BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

.......................................

NGUYỄN BÁ HƯNG

NGHIÊN CỨU XỬ DỤNG PHỤ GIA NHIÊN
LIỆU NHẰM NÂNG CAO TÍNH HIỆU QUẢ VÀ
GIẢM PHÁT THẢI ĐỘC CHO ĐỘNG CƠ VÀ
PHƯƠNG TIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS. TS. LÊ ANH TUẤN

HÀ NỘI – 2010


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ đề tài
nghiên cứu nào khác.

Tác giả

NGUYỄN BÁ HƯNG

1


3.1.2. Công suất chỉ thị của động cơ........................................................38

2


3.1.3. Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị.......................................................39
3.1.4. Hiệu suất chỉ thị của chu trình công tác.........................................39
3.1.5. Quan hệ giữa các thông số chỉ thị của chu trình công tác ..............39
3.1.6. Các thông số có ích........................................................................41
3.2. Phát thải độc hại của động cơ diesel.........................................................43
3.2.1. Sản phẩm cháy và các thành phần độc hại chính của ĐC Diesel ...43
3.2.2. Tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải của động cơ diesel ................46
3.3. Thử nghiệm công nhận kiểu về khí thải của động cơ đốt trong.................48
3.3.1. Tổng quan về thử nghiệm công nhận kiểu ......................................48
3.3.2. Khảo sát chu trình thử Châu Âu ECE R49 (EURO II)....................51
Chương IV. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG
CỦA PHỤ GIA NANO CeO2 ĐẾN ĐỘNG CƠ ................................................53
4.1. Mục đích thử nghiệm...............................................................................53
4.2. Phương pháp thử nghiệm .........................................................................53
4.3. Đối tượng thử nghiệm..............................................................................53
4.4. Trang thiết bị thử nghiệm ........................................................................54
4.5. Quy trình thử nghiệm...............................................................................66
4.5.1. Chuẩn bị thử nghiệm......................................................................66
4.5.2. Quy trình thử nghiệm....................................................................67
Chương V. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ...............................68
5.1. Độ mờ khói..............................................................................................68
5.2. Thành phần THC .....................................................................................69
5.3. Thành phần CO và CO2 ...........................................................................70
5.4. Thành phần NOx ......................................................................................72
5.5. Suất tiêu thụ nhiên liệu ............................................................................74


MMT

Methylcyclopentadenyl manganese tricarbonyl

DCI

Darex corrosion inhibitor (Chất ức chế ăn mòn Darex)

EHN

2-Ethylhexyl nitrate

DTBP

Di-tertiary butyl peroxide

TBA

Tertiary-butylalcohol

TREO

Total rare earth oxides (Tổng số ôxit đất hiếm)

M

Nồng độ mol/l

PTFE

xêri axêtat ở các thời gian xử lý khác nhau. .........................................................32
Bảng 6. Phân loại ôtô của tiêu chuẩn Châu Âu. ...................................................51
Bảng 7. Diễn giải các mode của chu trình thử ECE R49. .....................................52
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1. Nhiên liệu không sử dụng phụ gia eefuel. ............................................21
Hình 2.2. Nhiên liệu có pha phụ gia eefuel. .........................................................21
Hình 2.3. Cơ chế làm sạch muội than của phụ gia eefuel. ....................................22
Hình 2.4. Kết quả đo công suất tại chế độ 30% tải. ..............................................23
Hình 2.5. Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu tại chế độ 30% tải..........................23
Hình 2.6. Kết quả đo công suất tại chế độ 80% tải...............................................23
Hình 2.7. Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu tại chế độ 80% tải..........................23
Hình 2.8. Mạng lưới tinh thể của CeO2................................................................27
Hình 2.9 CeO2 sử dụng Ce(OH)4 (2500C) như một hàm của thời gian. ................31
Hình 2.10 CeO2 sử dụng xêri axêtat (2500C) như một hàm của thời gian. ...........31
Hình 2.11. CeO2 từ Ce(OH)4 (24 giờ) xử lý nhiệt ở
(a) 5000C, (b) 10000C. .........................................................................................33
Hình 2.12. CeO2 từ xêri axêtat (24 giờ) xử lý nhiệt ở
(a) 5000C, (b) 10000C. .........................................................................................33
Hình 2.13. Hình ảnh quan sát TEM và sự nhiễu xạ electron của CeO2 tạo ra
từ xêri(IV)hyđrôxit (a) và xêri axêtat (b) sau 24 giờ xử lý thủy nhiệt. ..................34
Hình 2.14. Dung dịch phụ gia Nano CeO2 ...........................................................35
Hình 2.15. Hình ảnh chụp hạt nano CeO2 trên kính hiển vi điện tử TEM. ..........35

5


Hình 3.1. Đặc tính các thành phần độc hại của động cơ diesel theo λ...................46
Hình 3.2. Sơ đồ thể hiện các mode của chu trình thử ECE R49...........................52
Hình 4.1. Băng thử nghiên cứu SCRE tại PTN ĐCĐT.........................................54
Hình 4.2. Động cơ thí nghiệm AVL-5402............................................................55

môi trường do khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải cũng đang trở nên
đáng báo động. Do vậy, việc nghiên cứu tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu thành
phần khí thải độc hại của động cơ đốt trong trên các phương tiện cơ giới là cần thiết
và nằm trong xu thế chung của Việt Nam và thế giới.
Một hướng đang được tập trung nghiên cứu nhằm tiết kiệm năng lượng và
giảm thiểu khí thải độc hại từ động cơ là sử dụng phụ gia cho nhiên liệu, điển hình
là phụ gia nano. Trên thế giới, đã có những công ty, tổ chức nghiên cứu và sử dụng
loại phụ gia này như công ty Oxonica của Anh, tập đoàn công nghệ nhiên liệu nano
của Mỹ, công ty Nanoscience Innovation của Singapore. Tại Việt Nam, phụ gia
nano cho nhiên liệu cũng đang được đầu tư nghiên cứu. Cùng nằm trong xu thế đó,
tác giả đã chọn phụ gia nhiên liệu là đề tài cho nghiên cứu của mình với tên:
“Nghiên cứu sử dụng phụ gia nhiên liệu nhằm nâng cao tính hiệu quả và giảm phát
thải độc hại cho động cơ và phương tiện”.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là nâng cao tính hiệu quả và giảm phát thải
độc hại cho động cơ bằng cách sử dụng phụ gia nhiên liệu.
Với mục đích nâng cao tính hiệu quả và giảm phát thải độc hại cho động cơ,
đề tài tập trung vào nghiên cứu sử dụng phụ gia nano Xêri ôxit (CeO2) cho nhiên
liệu diesel. Nghiên cứu được thực hiện trên động cơ nghiên cứu một xylanh AVL
5402 tại Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Đại học Bách khoa Hà Nội để xác
định hàm lượng khí thải độc hại, tiêu thụ nhiêu liệu và diễn biến áp suất trong
xylanh của động cơ trong các trường hợp sử dụng và không sử dụng phụ gia nano
CeO2 cho nhiên liệu.
Trên cơ sở mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, tác giả đã tiến hành thực
hiện một số nội dung sau:
• Tìm hiểu tổng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ gia nhiên liệu trên
thế giới và tại Việt Nam.

7



8


Chương I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia nhiên liệu trên thế giới
1.1.1. Phụ gia nhiên liệu sử dụng cho động cơ xăng
Phụ gia nhiên liệu có thể hiểu là những chất phụ được pha vào nhiên liệu với
tỷ lệ nhất định nhằm cải thiện chất lượng và tính hiệu quả của nhiên liệu sử dụng
cho động cơ đốt trong.
Phụ gia sử dụng cho nhiên liệu xăng có thể hoạt động như một chất bôi trơn
trong động cơ hoặc có thể làm tăng chỉ số ốc tan cho nhiên liệu động cơ xăng.
Trong khi đây là hai lợi ích tuyệt vời thì bên cạnh đó phụ gia nhiên liệu có thể chứa
những chất gây nguy hiểm cho môi trường, như : chất chống ôxi hóa, chất ôxi hóa
và chất ức chế ăn mòn kim loại.
Trên thế giới, phụ gia dùng cho nhiên liệu xăng có nhiều loại với những công
dụng khác nhau. Các kiểu phụ gia sử dụng cho nhiên liệu xăng bao gồm : kiểu oxy
hóa (Oxygenates), kiểu chống oxy hóa (Antioxidants), kiểu chống kích nổ
(Antiknock) và kiểu ức chế ăn mòn (Corrosion inhibitors) [20].
1.1.1.1. Kiểu phụ gia oxy hóa.
Kiểu phụ gia ôxy hóa gồm có hai nhóm là cồn (alcohols) và ête (Ethers).
Trong đó nhóm cồn thì có thể kể đến các chất như methanol, ethanol; còn đối với
nhóm ête thì gồm có MTBE, TAME và ETBE.
+ Phụ gia thuộc nhóm cồn:
- Methanol: Methanol (methyl alcohol) CH3OH là một chất lỏng không màu ở
nhiệt độ thường với mùi alcohol nhẹ đặc trưng và có thể được sử dụng như một phụ
gia để pha vào xăng nhằm tăng chỉ số ốc tan. Tuy nhiên phụ gia này có nhược điểm
là tan vô hạn trong nước nên có thể dẫn đến những hậu quả không tốt hay nói cách
khác là methanol có tính hút ẩm nên nhiên liệu có methanol để một thời gian sẽ bị
đọng nước và tất nhiên khi dùng cho động cơ sẽ có hại.
Ở Mỹ, methanol được sử dụng như thành phần nhiên liệu chủ yếu từ sau thập

là nước có nền công nghiệp ethanol phát triển. Theo hiệp hội nhiên liệu tái tạo, ngày
30 tháng 10 năm 2007, sản lượng ethanol của Mỹ là 7 tỷ gallons trên một năm. Mỹ
cũng là nước có động cơ sử dụng nhiên liệu linh hoạt, động cơ này có thể chạy từ
0% đến 85% ethanol(15% xăng), mức ethanol cao hơn 85% thì chưa nhận được sự
cho phép của chính phủ.

10


+ Phụ gia thuộc nhóm ête
- MTBE : là một chất dễ bay hơi, dễ cháy và là chất lỏng không màu, không
trộn lẫn được với nước. MTBE là một phụ gia dùng cho nhiên liệu xăng, được sử
dụng như một chất ôxy hóa và để làm tăng chỉ số ốctan cho xăng.
Ở Mỹ, MTBE đã được sử dụng trong xăng ở mức độ thấp từ năm 1979 để thay
thế cho tetra-ethyl chì và để làm tăng chỉ số ốctan giúp ngăn ngừa động cơ khỏi sự
kích nổ.
- TAME : là một ête và được sử dụng như một phụ gia ôxy hóa cho xăng. Nó
được thêm vào xăng vì ba lý do: thứ nhất là để làm tăng chỉ số ốctan của xăng, thứ
hai là để thay thế tetraethyl chì và lý do cuối cùng là làm tăng hàm lượng ôxy trong
xăng. Phụ gia TAME pha vào trong nhiên liệu có tác dụng giảm khí thải độc hại
như những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
1.1.1.2. Kiểu phụ gia chống ôxy hóa
Trong thành phần của nhiên liệu cần pha chế có chứa nhiều olefin, những chất
này có xu hướng tạo nhựa và ôxi hoá nên người ta cho thêm chất phụ gia để làm
chậm quá trình tạo nhựa và ôxi hoá của các thành phần ôlefin có trong xăng. Các
phụ gia thuộc loại này có thể kể đến như BHT, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol.
Trong đó BHT là một hợp chất béo và có thể được sử dụng như một phụ gia chống
ôxy hóa trong nhiên liệu. Tương tự với BHT, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol cũng
được sử dụng như một phụ gia chống ôxy hóa, ví dụ như nó có tác dụng ngăn ngừa
tạo nhựa trong nhiên liệu.

Phụ gia sử dụng cho nhiên liệu diesel [14] có vai trò rất quan trọng, nó có thể
giúp cải thiện chất lượng nhiên liệu hoặc cải thiện quá trình cháy cũng như góp
phần làm giảm khí thải ô nhiễm của động cơ diesel. Có bốn kiểu phụ gia được sử
dụng cho nhiên liệu diesel là :
• Phụ gia cải thiện hiệu quả động cơ và hệ thống phân phối nhiên liệu
• Phụ gia cải thiện nhiên liệu
• Phụ gia ổn định nhiên liệu
• Phụ gia kiểm soát tạp chất (contaminant control)
1.1.2.1. Phụ gia cải thiện hiệu quả động cơ và hệ thống phân phối nhiên liệu

12


Kiểu phụ gia này có thể cải thiện hiệu quả động cơ hoặc hệ thống phun nhiên
liệu. Điều này được thể hiện qua việc làm gia tăng chỉ số xêtan của nhiên liệu, làm
sạch vòi phun hoặc có thể hoạt động như một chất bôi trơn. Trong một dải nhất
định, chỉ số xêtan của nhiên liệu càng cao thì nó càng cho phép giảm độ ồn, độ khói
và có thể cải thiện khả năng khởi động của động cơ trong thời tiết lạnh.
Phụ gia EHN là một chất làm tăng chỉ số xêtan cho nhiên liệu diesel và được
sử dụng rộng rãi nhất. Nó cũng được gọi với cái tên octyl nitrate. EHN không ổn
định do nhiệt và phân hủy một cách nhanh chóng ở nhiệt độ cao trong buồng cháy.
Sản phẩm của sự phân hủy giúp quá trình cháy nhiên liệu bắt đầu và do đó rút ngắn
giai đoạn cháy trễ. EHN được sử dụng trong dải mật độ từ 0,05 đến 0,4% khối
lượng và có thể làm tăng thêm chỉ số xêtan từ 3 đến 8. Một nhược điểm của EHN
đó là nó làm giảm độ ổn định nhiệt của một vài nhiên liệu diesel. Điều này có thể
được bù đắp bằng việc sử dụng các phụ gia ổn định nhiệt.
DTBP là một phụ gia khác mà cũng được sử dụng như một chất làm tăng chỉ
số xêtan cho nhiên liệu diesel; nó kém hiệu quả hơn so với EHN. Tuy nhiên DTBP
không làm giảm độ ổn định nhiệt của hầu hết nhiên liệu diesel và nó không chứa
nitơ (điều này có thể quan trọng đối với việc đáp ứng những yêu cầu quy định về

1.1.2.3. Phụ gia ổn định nhiên liệu
Độ không ổn định của nhiên liệu sẽ dẫn đến hình thành chất gôm và chất này
có thể gây kết tủa ở vòi phun hoặc có thể làm cản trở nhiên liệu qua bộ lọc. Đối với
các nhiên liệu diesel khác nhau thì phụ gia ổn định pha vào nhiên liệu cũng khác
nhau. Nó phụ thuộc vào nhiên liệu được tạo nên từ nguồn dầu thô và quá trình lọc
dầu và pha trộn như thế nào. Vì liên quan đến lĩnh vực hóa học phức tạp nên một
phụ gia có thể làm việc hiệu quả trong nhiên liệu này nhưng lại không làm việc hiệu
quả trong một nhiên liệu khác. Nếu một nhiên liệu cần được ổn định thì nó nên
được kiểm tra để chọn ra một phụ gia hiệu quả và tỷ lệ phù hợp.
Một trong những kiểu không ổn định của nhiên liệu là sự ôxy hóa. Sự ôxy hóa
diễn ra khi oxy trong không khí tấn công hỗn hợp phản ứng trong nhiên liệu qua
những phản ứng chuỗi phức tạp. Do vậy, chất chống ôxy hóa cần được thêm vào
nhiên liệu để làm ngừng những phản ứng chuỗi này. Các phenon bảo vệ và amin
nhất định cũng như phenylenediamin là những chất được sử dụng phổ biến nhất để

14


ngăn ngừa sự ôxy hóa trong nhiên liệu. Các chất này thường được sử dụng trong dải
nồng độ từ 10 đến 80 ppm.
Các phản ứng axit-bazơ là kiểu không ổn định khác của nhiên liệu. Những
chất ổn định được sử dụng để ngăn ngừa các phản ứng này điển hình như là những
amin có tính kiềm mạnh và được sử dụng trong dải nồng độ từ 50 tới 150 ppm.
Chúng phản ứng với những hỗn hợp axít yếu để tạo nên các sản phẩm hòa tan trong
nhiên liệu và không phản ứng thêm nữa.
Một yếu tố nữa liên quan đến độ không ổn định của nhiên liệu là kim loại. Khi
có một lượng kim loại nhất định, đặc biệt là đồng và sắt trong nhiên liệu diesel,
chúng sẽ làm xúc tác cho những phản ứng liên quan đến độ không ổn định của
nhiên liệu. Những chất khử hoạt tính kim loại được sử dụng để khử những kim loại
này và làm vô hiệu hóa ảnh hưởng xúc tác của chúng. Những chất này thường được

ăn mòn thép và tạo nên các lỗ thũng. Các hạt gỉ sắt làm cho nhiên liệu bị bẩn và có
thể làm tắc bộ lọc nhiên liệu hoặc làm tăng công bơm nhiên liệu và làm mòn vòi
phun. Các chất ức chế ăn mòn được sử dụng với vai trò như một phụ gia chống lại
sự ăn mòn. Chúng được sử dụng trong dải nồng độ từ 5 tới 15 ppm.
1.1.3. Phụ gia nhiên liệu Nano
Trong bối cảnh giá xăng dầu biến động mạnh (có lúc lên đến 147 USD/thùng,
được xác lập vào ngày 11/07/2008), tài nguyên năng lượng hóa thạch ngày càng cạn
kiệt và tình trạng ô nhiễm không khí do các phương tiện giao thông ngày càng trầm
trọng, thì việc ứng dụng công nghệ Nano để tổng hợp các chất phụ gia cho công
nghiệp chế biến xăng dầu đã và đang được các nước có nền khoa học và kỹ thuật
phát triển quan tâm sâu sắc. Lý do là các loại phụ gia này mang lại hiệu quả nhiều
mặt, rõ rệt đối với việc tiết kiệm xăng dầu và giảm ô nhiễm môi trường.
Phụ gia nhiên liệu Nano là một “chất nhũ tương” được điều chế theo công
nghệ cao Nano, bằng kỹ thuật “vi nhũ hóa” cấp độ nanomét và pha trộn vào xăng
dầu, để tạo ra nhiên liệu “nano nhũ hóa”. Bản chất đốt cháy của “dầu vi nhũ hóa”
dựa trên hai phương diện tốt, là đốt hóa học và đốt vật lý. Đốt hóa học dựa trên các
phản ứng cháy của cácbon và đốt vật lý dựa trên lý thuyết các “vụ nổ nhỏ”, ở đây
nước (H2O) đóng vai trò của cả hai quá trình đốt này.
Về mặt nguyên lý tác dụng, phụ gia nhiên liệu Nano sau khi pha trộn vào
nhiên liệu, nó sẽ nhanh chóng được khuếch tán thành những “giọt nước siêu nhỏ”

16


cỡ 6 A thông qua chuyển động nhiệt Brown, các giọt nước siêu nhỏ này sẽ phân tán
đồng đều trong lòng khối chất lỏng nhiên liệu. Với kỹ thuật cơ-điện tử (bộ đôi kim
phun cao áp…), nhiên liệu được phun vào buồng cháy động cơ, thành các hạt sương
nhiên liệu có kích thước chỉ đạt cỡ 60÷100µm, lúc này mỗi giọt sương nhiên liệu đã
chứa ở trong nó cả vạn giọt nước phụ gia Nano. Dưới tác dụng của lực nén và nhiệt
độ cao trong buồng cháy, các hạt nước Nano sẽ vượt qua nhiệt độ sôi, chúng sẽ bốc

Giang, Công ty Dầu khí Bắc Kinh, công ty Dầu Phúc Châu, Trường Sa, Phương
Tháp, Hồ Nam…
1.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ gia nhiên liệu ở Việt Nam
Sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả và giảm thiểu ô nhiễm môi trường là
một nội dung quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng bền vững của nước
ta, gắn liền với việc đảm bảo phát triển kinh tế, đảm bảo an ninh năng lượng và bảo
vệ môi trường.
Do vấn đề ô nhiễm môi trường nên Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định kể
từ ngày 1/7/2001 đưa Việt Nam trở thành thành viên các quốc gia loại bỏ xăng pha
chì. Tuy nhiên để xăng không chì có trị số ốctan cao người ta vẫn phải thêm một số
phụ gia cần thiết. Các chất phụ gia chủ yếu của xăng không chì gồm: Methanol,
Ethanol, TBA và MTBE. Ngoài sử dụng xăng không chì, Việt Nam cũng đã thử
nghiệm và áp dụng nhiên liệu sinh học là xăng pha cồn hay xăng E5, trong đó cồn
(Ethanol) được pha vào xăng với tỷ lệ là 5%. Cụ thể, ngày 15/9/2008, Tổng công ty
Dầu Việt Nam (PV Oil) thuộc Petro Việt Nam đã bán xăng pha 5% ethanol (gọi là
Gasohol E5) ra thị trường với giá 16.500 đồng/lít, rẻ hơn A92 là 500 đồng. Ethanol
được công ty PV Oil nhập từ Brazil, hai địa điểm được chọn bán đầu tiên là cây
xăng 27 Thái Thịnh và 148 Hoàng Quốc Việt. Tuy nhiên, sau khoảng 5 ngày (20/9),
Bộ Công thương ra quyết định đình chỉ hoàn toàn biệc bán xăng pha ethanol ta thị
trường. Giải thích điều này, Thứ trưởng Nguyễn Cẩm Tú cho rằng, do chúng ta
chưa có tiêu chuẩn về xăng pha ethanol nên không thể tiếp tục bán ra thị trường.
Quyết định trên làm chậm lại tiến trình phát triển và sử dụng nhiên liệu sinh học ở
nước ta, tạo ra tâm lý không tốt cho nhà sản xuất và người tiêu dùng.
Ra đời sớm nhưng động cơ diesel không phát triển như động cơ xăng do gây
ra nhiều tiếng ồn, khí thải bẩn. Tuy nhiên cùng với sự phát triển của kỹ thuật công

18


nghệ, các vấn đề dần được giải quyết và động cơ diesel ngày càng trở nên phổ biến

Chương II
MỘT SỐ PHỤ GIA NANO ĐIỂN HÌNH VÀ CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG
CỦA CHÚNG
2.1. Phụ gia Eefuel
Eefuel là một phụ gia nano cho nhiên liệu có xuất sứ từ tập đoàn công nghệ
nhiên liệu nano của Mỹ. Phụ gia eefuel đã được đăng ký với cơ quan bảo vệ môi
trường của Mỹ (United States Environmental Protection Agency, viết tắt là USEPA)
từ năm 1990. Eefuel có thể được sử dụng trong tất cả các loại xăng bao gồm xăng
pha chì, xăng không pha chì, xăng được ôxy hóa cũng như xăng pha cồn. Ngoài ra
phụ gia eefuel cũng có thể được sử dụng cho nhiên liệu diesel bao gồm nhiên liệu
diesel có hàm lượng lưu huỳnh thấp và cao.
Eefuel là một phụ gia nhiên liệu nano có độ tập trung cao và sử dụng công
nghệ nano lỏng tiên tiến. Trong thùng nhiên liệu, eefuel xây dựng một cấu trúc
mạng ba chiều ổn định bao gồm các cụm nano siêu hiển vi, tất cả được phân bố đều
trong nhiên liệu. Các cụm nano eefuel này có tác dụng về mặt vật lý, hóa học hoặc
xúc tác phụ thuộc vào giai đoạn của chu kỳ cháy.
* Cơ chế tác dụng:
Khi các cụm nano eefuel vào trong xylanh động cơ và bắt đầu cháy trong
buồng cháy, chúng sẽ tăng cường nhiệt một cách nhanh chóng và bùng nổ thành
dạng hơi. Sự bùng nổ thành dạng hơi này tạo ra hai lợi ích rất quan trọng đó là:
 Các giọt nhiên liệu lớn bị phá vỡ thành những giọt nhiên liệu nhỏ hơn
và làm cho khả năng bay hơi dễ dàng hơn.
 Tăng cường chuyển động rối, cải thiện sự hòa trộn hỗn hợp hơi không
khí-nhiên liệu.
Khi sự bùng nổ các cụm nano vươn tới bề mặt của buồng cháy động cơ, chúng
tạo ra tác dụng làm sạch bất kỳ muội than nào tích tụ trong buồng cháy. Một buồng
cháy sạch sẽ đem lại các lợi ích như: giảm khí thải, dầu bôi trơn sạch hơn, làm mát
buồng cháy tốt hơn và giảm được yêu cầu về chỉ số ốctan như đối với nhiên liệu
động cơ xăng.


động cơ diesel 1 xylanh nghiên cứu AVL 5402 tại Phòng thí nghiệm Động cơ đốt
trong- Trường ĐHBK Hà Nội [2]:
+ Kết quả đo công suất và suất tiêu hao nhiên liệu tại các chế độ 30% và 80%
tải được thể hiện qua các hình từ hình 2.4 đến hình 2.7. Trong đó các kết quả đo thể
hiện sự so sánh giữa hai trường hợp là động cơ sử dụng nhiên liệu diesel truyền
thống và động cơ sử dụng nhiên liệu diesel có pha phụ gia nano eefuel.

22


310

5

305
300

4

ge (g /kW .h)

P (k W )

6

P(diesel)

3

P(eefuel)


3000

Hình 2.5. Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu

tại chế độ 30% tải.

tại chế độ 30% tải.

9

340

8
7
6
5
4
3

330
g e (g /k W .h )

P (k W )

1800 2200 2600
n (vòng/phút)

P(diesel)
P(eefuel)


n (vòng/phút)

Hình 2.7.Kết quả đo suất tiêu hao nhiên liệu

tại chế độ 80% tải

tại chế độ 80% tải

+ Kết quả đo các chất thải độc hại trong hai trường hợp là động cơ sử dụng
nhiên liệu diesel truyền thống và động cơ sử dụng nhiên liệu diesel có pha phụ gia
nano eefuel được thể hiện qua bảng 1. Trong đó khí thải được đo ở 30% và 80% tải
với các tốc độ động cơ là 1400, 1800, 2200, 2600 và 3000 v/ph. Kết quả của mỗi
thành phần khí thải được tính trung bình để tiện so sánh.

23


Bảng 1. Kết quả đo các thành phần khí thải.
Tải

30%

80%

Tốc độ
Khí thải

(v/ph)


%

Độ khói

(FSN)

So sánh

%

CO

(ppm)

So sánh

%

CO2

(ppm)

So sánh

%

HC

(ppm)


Diesel
EEFUEL

Diesel
EEFUEL
Diesel
EEFUEL
Diesel
EEFUEL
Diesel
EEFUEL
Diesel
EEFUEL

1400

1800

2200

2600

3000

256,81
213,46
-16,88
55348,98
52999,35
-4,25

53486,5
-1,55
75,14
63,64
-15,3
996,39
1066,01
6,99
0,11
0,08
-27,27

223,84
223
-0,38
56809,5
54899,33
-3,36
81,27
80,41
-1,06
1061,57
1126,54
6,12
0,16
0,15
-6,25

908,3
614,42

-24,74

20341,25
15991,33
-21,38
94147,3
94193,38
0,05
187,71
150,06
-20,06
679,69
760,01
11,82
5,82
5,66
-2,75

11083,02
9611,48
-13,28
100554,8
101076,84
0,52
95,68
76,45
-20,1
993,67
1108,13
11,52

1121,3
7,01
6,01
5,94
-1,16

16246,52
13682,34
-15,78
100984,37
102171,51
1,18
223,13
161,68
-27,54
924,03
969,87
4,96
8,9
8,01
-10

13548,73
11686,43
-11,85
98557,03
99016,15
0,46
135,11
109,11