Đồ án Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48

Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48 LỜI NÓI ĐẦU. Ngày nay, trước sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế với sự gia tăng của các phương tiện giao thông cá nhân và công cộng, thêm vào đó là sự phát triển các khu công nghiệp đã, đang được xây dựng và đưa vào hoạt động. Tất cả những điều này đã tác động rất lớn đến môi trường mà trực tiếp là sức khoẻ của người dân. Những nguyên nhân trên đã làm cho môi trường sống của chúng ta ngày càng bị ô nhiễm nặng nề hơn nếu như các hoạt động đó là tự phát và không có ý thức. Môi trường không khí là một loại môi trường đang bị phá hoại nghiêm trọng, điều đó được thể hiện ở sự phá huỷ tầng Ôzôn dẫn đến sự nóng lên toàn cầu bởi hiệu ứng nhà kính. Môi trường không khí bị phá hoại bởi nhiều nguồn khác nhau, và một trong số đó là khí xả của các phương tiện giao thông. Ở Việt Nam trong vài năm gần đây do nền kinh tế phát triển nên số lượng xe tham gia giao thông ngày càng tăng đặc biệt ở các thành phố lớn nơi có mật độ dân cư đông đúc. Số lượng xe tăng mà đường xá không tăng tương ứng, số lượng xe mới được thêm vào trong khi số lượng xe cũ không đủ tiêu chuẩn vẫn tham gia lưu hành, hơn nữa vẫn chưa có một tiêu chuẩn nào chặt chẽ và được cập nhật thường xuyên cho tiêu chuẩn khí phát thải từ động cơ dẫn đền môi trường không khí bị ô nhiễm trầm trọng. Ngay từ đầu những năm 50 ở Mỹ đã đưa ra những tiêu chuẩn hạn chế độc hại trong khí xả, các chu trình thử nghiệm cho các phương tiện giao thông có gắn động cơ và các tiêu chuẩn này đều được cập nhật thường xuyên theo từng đời xe. Ở châu Âu công việc này cũng được tiến hành nhưng muộn hơn vào khoảng năm 70. Các tiêu chuẩn cho phép xác định mục tiêu môi trường và đặt ra các hạn chế về số lượng hay nồng độ cho phép của các chất độc hại thải vào khí quyển. Việc tạo ra các tiêu chuẩn là hết sức cần thiết và cấp bách đối với tất cả các nước trên thế giới Trước những vấn đề trên và tình hình thực tiễn ở Việt Nam còn nhiều hạn chế về điều kiện kỹ thuật, nên chưa thể tạo ra được các tiêu chuẩn riêng cho mình, mà các tiêu chuẩn được áp dụng thường là theo một tiêu chuẩn của nước khác và ở đây là Châu Âu và Mỹ. Với mục đích này em xin được làm đồ án của em về việc xây dựng một hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải Ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48”. Đây là một chu trình thử thực tế đối với ôtô con theo các tiêu chuẩn Châu Âu và Mỹ. Với chu trình thử này và với các điều kiện giao thông thực tế ở Việt Nam có thể vẫn chưa thực sự là đúng đắn lắm nhưng nó có thể sẽ là một cơ sở để sau đó phát triển cho phù hợp với điều kiện thực tế và tạo ra được tiêu chuẩn riêng của Việt Nam. Tuy nhiên đề tài mới chỉ thực hiện ở trên một loại phương tiện và trong một phạm vi hẹp và nó chưa thực sự đi sâu vào các giai đoạn của quá trình thử như về thời gian tăng tốc và giảm tốc nên chỉ có thể áp dụng được ở một phạm vi nhất định. Đề tài sẽ nói về các hệ thống dùng trong phòng thử Chassis dynamometer 48” thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong tại Đại học Bách khoa Hà Nội, một chu trình thử nghiệm thực tế với xe Ford Laser Ghia 1.8 được lắp ráp ở Việt Nam và các kết quả thu được. Em xin cảm ơn PGS. TS Phạm Minh Tuấn và thầy Trần Đăng Quốc đã giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình để em có thể thực hiện đồ án này. Đây là một đề tài mới với các thiết bị rất hiện đại và thực hiện trong một thời gian ngắn nên không thể tránh khỏi những thiếu xót, mong thầy cô chỉ bảo và đóng góp ý kiến. Em xin cảm ơn. Đề tài : Xây dựng hồ sơ kỹ thuật thử công nhận kiểu về khí thải động cơ ôtô con trên băng thử Chassis dynamometer 48”. Chương I Các thành phần độc hại chính trong khí xả động cơ I. Ô nhiễm không khí. Định nghĩa của Cộng đồng châu Âu: “Không khí được coi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi hay khi có sự hiện điện của những chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sự khó chịu cho con người” II. Các thành phần độc hại trong khí xả động cơ. Động cơ đốt trong hoạt động do nhiên liệu cháy cưỡng bức trong xi lanh động cơ và dãn nở sinh công. Nhiên liệu sử dụng cho động cơ ngày nay phổ biến nhất là hai loại nhiên liệu xăng và điesel, là nhiên liệu có nguồn gốc tự nhiên nên chúng có đầy đủ các thành phần C, H, O, S,… Quá trình cháy cưỡng bức diễn ra trong xi lanh là một quá trình phức tạp với giai đoạn khác nhau, trong các giai đoạn này nhiên liệu được ôxi hoá và giải phóng năng lượng. Quá trình ôxi hoá nhiên liệu sẽ tạo ra các hợp chất khác nhau trong khí xả của động cơ. Các thành phần khí chính trong khí xả động cơ là CO, CO2, NOX, THC, Andêhít, thành phần dạng hạt - PM, hợp chất chứa lưu huỳnh. 2.1. Mônôxít cácbon (CO). Mônôxítcacbon (CO) là sản phẩm cháy của nhiên liệu sinh ra do ôxi hoá không hoàn toàn cácbon (C) trong điều kiện thiếu ôxi (O2). CO ở dạng khí không mầu, không mùi, không vị. CO khi kết hợp với sắt có trong sắc tố của máu sẽ tạo thành một hợp chất ngăn cản quá trình hấp thụ ôxi của Hemoglobin trong máu và làm cho các bộ phận của cơ thể bị thiếu ôxi. Theo các nghiên cứu thì 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. 2.2. Total Hydrocacbon(THC). Total Hydrocacbon (THC) là các loại HC có trong nhiên liệu hoặc dầu bôi trơn không cháy hết có trong khí xả của động cơ. HC có nhiều loại và mỗi loại có mức 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 chuẩn môi trường thì thường xét tổng lượng HC mà động cơ phát ra. 2.3. Ôxítnitơ (NOX ). Ôxítnitơ là sản phẩm ôxi hoá N2 có trong không khí (trong khí nạp mới) ở điều kiện nhiệt độ cao trên 1100 0C. NOX tồn tại ở hai dạng 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 chuyển thành NO2 trong điều kiện tự nhiên. NO2 là khí có mầu 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 cho chi tiết máy và đồ vật. Hàm lượng cho phép [NO] = 9 mg/m3 , [NO2] = 9 mg/m3. 2.4. Anđêhít (C-H-O). Andehit có công thức chung là C-H-O, là một chất khí gây tê và co mùi gắt, một số loại có thể gây ung thư nh­ foocmondehit. Hàm lượng cho phép [CHO] = 0,6 mg/m3 . 2.5. Chất thải dạng hạt (P-M). P-M hay còn gọi là bồ hóng, là chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí xả của động cơ diezel, nó tồn tại dưới dạng hạt rắn có đường kính trung bình khoảng 0,3 mm, nên rất 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 huỷ 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 của con người. 2.6. 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 giảm khả năng đề kháng của cơ thể và tăng cường động tác hại của các chất ô nhiễm khác đối với cơ thể. Hàm lượng cho phép [SO2] = 2 ml/m3. Ngày nay, các loại nhiên liệu đang được khống chế hàm lượng S có trong nã. 2.7. Cácbondiôxít (CO2). Cacbondioxit là sản phẩm cháy hoàn toàn của C trong O2 và là sản phẩm chính và chủ yếu của quá trình cháy. CO2 tuy không độc với sức khoẻ của con người nhưng với nồng độ quá lớn có thể gây ngạt. Hàm lượng cho phép [CO2] = 9000 mg/m3 . CO2 là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính dẫn đến sự nóng lên của nhiệt độ trái đất. Chương II NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THỬ CÔNG NHẬN KIỂU. 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, nó liên quan đến sức khoẻ của con người. Tuy vậy không phải nước nào trên thế giới cũng có đủ điều kiện và khả năng để đưa ra các tiêu chuẩn khí thải của riêng nước đó, mà trên thế giới mới chỉ có 3 khu vực có bộ tiêu chuẩn hoàn chỉnh đó là Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản. Trước vấn đề môi trường, Việt Nam cũng đang tiến hành nghiên cứu và triển khai các luật, các tiêu chuẩn về khí thải cho động cơ. Các tiêu chuẩn thử là quy phạm với mỗi quốc gia, có liên quan trực tiếp tới điều kiện giao thông như chất lượng, số lượng và tiêu chuẩn đường xá, 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). Dùa trên cơ sở đó mà các nhà làm luật 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 thì các quy trình thử tương ứng cũng phải được đưa ra. Các quy trình thử chính là thãi 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. C¸c tiªu chuÈn thö lµ quy ph¹m víi mçi quèc gia, cã liªn quan trùc tiÕp tíi ®iÒu kiÖn giao th«ng nh­ chÊt l­îng, sè l­îng vµ tiªu chuÈn ®­êng x¸, sè l­îng c¸c lo¹i ph­¬ng tiÖn vµ chñng lo¹i ph­¬ng tiÖn giao th«ng ®ang l­u hµnh, møc ®é ph¸t triÓn cña c¸c ph­¬ng tiÖn, vµ møc thu nhËp cña ng­êi d©n (®iÒu kiÖn kinh tÕ cña mçi n­íc). Dùa trªn c¬ së ®ã mµ c¸c nhµ lµm luËt ®­a ra c¸c tiªu chuÈn cho phï hîp, vµ c¸c tiªu chuÈn nµy ph¶i ®­îc n©ng cÊp, cËp nhËt vµ ph¸t triÓn theo thêi gian ®Ó h­íng tíi môc tiªu m«i tr­êng tèt h¬n. Khi ban hµnh c¸c tiªu chuÈn th× c¸c quy tr×nh thö t­¬ng øng còng ph¶i ®­îc ®­a ra. C¸c quy tr×nh thö chÝnh lµ thãi quen ®i l¹i cña ng­êi d©n khi sö dông ph­¬ng tiÖn giao th«ng, liªn quan ®Õn viÖc tæ chøc vµ c¬ së h¹ tÇng giao th«ng. Hệ thống tiêu chuẩn phải được xây dùng cho các loại động cơ khác nhau nh­ động cơ diezel, động cơ xăng, động cơ chạy nhiên liệu khí hoá lỏng. Trên các loại phương tiện khác nhau nh­ xe con, xe tải, xe máy. Và trên các điều kiện vận hành khác nhau nh­ trên xa lé hoặc trong thành phố. Dưới đây là các chu trình và tiêu chuẩn thử ở Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản và Việt Nam. I. Các chu trình thử. 1.1. Chu trình thử ở Mỹ. 1.1.1. Chu trình thử FTP-72 cho xe con. Tổng quãng đường thử là 12,07 km với nhiều điểm dừng, vận tốc tối đa là 91,2 km/h và vận tốc trung bình là 31,5 km/h. Vòng thử gồm hai giai đoạn, giai đoạn 1 với thời gian 505 s ( tương ứng với quãng đường 5,78 km với vận tốc trung bình là 41,2 km/h ) và giai đoạn 2 với thời gian 864s. Pha thứ nhất bắt đầu với trạng thái khởi động lạnh, pha thứ hai được bắt đầu sau khi động cơ dừng hoàn toàn trong thời gian 10 phót. Ở mỗi pha có một hệ số khối lượng là 0,47 cho pha 1 và 0,53 cho pha 2. Lượng phát thải được tính theo đơn vị g/km. 1.1.2. Chu trình thử FTP-75 cho xe con. Xuất phát từ chu trình thử FTP-72, nhưng nó bao gồm 3 giai đoạn, 2 giai đoạn đầu giống như hai giai đoạn của FTP-72 còn giai đoạn thứ 3 kéo dài 505 s và bắt đầu sau khi giai đoạn 2 kết thúc dõng hoàn toàn động cơ và đợi 10 phót. Giai đoạn 3 là giai đoạn khởi động nóng. Nh­ vậy với FTP-75 pha 1 là pha khởi động lạnh, pha 2 là pha trung gian, pha3 là pha khởi động nóng. Tổng quãng đường thử là 17,77 km, tổng thời gian thử là 1874 s với vận tốc trung bình là 34,1 km/h, theo chuẩn năm 2000. Lượng phát thải từ mỗi pha được tập hợp trong mỗi tói khí riêng, sau đó được phân tích và tính toán với các hệ số khối lượng là 0,43 đối với pha 1 và pha 2, đối với pha 3 là 0,57. Đơn vị lượng phát thải là g/km hoặc g/mile. VD : tính lượng CO phát thải trong quá trình thử. (CO) = 0,43.(CO)gd1 + 1.(CO)gd2 + 0,57.(CO)gd3 (g/km) chu trình thử FTP-75. 1.1.3. Chu trình thử UDDS cho xe tải nặng. Các tham số cơ bản của chu trình thử: Tổng thời gian thực hiện : 1060 s. Quãng đường thử : 8,9 km Vận tốc trung bình : 30,4 km/h Vận tốc tối đa : 93,3 km/h 1.1.4. Chu trình thử FPT cho động cơ xe tải hạng nặng. FTP thường được sử dụng cho việc kiểm tra lượng phát thải mà động cơ xe tải phát ra và được phát triển cho xe tải hạng nặng và xe bus ở Mỹ. FTP còng bao gồm cho xe chạy quanh thành phố và xe chạy trên xa lé. FTP được dùa trên cơ sở của chu trình thử UDDS. Một lần thử bao gồm 4 pha: pha thứ nhất là một pha NYNF theo chuẩn của NewYork cho xe trong thành phố với nhiều lần dừng và khởi động, pha thứ 2 là pha LANF theo chuẩn Los Angeles trong điều kiện giao thông đông đúc trong thành phố với một số rất Ýt lần dừng, pha thứ 3 là pha LAFY theo chuẩn Los Angeles trong điều kiện giao thông đông đúc trên xa lé, pha thứ 4 là pha lặp lại pha thứ 1. Nã bao gồm một trạng thái khởi động lạnh sau khi dõng xe một thời gian dài, sau đó là chạy không tải, tăng tốc và giảm tốc và một giải biến thiên rộng của các tốc độ khác nhau sao cho nó phù hợp với điều kiện chạy của phương tiện vận tải thực. Chu trình thử được tiến hành hai lần và lần thứ hai được lặp lại trong trạng thái khởi động Êm sau khi kết thúc thử lần một và dừng động cơ 20 phót. tốc độ trung bình là 30 km/h với quãng đường thử là 10,3 km và mỗi lần thử diễn ra trong khoảng 1200s. Biều đồ mômen lực, tốc độ và thời gian của chu trình thử. 1.1.5. Chu trình thử CSC cho xe tải hạng nặng chạy ở vùng ngoại ô. Vùng ngoại ô là nơi mà tốc độ của xe chỉ phụ thuộc vào quãng đường, thời gian. Các tham số của chu trình thử: Tổng thời gian thử : 1700 s, Tổng quãng đường : 10,75 km, Vận tốc tối đa : 70,55 km/h, Vận tốc trung bình : 20,77 km/h, 1.2. Chu trình thử ở Châu Âu. 1.2.1. Chu trình thử ECE - EUDC. ECE - EUDC là chu trình thử trên băng thử Chassis dynamometer để sử dụng cho việc kiểm tra khí thải và công nhận kiểu của các loại xe con ở Châu Âu. Chu trình thử bao gồm 4 vòng thử ECE và được lặp lại liên tục tương tự với việc lái xe trong thành phố, và 1 vòng thử EUDC tương tự với việc lái xe trên xa lé. Trước khi thử phương tiện không hoạt động trong vòng hơn 6 giê để cho nhiệt độ phù hợp với nhiệt độ phòng thử trong khoảng 20 ¸ 30 0C. Sau đó bắt đầu khởi động và để không tải 40s. a/ Vòng thử ECE 15. Là một vòng thử trong thành phố nó mô tả các điều kiện thực khi lái xe trong thành phố, được thể hiện qua tốc độ thấp, công suất thấp và nhiệt độ khí xả thấp. Nó được lặp đi lặp lại 4 lần trong quá trình thử. b/ Vòng thử EUDC. Là vòng thử trên đường xa lé được thực hiện ngay sau khi 4 vòng thủ ECE kết thúc, thể hiện ở tốc độ tốc độ cao của phương tiện. Tốc độ tối đa của vòng thử này là 120 km/h. Các tham số của hai loại vòng thử : Tham sè Đơn vị ECE 15 EUDC Quãng đường km 4x1.013=4.052 6.955 Thời gian s 4x195=780 400 Tốc độ trung bình km/h 18.7 (with idling) 62.6 Tốc độ tối đa km/h 50 120 1.2.2. Chu trình thử ESC. ESC là chu trình thử cho động cơ diezel lắp trên xe tải. chu trình bao gồm 13 vòng thử được thể hiện theo các tham sè sau. Vòng % tốc độ động cơ % Tải Hệ số tải trọng % Thời gian 1 0 0 15 4 phót 2 25 100 8 2 phót 3 50 50 10 2 phót 4 50 75 10 2 phót 5 25 50 5 2 phót 6 25 75 5 2 phót 7 25 25 5 2 phót 8 50 100 9 2 phót 9 50 25 10 2 phót 10 75 100 8 2 phót 11 75 25 5 2 phót 12 75 75 5 2 phót 13 75 50 5 2 phót 1.2.3. Chu trình thử ELR. Chu trình thử ELR là chu trình được áp dụng cho tiêu chuẩn Euro III, được sử dụng từ năm 2000 với mục đích đo độ mờ khói từ khí thải của động cơ xe tải. Chu trình bao gồm một chuỗi của 3 bước tốc độ động cơ khác nhau tốc độ A ( vòng 1), B (vòng 2), C (vòng 3), tiếp theo đó là vòng thử 4 với tốc độ ở giữa A và C và tải từ 10% ¸ 100% là tuỳ thuộc vào người thử. Tốc độ A là bằng tốc độ không tải + 25% khoảng tốc độ của động cơ. Tốc độ B là bằng tốc độ không tải + 50% khoảng tốc độ của động cơ. Tốc độ C là bằng tốc độ không tải + 75% khoảng tốc độ của động cơ. Kết quả độ mờ khói được tính bằng giá trị trung bình ở các giá trị tốc độ, tốc độ A ( hệ sè 0,43), tốc độ B ( hệ sè 0,56) và tốc độ C (hệ số 0,01). 1.2.4. Chu trình thử ETC. Là chu trình thử cho động cơ diezel lắp trên xe tải cùng với chu trình thử ESC. Chu trình thử được chia làm ba phần, bao gồm cho xe chạy trên đường thành phố, đường nông thôn và đường cao tốc. Tổng thời gian thử là 1800s và thời gian cho mỗi phần là 600s. + Phần 1 mô tả cho lái xe trong thành phố với tốc độ cực đại là 50 km/h, thường xuyên khởi động, dừng và không tải. + Phần 2 mô tả cho lái xe trên đường nông thôn với khả năng gia tốc nhanh, tốc độ trung bình khoảng 72 km/h. + PhÇn 2 m« t¶ cho l¸i xe trªn ®­êng n«ng th«n víi kh¶ n¨ng gia tèc nhanh, tèc ®é trung b×nh kho¶ng 72 km/h. + Phần 3 mô tả cho lái xe trên đường cao tốc với tốc độ trung bình khoảng 88 km/h. 1.3. Chu trình thử của Nhật Bản. 1.3.1. Chu trình thử với 10 mode. Là chu trình thử dùng cho kiểm tra lượng phát thải với xe con chạy trong thành phố ở Nhật Bản. + Phần mở đầu của chu trình thử là quãng đường thử 0,664 km, tốc độ trung bình là 17,7 km/h, thời gian thử là 135s và tốc độ cực đại là 40 km/h. + Toàn bộ chu trình thử được bắt đầu sau 15 lần làm Êm máy ở tốc độ 40 km/h. Sau đó là quá trình lặp lại của 6 phần giống nhau. Lượng phát thải được tính toán ở 5 phần cuối ( Phần mở đầu không được tính vì vậy toàn bộ lượng phát thải sẽ tính cho một lé trình 3,32 km trong thời gian 675s ). Đơn vị lượng phát thải là g/km. 1.3.2. Chu trình thử 10-15 mode. Là chu trình thử cho xe con chạy trong đường thành phố, lấy từ chu trình thử 10 mode và thêm vào đó là chu trình 15 mode ở tốc độ 70 km/h. Toàn bé chu trình thử gồm: 15 phót làm Êm ở tốc độ 60 km/h, không tải, 5 phót làm Êm ở tốc độ 60 km/h và một đoạn 15 - mode. Sau đó lặp lại 3 lần đoạn 10-mode và 1 lần đoạn 15-mode. Lượng phát thải được tính cho 4 đoạn cuối ( 3x10-mode + 1x15-mode). Tổng quãng đường thử là 4,16 km, tốc độ trung bình là 22,7 km/h, thời gian thực hiện là 660s ( hoặc 6,34 km đường thử, tốc độ trung bình 25,6 km/h và thời gian 892s trong trường hợp tính cả đoạn 15-mode đầu tiên không đo). 1.3.3.Chu trình thử 6-mode. Là chu trình thử cho động cơ xe tải nặng. Động cơ được thử trên 6 tốc độ khác nhau của cùng một tải trọng. Các mode này được chạy liên tục và thời gian cho mỗi mode là 3 phót. Lượng phát thải được tính cho mỗi mode và tính trung bình trong đó có tính đến hệ số khối lượng. Kết quả cuối cùng được đưa ra dưới dạng một thể tích khí tập trung, hàm lượng ppm. Có hai cách xác định các mode thử và tỉ lệ khối lượng đó là : mét là cho động cơ diezel và một cho động cơ xăng và động cơ chạy nhiên liệu LPG. Các tham số của vòng thử được thể hiện ở bảng sau. Mode Tốc độ (% ) Công suất (%) Hệ số khối lượng 1 Không tải - 0.355 2 40 100 0.071 3 40 25 0.059 4 60 100 0.107 5 60 25 0.122 6 80 75 0.286 1.3.4 Chu trình thử 13-mode. Là chu trình thử cho động cơ xe tải hạng nặng ở Nhật Bản. Chu trình thử gồm một chuỗi 13 đoạn thử giống nhau. Lượng phát thải được tính trung bình cho toàn bộ chu trình thử và thiết lập một hệ số tỷ lệ về khối lượng và nó được biểu diễn qua đơn vị g/kWh. Quá trình thử được thực hiện ở tốc độ thấp và nhiệt độ khí thải thấp. Có một vài quá trình thử khác nhau cho động cơ diezel và động cơ xăng/LPG và các tỷ lệ khối lượng là khác nhau. Được thể hiện trong các bảng sau. a/ Chu trình 13 mode cho xe diezel. Mode Tốc độ (%) Công suất (%) Tỷ lệ khôi lượng 1 idle - 0.410/2 2 40 20 0.037 3 40 40 0.027 4 idle - 0.410/2 5 60 20 0.029 6 60 40 0.064 7 80 40 0.041 8 80 60 0.032 9 60 60 0.077 10 60 80 0.055 11 60 95 0.049 12 80 80 0.037 13 60 5 0.142 b/ Chu trình thử 13 mode cho xe xăng. Mode Tốc độ (%) Công suất (%) Tỷ lệ khối lượng 1 idle - 0.314/2 2 40 40 0.036 3 40 60 0.039 4 idle - 0.314/2 5 60 20 0.088 6 60 40 0.117 7 80 40 0.058 8 80 60 0.028 9 60 60 0.066 10 60 80 0.034 11 60 95 0.028 12 40 20 0.096 13 40* 20* 0.096 idle : không tải * :giảm tới không tải 1.4. Chu trình thử ở Việt Nam. 1.4.1. Chu trình thử cho xe ôtô lắp động cơ xăng TCVN 6432 : 1998 Được dùa trên cơ sở của chu trình thử ECE R15-04 và được áp dụng năm 1998. Chu trình thử bao gồm 4 vòng thử giống nhau và liên tiếp nhau tương tự vòng thử trong đường thành phố theo chu trình thử châu Âu ECE 15. Tổng quãng đường thử : 4,025 km. Tổng thời gian thử : 780s Vận tốc trung bình : 17,8 km/h Vận tốc tối đa : 50km/h. Trước khi thử ôtô được chạy không tải 40s. 1.4.2. Chu trình thử cho ôtô lắp động cơ diezel TCVN 6566 : 1999 Chu trình thử hoàn toàn giống với chu trình thử của động cơ xăng. Ôtô thử được chạy không tải 40s. Sau đó quá trình thử diễn ra với 4 chu kỳ liên tiếp. Quá trình phân tích khí được thực hiện với cả 4 chu kỳ II. Các tiêu chuẩn thử. 2.1. Tiêu chuẩn thử ở Mỹ. 2.1.1. Tiêu chuẩn cho xe con và xe tải hạng nhẹ. 2.1.1.1 Chuẩn Liên bang. Bao gồm có hai chuẩn, loại một và loại 2. Chuẩn loại 1 được công bố vào năm 1991 và bắt đầu thực hiện trên toàn bộ các bang năm 1997. chuẩn loại 2 được đề xướng năm 1999, và bắt đầu đưa vào thực hiện năm 2004. a/ Chuẩn loại 1 : Được áp dụng cho các phương tiên vận hạng nhẹ (LDV), xe chở khách, xe tải nhẹ, xe việt dã hai cầu (SUV), xe minivans và xe pick-up. Trong đó phương tiện vận tải hạng nhẹ là tất cả các xe có khối lượng nhỏ hơn 8500 lb. Chuẩn loại 1 được thực hiện trong giai đoạn 1994 ¸ 1997 với tất cả các loại xe sừ dụng tới 100.000 mile, và được điều chỉnh xuống cho loại xe đi trên 50.000 mile trong giai đoạn 1997 ¸ 2003. Giới hạn NOx còng được điều chỉnh giữa xe chạy xăng và chạy diezel, xe diezel có giới hạn NOX lớn hơn. Lượng phát thải độc hại của xe ôtô con và xe tải hạng nhẹ được thực hiện theo chu trình thử FTP-75 và có đơn vị là g/mile. Chuẩn EPA loại 1 cho xe con và xe tải loại nhỏ dùa trên chu trình thử FTP-75 g/mi Category 50,000 miles/5 năm 100,000 miles/10 năm THC NMHC CO NOx dieseldiesel NOxXăng PM THC NMHC CO NOxdieseldiesel NOxXăng PM Xe chở khách 0.41 0.25 3.4 1.0 0.4 0.08 - 0.31 4.2 1.25 0.6 0.10 LLDT, LVW <3,750 lbs - 0.25 3.4 1.0 0.4 0.08 0.80 0.31 4.2 1.25 0.6 0.10 LLDT, LVW >3,750 lbs - 0.32 4.4 - 0.7 0.08 0.80 0.40 5.5 0.97 0.97 0.10 HLDT,ALVW <5,750 lbs 0.32 - 4.4 - 0.7 - 0.80 0.46 6.4 0.98 0.98 0.10 HLDT,ALVW >5,750 lbs 0.39 - 5.0 - 1.1 - 0.80 0.56 7.3 1.53 1.53 0.12 LVW: loaded vehicle weight (khối lượng xe + 300 lbs) (1 lbs =0,45 kg) ALVW: adjusted LVW : Điều chỉnh khối lượng xe. LLDT: light light-duty truck ( xe hạng nhẹ dưới 6,000 lbs) HLDT: heavy light-duty truck (HLDT: heavy light-duty truck (xe hạng tải hạng nhe trên 6,000 lbs). b/ Chuẩn loại 2. Chuẩn loại 2 được ứng dụng vào năm 2004¸2009, cho các xe chở khách và xe tải hạng nhẹ. Năm 2008 chuẩn này còn được ứng dụng cho xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung ( LDTs và MDPVs). Trong năm 2004¸2007 tất cả các xe khách và xe tải nhẹ xẽ không được cấp chứng chỉ môi trường loại 2 nếu phát thải NOx trung bình lớn hơn 0,30 g/mile, tương đương với chuẩn NLEV cho LDVs (Light duty vehicle). Trong năm 2004¸2008 các xe tải nặng và phương tiện vận tải hạng trung (LDTs và MDPVs) sẽ không được cấp chứng chỉ môi trường nếu lượng phát thải NOx vượt quá 0,60 g/mile (cho HLDT) và 0,90 g/mile (cho MDPV). Bảng dưới là khối lượng các chất ô nhiễm cho phép trong khí thải động cơ. Được áp dụng cho các xe đã chạy tới 120.000 mile. Chuẩn loại 2 , FTP 75, g/mile Bin# 50,000 miles 120,000 miles NMOG CO NOx PM HCHO NMOG CO NOx* PM HCHO Temporary Bins MDPVc 0.280 7.3 0.9 0.12 0.032 10a,b,d,f 0.125 (0.160) 3.4 (4.4) 0.4 - 0.015 (0.018) 0.156 (0.230) 4.2 (6.4) 0.6 0.08 0.018 (0.027) 9a,b,e 0.075 (0.140) 3.4 0.2 - 0.015 0.090 (0.180) 4.2 0.3 0.06 0.018 Permanent Bins 8b 0.100 (0.125) 3.4 0.14 - 0.015 0.125 (0.156) 4.2 0.20 0.02 0.018 7 0.075 3.4 0.11 - 0.015 0.090 4.2 0.15 0.02 0.018 6 0.075 3.4 0.08 - 0.015 0.090 4.2 0.10 0.01 0.018 5 0.075 3.4 0.05 - 0.015 0.090 4.2 0.07 0.01 0.018 4 - - - - - 0.070 2.1 0.04 0.01 0.011 3 - - - - - 0.055 2.1 0.03 0.01 0.011 2 - - - - - 0.010 2.1 0.02 0.01 0.004 1 - - - - - 0.000 0.0 0.00 0.00 0.000 * - Nồng độ NOx trung bình chuẩn là 0.07 g/mi 2.1.1.2. Tiêu chuẩn bang California. a/ Tiêu chuẩn ARB của bang California cho xe con (LDV) dùng động cơ xăng hoặc diezel. Chuẩn bang California cho xe con (LDV), FTP 75, g/mi Category 50,000 miles/5 năm 100,000 miles/10 năm NMOGa CO NOx PM HCHO NMOGa CO NOx PM HCHO Xe chở khách Tier 1 0.25 3.4 0.4 0.08 - 0.31 4.2 0.6 - - TLEV 0.125 3.4 0.4 - 0.015 0.156 4.2 0.6 0.08 0.018 LEV 0.075 3.4 0.2 - 0.015 0.090 4.2 0.3 0.08 0.018 ULEV 0.040