Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

MỤC LỤC
Lời nói đầu ............................................................................................................ 6
Chương I.

Tổng quan........................................................................................ 9

1.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường trên thế giới và Việt Nam....................... 9
1.2. Mục đích của đề tài .................................................................................... 10
1.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................11
1.4. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 11
Chương II.

Các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ ...12

2.1. Các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ ...........................12
2.1.1. Ôxít cacbon (Monoxide cacbon - CO)..................................................12
2.1.2. Cácbua hydro (Total Hydrocacbon – THC).........................................12
2.1.3. Ôxítnitơ (NOx) .......................................................................................13
2.1.4. Anđêhít (C-H-O).................................................................................... 13
2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M)......................................................................13
2.1.6. Hợp chất chứa lưu huỳnh.....................................................................13
2.1.7. Cácbonđiôxít (Carbondioxide - CO2)...................................................14
2.2. Cơ chế hình thành và tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải....................14
2.2.1. Động cơ xăng........................................................................................14
2.2.1.1. CO ...................................................................................................15
2.2.1.2. CmHn ................................................................................................ 16
2.2.1.3. NOx .................................................................................................. 17

2.2.1.4. An-đê-hýt .........................................................................................18
2.2.1.5. Các hợp chất chứa chì ....................................................................18
2.2.2. Động cơ diesel ......................................................................................19
2.2.2.1. CO ...................................................................................................20
2.2.2.2. CmHn ................................................................................................ 21
2.2.2.3. NOx ..................................................................................................21
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

1


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

2.2.2.4. Chất thải dạng hạt (P-M)................................................................21
2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh................................................................ 22
Chương III. Các chu trình thử nghiệm và tiêu chuẩn khí thải ..............23
3.1. Giới thiệu các chu trình thử nghiệm .........................................................23
3.1.1. Chu trình thử Châu Âu.........................................................................24
3.1.1.1. Chu trình thử châu âu NEDC .........................................................24
3.1.1.2. Chu trình thử Châu Âu R49 .......................................................... 24
3.1.1.3. Chu trình thử ESC (European Stationary Cycle) ...........................25
3.1.1.4. Chu trình thử ELR (European Load Response)............................. 27
3.1.1.5. Chu trình thử ETC (European Transient Cycle).............................28
3.1.2. Chu trình thử Mỹ .................................................................................. 29
3.1.2.1. Chu trình thử cho đường thành phố FTP – 72 ...............................29
3.1.2.2. Chu trình thử cho đường phố FTP - 75 ..........................................30

3.1.2.3. Chu trình thử cho xa lộ (US-Highway-Cycle) ................................31
3.1.2.4. Chu trình thử UDDS cho xe tải nặng..............................................32
3.1.3. Chu trình thử của Nhật Bản.................................................................33
3.1.3.1. Chu trình thử 10 mode ...................................................................33
3.1.3.2. Chu trình thử 10 – 15 mode ............................................................33
3.1.3.3. Chu trình thử 6 – mode ...................................................................34
3.1.3.4. Chu trình thử 13 – mode .................................................................35
3.2. Các tiêu chuẩn khí thải ............................................................................... 36
3.2.1. Tiêu chuẩn khí thải ở Mỹ .....................................................................36
3.2.1.1. Tiêu chuẩn liên bang ở Mỹ cho xe con và xe tải nhẹ......................36
3.2.1.2. Tiêu chuẩn liên bang ở Mỹ cho xe tải nặng....................................39
3.2.2. Tiêu chuẩn khí thải ở Châu Âu............................................................40
3.2.2.1. Tiêu chuẩn châu âu cho xe con và xe tải nhẹ .................................40
3.2.2.2. Tiêu chuẩn châu âu cho xe tải hạng nặng ......................................41
3.2.3. Tiêu chuẩn khí thải ở Nhật Bản...........................................................41
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

2


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

3.2.3.1. Tiêu chuẩn cho xe chở khách loại nhỏ............................................41
3.2.3.2. Tiêu chuẩn cho xe hoạt động trong ngành thương mại ..................42
3.2.4. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6565 năm 1999) ...................................44
3.3. Phân tích chu trình thử Châu Âu NEDC cho xe con và xe tải nhẹ ........46

3.3.1. Đặt vấn đề ............................................................................................. 46
3.3.2. Chu trình thử trong thành phố ECE 15...............................................46
3.3.3. Chu trình thử EUDC trên xa lộ...........................................................47
3.4. Kết luận ........................................................................................................ 52
Chương IV.

Thử nghiệm công nhận kiểu.................................................54

4.1. Định nghĩa thử nghiệm công nhận kiểu ....................................................54
4.2. Trang bị và các yêu cầu kỹ thuật của thử nghiệm công nhận kiểu Châu
Âu NEDC cho xe con và xe tải nhẹ ...................................................................54
4.2.1. Sơ đồ phòng thử ....................................................................................54
4.2.2. Băng thử ô tô (chassis dynamometer) ..................................................55
4.2.3. Hệ thống lấy mẫu thể tích không đổi CVS (Constant Volume
Sampling System) ............................................................................................ 56
4.2.4. Hệ thống điều khiển..............................................................................69
4.2.5. Các thiết bị phân tích ............................................................................70
4.2.5.1. Thiết bị phân tích CO và CO2 .........................................................71
4.2.5.2. Thiết bị phân tích HC...................................................................... 72
4.2.5.3. Xác định NOx ...................................................................................72
4.2.5.4. Xác định các thành phần thải dạng hạt (P-M) ...............................74
4.2.5.5. Độ chính xác của các thiết bị phân tích..........................................74
4.2.5.6. Hiệu chỉnh .......................................................................................74
4.2.6. Khí hiệu chuẩn ...................................................................................... 74
4.2.7. Ô tô thử nghiệm.....................................................................................75
4.2.8. Nhiên liệu .............................................................................................. 75
4.2.9. Trang bị khác ........................................................................................75
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46


3


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

4.3. Quy trình thử nghiệm công nhận kiểu .....................................................76
4.3.1. Coast down test ......................................................................................76
4.3.2. Vận hành các trang bị thử nghiệm ......................................................77
4.3.2.1. Kiểm tra các bình khí mẫu ..............................................................77
4.3.2.2. Kiểm tra các thiết bị an toàn...........................................................78
4.3.2.3. Kiểm tra các nguồn điện vào hệ thống ...........................................78
4.3.2.4. Khởi động hệ thống máy tính điều khiển ........................................79
4.3.2.5. Khởi động tủ phân tích CEB II .......................................................79
4.3.2.6. Bật hệ thống quạt thông gió...........................................................79
4.3.2.7. Nhập các thông số cho quá trình thử..............................................79
4.3.2.8. Lái xe theo chu trình thử .................................................................80
4.3.2.9. Phân tích kết quả và đánh giá.........................................................81
4.3.2.10. Kết thúc quá trình thử và tắt các hệ thống....................................82
4.4. Kết luận ........................................................................................................ 82
Chương V. Thử nghiệm khí thải liên tục ....................................................83
5.1. Định nghĩa.................................................................................................... 83
5.2. Phương pháp đo và lấy kết quả .................................................................83
5.3. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của động cơ ...........................83
5.3.1. Công suất của động cơ......................................................................... 83
5.3.2. Tính tốc độ động cơ............................................................................... 85
5.3.3. Tính mô men của động cơ ....................................................................85
5.3.4. Tính suất tiêu hao nhiên liệu theo phương pháp cân bằng cacbon...86

5.4. Kết luận ....................................................................................................... 87
Chương VI. Thực nghiệm đo khí thải trên băng thử ô tô ...................... 88
6.1. Giới thiệu ôtô Ford Laser 1.8 l...................................................................90
6.2. Thực nghiệm công nhận kiểu theo tiêu chuẩn EURO 3 ..........................91
6.2.1. Nhập các thông số điều khiển ..............................................................91
6.2.2. Kết quả thử nghiệm...............................................................................94
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

4


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

6.2.3. Kết luận..................................................................................................95
6.3. Thực nghiệm khí thải liên tục .................................................................... 95
6.3.1. Kết quả thử nghiệm...............................................................................95
6.3.2. Tính toán các thông số tính năng, kỹ thuật của động cơ....................96
6.3.2.1. Công suất của động cơ....................................................................96
6.3.2.2. Tốc độ động cơ................................................................................ 98
6.3.2.3. Tính mô men của động cơ ...............................................................99
6.3.2.4. Đánh giá độ trễ giữa phép đo nồng độ các chất trong khí thải và
công suất động cơ ......................................................................................100
6.3.2.5. Tính suất tiêu hao nhiên liệu theo phương pháp cân bằng cacbon
....................................................................................................................100
6.3.3. Kết luận................................................................................................101
Chương VII. Kết luận chung và hướng phát triển đề tài......................103

7.1. Kết luận chung...........................................................................................103
7.2. Hướng phát triển đề tài ............................................................................105
Phần phụ lục 1 ...................................................................................................108
Phần phụ lục 2 ...................................................................................................133
Phần phụ lục 3 ...................................................................................................136
Tài liệu tham khảo .............................................................................................169

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

5


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Lời nói đầu
Động cơ đốt trong đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là
nguồn động lực cho các phương tiện vận tải như: ôtô, máy bay, tàu thủy, tàu
hỏa,…hay các máy công tác như: máy phát điện, máy xây dựng, các máy công cụ
sử dụng trong công nghiệp,…Năng lượng do động cơ đốt trong cung cấp chiếm
khoảng 80% tổng năng lượng trên trái đất. Tuy nhiên động cơ đốt trong cũng là
một trong những nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường.
Trong tình hình hiện nay khi mà nền kinh tế trên thế giới phát triển mạnh mẽ,
sản lượng công nghiệp hàng năm càng tăng thì nguồn năng lượng tiêu thụ trên thế
giới càng lớn, bên cạnh đó động cơ đốt trong cung cấp nguồn năng lượng chủ yếu
trên trái đất, chính vì vậy mà lượng phát thải từ động cơ đốt trong hàng năm trên
thế giới càng tăng, gây ô nhiễm môi trường nặng nề, ảnh hưởng trực tiếp đến sức

khỏe con người.
Để giảm lượng độc hại phát thải từ động cơ đốt trong mà vẫn có thể duy trì
được tốc độ phát triển của nền công nghiệp trên toàn thế giới. Một số nước trên thế
giới có nền công nghiệp phát triển hàng đầu thế giới, cũng là các nước có lượng
phát thải khí độc hại gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất, như Mỹ, Châu Âu, Nhật
Bản đã đi đầu trong việc nghiên cứu, giảm suất tiêu hao nhiên liệu và giảm lượng
phát thải khí độc hại ra môi trường. Bên cạnh đó các nước này cũng đã đưa ra các
tiêu chuẩn về nồng độ các chất độc hại trong khí thải động cơ, và bắt buộc các xe
được sản xuất trong nước cũng như được nhập khẩu phải đảm bảo các tiêu chuẩn
khí thải.
Nói chung, để đánh giá chất lượng động cơ về phương diện khí thải, động cơ
phải được thử nghiệm trong những điều kiện cụ thể và theo một chu trình thử
nghiệm (Test Procedure) qui định. Hiện nay trên thế giới có nhiều chu trình thử
như: chu trình thử Châu Âu, Mỹ, Nhật. Ứng với mỗi chu trình thử là với một tiêu
chuẩn khí thải, các hệ thống tiêu chuẩn được xây dựng cho các loại động cơ khác
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

6


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

nhau như: động cơ xe máy, động cơ tĩnh tại, động cơ ôtô xe con và xe tải nhẹ (Cars
and light duty vehicles), xe tải (Trucks or heavy duty vehicles), động cơ xăng hay
diesel.
Ở Châu Âu áp dụng chu trình thử châu âu ECE 15, EUDC, NEDC,…để thử

nghiệm công nhận kiểu cho các dòng xe mới. Bắt dầu áp dụng tiêu chuẩn khí thải
EURO 1 vào năm 1992, EURO 2 năm 1996, EURO 3 năm 2000, EURO 4 năm
2005. Các tiêu chuẩn càng ngày càng đòi hỏi khắt khe hơn về nồng độ các chất độc
hại trong khí thải động cơ.
Ở Việt Nam, trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện
nay, chúng ta cũng phải tuân theo xu hướng phát triển chung của Thế giới đó là:
phát triển bền vững, tức là phát triển nhưng vẫn bảo vệ môi trường. Chính vì vậy
mà Đảng và nhà nước ta áp dụng chu trình thử và tiêu chuẩn Châu Âu để thử
nghiệm công nhận kiểu cho các dòng xe. Đặc biệt nhà nước ta áp dụng tiêu chuẩn
Châu Âu từ ngày 01/07/2007 và bắt đầu từ tiêu chuẩn EURO 2.
Xuất phát từ những lý do trên và theo sự gợi ý của thầy giáo, TS. Lê Anh
Tuấn và được sự đồng ý của bộ môn Động Cơ Đốt Trong – Trường Đại Học Bách
Khoa Hà Nội chúng em quyết định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chương trình thử
châu âu NEDC, thử nghiệm công nhận kiểu và đo khí thải liên tục” với hy vọng
đóng góp một phần vào việc sử dụng có hiệu quả chu trình thử Châu Âu.
Đề tài này nhằm mục đích nghiên cứu nhằm sử dụng có hiệu quả chu trình
thử Châu Âu NEDC sẽ được áp dụng ở Việt Nam trong tương lai rất gần.
Để đạt được các mục đích nêu trên, đồ án đã được thực hiện qua 5 phần
chính:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ
Chương 3: Các chu trình thử nghiệm và tiêu chuẩn khí thải
Chương 4: Thử nghiệm công nhận kiểu
Chương 5: Thử nghiệm khí thải liên tục
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

7



Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Chương 6: Thực nghiệm đo khí thải trên băng thử ôtô
Chương 7: Kết luận chung và hướng phát triển của đề tài.
Với thời gian thực hiện ngắn so với tính phức tạp của đề tài khoảng 4 tháng,
bên cạnh đó do khả năng có hạn, đề tài không tránh khỏi những thiếu sót và hạn
chế. Chúng em xin được sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo trong bộ
môn Động Cơ Đốt Trong – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, cũng như các bạn
sinh viên.
Chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo, TS Lê
Anh Tuấn, các thầy, cô giáo trong bộ môn Động Cơ Đốt Trong, cũng như các bạn
sinh viên lớp Động Cơ – K46 đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2006

Nhóm sinh viên thực hiện
Trần Mạnh Tường
Lã Hữu Đạt
Ngô Văn Đạt

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46


8


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Chương I.

Tổng quan

1.1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường trên thế giới và Việt Nam
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới trong những thế kỷ
gần đây, thì tình trạng ô nhiễm môi trường cũng càng trở lên bức xúc. Ba hội nghị
thượng đỉnh toàn cầu về môi trường ở Rio Gia-de-ne-ro (Braxin -1992), Kyoto
(Nhật – 1997) và Giô-han-ne-xbơc (9-2002) đã nói lên điều đó.
Một trong những nguồn ô nhiễm chủ yếu là khí thải của động cơ đốt trong,
động cơ đốt trong cung cấp tới 80% tổng số năng lượng tiêu thụ trên thế giới. Theo
số liệu thống kê tính đến năm 1986 trên thế giới có 750 triệu ô tô và hàng trăm triệu
động cơ tàu thủy, động cơ tĩnh tại. Đa số tập trung ở những nơi có lượng phân bố
dân cư đông đúc như thành thị, khu dân cư. Người ta tính được, khoảng 750 triệu ô
tô các loại đang hoạt động hàng năm sẽ thải vào môi trường 120 triệu tấn CO, 24
triệu tấn CmHn, 26 triệu tấn NOx và 1,2 triệu tấn bụi [3].
Ở Việt Nam tại thời điểm 31/12/1999, cả nước có 450000 ô tô và 5585000 xe
máy đang hoạt động và tốc độ tăng bình quân của các phương tiện nêu trên khá
cao, tốc độ tăng bình quân xe máy của những năm 90 là 11,94%. Phần lớn số ô tô,
xe máy tập trung ở các đô thị lớn như Hà Nội (12%), thành phố Hồ Chí Minh
(30%)... gây ra ô nhiễm môi trường nặng nề. Tại đây, nồng độ các chất độc hại tại
một số nút giao thông gần khu dân cư vào giờ cao điểm đã đạt tới giới hạn cho
phép [2], cụ thể như hình 1-1.

Vì vậy, việc nghiên cứu để
hạn chế ô nhiễm do khí thải
của động cơ là một yêu cầu
cấp bách không chỉ riêng đối
với một quốc gia nào.
Hình 1-1. Hiện trạng ô nhiễm môi trường ở
Tp. Hồ Chí Minh
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

9


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Ngay từ những năm cuối của thập kỷ 50, đầu thập kỷ 60, Mỹ đã đưa ra những
tiêu chuẩn hạn chế độc hại trong khí thải của ô tô. Châu Âu tiến hành việc này
muộn hơn nhưng cũng bắt đầu vào những năm 70.
Ở Việt Nam, với nghị định 36/CP có hiệu lực từ ngày 01/08/1995 và một số tiêu
chuẩn giới hạn độc hại kèm theo, chúng ta bắt đầu quan tâm đến vấn đề ô nhiễm
môi trường do các phương tiện giao thông gây ra. Cho đến nay, mạng lưới đăng thứ
kiểm cơ giới đường bộ với 74 trạm phân bố khắp cả nước. Dưới sự chủ trì của Cục
đăng kiểm Việt Nam thuộc Bộ GTVT và Tổng cục đo lường chất lượng thuộc Bộ
KHCNMT, hàng loạt tiêu chuẩn về kiểm định các phương tiện cơ giới đường bộ có
liên quan đến hạn chế ô nhiễm của khí thải đã và sẽ được ban hành. Cụ thể là vào
01/07/2007 Việt Nam sẽ áp dụng tiêu chuẩn EURO 2 của Châu Âu để hạn chế
lượng độc hại phát ra từ ô tô. Tuy nhiên, để có thể kiểm soát được vấn đề này một

cách toàn diện và hiệu quả phải tiến hành đồng bộ hàng loạt những công việc rất
phức tạp từ khâu nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành và nghiên cứu, xây
dựng và thực hiện những tiêu chuẩn cho từng đối tượng cụ thể (ví dụ cho động cơ
xuất xưởng hay đã qua sử dụng, xe tải hay xe con, động cơ xăng hay diesel...).
1.2. Mục đích của đề tài
- Giới thiệu chu trình thử Châu Âu NEDC và thử nghiệm công nhận kiểu theo
tiêu chuẩn EURO mà Việt Nam sẽ áp dụng trong tương lai.
- Tìm hiểu các trang bị thử nghiệm, quy trình thử nghiệm công nhận kiểu và thử
nghiệm khí thải liên tục.
- Đánh giá mức độ phát thải độc hại theo chế độ làm việc của động cơ (theo tốc
độ và công suất của động cơ).

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

10


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

1.3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được các mục đích trên, đề tài đề cập đến các vấn đế sau:
Thứ nhất: Tìm hiểu các chu trình thử nghiệm công nhận kiểu trên thế giới và
các tiêu chuẩn về khí thải để từ đó có thể rút ra được ưu nhược điểm của từng chu
trình thử. Nghiên cứu chu trình thử Châu Âu NEDC.
Thứ hai: Tìm hiểu các trang bị, yêu cầu và quy trình thực hiện một thử nghiệm
công nhận kiểu, thử nghiệm khí thải liên tục.

Thứ ba: Thử nghiệm công nhận kiểu, từ kết quả thử nghiệm so sánh với các tiêu
chuẩu khí thải để kiểm nghiệm xem ô tô thử nghiệm có đạt tiêu chuẩn khí thải hay
không.
thứ tư: Thử nghiệm khí thải liên tục nhằm khảo sát sự biến thiên của nồng độ
khí thải theo thời gian thử nghiệm, cũng như các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của
động cơ.
1.4.

Đối tượng nghiên cứu

- Băng thử chassis dynamometer 48” dùng cho xe con và xe tải nhẹ
- Chu trình thử nghiệm khí thải Châu Âu NEDC.
- Ôtô Ford Laser 1.8 l
- Nghiên cứu mức độ phát thải các chất độc hại trong khí thải của Ôtô Ford
Laser 1.8 l.

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

11


Đồ án tốt nghiệp

Chương II.

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Các thành phần độc hại chính trong khí thải

động cơ

2.1. Các thành phần độc hại chính trong khí thải động cơ
Quá trình cháy trong động cơ đốt trong là quá trình ôxy hóa nhiên liệu, giải
phóng nhiệt năng, diễn ra trong buồng cháy động cơ theo những cơ chế hết sức
phức tạp và chịu ảnh hưởng của nhiều thông số. Trong quá trình cháy sinh ra các
hợp chất trung gian rất phức tạp. Sản phẩm cuối cùng của quá trình cháy gọi là sản
phẩm cháy.
Quá trình ôxy nhiên liệu sẽ tạo ra các hợp chất khác nhau trong khí thải động
cơ. Các thành phần chính trong khí thải động cơ là: CO, CO2, NOx, THC, Anđêhít,
thành phần dạng hạt (PM), hợp chất chứa lưu huỳnh.
2.1.1. Ôxít cacbon (Monoxide carbon - CO)
Monoxide carbon (CO) là sản phẩm cháy của nhiên liệu sinh ra do ôxy hóa
không hoàn toàn hyđrô cácbon trong điều kiện thiếu ôxy, CO ở dạng khí không
màu, không mùi, không vị.
CO khi kết hợp với sắt có trong sắc tố của máu sẽ tạo thàmh một hợp chất
ngăn cản quá trình hấp thụ ôxy của Hemoglobin trong máu và làm cho các bộ phận
của cơ thể bị thiếu ôxy.
Theo các nghiên cứu nếu:
- 20% lượng hemoglobin bị khống chế thì sẽ gây nhức đầu, chóng mặt, buồn
nôn.
- 50% lượng hemoglobin bị khống chế thì não bắt đầu bị ảnh hưởng.
- 70% lượng hemoglobin bị khống chế có thể dẫn đến tử vong.
Hàm lượng CO cho phép trong không khí là: [CO] = 33 mg/m3, [1].
2.1.2. Cácbua hydro (Total Hydrocacbon – THC)
Total hydrocacbon (THC) là các loại HC có trong nhiên liệu hoặc dầu bôi
trơn không cháy hết có trong khí thải động cơ. HC có nhiều loại và mỗi loại có mức
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46


12


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

độ độc hại khác nhau. Các HC có nguồn gốc paraphin hoặc naphtanin có thể coi là
vô hại, trong khi đó các HC thơm (có nhân benzen) thường rất độc, chúng có thể
gây ra căn bệnh ung thư. HC tồn tại trong khí quyển còn gây ra sương mù gây tác
hại cho mắt, niêm mạc và đường hô hấp. Thông thường để đánh giá tiêu chuẩn môi
trường thì thường xét tổng lượng HC mà động cơ phát ra (THC).
2.1.3. Ôxítnitơ (NOx)
Ôxítnitơ là sản phẩm ôxy hóa N2 có trong không khí (khí nạp mới) ở điều
kiện nhiệt độ cao trên 11000C. NOx tồn tại chủ yếu là NO và NO2 trong đó NO
chiếm đại bộ phận. NO là khí không mùi và không nguy hiểm nhưng nó không bền
và dễ biến thành NO2 trong điều kiện tự nhiên. NO2 là khí có màu nâu đỏ, có mùi
gắt, gây nguy hiểm cho phổi, niêm mạc. Khi tác dụng với nước tạo ra axít, gây ra
mưa axít làm ăn mòn chi tiết máy và đồ vật.
Hàm lượng cho phép [NO] = 9mg/m3, [NO2] = 9 mg/m3, [1].
2.1.4. Anđêhít (C-H-O)
Anđêhít có công thức chung là C-H-O, là một chất khí gây tê và có mùi gắt,
một số loại có thể gây ung thư như Foocmondehit.
Hàm lượng cho phép [CHO] = 0,6 mg/m3, [1].
2.1.5. Chất thải dạng hạt (P-M)
P-M là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí thải động cơ diezel, nó tồn
tại dưới dạng hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0,3 μm, nên dễ xâm nhập
vào phổi gây tổn thương tới cơ quan hô hấp và còn có thể gây ung thư do các
hydrocacbon thơm bám dính lên nó. P-M sinh ra do quá trình phân hủy nhiên liệu

và dầu bôi trơn, chúng chính là C chưa cháy hết bị bón thành các hạt nhỏ. Trong
không khí P-M là tác nhân gây sương mù, bụi bẩn làm ảnh hưởng đến giao thông
và sinh hoạt con người.
2.1.6. Hợp chất chứa lưu huỳnh
Sản phẩm chính là khí SO2, chất khí không màu có mùi gắt, khi tác dụng với
nước tạo thành axít yếu (H2SO3) gây hư hại cho mắt và đường hô hấp, SO2 làm
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

13


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

giảm khả năng đề kháng của cơ thể và tăng cường độ tác dụng của các chất ô nhiễm
khác đối với cơ thể. Ngày nay, các loại nhiên liệu được khống chế hàm lượng S có
trong đó. Hàm lượng cho phép [SO2] = 3ml/m3, [1].
2.1.7. Cácbonđiôxít (Carbondioxide - CO2)
Cácbonđiôxít là sản phẩm cháy hoàn toàn của C trong O2, là sản phẩm cháy
chủ yếu của quá trình cháy. CO2 tuy không độc với sức khỏe của con người nhưng
với nồng độ quá lớn có thể gây ngạt. CO2 là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà
kính dẫn đến sự nóng lên của nhiệt độ trái đất.
Hàm lượng cho phép [CO2] = 2 ml/m3, [1].
2.2. Cơ chế hình thành và tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải
Do có những đặc điểm khác nhau về nhiên liệu, hình thành hỗn hợp và cháy
nên tỷ lệ các chất độc hại trong khí thải của động cơ xăng và diesel cũng khác
nhau.

2.2.1. Động cơ xăng
Hình 2-1 trình bày tỷ lệ trung bình tính theo khối lượng các chất độc hại
trong khí thải động cơ xăng theo chương trình thử đặc trưng của Châu Âu.

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

14


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

4

2000

4000

r CO

r NO

rC m H n

3

1500


ppm

Vol %

NO

X

m

1

0 ,8

ppm

1000

2000

500

1000

n

V H = 1588 cm

p


CO

0

H

3000

C 3H 8

2
C

X

e

3

= 4 bar

ε = 9 ,4
ϕ s = tè i − u

1, 0

1, 2

λ


1, 4

Hình 2-2. Đặc tính các thành phần độc hại
của động cơ xăng theo λ
Như vậy, các chất độc hại chính trong khí thải động cơ xăng là CO, CmHn và
NOx. Nồng độ các thành phần độc hại nói trên phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dư
lượng không khí λ (mức độ đậm nhạt của hỗn hợp) được thể hiện rõ trên hình 2-2.
Sau đây sẽ phân tích tỷ mỷ các quan hệ này.
2.2.1.1. CO
Mô-nô-xít-các-bon được hình thành từ phản ứng sau:
2C + O2 = 2CO
Đây là phản ứng cháy thiếu ô-xy. Rõ ràng là λ càng nhỏ thì nồng độ CO càng
lớn và ngược lại.
Khi λ <1, quá trình cháy thiếu ô-xy nên thành phần CO lớn. Trong quá trình
giãn nở, một phần CO sẽ kết hợp với hơi nước (trong sản phẩm cháy) để tạo thành
CO2:

CO + H2O = CO2 + H2

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

15


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong


Khi λ >1, về lý thuyết thừa ô-xy nhưng vẫn có một lượng nhỏ CO. Lý do là
trong buồng cháy vẫn có những vùng cục bộ có λ <1, tại đó quá trình cháy thiếu ôxy. Mặt khác, tại những vùng sát vách, do hiệu ứng làm lạnh còn gọi là hiệu ứng
sát vách nên CO không ô-xy hoá tiếp thành CO2. Trong khi đó, phần lớn CO sinh
ra trong quá trình cháy sẽ kết hợp tiếp với ô-xy trong quá trình giãn nở trong điều
kiện nhiệt độ từ 1700 đến 1900 K để tạo thành CO2:
CO + O2 = CO2
Từ khi nhiệt độ trong quá trình giãn nở <1700 K trở đi, nồng độ CO không
đổi. Đây chính là nồng độ
CO trong khí thải. Sự thay
đổi tổng hợp các thành phần
của phản ứng cháy C được
thể hiện trên hình 2-3.

15

%
r CO

r CO

12
2

CO

rO 2
rH 2

2


8

Đối với trường hợp đốt
hỗn hợp nghèo (λ >1), CO

4

còn hình thành trong quá
trình giãn nở do cháy rớt,

O2

H2

0
0 ,8

0,9

1 ,0

1 ,1

λ

1 ,2

cụ thể cháy tiếp phần cácbua-hy-đrô chưa cháy.


Hình 2-3. Nồng độ các chất sau phản ứng
cháy

2.2.1.2. CmHn
Trên hình 2-2 thể hiện rõ, CmHn đạt giá trị nhỏ nhất ở λ = 1,1 đến 1,25. Những
vùng ngoài giá trị này có tỷ lệ nhiên liệu-không khí quá đậm hoặc quá nhạt, có khi
vượt ra ngoài giới hạn cháy nên nhiên liệu không cháy được. Mặt khác, đối với bất
cứ λ nào, trong buồng cháy cũng có những vùng đặc biệt mà hỗn hợp không thể
cháy được như:
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

16


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

- Lớp sát vách các chi tiết: có nhiệt độ thấp nên khi màng lửa lan tràn tới đây
sẽ bị dập tắt, do đó nhiên liệu tại đây không được đốt cháy. Hiện tượng này được
gọi là hiệu ứng sát vách.
- Vùng giữa các khe kẽ hẹp, ví dụ khe giữa đầu piston và xy lanh.
Ngoài ra, trong quá trình nén thường hình thành màng dầu trên mặt gương xylanh. Trong quá trình giãn nở, áp suất giảm, màng dầu bay hơi làm tăng CmHn.
Thành phần của CmHn rất đa dạng. Thành phần chủ yếu là các-bua-hy-đrô
thơm (như ben-zen, tô-lu-en, ê-tin-ben-zen...) ô-lê-phin (prô-pan, ê-tan...) hay para-phin (mê-tan...)...
2.2.1.3. NOx
NOx hình thành từ phản ứng ô-xy hoá ni-tơ trong điều kiện nhiệt độ cao của
quá trình cháy. Thành phần NOx phụ thuộc rất nhiều vào hệ số dư lượng không khí

λ tức nồng độ ô-xy của hỗn hợp và nhiệt độ của quá trình cháy, đạt giá trị cực đại
tại λ = 1,05 ÷ 1,1 (xem hình 2-2). Tại đây, nhiệt độ quá trình cháy đủ lớn để ô-xy
và ni-tơ phân huỷ thành nguyên tử có tính năng hoạt hoá cao và cũng tại đây nồng
độ ô-xy đủ lớn bảo đảm đủ ô-xy cho phản ứng, do đó NOx đạt cực đại. Trước giá trị
này, khi λ tăng, nồng độ ô-xy tăng nên NOx tăng. Sau khi đạt cực đại, khi λ tăng,
hỗn hợp nhạt nên nhiệt độ quá trình cháy giảm dẫn tới NOx giảm.
Trong thành phần của NOx, NO chiếm tới 90 ÷ 98% tuỳ thuộc vào λ, phần còn
lại là NO2. Cơ chế hình thành NO được mô tả dưới đây. Trước hết, dưới nhiệt độ
cao, ô-xy bị phân huỷ thành ô-xy nguyên tử:
O2 ↔ 2O
Tiếp theo là các phản ứng với sự tham gia của các nguyên tử có tính năng hoạt
hoá cao:
N2 + O ↔ NO + N và
O2 + N ↔ NO + O
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

17


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Hai phản ứng này được gọi là chuỗi Zel-do-vich. Ngoài ra, NO còn được hình
thành từ phản ứng sau:
OH + N ↔ NO + H
Thực nghiệm chứng tỏ, NO hình thành chủ yếu ở phía sau ngọn lửa trong
vùng cháy và các phản ứng hình thành NO diễn ra rất chậm so với phản ứng hình

thành CO.
Ngoài ba thành phần độc hại chính nêu trên, trong khí thải động cơ xăng còn
một số thành phần khác cần được quan tâm như an-đê-hýt và các hợp chất chứa chì.
2.2.1.4. An-đê-hýt
An-đê-hýt là các loại các-bua-hy-đrô chứa ô-xy, điển hình là fooc-môl-đê-hýt.
Bang Ca-li-phooc-lia là nơi đầu tiên đưa ra tiêu chuẩn hạn chế thành phần an-đêhýt trong khí thải.
2.2.1.5. Các hợp chất chứa chì
Để chống kích nổ trong động cơ xăng, người ta thường pha vào xăng các chất
phụ gia chứa chì như tê-tra-ê-tin chì có công thức hoá học là Pb(C2H5)4. Do đó
trong sản phẩm cháy của động cơ xăng (dùng xăng pha chì) có các hợp chất chứa
chì ở dạng hạt rắn rất nhỏ tuy có tác dụng rà khít xu-páp với đế xu-páp nhưng cũng
gây mài mòn các chi tiết của động cơ, đồng thời gây tác hại đối với môi trường và
sức khoẻ con người. Để giảm ảnh hưởng mài mòn các chi tiết của động cơ, người ta
pha vào xăng các hợp chất vô cơ của nhóm ha-lô-gen (như clo và brôm). Các hợp
chất này có tác dụng làm giảm nhiệt dộ sôi của ô-xýt chì. Sau phản ứng cháy, các
hợp chất của nhóm ha-lô-gen với chì sẽ được thải ra khỏi buồng cháy ở dạng khí.
Do những tác hại nêu trên, phụ gia chứa chì ngày càng ít được sử dụng. Nhiều
nước đã thực hiện thành công cấm hoàn toàn xăng pha chì như Mỹ, Nhật, Canada,
Áo, Thuỵ Điển, Braxin, Columbia, Costarica, Hondurat, Thái Lan, ... Từ 29/11 đến
1/12/1999 tại Hà Nội đã diễn ra hội thảo quốc tế với sự bảo trợ của Ngân hàng thế
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

18


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong


giới về loại bỏ xăng pha chì ở Việt Nam. Tại cuộc hội thảo, Chính phủ đã đưa ra
một dự án bắt đầu vào năm 2002 với mục tiêu loại bỏ hoàn toàn xăng pha chì vào
năm 2006. Dự án thử nghiệm đối chứng xăng không pha chì đã được thực hiện
ngay sau hội thảo tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Động Cơ Đốt Trong Trường
Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả thử nghiệm đã góp phần quan trọng cho Thủ
Tướng Chính Phủ đưa ra quyết định sử dụng xăng không pha chì cho toàn lãnh thổ
Việt Nam (trừ mục đích quân sự) từ ngày 01/07/2001.
2.2.2. Động cơ diesel
Đặc điểm của động cơ diesel là hỗn hợp bên trong nên hệ số dư lượng không
khí λ, so với ở động cơ xăng, nằm trong một giới hạn rất rộng, cụ thể từ 1,2 đến 10
từ toàn tải đến không tải. Chính vì giới hạn λ rộng nên điều chỉnh tải bằng phương
pháp điều chỉnh λ còn gọi là điều chỉnh chất. Do đó khác với điều chỉnh lượng ở
động cơ xăng, trên đường nạp không có tiết lưu.
Trên hình 2-4 thể hiện cơ chế hình thành chất thải độc hại ở động cơ diesel
truyền thống không hình thành hỗn hợp trước, hình 2-5 trình bày đặc tính của các
thành phần độc hại chủ yếu trong động cơ diesel phun trực tiếp theo hệ số dư lượng
không

khí

λ.

Hình 2-4. Cơ chế hình thành các chất thải độc hại ở động cơ diesel truyền
thống không hình thành hỗn hợp trước
Qua hình 2-4 ta thấy lượng NOx hình thành nhiều nhất ở vùng cháy hoàn
toàn λ = 1 do nhiệt độ cao. HC tồn tại nhiều ở vùng hỗn hợp nhạt do không đủ
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46


19


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

không khí để nhiên liệu tự cháy. Ở khu vực giữa tia phun, chất thải dạng hạt hình
thành nhiều nhất, đây chính là vùng bị ôxy hóa trong lòng ngọn lửa khuếch tán.

1500

0,15
g
m

ppm

1000

3

0,10
NO x
Cm Hn
0,05

500
CO


P-M
0

1

2

3

4

5

λ

6

0

Hình 2-5. Đặc tính các thành phần độc hại
của động cơ diesel theo λ

Sau đây ta sẽ khảo sát tỷ mỷ những đặc tính này.
2.2.2.1.

CO

Trong khí thải của động cơ diesel, tuy λ > 1 và khá lớn (thừa ô-xy) nhưng vẫn
có thành phần CO mặc dù khá nhỏ là do vẫn có những vùng với λ < 1 (thiếu ô-xy).

Khi λ tăng, ban đầu CO giảm do nồng độ ô-xy tăng và đạt cực tiểu tại λ ≈ 2. Tiếp
tục tăng λ, CO tăng do tỷ lệ tái hợp của CO với ô-xy trong quá trình giãn nở giảm
đi nên lượng CO còn lại trong khí thải tăng lên.

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

20


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

2.2.2.2. CmHn
Do λ lớn nên CmHn trong động cơ diesel so với ở động cơ xăng cũng nhỏ hơn.
Khi λ tăng, nhiệt độ cháy giảm nên phần nhiên liệu không cháy được CmHn sẽ tăng
lên. Đối với phương pháp hỗn hợp màng, do hiệu ứng sát vách ảnh hưởng mạnh
nên CmHn lớn hơn so với trường hợp hỗn hợp thể tích. Nếu tổ chức xoáy lốc và hoà
trộn tốt trong quá trình hình thành hỗn hợp, thành phần CmHn sẽ giảm.
2.2.2.3. NOx
Khi λ tăng, nhiệt độ cháy giảm nên thành phần NOx giảm (xem hình 2-4). So
với ở động cơ xăng thì thành phần NO2 trong NOx cao hơn, cụ thể chiếm 5 đến
15%.
Phương pháp hình thành khí hỗn hợp có ảnh hưởng lớn đến hình thành NOx.
Đối với buồng cháy ngăn cách, quá trình cháy diễn ra ở buồng cháy phụ (hạn chế
không khí) rất thiếu ô-xy nên mặc dù nhiệt độ lớn nhưng NOx vẫn nhỏ. Khi cháy ở
buồng cháy chính, mặc dù λ rất lớn, ô-xy nhiều nhưng nhiệt độ quá trình cháy
không lớn nên NOx cũng nhỏ. Tổng hợp lại, NOx của động cơ buồng cháy ngăn

cách chỉ bằng khoảng 1/2 so với ở động cơ buồng cháy thống nhất.
2.2.2.4. Chất thải dạng hạt (P-M)
Theo định nghĩa của Tổ chức bảo vệ môi trường bang Ca-li-phooc-nia thì P-M
là những thực thể (trừ nước) của khí thải sau khi được hoà trộn với không khí (làm
loãng) đạt nhiệt độ nhỏ hơn 51,70C và được tách ra bằng một bộ lọc qui định.
Với định nghĩa như vậy, P-M gồm các hạt rắn và các chất lỏng bám theo. Các
hạt rắn gồm: cac-bon tự do và tro còn gọi là bồ hóng (soot), các chất phụ gia dầu
bôi trơn, các hạt và vảy tróc do mài mòn... Chất lỏng bám theo gồm có các thành
phần trong nhiên liệu và dầu bôi trơn.
Các hạt (P-M) có kích thước từ 0,01 đến 1 μm. Phần lớn hạt có kích thước <
0,3 μm nên rất dễ bị hít vào và gây tổn thương cho đường hô hấp và phổi.
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

21


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Thành phần của P-M phụ thuộc rất nhiều vào chế độ làm việc của động cơ và
phương pháp hình thành khí hỗn hợp. Thông thường, trong P-M chứa, [1]:
- 40% dầu bôi trơn
- 31% bồ hóng
- 14% các muối sun-phát ngậm nước
- 7% nhiên liệu diesel
- 8% các loại khác còn lại.
2.2.2.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh

Trong khí thải có các hợp chất chứa lưu huỳnh là do trong nhiên liệu còn một
lượng tạp chất lưu huỳnh còn lại khi chưng cất dầu mỏ. Trước năm 1996, ở Châu
Âu qui định giới hạn hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu tính theo khối lượng
[S] < 0,2%. Sau năm 1996, giới hạn này càng ngặt nghèo hơn, [S] < 0,05%. Do
nhiên liệu chứa lưu huỳnh nên trong khí thải có SO2, khi kết hợp với hơi nước sẽ
tạo thành a-xít. Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong khí thải là một trong những
nguyên nhân gây ra mưa a-xít và tạo ra P-M thông qua các muối có gốc sun-phát.

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

22


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Chương III. Các chu trình thử nghiệm và tiêu chuẩn khí thải
3.1. Giới thiệu các chu trình thử nghiệm
Hiện nay với mức độ phát triển ngày càng nhanh của các phương tiện giao
thông ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, vì vậy vấn đề ô nhiễm môi trường do khí
thải động cơ trực tiếp gây ra là hết sức cấp bách, liên quan đến sức khỏe con người.
Chính vì vậy, xây dựng tiêu chuẩn khí thải từ động cơ là vấn đề cấp thiết của mỗi
quốc gia.
Các tiêu chuẩn thử là quy phạm của mỗi quốc gia, có liên quan trực tiếp tới
điều kiện giao thông như: chất lượng, số lượng và tiêu chuẩn đường sá, số lượng
các loại phương tiện và chủng loại phương tiện giao thông đang lưu hành, mức độ
phát triển của các phương tiện và mức thu nhập của người dân (điều kiện kinh tế

của mỗi nước)... Dựa trên cơ sở đó mà mỗi quốc gia đưa ra các tiêu chuẩn cho phù
hợp và các tiêu chuẩn này phải được nâng cấp, cập nhật và phát triển theo thời gian
để hướng tới mục tiêu môi trường tốt hơn. Khi ban hành các tiêu chuẩn thử nghiệm
thì các chu trình thử nghiệm tương ứng cũng phải được đưa ra. Các chu trình thử
nghiệm là thói quen đi lại của người dân khi sử dụng phương tiện giao thông, liên
quan đến việc tổ chức và cơ sở hạ tầng giao thông.
Hệ thống tiêu chuẩn khí thải phải được xây dựng cho các loại động cơ khác
nhau như: động cơ xăng, động cơ diesel, động cơ nhiên liệu hóa lỏng. Trên các loại
phương tiện khác nhau như: xe con, xe tải, xe máy... Và trên các điều kiện vận
hành khác nhau như trên xa lộ hoặc trong thành phố...
Hiện nay trên thế giới có nhiều chu trình thử được sử dụng cho hai loại xe
(xe con và xe tải) như chu trình thử của Mỹ, Châu Âu và Nhật bản. Mỗi chu trình
thử gắn với một tiêu chuẩn khí thải.
Trong đề tài này chỉ giới thiệu một số chu trình thử nghiệm sau:

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

23


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

3.1.1. Chu trình thử Châu Âu
3.1.1.1. Chu trình thử Châu Âu NEDC
Chu trình thử Châu Âu NEDC (New European Driving Cycle) áp dụng cho
xe con và xe tải nhỏ, bao gồm hai giai đoạn:

Giai đoạn 1: dùng cho xe chạy trong thành phố, gồm 4 chu trình ECE 15
được tiến hành liên tiếp nhau. Mỗi chu trình ECE15 có thời gian thử nghiệm 195
giây, vận tốc trung bình 19 km/h, quãng đường thử nghiệm 1,013 km. Tổng quãng
đường thử nghiệm trong giai đoạn 1 là 4,052 km.
Giai đoạn 2: dùng cho xe chạy trên xa lộ. Thời gian chạy thử nghiệm là 400
giây, vận tốc trung bình 62,6 km/h, vận tốc cực đại 120 km/h, quãng đường thử
nghiệm 6,966 km, gia tốc tăng tốc 0,833 m/s2, gia tốc giảm tốc – 1,389 m/s2.
Tổng thời gian chạy thử nghiệm là 1180 giây, quãng đường thử 11 km, vận
tốc trung bình 32,5 km/h và vận tốc cực đại 120 km/h.
Chu trình thử Châu Âu NEDC được trình bày trong hình 3-1.

Hình 3-1. Chu trình thử Châu Âu NEDC
3.1.1.2. Chu trình thử Châu Âu ECE R49
Chu trình thử Châu Âu ECE R49 ứng với tiêu chuẩn EURO 2, áp dụng để
công nhận kiểu về khí thải cho dòng xe tải hạng nặng.
Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp
: Động cơ – K46

24


Đồ án tốt nghiệp

Bộ môn: Động cơ đốt trong

Chu trình ECE R49 gồm 13 mode, khí xả được đo ở mỗi mode, đơn vị
[g/kWh], cuối quá trình thử kết quả là khối lượng trung bình của 13 mode.
Chu trình thử và hệ số khối lượng được biểu diễn trên hình 3-2 và bảng 3-1.


Hình 3-2. Chu trình thử Châu Âu ECE R49
Bảng 3-1. Các thông số của chu trình thử ECE R49
Thứ tự
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Tốc độ
không tải
Tốc độ ứng với
mômen lớn nhất

Không tải
Tốc độ ứng với
công suất định mức

không tải

Sinh viên thực hiện: Trần Mạnh Tường, Lã Hữu Đạt, Ngô Văn Đạt
Lớp

: Động cơ – K46

Tải, %
10
25
50
75
100
100
75
50
25
10
-

Hệ số R49
0.25/3
0.08
0.08
0.08
0.08
0.25
0.25/3
0.10
0.02
0.02
0.02
0.02
0.25/3


25