- 1 -

Ngày nay, nhu cu s dng nhiên liu và sn phu m phát
trin mnh dn phát sinh nhiu v cc gii quy
Nhiên liu ngày càng cn kit, nn ô nhim môi ng. Mt khác,
t, an ninh quc gia, an ninh kinh t luôn gn lin vi
ng. Chính vì th m bng
lâu dài, gim thiu ô nhing và phát trin bn vng, nhiu
quc gia trong vòng vài thp k qup trung nghiên cu s dng
nhiên liu sinh hc thay th mt phn du khoáng, tin ti xây dng
ngành nhiên liu sch  quc gia mình.
Không nm ngoài xu th phát trin ca th gii, Vi
n v nhiên liu sch. M

n
biu này, Th ng Chính ph

 Trong diesel sinh hc
có ngun gc t m cá    th thay th tt cho nhiên liu
diesel. Cn nhng vùng nuôi trng thy sn có quy
mô rt l xut khu ti mt s tnh cng bng sông
Cu Long. Phn m cá rt la còn li sau quá trình ch bin
ng b b u không x lý s gây ô nhing.
Mng ca nhiên
liu B5 (5% diesel sinh hc  án
ca Chính ph thì tin ti s dng nhiên liu vi t l pha trn cao
 góp phy vic sn xut, s dng nhiên liu diesel
sinh hc ti Vit Nam, góp phn gim ô nhing, thc hin
m án phát trin nhiên liu sinh hc, nâng cao chng s
dng tiêu chun v khí
thc bin giao thông

cu thc nghim kim ch th, lun án s dng
u sau:
- Nghiên cu lý thuyt da trên vic xây dng mô hình và tính
toán mô phng các ch tiêu kinh tng và phát thi cng
 dng diesel sinh hc.
- Th nghii ch phát trin
tia phun nhiên liu bng k thut chp hình nh tia phun. Phân tích
hình nh da c, hình dng tia phun ca các nhiên liu
th nghim. Kt qu nghiên c    
khuyn cáo v s u chnh cn thii vi h thng nhiên liu khi
s dng nhiên liu diesel sinh hc.
- Các th nghin tc c
c tin hành trong phòng thí nghi t
qu phân tích da trên các ch tiêu v công sut, sut tiêu hao nhiên
- 3 -
liu và phát thi c
- S dng k thut trong xylanh t ánh
giá ng ca nhiên liu diesel sinh hc tính cháy ca

iv. 
Luc mt s yu t cu chng
 dng nhiên liu diesel sinh hn B30 là góc phun sm
và áp sut phun thông qua các tính chn ca nhiên li
nht, tr s xêtan, nhit tr.  ng ca nhiên liu t

     


sinh hc t 



 
1.2.2.2. Nhược điểm
 


1.2.3. 
1.2.4. 
1.2.5.  
1.2.6. 
1.2.6.1. Tình hình sản xuất và sử dụng diesel sinh học trên thế giới
Nói chung, Châu
Âu chim phn ln
sn xut du diesel
sinh hc ca th
gii.   c
   
K, ethanol sn
xut là khong 10
ln l   i
du diesel sinh hc.
Hình 1.4  
th hin t l sn
xut diesel sinh hc
c  c trên
th gii.
Hình 1.4. Tình hình sản xuất diesel sinh học
của các nước trên thế giới năm 2010 [18]
- 5 -
1.2.6.2. Tình hình sản xuất và sử dụng diesel sinh học ở Việt Nam

hc làm t ba ngun
khác nhau là Jatropha
(JB20, TB50, JB100),
Karanja (KB20, KB50,
KB100) và Polanga
(PB20, PB50, PB100). Th nghic thc hi
Hình 1.5. So sánh tính năng động cơ của
Diesel, B5, B20, B70 và B100 [40]
Hình 1.6. Phát thải của động cơ từ các
nhiên liệu khác nhau [25]
- 6 -
t qu v phát thc th hin trên hình 1.6.
1.3.2.  
            



Kt qu th nghim
c khi chy bi vi
    y,
công su
1,33% trong khi sut tiêu
hao nhiên liu gim
  c th hin
trên hình 1.9.
Lun án tia tác
gi Phùng Minh Lc [7],
“Nghiên cứu tỷ lệ pha
trộn hợp lý giữa dầu dừa
và dầu diesel dùng làm











-



 2.  LÝ THUYT QUÁ TRÌNH PHUN, HÌNH
THÀNH HN HP VÀ CHÁY CDIESEL KHI
S DNG NHIÊN LIU DIESEL SINH HC
2.1. 

2.1.1. 
2.1.1.1. Cơ chế phá vỡ tia phun của chất lỏng [39]
  phá v ca tia phun cht lng ph thuc vào vn tc
i và các thuc tính ca cht lng và khí bao quanh. Hình 2.1
 Ohnesorge (Ohnesorge W., 1931),  a ca
Re.
2.1.1.2. Cơ chế phá vỡ giọt
Hình 2.1 Cơ chế phá vỡ tia phun [39]
- 8 -
chất lỏng [39]
S phá v git khi phun là do lc khí ng (ma sát và áp sut)

hc thì góc nón chùm tia phun nhiên liu s nh i khi s
dng nhiên ling.
- 9 -
2.2. 
2.2.1. 
Quá trình hình thành hn hp và quá trình bc cháy nhiên liu
cng chéo lên nhau. Sau khi phun nhiên liu,
trong bung cháy din ra mt loi v lý hóa ca nhiên liu,
n nhiên lio ra hn hp và t bc
cháy, trong khi nhiên liu vc phun tip, cung cp cho xylanh
c
2.2.2. cháy
2.2.2.1. Phản ứng dây truyền nhiệt
Trong s các công trình ã công b thì lý thuyt v phn ng dây
chuyn nhit ca Vin s Xêmênp c s dng rng rãi  gii
thích c ch ca quá trình cháy.
2.2.2.2. Sự châm cháy nhiên liệu trong xylanh
Quá trình châm cháy trong ng c Diesel có th chia thành hai
giai on:
- Giai đoạn 1: là giai on hình thành ngn la ngui.
- Giai đoạn 2: là giai on tích t các phn t hot tính cho n khi
phn ng dây chuyn kt thúc bng s n nhit và xut hin
l
2.2.2.3. Thời gian cháy trễ
Thi gian tính t lúc phun nhiên liu cho n khi quá trình cháy thc
s din ra vi s tng vt v áp sut và nhit  trong xylanh gi là
thi gian cháy tr (s) tng ng vi góc 
i
(
0

Kt qu là quá trình cháy ca nhiên liu diesel sinh hc kt thúc
c so vi quá trình cháy ca nhiên li    c
kim chng qua mt th nghim cho hai loi nhiên liu là B0 và
B100.

Hình 2.7. Sự phát triển ngọn lửa trong quá trình cháy của B0 và B100[34]
2.4. 
2.4.1. P
Quá trình hình thành NO
x
din ra ch yu  nhi trên 2000
0
u khng ch c nhi tc thi trong bung cháy
i 2000
0
K thì có th gic s hình thành NO
x
.
Phát thi NOx c dng nhiên liu diesel sinh hc
s   i khi s dng nhiên liu diesel. Nguyên nhân th
nht là do nhi cháy c dng diesel sinh hc cao
 hai là do bn thân nhiên liu diesel sinh hc
có cha thành phn Oxy trong công thc phân t.
2.4.2. P
- 11 -
Các nghiên cn v quá trình hình thành b hóng trong các
ngn la và trong bud cp nhiu
trong các tài liu g n hình:
-  bán toàn ph c ca Hiroyasu)
-  fusco










 





(2.36)
2.5.2. Mô hình cháy AVL-MCC
2.5.2.1. Lý thuyết chung về mô hình cháy AVL-MCC
Mô hình cháy AVL - MCC d c t l ng nhit trao
i và          a vào khi
ng nhiên ling hc ri ca vòi phun nhiên liu.
2.5.2.2. Phương trình đặc trưng của mô hình cháy AVL-MCC









    mt l         ht
nhiên lit qu là tia phun nhiên liu thâm nhp
 
Thc nghim cho thy din bin ca quá trình hình thành hn hp
và cháy c   dng nhiên liu diesel sinh hc có nhng
khác bit nh nh so vi khi s dng nhiên liu diesel thông
ng. C th, thm cháy bu và kt thúc s
dng nhiên liu diesel sinh hc.
T các kt lun trên cho thy, v ng ca t l pha
trn, góc phun sm, áp sut phun và ngun gc ca nhiên liu diesel
sinh hc cn phc nghiên cu bng thc nghim.
Nghiên c lý thuyt da trên phn mm mô phng AVL-
Boost cho phép mô phng din bin quá trình hình thành hn hp và
 tiêu kinh t - k thung
phát thi cm b tin cy.
Mô hình tính toán ca AVL-Boost có th mô phi vi các
loi nhiên liu khác nhau thông qua mt s thuc tính ca nhiên liu.
 
wicwiwi
TTAQ 

- 13 -
 d dàng tính toán khi chuyn sang dung nhiên
liu diesel sinh hc.
3. TÍNH TOÁN MÔ PH
DNG NHIÊN LIU DIESEL SINH HC
3.1. 
    
    diesel
    

Giá tr
ng kính xylanh (D)
85 mm
Hành trình piston (S)
90 mm
Chiu dài thanh truyn
(L
tt
)
148 mm
Th tích công tác (V
h
)
510,7 cm
3
T s nén ()
17,3
Công sut nh mc
(Ne

)
9 kW
T nh mc (n

)
3.200
vg/ph

Hình 3.1. Mô hình động cơ AVL.
- 14 -

nhiên lin
t l pha trn diesel sinh hc
thì công sum dn, trong khi sut tiêu hao nhiên liu li
n c th hin trên hình 3.6.
3.3.3.2. Tỷ lệ không khí và nhiên liệu
Hình 3.6. Xu hướng thay đổi Ne và ge
theo tỷ lệ pha trộn diesel sinh học.
Hình 3.4. Diễn biến áp suất
xylanh của nhiên liệu B0, B10,
B20, B30, B40 và B50.
- 15 -
3.3.3.3. Phát thải động cơ
Vi các kt qu v các thành phn phát thi (CO, NOx, B hóng)
c trình bày trong các
bng 3.12, bng 3.14 và
bng 3.16, có th xây dng
mi quan h gia s i
các phát th c hi ca
  i t l pha trn
diesel sinh hc và c th
hin trên hình 3.7.
3.3.4. 

   l pha trn
diesel sinh hc làm công sut
t c i và sut tiêu hao
nhiên liu thp nht ti các góc
phun s   ng gim
dn. Có th rút ra mi quan h
gia góc phun sm ti

S suy gim công sut là do nhit tr ca nhiên liu diesel sinh hc
tht khác do quá trình cháy tr gim nên xy ra quá trình
va cháy va nén.
Phát tht ln nh khói
và CO gim mt nh nht l
ng khi s dng nhiên liu diesel sinh hc.
Góc phun sm khi s dng nhiên liu diesel sinh hc cc
u chnh phù hng gim d m bo phát huy t
    và k thut c    t
phun có ng ln phát tht phun
làm phát thi CO và b hóng gim mnh còn NOx l
T các kt qu mô phng có th ng cho vic nghiên cu
thc nghim ng ca góc phun sm, áp sut phun.

4C NGHIM
4.1. 
4.2. 
4.2.1. 
ng th nghim là -t
xylanh s dng 4 xupap (2 np, 2 thi), có bung cháy thng nht
dn dng xoáy lc hình thành hn hp th tích màng.
4.2.2. 
- Nhiên ling (B0);
- Nhiên liu diesel sinh hc ngun gc t m c pha trn
vi các t l 10% (B10), 20% (B20), 30% (B30);
- 

4.3. 
4.4. 
- 17 -

hình 4.8.
Khi s dng diesel sinh hc thì phát thi CO, HC,  khói gim
i quan h gia t l pha trn diesel sinh hc
i vi các phát thc th hin trên các hình 4.22 và hình 4.23
a) b) c)
Hình 4.5. Hình ảnh tia phun của các nhiên liệu thử nghiệm.
a) 50bar; b) 100bar; c) 200bar. 1
8
0

1
8
,
5
0

1
7

2
4
6
0
10
20
30
Thay đổi Ne và ge(%)
% Biodiesel
Xu hướng CS (%)
Xu hướng ge (%)
Hình 4.8. Thay đổi Ne và ge theo tỷ
lệ diesel sinh học.
- 18 -

Hình 4.11. Quan hệ giữa CO, HC
và tỷ lệ pha trộn diesel sinh học

Hình 4.12. Quan hệ giữa NOx, độ
khói và tỷ lệ pha trộn diesel sinh học
4.5.3. 

     
       



     
sau:
  

4.5.5.           
nhau
Công su dng nhiên liu thp
i nhiên lit ca nhiên liu BA20
i nhiên liu B20.  ng bi nhit tr.
Phát thi CO khói ca nhiên liu B20 và BA20 ít 
so vi nhiên liu B0, trong khi phát thi NOx l
Phát thi CO, HC và NOx c dó
 khói ca B20 li thu này là do có s khác nhau
v tính cht (tr s xêtan) nên dn có s khác nhau v phát thi.
4.6. 
4.6.1. 
Hình 4.30 và hình 4.31 ng ca công
sut và sut tiêu hao nhiên liu theo mô phng và thc nghim.

Hình 4.30. So sánh công suất giữa mô
phỏng và thực nghiệm.

Hình 4.31. So sánh suất tiêu hao nhiên
liệu giữa mô phỏng và thực nghiệm.
 y1  ng ca mô hình tính toán;
- 20 -
y2 - ng ca thc nghim.
T hình v cho thy, sai lch trung bình gia mô phng và thc
nghim ln nhi vi nhiên liu B10. C th, sai lch v công sut
là 8,33%, sai lch v sut tiêu hao nhiên liu là 7,43%.
4.6.2. 

Hình 4.32. So sánh phát thải CO giữa
mô phỏng và thực nghiệm.

mt s các yu t ng tia phun; góc phun sm; áp sut
phun; ti trng; t l pha trn, ngun gc diesel sinh hc. T các kt
qu thc nghim có th rút ra mt s kt lu
S hình thành và phát trin tia phun khi s dng nhiên liu diesel
sinh hc có quy lu u diesel truyn thng. Tuy
nhiên, khi s dng nhiên liu diesel sinh hc, do ng c
nht, kh ng riêng, s  t ngoài l    
thâm nhp sâu vào không gian và góc nón phun nh u dài
tia phun ca nhiên li        

gi       ng vi nhiên liu B10,
B20, B30, B100 so vi B0.
 các ch  làm vic c dng nhiên liu B10,
B20 và B30 thì công sut gim và sut tiêu hao nhiên li 
. C th, công cut khi s dng B10 gim nhiu
nht là 1,79% ti 1400(vg/ph)  25% ti; B20 gim 2,72% ti
2200(vg/ph)  25% ti; B30 gim 5,3% ti 2200(vg/ph)  75% ti.
t tiêu hao nhiên liu khi s du
nht 1,75% ti 2200(vg/ph)  25% ti; B20 gim 2,99% ti
2200(vg/ph)  50% ti; B30 gim 4,23% ti 2200(vg/ph)  25% ti.
Nhiên liu diesel sinh hc có tr s      
thành phn Oxy nên quá trình cháy tr c rút ngn và khi t l pha
trn diesel sinh h         c rút
ngm gim. Góc phun sm ca nhiên liu B10,
B20, B30 gim lt 1(0TK); 2(0TK); 3,5(0TK).
Khi áp sut c
m. Áp su
quá trình cháy din ra hoàn ht qu làm phát thi CO, HC,
 khói gim còn 
Phát tha nhiên liu diesel sinh hc pha


u diesel sinh hc pha trn vi t l
l




c

Lun hành nghiên cu thc nghii vi nhiên liu
diesel sinh hc B10, B20, B30 ngun gc t m cá. ng ca

- 23 -
Công sum và càng gim khi t l pha trn diesel
sinh ht tr ca nhiên liu diesel sinh
hc tht tiêu hao nhiên lii s 
t l pha trn. Công sui vi nhiên liu B30 gim ti 3%, trong
khi sut tiêu hao nhiên lii vi B
Phát th khói gim nhiu nht khi s dng nhiên
liu B30 lu
nhi vi B30 là 5,1%. Nguyên nhân, nhiên liu diesel sinh hc có
thêm thành phn Oxy và chiu dài chui phân t cacbon ln giúp
quá trình cháy din ra thun li.
Kt qu v  sai khác gia mô phng
và thc nghim. Sai khác ln nht v công su  i vi
nhiên liu B20 ti 1400(vg/ph)  25% ti, sut tiêu hao nhiên liu là
i vi nhiên liu B20 ti 1400(vg/ph)  50% ti, phát thi
i vi nhiên liu B30 ti 1400(vg/ph)  25% ti, phát
thi NOx là 8,87% ti 2200(vg/ph)  75% ti.
 thuc vào ngun gc ca diesel sinh hc,