũng như dầu bôi trơn của động cơ

Nhìn chung, kết quả thử nghiệm cho thấy tác động tích cực của việc sử dụng nhiên liệu sinh học E10 so với khi sử dụng nhiên liệu xăng truyền thống Trong khi ảnh hưởng của việc sử dụng nhiên liệu E10 đến động cơ sau quãng đường 20.000km của

xe chạy ngoài hiện trường khá tương đồng với khi động cơ vận hành với nhiên liệu xăng truyền thống

Chuyên đề 17: Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh học E10 đến độ bền và tuổi thọ của động cơ xăng xe ô tô trên đường khi đã điều chỉnh kết cấu

1 Thiết bị thử nghiệm

1.1 Phòng thử ô tô

1.1.1 Băng thử Chassis Dynamometer CD48”

1.1.1.1 Thông tin chung

Phòng thử ô tô bao gồm băng thử động lực học (Chassis Dynamometer CD48”),

hệ thống lấy mẫu và phân tích khí thải, các thiết bị phụ trợ

Băng thử động lực học (Chassis Dynamometer CD48”) do hãng AVL Zollner chế tạo có chức năng để thử và kiểm tra ôtô trong phòng thí nghiệm giúp cho quá trình nghiên cứu về ôtô nói chung và động cơ nói riêng được dễ dàng hơn đồng thời có thể thực hiện một số chức năng mà khó hoặc không thể thực hiện trên đường thực

Thiết bị chính của băng là một động cơ điện xoay chiều đặt ở giữa hai con lăn Thiết kế này cho phép thu nhỏ kích thước của băng thử và cách bố trí các thiết bị liên quan từ trên xuống một cách dễ dàng đồng thời nó cũng thuận lợi cho quá trình bảo dưỡng sau này

Hình 1.1 Phòng thử ô tô của PTN Động cơ đốt trong - ĐHBK Hà Nội

Để tránh hiện tượng trễ do ma sát sinh ra ở ổ trục thì ổ trục này được quay với tốc

độ chậm thông qua một động cơ điện xoay chiều Hai ổ trục được điều khiển quay cùng chiều nhau để loại trừ sự tổn thất do ma sát Việc lắp các ổ trục này không gây tổn thất cho băng thử Chassis Dynamometer CD48”

Băng thử Chassis Dynamometer 48” được có thể mô phỏng khối lượng của xe trong phạm vi từ 454 kg tới 5448 kg Quán tính cơ sở của các con lăn là 1678 kg Các thông số cơ bản của băng thử:

- Tốc độ lớn nhất: 200 km/h

- Phạm vi mô phỏng quán tính: 454 kg  5448 kg

- Dung sai tốc độ đo: 0…2 km/h <0,1 % ; 2…200 km/h <0,01%

- Dung sai của giá trị lực kéo đo: 0,1% giá trị lớn nhất của dải đo

- Độ chính xác của phép đo khoảng cách: 1m

- Độ chính xác của phép đo thời gian: 10 ms

- Nhiệt độ môi trường trong buồng thử: 5 40 0C

- Độ ẩm tương đối lớn nhất của không khí trong buồng thử <75 %

Băng thử Chassis Dynamometer 48” có các chức năng chính sau đây:

- Xác định tốc độ của xe

- Xác định lực tại bề mặt con lăn

- Xác định gia tốc và công suất của xe

- Kiểm tra đồng hồ tốc độ và đồng hồ đo quãng đường xe chạy

Ngoài các chức năng trên, băng thử Chassis Dynamometer CD48” cùng với hệ thống lấy mẫu và phân tích thành phần khí xả tạo thành hệ thống thử nghiệm khí xả công nhận kiểu theo tiêu chuẩn EURO II

1.1.1.2 Cơ sở lý thuyết các phép đo chính

a Phép đo tốc độ

Tốc độ của băng thử được xác định thông qua bộ cảm biến tốc độ kiểu quang học

Bộ cảm biến được gắn ở đầu trục của con lăn vì vậy nó có thể đo trực tiếp tốc độ của con lăn Từ tốc độ con lăn n đo được có thể tính được vận tốc của xe v

Đĩa mã hoá 1 được gắn cứng với trục con lăn 4 vì vậy khi trục con lăn quay sẽ làm cho đĩa 1 quay cùng với tốc độ con lăn

Khi vị trí đèn LED 2, lỗ trên đĩa 1 và tranzitor quang 3 thằng hàng khi đó tranzitor nhận được ánh sáng do đèn 2 phát ra sẽ làm thông mạnh điện, lúc đó điện áp cung cấp cho mạch là 5V

Khi vị trí của đèn 2, lỗ trên đĩa 1 và tranzitor không thẳng hàng thì tranzitor 3 không nhận được ánh sáng do 2 cung cấp do đó tranzitor quang 3 bị khoá nên điện áp cung cấp của mạch là 0 V

Hình 1.2 Cấu tạo của cảm biến tốc độ

1 : Đĩa mã hoá 2 : Nguồn sáng (đèn LED) 3: Tranzitor quang

Đo đĩa 1 quay liên tục nên tín hiệu ở đầu ra có dạng xung chữ nhật :

Hình 1.3 Tín hiệu xung đầu ra của cảm biến tốc độ

Tín hiệu xung ở đầu ra được đưa đến máy đếm xung đồng thời liên kết với cơ cấu đếm thời gian sẽ xác định được tốc độ của con lăn

x

* t

y

n Trong đó : n : Tốc độ của con lăn

y : Số xung đếm được ở máy đếm xung

t : Thời gian đo (s)

x : Số rãnh trên đĩa mã hoá 1

b Phép đo lực

Đo lực trên bề mặt con lăn dựa trên nguyên lý phanh điện xoay chiều

Một động cơ điện xoay chiều được đặt trên hai gối trục sao cho stator luôn tự do,

do vậy stator có thể quay tương đối so với rotor

Khi con lăn quay quanh trục kéo theo trục rotor quay theo Nhờ tác dụng tương hỗ của từ trường giữa rotor và stator sẽ làm stator của động cơ điện quay theo Khi stator dịch chuyển thông qua cụm cân tải (loadcell) sẽ xác định được giá trị lực kéo

Trong đó:

FKéo: Lực kéo tại bề mặt con lăn

FW: Lực đo tại bộ cân tải

r: Chiều dài cánh tay đòn

R: Bán kính con lăn

c Phép đo gia tốc và công suất

Công suất của xe theo công thức sau :

P = FKéo.v Tốc độ của con lăn v (m/s) được xác định từ bộ cảm biến tốc độ và bán kính con lăn

Lực kéo tại bề mặt con lăn FKéo được xác định được nhờ bộ cân tải (loadcell)

Gia tốc của xe được xác định trên cơ sở định nghĩa:

a = t

v



 (m/s2)

12

3

4

Hình 1.5 Cơ sở xác định lực kéo

Căn cứ vào các điểm đo liên tiếp trong các lần đo ta có thể xác định được độ chênh lệnh vận tốc v trong khoảng thời gian t

1.1.2 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu AVL Fuel Balance 733S

Fuel Balance 733S dùng cảm biến đo lưu lượng nhiên liệu tiêu thụ cung cấp cho động cơ bằng cách cân lượng nhiên liệu trong bình chứa (đo theo kiểu khối lượng) Fuel Balance 733S dùng cảm biến đo lưu lượng đÓ xác định lượng tiêu thụ nhiên liệu Yêu cầu cảm biến phản ứng với tốc độ nhanh và độ nhạy cao

Bắt đầu quá trình đo nhiên liệu được cấp đầy vào thùng đo 6 Lúc này lực tì lên cảm biến lưu lượng là lớn nhất Van điện từ 12 đóng lại ngăn không cho dòng nhiên liệu vào thùng đo trong khi đường cấp vào động cơ vẫn mở Đồng thời với quá trình

đó bộ phận đếm thời gian hoạt động Khi nhiên liệu trong thùng chảy hết đồng nghĩa với lực tỳ lên cảm biến lưu lượng bằng 0 tức là quá trình đo đã kết thúc Dựa vào các kết quả thu thập được ECU sẽ tính ra lượng nhiên liệu tiêu thụ của động cơ

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống 733S

1 Nhiên liệu cấp vào thùng đo; 2 Nhiên liệu tới động cơ; 3 Nhiên liệu hồi từ động cơ; 4 Ống thông hơi; 5 Các ống nối mềm; 6 Thùng đo; 7 Thanh cân; 8 Lò xo lá; 9 Cân bì; 10

Cảm biến lưu lượng; 11 Thiết bị giảm chấn; 12 Van điện từ đường nạp

Thiết bị này cho hiển thị liên tục kết quả đo trên màn hình và in bất cứ lúc nào người dùng muốn

1.2.1 Nguyên lý xác định thành phần CO, CO2

Thành phần CO và CO2 được xác định bằng phương pháp phân tích hồng ngoại Khi chiếu tia hồng ngoại qua hỗn hợp khí, tia hồng ngoại sẽ bị CO và CO2 trong khí thải hấp thụ và yếu đi Trong đó thành phần CO hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng

là 4,7 m còn thành phần CO2 hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng là 4,3 m Thông qua mức độ suy giảm của tia đo được sẽ xác định hàm lượng CO và CO2 trong khí thải

1.2.2 Nguyên lý xác định thành phần HC

Thành phần HC được xác định bằng phương pháp ion hóa ngọn lửa Nguyên lý như sau: khí thải mẫu được phun vào ngọn lửa hydro, các phân tử HC sẽ cháy và bị ion hóa Cường độ dòng ion được xác định tỷ lệ với thành phần HC trong mẫu thử

1.2.3 Nguyên lý xác định thành phần NOx

Thiết bị hoạt động dựa vào hiện tượng khí quang hoá để xác định hàm lượng NO,

NOx Thực chất phương pháp này là đo cường độ ánh sáng do các phần tử NO2 hoạt tính sinh ra NO2 hoạt tính được tạo ra trong buồng phản ứng qua phản ứng sau:

NO + O3 = NO2* + O2 Không khí được đưa vào một đường và được cho qua một bộ tạo ôzôn, O2 trong không khí được tạo thành O3 nhờ tia lửa điện và được đưa đến buồng phản ứng

Để đo lượng NO có trong khí xả, người ta đưa trực tiếp khí thải vào phản ứng Trong buồng phản ứng có O3 vì vậy một phần NO có trong khí xả mẫu sẽ phản ứng với O3 và tạo ra NO2*, NO2 hoạt tính tồn tại không lâu trong điều kiện bình thường vì vậy nó sẽ tự động về NO2 không hoạt tính bằng cách phóng đi một phần năng lượng dưới dạng tia sáng Người ta đo cường độ tia sáng thu được và dựa vào đó để xác định lượng NO phản ứng Từ lượng NO phản ứng người ta có thể tính ra lượng NO có trong khí thải mẫu

Để đo lượng NOx có trong khí thải mẫu, người ta cho tất cả khí thải mẫu phải đi qua một bộ chuyển đổi từ NO2 thành NO Phần lớn NO2 được chuyển đổi thành NO, sau đó tất cả khí thải đã qua chuyển đổi được đưa tới buồng phản ứng Tương tự như là với NO, trong buồng phản ứng một lượng NO có trong khí thải sẽ phản ứng với O3 và tạo thành NO2 hoạt tính NO2 hoạt tính (NO2 năng lượng cao) sẽ tự chuyển về mức năng lượng thấp và phát ra ánh sáng, từ đó người ta tính ra lượng NOx có trong khí thải

2 Đối tượng thử nghiệm

Sử dụng 6 xe ôtô chạy xăng đang hoạt động ngoài hiện trường và được bảo dưỡng

trước khi thử nghiệm để đảm bảo sự làm việc ổn định trong quá trình thử nghiệm, bao gồm:

- Xe số 1 với hệ thống cung cấp nhiên liệu chế hòa khí sẽ thử nghiệm nhiên liệu RON92

- Xe số 2 với hệ thống cung cấp nhiên liệu chế hòa khí sẽ thử nghiệm nhiên liệu E10

- Xe số 3 với hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử sẽ thử nghiệm nhiên liệu RON92

- Xe số 4 với hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử sẽ thử nghiệm nhiên liệu E10

- Xe số 5 với hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử sẽ thử nghiệm nhiên liệu RON92

- Xe số 6 với hệ thống cung cấp nhiên liệu phun xăng điện tử sẽ thử nghiệm nhiên liệu E10

3 Phương pháp thử nghiệm

3.1 Yêu cầu thử nghiệm

Băng thử được hiệu chẩn định kỳ theo quy định của nhà sản xuất

Thiết bị đo khí thải được hiệu chẩn trước mỗi thử nghiệm

Các xe trước khi thử nghiệm đều chạy khoảng 1 giờ trên băng thử để kiểm tra độ

an toàn của xe trên băng, tính ổn định của hệ thống cung cấp nhiên liệu và sấy nóng động cơ đến nhiệt độ làm việc ổn định

3.2 Thử nghiệm ở chế độ tốc độ ổn định

Thử nghiệm hiện trường với 2 loại nhiên liệu trên các xe đã lựa chọn Quá trình thử nghiệm đánh giá công suất, mômen, suất tiêu thụ nhiên liệu và áp suất nén của động cơ trước và sau khi xe chạy được quãng đường là 10.000 km và 20.000 km Các thông số được đo tại các tốc độ ổn định, 100% tải và ở các tay số 3, 4 và 5 của cả 6 xe ôtô

3.3 Đo khí thải

Các thành phần khí thải CO, CO2, NOx, HC được đánh giá theo chu trình thử nghiệm châu Âu ECE 15-05 tại thời điểm trước khi chạy hiện trường và kết thúc chạy hiện trường của cả 6 xe ôtô

3.4 Phân tích dầu bôi trơn

Dầu bôi trơn được sử dụng cho động cơ sẽ bị suy giảm chất lượng theo thời gian hoạt động của động cơ Mức độ suy giảm chất lượng dầu bôi trơn cho động cơ phụ

thuộc vào các yếu tố: loại dầu được lựa chọn sử dụng, nhiên liệu sử dụng, điều kiện vận hành của động cơ Các yếu tố này làm các chức năng: bôi trơn, làm mát, làm kín

và làm sạch bên trong

Trong số các yếu tố đánh giá chất lượng của nhiên liệu cho động cơ ô tô, thì phương pháp phân tích sự suy giảm chất lượng dầu bôi trơn trong quá trình hoạt động của động cơ cũng là một phương pháp hữu hiệu góp phần đánh giá chất lượng của nhiên liệu thử nghiệm được toàn diện hơn

Các thông số quan trọng trong phân tích dầu bôi trơn đã qua sử dụng bao gồm:

- Độ nhớt động học ở 1000C

- Nhiệt độ chớp cháy cốc hở

- Trị số kiềm tổng (TBN)

- Hàm lượng cặn không tan

- Hàm lượng kim loại (Cu, Fe, Pb)

3.4.1 Độ nhớt động học (ASTM D445 – 06) [1,3,]

Độ nhớt của dầu động cơ đặc biệt quan trọng ở nhiều khía cạnh, độ nhớt ảnh hưởng đến độ kín khít, tổn hao công do ma sát, khả năng chống mài mòn, khả năng tạo cặn Do vậy, độ nhớt của dầu tác động chính đến lượng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết kiệm dầu và hoạt động chung của cả động cơ

Độ nhớt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến sự quá trình khởi động và tốc độ của trục khuỷu Độ nhớt quá cao gây ra sức cản lớn khi nhiệt độ xung quanh thấp, làm giảm tốc

độ trục khuỷu và như vậy làm tăng lượng tiêu hao nhiên liệu kể cả sau khi động cơ đã khởi động Độ nhớt quá thấp sẽ chóng mài mòn các chi tiết và tăng lượng tiêu hao dầu bôi trơn Như vậy, đối với mỗi loại động cơ như động cơ ôtô điều cơ bản đầu tiên là phải dùng dầu có độ nhớt thích hợp với từng điều kiện vận hành cụ thể

Thông thường các phương tiện tải trọng nặng, tốc độ thấp thì sử dụng dầu có độ nhớt cao và ngược lại những phương tiện tải trọng nhẹ tốc độ cao thì dùng dầu có độ nhớt thấp Độ nhớt là một chỉ tiêu quan trọng trong việc theo dõi dầu trong quá trình

sử dụng Nếu độ nhớt dầu tăng nhanh đó là biểu hiện của hiện tượng dầu bị ôxy hóa Tuy nhiên, việc tăng độ nhớt do có mặt các polime trong phụ gia Nguyên nhân tăng

độ nhớt của dầu có 2 khả năng:

- Nhiệt độ làm việc quá cao làm tăng khả năng dầu bị ôxy hoá khi có xúc tác kim loại đặc biệt là kim loại đồng

- Nhiệt độ cao làm bay hơi các thành phần nhẹ trong dầu động cơ

Nếu độ nhớt của dầu giảm có thể do nhiên liệu hay tạp chất khác lẫn vào dầu, ngoài

ra có thể do sự phân huỷ cơ học của các phụ gia tăng chỉ số độ nhớt trong dầu bốn

mùa Tuy nhiên, quá trình ôxy hoá có khả năng làm tăng hoặc giảm độ nhớt nhưng chủ yếu là tăng, do đó làm tăng khả năng làm đặc của chúng nhất là ở nhiệt độ cao Nhiệt

độ cao cũng có thể gây ra sự tổn thất do bay hơi các cấu tử nhẹ, làm dầu đặc thêm do nồng độ các thành phần nhớt hơn trong dầu tăng lên

Dầu động cơ nào cũng phải chịu những thay đổi gây ra do các yếu tố hoạt động của động cơ Các nguyên nhân chủ yếu làm thay đổi độ nhớt của dầu bao gồm:

Nguyên nhân sự thay đổi độ nhớt Tác động đến độ nhớt

Quá trình ôxy hoá các thành phần dầu gốc Tăng

Đối với các động cơ xăng thì độ nhớt của dầu bôi trơn ở 40 0 C, 100 0 C giảm 30% hoặc tăng 25% so với dầu mới thì phải thay dầu [1,7,8,9]

3.4.2 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở (ASTM D 92 – 05) [2,4]

Điểm chớp cháy của dầu được định nghĩa là nhiệt độ thấp nhất tại áp suất khí quyển 101,3kPa, mẫu được nung nóng đến bốc hơi và bắt lửa trong những điều kiện đặc biệt của phép thử Mẫu sẽ chớp cháy khi có một ngọn lửa lan truyền tức thì khắp

bề mặt của mẫu dầu Do vậy, điểm bắt cháy của dầu là nhiệt độ mà tại đó lượng hơi thoát ra từ bề mặt của dầu đủ để bốc cháy khi có ngọn lửa đưa vào

Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó mẫu tiếp tục cháy được trong 5 giây thì gọi là điểm bắt lửa Phương pháp thử này sử dụng để phát hiện sự nhiễm bẩn của dầu bôi trơn bởi những lượng nhỏ của các hợp chất dễ bay hơi như nhiên liệu lọt xuống dầu động cơ Điểm chớp cháy cao hơn giá trị ban đầu là do có sự pha trộn dầu có độ nhớt cao hơn

Đối với người sử dụng, trong những trường hợp nhất định, việc xác định điểm chớp cháy của dầu là cần thiết, khi cần làm việc ở nhiệt độ cao mà lại sử dụng dầu có điểm chớp cháy thấp, nghĩa là dầu dễ bay hơi thì sẽ có sự tiêu hao dầu lớn

Thực tế đối với dầu đã sử dụng ta thấy điểm chớp cháy của chúng rất gần với điểm chớp cháy của dầu mới Sự giảm đáng kể của giá trị này cho thấy dầu có bị trộn lẫn với nhiên liệu hoặc với các chất có điểm chớp cháy thấp

Với các xe thử nghiệm thì khi nhiệt độ chớp cháy giảm xuống 1700C thì phải thay

dầu mới

3.4.3 Trị số kiểm tổng (TBN) (ASTM D2896 – 06) [2,5]

Độ kiềm trong dầu bôi trơn được biểu thị bằng trị số kiểm tổng (TBN), cho biết lượng axit clohydric hay Pecloric, được quy chuyển sang lượng KOH tương đương (tính bằng miligam) cần thiết để trung hoà hết các hợp chất mang tính kiềm có mặt trong 1 gam mẫu dầu

Rất nhiều loại phụ gia đang được sử dụng cho dầu động cơ, có chứa các hợp chất kiềm, nhằm trung hoà các sản phẩm axit của quá trình cháy Lượng tiêu tốn các thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ của dầu động cơ

Các phụ gia chứa kim loại (Ca, Mg) là các tác nhân quan trọng có tính tẩy rửa, bao gồm:

có thể ngưng tụ trên xylanh, xéc măng, piston và cũng tiếp xúc quá trình polime hoá các sản phẩm trung gian của phản ứng cháy tạo thành keo và bùn

Trong thực tế dầu sử dụng cho động cơ tốc độ trung bình và tốc độ cao giới hạn

cho phép sử dụng giá trị TBN là [1,7,8,9]:

3.4.4 Hàm lượng cặn không tan (ASTM D893 – 05) [6]

Cặn không tan trong pentan gồm có các chất bẩn, mạt kim loại do mài mòn, sạn cát, muội nhiên liệu và các sản phẩm ôxy hóa của nhiên liệu và dầu nhờn, chúng được gọi dưới các tên cặn nhựa không tan Hiệu số giữa cặn không tan trong pentan và cặn không tan trong toluen là thước đo về mức độ ôxy hóa của dầu trong quá trình sử dụng Với dầu động cơ có độ phân tán cao, thì lượng cặn không tan có thể lên đến 3-4

% vẫn chấp nhận được

3.4.5 Mài mòn kim loại

Xác định các kim loại trong dầu đã sử dụng bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử (ASTM D 4628 – 05)

Là lượng kim loại bị mài mòn trong dầu được tính bằng phần trăm thể tích hay ppm Việc phân tích các kim loại trong dầu đã sử dụng là rất cần thiết, giúp cho việc khẳng định hàm lượng phụ gia và nhận ra các hệ thống thiết bị mài mòn và xác định

độ nhiễm bẩn Kỹ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử cho phép xác định các vết kim loại ở mức vài phần triệu, cho phép xác định nhanh và chính xác những kim loại riêng

lẻ Kỹ thuật này kết hợp với phương pháp xác định hạt mài mòn Ferrograph sẽ là phương tiện tốt và có hiệu quả trong việc xác định các hạt kim loại trong dầu

Theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, một số kim loại chủ yếu trong

dầu đã sử dụng có hàm lượng cho phép là [1,7,8,9]:

4 Kết quả thử nghiệm

4.1 Đánh giá công suất, mômen của 6 xe ôtô trước và sau khi chạy trên đường

Hình 4.1 Diễn biến công suất của xe số 1 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.2 Diễn biến mômen của xe số 1 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Kết quả trên hình 4.1 và hình 4.2 thể hiện công suất và mômen của xe số 1 ở các tay số 3, 4 và 5 khi chạy ở tốc độ ổn định, 100% tải Kết quả cho thấy khi động cơ sử dụng chế hòa khí chạy bền với nhiên liệu xăng RON92 thì công suất và mômen đều giảm sau 10.00 0km và 20.000 km chạy hiện trường, trong đó công suất trung bình trên toàn dải tốc độ và ở các tay số giảm 2,74% sau 10.000 km và giảm 5,19% sau

20.000 km

Hình 4.3 Diễn biến công suất của xe số 2 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.4 Diễn biến mômen của xe số 2 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.3 và hình 4.4 thể hiện diễn biến công suất và mômen của xe số 2 ở các tốc

độ ổn định, 100% tải và với các tay số 3, 4 và 5 Kết quả cho thấy, công suất và mômen của xe đều giảm khi chạy hiện trường 10.000 km và 20.000 km với nhiên liệu E10 Trong đó, công suất trung bình trên toàn dải tốc độ và ở các tay số giảm 2,81% sau 10.000 km và giảm 5,31% sau 20.000 km

Qua kết quả thử nghiệm đối với hai xe số 1 và số 2 sử dụng chế hòa khí cho thấy

xe sử dụng E10 có công suất giảm nhiều hơn xe sử dụng xăng RON92 Sau 20.000 km thì xe sử dụng E10 (giảm 5,31%) giảm nhiều hơn xe sử dụng xăng RON92 (giảm 5,19%), tuy nhiên sự chênh lệch không đáng kể chỉ là 0,12%

Hình 4.5 Diễn biến công suất của xe số 3 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.6 Diễn biến mômen của xe số 3 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.7 Diễn biến công suất của xe số 4 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.8 Diễn biến mômen của xe số 4 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.9 Diễn biến công suất của xe số 5 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.10 Diễn biến mômen của xe số 5 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.11 Diễn biến công suất của xe số 6 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Hình 4.12 Diễn biến mômen của xe số 6 theo tốc độ ở các tay số 3,4 và 5

Kết quả trên các hình từ 4.5 đến 4.12 thể hiện kết quả diễn biến công suất và mômen của xe phun xăng điện tử khi sử dụng nhiên liệu xăng RON92 và nhiên liệu E10 ở các chế độ tốc độ ổn định, 100% tải với các tay số 3, 4 và 5 tương ứng Kết quả thể hiện công suất và mômen của xe đều giảm sau 10.000 km và 20.000 km chạy hiện trường Cụ thể: công suất trung bình của xe số 3 sử dụng nhiên liệu xăng RON92 giảm 2,65% sau 10.000 km và giảm 4,99% sau 20.000 km, công suất trung bình của xe số 4

sử dụng nhiên liệu E10 giảm 2,98% sau 10.000 km và giảm 5,58% sau 20.000 km, công suất trung bình của xe số 5 sử dụng nhiên liệu xăng RON92 giảm 2,63% sau 10.000 km và giảm 5,02% sau 20.000 km, công suất trung bình của xe số 6 sử dụng nhiên liệu E10 giảm 2,82% sau 10.000 km và giảm 5,39% sau 20.000 km