I. Giảm phát thải độc hại động cơ diesel
Giảm phát thải độc hại là mục tiêu chính của nghiên cứu này, đặc biệt tập trung vào động cơ diesel. Động cơ diesel, mặc dù có hiệu suất cao, lại phát thải nhiều chất độc hại như CO, HC, NOx và PM. Các phương pháp kiểm soát phát thải bao gồm xử lý khí thải, luân hồi khí thải, và sử dụng khí hydro. Công nghệ xử lý khí thải như DOC, DPF và SCR đã được áp dụng rộng rãi nhưng có nhược điểm là cồng kềnh và tốn kém. Luân hồi khí thải (EGR) là phương pháp hiệu quả để giảm NOx nhưng lại làm tăng CO, HC và PM. Sử dụng khí hydro là giải pháp tiềm năng, giúp cải thiện hiệu suất và giảm phát thải.
1.1. Công nghệ xử lý khí thải
Công nghệ xử lý khí thải bao gồm các hệ thống như DOC, DPF và SCR. DOC giúp xử lý CO và HC, DPF lọc bụi, và SCR kết hợp DEF giảm NOx. Mặc dù hiệu quả, hệ thống này cồng kềnh và tốn kém, thường không được trang bị trên các động cơ cũ.
1.2. Luân hồi khí thải EGR
Luân hồi khí thải (EGR) là phương pháp hiệu quả để giảm NOx bằng cách tái sử dụng một phần khí thải. Tuy nhiên, EGR làm giảm hiệu suất động cơ và tăng phát thải CO, HC và PM. Cần kết hợp EGR với các biện pháp khác để tối ưu hóa hiệu quả.
II. Khí hydro và ứng dụng trong động cơ diesel
Khí hydro được coi là nhiên liệu thay thế tiềm năng cho động cơ diesel. Hydro có đặc điểm cháy nhanh, trị số ốc-tan cao, phù hợp với động cơ có tỷ số nén cao. Sử dụng hydro giúp tăng hiệu suất nhiệt và giảm phát thải. Tuy nhiên, việc sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro vẫn còn nhiều thách thức. Nghiên cứu này tập trung vào việc kết hợp khí hydro với luân hồi khí thải để tối ưu hóa hiệu quả giảm phát thải.
2.1. Tính chất của khí hydro
Khí hydro có nhiệt trị cao, cháy nhanh và không phát thải CO2. Đây là nhiên liệu lý tưởng để giảm phát thải độc hại. Tuy nhiên, việc sản xuất hydro từ nguồn năng lượng tái tạo vẫn còn hạn chế.
2.2. Ứng dụng hydro trong động cơ diesel
Sử dụng khí hydro trong động cơ diesel giúp cải thiện hiệu suất và giảm phát thải. Hydro có thể được bổ sung vào đường nạp hoặc kết hợp với luân hồi khí thải để tối ưu hóa quá trình cháy.
III. Kết hợp luân hồi khí thải và khí hydro
Nghiên cứu này đề xuất kết hợp luân hồi khí thải và khí hydro để giảm phát thải độc hại từ động cơ diesel. Phương pháp này không chỉ giảm NOx mà còn cải thiện hiệu suất động cơ. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy, tỷ lệ bổ sung hydro và EGR hợp lý giúp giảm đáng kể phát thải NOx, CO và PM. Đây là giải pháp bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và đáp ứng tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe.
3.1. Mô phỏng và thực nghiệm
Nghiên cứu sử dụng phần mềm AVL Boost để mô phỏng động cơ R180 với hệ thống EHSy (kết hợp EGR và hydro). Kết quả cho thấy, tỷ lệ hydro bổ sung và EGR hợp lý giúp giảm phát thải NOx, CO và PM đáng kể.
3.2. Giải pháp bền vững
Kết hợp luân hồi khí thải và khí hydro là giải pháp bền vững để giảm phát thải độc hại từ động cơ diesel. Phương pháp này không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn khí thải mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
