Nâng cao hiệu suất và giảm phát thải ô nhiễm cho động cơ xe máy sử dụng LPG và ethanol

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NHIÊN LIỆU LPG-ETHANOL CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

1.1. Nhiên liệu sạch

1.2. Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học

1.3. Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học trên thế giới

1.4. Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học ở Việt Nam

1.5. Tình hình nghiên cứu sử dụng LPG trên động cơ đốt trong

1.6. Những đặc tính cơ bản của nhiên liệu LPG

1.7. Nghiên cứu sử dụng LPG trên động cơ ô tô

1.8. Nghiên cứu sử dụng LPG trên động cơ xe gắn máy

1.9. Tình hình nghiên cứu ứng dụng ethanol trên động cơ đốt trong

1.10. Những đặc tính cơ bản của nhiên liệu ethanol

1.11. Nghiên cứu ứng dụng ethanol trên động cơ đốt trong

1.12. Tình hình nghiên cứu ứng dụng kết hợp nhiên liệu LPG-ethanol trên động cơ đốt trong

1.13. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CHÁY

2.1. Hệ phương trình chảy rối

2.2. Lý thuyết quá trình cháy nhiên liệu khí

2.3. Lý thuyết cháy của hỗn hợp không hòa trộn trước

2.4. Lý thuyết quá trình cháy hỗn hợp hòa trộn trước

2.5. Lý thuyết quá trình cháy hòa trộn trước cục bộ

2.6. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NẠP, CHÁY VÀ PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY CHẠY BẰNG LPG-ETHANOL

3.1. Mục tiêu, đối tượng và phương pháp mô phỏng

3.1.1. Mục tiêu, đối tượng

3.1.2. Phương pháp mô phỏng

3.2. Đặc điểm quá trình cung cấp nhiên liệu LPG-ethanol

3.3. Mô phỏng quá trình nạp nhiên liệu LPG-ethanol

3.4. Mô hình hình học của động cơ và điều kiện biên mô phỏng

3.5. Ảnh hưởng đặc tính lý hóa của ethanol, LPG đến quá trình phun

3.6. Quá trình hình thành hỗn hợp khi phun nhiên liệu LPG-ethanol

3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp đến việc hình thành hỗn hợp

3.8. Điều chỉnh thời gian phun ethanol-LPG theo áp suất trên đường nạp

3.9. Mô phỏng quá trình cháy hỗn hợp

3.10. Ảnh hưởng của hệ số tương đương

3.11. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm

3.12. Ảnh hưởng của tốc độ động cơ

3.13. Ảnh hưởng của hàm lượng ethanol

3.14. Mô phỏng phát thải ô nhiễm khi sử dụng LPG-ethanol

3.15. Cơ chế hình thành các chất ô nhiễm

3.16. Đặc điểm phát thải các chất ô nhiễm

3.17. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

4.1. Mục đích và nội dung nghiên cứu thực nghiệm

4.2. Trang thiết bị nghiên cứu

4.3. Các thiết bị của bộ tạo tải động cơ. Thiết bị phân tích khí xả động cơ MGT5

4.4. Chuyển đổi xe gắn máy chạy xăng sang chạy bằng LPG-ethanol

4.5. Hệ thống phun xăng PGM-FI của động cơ J52C xe Honda RSX

4.6. Thiết kế mạch điều khiển phun nhiên liệu xăng-LPG-ethanol

4.7. Thử nghiệm xe gắn máy chạy bằng nhiên liệu LPG-ethanol trên đường thực

4.8. Chuẩn bị nhiên liệu

4.9. Điều kiện thử nghiệm

4.10. Kết quả thử nghiệm

4.11. Thử nghiệm xe gắn máy chạy bằng nhiên liệu LPG-ethanol trên bộ tạo tải động cơ

4.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm

4.13. Lắp đặt động cơ xe gắn máy lên bộ tạo tải động cơ

4.14. Quy trình thử nghiệm xe gắn máy trên bộ tạo tải động cơ

4.15. Các biểu thức quan hệ giữa các đại lượng đo khi thực nghiệm

4.16. Đánh giá kết quả thử nghiệm và so sánh kết quả mô phỏng

4.17. So sánh ảnh hưởng của tốc độ động cơ đến tính năng động cơ cho bởi mô phỏng và thực nghiệm

4.18. So sánh ảnh hưởng hàm lượng ethanol đến tính năng động cơ cho bởi mô phỏng và thực nghiệm

4.19. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

PHỤ LỤC 1: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH NẠP VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY CHẠY BẰNG XĂNG-ETHANOL-LPG BẰNG PHẦN MỀM ANSYS FLUENT. CODE LẬP TRÌNH ARDUINO ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHUN XĂNG - LPG VÀ XĂNG - ETHANOL

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tăng cường hiệu suất động cơ

Nâng cao hiệu suất động cơ là một trong những mục tiêu chính trong nghiên cứu này. Việc sử dụng LPG và ethanol không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu lượng nhiên liệu tiêu thụ. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp hai loại nhiên liệu này có thể tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó nâng cao công suất và giảm tiêu hao nhiên liệu. Theo một nghiên cứu, động cơ sử dụng hỗn hợp LPG-ethanol có thể đạt được hiệu suất tối ưu hơn so với động cơ chạy bằng xăng thông thường. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho người tiêu dùng mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc tối ưu hóa hiệu suất động cơ còn liên quan đến việc điều chỉnh các thông số như góc đánh lửa và tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu, giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn.

1.1. Tối ưu hóa hiệu suất

Tối ưu hóa hiệu suất động cơ thông qua việc điều chỉnh các thông số kỹ thuật là rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu và góc đánh lửa có thể cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ. Việc sử dụng nhiên liệu sạch như LPG và ethanol không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu suất. Các thử nghiệm thực tế cho thấy rằng động cơ sử dụng hỗn hợp LPG-ethanol có thể đạt được công suất cao hơn và tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn so với động cơ chạy bằng xăng. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mới trong động cơ có thể mang lại nhiều lợi ích cho cả người tiêu dùng và môi trường.

II. Giảm phát thải ô nhiễm

Giảm phát thải ô nhiễm là một trong những thách thức lớn nhất hiện nay. Việc sử dụng LPG và ethanol trong động cơ xe máy có thể giúp giảm thiểu lượng khí thải độc hại. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng động cơ sử dụng hỗn hợp LPG-ethanol có thể giảm phát thải CO, NOx và HC so với động cơ chạy bằng xăng. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng không khí mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Việc áp dụng các công nghệ mới trong động cơ cũng giúp giảm thiểu lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính, từ đó góp phần vào việc chống biến đổi khí hậu.

2.1. Công nghệ giảm phát thải

Công nghệ giảm phát thải ô nhiễm đang ngày càng được chú trọng. Việc sử dụng nhiên liệu sạch như LPG và ethanol là một trong những giải pháp hiệu quả. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp hai loại nhiên liệu này có thể giảm thiểu đáng kể lượng khí thải độc hại. Đặc biệt, việc điều chỉnh các thông số kỹ thuật của động cơ như tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu và góc đánh lửa có thể giúp tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó giảm phát thải ô nhiễm. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho môi trường mà còn giúp nâng cao hiệu suất động cơ.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn rõ ràng. Việc chuyển đổi động cơ xe máy từ sử dụng xăng sang sử dụng LPG và ethanol đã được thực hiện thành công. Các thử nghiệm thực tế cho thấy rằng động cơ sử dụng hỗn hợp LPG-ethanol không chỉ hoạt động ổn định mà còn đạt được hiệu suất cao hơn. Điều này mở ra cơ hội cho việc áp dụng rộng rãi công nghệ này trong ngành giao thông vận tải, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải ô nhiễm. Hơn nữa, việc sử dụng nhiên liệu tái tạo như ethanol còn giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, từ đó bảo vệ môi trường.

3.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Việc áp dụng công nghệ mới trong động cơ không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Sử dụng LPG và ethanol giúp giảm chi phí nhiên liệu cho người tiêu dùng. Hơn nữa, việc giảm phát thải ô nhiễm từ động cơ xe máy sẽ cải thiện chất lượng không khí, từ đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc chuyển đổi sang sử dụng nhiên liệu sạch có thể giúp giảm thiểu đáng kể lượng khí thải độc hại, góp phần vào việc bảo vệ môi trường và chống biến đổi khí hậu.

Nâng cao tính năng và giảm ô nhiễm cho động cơ xe gắn máy chạy bằng LPG và ethanol