Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giảm khí thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp lắp trên xe buýt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:140

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm đưa ra các giải pháp công nghệ giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp. Áp dụng giải pháp để cắt giảm phát thải thành công cho động cơ diesel tăng áp của xe buýt đạt tiêu chuẩn khí thải Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giảm khí thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp lắp trên xe buýt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** ĐINH XUÂN THÀNH NGHIÊN CỨU GIẢM KHÍ THẢI ĐỘC HẠI CHO ĐỘNG CƠ DIESEL TĂNG ÁP LẮP TRÊN XE BUÝT Chuyên ngành: Kỹ thuật động cơ nhiệt Mã số: 62 52 34 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS PHẠM VĂN THỂ 2. PGS.TS LÊ ANH TUẤN HÀ NỘI – NĂM 2012
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong các công trình nào khác! Hà Nội, tháng 05 năm 2012 Nghiên cứu sinh Đinh Xuân Thành -i-
LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại học, Viện Cơ khí Động lực và Bộ môn Động cơ đốt trong đã cho phép tôi thực hiện luận án tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Xin cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học và Viện Cơ khí Động lực về sự hỗ trợ và giúp đỡ trong suốt quá trình tôi làm luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Thể và PGS.TS Lê Anh Tuấn đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành biết ơn Quý thầy, cô Bộ môn và Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội luôn giúp đỡ và dành cho tôi những điều kiện hết sức thuận lợi để hoàn thành luận án này. Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ Ôtô, Ban chủ nhiệm Khoa Tại chức và các thầy cô trong Khoa đã hậu thuẫn và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu học tập. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy phản biện, các thầy trong hội đồng chấm luận án đã đồng ý đọc duyệt và góp các ý kiến quý báu để tôi có thể hoàn chỉnh luận án này và định hướng nghiên cứu trong trương lai. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người đã động viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện công trình này. Nghiên cứu sinh Đinh Xuân Thành - ii -
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .............................................................................................. ix MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................... 1 i. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài.................................................................. 2 ii. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................................................ 2 iii. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................................................ 2 iv. Các nội dung chính trong đề tài ..................................................................................................... 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ...................................................................................................................... 4 1.1. Sự phát triển phƣơng tiện giao thông ở Việt Nam ......................................................................... 4 1.2. Tổng quan về ô nhiễm môi trƣờng do phát thải của phƣơng tiện giao thông ................................ 7 1.2.1. Các thành phần độc hại trong khí thải của động cơ .................................................................... 7 1.2.2. Tình hình phát thải ô nhiễm của phương tiện giao thông ở Việt Nam ......................................... 8 1.2.3. Tiêu chuẩn kiểm soát phát thải từ động cơ diesel ..................................................................... 10 1.3. Tình hình nghiên cứu giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel ................................................ 13 1.3.1. Giới thiệu chung ..................................................................................................................... 13 1.3.2. Giảm phát thải NOx ................................................................................................................ 15 1.3.3. Giảm phát thải hạt (PM).......................................................................................................... 21 1.3.4. Nghiên cứu giảm phát thải cho động cơ diesel trên thế giới...................................................... 28 1.3.5. Nghiên cứu giảm phát thải cho động cơ diesel ở Việt Nam ...................................................... 32 1.4. Kết luận chƣơng 1......................................................................................................................... 32 CHƢƠNG 2. Ý THU ẾT VỀ HÌNH THÀNH VÀ CƠ Ở T NH TOÁN PHÁT THẢI Đ C H I Đ NG CƠ DIE E ................................................................................................................................. 34 2.1. Cơ chế, điều kiện hình thành và các yếu tố ảnh hƣởng đến phát thải độc hại trong động cơ diesel ....................................................................................................................................................... 34 2.1.1. Mônôxit cácbon (CO) ............................................................................................................. 35 2.1.2. Hyđrô cácbon (HC) ................................................................................................................ 36 2.1.3. Ôxit nitơ (NOx)....................................................................................................................... 38 2.1.4. Phát thải hạt (PM)................................................................................................................... 40 2.1.5. Hợp chất chứa lưu huỳnh ........................................................................................................ 42 2.2. Cơ sở lý thuyết mô phỏng trên phần mềm AVL-Boost đánh giá khả năng giảm phát thải cho động cơ diesel tăng áp.............................................................................................................................. 43 2.2.1. Giới thiệu chung ..................................................................................................................... 43 2.2.2. Phương trình nhiệt động học thứ nhất ...................................................................................... 44 2.2.3. Trao đổi nhiệt và trao đổi chất ................................................................................................. 46 2.2.4. Tính toán cụm tuabin máy nén ................................................................................................ 48 2.2.5. Mô hình cháy AVL-MCC ....................................................................................................... 49 2.2.6. Cơ sở lý thuyết mô phỏng quá trình hình thành và cắt giảm phát thải NOx và phát thải hạt cho động cơ diesel ...................................................................................................................................... 52 - iii -
2.3. Kết luận chƣơng 2......................................................................................................................... 59 CHƢƠNG 3. T NH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ T O HỆ THỐNG UÂN HỒI KH THẢI VÀ ẮP LỌC BỤI KHÓI CHO Đ NG CƠ DIE E TĂNG ÁP ......................................................................... 61 3.1. Đề xuất phƣơng án luân hồi khí thải (EGR) cho động cơ diesel tăng áp để giảm phát thải NOx 61 3.1.1. Phương án luân hồi áp suất cao ............................................................................................... 61 3.1.2. Phương án luân hồi áp suất thấp .............................................................................................. 61 3.2. Đề xuất phƣơng án giảm phát thải hạt (PM)................................................................................ 62 3.3. Xây dựng mô hình mô phỏng động cơ D1146TI kết hợp với hệ thống luân hồi khí thải ............. 63 3.3.1. Các yêu cầu cơ bản khi xây dựng mô hình mô phỏng .............................................................. 63 3.3.2. Mô hình mô phỏng động cơ D1146TI ..................................................................................... 64 3.3.3. Kết quả mô phỏng động cơ sử dụng biện pháp luân hồi khí thải EGR ...................................... 66 3.3.4. Kết quả mô phỏng động cơ khi kết hợp biện pháp luân hồi khí thải, lọc phát thải hạt DPF và DOC đến phát thải của động cơ D1146TI ............................................................................................. 72 3.4. Các yêu cầu trong quá trình thiết kế và bố trí hệ thống luân hồi, bộ DOC và DPF .................... 74 3.5. Thiết kế và chế tạo các bộ phận trong hệ thống luân hồi khí thải ............................................... 75 3.5.1. Thiết kế lắp đặt van định lượng khí thải EGR và hệ thống làm mát khí luân hồi ....................... 75 3.5.2. Thiết kế và chế tạo ống venturi ............................................................................................... 76 3.5.3. Bố trí tổng thể hệ thống luân hồi khí thải trên động cơ ............................................................. 78 3.5.4. Thiết kế hệ thống điện tử điều khiển van định lượng khí thải EGR........................................... 79 3.6. Thiết kế lắp bộ lọc phát thải hạt DPF và bộ xúc tác DOC trên đƣờng thải của động cơ............. 82 3.6.1. Thiết kế lắp bộ lọc DPF .......................................................................................................... 82 3.6.2. Thiết kế bộ xúc tác ôxy hóa DOC............................................................................................ 83 3.6.3. Vị trí lắp đặt bộ xúc tác DOC và bộ lọc DPF ........................................................................... 84 3.7. ơ đồ bố trí chung hệ thống giảm phát thải hạt (PM) và NOx trên động cơ diesel tăng áp ......... 85 3.8. Kết luận chƣơng 3......................................................................................................................... 85 CHƢƠNG 4. TH C NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ .................................................................................... 87 4.1. Mục tiêu và phạm vi thử nghiệm .................................................................................................. 87 4.2. Thiết bị thử nghiệm ...................................................................................................................... 87 4.2.1. Băng thử động lực học cao ETB dùng cho động cơ xe tải hạng nặng........................................ 87 4.2.2. Hệ thống đo phát thải khí ........................................................................................................ 91 4.2.3. Thiết bị đo phát thải hạt (Smart Sampler) ................................................................................ 94 4.2.4. Thiết bị đo độ khói Smoke Meter AVL415.............................................................................. 94 4.2.5. Động cơ thử nghiệm ............................................................................................................... 94 4.3. Điều kiện thử nghiệm.................................................................................................................... 95 4.4. Bố trí, phƣơng pháp và chƣơng trình thử nghiệm ....................................................................... 95 4.4.1. Bố trí lắp đặt và hiệu chỉnh động cơ trên băng thử ................................................................... 95 4.4.2. Phương pháp và chương trình thử nghiệm ............................................................................... 96 4.5. Kết quả thử nghiệm và đánh giá .................................................................................................. 96 4.5.1. Kết quả đánh giá động cơ thử nghiệm ..................................................................................... 96 4.5.2. Xây dựng đường đặc tính điều khiển van luân hồi EGR ........................................................... 97 4.5.3. Đánh giá chất lượng phát thải của động cơ khi lắp hệ thống luân hồi khí thải ......................... 100 4.5.4. Đánh giá khả năng phát thải NOx và PM khi lắp hệ thống luân hồi khí thải và lọc phát thải hạt..... ............................................................................................................................................. 103 - iv -
4.6. Đánh giá kết quả mô phỏng và thực nghiệm .............................................................................. 106 4.6.1. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm đối với động cơ nguyên bản theo chu trình ECE R49 . ............................................................................................................................................. 106 4.6.2. So sánh kết quả mô phỏng và thực nghiệm đối với động cơ khi áp dụng các giải pháp giảm phát thải theo chu trình ECE R49 ............................................................................................................... 107 4.7. Kết luận chƣơng 4....................................................................................................................... 108 KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN ............................................................ 109 Kết luận chung ................................................................................................................................... 109 Phƣơng hƣớng phát triển ................................................................................................................... 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................... 111 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................................................... 114 PHỤ LỤC .............................................................................................................................................. 115 -v-
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Diễn giải Đơn vị CO Mônôxit cácbon - HC Hyđrô cácbon - PM Phát thải hạt - NOx Ôxít nitơ - SOx Ôxít lưu huỳnh - EMBARQ Viện tài nguyên thế giới Mỹ - DOC Diesel Oxidation Catalyst (bộ xúc tác ôxy hóa) - EGR 1. Exhaust Gas Recirculatio (hệ thống luân hồi khí thải) - DPF Diesel Particulate Filter (bộ lọc phát thải hạt, dạng lọc kín) - Volatile Organic Compounds (hàm lượng hỗn hợp các chất hữu cơ VOCs - độc hại bay lên trong không khí) PM10 Phát thải hạt có kích thước nhỏ hơn 10 µm - TSP Tổng lượng bụi lơ lửng trong không khí - TCCP Tiêu chuẩn cho phép - TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam - PM-cat Bộ lọc phát thải hạt (dạng lọc hở) - SCR Selective Catalyst Reduction (bộ xúc tác khử NOx) - CRT Continuous Regeneration Trap (bộ lọc tái sinh liên tục) - SMF Sintered Metal Filter (bộ lọc phát thải hạt có trang bị sợi đốt) - LNT Lean NOx Trap (bộ xúc tác hấp thụ NOx) - Soot Bồ hóng -  Hệ số dư lượng không khí - HAP Hyđrô cácbon thơm mạch vòng - SV Space velocity (tốc độ không gian) m/s SCRT Hệ thống xử lý khí thải tổng hợp gồm CRT và SCR - AVL-Boost Phần mềm mô phỏng một chiều của hãng AVL (Áo) - AVL-MCC Mô hình cháy của hãng AVL MP Mô phỏng - TN Thực nghiệm - LHC Luân hồi áp suất cao - LHT Luân hồi áp suất thấp - Chu trình thử châu Âu ở chế độ tĩnh đối với động cơ xe tải hạng ECE R49 - nặng và xe khách TA Khí tăng áp - MN Máy nén - TB Tuabin - BLDC Động cơ đồng bộ không chổi than - USB Cổng giao tiếp máy tính - - vi -
COM Cổng giao giao tiếp máy tính dạng nối tiếp - Smoke Độ khói - - vii -
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Số lượng phương tiện hoạt động trên mạng lưới .............................................................7 Bảng 1.2. Các biện pháp giảm phát thải trên động cơ diesel ......................................................... 14 Bảng 2.1. Các hệ số của phương trình trao đổi nhiệt tại cửa nạp và thải ........................................ 47 Bảng 2.2. Chuỗi phản ứng hình thành NOx................................................................................... 53 Bảng 3.1. Các thông số kết cấu của động cơ D1146TI.................................................................. 64 Bảng 3.2. Các phần tử của mô hình mô phỏng ............................................................................. 65 Bảng 3.3. Tỷ lệ luân hồi khí thải khi mô phỏng luân hồi áp suất cao và áp suất thấp theo chu trình ECE R49...................................................................................................................................... 67 Bảng 3.4. Kết quả phát thải NOx theo chu trình ECE R49 khi mô phỏng luân hồi áp suất cao và áp suất thấp trên động cơ D1146TI ................................................................................................... 68 Bảng 3.5. Kết quả các thành phần phát thải khi có EGR và không có EGR theo chu trình ECE R49 .................................................................................................................................................... 72 Bảng 3.6. Kết quả mô phỏng các thành phần phát thải khi có và không có bộ DOC và DPF theo chu trình thử ECE R49 ................................................................................................................. 73 Bảng 3.7. Kết quả mô phỏng các thành phần phát thải khi có và không có hệ thống giảm phát thải EGR, DOC và DPF theo chu trình thử ECE R49 .......................................................................... 74 Bảng 3.8. Kích thước cơ bản của bộ lọc DPF cho động cơ diesel D1146TI................................... 82 Bảng 3.9. Kích thước cơ bản của bộ xúc tác ôxy hóa DOC cho động cơ diesel D1146TI .............. 83 Bảng 3.10. Nhiệt độ khí xả của động cơ D1146TI đo tại vị trí cách tuabin 40 mm ........................ 84 Bảng 4.1. Diễn giải các mode của chu trình thử ECE R49 ............................................................ 96 Bảng 4.2. Tỷ lệ luân hồi khí thải khi mô phỏng và thực nghiệm theo chu trình ECE R49............ 100 Bảng 4.3. Kết quả các thành phần phát thải khi có EGR và không có EGR theo chu trình ECE R49 .................................................................................................................................................. 103 Bảng 4.4. Kết quả đo các thành phần phát thải khi có và không có bộ DOC và DPF theo chu trình thử ECE R49.............................................................................................................................. 104 Bảng 4.5. Kết quả đo các thành phần phát thải khi có và không có hệ thống giảm phát thải EGR, DOC và DPF theo chu trình thử ECE R49 .................................................................................. 105 Bảng 4.6. Kết quả đo công suất và suất tiêu hao nhiên liệu khi có và không có hệ thống giảm phát thải EGR, DOC và DPF theo13 mode của chu trình thử ECE R49 .............................................. 105 Bảng 4.7. Kết quả so sánh công suất và suất tiêu thụ nhiên liệu giữa mô phỏng và thực nghiệm của động cơ nguyên bản theo chu trình ECE R49 ............................................................................. 106 Bảng 4.8. Kết quả so sánh phát thải giữa mô phỏng và thực nghiệm theo chu trình thử ECE R49 đối với động cơ nguyên bản ....................................................................................................... 106 Bảng 4.9. Kết quả so sánh công suất và suất tiêu thụ nhiên liệu giữa mô phỏng và thực nghiệm theo chu trình ECE R49 khi áp dụng các giải pháp giảm phát thải ...................................................... 107 Bảng 4.10. Kết quả giữa mô phỏng và thực nghiệm khi áp dụng các giải pháp giảm phát thải theo chu trình ECE R49 ..................................................................................................................... 107 - viii -
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Số lượng phương tiện theo năm [31 ..............................................................................4 Hình 1.2. Số lượng xe máy trên 1000 người ở các thành phố lớn năm 2006 [31 ............................4 Hình 1.3. Số lượng phương tiện đăng ký theo năm ở Tp.Hồ Chí Minh [31 ....................................4 Hình 1.4. Số lượng phương tiện ở Hà Nội theo năm [8 .................................................................5 Hình 1.5. Số lượng phương tiện đăng ký ở Hà Nội theo năm [31 ..................................................5 Hình 1.6. Lượt vận chuyển khách b ng phương tiện công cộng giai đoạn 1979-2005 .....................6 Hình 1.7. Diễn biến hàm lượng bụi TSP trung bình 1 giờ tại một số địa điểm của Hà Nội từ 2002- 2007 [31] .......................................................................................................................................9 Hình 1.8. Diễn biến hàm lượng PM10 trung bình năm trong không khí tại Tp.Hồ Chí Minh từ 2003- 2007 [31] ..................................................................................................................................... 10 Hình 1.9. Diễn biến hàm lượng NO2 trung bình năm trong không khí tại Tp.Hồ Chí Minh từ 2003- 2007 [31] ..................................................................................................................................... 10 Hình 1.1 . Phát thải độc hại từ các loại phương tiện khác nhau ở Việt Nam [31 .......................... 10 Hình 1.11. Tiêu chuẩn khí thải đối với các xe ôtô hạng nhẹ của EU và các nước châu Á [3 ......... 11 Hình 1.12. Các giải pháp giảm phát thải PM và NOx nh m hướng tới các tiêu chuẩn châu Âu [22 .................................................................................................................................................... 14 Hình 1.13. Sơ đồ hệ thống luân hồi khí thải EGR......................................................................... 15 Hình 1.14. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống SCR [20] ..................................................... 17 Hình 1.15. Sơ đồ hệ thống LNT [35] ........................................................................................... 19 Hình 1.16. Quá trình hấp thụ NOx trong hỗn hợp nghèo [35 ....................................................... 20 Hình 1.17. Các phản ứng trong các buồng xử lý [35 ................................................................... 20 Hình 1.18. Chu trình hấp thụ và tái tạo của hệ thống LNT [35] .................................................... 21 Hình 1.19. Hiệu quả giảm phát thải độc hại trên động cơ diesel của bộ xúc tác ôxy hóa DOC [20 .................................................................................................................................................... 22 Hình 1.2 . Cấu tạo bộ xúc tác ôxy hóa DOC ................................................................................ 22 Hình 1.21. Lọc muội than trong khí thải động cơ diesel [7 .......................................................... 23 Hình 1.22. Lõi lọc DPF b ng thép lá cuộn ................................................................................... 23 Hình 1.23. Lọc khối và lọc bề mặt ............................................................................................... 24 Hình 1.24. Chiều chuyển động của dòng khí thải qua lọc khối ..................................................... 24 Hình 1.25. Bộ lọc DPF đồng thời là bộ tiêu âm ............................................................................ 24 Hình 1.26. Cấu tạo hệ thống CRT ................................................................................................ 26 Hình 1.27. Kết cấu bộ phận lọc PM ............................................................................................. 26 Hình 1.28. Sơ đồ nguyên lý hệ thống CRT................................................................................... 27 Hình 1.29. Đưa thêm glycol vào khí thải trước khi cho qua bộ xúc tác ......................................... 27 Hình 1.3 . SCRT......................................................................................................................... 28 Hình 1.31. Ảnh hưởng của luân hồi khí thải đến lượng phát thải NOx [11] ................................... 28 Hình 1.32. Phát thải HC và lưu lượng tích l y phát thải hạt tăng theo tỷ lệ luân hồi ( EGR) ...... 29 Hình 1.33. Tỷ lệ cắt giảm NOx theo các chu trình thử khác nhau (giá trị ghi trên các cột là mức phát thải theo g km trước và sau khi sử dụng hệ thống giảm phát thải).......................................... 30 Hình 1.34. Tỷ lệ cắt giảm CO theo các chu trình thử khác nhau (giá trị ghi trên các cột là mức phát thải theo g km trước và sau khi sử dụng hệ thống giảm phát thải) ................................................. 30 - ix -
Hình 1.35. Biểu đồ so sánh khả năng cắt giảm phát thải NOx theo các công nghệ khác nhau ........ 31 Hình 1.36. Hiệu quả cắt giảm phát thải theo chu trình thử ECE R49 ............................................ 31 Hình 2.1. Đặc tính các thành phần độc hại của động cơ diesel theo λ [7 ...................................... 34 Hình 2.2. Tỷ lệ của các thành phần khí thải trong động cơ diesel [4 ............................................ 34 Hình 2.3. Sự phân bố nhiên liệu tia phun [2] ................................................................................ 37 Hình 2.4. Sự hình thành HC do tôi trên thành buồng cháy [2 ...................................................... 38 Hình 2.5. Tóm tắt quá trình hình thành bồ hóng của Fusco [2] ..................................................... 40 Hình 2.6. Cơ chế trung gian về động hóa học của quá trình hình thành bồ hóng từ các phân tử aromatics [2] ................................................................................................................................ 41 Hình 2.7. Mô hình cơ chế tạo hạt bồ hóng từ aromatics và aliphatics [2 ...................................... 41 Hình 2.8. Kết cấu mô hình ống venturi trong Boost. .................................................................... 54 Hình 2.9. Một phần tử của DPF ................................................................................................... 55 Hình 2.1 . Cấu trúc của monolith ................................................................................................ 55 Hình 2.11. Sự lắng đọng bồ hóng trong các lớp............................................................................ 57 Hình 2.12. Phân bố bồ hóng ........................................................................................................ 57 Hình 2.13. Lựa chọn phản ứng tái sinh lọc của phần tử DPF trong AVL-Boost ............................ 59 Hình 3.1. Hệ thống luân hồi áp suất cao....................................................................................... 61 Hình 3.2. Hệ thống luân hồi áp suất thấp ..................................................................................... 61 Hình 3.4. Kết cấu lõi lọc DPF ...................................................................................................... 63 Hình 3.3. Kết cấu bộ xúc tác ôxy hóa DOC.................................................................................. 63 Hình 3.5. Mô hình luân hồi áp suất cao động cơ D1146TI trên AVL-Boost .................................. 65 Hình 3.6. Mô hình luân hồi áp suất thấp động cơ D1146TI trên AVL-Boost ................................ 65 Hình 3.7. Quan hệ giữa máy nén và tuabin................................................................................... 66 Hình 3.8. So sánh công suất, suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ D1146TI giữa mô phỏng và thực nghiệm......................................................................................................................................... 66 Hình 3.9. So sánh ảnh hưởng của luân hồi áp suất cao và áp suất thấp tới phát thải NOx theo chu trình ECE R49 ............................................................................................................................. 68 Hình 3.1 . Tỷ lệ luân hồi khí thải theo tốc độ và tải trọng ............................................................ 69 Hình 3.11. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph -25% tải .................. 69 Hình 3.12. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 25% tải ................. 69 Hình 3.13. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph - 50% tải ................. 70 Hình 3.14. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 50% tải ................. 70 Hình 3.15. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph - 75% tải ................. 70 Hình 3.16. Phát thải NOx và bồ hóng theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 75% tải ................. 70 Hình 3.17. Phát thải NOx ở các chế độ mô phỏng theo chu trình ECE R49 ................................... 71 Hình 3.18. Phát thải bồ hóng ở các chế độ mô phỏng theo chu trình ECE R49 ............................. 71 Hình 3.19. Mô hình mô phỏng động cơ D1146TI khi kết hợp các biện pháp giảm phát thải EGR + DOC + DPF ................................................................................................................................. 72 Hình 3.2 . Phát thải NOx ở các chế độ mô phỏng theo chu trình ECE R49 ................................... 73 Hình 3.21. Phát thải bồ hóng ở các chế độ mô phỏng theo chu trình ECE R49 ............................. 73 Hình 3.22. Sơ đồ hệ thống giảm phát thải NOx và PM.................................................................. 74 Hình 3.23. Van EGR kiểu điện từ điều khiển b ng động cơ điện một chiều không chổi than ........ 75 Hình 3.24. Bộ trao đổi nhiệt khí luân hồi ..................................................................................... 76 -x-
Hình 3.25. Hình dáng kết cấu ống venturi. ................................................................................... 76 Hình 3.26. Vị trí đặt ống khác nhau ............................................................................................. 77 Hình 3.27. Bố trí ống venturi, két làm mát khí luân hồi, bộ DOC và DPF trên động cơ ................ 78 Hình 3.28. Cấu tạo và tín hiệu trả về của cảm biến và điện áp đặt vào các pha của động cơ .......... 79 Hình 3.29. Khối vi xử lý chính .................................................................................................... 80 Hình 3.3 . Khối truyền nhận tín hiệu USB TO COM ................................................................... 81 Hình 3.31. Khối hiển thị kết quả điều khiển van luân hồi EGR..................................................... 81 Hình 3.32. Khối công suất điều khiển động cơ BLDC của van luân hồi EGR ............................... 82 Hình 3.33. Kích thước cơ bản của bộ lọc DPF ............................................................................. 82 Hình 3.34. Kích thước cơ bản của bộ xúc tác ôxy hóa DOC ......................................................... 83 Hình 3.35. Kết cấu lắp đặt bộ DOC và DPF ................................................................................. 83 Hình 3.36. Kết cấu đường thải và vị trí lắp đặt cảm biến nhiệt độ của động cơ D1146TI .............. 84 Hình 3.37. Vị trí lắp đặt bộ DOC và DPF trên đường thải trong quá trình thử nghiệm .................. 84 Hình 3.38. Kết cấu lắp đặt hệ thống giảm phát thải trên động cơ D1146TI ................................... 85 Hình 3.39. Kết cấu lắp đặt hệ thống giảm phát thải trên động cơ D1146TI lắp trên băng thử ........ 85 Hình 4.1. Sơ đồ bố trí thiết bị thử nghiệm .................................................................................... 87 Hình 4.2. Sơ đồ phòng thử động cơ ............................................................................................. 88 Hình 4.3. Sơ đồ phanh điện APA100 ........................................................................................... 88 Hình 4.4. Sơ đồ nguyên lý thiết bị làm mát nước AVL553 ........................................................... 89 Hình 4.5. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị làm mát dầu bôi trơn AVL554 .......................................... 89 Hình 4.6. Bộ điều khiển tay ga THA100 ...................................................................................... 90 Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị cân nhiên liệu 733S .......................................... 90 Hình 4.8. Mô hình tủ CEB-II ....................................................................................................... 91 Hình 4.9. Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích CO ............................................................................... 92 Hình 4.1 . Sơ đồ cấu tạo của bộ phân tích NO và NOx ................................................................. 93 Hình 4.11. Sơ đồ cấu tạo hệ thống đo HC .................................................................................... 93 Hình 4.12. Cấu hình thiết bị SPC 472 .......................................................................................... 94 Hình 4.13. Thiết bị đo độ khói AVL415 ...................................................................................... 94 Hình 4.14. Động cơ D1146TI chạy khảo nghiệm ......................................................................... 95 Hình 4.15. Quá trình lắp đặt động cơ D1146TI trên băng thử ....................................................... 95 Hình 4.16. Sơ đồ thể hiện các mode của chu trình thử ECE R49 .................................................. 96 Hình 4.17. Kết quả so sánh đặc tính ngoài động cơ D1146TI thử nghiệm với động cơ D1146TI mới .................................................................................................................................................... 97 Hình 4.18. Tỷ lệ EGR theo độ mở van EGR ở tốc độ 1400vg/ph .................................................. 97 Hình 4.19. Tỷ lệ EGR theo độ mở van EGR ở tốc độ 2000vg/ph .................................................. 97 Hình 4.2 . Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph - 25% tải .................. 98 Hình 4.21. Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 25% tải .................. 98 Hình 4.22. Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph - 50% tải .................. 98 Hình 4.23. Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 50% tải .................. 98 Hình 4.24. Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 1400vg/ph - 75% tải .................. 99 Hình 4.25. Phát thải NOx và độ khói theo tỷ lệ luân hồi ở tốc độ 2000vg/ph - 75% tải .................. 99 Hình 4.26. Phát thải NOx ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 ............................... 100 Hình 4.27. Phát thải độ khói ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 .......................... 101 - xi -
Hình 4.28. Phát thải CO ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 ................................ 101 Hình 4.29. Phát thải HC ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 ................................ 101 Hình 4.3 . Công suất động cơ ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 ....................... 102 Hình 4.31. Lượng tiêu thụ nhiên liệu ở các chế độ thử nghiệm theo chu trình ECE R49 ............. 102 Hình 4.32. Ảnh hưởng giảm phát thải NOx theo chu trình ECE R49 ........................................... 103 Hình 4.33. Ảnh hưởng giảm phát thải độ khói theo chu trình ECE R49 ...................................... 103 Hình 4.34. Ảnh hưởng giảm phát thải CO theo chu trình ECE R49 ............................................ 104 Hình 4.35. Ảnh hưởng giảm phát thải HC theo chu trình ECE R49 ............................................ 104 - xii -
MỞ ĐẦU Phương tiện giao thông vận tải đã và đang góp phần quan trọng vào quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước nhưng mặt trái của nó c ng đang gây ra những tác động xấu đến môi trường, gây nguy hại cho sức khỏe của con người và làm suy giảm chất lượng cuộc sống nhất là cuộc sống ở các đô thị lớn. Phát thải ô nhiễm từ các phương tiện tham gia giao thông hiện nay đang là một trong những tác nhân lớn nhất có ảnh hưởng đến quá trình biến đổi khí hậu. Theo đánh giá của các chuyên gia, ô nhiễm không khí ở các đô thị lớn ở nước ta như Hà Nội, Tp.Hồ Chí Minh do phương tiện giao thông gây ra chiếm tỉ lệ khoảng 70 . Trong đó hàm lượng phát thải của các phương tiện sử dụng nhiên liệu diesel chiếm một tỷ lệ đáng kể. Đối với động cơ sử dụng nhiên liệu xăng là tác nhân chính gây nên ô nhiễm CO và HC trong khi đó động cơ sử dụng nhiên liệu diesel lại là tác nhân chính gây ô nhiễm PM, NOx và SOx. Trong những năm qua cùng với sự phát triển của kinh tế đất nước nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa của người dân tăng nhanh dẫn tới số lượng các phương tiện giao thông đặc biệt là các phương tiện sử dụng nhiên liệu diesel tăng lên rất nhanh như xe buýt, xe khách, xe tải. Hàm lượng nhiều chất độc hại trong không khí từ khí thải của những loại phương tiện này đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép như PM, NOx và SOx. Những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường do những phương tiện này ở nước ta hiện nay là: - Đa phần các phương tiện này được lắp ráp trong nước hoặc nhập khẩu từ Liên Xô c , Trung Quốc, Đài Loan và Hàn Quốc, chỉ có một số lượng nhỏ được nhập từ Nhật Bản, Đức. Đa phần các xe này đều chưa lắp bộ xúc tác khí thải, rất nhiều xe đã qua sử dụng nên chất lượng động cơ rất thấp hàm lượng phát thải các chất độc hại cao. - Sự gia tăng số lượng phương tiện giao thông quá nhanh dẫn tới tình trạng quá tải và hạn chế tốc độ lưu thông của các phương tiện này. Theo báo cáo của EMBARQ (Viện Tài nguyên thế giới Mỹ) [5 thì tốc độ lưu thông trung bình của các phương tiện giao thông tại Hà Nội năm 2005 như sau: tốc độ người đi bộ là 4,0 km h, xe đạp 15,0 km h, xe máy 24,8 km/h, xe con 20,0 km/h, xe tải và xe buýt là 16 km h và tốc độ này có xu hướng giảm trong các năm tiếp theo. Tốc độ lưu thông thấp càng làm tăng tổng lượng phát thải của các phương tiện. - Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu diesel vẫn ở mức cao (0,05% S) cộng với tình trạng lái xe vận hành không theo quy trình. Tình trạng xe thường xuyên hoạt động ở chế độ quá tải cộng với chế độ bảo dưỡng không đúng định kỳ c ng là nguyên nhân góp phần làm tăng mức độ ô nhiễm của các loại phương tiện này. - Điều kiện đường sá thiếu đồng bộ, chật hẹp và có nhiều nút giao thông dẫn tới nhiều nơi thường xuyên xảy ra tình trạng tắc nghẽn cục bộ. Đồng thời chế độ vận hành của các phương tiện luôn thay đổi dẫn đến hàm lượng các chất thải độc hại trong khí thải rất cao. Hiện tượng này chúng ta thường xuyên bắt gặp khi chứng kiến quá trình tham gia giao thông của rất nhiều xe buýt, một phương tiện sử dụng nhiên liệu diesel rất phổ biến ở các đô thị lớn. -1-
Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng các giải pháp giảm phát thải cho động cơ diesel nói chung và động cơ diesel xe buýt nói riêng đang trở nên cấp thiết trong bối cảnh thực trạng phát thải của loại phương tiện này c ng như vấn đề ô nhiễm môi trường đang được cả xã hội quan tâm. Đề tài “Nghiên cứu giảm khí thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp lắp trên xe buýt” hướng tới góp phần giải quyết các yêu cầu trên đây của thực tiễn. i. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài *) Mục đích nghiên cứu Đưa ra các giải pháp công nghệ giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp. Áp dụng giải pháp để cắt giảm phát thải thành công cho động cơ diesel tăng áp của xe buýt đạt tiêu chuẩn khí thải Việt Nam. *) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Động cơ D1146TI được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu. Đây là động cơ diesel tăng áp, sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu truyền thống, hiện đang được sử dụng phổ biến trên các xe buýt tại Hà Nội. Các nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện tại Phòng thử động cơ nhiều xylanh, Phòng thí nghiệm Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Các giải pháp giảm phát thải được áp dụng trong nghiên cứu này tập trung vào giảm phát thải NOx b ng phương pháp luân hồi khí thải; giảm phát thải hạt b ng bộ lọc kết hợp với bộ chuyển đổi xúc tác. ii. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm được sử dụng xuyên suốt trong nghiên cứu này. Nghiên cứu xuất phát từ kinh nghiệm giảm phát thải cho động cơ diesel hiện đang được áp dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới. Qua đó phân tích, đánh giá và lựa chọn giải pháp kỹ thuật khả thi giảm phát thải độc hại cho động cơ diesel tăng áp lắp trên xe buýt đang lưu hành. Nghiên cứu đã sử dụng công nghệ mô phỏng 1 chiều chu trình công tác và nhiệt động học của động cơ trên phần mềm AVL-Boost để đánh giá về mặt lý thuyết các giải pháp giảm phát thải nh m lựa chọn giải pháp khả thi áp dụng cho động cơ nghiên cứu. Thiết kế và chế tạo hệ thống luân hồi khí thải và xử lý giảm phát thải cho động cơ diesel lắp trên xe buýt đang lưu hành. Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá khả năng ứng dụng các công nghệ giảm phát thải độc hại như luân hồi khí thải (EGR), xúc tác ôxy hóa (DOC) và lọc phát thải hạt (DPF) trên động cơ và mức độ giảm phát thải độc hại, c ng như các ảnh hưởng của việc sử dụng các giải pháp giảm phát thải độc hại đến tính năng kinh tế, kỹ thuật của động cơ. iii. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Lần đầu tiên ở Việt Nam sử dụng phương pháp nghiên cứu mô phỏng kết hợp với thực -2-
nghiệm trên các thiết bị hiện đại, đồng bộ đưa ra được giải pháp khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam để giảm đồng thời các thành phần phát thải độc hại của động cơ diesel ôtô đang lưu hành. Giải pháp cắt giảm phát thải này bao gồm: Luân hồi khí thải (luân hồi áp suất thấp) nh m giảm phát thải NOx, bộ lọc phát thải hạt (DPF) nh m giảm phát thải hạt (PM) và bộ chuyển đổi xúc tác (DOC) được lắp đặt ngay trước bộ DPF nh m mục đích cắt giảm phát thải hyđrô cácbon (HC), mônôxit cácbon (CO) và đồng thời chuyển đổi thành phần phát thải NO thành NO2 làm chất xúc tác giảm nhiệt độ đốt cháy muội than trong bộ lọc hạt, qua đó nâng cao hiệu quả quá trình tái sinh liên tục bộ lọc hạt. Các phương pháp luân hồi khí thải áp dụng cho động cơ diesel tăng áp đã được nghiên cứu b ng mô phỏng và thực nghiệm. Theo đó, hai hệ thống luân hồi đã được đề xuất gồm luân hồi áp suất thấp và luân hồi áp suất cao. Thực tế thử nghiệm trên băng thử cho thấy luân hồi áp suất thấp cho phép đạt được tỷ lệ luân hồi lớn, đảm bảo được tiêu chí cắt giảm phát thải NOx. Đây là hệ thống được lựa chọn để giảm phát thải NO x trên động cơ thử nghiệm. Các kết quả của luận án có giá trị về phương pháp luận trong việc ứng dụng công nghệ giảm phát thải độc hại trong khí thải động cơ diesel ở điều kiện Việt Nam. Kết quả nghiên cứu góp phần định hướng giải quyết vấn đề bức xúc của thực tiễn về ô nhiễm không khí do phương tiện giao thông sử dụng động cơ diesel, đặc biệt là động cơ diesel xe buýt. Giải pháp và hệ thống cắt giảm phát thải cho động cơ diesel sau khi hoàn thiện và thử nghiệm đánh giá độ bền và thử nghiệm hiện trường có thể đưa vào sử dụng đại trà trong thực tế, góp phần cải thiện chất lượng phát thải của loại động cơ này và cải thiện chất lượng không khí đô thị nói chung. iv. Các nội dung chính trong đề tài Thuyết minh của đề tài được trình bày gồm các phần như sau:  Mở đầu  Chương 1. Tổng quan  Chương 2. Lý thuyết về sự hình thành và cơ sở tính toán phát thải độc hại động cơ diesel  Chương 3. Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống luân hồi khí thải và lắp lọc bụi khói cho động cơ diesel tăng áp  Chương 4. Thực nghiệm và đánh giá  Kết luận chung và phương hướng phát triển. -3-
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Sự phát triển phƣơng tiện giao thông ở Việt Nam Trong những năm gần đây, số lượng phương tiện tăng lên một cách nhanh chóng (hình 1.1) [31] kéo theo sức ép ngày càng lớn đối với môi trường đô thị. Tính đến 31 10 2009, số lượng xe máy đã đạt con số 27,234 triệu chiếc, số lượng ô tô đạt 1.092.614 chiếc [3]. thời điểm hiện tại, số lượng xe máy theo ước tính đã đạt con số 34 triệu chiếc. Phương tiện giao thông tập trung chủ yếu ở các thành phố lớn như Tp.Hồ Chí Minh, Hà Nội (hình 1.2). nh 1.1. ố lượng phư ng tiện theo năm [31] nh 1.2. ố lượng xe máy trên 1000 ngư i các nh 1.3. ố lượng phư ng tiện đăng k theo thành phố l n năm 2006 [31] năm Tp.H Chí inh [31] Theo kết quả báo cáo trên hình 1.3 cho thấy số lượng phương tiện đăng ký và quản lý ở Tp.Hồ Chí Minh vượt con số 3,1 triệu chiếc (8 2006) chưa kể tới những phương tiện đăng ký ở các tỉnh nhưng lưu hành ở thành phố, trong đó có trên 2,8 triệu xe máy (91 ) và 0,3 triệu ôtô. Đây c ng là thành phố chiếm tới 1 4 tổng số phương tiện ở Việt Nam [31]. Hà Nội c ng là một thành phố có tốc độ phát triển số lượng phương tiện giao thông đường bộ ở mức cao, tốc độ tăng trưởng phương tiện h ng năm là 11 đối với ô tô và 15 đối với xe máy (hình 1.4 và 1.5) [8], [31]. -4-
nh 4 ố lượng phư ng tiện Hà Nội theo năm [8] nh 5. ố lượng phư ng tiện đăng k Hà Nội theo năm [31] Hầu hết các phương tiện giao thông đô thị đều là phương tiện cá nhân. Giao thông công cộng ở Tp.Hồ Chí Minh chỉ đáp ứng không quá 5 nhu cầu giao thông. Trên 70 dân số sử dụng phương tiện cá nhân, chủ yếu là mô tô, xe máy. Mặc dù số lượng ôtô cá nhân tăng lên rất nhanh trong những năm gần đây, mô tô xe máy vẫn chiếm đa số, ở Tp.Hồ Chí Minh, trên 98 hộ gia đình sở hữu 1 hoặc hơn 1 mô tô xe máy. Hà Nội, số lượng xe máy chiếm trên 87 phương tiện giao thông. Xe đạp, loại phương tiện thân thiện với môi trường giảm mạnh. Dịch vụ giao thông công cộng ở Hà Nội bao gồm xe buýt, taxi, xe ôm, tuy nhiên tỷ lệ giao thông công cộng chỉ chiếm một phần nhỏ của giao thông đô thị [31]. Phương tiện lưu hành ở Việt Nam bao gồm nhiều loại, có nhiều phương tiện đã c , tiêu thụ nhiên liệu lớn, ồn và phát thải độc hại rất cao. Thực hiện Nghị định 92 2001 NĐ- CP ngày 11 12 2001 về điều kiện kinh doanh vận tải b ng ôtô và Nghị định 23 2004 NĐ- CP ngày 13 01 2004 về niên hạn sử dụng ôtô tải và ôtô chở người, số lượng phương tiện quá c đã được giảm đi đáng kể. Tuy nhiên, chất lượng của phương tiện luôn nhận được sự quan tâm lớn, đặc biệt là khi tiêu chuẩn khí thải Euro 2 được triển khai áp dụng từ 1/7/2007. -5-
Hệ thống giao thông công cộng ở Hà Nội tồn tại ở 2 dạng. Một dạng được tổ chức tốt, hoạt động theo tuyến và có khả năng vận chuyển số lượng hành khách lớn. Dạng còn lại là những hệ thống định hướng vùng gồm taxi và xe ôm. Hệ thống giao thông công cộng từng được phát triển khá tốt trước thời kỳ đổi mới (trước năm 1986) với phương tiện giao thông công cộng chủ yếu là xe buýt và tàu điện. Từ năm 1989, hệ thống tàu điện được dỡ bỏ, giao thông công cộng giảm mạnh. Từ năm 2001, hệ thống giao thông công cộng b ng xe buýt được khôi phục lại và phát triển khá mạnh (hình 1.6) [25]. nh ượt vận chuy n khách b ng phư ng tiện công cộng giai đoạn 1979-2005 Tắc nghẽn giao thông là một trong những vấn đề diễn ra h ng ngày ở các thành phố lớn. Tắc nghẽn giao thông làm gia tăng phát thải và tiếng ồn, gây ô nhiễm nặng nề và nhiều hệ lụy khác. Hà Nội, diện tích đất dành cho mục đích giao thông ở nội đô chỉ chiếm 7 tổng diện tích của thành phố (ở Tp.Hồ Chí Minh là 13,42 ). các nước phát triển, diện tích đất dùng cho mục đích giao thông thường n m trong dải từ 20 † 25 tổng diện tích đô thị (chưa kể đến diện tích dành cho giao thông dưới lòng đất). Các nguyên nhân khác gây ra tình trạng trên đó là sự bố trí không hợp lý mạng lưới giao thông, ví dụ như hầu hết mạng lưới giao thông đều tồn tại các điểm giao cắt, đường chật hẹp, không được phân làn và không có kiểm soát các khu dân cư và hoạt động dịch vụ dọc theo các tuyến đường, c ng như sự nhiễu loạn trong các hoạt động xây dựng kết hợp với việc nâng cấp cơ sở hạ tầng như bảo trì đường sá, đặt cáp ngầm, hệ thống cấp nước Hiện nay, tổng số phương tiện trên các tuyến buýt nội đô Hà Nội là 940 xe hiện đang hoạt động trên 60 tuyến, sức chứa từ 24 đến 80 chỗ (bảng 1.1). Hầu hết phương tiện hoạt động trên các tuyến là xe từ 45 chỗ trở lên, có 38 xe có sức chứa 80 chỗ và 46 xe có sức chứa 60 chỗ, chỉ có 3 tuyến chạy xe dưới 30 chỗ với lượng xe chiếm 4% tổng số xe. Các mác xe sử dụng chủ yếu là Daewoo, Transinco, Mercedes, Huyndai, Thaco [1]. -6-
Trong tổng số 12 tuyến kế cận (bao gồm các tuyến Hà Tây c ), có 255 xe hoạt động. Phương tiện chủ yếu là xe 40 † 60 chỗ, thiết kế giống xe buýt nội đô, có chỗ đứng cho hành khách. Mạng lưới tuyến phát triển không ngừng, dần dần phủ kín khu vực nội thành và vươn ra những đô thị vệ tinh. Năm 2001 toàn mạng có tổng số 31 tuyến, đến nay đã có 60 tuyến buýt nội đô. Sản lượng vận chuyển hành khách không ngừng tăng lên: từ năm 2001 sản lượng khách vận chuyển đạt 15,3 triệu lượt hành khách, đến năm 2007 đạt gần 350 triệu lượt hành khách. Tổng số phương tiện xe buýt năm 2001 là 262 thì đến năm 2007 tăng lên thành 1.195 xe, chủ yếu là các loại xe có sức chứa trung bình và lớn. Bảng ố lượng phư ng tiện hoạt động trên mạng lư i Tổng số TT Nội dung Mác xe Số xe có chỗ(chỗ) I 44 tuyến đặt hàng 722 Daewoo, Mercedes, Thaco, 1 Loại 80 chỗ 305 24.400 Huyndai Daewoo B60, BS090DL, 2 Loại 60 chỗ 292 17.520 BS 090 3 Loại 45 chỗ Transinco 50 2.250 4 Loại 30 chỗ Transinco 37 1.110 5 Loại 24 chỗ Huyndai 38 912 II 16 tuyến xã hội hóa 218 Daewoo, Hàn Quốc, 1 Loại 80 chỗ 67 5.360 Transinco B80 Thaco, Transinco, Daewoo 2 Loại 60 chỗ 137 8.220 BS090DL 3 Loại 30 chỗ Daewoo 14 420 III 12 tuyến kế cận (40 - 60 chỗ) Daewoo, Transinco 255 12.750 Tổng cộng 1.195 72.942 1.2. Tổng quan về ô nhiễm môi trƣờng do phát thải của phƣơng tiện giao thông 1.2.1. Các thành phần độc hại trong khí thải của động cơ Sản phẩm cháy được thải ra từ động cơ đốt trong gồm ôxit nitơ (NOx), mônôxit cácbon (CO), hyđrô cácbon (HC), chất thải hạt (PM) và anđêhit, là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm không khí. Động cơ đốt trong là nguồn đóng góp xấp xỉ một nửa lượng chất ô -7-