Năm 1771, chiếc ô tô đầu tiên dựa trên mô hình của xe ngựa kéo ra đời tại Pháp, đánh dấu bước ngoặt mới trong lĩnh vực giao thông vận tải. Đến năm 1897, chiếc mô tô hai bánh đầu tiên đã được hai nhà sáng chế người Pháp là Eugene và Michan Westnel chế tạo và giới thiệu. Từ đó đến nay, đã có rất nhiều hãng sản xuất, nhiều thế hệ xe máy khác nhau ra đời và chúng ta không thể phủ nhận vai trò của các sản phẩm này trong cuộc sống hàng ngày đặc biệt là đối với người dân của các quốc gia châu Á.
Trang 11 Lý do chọn đề tài:
Năm 1771, chiếc ô tô đầu tiên dựa trên mô hình của xe ngựa kéo ra đời tại Pháp, đánh dấu bước ngoặt mới trong lĩnh vực giao thông vận tải Đến năm 1897, chiếc mô tô hai bánh đầu tiên đã được hai nhà sáng chế người Pháp là Eugene và Michan Westnel chế tạo và giới thiệu Từ đó đến nay, đã
có rất nhiều hãng sản xuất, nhiều thế hệ xe máy khác nhau ra đời và chúng ta không thể phủ nhận vai trò của các sản phẩm này trong cuộc sống hàng ngày đặc biệt là đối với người dân của các quốc gia châu Á
Theo đà phát triển của khoa học kỹ thuật cũng như trước sức ép của việc nguồn dầu mỏ ngày càng cạn kiệt, tiêu chuẩn phát thải ngày càng được các quốc gia siết chặt hiện nay trên thế giới đã có những loại xe máy sau:
Xe máy dùng xăng
Xe máy dùng dầu diesel
Xe máy dùng ga LPG
Xe máy dùng pin nhiên liệu
Xe máy xăng/ga Hybrid
Xe máy dùng xăng pha cồn
Hiện nay mỗi năm cả thế giới tiêu thụ khoảng 43 triệu xe máy các loại Trong đó riêng Trung quốc là 17 triệu xe, Ấn Độ 5 triệu xe , Indonesia 5 triệu
xe, các nước Đông Nam Á khác là 6 triệu xe Riêng năm 2006 Việt nam tiêu thụ khoảng 2,2 triệu chiếc
Theo Bộ Công nghiệp, hiện nay cả nước có khoảng 18 triệu xe máy đang lưu hành và mỗi năm lại bổ sung thêm khoảng 2 triệu chiếc xe mới
Phát biểu hội thảo xây dựng quy hoạch tổng thể xe máy Việt Nam, Kenichi Ohno, Giáo sư Viện Nghiên cứu chính sách quốc gia Nhật Bản, cho biết khi lượng xe máy tại Việt Nam đạt tới con số 30 triệu xe, thị trường sẽ bão hòa Nghĩa là đạt tới con số bình quân 2,5 người thì có 1 xe máy trong khoảng 10 năm nữa
Trang 2“Lượng xe máy gia tăng nhanh chóng trên đường phố là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí nghiêm trọng ở các đô thị lớn tại châu Á, trong đó có Hà Nội và TP.HCM, đe dọa sức khỏe và chất lượng cuộc sống người dân” Đó là lời cảnh báo từ nghiên cứu “Ô nhiễm không khí tại các thành phố châu Á” do Chương trình Môi trường LHQ (UNEP) phối hợp với một số tổ chức môi trường công bố ngày 13-12-06
Chính phủ Việt nam đã làm những gì để đối phó với tình trạng này?
Trong Quyết định 249, Thủ tướng Chính phủ đã quy định từ 1/7/2007
sẽ tiến hành áp dụng mức tiêu chuẩn khí thải tương đương với tiêu chuẩn châu Âu Euro 2 với xe máy sản xuất và nhập khẩu
Dự án Xe máy sạch là một trong bốn hợp phần của Dự án Không khí sạch Việt Nam - Thụy Sĩ (giai đoạn I 2005 – 2007) do Cơ quan Hợp tác và Phát triển Thụy Sĩ phối hợp với Cục Bảo vệ môi trường Việt Nam thực hiện
Cục Đăng kiểm VN đang thử nghiệm loại xe máy thân thiện hơn với môi trường Xe có thể chuyển từ chế độ chạy xăng sang chạy gas hoặc điện và khí thải chứa ít chất độc hại hơn nhiều so với xe chạy bằng xăng hiện hành Sau khi lựa chọn công nghệ và ký kết với nhà tư vấn nước ngoài, Trung tâm kiểm định xe cơ giới sẽ bắt tay thử nghiệm trên xe máy vào cuối năm 2007 Địa bàn thử nghiệm là thành phố Hà Nội
Thành phố Đà Nẵng đã đầu tư cho các nghiên cứu ứng dụng ga và cồn trên xe gắn máy
Các tổ chức và cá nhân đã vào cuộc như thế nào?
a Bộ tiết kiệm xăng cho xe máy
Tạp chí hoạt động khoa học số 6.2006 có bài viết: Sau nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, ông Nguyễn Danh Nam, Giám đốc Cty TNHH Lon Lai (TP.HCM) đã sản xuất thành công bộ tiết kiệm xăng cho xe máy và
xe ôtô thông qua việc cải tiến 5 giải pháp: chế hòa khí, bình gió, phần điện,
Trang 3phần thoát nhiệt và tổng hợp ma sát Kết quả đạt được là: 1) Tiết kiệm đến 50% chi phí nhiên liệu hàng ngày cho xe gắn máy; 2) Động cơ được tản nhiệt nhanh, máy mát hơn; 3) Tăng thời gian sử dụng dầu bôi trơn đến 3.000 km thay vì 1.500 km như trước đây; 4) Giảm hao mòn, tăng tuổi thọ động cơ và các chi tiết máy; 5) Giảm khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường trong khi vẫn không làm ảnh hưởng đến các thông số vận hành khác và độ an toàn của
xe, không làm thay đổi cấu hình tổng thể của xe
b Xăng tự chế với giá rẻ
Theo VietNamNet 9/8/2006 8h:24 thì có bài viết: Xăng tự chế, giá dưới 8.000 đồng/lít… Một sáng chế mới?
Kỹ sư Lê Ngọc Khánh đã nghiên cứu tìm ra chất OBK (viết tắt từ Oil Reduction, Khánh) Ông đem chất này pha vào condensat - một loại phụ phẩm của ngành dầu khí, vốn có nhiều ở Việt Nam là (Nhà máy Dinh Cố -Vũng Tàu thải ra gần 1 triệu lít/ngày) có chỉ số octan thấp (60-64) – sẽ nâng được chỉ số octan của condensat lên thành 83-96, tức là tương đương chỉ số octan của xăng A83 hoặc A92 Chỉ cần pha khoảng 2% OBK-5 vào condensat thì có thế biến condensat thành một loại xăng mới tương tự như xăng A92
Theo tính toán của Kỹ sư Lê Ngọc Khánh, nếu giá 1 lít condensat là 12,2 cent (khoảng 2.000 đồng) thì giá thành để chuyển hóa condensat thành loại xăng mới, tương đương với xăng A 83 hoặc A92) chỉ vào khoảng 4.500 đồng/lít
Vào cuối năm 2005, Viện Di truyền Nông nghiệp đã ra Quyết định thành lập Hội đồng nghiệm thu gồm 17 thành viên để xét nghiệm thu đề tài
“Nghiên cứu sản xuất loại nhiên liệu mới theo công nghệ cao, dùng chạy động
cơ nổ, ô tô và xe máy thay thế 50% xăng” của Kỹ sư Lê Ngọc Khánh
c Ống xả xe máy thân thiện với môi trường
Trên trang web http://www.automation.org.vn của Hội khoa học công nghệ tự động Việt nam ngày 31-08-06 có bài viết: Ống xả xe máy thân thiện
Trang 4với môi trường là sản phẩm nằm trong đề tài nghiên cứu do tiến sĩ Nguyễn Văn Vượng, Phân viện trưởng Phân viện nguyên tố hiếm và vật liệu đất hiếm, Viện Khoa học Vật liệu làm chủ nhiệm Ông đã nghiên cứu chế tạo bộ xương gốm, bên ngoài được phủ một lớp mỏng thạch anh vừa có tác dụng cách nhiệt giữa vật liệu xúc tác và hộp đựng, vừa chống xóc, giảm rung rồi lắp lên ống
xả xe máy Bộ xương gốm có kết cấu như một "tổ ong" nhiều lỗ vuông với tổng diện tích các thành vách bên trong hàng nghìn cm2, giúp cho khí thải dễ dàng đi qua vật liệu xúc tác, đẩy nhanh quá trình ôxy hoá CO và HC, tạo khí CO2 Lượng khí thải CO và HC giảm chỉ còn 1/7 so với xe thường Ông Vượng đã chạy thử nghiệm chiếc xe lắp ống xả xe máy kiểu mới trong 5 tháng và khi tháo ra để kiểm tra vẫn nguyên vẹn Tuy nhiên, ông cho biết, tuổi thọ sản phẩm còn phụ thuộc vào người sử dụng xe và loại xe Dự án đã được nghiệm thu ở cấp viện và dự kiến sẽ ra mắt vào năm tới sau khi hoàn thành các kiểm nghiệm của Cục đăng kiểm và Bộ Giao thông Vận tải Việc lắp thêm bộ xử lý khí thải tốn khoảng 10 đôla
Trường ĐHBK Hà Nội đã đo thử mẫu BXT kiểu Metalit_s, của EMITEC cho xe Honda SupperDream
Đề tài nghiên cứu bộ xử lý xúc tác khí thải kiểu Metalit_s cho xe gắn máy có dung tích 100-110 cm3 của thạc sĩ Đặng Bảo Lâm đã đạt được những kết quả khả quan:
BXT kim loại kiểu Metalit_S của EMITEC khi lắp cho xe máy hoạt động trong đô thị cho phép giảm từ 40% ÷ 76 % lượng khí thải độc hại (CO, HC và NOx)
Khi lắp BXT cho xe máy hoạt động trong đô thị thì tiêu hao nhiên liệu tăng 0,5% và công suất động cơ giảm nhiều nhất là 1,5%
Ở vị trí từ 110 mm ÷140 mm của ống xả tính theo chiều dài từ cổ ống xả trở ra sẽ cho vùng nhiệt độ tối ưu từ 2000C đến 8000C
Trang 5Tại vùng này khi lắp BXT sẽ cho hiệu quả giảm ô nhiễm tốt nhất
Khi lắp thêm BXT trên đường ống xả ngoài chức năng giảm ô nhiễm còn cho thêm chức năng giảm tiếng ồn
d Xe máy chạy ga LPG
Ngày 21/8/07, những chiếc xe máy chạy bằng gas LPG đầu tiên do Trung tâm nghiên cứu Đại học Đà Nẵng kết hợp Công ty cổ phần Thương mại - kỹ thuật Đà Nẵng (Datechco) sản xuất chính thức lăn bánh trên đường phố Đà Nẵng Đây là dự án thành công nhất và khả thi nhất hiện nay do GS.TSKH Bùi Văn Ga – Giám đốc Đại học Đà nẵng làm chủ nhiệm đề tài Theo kết quả thử nghiệm của Trung tâm thử nghiệm xe cơ giới (Bộ GTVT), đối với xe chân số, chạy với vận tốc 45km/giờ thì tiêu hao chừng 0,8kg/100km, chạy với vận tốc 60km/giờ thì tiêu hao khoảng 0,75kg gas/100km Riêng với xe tay ga, nếu chạy ở tốc độ 45 km/giờ thì tiêu hao khoảng 0,97 kg/100km Tóm lại, so với chạy xăng thì xe chạy bằng gas tiết kiệm khoảng 40% chi phí Giá bán lẻ hiện nay là 12.000 đồng/kg gas
Ngoài ra, khi chạy bằng gas sẽ giảm thiểu ô nhiễm môi trường xuống chỉ còn khoảng 30% so với chạy xăng và kéo dài tuổi thọ của động cơ
c Xe máy chạy xăng pha cồn
Đã có những đề tài nghiên cứu ứng dụng cồn trên xe gắn máy được tiến hành ở Đại học Đà nẵng:
1 KS Nguyễn Việt Hải – Cải tạo hệ thống cung cấp, bằng cách ghép hai bộ chế hòa khí kép với nhau sử dụng hai dây ga Tháng 06/2002
2 KS Phạm Quang Đồng – Cải tạo hệ thống cung cấp, bằng cách cải tạo ngay trên đường nạp, sử dụng bồ hòa trộn Tháng 06/2004
3 KS Hoàng Đình Ánh – Cải tạo hệ thống cung cấp, bằng cách ghép thêm một bầu phao sử dụng một dây ga Tháng 06/2006
Trang 64 TS Trần Thanh Hải Tùng – Nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu cồn trên xe máy
5 ThS Nguyễn Lê Châu Thành – Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu cho xe máy Haesun F14 sử dụng hỗn hợp xăng – ethanol Tháng 12/2006
Các nghiên cứu trên đã cho thấy khả năng ứng dụng cồn trên xe máy là hoàn toàn khả thi Với nghiên cứu của mình, ThS Nguyễn Lê Châu Thành đã
sử dụng bộ chế hòa khí kiểu hai bầu phao bằng cách lắp thêm một bầu phao phụ vào bộ chế hòa khí ban đầu; đồng thời cải tạo lại bình chứa nhiên liệu, chia ra thành 2 ngăn: một chứa xăng và một chứa hỗn hợp xăng pha cồn Đề tài nghiên cứu đã cho những kết quả sau:
- Sử dụng hỗn hợp xăng pha cồn cho bầu nhiên liệu chính trong vùng lân cận E50 đến E60 là tối ưu nhất
- Các chế độ làm việc của động cơ khi sử dụng xăng-Ethanol là ổn định, khởi động lạnh dễ dàng như xe máy sử dụng xăng thông thường Khi hoạt động quá tải (như lên đèo, ép số) động cơ không bị kích nổ, nghĩa là khả năng chịu quá tải tốt hơn khi sử dụng xăng Phương pháp điều chỉnh không tải giống hệ thống nhiên liệu xăng thông thường
- Ethanol sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong là Ethanol thông dụng 960
- Công suất tăng, giảm chi phí nhiên liệu và suất tiêu hao năng lượng Đặc biệt cải thiện đáng kể ô nhiễm môi trường của khí xả
- Biện pháp cải tạo đơn giản, giá thành cải tạo thấp, khoảng 350.000 đồng, hình dạng xe sau khi lắp đặt hệ thống nhiên liệu xăng-Ethanol không thay đổi so với khi dùng xăng
- Trong thời gian nghiên cứu chưa phát hiện ra những hỏng hóc các chi tiết kim loại và phi kim loại do sử dụng hỗn hợp xăng-Ethanol
Trang 7- Loại Ethanol này hòa tan hoàn toàn với xăng ở tất cả các tỷ lệ Ăn mòn kim loại và làm hư hỏng vật liệu phi kim loại không xảy ra đối với hỗn hợp xăng-Ethanol thông dụng
Tóm lại, tính tới thời điểm này thì dự án chuyển đổi xe gắn máy dùng xăng sang dùng ga LPG đang dần được ứng dụng rộng rãi Vấn đề quan tâm còn lại hiện nay đó là sớm có những nghiên cứu góp phần triển khai nhanh dự
án chuyển đổi xe máy sang dùng xăng pha cồn bởi những lí do sau đây:
- Xe máy dùng xăng pha cồn sẽ giải quyết được 2 vấn đề lớn là giảm
sự phụ thuộc vào dầu mỏ và giảm ô nhiễm môi trường
- Tiềm năng sản xuất cồn của nước ta là rất lớn vì có thể sản xuất cồn
từ mía, sắn lát, rơm rạ Hầu hết tất cả các tỉnh thành có vùng nguyên liệu mía lớn đều đã và đang triển khai xây dựng hoặc nâng công suất các nhà máy cồn Ví dụ như Công ty TNHH Sơn Hà đang hoàn tất các thủ tục đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất xăng sinh học, công suất 300 triệu lít /năm, trên địa bàn tỉnh Hậu Giang Hay mới đây, ngày 09/03/07 Công ty cổ phần Dịch vụ-Du lịch Dầu khí (Petrosetco) và Tập đoàn Itochu Nhật Bản đã hợp tác lập liên doanh đầu tư 100 triệu USD xây dựng nhà máy sản xuất ethanol đầu tiên từ sắn lát tại Việt Nam Nhà máy sẽ đặt tại khu công nghiệp Hiệp Phước, thành phố Hồ Chí Minh, công suất 100 triệu lít ethanol/năm
Đó chính là những lí do mà tôi chọn đề tài nghiên cứu này
2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Những thành công trong việc nghiên cứu ứng dụng cồn ethanol trên xe gắn máy của TS Trần Thanh Hải Tùng và những kết quả đạt được trong đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp nhiên liệu cho xe máy Haesun F14
Trang 8sử dụng hỗn hợp xăng – ethanol của ThS Nguyễn Lê Châu Thành đã cho thấy khả năng dùng xăng pha cồn trên xe máy dung tích 100 -110 cm3 sử dụng hệ thống cung cấp kiểu 2 bầu phao là đầy triển vọng Tuy nhiên những nghiên cứu trên chỉ tiến hành trong quãng đường chạy của xe là 5000 km Vậy nên chưa đánh giá chính xác được mức độ hao mòn các chi tiết trong buồng cháy, khả năng duy trì các tính năng động lực, khả năng tương thích với các chi tiết tiếp xúc với xăng pha cồn cũng như tuổi thọ của dầu bôi trơn
bị ảnh hưởng như thế nào khi dùng xăng pha cồn
Đối tượng nghiên cứu là xe máy Haesun F14 sử dụng hệ thống cung cấp kiểu 2 bầu phao
Phạm vi nghiên cứu là xe máy Haesun F14 sử dụng hệ thống cung cấp kiểu 2 bầu phao dùng hỗn hợp xăng pha cồn ở bầu phao chính là E50
3 Mục tiêu nghiên cứu :
Xác định sự thay đổi của các thông số động cơ và tính năng vận hành khi sử dụng E50 với quãng đường chạy là 15000 km
o Đo đạc áp suất nén động cơ trước và sau thử nghiệm
o Xác định đặc tính động cơ
Đo công suất, momen, suất tiêu thụ nhiên liệu trước thử nghiệm
Đo công suất, momen, suất tiêu thụ nhiên liệu sau thử nghiệm
o Xác định độ hao mòn các chi tiết máy
Đo hao mòn xylanh
Đo hao mòn pittong
o Xác định mức độ ảnh hưởng đến dầu bôi trơn
Đo các chỉ số tỉ trọng
Đo hàm lượng cacbon
Trang 9 Đo hàm lượng nước.
o Xác định khả năng khởi động máy, khả năng gia tốc, sự vận hành
ổn định ở chế độ không tải, đầy tải, nhiệt độ của dầu bôi trơn
Ghi chép nhật ký những diễn biến bất thường trong quá trình thử nghiệm
Lập biểu đồ diễn biến nhiệt độ của dầu bôi trơn ứng với từng chế độ vận hành
Từ những mục tiêu trên ta xác định được nhiệm vụ nghiên cứu như sau:
Nhiệm vụ nghiên cứu:
Tiến hành thử nghiệm xe chạy trên băng thử, trước khi thử nghiệm và cứ mỗi khi đạt 5000 km, 10000km, 15000km thì tiến hành xác định các thông số sau:
- Đo đạc áp suất nén động cơ
- Đo công suất, momen, suất tiêu thụ nhiên liệu
- Đo hao mòn xylanh
- Đo hao mòn pittong
- Đo tỉ trọng của dầu bôi trơn
- Đo hàm lượng cacbon trong dầu bôi trơn
- Đo hàm lượng nước trong dầu bôi trơn
Xác định khả năng khởi động máy, khả năng gia tốc, sự vận hành
ổn định ở chế độ không tải, đầy tải, nhiệt độ của dầu bôi trơn
- Ghi chép nhật ký những diễn biến bất thường trong quá trình thử nghiệm
- Lập biểu đồ diễn biến nhiệt độ của dầu bôi trơn ứng với từng chế độ vận hành
Đưa ra kết luận về các kết quả nhận được và kiến nghị các giải pháp khắc phục những nhược điểm nếu có
4 Tên đề tài:
Trang 10NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG DUY TRÌ CÁC TÍNH NĂNG KINH TẾ - KỸ THUẬT VÀ TUỔI THỌ DẦU BÔI TRƠN CỦA XE MÁY HAESUN F14 SỬ DỤNG HỆ THỐNG CUNG CẤP KIỂU 2 BẦU PHAO DÙNG HỖN HỢP XĂNG PHA CỒN E50
5 Phát hiện vấn đề nghiên cứu:
6 Lựa chọn phương án nghiên cứu:
Dùng phương án nghiên cứu thực nghiệm tiến hành thực tế trên xe máy Haesun F14 sử dụng hệ thống cung cấp kiểu 2 bầu phao chạy trên băng thử
7 Xây dựng kế hoạch nghiên cứu:
- Thời gian nghiên cứu : 5 tháng
- Dự toán tài chính :
8 Chuẩn bị các phương tiện nghiên cứu:
- Xe máy Haesun F14
- BCHK kiểu 2 bầu phao
- Sử dụng các thiết bị trong xưởng Động lực như:
Băng thử công xuất xe máy
Máy đo phân tích khí xả Diagas AVL
Các máy công cụ ở xưởng Cơ khí
9 Nguyện vọng người hướng dẫn:
TS Trần Thanh Hải Tùng