Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng CNG và nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu

Mục tiêu của luận án là làm chủ công nghệ chuyển đổi động cơ xăng đang lưu hành sang sử dụng CNG và đưa ra giải pháp công nghệ sử dụng phụ gia cho CNG để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu này. Đánh giá ảnh hưởng của CNG và các phương pháp cung cấp CNG đến tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ xăng khi chuyển đổi sang sử dụng hoàn toàn CNG. Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia nhiên liệu đến tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ xăng hiện hành sử dụng CNG.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng CNG và nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu 1 MỞ ĐẦUi. Lý do chọn đề tài Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh của kinh tế, xã hội là sự gia tăng nhanh chóng củacác phương tiện giao thông vận tải và các thiết bị động lực trang bị động cơ đốt trong (ĐCĐT).Do đó, mức tiêu thụ nhiên liệu ngày càng tăng, đặc biệt là nhiên liệu hóa thạch truyền thống xăngvà dầu diesel. Điều này đang gây nguy cơ cạn kiệt nhanh nguồn nhiên liệu truyền thống và gây ônhiễm môi trường trầm trọng do phát thải độc hại của các động cơ sử dụng nhiên liệu này. Do đó,vấn đề đặt ra là cần nghiên cứu và sử dụng các loại nhiên liệu thay thế có mức phát thải độc hạithấp và có trữ lượng lớn hoặc tái tạo được để một mặt giảm ô nhiễm môi trường, mặt khác bù đắpmột phần sự thiếu hụt nhiên liệu truyền thống về lâu dài. Trong số các nhiên liệu thay thế, khíthiên nhiên nén (Compressed Natural Gas – CNG) là một nhiên liệu đáp ứng được các yêu cầunói trên và rất thích hợp với động cơ đánh lửa cưỡng bức nên rất có tiềm năng để sử dụng làmnhiên liệu thay thế trên động cơ xăng. Tuy nhiên, do CNG là nhiên liệu khí có nhiều tính chấtkhác với nhiên liệu lỏng truyền thống nên cần có những thay đổi về kết cấu động cơ cho phù hợp.Việc chế tạo động cơ mới dùng CNG với sản lượng nhỏ thường có giá thành rất cao nên khó khảthi. Trong khi đó nhập khấu các động cơ này cũng rất đắt so với động cơ sử dụng nhiên liệutruyền thống nên khó đáp ứng được khả năng chi trả của người sử dụng. Việc chuyển đổi động cơxăng hiện hành sang sử dụng CNG bằng phương pháp cấp CNG vào đường nạp sẽ khắc phụcđược khó khăn về chi phí và có ý nghĩa thực tiễn cao nhưng công suất động cơ giảm nhiều doCNG là nhiên liệu khí chiếm nhiều chỗ của không khí nạp. Do đó, cần nghiên cứu các nhân tốảnh hưởng đến tính năng làm việc của động cơ khi sử dụng CNG và từ đó nghiên cứu giải phápkhắc phục một phần sự suy giảm công suất này. Đây cũng chính là lý do để tác giả thực hiện đềtài “Nghiên cứu chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng CNG và nâng cao hiệu quả sử dụng nhiênliệu” để góp phần vào đa dạng hóa nguồn nhiên liệu cho động cơ và giảm ô nhiễm môi trường.ii. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài* Mục đích nghiên cứu:- Làm chủ công nghệ chuyển đổi động cơ xăng đang lưu hành sang sử dụng CNG và đưa ra giảipháp công nghệ sử dụng phụ gia cho CNG để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu này.- Đánh giá ảnh hưởng của CNG và các phương pháp cung cấp CNG đến tính năng kinh tế, kỹthuật và phát thải của động cơ xăng khi chuyển đổi sang sử dụng hoàn toàn CNG.- Đánh giá ảnh hưởng của phụ gia nhiên liệu đến tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của độngcơ xăng hiện hành sử dụng CNG.* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:- Đối tượng nghiên cứu là động cơ xăng đang lưu hành và thực hiện nghiên cứu trên động cơ1NZ-FE lắp trên xe Toyota Vios tại Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí Động lực,Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.- Việc nghiên cứu được giới hạn ở các chế độ làm việc ổn định của động cơ, chưa đề cập đến chếđộ khởi động và chuyển tiếp, và chưa nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu và phụ gia đến độ bềnvà tuổi thọ của động cơ.iii. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm.- Lý thuyết: Sử dụng phần mềm AVL-Boost nghiên cứu mô phỏng động cơ xăng 1NZ-FE sửdụng CNG nhằm đánh giá chỉ các tiêu kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ và ảnh hưởngcủa phương pháp cung cấp CNG và góc đánh lửa sớm đến đặc tính làm việc của động cơ; từ đóđề xuất hướng nghiên cứu thực nghiệm chuyển đổi động cơ sang sử dụng CNG.- Thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo và trang bị các hệ thống cung cấp CNG và cung cấp phụ gianhiên liệu để phục vụ nghiên cứu thực nghiệm sử dụng CNG và nâng cao hiệu quả sử dụng CNGtrên động cơ xăng đang lưu hành; nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm đánh giá ảnhhưởng của CNG và phụ gia đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ. 2iv. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn- Xây dựng được mô hình mô phỏng đánh giá các các thông số ảnh hưởng đến tính năng kinh tếkỹ thuật và hình thành phát thải trong động cơ sử dụng CNG.- Hoàn thiện giải pháp chuyển đổi động cơ xăng hiện hành sang sử dụng CNG phù hợp với điềukiện thực tế và lần đầu tiên đưa ra được giải pháp công nghệ hiệu quả sử dụng phụ gia lỏng chođộng cơ chạy nhiên liệu khí.- Đánh giá được ảnh hưởng của CNG, phương pháp cung cấp CNG và sử dụng phụ gia đến cácchỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ.- Góp phần giảm các thành phần phát thải độc hại, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu truyềnthống, cũng như định hướng trong việc nhiên cứu ứng dụng nhiên liệu thay thế trên các phươngtiện giao thông sử dụng ĐCĐT.v. Điểm mới của luận án- Luận án đã đánh giá được ảnh hưởng của ...