Luận văn Nghiên cứu quy trình thử ô nhiễm công nhận kiểu phương tiện cơ giới đường bộ hạng nhẹ theo tiêu chuẩn châu Âu và đánh giá khả năng áp dụng trong điều kiện Việt Nam

Chúng ta biết rằng, đối với các nước phát triển, quy trình thử và giới hạn ô nhiễm tương ứng kèm theo khi thử nghiệm công nhận kiểu phương tiện cơ giới đường bộ (PTCGĐB) là công cụ quản lý hữu hiệu nhằm đạt được các mục đích sau: + Cải thiện chất lượng không khí, nhất là tại các khu đô thị có mật độ PTCGĐB tham gia giao thông lớn. + Kiểm soát nguồn phát thải từ PTCGĐB ngay từ giai đoạn thiết kế, sản xuất. Đây là biện pháp có hiệu quả cao hơn rất nhiều so với việc kiểm tra ô nhiễm các PTCGĐB đang lưu hành. + Bắt buộc các hãng sản xuất ô tô phải nhanh chóng áp dụng các công nghệ tiên tiến nhằm cung cấp cho thị trường các PTCGĐB ít ô nhiễm hơn. + Tạo các rào cản hợp lý về mặt kỹ thuật nhằm bảo vệ sản xuất trong nước trong xu hướng toàn cầu hoá, tránh đầu tư các công nghệ lạc hậu. + Tạo hành lang pháp lý cần thiết cho sự cạnh tranh bình đẳng giữa các hãng sản xuất PTCGĐB Ngày 10/10/2005, Thủ Tướng Chính Phủ đã ký quyết định số 249/2005/QĐ-TTg về việc Quy định Lộ trình áp dụng Tiêu chuẩn khí thải đối với phương tiện cơ giới đường bộ. Theo đó, các loại PTCGĐB được sản xuất, lắp ráp và nhập khẩu mới phải áp dụng các mức tiêu chuẩn khí thải theo các Tiêu chuẩn Việt nam tương đương mức Euro 2 đối với từng loại xe kể từ ngày 01/7/2007. Đối với xe cơ giới mà kiểu loại đã được chứng nhận, an toàn kĩ thuật và bảo vệ môi trường trước ngày 01/7/2007 nhưng chưa được sản xuất, lắp ráp thì áp dụng các mức tiêu chuẩn khí thải theo các Tiêu chuẩn Việt nam tương đương mức Euro 2 đối với từng loại xe kể từ ngày 01/7/2008. Để chuẩn bị cho Lộ trình này, chúng ta cũng đã xây dựng được một số tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) có liên quan (như TCVN 224-01; TCVN 6211-1996; TCVN 6431-1998; TCVN 6438-2001; TCVN 6568-1999; TCVN 6785-2001; TCVN 6787-2001; TCVN 8621-2001.). Các tiêu chuẩn này đều dựa trên nền tiêu chuẩn của Châu Âu và hệ thống tiêu chuẩn của ISO. Tuy nhiên, điều đáng nói là các TCVN mới chỉ dừng lại ở mức đề cập các vấn đề chung và sau đó viện dẫn đến các tiêu chuẩn nền tương ứng. Điều này gây nhiều khó khăn cho người cán bộ kỹ thuật khi cần ứng dụng, tham khảo hoặc đối chiếu. Chúng ta đã biết, Châu Âu là một trong các khu vực đi đầu trong cuộc chiến chống lại ô nhiễm phát sinh từ PTCGĐB. Quy trình thử và tiêu chuẩn ô nhiễm của Châu Âu (đối với động cơ đốt trong và PTCGĐB) rất phức tạp và đồ sộ, chứa đựng rất nhiều vấn đề có liên quan mật thiết đến chuyên ngành Kỹ thuật Động cơ nhiệt. Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn và thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu Quy trình thử ô nhiễm công nhận kiểu phương tiện cơ giới đường bộ hạng nhẹ theo tiêu chuẩn Châu Âu và đánh giá khả năng áp dụng trong điều kiện Việt Nam”. Nội dung luận văn được trình bày trong 4 chương: + Chương 1. Động cơ đốt trong và vấn đề ô nhiễm môi trường: trình bày ngắn gọn về quá trình hình thành các chất ô nhiễm trong khí thải động cơ; tác động của khí thải động cơ tới con người và môi trường sinh thái; + Chương 2. Các dạng thử nghiệm nhiễm công nhận kiểu đối với động cơ đốt trong và phương tiện cơ giới đường bộ theo tiêu chuẩn Châu Âu: giới thiệu khái quát các dạng thử nghiệm (chu trình thử, sơ đồ bố trí phương tiện và trang thiết bị thử nghiệm, phương pháp lấy mẫu khí, giới hạn mức ô nhiễm ) tương ứng với các loại PTCGĐB khác nhau theo tiêu chuẩn Châu Âu. + Chương 3. Quy trình thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu đối với phương tiện cơ giới đường bộ hạng nhẹ theo tiêu chuẩn Châu Âu: tập trung phân tích và trình bày các vấn đề kỹ thuật có liên quan đến việc thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nhẹ (đây là quy trình phức tạp nhất xét về góc độ kỹ thuật chuyên ngành) theo tiêu chuẩn Châu Âu. + Chương 4. Đánh giá khả năng áp dụng trong điều kiện Việt Nam: đưa ra các ý kiến đánh giá có tính chất chủ quan về quy trình thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nhẹ theo tiêu chuẩn Châu Âu; những khó khăn, thuận lợi khi áp dụng quy trình thử này trong điều kiện thực tế của Việt Nam.

doc23 trang | Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2843 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu quy trình thử ô nhiễm công nhận kiểu phương tiện cơ giới đường bộ hạng nhẹ theo tiêu chuẩn châu Âu và đánh giá khả năng áp dụng trong điều kiện Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 2 CÁC DẠNG THỬ NGHIỆM Ô NHIỄM CÔNG NHẬN KIỂU ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ ĐÔT TRONG VÀ PHƯƠNG TIỆN CƠ GIỚI ĐƯỜNG BỘ THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU 2.1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG 2.1.1. Chu trình thử xe và động cơ Trong nhiều năm, những hãng sản xuất và nhiều tổ chức khác nhau đã soạn thảo ra những chu trình thử xe và động cơ riêng của mình. Các quy trình này cho phép phản ánh tương đối xác thực các điều kiện sử dụng (Chu trình của Liên minh Châu Âu; FTP 72, FTP 75 của Mỹ; 10 chế độ, 13 chế độ của Nhật Bản...). Quy trình thử về thực chất là sự rút gọn của điều kiện vận hành trong thực tế (bao gồm thời gian chạy không tải, gia tốc, tốc độ không đổi và giảm tốc). Quy trình thử là tổng hợp của những giai đoạn này. Nồng độ các chất ô nhiễm của từng giai đoạn đựoc nhân với hệ số tương ứng với điều kiện vận hành thực tế trước khi lấy giá trị trung bình chung cho cả chu trình thử. Vì những yếu tố trên nên khi xây dựng chu trình thử phải căn cứ vào tình trạng giao thông và đặc điểm vận hành xe ở mỗi quốc gia. Việc kiểm tra xe theo chu trình thử phải được thực hiện ở những cơ sở có đủ năng lực về thiết bị và con người (bệ thử theo tiêu chuẩn; thiết bị lấy mẫu khí xả, thiết bị phân tích khí xả có độ chính xác cao;...). Khi chuyển động ở điều kiện thành phố với tốc độ chậm, hay phải dừng và xuất phát thì các thông số cần quan tâm (tính kinh tế nhiên liệu và mức độ độc hại khí xả) sẽ có sự khác biệt lớn khi xe chạy ở điều kiện yên tĩnh hơn, với tốc độ cao hơn ở vùng ven thành phố hoặc trên xa lộ. Kết quả đo thực nghiệm cho thấy các chất ô nhiễm do động cơ phát ra chủ yếu trong khi tăng, giảm tốc độ và chế độ tải thấp. Do vậy, người ta thường dùng điều kiện vận hành trong thành phố để làm cơ sở cho việc xây dựng các chu trình thử ô nhiễm. Thông thường, chu trình thử xe thường gồm nhiều giai đoạn tương ứng với điều kiện vận hành xe trong thành phố (Urban Driving), trên quốc lộ (Highway Driving) hoặc trên xa lộ (Freeway Driving). Tuy nhiên, do các chu trình khác nhau nên kết quả thu được có sự khác biệt rất lớn và không thể so sánh với nhau. Do vậy, mỗi chu trình thử luôn đi kèm với các chỉ tiêu ô nhiễm tương ứng. Hiện nay, chu trình thử của Mỹ, Liên minh Châu Âu và Nhật Bản được sử dụng rộng rãi nhất. Đa số các quốc gia khác không có chu trình thử riêng đều sử dụng quy trình thử của Mỹ hoặc của Liên minh Châu Âu, tuy nhiên với nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm thay đổi tuỳ theo điền kiện của từng quốc gia. Nói chung, các quốc gia Châu Mỹ đã và đang chấp nhận Chu trình thử FTP-75 đối với phương tiện vận tải hạng nhẹ và chu trình chuển tiếp đối với phương tiện hạng nặng, với mức ô nhiễm cho phép xấp xỉ mức của Tiêu chuẩn Liên bang Mỹ. Các quốc gia đi theo hướng tiếp cận này là Ac-hen-ti-na, Ca-na-da, Mê-hi-cô, Brazil và Chi-lê. một số quốc gia tuy xa hơn về mặt địa lý nhưng cũng theo các thủ tục của Mỹ như Úc, New Zealand, Đài loan, Hàn Quốc... Một số quốc gia khác như Israel, Saudi Arabia, và Ma-lay-si-a đều tham khảo chu trình thử và tiêu chuẩn của liên minh Châu Âu. Chu trình nhiều chế độ của Nhật Bnả được sử dụng ở một số quốc gia như Hồng Kông, Sing-ga-po, Thái Lan tham khảo. 2.1.2. Phương pháp lấy mẫu khí Phương pháp lấy mẫu khí là vấn đề rất quan trọng đối với quá trình thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu. Phương pháp lấy mẫu khí thải theo phương pháp thể tích không đổi CVS (Constant Volume Sampling) đã được thông qua tại Châu Âu vào năm 1982, cho đến nay nó đã trở thành quy trình lấy mẫu khí xả có hiệu lực trên bình diện quốc tế. Với phương pháp này, khí xả được làm loãng với không khí (đã được lọc sạch) nhằm duy trì mức lưu lượng tổng (khí xả + không khí) là không đổi trong mọi điều kiện vận hành. Công việc này nhằm mô phỏng điều kiện pha loãng của khí xả trong không khí bao quanh tại đầu ống xả. Một hệ thống bơm đặc biệt được sử dụng để duy trì lưu lượng khí xả và không khí pha loãng theo một tỷ lệ nhất định (lượng không khí pha loãng được điều chỉnh tuỳ theo thể tích khí xả nhất thời của phương tiện). Trong quá trình thử, một phần không đổi của hỗn hợp khí được trích và thu thập trong một số túi chứa. ở cuối quá trình thử, hàm lượng các chất ô nhiễm trong túi chứa mẫu sẽ tương ứng với hàm lượng trung bình của tổng lượng hỗn hợp (khí xả+không khí pha loãng) đã được trích. Do thể tích tổng của hỗn hợp được giám sát nên chúng ta có thể dùng hàm lượng các chất ô nhiễm (trong khí mẫu) làm cơ sở tính toán khối lượng của các chất ô nhiễm phát thải từ phương tiện trong quá trình thử. Ưu điểm của phương pháp này là tránh được sự ngưng tụ của hơi nước có trong khí xả (do vậy tránh được hiện tượng giảm đáng kể lượng NOx trong khí mẫu). Ngoài ra, sự pha loãng còn ngăn chặn có hiệu quả hiện tượng các hợp chất (nhất là các loại hydrocacbon) trong khí xả phản ứng với nhau. Tuy nhiên, quá trình pha loãng làm cho hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí mẫu giảm với tỷ lệ tương ứng (so với khí xả của phương tiện thử). Do vậy, cần phải sử dụng các thiết bị phân tích có độ nhạy cao hơn. Với động cơ diesel, để tránh nguy cơ ngưng tụ của các sản phẩm hydrocacbon nặng, trong túi chứa khí xả mẫu cần bố trí một đường ống sấy nóng (với nhiệt độ khoảng 190oC). Ngoài ra, chiều dài đường ống pha loãng cần đủ lớn trước khi lấy mẫu để phân tích PM. Đối với trường hợp thử nghiệm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nặng và các động cơ phi đường bộ (Off-road Application Engines), việc đo đạc chất ô nhiễm trong khí xả thường được tiến hành trên bệ thử động cơ. Mẫu khí xả được lấy trực tiếp từ hệ thống thải của động cơ và phân tích ngay mà không qua quá trình pha loãng. 2.1.3. Đặc điểm của các dạng thử Tuỳ theo kiểu PTCGĐB sẽ có các dạng thử ô nhiễm công nhận kiểu khác nhau. Sự khác biệt giữa các dạng thử khác nhau sẽ được xem xét theo các tiêu chí sau: + Phương tiện vận hành trên bệ thử khung gầm (Chassis Dynamometer) kiểu con lăn; hoặc động cơ của phương tiện được vận hành trên bệ thử động cơ (Engine Test_bed). + Phương pháp lấy mẫu khí thải: theo phương pháp thể tích không đổi CVS (Constant Volume Sampling) hoặc lấy mẫu trực tiếp trên đường thải. + Kết quả đo được biểu diễn theo giá trị trung bình dạng [g/km] hoặc theo dạng [g/kw.h] Đối với hệ thống tiêu chuẩn của Châu Âu, khi thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu có 4 dạng thử sau (Hình 2.1): + Với PTCGĐB hạng nhẹ (Ligh-duty Passenger Cars) + Với động cơ hạng nặng.(Heavy-duty Engine) + Với các động cơ phi đường bộ (Off –road Application Engines) + Với xe máy (2 và 3 bánh) (Motor Cycles and Mopeds) Nội dung của phần 2.2 sẽ giới thiệu sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử cũng như đặc điểm của từng dạng thử theo các tiêu chí đã nêu trên. Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát các dạng thử nghiệm công nhận kiểu đối với động cơ đốt trong và PTCGĐB theo tiêu chuẩn Châu Âu 2.2. CÁC DẠNG THỬ NGHIỆM Ô NHIỄM CÔNG NHẬN KIỂU ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ VÀ PTCG THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU 2.2.1. Với phương tiện cơ giới đường bộ hạng nhẹ Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ việc thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu với các loại PTCGĐB hạng nhẹ (xe con chở khách, xe tải hạng nhẹ) được thể hiện trên Hình 2.2. 1  -Đường ống pha loãng (dùng cho phương tiện lắp động cơ diesel)  7  -Túi chứa khí mẫu môi trường (khí pha loãng)   2  - Đường lấy mẫu khí thải với phương tiện lắp động cơ xăng  8  -Túi chứa mẫu khí thải (động cơ xăng)   3  - Bầu lọc khí pha loãng  9  - Túi chứa mẫu khí thải (động cơ diesel)   4  - Ống lấy mẫu PM  10  - Đường dẫn khí từ các túi mẫu vào tủ phân tích   5  - Hệ thống ống venturi + bơm  11  -Đường lấy mẫu H-FID vào tủ phân phân tích   6  - Đường lấy khí pha loãng vào túi  12  - Tủ phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thải (CBE II)   13  -Bệ thử khung gầm kiểu con lăn (Chassis Dynamometer)   Hình 2.2. Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị khi thử nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nhẹ, [5]. Phương tiện cần thử được vận hành trên bệ thử con lăn 13 nhằm mô phỏng thực tế vận hành xe trên đường. Tổng hành trình vận hành của phương tiện (dùng để xác định mức ô nhiễm trung bình) được tính toán dựa trên hai thông số là đường kính và số vòng quay của con lăn 13. Khí thải từ phương tiện được pha loãng với không khí môi trường bằng hệ thống CVS (gồm hệ thống ống venturi 5 + bơm). Khí mẫu cần phân tích (là hỗn hợp khí thải + khí pha loãng) sẽ được lưu trữ liên tục vào trong túi chứa 8 (hoặc 9). Không khí môi trường dùng để pha loãng cũng được lấy mẫu liên tục vào túi chứa 7 (để xác định hàm lượng nền của các chất ô nhiễm). Đối với PTCGĐB hạng nhẹ lắp động cơ diesel, do đặc điểm của khí thải nên khí mẫu sẽ được lấy liên tục trên đường giãn nở 1. Cuối quá trình thử, hàm lượng trung bình các chất ô nhiễm sẽ được xác định dựa trên hàm lượng các chất ô nhiễm trong túi chứa khí mẫu 8 (hoặc 9) và túi chứa khí pha loãng 7. Do vậy, hàm lượng các chất ô nhiễm có trong khí thải của phương tiện cần công nhận kiểu được tính theo g/km và mang tính trung bình cho cả chu trình thử. Tuỳ theo kiểu động cơ lắp trên phương tiện cần thử (Bảng 2.1), quá trình thử ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nhẹ sẽ áp dụng toàn bộ (hoặc 1 phần) trong tổng số 7 kiểu thử như đã giới thiệu trên Hình 2.1. Bảng 2.1. Các kiểu thử dùng trong quá trình thử ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nhẹ theo tiêu chuẩn Châu Âu (từ Euro 1 đến 4), [5]. Kiểu thử  Tên đầy đủ (mục đích)  Động cơ  Euro 1  Euro 2  Euro 3  Euro 4   I  Xác định mức ô nhiễm trung bình sau khởi động lạnh.  Xăng  Có  Có  Có  Có     Diesel       II  Xác định hàm lượng CO ở chế độ không tải.  Xăng  Có  Có  Có  Có     Diesel  Không  Không  Không  Không   III  Xác định mức ô nhiễm khí các-te  Xăng  Có  Có  Có  Có     Diesel  Không  Không  Không  Không   IV  Xác định mức ô nhiễm do bay hơi của nhiên liệu  Xăng  Có  Có  Có  Có     CNG;LPG  Không  Không  Không  Không     Diesel       V  Xác định độ bền thiết bị chống ô nhiễm (sau 80.000 km)  Xăng  Có  Có  Có  Có     Diesel       VI  Xác định mức ô nhiễm tại nhiệt độ thấp (-7oC)  Xăng  Không  Không  2002  Có     CNG;LPG    Không  Không     Diesel       VII  Kiểm tra chức năng tự chuẩn đoán- OBD (OnBoard Diagnostic)  Xăng  Không  Không  Có  Có     CNG;LPG    Không  Không     Diesel    Lựa chọn  Lựa chọn   Đối với PTCGĐB hạng nhẹ có lắp bộ xử lý khí xả (BXLKX), sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm công nhận kiểu được thể hiện trên Hình 2.2. So với sơ đồ trên Hình 2.2, sự khác biệt lớn nhất là khí thải được lấy mẫu cả trước và sau BXLKX (sử dụng 2 tủ phân tích 14). Ngoài ra, quá trình tuần hoàn khí thải EGR cũng được kiểm soát. 1  -Bệ thử khung gầm kiểu con lăn (Chassis Dynamometer)  9  - Túi chứa mẫu khí thải động cơ xăng   2  - Bộ xử lý khí xả (BXLKX)  10  - Túi chứa mẫu khí thải động cơ diesel   3  - Đường ống pha loãng cho phương tiện lắp động cơ diesel  11  -Đường dẫn khí từ các túi mẫu vào tủ phân tích   4  -Đường lấy mẫu khí thải với phương tiện lắp động cơ xăng  12  -Đường lấy mẫu phục vụ việc phân tích hàm lượng HC trong khí thải động cơ diesel theo phương pháp i-ôn hoá ngọn lửa (FID)   5  -Đường lấy mẫu khí pha loãng (không khí môi trường)  13  Đường lấy mẫu khí thải phía sau BXLKX   6  - Vị trí lấy mẫu PM  14  Tủ phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thải   7  - Hệ thống ống venturi + bơm  15  Đường lấy mẫu khí xả tuần hoàn (EGR)   8  - Túi chứa khí mẫu môi trường (khí pha loãng)  16  Đường lấy mẫu khí thải trước BXLKX   Hình 2.3. Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nhẹ có lắp bộ xử lý khí xả, [5]. Bắt đầu từ Euro III (từ năm 2002), một số kiểu phương tiện lắp động cơ xăng phải được thử nghiệm ô nhiễm (xác định hàm lượng HC và CO) tại nhiệt độ môi trường thấp (khoảng -7OC). Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nhẹ ở nhiệt độ môi trường thấp được trình bày trên Hình 2.4. Nhìn chung, thiết bị và thủ tục thử giống như sơ đồ trên Hình 2.2, chỉ khác là phương tiện thử được đặt trong buồng lạnh (trước và trong quá trình thử); đường dẫn khí thải 2 và khớp nối 3 phải được sấy nóng để tránh ngưng tụ hơi nước. 1  -Buồng tạo điều kiện vi khí hậu (-70C)  6  - Túi chứa mẫu khí thải động cơ xăng   2  - Đường dẫn khí thải (được sấy nóng)  7  - Túi chứa mẫu khí thải động cơ diesel   3  - Khớp nối qua tường (được sấy nóng)  8  -Đường dẫn khí từ các túi mẫu vào tủ phân tích   4  - Đường lấy mẫu khí pha loãng (không khí môi trường)  9  -Đường lấy mẫu phục vụ việc phân tích hàm lượng HC (động cơ diesel) theo phương pháp i-ôn hoá ngọn lửa (FID)   5  - Túi chứa mẫu khí pha loãng (không khí môi trường)  10  Thiết bị trợ giúp người lái (có thể bố trí di động vào trong cabin)   Hình 2.4. Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nhẹ ở nhiệt độ môi trường thấp (-70C) Ngoài ra, với những PTCGĐB hạng nhẹ có mức phát thải cực thấp S-ULEV (Super Ultra Low Emission Vehicles) (trong một số trường hợp, hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thải của phương tiện còn thấp hơn hàm lượng các chất này trong không khí môi trường), sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử được trình bày trên Hình 2.5. 1  - Bộ xử lý khí xả  7  -Các buồng phân tích và ống dẫn khí mẫu (được sấy nóng)   2  -Đường ống pha loãng cho phương tiện lắp động cơ diesel  8  -Túi chứa mẫu khí thải động cơ diesel   3  -Đường ống pha loãng cho phương tiện lắp động cơ xăngl  9  -Đường dẫn khí mẫu   4  - Đường lấy mẫu khí pha loãng (không khí môi trường)  10  -Đường dẫn khí mẫu   5  - Đường ống pha loãng thứ cấp phục vụ việc đo hàm lượng PM  11  Đường lấy mẫu khí thải trước BXLKX   6  -Đường lấy mẫu phục vụ việc phân tích hàm lượng HC trong khí thải động cơ diesel theo phương pháp i-ôn hoá ngọn lửa (FID)  12  Đường lấy mẫu khí xả tuần hoàn (EGR)   Hình 2.5. Sơ đồ bố trí phương tiện và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nhẹ có mức ô nhiễm cực thấp (S-ULEV), [5]. 2.2.2. Với PTCGĐB hạng nặng Khi thử nghiệm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nặng, động cơ cần được tháo khỏi phương tiện và tiến hành thử trên bệ thử động cơ. Khi đó, phanh thử sẽ mô phỏng lực cản tác dụng lên động cơ như trong điều kiện vận hành bình thường. Theo tiêu chuẩn Châu Âu, hiện nay áp dụng 2 kiểu thử: tĩnh tại-ESC (European Stationary Cycle) và chuyển tiếp ETC (European Transient Cycle) đối với PTCGĐB hạng nặng (Hình 2.6). Hình 2.6. Các dạng thử dùng cho quá trình công nhận kiểu PTCGĐB hạng nặng của Mỹ, Nhật Bản và Liên Minh Châu Âu, [5] a. Kiểu thử tĩnh tại Chu trình vận hành động cơ (của PTCGĐB hạng năng) theo kiểu thử tĩnh tại ESC gồm 13 chế độ (tại mỗi chế độ, tải và tốc độ là không đổi) vận hành khác nhau, như được trình bày trên Hình 2.7. Mỗi chế độ vận hành sẽ có hệ số ảnh hưởng (%) riêng đến hàm lượng chất ô nhiễm cuối cùng. Hình 2.7. Chu trình ESC dùng cho PTCGĐB hạng nặng, [3]. Sơ đồ bố trí động cơ và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nặng theo kiểu thử tĩnh tại ESC được trình bày trên Hình 2.8. Đối với kiểu thử này, khí thải mẫu được lấy trực tiếp trên đường thải và phân tích liên tục bằng tủ phân tích 4. Riêng mẫu khí để xác định hàm lượng PM sẽ được pha loãng và phân tích nhờ hệ thống thiết bị 5. Hàm lượng các chất độc hại trong khí thải được tính theo g/kw.h. 1  - Phanh thử  5  - Hệ thống thiết bị phục vụ việc pha loãng và lấy mẫu khí để xác định hàm lượng PM   2  - Thiết bị đo lưu lượng khí nạp  6  -Thiết bị đo độ mờ khí thải diesel   3  - Thiết bị đo lưu lượng nhiên liệu  7  -Đường ống thải của động cơ   4  - Tủ phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí thải  8  -Động cơ thử nghiệm   Hình 2.8. Sơ đồ bố trí động cơ và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nặng theo kiểu thử tĩnh tại ESC, [5]. b. Kiểu thử chuyển tiếp Đối với chu trình thử chuyển tiếp (Hình 2.9), động cơ được vận hành trên bệ thử động cơ liên tục trong thời gian 1800 giây với giá trị của tải trọng và số vòng quay liên tục thay đổi (cứ mỗi giây, 1 bộ giá trị tải trọng và số vòng quay mới sẽ được thiết lập). Sơ đồ bố trí động cơ và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nặng theo kiểu chuyển tiếp ETC được trình bày trên Hình 2.10. Hình 2.9. Chu trình ETC dùng cho PTCGĐB hạng nặng, [5] 1  - Phanh thử  6  - Hệ thống ống venturi + bơm hút   2  - Động cơ thử nghiệm  7  -Đường ống dẫn khí mẫu đến tủ phân tích   3  - Đường ống pha loãng  8  Khí mẫu được sấy nóng (phục vụ đo hàm lượng HC và NOx)   4  - Đường ống pha loãng thứ cấp  9  - Tủ phân tích hàm lượng các chất ô nhiễm   5  - Bộ trao đổi nhiệt  10  - Thiết bị lấy mẫu PM   Hình 2.10. Sơ đồ bố trí động cơ và thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm PTCGĐB hạng nặng theo kiểu thử chuyển tiếp ETC, [5]. Đối với kiểu thử chuyển tiếp, khí xả cũng được pha loãng với không khí môi trường bằng hệ thống CVS. Sau đó, hàm lượng các chất ô nhiễm (biểu diễn theo g/kw.h) được xác định bằng tủ phân tích 9. Ngoài ra, khi cần thử nghiệm để chứng nhận 1 BXLKX, 1 hệ thống thiết bị để lấy mẫu + phân tích khí thải thô (chưa pha loãng) và 1 hệ thống đo lượng khí xả tuần hoàn EGR sẽ được bổ sung vào sơ đồ trên Hình 2.9, nhằm cung cấp cho người thiết kế BXLKX các thông tin cần thiết khác. Đặc điểm phương pháp lấy mẫu và các chất ô nhiễm được quan tâm trong quá trình nghiệm ô nhiễm công nhận kiểu PTCGĐB hạng nặng được trình bày trong Bảng 2.2. Bảng 2.2. Đặc điểm phương pháp lấy mẫu và các chất ô nhiễm được quan tâm đối với PTCGĐB hạng nặng, [5] Chất ô nhiễm  Phương pháp lấy mẫu khí    Chuyển tiếp (ETC)  Tĩnh tại (ESC)   CO2  Khí xả pha loãng bằng hệ thống CVS  Khí xả thô   CO  Khí xả pha loãng bằng hệ thống CVS  Khí xả thô   NOX  Khí xả pha loãng bằng hệ thống CVS  Khí xả thô   Tổng lượng HC  Không yêu cầu  Khí xả thô   NMHC  Khí xả pha loãng bằng hệ thống CVS  Không yêu cầu   CH4 (với động cơ dùng nhiên liệu khí)  Khí xả pha loãng bằng hệ thống CVS  Không yêu cầu   PM  Khí xả được pha loãng  Khí xả pha loãng   Độ mờ khói  Khí xả thô  Khí xả thô   Chú thích: NMHC (None Metal Hyđrocacbon): Tổng lượng thải HC không bao gồm metal (CH4)   Giới hạn hàm lượng các chất ô nhiễm trong khí xả PTCGĐB hạng nặng theo tiêu chuẩn Châu Âu được trình bày trong Bảng 2.3. Bảng 2.3. Giới hạn hàm lượng các chất ô nhiễm (g/kW.h) trong khí xả PTCGĐB hạng nặng theo tiêu chuẩn Châu Âu, (từ Euro 1 đến 5), [5]. Chất ô nhiễm  Chu trình thử  Euro 1 (1991)  Euro 2 (1996)  Euro 3 (2000)  Euro 4 (2005)  Euro 5 (2008)   CO  ESC  4.5  4.0  2.1  1.5  1.5    ETC  Không  5.4  4.0  4.0   HC  ESC  1.1  1.1  0.66  0.46  0.46   NMHC  ETC  Không  0.78  0.55  0.55   CH4 (động cơ dùng nhiên liệu khí)  ETC  Không  1.6  1.1  1.1   NOx  ESC  8.0  7.0  5.0  3.5  2.0    ETC  Không  5.0  3.5  2.0   PM  ESC  0.36  0.15  0.10  0.02  0.02    ETC  Không  0.16  0.03  0.03   2.2.3. Với động cơ phi đường bộ Động cơ phi đường bộ là các loại động cơ không được sử dụng để vận chuyển người hoặc hàng hoá trên đường bộ, chúng có phạm vi rất rộng từ những dụng cụ cầm tay, các thiết bị xây dựng cho đến các động cơ cỡ lớn như động cơ tàu thuỷ. Tất cả các loại động cơ này đều được kiểm tra bằng chu trình thử tĩnh tại ESC (Hìn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChuong 2. Vu sua.doc
  • docBia luan van.doc
  • docChuong 1_Vu sua.doc
  • docChuong_3_Vu sua.doc
  • docChuong_4._Vu_sua.doc
  • docMục lục.doc
  • docPhu_luc_Vu_sua.doc
  • docTai_lieu_tham_khao_Vu_sua.doc
Luận văn liên quan