I. Hiệu suất động cơ diesel
Nghiên cứu tập trung vào việc cải thiện hiệu suất động cơ diesel thông qua việc bổ sung nhiên liệu hyđrô vào đường nạp. Kết quả mô phỏng cho thấy, việc thêm hyđrô giúp tăng tốc độ cháy của hỗn hợp nhiên liệu, dẫn đến tăng hiệu suất nhiệt và tối ưu hóa quá trình cháy. Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu mà còn giảm thiểu năng lượng bị lãng phí trong quá trình vận hành.
1.1. Tác động của hyđrô đến quá trình cháy
Hyđrô có đặc tính khuếch tán nhanh và dễ bắt cháy, giúp hỗn hợp nhiên liệu cháy kiệt hơn. Khi được bổ sung vào động cơ diesel, nó làm tăng áp suất và nhiệt độ trong buồng cháy, từ đó cải thiện hiệu suất động cơ. Mô phỏng cho thấy, lượng hyđrô tối ưu giúp tăng công suất động cơ lên đến 10% so với động cơ truyền thống.
1.2. So sánh hiệu suất giữa động cơ diesel và động cơ sử dụng hyđrô
Kết quả mô phỏng so sánh giữa động cơ diesel truyền thống và động cơ sử dụng hyđrô cho thấy, động cơ sử dụng hyđrô có hiệu suất cao hơn đáng kể. Đặc biệt, ở chế độ công suất định mức, hiệu suất nhiệt tăng từ 35% lên 40%, đồng thời giảm tiêu thụ nhiên liệu khoảng 5-7%.
II. Phát thải động cơ diesel
Nghiên cứu cũng tập trung vào việc giảm phát thải khí thải từ động cơ diesel thông qua việc sử dụng nhiên liệu hyđrô. Kết quả cho thấy, việc bổ sung hyđrô giúp giảm đáng kể các chất ô nhiễm như NOx, CO, và PM trong khí thải. Điều này góp phần giảm ô nhiễm môi trường và đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt.
2.1. Giảm phát thải NOx và CO
Khi hyđrô được bổ sung vào động cơ diesel, quá trình cháy diễn ra hoàn toàn hơn, giảm lượng NOx và CO trong khí thải. Mô phỏng cho thấy, lượng NOx giảm khoảng 15-20%, trong khi CO giảm đến 25%. Điều này giúp động cơ đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải Euro 6 và các quy định môi trường khác.
2.2. Giảm phát thải PM
Chất ô nhiễm dạng hạt (PM) là một trong những vấn đề lớn của động cơ diesel. Việc sử dụng hyđrô giúp giảm đáng kể lượng PM trong khí thải, nhờ quá trình cháy hoàn toàn và giảm lượng nhiên liệu chưa cháy. Kết quả mô phỏng cho thấy, lượng PM giảm đến 30% so với động cơ truyền thống.
III. Ứng dụng hyđrô trong động cơ diesel
Nghiên cứu đã chỉ ra tiềm năng lớn của việc ứng dụng hyđrô trong động cơ diesel. Việc sử dụng nhiên liệu hyđrô không chỉ cải thiện hiệu suất và giảm phát thải mà còn mở ra hướng phát triển mới cho công nghệ động cơ xanh. Đây là giải pháp hữu hiệu để đáp ứng nhu cầu về nhiên liệu sạch và giảm ô nhiễm môi trường.
3.1. Công nghệ động cơ lưỡng nhiên liệu
Nghiên cứu đã xây dựng mô hình động cơ lưỡng nhiên liệu diesel - hyđrô bằng phần mềm GT-Power. Mô hình này cho phép khảo sát các thông số nhiệt động và phát thải, từ đó tối ưu hóa quá trình vận hành. Đây là cơ sở quan trọng để phát triển công nghệ động cơ xanh trong tương lai.
3.2. Tiềm năng phát triển nhiên liệu sạch
Việc sử dụng hyđrô như một nhiên liệu sạch không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nghiên cứu này là tiền đề cho các dự án phát triển nhiên liệu thay thế và công nghệ động cơ bền vững.
