NỘI DUNG KIỂM TRA
HỌC PHẦN NĂNG LƯỢNG MỚI SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ
Câu 1: Yêu cầu đối với nhiên liệu của động cơ đốt trong? Hãy giải thích tầm quan trọng của mỗi yêu
cầu này.
- Có năng lượng (nhiệt trị) lớn: nhiệt trị (hay còn gọi là năng suất tỏa nhiệt) của một chất thường là nhiên liệu là
lượng nhiệt được giải phóng trong q trình đốt cháy hồn tồn một khối lượng hay thể tích nhiên liệu trong oxy.
Nhiệt trị là đặc tính kĩ thuật rất quan trọng của nhiên liệu, nó cho phép đánh giá chất lượng của nhiện liệu
cũng như nghiên cứu, sử dụng để chế tạo động cơ, máy móc. Mà nhiệt độ cháy tỷ lệ thuận với giãn nở thể tích
trong cùng một đơn vị thười gian của nhiên liệu vì vậy cần nhiệt độ lớn có thể gây ra giãn nở đột ngột cung
cấp năng lượng lớn cho động cơ hoạt động.
- Có các thông số vật lý phù hợp với động cơ sử dụng:
Vì động cơ thiết kế cho xăng và dầu có những đặc điểm để đáp ứng điều kiện cháy của nhiên liệu đó nên
phải chọn nhiên liệu có thơng số vật lý phù hợp cho động cơ như:
+ Hàm lượng lưu huỳnh(S): đối với nhiên liệu nhẹ(xăng, dầu lửa) hàm lượng lưu huỳnh càng thấp càng tốt,
còn nhiên liệu nặng(diesel) có hàm lượng lưu huỳnh cao. Nếu lưu huỳnh cao có ảnh hưởng đến chật lượng của
kim loại trong quá trình đốt của động cơ.
+ Độ nhớt: đối với nhiên liệu nhẹ, độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến mức độ nhiên liệu có thể phun thành bụi
sương hay khơng làm ảnh hưởng đến độ cháy hết của nhiên liệu. Đối với nhiên liệu nặng độ nhớt cho biết điều
kiện để vận chuyển, xuất, nhập, bơm chuyển nguyên liệu, ngoài ra còn chỉ mức độ cần gia nhiệt (sấy) trước
khi đốt. Độ nhớt của dầu bơi trơn có ảnh hưởng đến : độ hao mòn các chi tiết do ma sát, tính năng khởi động,
cơng suất, suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ. Độ nhớt của nhiên liệu có ảnh hưởng đến cấu trúc của các tia
nhiên liệu khi được phun vào buồng đốt của động cơ , đến quá trình bơm chuyển và làm sạch nhiên liệu. Trong
trường hợp sử dụng nhiên liệu có độ nhớt quá cao trong điều kiện thời tiết lạnh, cần phải hâm nóng nhiên liệu
để giảm độ nhớt.
+ Nhiệt độ bắt cháy: Nhiệt độ bắt cháy là tiêu chuẩn về phòng cháy nổ chỉ ra nhiệt độ cao cho phép tồn chứa
và bảo quản nhiên liệu đốt lị hơi mà khơng gây nguy hiểm về cháy nổ.
+ Độ bay hơi: Đối với nhiên liệu nhẹ, trong trạng thái cháy trong buồng đốt nhiên liệu luôn giữ được ngọn lửa
ổn định, nghĩa là độ bay hơi phải luôn ổn định. Đối với nhiên liệu nặng thành phần bay hơi khơng đề cập đến
vì chúng ở dạng cặn.
+ Nhiệt độ đông đặc: Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ mà tại đó nhiên liệu mất tính linh động và trở nên đông
đặc lại , đối với nhiên liệu có nhiên độ đơng đặc cao phải có các biện pháp sấy nóng để làm tắc nhanh các bộ

phận lọc và khó bơm chuyển
- Có độ ổn định cao, không bị biến chất trong thời gian dài: nhiên liệu có thể trữ trong bình kín khoảng từ 6
– 12 tháng với điều kiện mát và tránh ánh sáng, cịn trong thùng trên xe có thể cịn tốt trong vịng 1 tháng.
Nhưng nếu thùng chứa khơng kín hoặc đóng mở thường xuyên, nhiên liệu sẽ bắt đầu bốc hơi và mất các thành
phần nhẹ như butane C4H10 trong nhiên liệu, thành phần này rất quan trọng nếu nó mất đi thì nhiên liệu sẽ mất
tính bay hơi làm cho động cơ khó khởi động. Và sau thời gian đó nhiên liệu bắt đầu keo lại, thành phần nhiên
liệu lúc này chỉ cịn các hydrocacbon nặng mà ECU khơng thay đổi thời gian mở kim phun nên sẽ dẫn đến tình
trạng giàu nhiên liệu và làm muội than bị đóng trên điện cực bugi lẫn buồng đốt dẫn đến tình trạng động cơ bị
giật hoặc bỏ máy,…
- Không chứa lẫn nước, tạp chất cơ học:
+ Khơng chứa lẫn nước:
• Phá hoại kim phun nhiên liệu: Nhiệt độ và áp suất bên trong buồng đốt động cơ trong kì sinh cơng rất cao. Khi
các hạt nước lẫn trong nhiên liệu lọt vào buồng đốt ở thời điểm này sẽ tức thì bị nổ tung tạo ra các “quả bon
nước” phá hỏng kết cấu kim phun nhiên liệu dẫn đến tốn kém kinh phí sửa chữa.
• Biến dạng nhiệt: Khi lượng nước đủ lớn lọt vào đường cấp nhiên liệu có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng
cho động cơ vì nước sẽ không bị nén trong một xy lanh động cơ. Ngoài ra, lượng nước lớn làm cho động cơ
nguội nhanh và có khả năng phá vỡ tổ chức kim loại của các bộ phận buồng đốt động cơ làm tuổi thọ động cơ
bị rút ngắn.


•

Vi khuẩn và nấm cũng sinh sản trong nước. Khi các vi khuẩn này nhân lên theo thời gian, chúng tạo ra các axit
ảnh hưởng đến chất lượng nhiên liệu, làm tắc nghẽn các bộ lọc và khiến các bể chứa, đường ống bị ăn mịn.
• Lượng nhiên liệu phun vào động cơ giảm dẫn đến động cơ không đảm bảo công suất.
+ Tạp chất cơ học: hàm lượng nhựa trong nhiên liệu diesel có ảnh hưởng rất nhiều đến lượng muội, tro, tạp
chất cơ học, nhiệt độ đông đặc và vẩn đục, nhiệt độ qua lọc giới hạn hiệu quả lọc,… và đặc biệt đến độ nhớt
của nhiên liệu.Ngoài ra, hàm lượng nhựa trong nhiên liệu còn ảnh hưởng đến các yếu tố và thông số khác như
lượng tro, lượng cốc của phần cất 10% còn lại, xu hướng tạo muội cặn kiểu nhựa – lắc ở các chi tiết của vòi
phun, kim phun bơm cao áp, xu hướng cốc hố hơi nhiên liệu sau vịi phun, tính ổn định nhiệt, v.v…

- Có lượng dự trữ lớn, giá thành rẻ: Dầu diesel và xăng được chiết xuất từ dầu mỏ mà dầu mỏ đã được khai
thác theo dạng công nghiệp từ thế kỷ 19 đến nay và sản lượng dầu khơng giảm cịn tăng lên nhờ cơng nghệ
khai thác dầu phát triển, con người có thể tìm được nhiều mỏ dầu sâu trong lòng đất và đây là nguồn năng
lượng chính phục vụ đời sống và phát triển nền kinh tế nên giá thành sẽ phù hợp thị trường của mỗi quốc gia.
- Vấn đề sản xuất, lưu trữ, vận chuyển, phân phối đơn giản, dễ dàng và an tồn
Câu 2: Xăng có những tính chất cơ bản như thế nào. Đặc điểm của động cơ đốt cháy cưỡng bức. Trình
bày và giải thích ý nghĩa của các tính chất của xăng đáp ứng yêu cầu là nhiên liệu cho động cơ xăng.
Tính chất cơ bản của xăng: là các chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hoạt động của xăng, gồm
có: tính bay hơi, áp suất hơi bão hịa của xăng (REID), tính chống kích nổ xăng, tính ổn định hóa học của
xăng, tính ăn mịn kim loại của xăng.
Đặc điểm của động cơ đốt cháy cưỡng bức:
- Tỷ số nén thấp, số vòng quay cao
- Hỗn hợp cháy hòa trộn trước, đồng nhất
- Cháy cưỡng bức, tâm cháy xuất hiện tại bugi, cháy lan đều ra tồn bộ thể tích buồng cháy và kết thúc tại
khu vực ngồi cùng của buồng cháy
- Q trình cháy diễn ra rất nhanh
Ý nghĩa của các tính chất của xăng đáp ứng yêu cầu là nhiên liệu cho động cơ xăng:
1 Tính bay hơi:
Xăng phải có độ bay hơi thích hợp, khoảng nhiệt độ bay hơi của xăng từ 35 – 40 độ C đến 180 đến 220
độ C. Xăng có tính bay hơi kém sẽ gây khó khởi động, khó điều chỉnh, cháy khơng hết xăng làm hao xăng và
gây ơ nhiễm, tạo nhiều muội than, làm lỗng dầu nhờn bơi trơn, động cơ nhanh mịn.
Tính bay hơi của xăng được đánh giá bằng các chỉ tiêu: đường cong bốc hơi, thành phần điểm bay hơi, áp suất
hơi bão hòa, khối lượng riêng hay tỷ trọng.
2 Áp suất hơi bão hòa của xăng (REID):
Áp suất hơi bão hòa là áp suất của hơi ở trạng thái cân bằng với thể lỏng trong một thiết bị chuyên dùng
được đo tại nhiệt độ xác định là 37.8 độ C (100 độ F). Đơn vị đo áp suất hơi bãi hòa REID: Psi, bar, kPa,
mmHg, kG/cm2…
Áp suất hơi bão hòa REID càng cao thì khả năng bay hơi càng mạnh. Yêu cầu các loại xăng phải có áp
suất hơi bão hịa REID phù hợp không quá cao hay quá thấp.
Quy định áp suất hơi bão hịa của xăng: khơng q 500 mmHg (tiêu chuẩn xăng của Liên Xô) trong khoảng:

44 – 78 kPa
3 Tính chống kích nổ:
Hiện tượng cháy kích nổ có thể xảy ra khi điều kiện cháy khơng phù hợp. Trong quá trình cháy lan
truyền, áp suất và nhiệt độ phần hịa khí ở phía trước màng lửa được tăng liên tục do bức xạ nhiệt và do chèn
ép bởi kết quả nhả nhiệt của hịa khí đã cháy gây ra, làm gia tăng phản ứng phía trước màng lửa của hịa khí
càng sâu. Số hịa khí này tự phát hỏa khi màng lửa chưa lan tới sẽ tạo ra màng lửa mới có tốc độ cháy lan
truyền lên đến 1500 – 2500 m/s, gây ra hiện tượng cộng hưởng áp sức làm tăng giảm áp suất của khí cháy một
cách đột ngột (160 kg/cm2) và tạo ra các sóng xung động va đập vào vách xy lanh, kết quả làm cho động cơ nổ
rung giật mạnh
a Phương pháp hạn chế kích nổ phía động cơ:
- Giải nhiệt tốt (đảm bảo điều kiện làm mát cho động cơ)


- Giảm tải động cơ (đóng nhỏ bướm ga) sẽ làm giảm lượng hỗn hợp khí nạp mới vào xy lanh, giảm thời
gian cháy của hỗn hợp
- Giảm góc đánh lửa sớm
- Thay đổi tỷ lệ nhiên liệu và không khí (đậm đặc hoặc lỗng hơn đều có xu hướng giảm kích nổ)
b Phương pháp hạn chế kích nổ phía nhiên liệu:
- Dùng loại xăng có tính chống kích nổ cao
- Dùng phụ gia tăng tính chống kích nổ
- Trộn xăng thơ với các hợp chất ngậm Oxy
4 Tính ổn định hóa học
Tính ổn định hóa học của xăng biểu thị khả năng duy trì được chất lượng ban đầu trong quá trình bảo
quản, vận chuyển từ nơi sản xuất cho đến khi tiêu thụ. Tính ổn định hóa học của xăng đánh giá bằng các chỉ
tiêu: hàm lượng nhựa thực tế (mg/100 ml xăng), tính ổn định oxy hóa (chu kỳ cảm ứng, phút)
Ở một số nước còn quy định khống chế hàm lượng Olefin (% kl) để biểu hiện cho tính ổn định hóa học của
xăng vì hàm lượng Olefin cao tính ổn định hóa học của xăng kém
5 Tính ăn mịn kim loại của xăng
Trong xăng có chứa một lượng nhỏ các tạp chất mà trong quá trình chế biến khơng loại bỏ triệt để được
hoặc trong quá trình tồn trữ, vận chuyển xăng bị nhiễm bẩn như: lưu huỳnh, tạp chất kim loại, nước,…đánh

giá tính ăn mòn kim loại của xăng theo các chỉ tiêu sau:
- Kiểm nghiệm ăn mòn mảnh đồng
- Hàm lượng lưu huỳnh (% khối lượng)
- Độ axit (mgKOH/100 ml xăng). Ngoài ra cịn quy định khơng được có axit, bazo tan trong nước của các
loại xăng
Câu 3: Dầu dies có những tính chất cơ bản như thế nào. Đặc điểm của động cơ đốt cháy do nén. Trình
bày và giải thích ý nghĩa của các tính chất của diesel đáp ứng yêu cầu là nhiên liệu cho động cơ diesel.
Các tính chất cơ bản của diesel: là các tính chất chủ yếu của nhiên liệu ảnh hưởng đến tính năng kĩ thuật và
sử dụng của động cơ diesel: độ nhớt, tính tự cháy, tính bay hơi
Đặc điểm của động cơ đốt cháy do nén:
- Tỷ số nén cao ε = 13 – 23
- Số vòng quay thấp, n = 1000 – 3500 v/ph. Đối với động cơ dùng nhiên liệu nặng (FO – Fuel Diesel) thì số
vịng quay cịn < 1000 v/ph
- Hịa khí (nhiên liệu + khơng khí) hình thành bên trong xy lanh với đặc điểm:
+ Nhiên liệu được phun vào mơi trường khơng khí nén trong xy lanh (gần cuối q trình nén tương ứng với
góc phun sớm)
+ Thời gian hồn thành hỗn hợp cơng tác rất ngắn
+ Hỗn hợp không đồng nhất, nhiên liệu tồn tại cả pha khí và pha lỏng với tỷ lệ rất khác nhau
+ Hỗn hợp cơng tác cịn tiếp tục hình thành trong khi một phần nhiên liệu phun vào buồng cháy động cơ đã
bốc cháy
- Nhiên liệu tự cháy do có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu diesel
- Nhiên liệu không thể tự cháy ngay khi vừa phun vào xy lanh mà phải có thời gian để chuẩn bị cho nó tự bốc
cháy
- Nhiên liệu phải được phun sương và xé tơi thành các hạt nhỏ (ϕh = 10 – 50 μm), bốc hơi và khuếch tán vào
trong thể tích khơng khí nén rồi hình thành các tâm cháy
- Sự cháy chỉ có thể xảy ra ở một hoặc vài điểm trong buồng cháy nếu tại đó nó thỏa mãn:
+ Có tỷ lệ hịa trộn giữa hơi nhiên liệu và khơng khí dễ cháy nhất
+ Có trường nhiệt độ cao để hình thành các trung tâm cháy
- Giai đoạn chuẩn bị các tâm cháy này gọi là giai đoạn cháy trễ. Thời gian cháy trễ còn gọi là thời gian ủ
nhiệt

- Thời gian cháy trễ dài hay ngắn phụ thuộc vào loại nhiên liệu diesel đang sử dụng và đặc điểm kết cấu động
cơ
Ý nghĩa của các tính chất của diesel đáp ứng yêu cầu là nhiên liệu cho động cơ diesel:
1 Độ nhớt:


Độ nhớt là một thông số quan trọng ảnh hưởng:
- Khả năng bơi trơn và bao kín khe hở giữa bộ đôi piston – xy lanh bơm cao áp, kim và đế kim phun.
- Tính lưu động dễ dàng trong hệ thống nhiên liệu (đặc biệt ở những địa phương có nhiệt độ mơi trường
thấp) đảm bảo khi động cơ hoạt động nhiên liệu phải sẵn sàng cung cấp đầy đủ và liên tục.
- Khả năng phun tới và tán nhuyễn nhiên liệu trong khối khơng khí nén, kết quả ảnh hướng tới chất lượng
hình thành hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel
a. Định nghĩa độ nhớt: là khái niệm vật lý để chỉ ma sát nội giữa các phân tử, còn gọi là sự hút giữa các
phân tử hay là cường độ liên kết giữa các phần tử của chất lỏng.
: hệ số ma sát nội còn gọi là độ nhớt động lực học, đơn vị: Poise (P), centi Poise (cP bằng 1/100 P).
S: diện tích lớp chất lỏng, (cm2)
dx/dv: gradient vận tốc dịch chuyển của các lớp chất lỏng, (s -1)
v: vận tốc dịch chuyển của các lớp chất lỏng, (cm/s)
x: độ dày các lớp chất lỏng
b Phân loại:
- Độ nhớt động lực học (Dynamic Viscosity)
Lực ma sát nội được xác định theo phương trình:
- Độ nhớt động học (Kinematic Viscosity): là tỷ số giữa độ nhớt động lực học trên khối lượng riêng của chất
lỏng, kí hiệu: v, đơn vị Stock (St)
Độ nhớt động học đánh giá khả năng chảy dưới tác dụng của trọng lực của chất lỏng:
: khối lượng riêng của chất lỏng, (g/cm3)
Bằng cách cho chất lỏng cần đo chảy qua ống mao quản và xác định thời gian chảy. Độ nhớt được xác định
theo công thức: v = C.t
C: hằng số của ống đo độ nhớt
T: thời gian thể lỏng chảy qua mao quản

- Độ nhớt tương đối: là tỷ số giữa độ nhớt của chất lỏng đó trên độ nhớt của nước cất xác định trong cùng
điều kiện nhiệt độ là 20 độ C
c Ảnh hưởng của độ nhớt đến chất lượng làm việc của động cơ Diesel
Độ nhớt nhiên liệu động cơ diesel cao tốc: v20 = 3 – 6 cSt
Giới hạn cao dùng ở vùng có nhiềtj độ mơi trường cao gọi là nhiên liệu diesel mùa hè. Giới hạn thấp sử
dụng vào mùa đông (tmt ≤0 độ C) gọi là nhiên liệu diếl mùa đông
Nhiệt độ tăng độ nhớt giảm, tuy nhien mức độ giảm không theo tỷ lệ mà giảm nhanh ở khoảng nhiệt độ
thấp hơn 20 độ C và chậm dần ở khaonrg nhiệt độ ≥20 độ C
Độ nhớt của nhiên liệu diesel mùa hè giảm nhiều hơn so với nhiên liệu mùa đông khi nhiệt độ tăng.
Đặc biệt ở nhiệt độ t ≤0 độ nhớt của nhiên liệu diesel mùa hè tăng cao đột ngột
d Nhiên liệu diesel phải có độ nhớt thích hợp:
Độ nhớt q thấp gây:
- Bơi trơn kém gây mịn nhanh các bộ đơi siêu chính xác
- Áp suất phun giảm làm giảm hành trình của tia nhiên liệu trong khối khơng khí nén
- Mất khả năng bao kín khe hở giữa các bộ đơi siêu chính xác (piston-xylanh, bơm cao áp và kim phun) ->
lượng nhiên liệu cung cấp giảm
Độ nhớt q thấp gây: khó khởi động khi nhiệt độ mơi trường thấp và chất lượng tạo hịa khí cũng như chất
lượng cháy của nhiên liệu rất kém vì: khó phun tơi và khó bốc hơi hồn tồn, gây khó khăn cho việc xả khí
trong đường ống nhiên liệu
2. Tính tự cháy
a. Nhiệt độ tự cháy: là nhiệt độ thấp nhất mà hỗn hợp khí tự bốc cháy được mà khơng cần phải có nguồn nhiệt
kích thích từ bên ngồi đưa vào để đốt cháy nó. Nhiệt độ tự cháy càng thấp nhiên liệu càng dễ cháy
Nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu phụ thuộc vào:
- Loại nhiên liệu sử dụng
- Tỷ lệ hỗn hợp
- Điều kiện áp suất và nhiệt độ của nó


Nhiên liệu diesel càng chứa nhiều thành phần nặng và ở trong điều kiện áp suất càng cao thì có nhiệt độ
tự cháy càng thấp

- Nhiên liệu diesel có nhiều hydrocacbon thơm có nhiệt độ tự cháy cao
3. Tính bay hơi
Tốc độ bay hơi của nhiên liệu diesel càng cao, chất lượng tạo hỗn hợp trong buồng cháy càng tốt và khả năng
cháy kiệt của nó càng sớm. Nhiên liệu diesel có tính bay hơi kém hơn rất nhiều so với xăng, vì vậy để tăng tốc
độ bay hơi, tia nhiên liệu phia ra phải được xé tơi và khuếch tán nhanh vào khối khơng khí nóng trong buồng
cháy.
Nhiên liệu diesel có độ nhớt càng thấp thì càng dễ phun tơi, tán nhuyễn và bốc hơi càng nhanh
Câu 4: Hãy liệt kê các loại nhiên liệu mới cho động cơ đốt trong và các nguồn năng lượng cho ô tô.
Nguồn năng lượng nào có thể sẽ phổ biến trong tương lai? Hãy giải thích theo các yêu tố kỹ thuật, kinh
tế, bảo vệ mơi trường, chính sách của các quốc gia,…
Các loại nhiên liệu mới cho động cơ đốt trong và các nguồn năng lượng cho ô tô: CNG (Compressed
Natural Gas), LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquefied Petrolium Gas), ethanol, biogas, dầu thực vật biodiesel, dầu động vật, syngas, hydro, cồn, năng lượng mặt trời, năng lượng điện, pin nhiên liệu (fuel cell),…
1. Theo em nghĩ thì pin nhiên liệu là nguồn năng lượng mới có thể sẽ được sử dụng phổ biến trong tương lai
để thay thế xăng và dầu.
Pin nhiên liệu là một công nghệ đầy hứa hẹn để sử dụng làm nguồn nhiệt và điện cho các tòa nhà, và là
nguồn năng lượng điện cho động cơ điện đẩy xe. Pin nhiên liệu hoạt động tốt nhất trên hydro tinh khiết.
Nhưng nhiên liệu như khí tự nhiên, metanol hoặc thậm chí xăng có thể được cải tổ để tạo ra hydro cần thiết
cho pin nhiên liệu. Một số pin nhiên liệu thậm chí có thể được cung cấp nhiên liệu trực tiếp bằng metanol mà
không cần sử dụng bộ chuyển đổi. Trong tương lai, pin nhiên liệu hydro cũng có thể tham gia truyền tải điện
như một chất mang năng lượng quan trọng - một chất mang năng lượng di chuyển và cung cấp năng lượng ở
dạng có thể sử dụng cho người tiêu dùng. Pin nhiên liệu hydro cũng có thể được vận chuyển (như điện) đến
các địa điểm cần thiết. Các nguồn năng lượng tái tạo, như mặt trời và gió, khơng thể tạo ra năng lượng mọi lúc
nhưng có thể sản xuất điện năng và sử dụng pin nhiên liệu hydro để dự trữ cho đến khi cần.
Pin nhiên liệu hydro có thể dự trữ năng lượng và được sử dụng khi không sử dụng được nguồn năng lượng
mặt trời (những ngày trời không đủ ánh sáng hoặc vào ban đêm) hoặc trong các thiết bị di động chạy bằng
điện như ô tô điện. Việc sử dụng pin nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho các trạm cố định và di động có thể
mang lại những lợi thế đáng kể cho việc chuyển đổi năng lượng bền vững. Lợi ích của việc sử dụng pin nhiên
liệu là hiệu suất cao, kinh tế, có khả năng phát triển trong tương lai. Bằng cách tích hợp sử dụng pin nhiên
liệu, kết hợp với các phương pháp sản xuất và dự trữ năng lượng tái tạo, các yêu cầu năng lượng bền vững có
thể được thực hiện. Pin nhiên liệu không chứa các bộ phận chuyển động và chỉ có bốn yếu tố hoạt động: cực

âm, cực dương, chất
điện phân và kết nối; nó là một hệ thống đơn giản và mạnh mẽ. Pin nhiên liệu có một số lợi thế so với sản xuất
điện thơng thường:
- Khơng ơ nhiễm khơng khí nếu khơng sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch.
- Giảm trọng lượng, đặc biệt là trong các thiết bị, phương tiện di động
- Hiệu suất lý thuyết 100%, hiệu suất 80% trong các hệ thống hybrid tuabin nhiệt độ
cao, có thể sử dụng nhiệt tạo ra, hiệu suất cao trong hệ thống năng lượng thấp
- Hiệu suất không đổi khi tải thấp
- Đầu ra linh hoạt với điều chỉnh nhanh
- Chi phí bảo trì thấp và rất ít bộ phận chuyển động (hoặc khơng có)
- Khơng gây tiếng ồn
Nói riêng về lĩnh vực công nghệ pin nhiên liệu tại Việt Nam, hiện nay Việt Nam chưa có cơ chế hỗ trợ phát
triển lĩnh vực công nghệ pin nhiên liệu một cách tổng thể. Gần đây, để khuyến khích sản xuất, lắp ráp các loại
xe thân thiện môi trường, gồm: xe ô tô chạy điện, xe ô tô sử dụng pin nhiên liệu, xe ô tô hybrid..., Chính phủ
đã bổ sung các loại xe trên vào đối tượng áp dụng chương trình ưu đãi thuế theo nghị định số 57/2020/NĐCP2 .
Nói riêng về lĩnh vực công nghệ pin nhiên liệu tại Việt Nam, hiện nay Việt Nam chưa có cơ chế hỗ trợ phát
triển lĩnh vực công nghệ pin nhiên liệu một cách tổng thể. Gần đây, để khuyến khích sản xuất, lắp ráp các loại
-


xe thân thiện môi trường, gồm: xe ô tô chạy điện, xe ô tô sử dụng pin nhiên liệu, xe ô tô hybrid..., Chính phủ
đã bổ sung các loại xe trên vào đối tượng áp dụng chương trình ưu đãi thuế theo nghị định số 57/2020/NĐCP2 .
Công nghệ pin nhiên liệu ở Việt Nam hiện mới dừng lại ở các đề tài nghiên cứu của các viện nghiên cứu,
trường đại học. Một số đề tài có thể kể đến như: đề tài nghiên cứu phát triển pin nhiên liệu màng trao đổi
proton (PEMFC) sử dụng nhiên liệu hyđrô – Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam3 ; cơng trình của
nhóm nghiên cứu của PGS.TS Hồ Thị Thanh Vân cùng nhóm sinh viên Trường Đại học Bách khoa (Đại học
Quốc gia TP.HCM) góp phần giảm lượng kim loại quý dùng trong pin nhiên liệu
Bên cạnh đó pin nhiên liệu cũng chưa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam vì giá thành khá cao và chưa phù
hợp trong điều kiện thiếu cơ sở hạ tầng để hỗ trợ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn nhận định đây là nguồn
năng lượng vơ tận, có thể tái sinh được và là nguồn năng lượng giữ vai trò chủ đạo thay thế nhiên liệu hóa

thạch, khơng gây ơ nhiễm mơi trường và là nguồn năng lượng của tương lai.
2. Theo em nghĩ thì Hydro là nguồn năng lượng mới có thể sẽ được sử dụng phổ biến trong tương lai để thay
thế xăng và dầu. Vì hydro có những ưu điểm sau:
- Năng lượng H2 được coi là một dạng năng lượng hóa học có nhiều ưu điểm vì sản phẩm của quá trình này
chỉ là nước tinh khiết và năng lượng mà khơng có chất thải nào gây hại đến mơi trường, khơng phát thải khí
CO¬2 gây biến đổi khí hậu tồn cầu, là nguồn năng lượng gần như vơ tận hay có thể tái sinh được.
- Năng lượng H2 góp phần đảm bảo vấn đề về an ninh năng lượng, có thể được sản xuất từ nhiều nguồn sẵn có
khác nhau, đặc biệt là từ các nguồn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời mà khơng phụ thuộc vào các nguồn
nhập khẩu từ nước ngoài. Với vai trị “tích trữ” năng lượng, H 2 giúp cho việc phân phối, sử dụng năng lượng
được thuận tiện và có thể lưu trữ được lâu dài, đặc biệt H 2 được sản xuất từ năng lượng tái tạo được coi là vật
liệu vận chuyển năng lượng tái tạo đến các khu vực khơng có lợi thế hoặc lưu trữ sử dụng trong những khoảng
thời gian ban đêm, khơng có gió...
- Năng lượng H2 có thể giải quyết được nhiều vấn đề khác nhau như không phát thải các-bon trong một số
ngành khó giảm như giao thơng, hóa chất, luyện kim, giúp cải thiện chất lượng mơi trường khơng khí và sức
khỏe cộng đồng.
- Năng lượng H2 có thể được sản xuất, lưu trữ, vận chuyển trong hạ tầng vận chuyển khí thiên nhiên (LNG)
hiện nay, có thể được sử dụng dưới dạng chuyển đổi thành điện năng hoặc khí đốt như CH 4 cho các nhu cầu
như sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi hay làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thơng.
- Về vấn đề an tồn, với tỉ trọng thấp và khả năng khuếch tán nhanh cho phép H 2 thốt nhanh vào khí quyển
nếu như có sự rị rỉ xảy ra. Đặc biệt với tính chất khơng độc và khơng ăn mịn, nếu H 2 bị thốt ra, chúng sẽ bay
hơi gần như hồn tồn và khơng để lại nguy hại nào.
- Thiết bị sử dụng nhiên liệu H2 là Pin nhiên liệu có đặc điểm chạy êm, không gây ra tiếng động, chấn động
như động cơ đốt trong. Pin nhiên liệu có hiệu suất sử dụng cao hơn nhiều so với động cơ đốt trong và tiết kiệm
năng lượng hơn. Theo đánh giá, pin nhiên liệu sẽ là nguồn năng lượng đầy triển vọng, giữ vai trò chủ đạo của
nền kinh tế hydrogen trong tương lai.
Với các ưu điểm và tiềm năng phát triển của năng lượng H2 đang thu hút được sự quan tâm mạnh mẽ của
các Chính phủ và doanh nghiệp như một năng lượng thế hệ mới. Hội nghị Bộ trưởng Năng lượng Hydrogen
lần thứ 2 tại Tokyo ngày tháng 9/2019 vừa qua đã cho thấy sự tiến bộ của các công nghệ liên quan đến
hydrogen tại nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là các nước phát triển. Việc Hội nghị thu hút lãnh đạo cấp cao
và chuyên gia hàng đầu về năng lượng từ trên 30 quốc gia cho thấy mối quan tâm tồn cầu trong chia sẻ thơng

tin về các chính sách nhằm tăng cường sử dụng Hydrogen trên tồn cầu. Sự quan tâm đến nguồn năng lượng
này không chỉ nhằm vào các mục tiêu về an ninh năng lượng, mà còn là sự quan tâm của các nước, các doanh
nghiệp đến các mục tiêu về giảm phát thải khí nhà kính, chuyển đổi năng lượng bền vững.
Theo Cơ quan năng lượng quốc tế (IEA) đánh giá, để phát triển năng lượng H2 cần thực hiện đồng thời 4 giải
pháp trước mắt gồm: 1) Khuyến khích, khởi tạo các ngành công nghiệp, khu công nghiệp đi tiên phong trong
việc chuyển đổi sử dụng năng lượng H2; 2) Chuyển đổi, xây dựng cơ sở hạ tầng cho việc lưu trữ, vận chuyển,
phân phối nhiên liệu H2 cạnh tranh hơn; 3) Triển khai các dự án cung cấp, vận chuyển, thương mại quốc tế về
H2; và 4) Tăng cường hợp tác quốc tế, chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, thực tiễn tốt nhất để phổ biến, tiêu
chuẩn hóa và thúc đẩy thương mại hóa.


Trong tầm nhìn dài hạn, IEA cũng đưa ra 6 khuyến cáo gồm: 1) Xác định mục tiêu dài hạn đối với năng lượng
H2 trong chiến lược phát triển năng lượng quốc gia, bao gồm cả mục tiêu về sản xuất và mục tiêu về sử dụng
trong các lĩnh vực, ngành sử dụng năng lượng; 2) Khuyến khích nghiên cứu, phát triển, sản xuất và thương
mại hóa nhiên liệu H2 có nguồn gốc từ năng lượng tái tạo, sạch và các-bon thấp; 3) Có chính sách, cơ chế chia
sẻ, giảm thiểu rủi ro cho các dự án đầu tư, sản xuất, phát triển liên quan đến năng lượng H2 cho các nhà đầu
tư; 4) Hỗ trợ nghiên cứu và phát triển (R&D) nhằm giảm chi phí năng lượng H2 từ công nghệ sản xuất, lưu
trữ, vận chuyển, phân phối và các thiết bị, sản phẩm ứng dụng; 5) Tạo hành lang pháp lý đủ mạnh để quản lý,
cơ chế hỗ trợ và thúc đẩy đủ hấp dẫn để thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư; 6) Hợp tác quốc tế, tăng
cường trao đổi thông tin về kỹ thuật, công nghệ, tiêu chuẩn nhằm kết nối và tăng cường hỗ các nhà đầu tư phát
triển thị trường liên kết.
Câu 5: CNG là gì, tính chất của CNG có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. CNG có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm
CNG đã được cơng bố.
CNG là khí khơng màu, khơng mùi, có nhiệt độ ngọn lửa khoảng 1950ºC và nhẹ hơn khơng khí. Là khí
thiên nhiên được nén ở áp suất cao, các áp suất thường sử dụng là 2400 psi (165.5 bar), 3000 psi (206.9 bar),
3600 psi (248.2 bar).
Tính chất của CNG:
- Thành phần hóa học:

Khí nén CNG là khí thiên nhiên được nén dưới áp suất nhất định. Khí thiên nhiên là hỗn hợp khí cháy được
bao gồm phần lớn là các hydrocacbon. Cùng với than đá và dầu mỏ, khí thiên nhiên là nhiên liệu hóa thạch.
Khí thiên nhiên có thể chứa đến 95%, etan chiếm 5% đến 10% cùng một lượng nhỏ propan, butan và các khí
khác.
Khí thiên nhiên chứa lượng nhỏ các tạp chất bao gồm dioxitcacbon (CO 2), hydro sulfit (HS) và nito (N 2). Do
các tạp chất này có thể làm giảm nhiệt trị và đặc tính của khí thiên nhiên, chúng thường được tách khỏi khí
thiên nhiên trong quá trình tinh lọc khí và được sử dụng làm sản phẩm phụ
- Khả năng ứng dụng khí CNG cho động cơ:
Năng lượng hỗn hợp của CNG cao hơn so với xăng, trong động cơ chun dụng, cơng suất, tính gia tốc và
tốc độ tiết kiệm của ô tô CNG tốt hơn ơ tơ dùng động cơ xăng. Do q trình cháy của CNG có đặc điểm sạch
hơn, nên ơ tơ sử dụng động cơ CNG hoạt động hiệu quả hơn so với ô tô xăng, làm tăng tuổi thọ cho ô tô. Ở
những ô tô làm việc nặng thì động cơ sử dụng CNG sẽ ít ồn hơn so với động cơ diesel
Mặc dù CNG là khí đốt, nhưng phạm vi cháy hẹp, làm cho nó là nhiên liệu an tồn. Mức độ an tồn của ơ tơ
CNG ngang hàng với ơ tơ xăng. Khi bị tràn ra ngồi do tai nạn thì CNG khơng gây hại cho đất và nước, nó
khơng độc. Khả năng phân tán của CNG nhanh, giảm tối thiểu sự nguy hiểm cháy nổ liên quan tới xăng
- Sự ô nhiễm môi trường của động cơ CNG:
Cũng như những loại nhiên liệu khác, đặc điểm phát sinh ô nhiễm của động cơ dùng CNG liên quan đến
thành phần hydrocacbure nào có hơn 4 nguyên tử C, đặc biệt hơn nữa là khơng có sự hiện diện của thành phần
hydrocacbure thơm. Liên quan đến vấn đề tạo ô zon ở hạ tầng khí quyển, khí thải động cơ CNG có hoạt tính
thấp hơn động cơ xăng đến 2 lần. Tính chất này chủ yếu do nhiên liệu CNG chứa phần lớn metan, thành phần
các chất hoạt tính (butenes, buta-1, 3-diene, xylenes) rất thấp hoặc có thể bỏ qua.
Mặt khác nhiên liệu CNG không bao giờ gây trở ngại đối với bộ xúc tác ba chức năng do thành phần lưu
huỳnh như trong trường hợp lỏng. Tuy nhiên sự ơ xy hóa metan cịn lại trong khí xả rất khó khăn. Muốn loại
trừ chất này cần sử dụng bộ xúc tác đặc biệt.
Những phiền phức đặc biệt của động cơ diesel (ồn, hơi, khói đen,...) sẽ được giảm đi rất nhiều đối với động cơ
CNG. Mức độ ồn giảm được khoảng 3 db khi động cơ hoạt động không tải. Về mùi hôi, chất phụ gia chứa lưu
huỳnh để phát hiện sự rò rỉ được thêm vào nhiên liệu với thành phần rất thấp (20 – 25 mg/m 3) nên bị đốt cháy
hồn tồn. Vì vậy nên khí xả động cơ CNG rất ít hơi so với động cơ diesel
Về sự ảnh hưởng của khí thải động cơ CNG đến hiệu ứng nhà kính, metan cũng như CO 2 và N2O là khí gây
HƯNK một các trực tiếp. Trong thực tế, CNG phát sinh ít CO 2 so với động cơ nhiên liệu lỏng, vì vậy lượng

chất khí gây HƯNK trong khí xả động cơ thấp hơn khoảng 25% so với động cơ xăng và 5% so với động cơ


diesel. Do đó việc sử dụng CNG sẽ làm giảm đi đáng kể lượng khí gây hiệu ứng nhà kính trên phạm vi tồn
cầu
CNG có thể sử dụng trên động cơ đốt trong thay cho nhiên liệu xăng và diesel. CNG là nhiên liệu sạch, thân
thiện với mơi trường vì khi sử dụng làm nhiên liệu giúp làm giảm đến 20% lượng CO 2, 30% lượng Nox, 70%
SOx so với các nhiên liệu từ dầu. Khi sử dụng trong động cơ, CNG cũng làm giảm đến 50% lượng
hydrocacbon thải ra so với động cơ xăng. Do quá trình cháy xảy ra hồn tồn, khơng gây đóng cặn trong thiết
bị đốt và bộ chế hịa khí của các phương tiện nên CNG giúp nâng cao hiệu suất, kéo dài được chu kì bảo
dưỡng và tuổi thọ máy móc thiết bị. Giá thành CNG rẻ hơn xăng khoảng 10% đến 30% và có tính ổn định
trong thời gian dài so với giá các sản phẩm dầu mỏ. Do vậy, ngày nay CNG được sử dụng rộng rãi trên thế
giới làm nhiên liệu động cơ thay thế xăng dầu
Một nghiên cứu thử nghiệm CNG đã được công bố: Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng khí thiên nhiên nén
(CNG) trên động cơ diesel hiện hành của nhóm tác giả: Hồng Đình Long, Nguyễn Viết Thanh, Nguyễn Duy
Tiến, Phạm Minh Tuấn thuộc Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Họ đã nghiên cứu
thực nghiệm sử dụng khí CNG trên động cơ diesel 1 xy lanh Kubota SKD80 theo nguyên lý cung cấp lưỡng
nhiên liệu CND-diesel cho động cơ. Động cơ được trang bị thêm hệ thống phun CNG vào đường nạp điều
khiển bằng điện tử kết hợp điều khiển cả góc xoay pít tơng bơm nhiên liệu diesel cao áp cho phép lập trình
điều chỉnh đồng thời cả lượng phun CNG và diesel. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ CNG thay thế lớn nhất
ở chế độ toàn tải đảm bảo khơng xảy ra kích nổ có thể đạt tới 55%-60%. Công suất động cơ vẫn được đảm bảo
so với động cơ nguyên thủy trong khi suất tiêu thụ nhiên liệu giảm trên 4%, hệ số dư lượng không khí lamda ở
tồn tải giảm xuống nhỏ nhất là 1,17 so với 1,22 ở động cơ nguyên thủy. Phát thải NOx giảm trên 50%, độ
khói giảm hơn 10 lần, CO2 giảm trên 10% trong khi hàm lượng phát thải CO và HC tăng nhưng mức phát thải
vẫn thấp hơn nhiều so với động cơ xăng. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định việc sử dụng lưỡng nhiên liệu
CNG-diesel trên động cơ diesel là giải pháp hữu hiệu để tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải NOx và khói
bụi.
Câu 6: LPG là gì, tính chất của LPG có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. LPG có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm LPG đã được cơng bố.

LPG có nguồn gốc từ dầu mỏ, là hỗn hợp khí chủ yếu gồm Propane (C 3H8) và butan (C4H10) đã được hóa
lỏng với tỷ lệ là 50/50. LPG là khí khơng màu, khơng mùi, khơng độc hại nhưng được pha thêm chất
Etylmecaptan có mùi thối đặc trưng để dễ phát hiện khi bị rị rỉ. LPG có nhiệt độ ngọn lửa từ 1890ºC đến
1935ºC, nhẹ hơn nước nhưng nặng hơn khơng khí. LPG thường thuộc nhóm Hydrocacbon có ba hay bốn
nguyên tử C, là sản phẩm trung gian giữa khí thiên nhiên và dầu thơ
Tính chất của LPG:
LPG là khí chiết xuất của dầu mỏ nên nó là hỗn hợp hydrocarbon với thành phần chính là Butan, Propan(các
chất dễ cháy) chiếm đến 99% và một lượng nhỏ propylen, butylen và các khí khác, nhẹ hơn nước và nặng hơn
khơng khí dễ hịa trộn trong khơng khí.
- Trạng thái tồn tại
Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường LPG tồn tại ở trạng thái hơi. Do LPG có tỷ số dãn nở lớn như: 1 đơn
vị thể tích gas lỏng dãn nở thành 250 đơn vị thể tích gas hơi. Vì vậy, để tiện lợi trong quá trình tồn chứa và vận
chuyển, LPG được hóa lỏng bằng cách nén vào các bình chứa chịu áp lực ở nhiệt độ bình thường hoặc được làm
lạnh hóa lỏng để tồn chứa ở điều kiện áp suất thấp. Đặc trưng lớn nhất của LPG là được tồn chứa ở trạng thái
bão hòa, tức là tồn tại ở cả dạng lỏng và dạng hơi nên với thành phần khơng đổi (Ví dụ: 70% Butane và 30%
propane) áp suất bão hịa trong bình chứa khơng phụ thuộc vào lượng LPG có trong bình, mà hồn tồn phụ
thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Khi chuyển từ pha lỏng sang pha hơi, LPG thu nhiệt. Năng lượng cần thiết này lấy
từ bản thân LPG và môi trường xung quanh làm nhiệt độ của LPG và bình chứa giảm. Đặc biệt, khi rị rỉ, LPG
hóa hơi dữ dội do giảm áp đột ngột xuống áp suất khí quyển, LPG sẽ làm lạnh khơng khí, bình chứa, gây nên
hiện tượng tạo tuyết hoặc sương mù do ngưng hơi ẩm khơng khí. Điều này giúp phát hiện chổ rò rỉ gas lỏng và
để đo mức bồn (Chú ý: tránh bỏng lạnh).
- Nhiệt độ sơi: ở áp suất khí quyển, Butane sơi ở –0,5oC và Propane sơi ở –42oC. Chính vì vậy, ở nhiệt độ và
áp suất bình thường LPG bay hơi dữ dội.
- Tỷ trọng:


+ Tỷ trọng thể lỏng: ở điều kiện 15oC, tỷ trọng của Butane lỏng bằng 0,575 và tỷ trọng của Propane lỏng bằng
0,510. Như vậy, tỷ trọng của LPG ở thể lỏng xấp xỉ bằng một nửa tỷ trọng của nước.
+ Tỷ trọng thể hơi: ở điều kiện 15oC, 760 mmHg, tỷ trọng của Butane hơi bằng 2,01 và Propane hơi bằng 1,52.
Như vậy, ở thể hơi tỷ trọng của LPG gần gấp 2 lần tỷ trọng của khơng khí.

Vì vậy, nếu thốt ra ngồi, hơi gas sẽ lan truyền dưới mặt đất ở nơi trũng như: rãnh nước, hố gas…tuy nhiên hơi
gas cũng phân tán ngay khi có gió.
- Áp suất hơi bão hòa
Mối tương quan giữa nhiệt độ và áp suất hơi bão hòa của sản phẩm Propane, Butane thương mại và một số
sản phẩm khác. Áp suất hơi bão hòa của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài của thiết bị và tỷ lệ thành phần
Butane/Propane. Ở cùng điều kiện nhiệt độ, khi thay đổi thành phần hỗn hợp áp suất hơi bão hòa cũng thay đổi.
- Tính dãn nở
Sự dãn nở nhiệt của LPG lỏng khi nhiệt độ tăng gấp 15 – 20 lần so với nước và lớn hơn rất nhiều so với các
sản phẩm dầu mỏ khác. Do đó, các bồn, bình chứa LPG chỉ được chứa đến 80% – 85% dung tích tồn phần để
có khơng gian cho LPG lỏng dãn nở do nhiệt. Khi chuyển sang pha hơi, một đơn vị thể tích LPG lỏng tạo ra 250
lần đơn vị thể tích hơi gas. Điều này mang một ý nghĩa kinh tế rất lớn so với các loại khí nén khác vì chỉ cần rất
ít khơng gian, nghĩa là thiết bị công nghệ nhỏ cho tồn chứa, vận chuyển.
- Giới hạn cháy nổ
Giới hạn cháy nổ hơi gas trong hỗn hợp gas/khơng khí là phần trăm về thể tích để hỗ hợp có khả năng cháy và
nổ. Giới hạn cháy nổ của hơi gas trong khơng khí hẹp, từ 1,8% (LEL) đến 10% (UEL). Chính vì vậy, an tồn
cháy nổ của LPG cao hơn rất nhiều so với nhiên liệu khác. Do giới hạn cháy của parafin và olefin như nhau,
những giá trị được đề cập đến chỉ dùng cho sản phẩm thương mại đặc trưng. Giá trị giới hạn cháy của một số
loại nhiên liệu khác cũng được giới thiệu để so sánh.
- Nhiệt độ tự bắt cháy
Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà ở đó phản ứng cháy tự xảy ra đối với hỗn hợp khơng khí – nhiên liệu (hoặc
oxygen – nhiên liệu). Nhiệt độ bắt cháy tối thiểu phụ thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ khơng khí/nhiên liệu, áp suất hỗn
hợp.
- Nhiệt độ ngọn lửa
Nhiệt độ ngọn lửa của nhiên liệu cháy trong không khí hoặc ơxy được xác định bằng phương pháp đo hoặc
tính tốn. Nhiệt độ của LPG rất cao từ 1900 – 1950 độ C, có khả năng đốt cháy và nung nóng chảy hầu hết các
chất
- Vận tốc ngọn lửa
Vận tốc ngọn lửa (hoặc tốc độ bắt cháy) phụ thuộc vào phương pháp đo và các điều kiện thử. Vận tốc bay hơi
của LPG rất nhanh, dễ dàng khuếch tán, hịa trộn với khơng khí thành hỗn hợp cháy nổ.
LPG có thể sử dụng trên ĐCĐT thay cho nhiên liệu xăng và diesel. Các thành phần hóa học của LPG tương

đối ít, do đó dễ dàng thực hiện việc điều chỉnh đúng tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí để q trình chảy
xảy ra hồn tồn. Ưu điểm này đem lại đặc tính cháy sạch cho LPG. Cả hai propane và butan được hóa lỏng
một cách dễ dàng và đựng trong các bình chứa áp suất, đặc tính này làm cho nhiên liệu có tính cơ động cao, do
đó có thể vận chuyển dễ dàng trong các bình hoặc các thùng chứa đến người sử dụng. LPG là chất thay thế tốt
cho xăng trong động cơ xăng. Đặc tính cháy sạch của LPG trong một động cơ thích hợp đã làm giảm bớt
lượng khí thải, kéo dài tuổi thọ của dầu bôi trơn và bugi đánh lửa. Các đặc tính cháy sạch và dễ vận chuyển
của LPG cung cấp một chất thay thế cho các nhiên liệu bản xứ chẳng hạn như gỗ, than đá và các chất hữu cơ
khác, đây là giải pháp tốt để hạn chế nạn phá rừng và làm giảm các chất thải rắn nguy hiểm vào bầu khí quyển
được gây ra bởi việc đốt cháy các nhiên liệu bản xứ. Thay thế cho chất nổ và chất làm lạnh flourocarbons giúp
hạn chế nguyên nhân gây phá hủy tầng ozon của trái đất.
Một nghiên cứu thử nghiệm LPG đã được công bố:
Ở VN: Lê Anh Tuấn và Phạm Minh Tuấn cùng các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng nhiên liệu khí hóa lỏng
LPG trên động cơ diesel truyền thống Mazda WL. Các kết quả nghiên cứu bước đầu đã chỉ ra rằng thành phần
PM có trong khí thải đã giảm rõ rệt khi sử dụng động cơ lưỡng nhiên liệu. Tỷ lệ thành phần nhiên liệu trong
hỗn hợp và tốc độ của động cơ có ảnh hưởng đến hiện tượng kích nổ, để tăng khả năng sử dụng LPG mà
không sảy ra hiện tượng kích nổ có thể sử dụng một trong số các giải pháp kỹ thuật sau: giảm tỉ số nén của
động cơ và giảm góc phun sớm diesel hoặc cải tạo hệ thống cấp nhiện liệu phù hợp với qui luật cung cấp


diesel mồi, để đơn giản hơn có thể thực hiện phương án ln hồi khí thải EGR. Khi giảm góc phun sớm có thể
tăng tỉ lệ LPG lên mà khơng xảy ra hiện tượng kích nổ. Phạm Hữu Tuyến và các cộng sự đã thực hiện nghiên
cứu trên động cơ diesel D1146TI với LPG được cấp trên đường ống nạp, nhiên liệu diesel vẫn được phun vào
xy lanh ở cuối kỳ nén. Kết quả cho thấy, LPG thay thế được một phần nhiên liệu diesel trong khi động cơ vẫn
đạt được mô men và công suất cực đại. Động cơ hoạt động với LPG/diesel có hàm lượng phát thải CO, HC và
PM cao hơn nhưng hàm lượng NOx và muội ít hơn . Cũng với lưỡng nhiên liệu LPG/Diesel, Trần Thanh Hải
Tùng cùng các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu trên đối tượng khác là động cơ diesel Toyota 3C-TE. Kết quả
thực nghiệm cho thấy mức LPG thay thế có thể đạt tới 40%, độ khói giảm ở tất cả các chế độ, trong khi đó CO
và HC tăng nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn EURO II, lượng giảm NOx là 6,7%.
Ở TG: Baris Erkus, Ali Surmen và M.Ihsari Karmangil đã nghiên cứu về ảnh hưởng của hệ thống phun điện
tử hỗn hợp LPG với đặc tính động cơ cháy cưỡng bức. Thực nghiệm được thực hiện ở 2000 - 4000 vòng/phút

và điều chỉnh bướm ga mở 25% và 45%. Thí nghiệm được thực hiện trong phịng thử với hệ số dư lượng
khơng khí được duy trì ở 0,95 - 1,05. Kết quả thu được từ phun LPG được so sánh với kết quả từ xăng và LPG
chế hịa khí. Kết quả cuối cùng chỉ ra rằng ở vị trí bướm ga mở 25% với phun LPG, sự cải tiến lớn nhất ở cơng
suất có ích thu được là 99,52% và 84,84% so với xăng và LPG chế hịa khí ở 3500 vịng/phút. Khi bướm ga
mở 50% cơng suất động cơ phun LPG luôn cao hơn khi so với LPG chế hóa khí ở 3000 vịng/phút và lớn hơn.
Hệ số nạp cũng chỉ sự cải tiến của phun LPG khi so với LPG chế hịa khí khi mở 25% và 50% bướm ga. Suất
tiêu hao nhiên liệu tìm ra của phun LPG thấp hơn ở cả hai vị trí bướm ga trừ 2500 vòng/phút, mở 25% bướm
ga
Câu 7: Ethanol là gì, tính chất của Ethanol có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. Ethanol có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm ethanol đã được công bố.
Ethanol là cồn etylic, cùng loại rượu được tìm thấy trong thức uống có cồn, được sử dụng làm nhiên liệu.
Etanol là một ancol mạch hở, cơng thức hóa học của nó là C 2H6O hay C2H5OH. Có tỷ trọng 0,794, nhiệt trị là
19,6 MJ/L, áp suất hơi bão hòa ở 100°F là 2 psi, chỉ số octan RON 107, khối lượng ô xy 34,7%, nhiệt ẩn hóa
hơi 2378 Btu/gal
Tính chất: giống như xăng, Ethanol chứa Hydro và Oxy trong cấu trúc hóa học của nó. Thành phần Oxy làm
cho ethanol cháy “sạch” hơn xăng. Ethanol có nhiệt trị thấp hơn xăng và do vậy nhiệt trị của hỗn hợp xăngethanol có nhiệt trị thấp hơn xăng nguyên chất. Ethanol có nhiệt trị khoảng 76000 BTU trên một gallon mà
nhỏ hơn nhiêt trị của xăng (khoảng 109000 đến 119000 BTU/gal) xấp xỉ 30%.
Ethanol có thể sử dụng cho động cơ xăng vì Ethanol có trị số Octan tương đối cao (109) so với xăng (xăng
thông thường chưa trộn phụ gia có chỉ số octane khoảng 70, xăng A92 có RON là 92) kết quả là nó có thể
hoạt động ở tỷ số nén cao hơn rất nhiều nên chỉ có thể kích cháy khơng thể tự nén để cháy như diesel (chỉ số
octan của diesel nhỏ và nhỏ hơn xăng). Do ethanol có trị số octan cao nên khi pha vào xăng sẽ làm tăng trị số
octan giusptawng khả năng chống kích nổ của nhiên liệu, thêm vào đó với hàm lượng oxy cao hơn xăng nên
quá trình cháy trong động cơ diễn ra triệt để hơn, tăng công suất, giảm tiêu hao nhiên liệu, đồng thời giảm
thiểu phát thải các chất độc hại trong khí thải động cơ (CO và HC) và khả năng tăng tốc của xe tốt hơn
Một nghiên cứu thử nghiệm ethanol đã được công bố:
Một nghiên cứu của cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA- the Environmental Protection Agency) chỉ ra
rằng tiêu thụ nhiên liệu tăng lên cùng với việc tăng nồng độ ethanol. Ở hỗn hợp nhiên liệu 10% ethanol, tiêu
thụ nhiên liệu tăng lên kho ảng 5%. Nồng độ ethanol 25% thì mức tiêu thụ nhiên liệu tăng lên 8%. Nồng độ
40% thì tiêu thụ nhiên liệu tăng 13%. Bảng dưới đây chỉ sự thay đổi về tính kinh tế khi nồng độ ethanol tăng

lên. Nhiệt trị và tính kinh tế của nhiên liệu đối với hỗn hợp Ethanol khác nhau.
Tỷ lệ Ethanol
Nhiệt trị của hỗn
Thay đổ nhiệt
Giá thành
Tính kinh tế
hợp nhiên liệu
lượng
(mpg)
(%)
(BTU/gallon)
(%)
0
115,650
0
22,00
0
10
112,080
-3,1
21,25
-3,41
12
111,130
-3,91
20,92
-4,90
14
110,500
-4,45

20,90
-5,00


17
109,600
-5,18
20,63
-6,23
20
108,550
-6,14
20,48
-6,91
25
106,510
-7,9
20,13
-8,50
30
104,860
-9,33
20,00
-9,09
35
102,750
-11.15
19.57
-11.05
Nghiên cứu của hãng xe:

Hãng Volkswagen thử nghiệm trên động cơ sử dụng nhiên liệu pha trộn 22% ethanol cho kết quả là công
suất tăng 3.3%, mô men tăng 2.1% và tốc độ lớn nhất tăng 3.2%; tiêu thụ nhiên liệu lít/100km giảm 2-4% so
với xăng khơng pha. Khi nhiên liệu E85 (Nhiên liệu pha 85% Ethanol) được sử dụng thay cho xăng thì cơng
suất của động cơ tăng từ 150 mã lực lên 180 mã lực.
Động cơ 4 kỳ, 4 xy lanh TOYOTA, Tercel được M.Al-Hasan sử dụng để thí nghiệm và kết quả là cơng su ất
tăng 8.3%, hiệu suất nhiệt tăng 9% và tiêu thụ nhiên liệu tăng 7%, thêm vào đó suất tiêu hao nhiên liệu giảm
2.4%.
Câu 8: Biogas là gì, tính chất của Biogas có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. Biogas có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm Biogas đã được công bố.
Biogas là khí sinh học (thành phần gồm: 60% CH 4, gần 40% CO2 và dưới 1% H2S, N, NO, CO…) thu được
từ sự phân hủy các chất hữu cơ trong môi trường thiếu khơng khí.
Tính chất của biogas:
- Nhiệt trị và khối lượng riêng: Thơng thường biogas có nhiệt trị khoảng 37-50 MJ/kg. Nhiệt trị phụ thuộc
vào lượng khí mêtan có trong thành phần của khí biogas. Lượng khí CHchiếm thể tích càng lớn thì nhiệt trị
càng cao. Khối lượng riêng của CH4 : 0,66 kg/m3
- Giới hạn cháy: giới hạn cháy của biogas là giới hạn dưới và giới hạn trên hàm lượng biogas (% thể tích
biogas) trong hỗn hợp biogas/khơng khí mà hỗn hợp có thể cháy. Giới hạn cháy của biogas phụ thuộc chủ yếu
vào hàm lượng CH trong khí biogas. Hàm lương khí mêtan trong khí biogas tăng thì giới hạn cháy giảm
- Nhiệt độ cháy cao nhất: nhiệt độ cháy cao nhất của hỗn hợp biogas/không khí là một thơng số quan trọng
ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất nhiệt, nhiệt độ của thiết bị - động cơ nhiệt và hàm lượng NO trong khí thải
của các thiết bị động cơ nhiệt. % CH trong biogas càng lớn thì nhiệt độ cháy càng cao
- Nhiệt độ tự cháy và chỉ số octane: CHlà nhiên liệu khí có nhiệt độ tự cháy rất cao, nên biogas có nhiệt độ
tự cháy cao khoảng 482-632 °C. Với nhiệt độ tự cháy cao như vậy CH4 được đánh giá là nhiên liệu có khả
năng cháy chống kích nổ cao với chỉ số octane 120.
- Vận tốc cháy: Vận tốc cháy của hỗn hợp biogas/khơng khí là vận tốc lan truyền màng lửa trong hỗn hợp
biogas/khơng khí. Vận tốc ngọn lửa phụ thuộc vào % thể tích CHtrong hỗn hợp biogas/ khơng khí và % thể
tích CO trong biogas. Hàm lượng CO tăng thì vận tốc lan tràn màng lửa sẽ giảm. Tuy nhiên, vận tốc lan
truyền màng lửa của hỗn hợp biogas/khơng khí khơng biến đổi tuyến tính theo sự thay đổi hàm lượng CH
trong hỗn hợp, và vận tốc lan truyền màng lửa đạt giá trị lớn nhất khi % thể tích CH khoảng 9%-10% thể tích

hỗn hợp.
Biogas có thể sử dụng cho loại động cơ xăng. Biogas được thuỷ phân trong mơi trường yếm khí, xúc tác nhờ
nhiệt độ từ 20 - 40 oC, Khí biogas có nhiệt trị khoảng từ 18 đến 23,4 MJ/m3 tùy theo chất lượng khí, nên có
tiềm năng sử dụng trên động cơ xăng. Khí biogas với trọng lượng riêng khoảng 0,95 Kg/m3 và có thể thay đổi
do tỉ lệ khí CH4 có trong hỗn hợp. Biogas có tính dễ cháy nếu được hòa lẫn theo đúng tỷ lệ, thường là 1/9 –
1/10 so với khơng khí. Nhiên liệu biogas có thành phần chính là khí mê tan, vì vậy loại nhiên liệu này có đặc
điểm cháy gần tương tự nhiên liệu xăng, có khả năng hịa trộn tốt với khơng khí và có trị số Octane cao hơn
xăng nên rất thích lợp làm nhiên liệu cho động cơ xăng.
Một nghiên cứu thử nghiệm Biogas đã được công bố:
1. Đề tài cấp Nhà nước của GS. Bùi Văn Ga, Trường Đại học Đà Nẵng, “ Nghiên cứu công nghệ sử dụng
biogas dùng để phát điện, kéo máy công tác và vận chuyển cơ giới”, năm 2012. Nội dung chính của đề tài tập
trung vào đánh giá nghiên cứu sử dụng nhiên liệu biogas trên băng thử cố định và tại hiện trường trên băng thử
động cơ di động với ba loại động cơ: động cơ biogas đánh lửa cưỡng bức được cải tạo từ động cơ diesel, động
cơ lưỡng nhiên liệu biogas-diesel được cải tạo từ động cơ diesel, động cơ biogas tĩnh tại được cải tạo từ động


cơ xăng. Trong đó có nghiên cứu trên động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu biogas-diesel kéo máy phát
điện 5 kW, bằng phương pháp cung cấp nhiên liệu khí sử dụng bộ hịa trộn có lưu lượng thay đổi. Để điều
chỉnh lưu lượng biogas cấp vào cho động cơ (thay đổi công suất động cơ) sử dụng phương án điều chỉnh theo
chất thông qua bộ điều khiển van tiết lưu. Kết quả của động cơ dual-fuel biogas-diesel kéo máy phát điện 5kW
mỗi ngày chạy 6h thì mỗi năm tiết kiệm được 24 triệu đồng tiền nhiên liệu và hạn chế được 9.5 tấn khí CO 2
thải vào bầu khí quyển
2. Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Xuân Thạch, Trường Đại học Đà Nẵng, “Nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên
liệu và quá trình cháy của động cơ đánh lửa cưỡng bức có tỉ số cao sử dụng biogas”, năm 2013. Nội dung
chính của luận án này là nghiên cứu chuyển đổi động cơ diesel truyền thống thành động cơ biogas đánh lửa
cưỡng bức cho phép tận dụng được lợi thế của động cơ diesel. Việc cung cấp hỗn hợp biogas – khơng khí cho
động cơ được thực hiện nhờ bộ tạo hỗn hợp venturi. Kết quả của luận án cho thấy thành phần CO 2 có mặt
trong nhiên liệu biogas làm giảm tốc độ cháy của hỗn hợp nhiên liệu khơng khí nhưng làm tăng khả năng
chống kích nổ của hỗn hợp. Do đó khi tăng tốc độ động cơ hay giảm thành phần CH 4 trong biogas thì phải
tăng góc đánh lửa sớm để đảm bảo công chỉ thị tối ưu

3. Nghiên cứu của R. Chadra và cộng sự trên động cơ diesel chuyển đổi dùng CNG, biogas tinh lọc và biogas
thơ. Góc đánh lửa sớm thay đổi tương ứng là 30o , 35o, 40o trước DCT. Công suất động cơ so với khi sử dụng
diesel lần lượt giảm 31,8%, 35,6%, 46,3%. Một nghiên cứu khác do Siripornakarachai và Sucharitakul thực
hiện việc chuyển đổi động cơ diesel trên xe buýt mục đích sử dụng biogas tại trang trại. Động cơchuyển đổi là
Hino K-13CTI 13,000cc 24 van. Cơng suất ra máy phát điện là 134,2 kW, khí thải CO và NOx lần lượt là 1154
và 896ppm. Không chỉ chuyển đổi động cơ diesel cỡ lớn sang chạy biogas mà trên thế giới đã có những ứng
dụng trên phương tiện cơng cộng và các tính tốn về mặt lợi ích kinh tế cũng được phân tích.
Câu 9: Dầu thực vật là gì, tính chất của dầu thực vật có những đặc điểm như thế nào để có thể làm
nhiên liệu cho ĐCĐT. Dầu thực vật có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn
gọn một nghiên cứu thử nghiệm dầu thực vật đã được công bố.
DTV là loại dầu được chiết suất từ các hạt, các quả của cây cối. Nói chung các hạt quả của cây cối đều chứa
dầu, nhưng từ DTV chỉ dùng để chỉ dầu của những cây có dầu với chiết suất lớn.
Dầu lấy từ hạt của cây có dầu như: phộng, nành, cải dầu, nho, bơng, hướng dương,… dầu lấy từ quả cây có
dầu như dừa (chiết suất 60%), cọ (chiết suất 50%),…
Tính chất của dầu thực vật:
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đơng đặc: vì các dầu khác nhau có thành phần hố học khác nhau do vậy
với loại dầu khác nhau thì có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đơng đặc khác nhau. Các giá trị nhiệt độ này
khơng ổn định nó thường là một khoảng nào đó.
Tính tan của dầu thực vật: vì dầu khơng phân cực do vậy chúng tan rất tốt trong dung mơi khơng phân cực,
chúng tan rất ít trong rượu và chúng không tan trong nước. độ tan của dầu vào trong dung môi chúng phụ
thuộc vào nhiệt độ hồ tan.
Màu của dầu: dầu có màu gì là tuỳ theo thành phần hợp chất có trong dầu. Dầu tinh khiết khơng màu, dầu
có màu vàng là do các carotenoit và các dẫn xuất, dầu có màu vàng là của clorofin…
Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của dầu thực vật thường nhẹ hơn nước, d 20p = 0,907- 0,971, dầu mà có
thành phần có nhiều cacbon và càng no thì tỷ trọng càng cao.
Độ nhớt DTV ở nhiệt độ thường cao hơn so với diesel khoảng vài chục lần riêng đối với dầu dừa độ nhớt ở
20 độ C là 37 cSt lớn hơn dầu diesel khoảng 7 lần, nhưng đường
cong chỉ thị độ nhớt rất dốc, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của DTV
giảm nhanh. Độ nhớt của dầu ảnh hưởng lớn đến khả năng thông
qua của dầu trong bầu lọc, đến chất lượng phun nhiên liệu và hịa

trộn hỗn hợp do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế và hiệu quả
của động cơ.
Chỉ số Cetan DTV nhỏ hơn so với dầu diesel, trong số các DTV
nghiên cứu thì dầu dừa có chỉ số Cetan gần bằng dầu diesel. Muốn
tăng chỉ số Cetan cho DTV có thể dùng biện pháp thêm chất phụ
gia “ProCetane” hay chuyển chúng thành Este dầu thực vật.


Dầu thực vật có thể thay thế cho loại động cơ diesel vì chúng có những đặc điểm phù hợp với động cơ
diesel:
Loại dầu
Độ nhớt ở 20°C
Chỉ số Cêtan
Điểm chớp lửa
Nhiệt trị
(Cst)
(CN)
(°C)
((Mj/kg)/Kcal/kg)
Lạc
85
39-41
258
39,33/9410
Dừa
30-37
40-42
110
37,10/8875
Nành

58-63
36-38
330
37,30/8925
Diesel
3-6
45-50
60
43,80/10478
Các chỉ số trên đều có đặc điểm giống diesel đặc biệt là dầu dừa có chỉ số về độ nhớt, cêtan (khả năng tự
bốc cháy của nhiên liệu) và chỉ số điểm chớp lửa đều gần vói dầu diesel nhất có thể thay thế được cho diesel
chỉ là độ nhớt khá cao nên ở lúc bắt đầu khởi động gặp khó khăn nên cần sấy nóng để độ nhớt giảm và có thể
giảm trên lệch nhiệt độ giữa dầu với điểm chớp lửa tăng khả năng cháy(ở điều kiện thời tiết lạnh) là như vậy
thì dầu dừa hồn tồn có thể thay thế cho nhiên liệu diesel.
DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy chính vì điều này mà nó có thể cháy với dư lượng khơng khí bé mà
vẫn cháy hồn tồn. Đối với DTV thì khi đã bốc cháy thì tốc độ cháy nhanh hơn so với diesel, điều này làm
cho quá trình cháy kết thúc cùng một lúc như dùng diesel. Nếu tăng góc phun sớm lên vài độ thì đồ thị P – V
của chúng là như nhau.
Một nghiên cứu thử nghiệm dầu thực vật đã được công bố:
Dùng dầu thực vật thay thế cho dầu tổng hợp trong bôi trơn - làm nguội. Đây là kết quả nghiên cứu của tác
giả Lê Thái Sơn, Trường đại học sư phạm kỹ thuật Vinh về nghiên cứu sử dụng dầu lạc (dầu ăn) để bôi trơn và
làm nguội tối thiểu (MQL) thay thế cho việc dùng dầu tổng hợp, với mục đích hạn chế sử dụng dung dịch trơn
nguội trong gia công kim loại, qua đó bảo vệ mơi trường sống, hạ giá thành sản phẩm và nâng cao chất lượng
bề mặt chi tiết gia công, bảo vệ sức khỏe người lao động. Các kết quả thực nghiệm và phân tích đã khẳng định
hiệu quả bôi trơn - làm nguội bằng công nghệ MQL, cả với dung dịch dầu tổng hợp và dầu lạc. Tuy nhiên, khi
sử dụng MQL dầu lạc, lực cắt, tốc độ mòn dụng cụ là thấp nhất, tuổi bền của dụng cụ đạt được là cao nhất,
nhám bề mặt, cơ tính bề mặt chi tiết tốt hơn so với gia công khô và ngay cả với MQL dầu tổng hợp.
Câu 10: Syngas là gì, tính chất của syngas có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. Syngas có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm Syngas đã được cơng bố.

Sysgas là: cịn gọi là khí tổng hợp là một hỗn hợp khí nhiên liệu được điều chế từ việc nhiệt phân và hóa
khí các nguyên liệu gỗ, mùn cưa, rơm rạ, vỏ trấu… thành phần của nhiên liệu bao gồm CO, H 2 và CH4 , ngồi
ra cịn có CO2, hơi nước, N2 và hydro cácbon cao phân tử
Tính chất: Syngas rất dễ cháy nên được sử dụng như một loại nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu động cơ đốt
trong. Trong thành phần chính của syngas chủ yếu là H2, CO và CH4
Thơng số tính chất lý hóa của syngas:
Thơng sơ
H2
CO
CH4
Nhiệt trị (MJ/kg)
121
10,2
50,2
Tỷ lệ khơng khí-nhiên
34,4
2,46
17,2
liệu lý thuyết
Nhiệt độ cháy lớn nhất
2378
2384
2223
tại 1atm (K)
Giới hạn bốc
0,01/7,17
0,34/6,80
0.54/1/69
cháy(nhạt/đậm)
Tốc độ lan tràn màn

270
45
35
lửa(cm/giây)
Các thành phần khí này làm cải thiện q trình cháy trong ĐCĐT, dẫn đến hiệu suất nhiệt của động cơ
lưỡng nhiên liệu tăng lên khi thành phần H2 trong syngas tăng.


Syngas có thể sử dụng cho loại động cơ xăng vì đây là dạng khí nên khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu cao
và có các thơng số gần với xăng (Có tỷ trọng 0,72 - 0,775, nhiệt trị là 32 MJ/L, áp suất hơi bão hòa ở 100°F là
4,5 psi, chỉ số octan RON 90-99, khối lượng ô xy <2,7%, Nhiệt ẩn hóa hơi 900 Btu/gal) nên dùng động cơ đốt
trong dành cho xăng.
Một nghiên cứu thử nghiệm Syngas đã được cơng bố:
Nghiên cứu sử dụng khí tổng hợp từ sinh khối cho động cơ diesel phát điện cỡ nhỏ bằng phần mềm avlboost của Bùi Văn Chinh thuộc Đại học Công nghiệp Hà Nội và Nguyễn Đức Khánh, Phạm Văn Thể, Khổng
Vũ Quảng thuộc Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. nghiên cứu mô phỏng sử dụng lưỡng nhiên liệu
diesel/syngas trên động cơ diesel cỡ nhỏ dẫn động máy phát điện. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các
thành phần khí có trong syngas được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu sinh khối khác nhau đến đặc tính của
động cơ. Đối tượng nghiên cứu là động cơ diesel Mitsubishi S3L2 dẫn động máy phát điện cỡ nhỏ. Quá trình
nghiên cứu được thực hiện trên phần mềm AVLBOOST. Nhiên liệu syngas sản xuất từ các nguồn sinh khối
khác nhau như than hoa, gỗ mẩu và mùn cưa có hàm lượng sản phẩm khí khác nhau. Hàm lượng hydro trong
syngas có ảnh hưởng đáng kể tới tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải độc hại của động cơ. Nghiên cứu cho
thấy, khi tăng hàm lượng hydro trong nhiên liệu, quá trình cháy được cải thiện làm tăng công suất, giảm tiêu
hao năng lượng và cải thiện thành phần phát thải CO, soot.
Câu 11: Biodiesel là gì, tính chất của Biodiesel có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu
cho ĐCĐT. Biodiesel có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một
nghiên cứu thử nghiệm Biodiesel đã được công bố.
Biodiesel là những môn Ankyl Este, là sản phẩm của q trình este hóa của các axit hữu cơ có nhiều trong
dầu mỡ động thực vật. Biodiesel có thể thay thế diesel truyền thống sử dụng trong ĐCĐT.
Tính chất:
- Tính chất vật lý của biodiesel tương tự như diesel nhưng tốt hơn diesel về mặt chất thải . Biodiesel khắc phục

được những nhược điểm của dầu thực vật như độ nhớt quá lớn (cao gấp 6 – 14 lần diesel), chỉ số cetan thấp,…
Các loại biodiesel đều có tỷ lệ % trọng lượng Oxy khá lớn, đây là điều mà dầu diesel khơng có
- Trị số xetan: Biodiesel là các alkyl este mạch thẳng do vậy nhiên liệu này có trị số xetan cao hơn diesel
khống, trị số xetan của biodiesel thường từ 56 đến 58. Với trị số xetan như vậy biodiesel hồn tồn có thể đáp
ứng dễ dàng yêu cầu của những động cơ đòi hỏi nhiên liệu chất lượng cao với khả năng tự bắt cháy cao mà
không cần phụ gia tăng trị số xetan.
- Hàm lượng lưu huỳnh: trong biodiesel hàm lượng lưu huỳnh rất ít, khoảng 0.001%. Đặc tính này của
biodiesel rất tốt cho quá trình sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ diesel , vì nó làm giảm đáng kể khí thải SO2
gây ăn mịn thiết bị và gây ơ nhiễm mơi trường.
- Q trình cháy sạch: do trong nhiên liệu biodiesel chứa khoảng 11% oxy, nên quá trình cháy của nhiên liệu
xảy ra hồn tồn. Vì vậy với những động cơ sử dụng nhiên liệu biodiesel thì sự tạo muội, đóng cặn trong động
cơ giảm đáng kể.
- Khả năng bơi trơn giảm mài mịn: biodiesel có khả năng bơi trơn tốt hơn diesel khoáng. Diesel khoáng đã xử lý
lưu huỳnh có giá trị HFRR 500 khi khơng có phụ gia, nhưng giới hạn đặc trưng của diesel là 450. Vì vậy, diesel
khống u cầu phải có phụ gia để tăng khả năng bôi trơn. Ngược lại, giá trị HFRR của biodiesel khoảng 200. Vì
vậy, biodiesel rất phù hợp như là một phụ gia rất tốt đối với nhiên liệu diesel thơng thường. Khi thêm vào với tỷ
lệ thích hợp sự hoạt động của động cơ có thành phần biodiesel, sự mài mòn động cơ được giảm đáng kể.
- Khả năng thích hợp cho mùa đơng: Biodiesel phải được phù hợp cho tính chất sử dụng vào mùa đơng ở nhiệt
độ – 20 độ C. Sự kết tinh (tạo parafin) xảy ra trong nhiên liệu diesel gây trở ngại cho các đường ống dẫn nhiên
liệu , bơm phun. Nếu điều này xảy ra thì quá trình làm sạch là rất cần thiết. Cịn biodiesel thì chỉ bị đơng đặc lại
khi nhiệt độ tăng, và nó khơng cần thiết phải làm sạch hệ thống nhiên liệu .
Biodiesel có thể sử dụng cho loại động cơ diesel. Biodiesel chứa nhiều Oxy do đó có thể cháy với dư lượng
khơng khí nhỏ mà vẫn đảm bảo cháy hoàn toàn. Chỉ số cetan của biodiesel hơn diesel một chút, do đó thời
gian cháy trễ có lớn hơn, tốc độ cháy của biodiesel nhanh hơn diesel, do đó khi sử dụng biodiesel thì thay đổi
góc phun sớm 1 – 2 độ hoặc có thể khơng thay đổi góc phun sớm. Độ nhớt của Biodiesel gần bằng diesel. Suất
tiêu hao nhiên liệu của biodiesel lớn hơn diesel chủ yếu do nhiệt trị của biodiesel nhỏ hơn diesel
Một nghiên cứu thử nghiệm Biodiesel đã được công bố:


Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ nguyên liệu dầu vi tảo bằng quá trình hai giai đoạn sử dụng hệ thống xúc

tác axit-bazơ rắn của Nguyễn Trung Thành, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Đinh Thị Ngọ. Nghiên cứu này này đề
cập đến quy trình tổng hợp biodiesel hai giai đoạn bằng cách sử dụng chất xúc tác axit-bazơ bao gồm
SO42-/ZrO2 và Ca (NO3)2/SiO2. Dầu vi tảo được gõ Botryococcus có hàm lượng axit béo tự do (FFAs) rất cao
đã được sử dụng làm nguyên liệu. Trong giai đoạn đầu, một lượng lớn FFAs được chuyển thành metyl este của
axit béo (FAME) trên chất xúc tác axit rắn SO 42-/ZrO2. Sản phẩm của quá trình này bao gồm FAME và chất
béo trung tính trở thành nguyên liệu cho các phản ứng ở giai đoạn hai; trong đó chúng được chuyển hóa hồn
tồn thành FAME trên chất xúc tác bazơ rắn Ca(NO 3)2/SiO2. Các điều kiện cho các phản ứng đã được nghiên
cứu để đạt được các thông số tối ưu cho quá trình tổng hợp tồn bộ diesel sinh học.
Câu 12: Hydro là gì, tính chất của Hydro có những đặc điểm như thế nào để có thể làm nhiên liệu cho
ĐCĐT. Hydro có thể sử dụng cho loại động cơ nào, hãy giải thích? Trình bày ngắn gọn một nghiên cứu
thử nghiệm Hydro đã được công bố.
Hydro là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hồn các ngun tố hóa học với nguyên tử lượng bằng
1. Ở nhiệt độ thấp và áp suất tiêu chuẩn Hydro là một khí lưỡng ngun tử có cơng thức phân tử, khơng màu,
khơng mùi, khơng vị, có tỷ trọng bằng 1/14 tỷ trọng của khơng khí, dễ bắt cháy. Là ngun tố hóa học phổ
biến, chiếm 75% các chất thông thường theo khối lượng và trên 90% theo số lượng nguyên tử tồn tại chủ yếu
dưới dạng hợp chất với các nguyên tố hóa học phổ biến khác như ơxy tạo thành nước (H2O), với các-bon
thành các hợp chất hữu cơ và sự sống trên tồn trái đất.
Tính chất: Hydro cháy trong khơng khí ở nồng độ trong giới hạn 4 -75 % thể tích, nhiệt độ cháy của hydro
cao nhất đạt được 2318 độ C ở nồng độ 29% thể tích, nếu cháy trong oxy nhiệt độ có thể lên đến 3000 độ C,
cao nhất so với tất cả các loại khí khác như khí metan (CH4) chỉ đạt 2148 độ C, propan (C3H8) - 2385 độ C.
Nhiệt độ tự bốc cháy của hydro là 585 độ C còn metan là 540 độ C, propan 487 độ C. Đặc điểm quan trọng
của hyđrô là trong phân tử không chứa cacbon (C), nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H2O), không có
khí thải độc hại, khơng CO2 , CO, SOx, NOx, khơng bụi cacbon, vì vậy rất sạch, thân thiện và hịa đồng với
mơi trường
Hydro có thể sử dụng cho loại động cơ xăng vì nhờ đặc tính cháy nhanh, hydro sẽ giúp đốt cháy hỗn hợp
nhiên liệu chính tốt hơn nên giảm được thành phần độc hại khí thải, mở rộng giới hạn cháy và tăng tính chống
kích nổ cho động cơ. Hydro có nhiệt trị thấp trên một đơn vị khối lượng rất lớn (120 MJ/kg) gấp 3 lần so với
xăng. Ngoài ra tốc độ cháy của hydro rất nhanh, khoảng 3,3 m/s, cao hơn xăng khoảng 8 lần. Với tốc độ cháy
lớn, quá trình cháy diễn ra nhanh hơn, kiệt hơn, giúp cải thiện hiệu ứng cháy sát vách, giảm tổn thất nhiệt.
Hydro có trị số octan cao nên cho phép động cơ làm việc ở tỷ số nén lớn, nhờ đó mà dễ dàng tăng cơng suất

động cơ.
Một nghiên cứu thử nghiệm Hydro đã được công bố:
Đề tài “Nghiên cứu phát triển cơng nghệ tạo khí giàu hydro để bổ sung cho động cơ xăng nhằm nâng cao
hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm phát thải động cơ” do cơ quan chủ trì đề tài Trường Đại Học Bách Khoa
Hà Nội phối hợp cùng chủ nhiệm đề tài PGS.TS. Lê Anh Tuấn tập trung nghiên cứu phát triển cơng nghệ và
chế tạo hồn thiện hệ thống tạo khí giàu hydro để bổ sung cho động cơ xăng nhằm nâng cao tính kinh tế sử
dụng nhiên liệu và giảm phát thải độc hại. Trong đó, hướng tới thiết kế, chế tạo và lắp đặt thành công 4 hệ
thống thiết bị tạo hỗn hợp khí giàu hydro cho động cơ xe máy và ôtô sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu
dùng chế hịa khí và phun xăng điện tử đảm bảo vận hành an toàn, tiết kiệm trên 3% nhiên liệu tiêu thụ và
giảm các thành phần phát thải CO, HC đến 20%. Mục tiêu về cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu và các thành phần
phát thải CO và HC đều đạt được một cách vượt mức so với mục tiêu đặt ra ban đầu.
Câu 13: Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng CNG. So sánh ưu nhược điểm của từng loại.
- HTNL CNG đơn là hệ thống chỉ sử dụng duy nhất nhiên liệu CNG
+ Ưu điểm: HTNL đơn giản, việc bố trí, lắp đặt lên động cơ dễ dàng và có thể tối ưu hóa HTNL động cơ. Do
chỉ sử dụng một HTNL nên việc vận hành đơn giản, không phức tạp.
+ Nhược điểm: Mật độ năng lượng của CNG thấp nên các bình chứa CNG có khối lượng lớn và chiếm nhiều
khơng gian. Khó khăn trong việc tiếp nhiên liệu khi cơ sở hạ tầng cung cấp CNG vẫn còn rất hạn chế
- HTNL lỏng và CNG song song là HTNL sử dụng cả hai loại nhiên liệu vừa xăng vừa CNG
+ Ưu điểm: HTNL này có khả năng dự trữ năng lượng trên động cơ lớn hơn so với HTNL CNG đơn. Khắc
phục được tình trạng tiếp nhiên liệu do sự hạn chế về cơ sở hạ tầng của CNG


+ Nhược điểm: Cấu tạo động cơ trở nên phức tạp, rất khó khăn trong việc lắp đặt bố trí HTNL mới, giá thành
tăng. Phải tính tốn, thiết kế cho động cơ làm việc tương đối ổn định ở cả hai loại nhiên liệu. Khó khăn trong
việc vận chuyển, bảo trì, sửa chữa động cơ.
Câu 14: Phân loại hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng Propane (LPG). So sánh ưu nhược điểm của
từng loại.
- HTNL LPG đơn là hệ thống chỉ sử dụng duy nhất một nhiên liệu là LPG
+ Ưu điểm: HTNL đơn giản, việc bố trí, lắp đặt lên động cơ dễ dàng và có thể tối ưu hóa HTNL động cơ. Do
chỉ sử dụng một HTNL nên việc vận hành đơn giản, không phức tạp.

+ Nhược điểm: Mật độ năng lượng của LPG thấp nên các bình chứa LPG có khối lượng lớn và chiếm nhiều
khơng gian. Khó khăn trong việc tiếp nhiên liệu khi cơ sở hạ tầng cung cấp LPG vẫn còn rất hạn chế
- HTNL lỏng và LPG song song là HTNL sử dụng cả hai loại nhiên liệu vừa xăng vừa LPG
+ Ưu điểm: HTNL này có khả năng dự trữ năng lượng trên động cơ lớn hơn so với HTNL LPG đơn. Khắc
phục được tình trạng tiếp nhiên liệu do sự hạn chế về cơ sở hạ tầng của LPG
+ Nhược điểm: Cấu tạo động cơ trở nên phức tạp, rất khó khăn trong việc lắp đặt bố trí HTNL mới, giá thành
tăng. Phải tính tốn, thiết kế cho động cơ làm việc tương đối ổn định ở cả hai loại nhiên liệu. Khó khăn trong
việc vận chuyển, bảo trì, sửa chữa động cơ.
Câu 15: Khi chuyển đổi sang 1 nhiên liệu mới thay thế cho nhiên liệu truyền thống sẽ gặp trở ngại gì.
Hãy phân tích và nêu giải pháp khắc phục.
Khi chuyển đổi sang 1 nhiên liệu mới cụ thể là hydro để thay thế cho nhiên liệu truyền thống sẽ gặp những
trở ngại:
Hydro là một loại nhiên liệu sạch, đơn giản nhưng cũng rắc rối. Nó rất dồi dào và có thể tạo ra từ nhiều
nguồn khác nhau như trữ lượng tự nhiên thơng qua q trình cơng nghiệp và hóa dầu. Mặc dù nó khơng tồn tại
trong tự nhiên, nhưng chúng ta có thể sản xuất được từ các hợp chất có chưa nó.
Bên cạnh các ưu điểm của năng lượng H2 nêu trên, với đặc tính và yêu cầu của các quá trình sản xuất, lưu
trữ, vận chuyển, phân phối và sử dụng năng lượng H 2 vẫn còn một số thách thức làm cho dạng năng lượng này
mới chỉ được phát triển ở các quốc gia phát triển, các thách thức gồm:
- Với đặc tính nhẹ, dễ bay hơi, do đó H 2 phải được lưu trữ trong các bình khí nén áp suất cao hoặc dưới
dạng khí hóa lỏng hoặc hấp phụ trong các loại vật liệu có khả năng hấp phụ. Hiện nay các công nghệ và thiết
bị thực hiện việc lưu trữ H2 vẫn cịn hạn chế chế cơng suất và chỉ đáp ứng được quy mô nhỏ.
- Mặc dù nguồn nguyên liệu để sản xuất H 2 gần như vô tận, quá trình sản xuất H 2 từ quá trình điện phân lại
có chi phí khá cao, hiện nay năng lượng H 2 mới chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ tại các quốc gia phát triển và
hiện các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để giảm giá thành của công nghệ này.
- Hiện nay, việc sản xuất H2 bằng điện phân nước vẫn sử dụng nguồn điện chủ yếu sản xuất từ nhiên liệu
hóa thạch (than đá, dầu, khí đốt), do đó về bản chất là năng lượng tái tạo và không gây hại đến môi trường vẫn
chưa được giải quyết triệt để, đặc biệt là điện từ năng lượng tái tạo (gió, mặt trời) vẫn có giá thành khá cao so
với nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch. Theo dự báo, đến năm 2030 thì giá thành sản xuất năng lượng tái tạo
sẽ tiếp tục giảm khoảng 30%, khi đó hệ thống sản xuất H 2 từ năng lượng tái tạo sẽ có cơ hội phát triển bùng
nổ.

- Ở điều kiện tự nhiên, H 2 tồn tại rất ngắn, dễ bay hơi và dễ cháy nổ. Do đó, việc vận chuyển, lưu trữ và
phân phối đến người sử dụng cuối cùng gặp nhiều khó khăn về ngăn rị rỉ và đảm bảo an tồn. Hiện nay H 2
chủ yếu được vận chuyển thông qua các đường ống hoặc trên các phương tiện giao thông đường thủy, đường
bộ ở trạng thái hóa lỏng hoặc nén trong các bình chịu áp.
Ngày nay, có nhiều quy trình khác nhau đang được sử dụng để tạo ra lượng Hydro cần thiết để sản xuất
điện. Ví dụ, cải tiến hơi metan (Steam methane reforming – SMR) là một kỹ thuật được sử dụng trong các nhà
máy lọc dầu. Mặc dù có hiệu quả về mặt chi phí, tuy nhiên q trình này tạo ra carbon và gần giống như việc
chuyển vấn đề từ nhà máy điện sang nhà máy lọc dầu, và do đó, khơng phải là một giải pháp hấp dẫn nếu xét
về quy mô.
Hydro xanh được sản xuất thông qua điện phân nước là một lựa chọn khác. Trong quá trình này, một lượng
năng lượng đáng kể được sử dụng để tách các phân tử hydro và oxy ra khỏi nước. Khó khăn của q trình này
là cần một lượng năng lượng khổng lồ để sản xuất nhiên liệu cần thiết cho sản xuất điện. Sự khác biệt của


phương pháp này đến từ việc sử dụng công nghệ tái tạo để tạo ra điện. Điều này giúp hydro xanh có thể trở
thành một phương án khả thi trong tương lai.
Câu 16: Đứng khía cạnh của một kỹ sư ô tô. Anh/chị có đánh giá và suy nghĩ như thế nào khi gần đây
Nhật và Anh đã khẳng định sẽ không sản xuất và lưu hành ô tô sử dụng nhiên liệu truyền thống xăng
dầu từ 2030. Liên hệ thực tế Việt Nam và xu hướng ngành công nghiệp ô tô Việt Nam sẽ như thế nào.
Đánh giá:
Khi Nhật và Anh làm vậy là để phát triển kinh tế và giảm thải hiệu ứng nhà kính. Vì các nhiên liệu sinh học
được sản xuất từ thiên nhiên không thành phần như nhiên liệu sản xuất từ dầu mỏ khi đốt cháy gây ra khí độc.
Ngồi ra, nhiên liệu sinh học cịn có khả năng phân hủy nhanh, ít gây ô nhiễm. Còn về mặt kinh tế là nguyên
liệu từ thiên nhiên nên có thể tự cung tự cấp được khơng nhất thiết phải mua của nước ngồi. Mặt khác, Anh
với Nhật còn phải đối mặt với nguy cơ về tình hình phát triển cơng nghiệp ơ tơ đang bị chậm dần có thể khơng
theo kịp kế hoạch đặt ra.
Liên hệ thực tế và xu hướng
Nhưng năm trở lại đây ngành ô tô Việt Nam đang trên đà phát triển mạnh và có cả hãng xe củ Việt Nam là
Vinfast cho thấy tình hình phát triển ngành cơng nghiệp ở nước ta khá tốt. Nhưng trình độ sản xuất cịn kém
nên giá thành của xe nước ta sản xuất cao hơn nước ngoài nên chưa cạnh tranh trên thị trường ngoài nước.

Nên để cạnh tranh nước ta đang thúc đẩy các doanh nghiệp nhỏ lại thành doanh nghiệp lớn và phát triển khoa
học kĩ thuật để cạnh tranh với thị ngồi nước. Mà hiện nay vấn đề ơ nhiễm do khí thải của phương tiện giao
thơng gây ra ở nước ta khá lớn vì vậy nhà nước đang bắt đầu các chính sách thúc đẩy chuyển đổi phương tiện
chạy bằng nhiên liệu thay thế từ bây giờ