Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Luận văn này nghiên cứu lý thuyết và các giải pháp giảm ô nhiễm từ khí xả từ động cơ xe gắn máy. Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện trên xe Yamaha Jupiter V (110 cm3) về ảnh hưởng của lưu lượng phun không khí và ảnh hưởng của vị trí phun, đo nồng độ các khí thải để đánh giá hiệu quả của hệ thống phun không khí (SAI) đến việc ô xy hóa các khí thải độc hại CO và HC ở các tốc độ động cơ khác nhau. Nghiên cứu mô phỏng được thực hiện bằng phần mềm mô phỏng Fluent 6. Hệ thống SAI được lắp trên xe gắn máy tại vị trí ống phun cách cửa xả 7cm và lưu lượng phun 30 lít/phút trên các xe gắn máy chạy với tốc độ thấp, trung bình (xe chạy trong các thành phố lớn) đáp ứng được tiêu chuẩn EURO II của Nhà nước. Để đáp ứng Tiêu chuẩn về khí thải ngày càng cao của Nhà nước, trong tương lai việc nghiên cứu thực nghiệm - mô phỏng nên kết hợp bộ phun không khí thứ cấp và catalyst để tăng hiệu quả xử lý khí thải CO, HC và giảm thời gian hoạt động (light-off) của bộ catalyst khi khởi động lạnh.

ABSTRACT

This essay concerned to reacheach theory of other reducting enviromental emission methods for motorcycles. The experimental reseaches were performed at Yamaha Jupiter V (110 cm3) motorcycle by changing the SAI (Secondary Air Injection ) positions impaction and SAI flow impaction, measure gas emission (CO, HC) concentration to evaluate the effection of SAI. Simulation was excuted by Fluent 6.3 software. SAI assembly on motorcycles (in the urban areas) at from exhaust port to spray pipe position is 7 cm and air flow is 30 (Liter/minute), to satisfy EURO II standard of Government. In the future to satisfy air emisstion more and more high of Government, need to reacheach SAI and catalyzer composition, to increase effection of reduction emisstions and decrease the light-off time of catalyzer during cold start.

NỘI DUNG:

Chương I: Mở đầu ........................................................................................................... 1

1.1. Lý do chọn và tính cấp thiết của đề tài .................................................................. 2

1.1.1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 2

1.1.2. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 3

1.2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 4

1.2.1. Mục tiêu chung .............................................................................................. 4

1.2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................... 4

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 4

1.3.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 4

1.3.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 4

1.4. Nội dung nghiên cứu và phương pháp tiếp cận ................................................... 5

1.4.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 5

1.4.2. Phương pháp tiếp cận ..................................................................................... 5

1.5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 5

1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn. ........................................................ 6

1.6.1. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................... 6

1.6.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 6

Chương II: Tổng quan vấn đề nghiên cứu ....................................................................... 7

2.1. Tình hình phát thải khí độc hại từ các phương tiện giao thông ............................ 8

2.2. Tổng quan các nghiên cứu liên quan trong và ngoài nước ................................ 11

2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................. 11

2.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................ 14

2.3.Cơ sở lý thuyết hình thành các chất gây ô nhiễm từ động cơ đốt trong .. ........... 15

2.3.1. Tác hại của các chất ô nhiễm trong khí thải động cơ .................................. 17

2.3.2. Cơ chế hình thành CO ................................................................................. 19

2.3.3. Cơ chế hình thành HC chưa cháy ............................................................... 20

2.3.4. Cơ chế hình thành Oxít Nitơ ....................................................................... 23

2.3.4.1. Cơ chế hình thành monoxyde nitơ ......................................................... 23

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy

CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường HVTH: Nguyễn Văn Thông

2.3.4.2. Sự hình thành dioxide nitơ ..................................................................... 24

2.3.4.3. Sự hình thành protoxyde nitơ ................................................................. 24

Chương III: Khảo sát sự phát thải các chất ô nhiễm không khí từ các phương tiện giao

thông vận tải và xe găns máy tại việt nam ................................................ 27

3.1. Kết quả quan trắc chất lượng không khí từ các trạm quan trắc ........................ 28

3.2. Thực trạng ô nhiễm không khí từ xe gắn máy tại Việt Nam ............................ 35

Chương IV: Phân tích nguyên nhân chính gây nên ô nhiễm không khí từ xe gắn máy ......... 39

4.1. Xe không gắn các thiết bị xử lý khí thải ............................................................ 40

4.2. Số lượng xe cũ quá nhiều ................................................................................... 40

4.3. Xe không được bảo dưỡng, bảo trì thường xuyên, đúng định kì ...................... 40

4.4. Nạn kẹt xe ......................................................................................................... 41

4.5. Chất lượng nhiên liệu thấp ................................................................................ 42

Chương V: Cơ sở lý thuyết về các biện pháp kỹ thuật làm giảm ô nhiễm không khí từ

xe gắn máy ................................................................................................ 44

5.1. Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay từ nguồn ............................................... 45

5.1.1. Hồi lưu một bộ phận khí thải (EGR: Exhaust Gas Recirculation) ............... 46

5.1.2. Sử dụng nhiên liệu sạch ................................................................................ 48

5.2. Giảm mức độ phát sinh ô nhiễm ngay tại đường ống thải ................................. 49

5.2.1. Bộ xúc tác ba chức năng (Three way catalytic conventer: TWC) ................ 49

5.2.1.1. Nguyên tắc chung .................................................................................... 50

5.2.1.2. Cấu tạo bộ xúc tác ba chức năng ............................................................. 51

5.2.2. Hệ thống phun không khí thứ cấp vào đường ống xả động cơ (SAI:

Secondary Air Injection) .............................................................................. 52

5.3. Sử dụng hệ thống thông hơi carte (PCV: Positive Crankcase Ventilation) ....... 55

5.4. Hệ thống hấp thụ hơi nhiên liệu ......................................................................... 56

5.5. Hệ thống kiểm soát khí thải bằng máy tính ....................................................... 57

Chương VI: Các nghiên cứu liên quan bộ phun không khí thứ cấp (SAI - Secondary

Air Injection) ........................................................................................... 60

6.1. Cấu tạo hệ thống SAI ........................................................................................ 61

6.2. Nguyên lý hoạt động của SAI ...................................................................... 61

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các giải pháp giảm phát thải khí độc hại trên xe gắn máy

CBHD: TS. Nguyễn Hữu Hường HVTH: Nguyễn Văn Thông

6.3. Các yếu tố vật lý ảnh hưởng tới đặc tính hoạt động của bộ phun không khí thứ

cấp SAI .............................................................................................................. 63

6.3.1. Ảnh hưởng của khoảng cách từ cửa xả đến vị trí đặt ống phun không khí

(Pp) ................................................................................................................ 64

6.3.2. Ảnh hưởng của chiều dài ống phun không khí từ van lưỡi gà đến vị trí đặt

ống phun không khí (Lt) ............................................................................... 65

6.3.3. Ảnh hưởng của bề dày van lưỡi gà đến lưu lượng phun không khí vào đường

xả động cơ (Sp) ............................................................................................. 66

6.4. Ảnh hưởng của hệ thống phun không khí thứ cấp đến việc giảm nồng độ các

chất thải (CO, HC) và cải thiện thời gian hoạt động của bộ catalyst (light-off)

trong đường ống xả động cơ ............................................................................... 69

Chương VII: Nghiên cứu thực nghiệm lắp đặt hệ thống phun không khí thứ cấp (SAI)

trên đường ống xả xe gắn máy ................................................................ 74

7.1. Đối tượng thí nghiệm ......................................................................................... 75

7.2. Giới thiệu thiết bị thí nghiệm ............................................................................ 77

7.3. Lựa chọn quy trình và chế độ thí nghiệm .......................................................... 82

7.4. Kết quả thí nghiệm và bình luận ................................................................... 84

Chương VIII: Mô phỏng bộ phun không khí thứ cấp bằng phần mềm Fluent 6 ......... 119

8.1. Giới thiệu chung về phần mềm Fluent ............................................................. 120

8.2. Mô hình tính toán-ứng dụng Fluent ................................................................. 122

8.3. Kết quả mô phỏng và bình luận ...................................................................... 127

Chương IX: Kết luận, kiến nghị và hướng phát triển đề tài ....................................... 135

9.1. Kết luận ............................................................................................................ 136

9.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 136

9.3. Hướng phát triển đề tài .................................................................................... 137

Tài Liệu tham khảo ..................................................................................................... 138

Phụ lục

LƯU Ý:

Tài liệu được chia sẻ bởi Thành viên có FB "Le Duc Anh" chỉ được dùng phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu.

LINK DOWNLOAD

TÓM TẮT LUẬN VĂN

ABSTRACT

NỘI DUNG: