Download miễn phí Chuyên đề Môi trường và tác động của ô tô đến môi trường
MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
CHƯƠNG 1. DẪN NHẬP 1
1.1 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của chuyên đề 2
1.2 Mục đích của chuyên đề 2
1.3 Giới hạn chuyên đề 2
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG 2
2.1. Môi trường 2
2.1.1 Khái niệm 2
2.1.2. Hệ sinh thái 4
2.1.3. Môi trường “trong lành” 4
2.1.3.1. Môi trường nước 4
2.1.3.2. Môi trường không khí 5
2.1.3.3. Môi trường đất 6
2.2. Ô nhiễm môi trường 8
2.2.1. Ô nhiễm không khí 8
2.2.1.1. Nguồn tự nhiên 8
2.2.1.2. Nguồn nhân tạo 8
2.2.2. Ô nhiễm nguồn nước 13
2.2.3. Ô nhiễm đất 14
2.2.3.1. Ô nhiễm tự nhiên 14
2.2.3.2. Ô nhiễm nhân tạo 14
2.2.4. Các loại ô nhiễm khác 16
2.3. Tác hại của môi trường ô nhiễm đến hệ sinh thái và con người 16
2.3.1. Carbon dioxide (CO2) 17
2.3.2. Dioxide Sulfur (SO2) 19
2.3.3. Carbon monoxide (CO) 19
2.3.4. Nitrogen Oxide (NOx) 20
2.3.5. Chlorofluorocarbon (CFC) 21
2.3.6. Methane (CH4) 22
2.3.7. Hydrocarbure ( HC) 22
2.3.8. Các hợp chất của chì (Pb) 22
2.3.9. Particulate Matter (PM) 23
2.3.10. Mưa acid 24
2.3.11. Tiếng ồn 24
CHƯƠNG 3. TÁC ĐỘNG CỦA Ô TÔ
ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG 28
3.1. Tổng quan về ô nhiễm do ôtô 28
3.1.1. Ô nhiễm do ôtô 28
3.1.2. Một số tiêu chuẩn về khí xả ôtô 33
3.1.2.1. Hoa Kỳ 33
3.1.2.2. Các nước EU 33
3.1.2.3. Nhật Bản 33
3.1.2.4. Ở các nước đang phát triển 35
3.1.2.5. Các quy định về nồng độ bồ hóng trong khí xả động cơ Diesel 35
3.1.2.6. Tiêu chuẩn Việt Nam 37
3.2. Ô nhiễm từ xe ôtô lắp động cơ xăng 39
3.2.1. Carbon monoxide (CO) 39
3.2.2. Hydrocarbure (HC) 40
3.2.2.1. Ảnh hưởng bởi nồng độ hỗn hợp 41
3.2.2.2. Ảnh hưởng bởi cơ chế tôi màng lửa 42
3.2.2.3. Ảnh hưởng bởi các không gian chết 42
3.2.2.4. Ảnh hưởng của sự hấp thụ, giải phóng HC ở màng dầu bôi trơn 43
3.2.2.5. Ảnh hưởng của chất lượng quá trình cháy 44
3.2.2.6. Ảnh hưởng của lớp muội than 44
3.2.2.7. Ảnh hưởng của sự oxy hóa HC trong kỳ giãn nở và thải 44
3.2.2.8. Ảnh hưởng của lọt khí 45
3.2.2.9. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm 45
3.2.2.10. Ảnh hưởng của tham số kết cấu động cơ 46
3.2.3. Nitrogen oxide (NOx) 48
3.2.3.1. Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí 48
3.2.3.2. Ảnh hưởng của hệ số khí sót 49
3.2.3.3. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm 50
3.2.4. Các hợp chất hữu cơ của chì 51
3.2.5. Dioxide Sulfur (SO2) 51
3.2.6. Các chất khác không sinh ra từ phản ứng cháy của động cơ 52
3.3. Ô nhiễm từ xe ôtô lắp động cơ Diesel 52
3.3.1. Nitrogen oxide (NOx) 53
3.3.2. Carbon monoxide (CO) 54
3.3.3. Sulfur oxide (SOx) 54
3.3.4. Hydrocarbure (HC) 55
3.3.5. Từ muội than, bồ hóng cho đến các Particulate Matter (PM) 57
3.4. Ô nhiễm từ trạng thái vận hành động cơ 59
3.5. Ô nhiễm do chất lượng nhiên liệu: xăng, dầu 60
3.5.1. Nhiên liệu động cơ xăng 60
3.5.2. Ảnh hưởng của nhiên liệu Diesel 65
3.6. Ô nhiễm do tiếng ồn ôtô 69
3.7. Các nguồn gây ô nhiễm khác trực tiếp hay gián tiếp từ ôtô 71
CHƯƠNG 4. BÀN VỀ CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 74
A- KHẮC PHỤC Ô NHIỄM DO ÔTÔ 74
4.1. Các giải pháp kỹ thuật giảm khói thải cho động cơ xăng trên ôtô 74
4.1.1. Cải tiến bộ chế hòa khí 74
4.1.2. Giải pháp về kết cấu động cơ 75
4.1.2.1. Cải tiến buồng cháy 75
4.1.2.2. Giảm tác hại các không gian chết trong buồng đốt động cơ 75
4.1.2.3. Cải tiến hệ thống đường ống nạp 75
4.1.2.3. Kỹ thuật cháy phân lớp với hỗn hợp nghèo 76
4.1.2.4. Cải tiến hệ thống đánh lửa 77
4.1.2.5. Phun xăng điều khiển theo chương trình PGM (Programmed fuel injection) 77
4.1.2.6. Hoàn lưu sản vật cháy (Exhaust Gas Recirculation) 78
4.1.2.7. Hệ thống sấy nóng đường nạp và giữ nhiệt độ khí nạp tối ưu 79
4.1.2.8. Phương pháp phun nhiên liệu 79
4.1.2.9. Góc phối khí 79
4.1.3. Công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp GDI (Gasoline Direct Injection) 79
4.2. Các giải pháp kỹ thuật giảm khói thải độc hại cho động cơ Diesel trên ôtô 81
4.2.1. Các giải pháp cải tiến 81
4.2.2. Ứng dụng hệ thống phun nhiên liệu Common Rail trên động cơ Diesel 83
4.3. Giải pháp sử dụng bộ xúc tác khí xả 84
4.4. Giải pháp khắc phục ô nhiễm từ nhiên liệu cho động cơ 90
4.4.1. Xăng 90
4.4.2. Diesel 91
4.4.3. Dùng nhiên liệu thay thế 91
4.4.3.1. Cồn 92
4.4.3.2. MDE (Diemethyl Ether, C2H6O) 92
4.4.3.3. Khí hóa lỏng, LPG (Liquefied Petroleum Gas) 92
4.4.3.4. Khí thiên nhiên hóa lỏng (CNG, LNG) 92
4.4.3.5. Khí sinh học (biogas) 93
4.4.3.6. Các loại Diesel sinh học: 93
4.5. Giải pháp khắc phục ô nhiễm từ trạng thái vận hành 93
4.6. Giải pháp khắc phục ô nhiễm tiếng ồn của ôtô 94
4.6.1. Dùng bộ giảm thanh 94
4.6.2. Sử dụng còi ôtô hợp lý 95
4.6.3. Thiết kế hợp lý 95
4.7. Sử dụng các nguồn động lực khác động cơ đốt trong trên ôtô 95
4.7.1. Ôtô dùng năng lượng mặt trời ( solar car) 96
4.7.2. Ôtô điện dùng năng lượng từ accu 97
4.7.3. Ôtô điện dùng năng lượng từ pin nhiên liệu (fuel cell) 97
4.7.3. Ôtô hybrid (hybrid vehicle) 98
4.8. Các giải pháp kỹ thuật khắc phục ô nhiễm khác 98
4.9. Các giải pháp từ phía xã hội nhằm khắc phục ô nhiễm do xe ôtô 99
B- KHẮC PHỤC Ô NHIỄM DO CÁC NGUYÊN NHÂN KHÁC 100
1. Ở các thành phố lớn 101
2. Trồng cây gây rừng 101
3. Hoạt động khai thác tài nguyên, khoáng sản 102
4. Tìm các nguồn năng lượng mới 102
4.1. Năng lượng mặt trời 103
4.2. Năng lượng gió 103
4.3. Năng lượng thủy triều, năng lượng từ tia sét 103
4.4. Năng lượng từ pin nhiên liệu (fuel cell) 103
4.5. Năng lượng từ nhiên liệu sinh học có thể tái tạo 104
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO 106
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-chuyen_de_moi_truong_va_tac_dong_cua_o_to_den_moi.RFUulcnrGN.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-52219/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hững nhân tố liên quan đến kết cấu ảnh hưởng đến việc thải khí độc có những mặt sau :
- Tỷ lệ diện tích bề mặt buồng cháy và thể tích buồng cháy (F/V)
- Tỷ số S/D.
- Thể tích xy lanh.
- Tỷ số nén v.v…
Nói chung, nếu F/V tăng sẽ làm tăng HC do tác dụng dập tắt của vách buồng cháy. Tỷ số F/S lại chịu ảnh hưởng của V, e, S/D và số xy lanh của động cơ.
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tham số F/V đến hàm lượng phát thải HC
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tham số S/D đến HC (n=2000 vòng/min, e=10)
Bảng 3.14. Tổng hợp ảnh hưởng của một số yếu tố đến thải khí độc
Bảng 3.15. Tổng hợp ảnh hưởng của nồng độ hỗn hợp đến phát thải khí độc
3.2.3. Nitrogen oxide (NOx)
Những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự hình thành NO trong khí thải là hệ số dư lượng không khí của hỗn hợp, hệ số khí sót và góc đánh lửa sớm. Ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu đến nồng độ NO có thể bỏ qua so với ảnh hưởng của các yếu tố này.
3.2.3.1. Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí
Nhiệt độ cháy đạt giá trị cực đại tương ứng với hệ số dư lượng không khí khoảng 0,9, nghĩa là khi hỗn hợp hơi giàu. Tuy nhiên trong điều kiện đó nồng độ O2 thấp nên nồng độ NO không đạt giá trị lớn nhất. Khi hệ số dư lượng không khí tăng, ảnh hưởng của sự gia tăng áp suất riêng O2 đến nồng độ NO lớn hơn ảnh hưởng của sự giảm nhiệt độ cháy nên NO đạt giá trị cực đại ứng với hệ số dư lượng không khí khoảng 1,1 (hỗn hợp hơi nghèo). Nếu độ đậm đặc của hỗn hợp tiếp tục giảm thì tốc độ của phản ứng tạo thành NO cũng giảm do nhiệt độ cháy thấp. Điều ấy giải thích sự giảm nồng độ NOx khi tăng hệ số dư lượng không khí.
Hình 3.10. Ảnh hưởng của hệ số dư lượng không khí đến phát thải NO
3.2.3.2. Ảnh hưởng của hệ số khí sót
Trước khi cháy, hỗn hợp trong cylinder bao gồm không khí, hơi nhiên liệu và khí sót. Khi không có sự hồi lưu, lượng khí sót trong cylinder phụ thuộc vào tải, góc độ phối khí và đặc biệt là khoảng trùng điệp giữa các soupape thải và nạp. Khi khoảng trùng điệp tăng thì lượng khí sót tăng làm giảm nồng độ NO. Mặt khác, lượng khí sót còn phụ thuộc vào chế độ động cơ, độ đậm đặc của hỗn hợp và tỷ số nén. Khí sót giữ vai trò làm bẩn hỗn hợp, do đó làm giảm nhiệt độ cháy dẫn đến sự giảm nồng độ NOx. Tuy nhiên, khi hệ số khí sót gia tăng quá lớn, động cơ sẽ làm việc không ổn định làm giảm tính kinh tế và tăng nồng độ HC. Hình 3.11 trình bày ảnh hưởng của tỷ lệ khí xả hồi lưu đến nồng độ NO ứng với các độ đậm đặc khác nhau của hỗn hợp. Nồng độ các chất ô nhiễm giảm mạnh theo sự gia tăng của tỷ lệ khí xả hồi lưu cho đến khi tỷ lệ này đạt 15 ÷ 20%, đây là tỷ lệ khí sót lớn nhất chấp nhận được đối với động cơ làm việc ở tải cục bộ. Nhiệt độ cháy giảm khi gia tăng lượng khí sót trong hỗn hợp là do sự gia tăng của nhiệt dung riêng môi chất.
Sự gia tăng tỷ lệ khí sót vượt quá giới hạn cho phép làm giảm chất lượng quá trình cháy dẫn đến sự cháy không hoàn toàn và động cơ làm việc không ổn định do bỏ lửa. Vì vậy, luợng khí sót tối ưu cần cân nhắc giữa sự giảm nồng độ NO và sự gia tăng suất tiêu hao nhiên liệu.
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ khí xả hồi lưu (EGR) đến phát thải NO
3.2.3.3. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm
Góc đánh lửa sớm có ảnh hưởng mạnh đến sự phát sinh NO. Khi tăng góc đánh lửa sớm, điểm bắt đầu cháy xuất hiện sớm hơn trong chu trình công tác, áp suất cực đại xuất hiện gần ĐCT hơn do đó giá trị của nó cao hơn. Vì vậy, tăng góc đánh lửa sớm cũng làm tăng nhiệt độ cực đại. Mặt khác, vì thời điểm cháy bắt đầu sớm hơn nên thời gian tồn tại của khí cháy ở nhiệt độ cao cũng kéo dài. Hai yếu tố này đều tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành NO.
Tóm lại, tăng góc đánh lửa sớm làm tăng nồng độ NO trong khí xả. Trong điều kiện vận hành bình thường của động cơ, giảm góc đánh lửa 10 độ có thể làm giảm nồng độ NO từ 20 ÷ 30% ở cùng áp suất cực đại của động cơ.
Hình 3.12. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm đến phát thải NO
(1) 200 (2) 300 (3) 400 (4) 500
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ hỗn hợp đến NOx theo từng góc đánh lửa sớm
3.2.4. Các hợp chất hữu cơ của chì
Trong quá khứ, nguồn gốc chủ yếu thải các chất chì vào khí quyển là từ các động cơ ôtô. Tuy nhiên, kết quả của các giải pháp nhằm giảm hàm lượng chì trong xăng đã làm giảm việc thải ra các chất khí có chứa chì của các phương tiện vận chuyển và ôtô trong hai thập niên qua.
Chỉ khi nào dùng xăng pha chì thì ôtô mới thải ra các chất độc có chì trong khí thải. Chì pha vào xăng để chống các peroxide trong khi nhiên liệu bị môi trường buồng cháy động cơ kích thích tự oxy hóa, oxy hóa mãnh liệt và tự bùng cháy. Các peroxide này bị chì hữu cơ Pb(C2H5)4 trao đổi, cướp oxy, hủy peroxide nên không còn là tác nhân gây kích nổ nữa. Tuy nhiên PbO2 sinh ra sẽ đọng bám vào các chấu bugi gây mất lửa, đọng bám vào tán soupape làm kênh soupape, đọng bám vào vào bộ xúc tác khử độc (CO, HC, NOx) làm tắc nghẽn và vô hiệu hóa chức năng khử độc của nó. Vì vậy phải khử PbO2, cách khử thông thường là pha vào xăng chì hay Br(C2H5)2 hay Cl(C2H5). Kết quả PbO2 trao đổi ion với các chất này sẽ hình thành các hợp chất halogen chì là dạng sol khí và theo khói thải bay ra ngoài gây ô nhiễm cho người.
Nếu sử dụng xăng không pha chì thì không có vấn đề ô nhiễm chì xảy ra đối với ôtô lắp động cơ xăng.
3.2.5. Dioxide Sulfur (SO2)
Hàm lượng lưu huỳnh trong xăng rất ít (0.15% theo thể tích), nên lượng SO 2 phát thải của động cơ xăng không đáng kể
3.2.6. Các chất khác không sinh ra từ phản ứng cháy của động cơ
Các chất gây ô nhiễm của ôtô lắp động cơ xăng: CO, CO2, HC, SO2, NOx và các hợp chất của chì là do phản cháy bình thường hay không bình thường của nhiên liệu sinh ra. Nhưng đối với xe xăng, ngoài các nguồn gây ô nhiễm trên thì còn có HC do nhiên liệu trong thùng chứa bay hơi khuếch tán vào không khí, hơi acid từ ắc quy, HC từ buồng đốt lọt xuống cacte bay ra ngoài, HC từ bầu phao của chế hòa khí bay hơi… Tuy nhiên, trên các xe hiện đại thì hơi xăng từ cacte, từ bình chứa nhiên liệu, từ bầu phao,.. đều được thu hồi đưa về buồng đốt để khắc phục ô nhiễm.
3.3. Ô nhiễm từ xe ôtô lắp động cơ Diesel
Ở động cơ Diesel, ngoài các chất độc hại như động cơ xăng là CO, HC, NOx ra, còn có các chất ô nhiễm như SO2, SO3 và các loại hạt siêu nhỏ như muội than, bụi kim loại, tàn tro v.v…So với động cơ xăng, lượng khí độc chỉ chiếm 1% lượng khí thải của động cơ, lượng khí CO và HC ít hơn, NOx thì tương đương. Còn các hạt siêu nhỏ (PM2,5) thì nhiều hơn hẳn so với động cơ xăng. Ngoài ra trong khói xả của động cơ Diesel còn có Formaldehyde nên có mùi hôi.
Bảng 3.16. So sánh hàm lượng các chất độc trong khí thải giữa hai loại động cơ
Loại chất độc
Động cơ Diesel
Động cơ xăng
Ghi chú
CO%
HC (ppm)
NOx (ppm)
Siêu bụi (g/km)
<0,5
<500
1000¸4000
0,5
<10
<3000
2000¸4000
0,01
Ở động cơ xăng gấp 20 lần
Động cơ xăng gấp 6 l
