Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp butanol và xăng đến hiệu quả động cơ đốt trong

Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu butanol xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong, cung cấp thông tin hữu ích cho ngành công nghiệp.

• Tác giả: Ngô Hồng Thủy
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Tiến
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Cơ khí động lực
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình môi trường hiện nay
• 1.2. Một số hướng phát triển trên động cơ đốt trong hiện nay
• 1.3. Sử dụng buồng đốt phụ
• 1.4. Sử dụng kỹ thuật cháy nghèo kết hợp tăng dòng rối và năng lượng đánh lửa
• 1.5. Hệ thống van biến thiên VVT-i
• 1.6. Công nghệ i-VTEC
• 1.7. Nhiên liệu thay thế sử dụng trên phương tiện giao thông
• 1.8. Sử dụng nhiên liệu Butanol sinh học trên động cơ đốt trong
• 1.9. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.10. Tổng quan tình hình nghiên cứu quốc tế
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA BUTANOL VÀ XĂNG
• 2.1. Giới thiệu về Butanol sinh học
• 2.2. Một số tính chất lý hóa của Butanol
• 2.3. Đánh giá một số chỉ tiêu của xăng và Butanol
• 2.4. Về chỉ số Octane
• 2.5. Về hàm lượng oxi
• 2.6. Độ bay hơi và nhiệt hóa hơi
• 2.7. Nhiệt trị và năng lượng riêng
• 2.8. Thành phần nước
• 2.9. Tính chất hóa học và vật lý của Butanol và xăng
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
• 3.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống thí nghiệm
• 3.2. Sơ đồ tổng quát của hệ thống thực nghiệm
• 3.3. Mô hình thực nghiệm thực tế
• 3.4. Các trang thiết bị, dụng cụ thực nghiệm
• 3.5. Động cơ thực nghiệm
• 3.6. Máy đo tốc độ vòng quay
• 3.7. Đồng hồ đo vạn năng
• 3.8. Cảm biến MQ7
• 3.9. Cân điện tử tiểu ly
• 3.10. Vít điều chỉnh bướm ga
• 3.11. Cốc chia ml nhiên liệu
• 3.12. Hệ thống đèn
• 3.13. Quá trình thực nghiệm
• 3.14. Thực hiện hòa trộn nhiên liệu
• 3.15. Xử lý số liệu đo
• 3.16. Tính toán công suất
• 3.17. Tính toán mô men
• 3.18. Tính toán khí thải CO
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng 100% xăng
• 4.2. Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng 5% Butanol/95% xăng
• 4.3. Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng 10% Butanol/90% xăng
• 4.4. So sánh chung các chế độ khác nhau
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kiến Nghị Và Hướng Phát Triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu hỗn hợp butanol và xăng

Nghiên cứu về hỗn hợp butanol và xăng đang trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực năng lượng và môi trường. Với sự gia tăng ô nhiễm không khí và nhu cầu về nhiên liệu sạch, butanol được xem là một giải pháp tiềm năng. Hỗn hợp này không chỉ giúp giảm lượng khí thải độc hại mà còn cải thiện hiệu suất động cơ. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong khi sử dụng hỗn hợp butanol và xăng.

1.1. Tình hình nghiên cứu về butanol trong động cơ

Butanol, một loại rượu có khả năng thay thế xăng, đã được nghiên cứu rộng rãi. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng butanol có thể cải thiện hiệu suất động cơ và giảm phát thải khí độc hại. Việc sử dụng butanol trong động cơ đốt trong đang được xem xét như một giải pháp bền vững cho tương lai.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng butanol

Sử dụng butanol không chỉ giúp giảm ô nhiễm môi trường mà còn cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Butanol có chỉ số octane cao hơn so với xăng, giúp động cơ hoạt động hiệu quả hơn. Hơn nữa, việc sử dụng butanol có thể giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

II. Vấn đề ô nhiễm môi trường từ động cơ đốt trong

Ô nhiễm không khí từ động cơ đốt trong là một trong những vấn đề nghiêm trọng hiện nay. Khí thải từ động cơ chứa nhiều chất độc hại như CO, NOx và HC, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và môi trường. Việc tìm kiếm các giải pháp thay thế như hỗn hợp butanol và xăng là cần thiết để giảm thiểu tác động này.

2.1. Tác động của khí thải đến sức khỏe con người

Khí thải từ động cơ đốt trong chứa nhiều chất độc hại, gây ra các vấn đề về hô hấp và tim mạch. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tiếp xúc lâu dài với các chất này có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống.

2.2. Tình hình ô nhiễm không khí tại Việt Nam

Tại Việt Nam, ô nhiễm không khí đang gia tăng, đặc biệt ở các thành phố lớn. Khí thải từ phương tiện giao thông chiếm một phần lớn trong tổng lượng ô nhiễm. Việc áp dụng các giải pháp như sử dụng butanol có thể giúp cải thiện tình hình này.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả của hỗn hợp butanol và xăng

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của hỗn hợp butanol và xăng trong động cơ đốt trong. Các tỷ lệ pha trộn khác nhau sẽ được thử nghiệm để xác định ảnh hưởng đến công suất và khí thải. Động cơ Honda EC2500CX sẽ được sử dụng để thực hiện các thí nghiệm này.

3.1. Thiết lập hệ thống thí nghiệm

Hệ thống thí nghiệm bao gồm động cơ, cảm biến đo khí thải và thiết bị đo công suất. Các tỷ lệ pha trộn butanol sẽ được chuẩn bị và thử nghiệm để thu thập dữ liệu chính xác về hiệu suất động cơ.

3.2. Phân tích dữ liệu và kết quả

Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để đánh giá hiệu quả của từng tỷ lệ pha trộn. Các chỉ số như công suất, mô men và nồng độ khí thải sẽ được so sánh để đưa ra kết luận về hiệu quả của hỗn hợp butanol và xăng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng butanol trong hỗn hợp với xăng có thể cải thiện hiệu suất động cơ và giảm phát thải khí độc hại. Cụ thể, tỷ lệ pha trộn 5% butanol cho thấy công suất tối ưu và giảm nồng độ CO trong khí thải. Những kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng nhiên liệu sạch trong tương lai.

4.1. So sánh hiệu suất giữa các tỷ lệ pha trộn

Kết quả cho thấy rằng tỷ lệ 5% butanol mang lại hiệu suất tốt nhất, trong khi tỷ lệ 10% và 15% có xu hướng giảm công suất. Điều này cho thấy cần có sự cân nhắc trong việc lựa chọn tỷ lệ pha trộn để đạt được hiệu quả tối ưu.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của butanol trong ngành công nghiệp

Việc áp dụng butanol trong ngành công nghiệp ô tô có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các nhà sản xuất ô tô có thể xem xét việc sử dụng hỗn hợp này như một giải pháp bền vững cho tương lai.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu về hỗn hợp butanol và xăng đã chỉ ra rằng đây là một giải pháp tiềm năng cho vấn đề ô nhiễm môi trường. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển công nghệ sử dụng butanol sẽ giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm thiểu tác động đến môi trường. Hướng phát triển trong tương lai cần tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn và cải tiến công nghệ động cơ.

5.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện thêm các nghiên cứu để đánh giá tác động lâu dài của việc sử dụng butanol trong động cơ. Các nghiên cứu này nên tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ pha trộn và cải tiến công nghệ động cơ để đạt được hiệu suất tốt nhất.

5.2. Tương lai của nhiên liệu sinh học

Nhiên liệu sinh học như butanol có tiềm năng lớn trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch. Việc phát triển công nghệ và chính sách hỗ trợ sẽ giúp thúc đẩy việc sử dụng nhiên liệu này trong tương lai.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự gia tăng dân số, tăng trưởng kinh tế và nhu cầu vận tải toàn cầu đã dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch ở quy mô lớn, gây ra tình trạng cạn kiệt tài nguyên dầu mỏ và làm gia tăng phát thải khí nhà kính ($CO_2$), thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu. Động cơ đốt trong hiện chiếm khoảng 95% tổng số phương tiện giao thông trên thế giới và phụ thuộc chủ yếu vào nhiên liệu gốc dầu mỏ. Tại các đô thị lớn ở Việt Nam, ô nhiễm không khí từ khí xả phương tiện giao thông chiếm tới 70%, trong đó 75% ô tô và 100% xe máy hoạt động bằng nhiên liệu xăng. Khí xả từ quá trình cháy không hoàn toàn thải ra nhiều hợp chất độc hại như cacbon monoxit ($CO$), hydrocacbon chưa cháy ($HC$), oxit nitơ ($NO_x$) và bụi lơ lửng ($TSP$), gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ hô hấp, tuần hoàn và sức khỏe cộng đồng.

Nhằm giải quyết thách thức về môi trường và an ninh năng lượng, việc nghiên cứu ứng dụng các loại nhiên liệu sinh học có nguồn gốc tái tạo (như cồn sinh học: etanol, metanol, butanol) làm nhiên liệu thay thế hoặc phụ gia pha trộn cho động cơ đốt trong là một hướng đi cấp thiết. Đồ án tốt nghiệp đại học chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng (năm 2021) của nhóm sinh viên Ngô Hồng Thủy, Nguyễn Phước Tuyên, Nguyễn Đông Hưng, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Minh Tiến, đã thực hiện đề tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong".

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định bao gồm:

1. Thiết lập hệ thống thực nghiệm độc lập để vận hành động cơ sử dụng hỗn hợp nhiên liệu Butanol/xăng ở các tỷ lệ pha trộn khác nhau.
2. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ Butanol pha vào xăng đến tính năng kỹ thuật của động cơ (công suất có ích $N_e$, mô-men xoắn có ích $M_e$).
3. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn Butanol đến đặc tính phát thải ô nhiễm của động cơ, trọng tâm là nồng độ khí cacbon monoxit ($CO$).
4. Đưa ra các định hướng kỹ thuật và đề xuất giải pháp điều chỉnh động cơ khi chuyển đổi sử dụng nhiên liệu sinh học.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng thương mại (xăng RON 92) và động cơ đánh lửa cưỡng bức 4 thì, 1 xi lanh trang bị trên tổ máy phát điện Honda EC2500CX (sử dụng động cơ Honda GX160).
• Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tiến hành nghiên cứu thực nghiệm đánh giá các thông số công suất, mô-men và nồng độ phát thải $CO$ qua cảm biến khí chuyên dụng ở dải tốc độ từ 2100 đến 3000 vòng/phút (v/p). Theo kế hoạch ban đầu, tỷ lệ pha trộn gồm 0%, 5%, 10% và 15% thể tích Butanol. Tuy nhiên, do điều kiện khách quan của dịch bệnh kéo dài, nghiên cứu giới hạn công bố kết quả thực nghiệm hoàn chỉnh ở 3 mức: Bu0 (100% xăng RON 92), Bu5 (5% Butanol, 95% xăng RON 92) và Bu10 (10% Butanol, 90% xăng RON 92). Toàn bộ thực nghiệm được thực hiện tại Xưởng Ô tô, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng cơ sở lý thuyết dựa trên các nguyên lý nhiệt động lực học động cơ đốt trong, cơ chế hình thành hỗn hợp, quá trình cháy và phát thải khí xả của động cơ đánh lửa cưỡng bức (SI), kết hợp tổng quan các giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu suất nhiệt và giảm ô nhiễm môi trường hiện nay như:

• Công nghệ buồng cháy phụ (Pre-chamber) giúp tăng tỷ số nén lên đến 14:1 mà không gây kích nổ, giảm 20% suất tiêu hao nhiên liệu và triệt tiêu phát thải $NO_x$.
• Kỹ thuật cháy nghèo (Lean-burn) kết hợp tăng dòng rối và hệ thống đánh lửa cảm ứng nâng cao trang bị 20 cuộn dây để mở rộng giới hạn cháy nghèo đến hệ số dư lượng không khí $\lambda = 2,1$.
• Hệ thống van biến thiên thời gian VVT-i (Toyota) và i-VTEC kết hợp điều khiển biến thiên theo thời gian VTC (Honda) cho phép kéo dài thời gian mở van nạp lên đến 50 độ.
• Các dạng nhiên liệu thay thế gồm LPG, CNG, LNG, diesel sinh học, cồn thực vật (etanol, butanol), năng lượng điện và pin nhiên liệu hydro.

Về mặt lý thuyết nhiên liệu, Butanol ($C_4H_9OH$) có cấu trúc 4 nguyên tử cacbon, mang nhiều đặc tính vượt trội so với etanol khi ứng dụng trên động cơ xăng: nhiệt trị thể tích cao hơn (29,2 MJ/L so với ethanol), năng lượng riêng tính trên 1 kg không khí đạt 3,2 MJ/kg không khí (cao hơn xăng là 3,0 MJ/kg không khí), nhiệt ẩn hóa hơi thấp hơn etanol ($474 \text{ kJ/kg}$ so với $920 \text{ kJ/kg}$), tính kị nước tốt (độ tan trong nước chỉ đạt $7,7 \text{ g}/100\text{ ml}$ ở 20°C) giúp hạn chế tối đa hiện tượng tách pha khi bảo quản, và áp suất hơi bão hòa thấp ($2,3 \text{ kPa}$ ở 38°C) giúp giảm tổn thất do bay hơi.

Thông số lý hóa	Butanol ($C_4H_{10}O$)	Xăng thương mại ($C_4 - C_{12}$)
Khối lượng mol ($g/mol$)	74,12	105
Tỷ lệ H/C	2,5	1,85
Hàm lượng oxy (% khối lượng)	21,6	2,7
Hàm lượng hydrocacbon thơm (% thể tích)	0	35
Khối lượng riêng ở 15°C ($kg/m^3$)	810	751
Điểm bay hơi (°C)	78 - 117,7	27 - 225
Áp suất bay hơi ở 38°C ($kPa$)	2,3	48 - 103
Nhiệt dung riêng ($kJ\cdot kg^{-1}\cdot K^{-1}$)	2,2	2,0
Độ nhớt động lực học ở 20°C ($mPa\cdot s$)	1,19	0,4
Nhiệt ẩn bay hơi ($kJ/kg$)	474	364
Nhiệt trị thấp ($MJ/kg$)	33,3	43,5
Nhiệt độ tự cháy (°C)	423	257
Trị số Octane (RON / MON)	90 / 80	92 / 81
Tỷ lệ không khí/nhiên liệu lý thuyết (A/F)	11,2	14,7
Tốc độ ngọn lửa tầng ở 100 kPa, 325 K ($cm/s$)	36	33

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:

• Phương pháp thực nghiệm tải điện trở: Sử dụng động cơ xăng lai máy phát điện để chuyển đổi cơ năng trục khuỷu thành điện năng, cung cấp cho giàn tải điện thuần trở gồm 2 bóng đèn halogen 1000W và 9 bóng đèn sợi đốt 60W.
• Phương pháp khống chế chế độ vận hành: Chế tạo và lắp đặt cụm 6 vít điều chỉnh cữ chặn bướm ga tương ứng với 6 mốc tốc độ động cơ cố định: 2100 v/p, 2300 v/p, 2500 v/p, 2700 v/p, 2900 v/p và 3000 v/p.
• Phương pháp thu thập và xử lý tín hiệu: Tốc độ động cơ được xác định qua máy đo tốc độ vòng quay quang học đặt tại bánh đà. Dòng điện và điện áp đầu ra của máy phát được giám sát bằng đồng hồ vạn năng số. Nồng độ phát thải $CO$ được đo trực tiếp tại cửa xả thông qua mô-đun cảm biến khí bán dẫn $SnO_2$ MQ-7 (dải đo 10 - 1000 ppm), ghép nối vi điều khiển Arduino UNO R3 (vi điều khiển ATmega328, tần số 16 MHz), lập trình qua Arduino IDE và truyền dữ liệu thời gian thực lên máy tính cá nhân để trích xuất, tính toán.
• Phương pháp chuẩn bị nhiên liệu: Cân điện tử tiểu ly có độ chính xác cao và cốc chia thể tích (100ml, 500ml) được sử dụng để phối trộn chính xác các tỷ lệ thể tích Bu0, Bu5 và Bu10.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc tìm kiếm nhiên liệu tái tạo thay thế nhiên liệu hóa thạch, phân tích thực trạng phát thải giao thông đường bộ, xác định mục tiêu đánh giá tính năng kỹ thuật và phát thải của động cơ khi chạy bằng hỗn hợp Butanol/xăng, nêu rõ đối tượng, phạm vi và bố cục 5 chương của đồ án.

Chương 1: Tổng quan

Tổng hợp bối cảnh môi trường toàn cầu và Việt Nam, cơ chế hình thành hiệu ứng nhà kính và tác hại độc học của các thành phần khí xả ($CO$, $CO_2$, $NO_x$, $HC$). Trình bày các công nghệ phát triển trên động cơ đốt trong hiện đại (buồng cháy phụ, kỹ thuật đánh lửa tăng cường cho hỗn hợp nghèo, động cơ hybrid, hệ thống phối khí thông minh VVT-i và i-VTEC) cùng các dạng nhiên liệu sạch. Đi sâu phân tích các công trình nghiên cứu về nhiên liệu Butanol trong và ngoài nước:

• Nghiên cứu trong nước của Huỳnh Tấn Tiến, Lê Minh Đức, Dương Đình Nghĩa (Đại học Đà Nẵng) chỉ ra rằng pha trộn dưới 30% butanol giúp giảm suất tiêu hao nhiên liệu, cải thiện phát thải $CO, HC, NO_x, CO_2$; nghiên cứu trên băng thử APA 204 cho thấy tỷ lệ butanol 10-50% làm giảm mô-men và công suất không quá 21%, giảm phát thải $CO, HC$ nhưng có xu hướng tăng $NO_x$.
• Các nghiên cứu quốc tế của Feng và cộng sự (35% butanol trên động cơ SI đầy tải và một phần tải), Singh và cộng sự (tỷ lệ 5-75% ở dải tốc độ 1500-4500 v/p), Galloni và cộng sự (20% và 40% butanol theo khối lượng), Venugopal và cộng sự (hệ thống phun kép n-butanol/xăng riêng biệt), Chen và cộng sự (động cơ GDI tăng áp), Szwaja & Naber (động cơ biến đổi tỷ số nén), Elfasakhany (đánh giá biến thiên $CO$ và $UHC$ theo dải tốc độ) và Yang và cộng sự (30-35% butanol trên động cơ dùng bộ chế hòa khí).

Chương 2: Đặc điểm chính của Butanol và xăng

Phân tích cấu trúc hóa học ($C_4H_9OH$, cấu trúc không gian mạch thẳng), khối lượng phân tử ($74,12 \text{ g/mol}$) và các chỉ tiêu nhiệt động lý hóa cơ bản của n-Butanol sinh học so sánh với xăng RON 92. Phân tích chi tiết các chỉ tiêu vận hành:

• Chỉ số Octane: Butanol có RON/MON đạt 90/80, có khả năng nâng cao khả năng chống kích nổ cho nhiên liệu hỗn hợp.
• Hàm lượng oxy: Chiếm 21,6% khối lượng phân tử Butanol, thúc đẩy quá trình oxy hóa cacbon diễn ra hoàn toàn hơn trong buồng cháy, làm giảm nồng độ $CO$.
• Độ bay hơi và nhiệt hóa hơi: Áp suất hơi bão hòa thấp hạn chế thất thoát do bay hơi nhưng đòi hỏi kiểm soát khả năng khởi động nguội; nhiệt ẩn hóa hơi ($474 \text{ kJ/kg}$) thuận lợi hơn cho việc khởi động so với cồn etanol.
• Nhiệt trị và năng lượng riêng: Nhiệt trị thể tích ($29,2 \text{ MJ/L}$) và nhiệt trị khối lượng ($33,3 \text{ MJ/kg}$) thấp hơn xăng, tuy nhiên do nhu cầu không khí lý thuyết thấp ($11,1 \text{ kg}$ không khí/kg Butanol so với $14,6 \text{ kg}$ không khí/kg xăng), năng lượng riêng trên một đơn vị khối lượng không khí nạp của Butanol đạt $3,2 \text{ MJ/kg}$ không khí, cao hơn mức $3,0 \text{ MJ/kg}$ không khí của xăng.
• Độ tan và tính kị nước: Độ tan trong nước thấp ($7,7 \text{ g}/100\text{ ml}$) giúp hỗn hợp Butanol/xăng duy trì tính đồng nhất, không phân tầng phức tạp như hỗn hợp Etanol/xăng.

Chương 3: Phương pháp thí nghiệm

Mô tả chi tiết cấu trúc hệ thống thực nghiệm, sơ đồ nguyên lý và danh mục thiết bị đo kiểm. Giới thiệu thông số kỹ thuật của tổ máy phát điện Honda EC2500CX trang bị động cơ xăng 4 thì Honda GX160 (1 xi lanh, OHV, làm mát cưỡng bức bằng gió, đường kính x hành trình piston $68 \times 45 \text{ mm}$, công suất định mức 6,5 HP, công suất điện liên tục 2,2 kVA, tối đa 2,5 kVA, điện áp 220/240V).

Trình bày chi tiết mạch đo nồng độ khí xả $CO$ sử dụng cảm biến bán dẫn MQ-7 kết nối mạch xử lý trung tâm Arduino UNO R3 (sử dụng chip so sánh LM393, nguồn cấp 5V DC, dải phát hiện 10 - 1000 ppm, công suất tiêu thụ 350 mW). Trình bày quy trình cố định vị trí bướm ga bằng 6 bu-lông hiệu chỉnh để thiết lập chính xác các mốc vòng tua (2100, 2300, 2500, 2700, 2900, 3000 v/p), quy trình hòa trộn nhiên liệu bằng cân tiểu ly, quy trình đóng tải điện trở và phương pháp tính toán công suất điện, mô-men quy đổi và nồng độ $CO$.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Công bố và phân tích các số liệu thực nghiệm đo đạc ở 3 chế độ nhiên liệu:

• Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng 100% xăng RON 92 (Bu0).
• Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng hỗn hợp 5% Butanol / 95% xăng (Bu5).
• Đặc tính làm việc của động cơ khi sử dụng hỗn hợp 10% Butanol / 90% xăng (Bu10).
• Phân tích so sánh tổng hợp về sự biến thiên của công suất ($N_e$), mô-men xoắn ($M_e$) và nồng độ phát thải $CO$ giữa các mức pha trộn theo dải tốc độ động cơ từ 2100 đến 3000 v/p.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá tổng kết mức độ đáp ứng mục tiêu đề tài, khẳng định tính khả thi của việc sử dụng Butanol sinh học làm nhiên liệu phụ gia cho động cơ xăng cỡ nhỏ, nêu rõ các kiến nghị hoàn thiện hệ thống đo và mở rộng phạm vi nghiên cứu thực nghiệm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm chính

Dữ liệu thực nghiệm của đồ án chỉ ra các quy luật biến thiên rõ rệt về tính năng kỹ thuật và phát thải khí xả của động cơ đốt trong khi sử dụng hỗn hợp Butanol/xăng:

1. Về tính năng công suất và mô-men xoắn:

   • Ở dải tốc độ thấp và trung bình ($n < 2900 \text{ v/p}$), việc tăng tỷ lệ Butanol trong hỗn hợp (Bu5, Bu10) làm giảm nhẹ công suất và mô-men xoắn có ích so với xăng nguyên chất (Bu0), nguyên nhân do nhiệt trị khối lượng của Butanol ($33,3 \text{ MJ/kg}$) thấp hơn xăng ($43,5 \text{ MJ/kg}$).
   • Ở dải tốc độ cao ($n \ge 2900 \text{ v/p}$), công suất động cơ có xu hướng tăng nhẹ khi sử dụng nhiên liệu pha cồn. Công suất đạt giá trị cực đại trong toàn bộ dải thử nghiệm khi động cơ vận hành với nhiên liệu Bu5 tại điểm tốc độ $n = 2900 \text{ v/p}$, nhờ vào năng lượng riêng trên khối lượng không khí cao của Butanol ($3,2 \text{ MJ/kg}$ air) và quá trình cháy diễn ra nhanh hơn ở vòng tua cao.

2. Về đặc tính phát thải cacbon monoxit ($CO$):

   • Nồng độ phát thải $CO$ giảm đáng kể khi tăng tỷ lệ Butanol trong nhiên liệu (từ Bu0 sang Bu5 và Bu10) trên hầu hết các dải tốc độ vận hành.
   • Sự hiện diện của 21,6% oxy liên kết trong phân tử Butanol đã bổ sung lượng oxy cục bộ trong buồng cháy, tăng cường quá trình oxy hóa $CO$ thành $CO_2$, giúp phản ứng cháy diễn ra triệt để ngay cả ở các chế độ hòa khí đậm.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật

• Butanol sinh học có thể pha trộn trực tiếp vào xăng thương mại ở tỷ lệ từ 5% đến 10% thể tích để sử dụng cho động cơ đánh lửa cưỡng bức mà không cần thay đổi kết cấu cơ khí hay điều chỉnh hệ thống cung cấp nhiên liệu (bộ chế hòa khí/vòi phun).
• Để tối ưu hóa hiệu suất nhiệt và giảm thiểu suy giảm công suất ở dải tốc độ thấp, cần kết hợp hiệu chỉnh góc đánh lửa sớm và cơ cấu điều khiển lượng cấp hỗn hợp phù hợp với đặc tính tốc độ cháy của Butanol.

Đóng góp của đề tài

• Xây dựng thành công mô hình thử nghiệm chi phí thấp, ứng dụng vi điều khiển mã nguồn mở Arduino UNO R3 kết hợp cảm biến nồng độ khí MQ-7 để phục vụ nghiên cứu thực nghiệm động cơ tại xưởng thực hành.
• Cung cấp dữ liệu thực nghiệm cụ thể về tính năng làm việc và phát thải $CO$ của dòng động cơ xăng cỡ nhỏ (Honda GX160) phổ biến tại Việt Nam khi sử dụng nhiên liệu sinh học Butanol.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Do tình hình dịch bệnh kéo dài, nghiên cứu chưa thể triển khai chế độ thực nghiệm ở tỷ lệ hòa trộn 15% Butanol (Bu15) như mục tiêu đề ra ban đầu; phạm vi khảo sát phát thải mới tập trung vào khí $CO$, chưa đo đạc đồng thời các thành phần khí xả quan trọng khác như $NO_x, HC, CO_2$ và khói bụi $TSP$.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Hoàn thành các thử nghiệm ở tỷ lệ Butanol cao hơn (Bu15, Bu20, Bu30) và khảo sát dưới nhiều cấp tải khác nhau của máy phát điện.
  • Tích hợp thêm các cảm biến đo phát thải chuyên dụng ($NO_x, HC, CO_2$) và thiết bị đo suất tiêu hao nhiên liệu ($g_e$) để đánh giá toàn diện tính kinh tế - kỹ thuật.
  • Mở rộng thử nghiệm trên các dòng động cơ ô tô hiện đại trang bị hệ thống phun xăng điện tử đa điểm (EFI) hoặc phun xăng trực tiếp (GDI).

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực, Kỹ thuật Nhiệt và Năng lượng Tái tạo đang thực hiện các đề tài nghiên cứu về nhiên liệu sinh học, nhiên liệu thay thế cho động cơ đốt trong.
• Phần nội dung đáng tham khảo:
  • Bảng tổng hợp và phân tích so sánh chi tiết các thông số hóa lý, nhiệt động học giữa Butanol và xăng (Chương 2).
  • Giải pháp thiết kế hệ thống thực nghiệm độc lập: phương pháp khống chế tốc độ bằng cữ vít bướm ga và cấu hình mạch đo nồng độ $CO$ qua cảm biến MQ-7 kết nối vi điều khiển Arduino UNO R3 (Chương 3).

Câu hỏi thường gặp

Đề tài sử dụng loại động cơ và trang thiết bị thực nghiệm cụ thể nào?

Đề tài sử dụng động cơ xăng 4 thì 1 xi lanh Honda GX160 lắp trên tổ máy phát điện 1 pha Honda EC2500CX (công suất liên tục 2,2 kVA, tối đa 2,5 kVA), kết nối với hệ thống tải điện trở gồm 2 bóng đèn halogen 1000W và 9 bóng đèn sợi đốt 60W. Tốc độ động cơ được đo bằng máy đo tốc độ vòng quay quang học, dòng điện đo bằng đồng hồ vạn năng, và nồng độ khí xả $CO$ được đo bằng cảm biến MQ-7 kết nối mạch Arduino UNO R3.

Vì sao đồ án chỉ công bố kết quả ở các mức hòa trộn 0%, 5% và 10% Butanol?

Theo thuyết minh đề tài, mục tiêu ban đầu đặt ra là nghiên cứu ở 4 mức tỷ lệ Butanol: 0% (Bu0), 5% (Bu5), 10% (Bu10) và 15% (Bu15). Tuy nhiên, do điều kiện khách quan của dịch bệnh kéo dài làm gián đoạn quá trình thực nghiệm tại xưởng, nhóm tác giả chỉ hoàn thành và công bố số liệu của 3 mức hòa trộn Bu0, Bu5 và Bu10.

Việc pha trộn Butanol vào xăng ảnh hưởng như thế nào đến công suất và phát thải CO của động cơ?

Kết quả thực nghiệm cho thấy: ở dải tốc độ dưới 2900 v/p, công suất động cơ giảm nhẹ khi tăng tỷ lệ Butanol do nhiệt trị của Butanol thấp hơn xăng; tuy nhiên ở tốc độ trên 2900 v/p, công suất tăng nhẹ và đạt giá trị cực đại với hỗn hợp Bu5 tại 2900 v/p. Về phát thải, nồng độ khí độc $CO$ giảm rõ rệt ở cả hai mức Bu5 và Bu10 so với xăng nguyên chất Bu0 trên toàn dải tốc độ nhờ lượng oxy nội tại trong phân tử Butanol (21,6%) giúp quá trình cháy hoàn toàn hơn.

Hệ thống đo nồng độ khí CO trong nghiên cứu được cấu thành và hoạt động ra sao?

Hệ thống đo phát thải $CO$ gồm cảm biến bán dẫn MQ-7 (sử dụng vật liệu nhạy khí $SnO_2$, dải đo 10 - 1000 ppm, chip so sánh LM393) đặt tại đầu ra ống xả động cơ, kết nối với mạch vi điều khiển Arduino UNO R3 (chip ATmega328, xung nhịp 16 MHz). Tín hiệu điện áp tương tự (0 - 5V) từ cảm biến được Arduino chuyển đổi số và truyền trực tiếp qua cổng USB lên máy tính xách tay để xử lý và hiển thị số liệu nồng độ qua phần mềm Arduino IDE và bảng tính Excel.

Butanol có ưu điểm gì nổi bật so với Ethanol khi sử dụng làm nhiên liệu pha chế cho động cơ xăng?

Butanol có mạch cacbon dài hơn ($C_4$ so với $C_2$ của ethanol), mang lại các đặc tính vượt trội: nhiệt trị thể tích cao hơn ($29,2 \text{ MJ/L}$), năng lượng riêng trên 1 kg không khí nạp cao hơn ($3,2 \text{ MJ/kg}$ air), nhiệt ẩn hóa hơi thấp hơn ($474 \text{ kJ/kg}$) giúp động cơ dễ khởi động nguội hơn, áp suất hơi bão hòa thấp hơn giúp giảm hao hụt do bay hơi, và đặc biệt là tính kị nước cao hơn (độ tan trong nước chỉ $7,7 \text{ g}/100\text{ ml}$), hạn chế tối đa nguy cơ hút ẩm và tách pha trong bình chứa.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả đã xây dựng thành công hệ thống thử nghiệm đánh giá ảnh hưởng của hỗn hợp nhiên liệu Butanol/xăng trên động cơ xăng Honda GX160 qua các mốc tốc độ từ 2100 đến 3000 v/p. Kết quả nghiên cứu khẳng định việc pha trộn Butanol ở tỷ lệ 5% và 10% giúp giảm đáng kể phát thải khí độc $CO$ ra môi trường mà không làm suy giảm nghiêm trọng công suất động cơ, thậm chí hỗn hợp Bu5 cho công suất tối ưu ở dải tốc độ cao (2900 v/p). Đây là nguồn dữ liệu thực nghiệm và tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trong lĩnh vực ứng dụng nhiên liệu sinh học thay thế trên động cơ đốt trong.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1. Tình hình môi trường hiện nay Không khí có vai trò vô cùng quan trọng đối với con người và sinh vật, là nơi mà con người sinh sống, làm việc và nghỉ ngơi. Sức khỏe và cảm hứng của con người, sự sinh trưởng và phát triển của tất cả các loài động thực vật phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hỗn hợp của không khí, độ trong sạch và đặc tính lý hóa của nó. Ngày nay do sự phát triển nhanh chóng kinh tế xã hội, đặc biệt là sự phát triển của ngành giao thông vận tải đường bộ đã làm phát sinh nhiều khói TSP và khí thải độc hại vào môi trường không khí, làm cho không khí bị ô nhiễm trầm trọng.

Ô nhiễm môi trường đã trở thành một vấn đề không chỉ của một quốc gia, một khu vực mà là mối quan tâm chung của toàn nhân loại. Quá trình phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia trên thế giới dẫn đã đến những tác động to lớn đến môi trường, làm cho môi trường sống của con người bị biến đổi và ngày càng trở nên xuống cấp trầm trọng. Hậu quả kéo theo đó là sự biến đổi của khí hậu, sự nóng lên trên toàn cầu, sự tan chảy băng cũng như các sông băng ở vùng cực, sự suy giảm tầng ôzôn và nguyên nhân chính dẫn đến các vấn đề này là lượng khí thải sinh ra từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Sự thay đổi nhiệt độ từ năm 1850 qua từng mốc thời gian[19] Sinh viên thực hiện: N.

Hưng Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Tiến 3 Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong Khí hậu của Trái Đất đang thay đổi một cách nhanh chóng, nhưng không phải theo chiều hướng tốt hơn.2, có thể thấy nhiệt độ trung bình toàn cầu đã tăng xấp xỉ 1,1℃ so với thời kỳ tiền cách mạng công nghiệp và trong những thập kỷ qua, trên thế giới đã ghi nhận hàng loạt cơn bão, hạn hán, lũ lụt, cháy rừng ở mức kỷ lục. Sự thay đổi khí hậu không chỉ tác động đến xã hội và an sinh của con người mà còn ảnh hưởng đến môi trường sống các loài động vật, thực vật. Để tìm ra cách đối phó với biến đổi khí hậu, trước tiên chúng ta cần hiểu tại sao nó lại xảy ra.

Xuyên suốt lịch sử, khí hậu của Trái Đất đã thay đổi, tuy nhiên những sự thay đổi chúng ta đang thấy hiện nay lại diễn ra nhanh hơn so với dự kiến. Nguyên nhân là do con người thải ra lượng cacbon đioxit (CO₂) và những khí khác vào bầu khí quyển. Những khí thải này tác động đến một thứ được gọi là hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính liên quan đến một số loại khí nhất định trong khí quyển được gọi là khí nhà kính bao gồm cả khí CO₂.

Khi có thêm những loại khí này trong bầu khí quyển, trái đất sẽ nóng lên. Trong thành phần của khí quyển trái đất, khí nitơ chiếm tới 78% khối lượng khí quyển, khí oxy chiếm 21%, còn lại khoảng 1% là các khí khác như acgon, đioxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ, nêôn, hêli, hydro, ôzôn. Tuy chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, nhưng các khí này, đặc biệt là khí điôxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ và CFCs (một loại khí chỉ mới có trong khí quyển từ khi công nghệ làm lạnh phát triển), những khí trên có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Trước hết, đó là vì các chất khí nói trên có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại do mặt đất phát ra, sau đó, một phần lượng bức xạ này lại được các chất khí đó phát xạ trở lại mặt đất, qua đó hạn chế lượng bức xạ hồng ngoại của mặt đất thoát ra ngoài khoảng không vũ trụ và giữ cho mặt đất khỏi bị lạnh đi quá nhiều, nhất là về ban đêm khi không có bức xạ mặt trời chiếu tới mặt đất.

Các chất khí nói trên (trừ CFCs), đã tồn tại từ lâu trong khí quyển và được gọi là các khí nhà kính tự nhiên. Nếu không có các chất khí nhà kính tự nhiên, trái đất sẽ lạnh hơn hiện nay khoảng 330C, tức là nhiệt độ trung bình bề mặt trái đất sẽ khoảng -180C. Hiệu ứng giữ cho bề mặt trái đất ấm hơn so với khi không có các khí nhà kính được gọi là "hiệu ứng nhà kính". Ngoài ra, khí ôzôn tập trung thành 1 lớp mỏng trên tầng bình lưu của khí quyển có tác dụng hấp thụ các bức xạ tử ngoại từ mặt trời chiếu tới trái đất và qua đó bảo vệ sự sống trên trái đất.

Tuy nhiên trong vài thập kỷ trở lại đây việc sử dụng sử dụng nhiên liệu hóa thạch ngày càng nhiều dẫn đến việc khí CO2 thải ra môi trường tăng một cách mất kiểm soát và vượt quá mức cần thiết, hệ quả dẫn tới là làm tăng hiệu ứng nhà kính làm cho nhiệt độ trái đất nóng lên và kéo theo nhiệu hệ lụy khác. Sinh viên thực hiện: N. Hưng Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Tiến 4 Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong Tổng lượng khí thải phát ra môi trường trên thế giới được ghi nhận trong năm 2016 là 49.

Chưa tính đến các lĩnh vực khác thì chỉ riêng về lĩnh vực năng lượng đã chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải và con số này vẫn đang có xu hướng tăng lên trong những năm tới. Lượng phát thải gây nên hiệu ứng nhà kính từ các lĩnh vực trên thế giới trong năm 2016[19] Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường trên địa bàn ở các đô thị lớn đang trở thành một vấn đề bức xúc. Có thể khẳng định, khí thải ô nhiễm môi trường ở đô thị có tới 70% bắt nguồn từ các phương tiện giao thông. Ở Việt Nam, khoảng 75% số lượng ôtô chạy bằng nhiên liệu xăng, 25% số lượng ôtô chạy bằng dầu DO, 100% xe máy chạy bằng xăng.

Ngoài ra, nồng độ bụi TSP trong không khí trung bình ở các đô thị Việt Nam cao hơn trị số quy chuẩn kỹ thuật về môi trường không khí xung quanh cho phép từ 1,5-3 lần, một số nơi ô nhiễm trầm trọng cao hơn trị số quy chuẩn cho phép 5-7 lần nhưng vẫn chưa có giải pháp nào thỏa đáng để cải thiện tình hình trên. Sinh viên thực hiện: N. Hưng Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Tiến 5 Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong Hình 1.

Lượng phương tiện tham giao thông vào giờ cao điểm tại các thành phố lớn ở Việt Nam Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường trên địa bàn ở các đô thị lớn đang trở thành một vấn đề bức xúc. Có thể khẳng định, khí thải ô nhiễm môi trường ở đô thị có tới 70% bắt nguồn từ các phương tiện giao thông. Ở Việt Nam, khoảng 75% số lượng ôtô chạy bằng nhiên liệu xăng, 25% số lượng ôtô chạy bằng dầu DO, 100% xe máy chạy bằng xăng. Khi các phương tiện sử dụng nhiên liệu để vận hành, động cơ sẽ phát thải một lượng lớn các chất khí có thành phần độc hại gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người tham gia giao thông và sinh sống dọc các tuyến đường giao thông[1].

Các khí gây ô nhiễm chính từ khí thải của các phương tiện như CO, CO2, NOx (NO, NO2, N2O3, N2O5). Tìm hiểu về khí thải của các phương tiện giao thông cho thấy những ảnh hưởng trực tiếp của các khí này tới sức khỏe của con người[1]: - Cacbon monoxit (CO): CO là sản phẩm cháy không hòan tòan của nhiên liệu. Xe cộ là nguyên nhân chủ yếu gây ra độ tập trung CO cao ở các khu vực đô thị. CO có ái lực đối với hemoglobin cao gấp 200 lần so với O2.

Vì vậy khi xâm nhập vào cơ thể CO sẽ liên kết với hemoglobin trong máu, cản trở việc tiếp nhận O2, gây nghẹt thở. Chính do tính chất này của CO mà nó rất có hại đối với phụ nữ có thai và người mác bệnh tim mạch. Trong nhiễm độc CO cấp tính nhẹ, có thể các triệu chứng: nhức đầu, buồn nôn, Sinh viên thực hiện: N. Hưng Người hướng dẫn: TS.

Nguyễn Minh Tiến 6 Nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp lưỡng nhiên liệu Butanol/xăng đến hiệu quả làm việc của động cơ đốt trong mệt mỏi, rối lọan thị giác. Trong nhiễm độc cấp tính CO thể nặng, theo sự phát triển của tình trạng thiếu oxy trong máu và mô, hệ thần kinh hệ tim mạch sẽ bị tổn thương, rối lọan hô hấp, liệt hô hấp dẫn tới tử vong. - Cacbon dioxit (CO2): Trong những năm gần đây người ta chú ý nhiều đến giao thông vận tải vì nó góp phần thải ra CO2 – khí nhà kính quan trọng nhất. Trên toàn thế giới khoảng 15% CO2 trong không khí là do các phương tiện giao thông vận tải thải ra.

CO2 là một chất gây ngạt. Bình thường tỷ lệ CO2 trong không khí từ 0,3 – 0,4%0. Ở nồng độ thấp CO2 kích thích trung tâm hô hấp. Những nghiên cứu gần đây cho thấy nồng độ CO2 5% đã gây trở ngại cho hô hấp.

Tiếp xúc với CO2 ở nồng độ 15% người ta không thể làm việc được. Ở nồng độ 30 – 60 % có thể gây nguy hiểm tính mạng cho con người. - Ôxit Nitơ (NOx) cũng là khí không mùi, không vị và ảnh hưởng rất lớn đến đường hô hấp của cơ thể người. Đặc biệt, trên địa bàn các thành phố lớn ôxit Nitơ kết hợp với hydrocacbon (CnHm) trong khí thải của các phương tiện dưới tác dụng của ánh nắng mặt trời và tạo nên chất oxy hóa do ánh sáng.

Khi đó độc tố của hợp chất này bị tăng lên vài lần so với các hợp chất ban đầu. Ngộ độc ôxit Nitơ bắt đầu bằng dấu hiệu cảm cúm nhẹ. Trong trường hợp hàm lượng của ôxit Nitơ tăng lên thì tình trạng cảm cúm sẽ nặng hơn, thậm chí dẫn đến hiện tượng nôn và đau đầu. Nếu hàm lượng của ôxit Nitơ tăng lên một cách đáng kể thì triệu chứng ngộ độc trở nên trầm trọng hơn và có thể đe dọa đến tính mạng.

- Hydrocacbon (CnHm) có mùi khó chịu đặc trưng, có tác dụng gây mê. Với hàm lượng của hydrocacbon thấp thì sẽ làm giảm hoạt động, gây đau đầu và chóng mặt. Ví dụ trong trường hợp tiếp xúc với khí benzen (C6H6) trong khoảng thời gian 8 giờ với nồng độ xấp xỉ 600 mg/m3 sẽ gây ra đau đầu, cảm cúm và cảm giác khó chịu trong cổ họng. - Đặc biệt, trẻ em là đối tượng chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của ô nhiễm không khí.