Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác ba thành phần cho động cơ sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật cơ khí "Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác ba thành phần cho động cơ sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn" trình bày các nội dung chính sau: Xây dựng mô hình mô phỏng bộ xúc tác khí thải ba thành phần trên phần mền AVL Boost; Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác khí thải ba thành phần khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn; Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của bộ xúc tác cải tiến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả bộ xúc tác ba thành phần cho động cơ sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn MỞ ĐẦUi. Lý do chọn đề tài Nhằm giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, cũng nhưnhiều nước trên thế giới, Việt Nam đã xây dựng lộ trình và đưa ra cácchính sách nhằm phát triển nhiên liệu sinh học với mục tiêu gia tăngtỷ lệ thay thế nhiên liệu xăng - diesel truyền thống. Cụ thể, theo đề ánphát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025,Việt Nam đã sử dụng nhiên liệu xăng E5 (5% ethanol, 95% RON92)thay thế hoàn toàn cho nhiên liệu RON92 (từ 1/1/2018), các nhiên liệucó tỷ lệ ethanol cao hơn như E10, E20 cũng đang được thí điểm vàtiến tới sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai gần. Hiện nay, để giảm thiểu các thành phần độc hại do phát thải từ độngcơ, giải pháp hiệu quả và đang được sử dụng rộng rãi nhất đó là trangbị các thiết bị xử lý khí thải. Đối với động cơ đốt cháy cưỡng bức, bộxử lý khí thải 3 thành phần (BXT) đang được sử dụng phổ biến. Về lýthuyết hiện nay, BXT chỉ phát huy hiệu quả chuyển đổi đối với cácthành phần phát thải độc hại khi đáp ứng đồng thời hai điều kiện sau:Thứ nhất, lõi BXT được sấy nóng hoàn toàn tới nhiệt độ khoảng350C. Thứ hai, hòa khí của động cơ gần với điều kiện lý tưởng λ = 1nhằm có cả môi trường ô xy hoá và môi trường khử trong hỗn hợp khíthải. Trong khi đó, khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn, do tỷ lệ A/F(không khí/nhiên liệu) của ethanol nhỏ hơn so với nhiên liệu xăngtruyền thống nên khi tỷ lệ ethanol trong hỗn hợp nhiên liệu càng cao,hòa khí của động cơ có xu hướng càng nhạt. Trên các xe sử dụng hệthống nhiên liệu phun xăng điện tử thông thường (được thiết kế sửdụng với nhiên liệu xăng truyền thống nên trên xe chưa được trang bịcảm biến đo nồng độ cồn), bộ điều khiển điện tử (ECU) của động cơcó xu hướng điều chỉnh lượng nhiên liệu phun để đảm bảo hệ số dưlượng không khí λ luôn xấp xỉ bằng 1. Tuy nhiên, dữ liệu trong ECUđược tính toán trên cơ sở nhiên liệu xăng truyền thống nên khi sử dụngnhiên liệu xăng pha cồn, ECU không thể điều khiển chính xác λ=1 nhưmong muốn. Ngoài ra nhiệt độ khí thải cao hơn, phát sinh các thànhphần mới trong khí thải động cơ cũng là những yếu tố có thể ảnh hưởngtới hiệu quả chuyển đổi của BXT. Bên cạnh đó, sau hơn 30 năm hình thành và phát triển, cùng vớinhững chính sách khuyến khích của Chính phủ, sự nỗ lực của các 1doanh nghiệp, hiện ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đã đạt đượcnhững thành tựu nhất định, đã xuất hiện nhiều nhãn hiệu xe “Made inViệt Nam”. Tuy nhiên các sản phẩm đã được nội địa hóa mang hàmlượng công nghệ rất thấp, chưa làm chủ được các các công nghệ cốtlõi như công nghệ chế tạo động cơ, hệ thống điều khiển, hệ thống xửlý khí thải… Vì vậy nghiên cứu sinh chọn đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệuquả bộ xúc tác ba thành phần cho động cơ sử dụng nhiên liệu xăngpha cồn” nhằm từng bước làm chủ công nghệ về vật liệu xúc tác. Từđó thiết kế chế tạo BXT mới không chỉ thích ứng với nhiên liệu xăngpha cồn mà còn giúp nâng cao hiệu quả và giảm giá thành chế tạoBXT.ii. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án - Đánh giá được ảnh hưởng của nhiên liệu xăng pha cồn tới hiệuquả của BXT. - Nâng cao hiệu quả của bộ xúc thông qua cải tiến các thông số kếtcấu, bổ sung thêm các thành phần mới vào lớp vật liệu trung gian, sửdụng vật liệu xúc tác mới. - Tính toán, thiết kế, chế tạo BXT mới có hiệu suất cao, giá thànhgiảm, phù hợp khi sử dụng nhiên liệu xăng pha cồn.iii. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu• Đối tượng nghiên cứu - Xe thử nghiệm: Quá trình nghiên cứu thực nghiệm được thực hiệntrên xe máy Liberty 150 của hãng Piaggio Việt Nam. - Các BXT sử dụng trong quá trình nghiên cứu: + Bộ xúc tác của hãng Emitec được lựa chọn là bộ xúc tác cơ sở(BXTEMT), sử dụng làm cơ sở để xây dựng mô hình cũng như nghiêncứu mô phỏng đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu xăng pha cồn tớihiệu quả của BXT. + Bộ xúc tác điều chỉnh (BXTđc), được thiết lập dựa trên cơ sởBXTEMT, sử dụng trong nghiên cứu mô phỏng nâng cao hiệu quả BXTthông qua giải pháp điều chỉnh các thông số kỹ thuật. + Bộ xúc tác mới (BXTm), được thiết lập trên cơ sở kế thừaBXTđc, sử dụng trong quá trình nghiên cứu mô phỏng sử dụng vậtliệu xúc tác mới. + Bộ xúc tác cải tiến (BXTct) được phát triển trên cơ sở BXTm, sửdụng kết hợp giữa xúc tác kim loại quý và vật liệu xúc tác mới, quá 2trình mô phỏng giúp xác định các thông kỹ thuật của BXT. Quá trìnhthực nghiệm nhằm kiểm chứng các kết quả mô phỏng cũng như đánhgiá hiệu quả chuyển đổi của BXT theo các chế độ làm việc và nhiênliệu sử dụng. - Bên cạnh đó, hiện nay xăng pha cồn với tỷ lệ ethanol thấp (≤20%)đã được sử dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới. Trong tươnglai gần, đây cũng là các nhiên liệu sẽ được sử dụng rộng ...