Luận án Tiến sĩ: Cải thiện quá trình cháy động cơ xe gắn máy nhờ bổ sung HHO

Để đáp ứng lộ trình Net Zero toàn cầu và giải quyết vấn đề ô nhiễm không khí nghiêm trọng từ phương tiện giao thông, đặc biệt là xe gắn máy, luận án này tập trung nghiên cứu giải pháp cải thiện quá trình cháy động cơ xe gắn máy bằng việc bổ sung hỗn hợp khí Hydro-Oxy (HHO). Mục tiêu chính là nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm thiểu phát thải khí độc hại, góp phần vào nỗ lực bảo vệ môi trường và đạt được các mục tiêu phát thải ròng bằng 0 của Việt Nam.

Luận án này hướng đến các nhà nghiên cứu, kỹ sư trong lĩnh vực kỹ thuật động cơ, năng lượng tái tạo và môi trường, cũng như các nhà hoạch định chính sách liên quan đến giao thông và phát triển bền vững.

Luận án tiến sĩ này trình bày một nghiên cứu toàn diện nhằm cải thiện quá trình cháy của động cơ xe gắn máy, cụ thể là động cơ Honda Lead 110cc, thông qua việc bổ sung hỗn hợp khí Hydro-Oxy (HHO) được sản xuất trực tiếp trên xe. Nghiên cứu được thúc đẩy bởi nhu cầu cấp thiết về giảm phát thải và tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu trong bối cảnh Việt Nam hướng tới mục tiêu Net Zero và đối mặt với tình trạng ô nhiễm không khí do lượng lớn xe gắn máy gây ra. Các mục tiêu chính của luận án bao gồm: thiết kế và chế tạo hệ thống sinh khí HHO kiểu khô hiệu suất cao, an toàn, tận dụng nguồn điện có sẵn trên xe và năng lượng từ phanh tái sinh; nghiên cứu cải tạo hệ thống cung cấp nhiên liệu từ xăng truyền thống sang hỗn hợp xăng-HHO, tích hợp hệ thống phun HHO điều khiển bằng ECU-HHO; phát triển hệ thống phanh tái sinh để thu hồi động năng và chuyển hóa thành năng lượng điện cho quá trình điện phân nước. Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết, mô phỏng (sử dụng phần mềm Ansys Fluent) và thực nghiệm. Phần mô phỏng tập trung vào quá trình nạp và cháy của hỗn hợp nhiên liệu, phân tích ảnh hưởng của các thông số vận hành và hàm lượng HHO đến tính năng kỹ thuật và mức độ phát thải, đồng thời dự báo khả năng xảy ra hiện tượng cháy ngược. Phần thực nghiệm bao gồm đo đạc và so sánh công suất, tiêu hao nhiên liệu và mức độ phát thải của động cơ khi chạy bằng xăng-HHO so với xăng truyền thống trên băng thử và trên đường thực tế. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung HHO cải thiện đáng kể quá trình cháy, dẫn đến tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm phát thải các chất độc hại như CO, HC, NOx, CO2. Luận án đã xây dựng được mô hình mô phỏng đáng tin cậy và chứng minh tính khả thi, hiệu quả của hệ thống HHO tích hợp trên xe gắn máy, mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp ô tô và xe máy tại Việt Nam, góp phần quan trọng vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.