12
Chương 2

QUY TRÌNH ĐO
CÁC CHỈ TIÊU Ô NHI
Ễ
M
CỦA Ô TÔ
Mức độ phát sinh các chất ô nhiễm phụ thuộc vào điều kiện vận hành cũng như tình
trạng kĩ thuật của động cơ. Do đó, tùy theo tình trạng giao thông cũng như mức độ khắt khe
của luật môi trường ở mỗi nước mà quy trình thử có khác nhau. Trên thực tế hiện nay tồn
tại một số quy trình chuẩn của các nước công nghiệp phát triển và những quy trình đó được
nhiều nước đang phát triển áp dụng như quy phạm chính thức để đo mức độ phát sinh ô
nhiễm của ô tô ở nước mình.

2.1. Lịch sử phát triển

Ô nhiễm môi trường do khí xả động cơ gây ra đã là mối quan tâm của của nhiều
quốc gia từ lúc nền công nghiệp ô tô bắt đầu phát triển. Theo thời gian, danh sách các chất ô
nhiễm ngày càng trở nên chi tiết hơn, giới hạn nồng độ của chúng trong khí xả ngày càng
trở nên khắt khe hơn và ngày càng nhiều quốc gia hưởng ứng vấn đề chống ô nhiễm môi
trường do khí xả ô tô gây ra.

Theo trình tự thời gian, chúng ta có thể kể các quốc gia đã sớm đặt vấn đề ô nhiễm
môi trường do khí xả động cơ gây ra như sau:

- Đức : 1910 - Mĩ : 1959
- Pháp : 1963 - Nhật : 1966

Gia tốc trung bình (m/s
2
)

0,75 0,68 0,60 0,67 0,54 0,64
Giảm tốc trung bình (m/s
2
)

0,75 0,68 0,70 0,71 0,65 0,60
Thời gian trung bình
của một chu kì thử
(s) 45 117 66 70 50 94
Không tải (% thời
gian)
30,8 14,6 17,8 18,0 26,7 21,7
Gia tốc (% thời
gian)
18,5 31,4 33,5 33,1 24,4 34,2
Tốc độ không đổi (% thời
gian)
32,3 21,9 20,1 20,4 23,7 13,3
Giảm tốc (% thời
gian)
18,5 32,1 28,6 28,5 25,2 30,8

2.3. Cơ sở xây dựng các quy trình đo ô nhiễm

Quy trình thử là quy phạm quốc gia, phụ thuộc vào điều kiện giao thông của mỗi
nước. Nó dựa trên nhiều yếu tố, trong đó mật độ giao thông và chất lượng đường sá là hai
a.
b.
Thời
g
ian
(
s
)
Vận tốc (m/s)
Quy trình FTP 72
(Federal Test Procedure) (hình
2.1a) bao gồm hai giai đoạn. Giai
đoạn 1 kéo dài trong 505s, tương
ứng với quãng đường 5,78km với
tốc độ trung bình 41,2km/h. Giai
đoạn 2 kéo dài trong 867s và
được bắt đầu sau khi tạm dừng
hoàn toàn động cơ trong 10 phút.
Khi bắt đầu thử, động cơ được
khởi động ở trạng thái nguội sau
một đêm để ở nhiệt độ môi
trường (20 °C).
Chương 2: Quy trình đo các chỉ tiêu ô nhiễm của ô tô
15 Hình 2.2: Quy trình thử của Bang California

2.4.2. Quy trình thử của Cộng đồng Châu Âu
Số chu trình/lần thử : 4 Tốc độ trung bình (kể cà không tải) : 18,7 km/h
Thời gian/chu trình : 195s Tốc độ trung bình (không kể không tải): 27,01 km/h
Quãng đường thử : 1,013 km x 4 Tốc độ cực đại : 50 km/h
1: Số 1
2: Số 2
3: Số 3
ll : Chuyển số
K: Mở ly hợp
PM: Điểm chết
R: Không tải Tốc độ (km/h)
Thời gian
Thời gian chu trình : 400s
Quãng đường thử : 6,955 km
Tốc độ trung bình : 62,6 km/h
Tốc độ cực đại : 120 km/h
a.
Hình 2.4: Quy trình thử 10 chế độ của Nhật. Hình 2.5: Quy trình thử 11 chế độ của Nhật.

Quy trình thử 10 chế độ ứng với điều kiện giao thông trong thành phố. Thời gian của
mỗi công đoạn thử là 135s, ứng với quãng đường 0,664km với tốc độ trung bình 17,7km/h
(hình 2.4). Quy trình thử được lập lại với 6 công đoạn như nhau. Nồng độ ô nhiễm được
biểu diễn theo g/km.
b. Quy trình thử 11 chế độ

Qui trình này thể hiện chế độ giao thông trên xa lộ. Động cơ được khởi động nguội ở
nhiệt độ khoảng từ 20 đến 30°C và chạy không tải trong 25s, sau đó tiến hành thử trong
120s tương ứng với quãng đường 1,021km với tốc độ trung bình 30,6km/h (hình 2.5). Mức
độ phát sinh ô nhiễm của ô tô được tính theo g/lần thử.

b. Quy trình thử 10-15 chế độ
17
4,16km trong thời gian 660s với tốc độ trung bình 22,7km/h. Quy trình này được áp dụng
cho ô tô du lịch xuất xưởng sau tháng 11 năm 1991. Đến tháng 10 năm 1993 nó được áp
dụng thêm cho xe tải dưới 2,5 tấn. 2.5. Nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm trong khí xả ô tô

2.5.1. Các chất ô nhiễm thể khí

1. Hoa Kì Bảng 2.2 giới thiệu sự thay đổi về giới hạn nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm
trong khí xả ô tô ở Mĩ theo thời gian đối với ô tô du lịch. Giới hạn này được áp dụng ở hầu
hết các Bang trừ California và Newyork (những Bang có yêu cầu khắt khe hơn) và đo theo
quy trình FTP 75. Các bảng này cho thấy mức độ khắt khe của tiêu chuẩn tăng dần theo thời
gian: nồng độ cho phép của CO từ 84 g/dặm năm 1960 giảm xuống còn 3,4 g/dặm hiện
nay (giảm khoảng 25 lần); nồng độ HC cũng trong thời gian đó giảm từ 10,6 g/dặm xuống
còn 0,25 g/dặm (giảm khoảng 40 lần); mức độ giảm NO
x
có thấp hơn, từ 4,1 xuống 0,4
(giảm khoảng 10 lần).
Bảng 2.2: Tiêu chuẩn của Mĩ đối với ô tô du lịch (tính theo g/dặm, quy trình FTP 75)

Năm CO HC NO
x

1960 84 10,6 4,1
1968 51 6,3 0,4

ớc khi có
quy đ
ịnh EU
Đo thêm NO
x

Quy trình
% giá trị trước
khi quy định
Ô
tô cỡ trung 1130kg, 1400-2000 c
m
360
50
40
30
20
10
CO (g/km)
Chương 2: Quy trình đo các chỉ tiêu ô nhiễm của ô tô
18

Diesel V>2,0
7,4 1,97 - 1988
Diesel 1,4≤V≤2,0
7,4 1,97 - 1991
Diesel V<1,4
4,6 1,23 - 1992

Các quốc gia Đông Âu cũ trước đây cũng áp dụng tiêu chuẩn của Cộng đồng Châu
Âu ECE.

3. Nhật Bản

- Đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng

Tiêu chuẩn Nhật Bản theo chu trình thử 10 chế độ và 11 chế độ ứng với các loại ô
tô khac nhau trình bày trên các bảng 2.4, 2.5, 2.6. Bảng 2.4: Tiêu chuẩn Nhật Bản đối với ô tô du lịch sử dụng động cơ xăng

Năm CO (g/km) HC (g/km) NO
x
(g/km)
10 C.độ 11 C.độ 10 C.độ 11 C.độ 10 C.độ 11 C.độ
Chương 2: Quy trình đo các chỉ tiêu ô nhiễm của ô tô
19
1973 26 - 3,8 - 3,0 -
1975 2,7 20,81 0,39 2,33 1,6 2,7
1976 2,7 20,81 0,39 2,33 1,2 2,20
1978 2,7 20,81 0,39 2,33 0,48 1,47

1979 17 31,89 2,7 4,16 1,6 2,69
1981 17 31,83 2,7 4,16 1,26 2,33
1988 17 31,83 2,7 4,16 0,7 2,33

Các loại xe vận tải và ô tô buýt sử dụng động cơ Diesel tuân theo cùng tiêu chuẩn ô
nhiễm của xe du lịch dùng động cơ Diesel.

4. Các nước khác

Chương 2: Quy trình đo các chỉ tiêu ô nhiễm của ô tô
20
Các nước đang phát triển sử dụng quy trình thử của các nước công nghiệp phát triển
và ấn định mức độ phát sinh ô nhiễm cho phép phù hợp với điều kiện của nước mình. Quy
trình thử và giới hạn cho phép về nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ ở một số
nước đối với ô tô có tải trọng nhỏ hơn 2,7 tấn áp dụng ở một số nước được giới thiệu trong
bảng 2.7. Chúng ta thấy các nước đang phát triển thường sử dụng các chu trình của Mĩ,
Châu Âu và Nhật Bản. Tính khắt khe về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm tăng dần theo
thời gian.

Bảng 2.7: Quy trình thử và giới hạn ô nhiễm ở một số nước đang phát triển

Nước Năm Quy trình CO
(g/km)
HC
(g/km)
NO
x
(g/km)
Canada 1975
1987

1,90
Đài Loan 1987
1988
1989
ECE
ECE
FTP 75
14,31
14,31
2,11
4,69
4,69
0,25
(HC+NO
x
)
(HC+NO
x
)
0,25
Singapore
Israel
Ả Rập Xê-ú
t

1986

ECE

Tiêu chuẩn

1991
1993
FTP 75
FTP 75
FTP 75
FTP 75
21,9
18,52
6,96
2,11
1,99
1,79
0,70
0,25
2,29
1,99
1,39
0,62
Brazil 1988
1992
FTP 75
FTP 75
24
12
2,10
1,20
2,00
1,40

(1) Ô tô có động cơ V


G(l/s) k(1/m) G(l/s) k(1/m) G(l/s) k(1/m)
<42 2,260 95 1,535 150 1,225
45 2,190 100 1,495 155 1,205
50 2,080 105 1,465 160 1,190
55 1,985 110 1,425 165 1,170
60 1,900 115 1,395 170 1,155
65 1,840 120 1,370 175 1,140
70 1,775 125 1,345 180 1,125
75 1,720 130 1,320 185 1,110
80 1,665 135 1,300 190 1,095
85 1,620 140 1,270 195 1,080
90 1,575 145 1,250 >200 1,065
Bảng 2.9: Tiêu chuẩn độ khói của động cơ Diesel áp dụng ở một số nước

Quốc gia Năm Chế độ đo Tiêu chuẩn
Cộng đồng
Châu Âu
1972
1982
Gia tốc tự do
(Xem hình 2.9)
k <0,5 m
-1
(Xem hình 2.9)
Thụy Điển 1972 Gia tốc có tải 3,5 đ.v. Bosch
Mĩ 1981 (Xem hình 2.8) (Xem hình 2.8)
Nhật 1972
1975
1984
Đầy tải
Gia tốc không tải
Đầy tải
Độ mờ 50%
Độ mờ 50%
4 đ.v. Bosch
Hàn Quốc 1980 Đầy tải Độ mờ 50%

2.6. Quy trình kiểm tra định kì mức độ phát sinh ô nhiễm của ô tô

Các quy định trên đây được áp dụng từ lúc ô tô xuất xưởng đến khi đã qua một thời
gian sử dụng nhất định và quy trình đo được thực hiện ở những trung tâm kiểm định theo
quy phạm nhà nước. Ở Mĩ, các tiêu chuẩn đó được áp dụng cho đến khi ô tô đạt được

Thụy Sĩ
Ô tô tải <0,76t hay khách <9 chỗ
Ô tô tải >0,76t hay khách >9 chỗ

Mô tô
CO
HC
CO
HC
CO
0,5%V
100ppmV
1%V
200ppmV
3,5%V
Hoa Kì Ô tô nhẹ CO
HC
1,2%V
220ppmV
Canada Ô tô nhẹ CO 0,5%
Nhật Bản Ô tô nhẹ
- Động cơ 4 kì
- Động cơ 2 kì
CO
HC
HC
4,5%
1200ppmV
7800ppmV
Hàn Quốc Ô tô nhẹ CO

không được vượt quá 4,5 đơn vị Bosch ở chế độ đầy tải. Thụy điển cũng đề nghị quy trình
thử INCOLL, trong đó không cần băng thử ru-lô mà dùng quán tính của các bộ phận quay
tự do sau động cơ (bánh đà, ly hợp, các bánh răng của hộp tốc độ ) làm tải khi tăng tốc tự
do. Ở Hà Lan, tất cả ô tô đã qua sử dụng quá ba năm đều phải qua kiểm tra ô nhiễm dựa trên
việc đo nồng độ CO ở chế độ không tải.

Chương 2: Quy trình đo các chỉ tiêu ô nhiễm của ô tô
24
2.6.2. Tiêu chuẩn Việt Nam

- Năm 1990, Chính phủ Việt Nam đã ban hành tiêu chuẩn (TCVN 5123-90) quy
định về hàm lượng CO trong khí xả động cơ xăng ở chế độ không tải. Tiêu chuẩn này được
áp dụng cho tất cả ô tô chạy xăng có khối lượng lớn hơn 400 kg. Hàm lượng CO được đo
trực tiếp trong ống xả, cách miệng xả 300mm, ở hai chế độ tốc độ: n
min
và 0,6n
dm
(n
dm
là tốc
độ định mức). Hàm lượng CO không được vượt quá 3,5% ở chế độ n
min
và 2,0% ở chế độ
0,6n
dm
.

- Năm 1991, Chính phủ Việt Nam ban hành tiêu chuẩn TCVN 5418-91 quy định về
độ khói trong khí xả động cơ Diesel. Tiêu chuẩn này được áp dụng cho tất cả các loại ô tô
dùng động cơ Diesel. Độ khói của khí xả đo ở chế độ gia tốc tự do không được vượt quá

cấu khác với động cơ
kiểu piston tịnh tiến)
- 3300 3300 - - 3300 - -
Độ khói (%HSU) - - - 85 72 - 72 50
_________________________________________________________________________