Tóm tắt Luận án: Nghiên cứu chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol

Mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm chuyển đổi thành công một động cơ diesel ô tô sang chạy lưỡng nhiên liệu dieselethanol thông qua thiết kế cải tiến và chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm bảo tỷ lệ thay thế ethanol tối ưu ở mọi chế độ làm việc của động cơ. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ diesel-ethanol đến tính năng kỹ thuật và phát thải của động cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án: Nghiên cứu chuyển đổi động cơ diesel thành động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-ethanolMỞ ĐẦUi. Lý do chọn đề tàiEthanol là một trong những nguồn nhiên liệu sinh học (NLSH) thay thế tiềm năng chođộng cơ đốt trong (ĐCĐT).Năm 2007, thủ tướng chính phủ ra quyết định số 177/2007/QĐ-TTg về “Đề án pháttriển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2025” [11].Hiên nay, ở Việt Nam đang sử dụng xăng E5 cho động cơ xăng, nếu có thể sử dụngethanol cho động cơ diesel chiếm tỷ 50% tổng số ĐCĐT thì sẽ góp phần nâng cao tỷ lệ sửdụng ethanol.Do vậy, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu chuyển đổi động cơ diesel thành động cơlưỡng nhiên liệu diesel-ethanol”ii. Mục đích nghiên cứu của đề tàiChuyển đổi thành công một động cơ diesel ô tô sang chạy lưỡng nhiên liệu dieselethanol thông qua thiết kế cải tiến và chế tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu đảm bảo tỷ lệthay thế ethanol tối ưu ở mọi chế độ làm việc của động cơ.Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ diesel-ethanol đến tính năng kỹ thuật và phát thải củađộng cơ.iii. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tàiĐộng cơ thực nghiệm được lựa chọn là loại động cơ diesel D4BB bốn xy lanh, bốn kỳ,sử dụng bơm phân phối lắp trên xe tải 1,25 tấn của hãng HYUNDAI.Phạm vi nghiên cứu của luận án giới hạn trong phòng thí nghiệm với các chế độ ổnđịnh cũng như chuyển tiếp trong toàn bộ vùng làm việc của động cơ.iv. Phương pháp nghiên cứu của đề tàiLuận án sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu tổng quan, lý thuyết,mô phỏng và thực nghiệm.v. Ý nghĩa khoa học của đề tàiKết quả của đề tài góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển các công nghệchuyển đổi động cơ sử dụng nhiên liệu truyền thống sang sử dụng nhiên liệu sạch.Luận án đã đưa ra phương pháp xây dựng mô hình cháy của động cơ lưỡng nhiên liệudựa trên số liệu thực nghiệm, làm tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về động cơ lưỡngnhiên liệu cũng như về điều khiển động cơ này.vi. Ý nghĩa thực tiễn của đề tàiNgoài một động cơ lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol chuyển đổi từ động cơ diesel sửdụng trên ôtô, sản phẩm của đề tài còn là phương pháp và quy trình công nghệ chuyển đổiđộng cơ diesel sang sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol, có thể áp dụng linh hoạt chocác động cơ phổ biến ở Việt Nam nhằm tăng tỷ lệ tiêu thụ nhiên liệu sinh học.Qua đó góp phần thực hiện Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầmnhìn đến năm 2025 đã được chính phủ phê duyệt, theo đó nhiên liệu sinh học sẽ đáp ứng1% nhu cầu xăng dầu cả nước vào năm 2015 và 5% vào năm 2025 [11].vii. Điểm mới của luận ánĐề tài đã đưa ra được phương pháp và cơ sở khoa học chuyển đổi động cơ diesel sangsử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol nhằm tăng tỷ lệ tiêu thụ nhiên liệu sinh học ở ViệtNam.viii. Bố cục chính của luận ánThuyết minh của luận án được trình bày gồm các phần chính sau: Mở đầu; bốn Chương;Kết luận chung và hướng phát triển.-1-CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1.1. Vấn đề thiếu hụt năng lượng và ô nhiễm môi trườngViệt Nam là một quốc gia đang phát triển, nhu cầu vận chuyển bằng ôtô ngày càngtăng dẫn tới nhu cầu trong nước về nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch ngày càng tăng lên.Vì vậy việc tìm ra nguồn năng lượng mới có khả năng tái tạo và thân thiện với môi trườnglà rất quan trọng và thiết thực. Các nhà khoa học trong và ngoài nước đã và đang nghiên cứusử dụng các nguồn nhiên liệu thay thế thân thiện với môi trường cho ĐCDT.1.2. Nhiên liệu thay thế1.2.1. Nhiên liệu thay thế dạng khí1.2.1.1. Khí thiên nhiên nén (CNG-Compressed Natural Gas)CNG là khí không màu, không mùi, có nhiệt độ ngọn lửa khoảng 1950ºC và nhẹ hơnkhông khí.1.2.1.2. Hyđrô và khí giàu hyđrôHyđrô có thể được sản xuất từ nguồn hyđrôcacbon hóa thạch, từ nước và từ sinh khốibằng các phương pháp như reforming hơi nước, oxy hóa không hoàn toàn, nhiệt phân khíthiên nhiên, thu hồi H2 từ quá trình reforming và điện phân nước [1, 7].1.2.2. Nhiên liệu thay thế dạng lỏng1.2.1.1. Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG - Liquefied Petroleum Gas)LPG có thể sử dụng trực tiếp thay thế cho xăng trên động cơ đánh lửa cưỡng bức hoặccũng có thể sử dụng trên động cơ cháy do nén như là một phụ gia nhiên liệu.1.2.1.2. Than hóa lỏng (CTL-Coal To Liquid) và khí hóa lỏng (GTL -Gas To Liquid)Than sau quá trình khí hoá, tạo ra syngas và thực hiện quá trình Fischer-Tropsch (FT)để tạo thành FT diesel (CTL). Trong khi đó, GTL được điều chế từ khí methane, CH4 [1].1.2.1.3. Dimethyl Ether (DME)Dimethyl Ether (DME), công thức hoá học là CH3-O-CH3, là loại nhiên liệu có thể làmkhí đốt và có khả năng thay thế cho diesel trên động cơ cháy do nén nhờ có trị số xêtan cao[1, 57].1.2.1.4. BiodieselBiodiesel có nhiệt trị thấp hơn diesel khoáng. Do đó, nếu hiệu suất cháy như nhau thìtiêu hao nhiên liệu sẽ cao hơn khi sử dụng biodiesel thay thế diesel khoáng [32].1.2.1.5. EthanolHiện tại ethanol được sử dụng rộng rãi hơn cả cho các phương tiện giao thông vận tải[1].1.3. Đặc điểm nhiên liệu ethanol1.3.1. Các tính chất vật lý và hóa học của ethanol1.3.1.1. Tính chất vật lý của ethanolEthanol là một chất lỏng, không màu, trong suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vịcay, nhẹ hơn nước [7].1.3.1.2. Tính chất hóa học của ethanolPhản ứng oxy hóa, trong đó rượu bị oxy hóa theo 3 mức: Oxy hóa không hoàn toàn(hữu hạn) tạo ra aldehyde, acid hữu cơ và oxy hóa hoàn toàn (đốt cháy) tạo thành CO 2 vàH2O.1.3.2. Tình hình sản xuất ethanol trên thế giới và Việt Nam1.3.2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng ethanol trên thế giớiMỹ và Brazil là hai quốc gia có sản lượng ethanol lớn nhất thế giới, chiếm khoảng86,25% toàn bộ lượng ethanol sản xuất toàn cầu.-2-1.3.2.2. Tình hình sản xuất và sử dụng ethanol tại Việt NamHiện tại, cả nước có bảy nhà máy ethanol với tổng mức đầu tư trên 500 triệu USD,tổng công suất thiết kế 600000 m3/năm.1.4. Nghiên cứu ứng dụng ethanol cho động cơ đốt trong1.4.1. Nghiên cứu ứng dụng ethanol cho động cơ xăng1.4.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nướcĐã có rất nhi ...