[123doc] - nghien-cuu-danh-gia-tinh-kinh-te-ky-thuat-va-cac-chat-phat-thai-cua-xe-gan-may-su-dung-nhien-lieu-xang-e5.pdf

1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT
VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY
SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5
LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Đà Nẵng, 2018

2. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT
VÀ CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY
SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5
Chuyên ngành : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mã số : 60520116
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ VĂN TỤY
Đà Nẵng, 2018

3. LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan luận văn Thạc Sỹ “ Nghiên cứu đánh giá tính kinh tế kỹ thuật và các
chất phát thải xe gắn máy sử dụng nhiên liệu xăng E5 ” l công tr nh nghi n cứu của ri ng
tôi C c số liệu, ết quả n u trong luận văn l trung thực v chuẩn t ng đƣợc ai công ố trong
ất công tr nh n o h c Tất cả những tham hảo v ế th a đều đƣợc tr ch n v tham
chiếu đ y đủ
Đ Nẵng, ngày 28 tháng 07 năm 2018.
T c giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
NGUYỄN TRẦN TRUNG HIẾU

4. NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ CÁC CHẤT
PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG E5
Tóm tắt Luận Văn:
Hiện nay, tất cả các nước trên thế giới, từ các nước tiên tiến đến các nước đang
phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trường và sự cạn
kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống;
Các tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong có thể làm cho cơ
thể bị thiếu oxy, nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn, gây viêm, ho, khó thở và làm hủy hoại
các tế bào cơ quan hô hấp, mất ngủ, gây ra căn bệnh ung thư máu, gây rối loạn hệ thần
kinh, gây ra các bệnh về gan và làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ. Ngoài ra khí thải động
cơ còn làm thay đổi nhiệt độ khí quyển và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái toàn cầu;
Thế giới ngày nay đã bị lệ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ nhưng trữ lượng dầu mỏ
sắp cạn kiệt. Trong lúc nhân loại chưa có một thứ nhiên liệu nào có thể thay thế được
xăng dầu hoàn toàn. Để khắc phục tình trạng trên, có nhiều giải pháp đã được công bố
trong những năm gần đây như là tập trung là hoàn thiện quá trình cháy động cơ, sử dụng
các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô như LPG, khí thiên nhiên NG, methanol,
ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, năng lượng mặt trời.
At present, all countries in the world including developed anddeveloping countries
are concerned about environmental pollution and the depletion of traditional fuels.
The harms of pollutants in the exhaust gas of internal combustion engines
can trigger humans to suffer from hypoxia, headache, dizziness, nausea, inflammation,
coughing, and dyspnea as well as damage respiratory organs, which
lead to insomnia, and blood cancer, neurological disorders, liver diseases and children
mental retardation. In addition, engine exhaust also changes the atmospheric temperature
and affects the global ecological environment.
The world is currently too dependent on oil; however, the oil reserves are running out
whereas humans have not deployed anyfuel that can replace gasoline completely. To
overcome this obstacle, many recommendations have been made in recent
years including completing the engine combustion process, and using alternative fuels for
cars such as LPG, NG, methanol, ethanol, biodiesel, electricity, fuel
cells, and solar power.
As a result, the topic of "Research and Evaluation
of Technical Economics and Emission of Motorcycles Using E5 Fuel" is of scientific and
practical significance.

5. MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................................
TÓM TẮT..........................................................................................................................
Bảng danh mục các thuật ngữ viết tắt ...............................................................................
Bảng danh mục các hình....................................................................................................
Bảng danh mục các bảng biểu...........................................................................................
Mở đ u.............................................................................................................................1
I. Lý do chọn đề tài..........................................................................................................1
II. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................1
III Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vị nghiên cứu ......................................................1
IV Phƣơng ph p nghiên cứu.......................................................................................1
V. Trang thiết bị nghiên cứu........................................................................................2
VI. Cấu trúc nội dung luận văn ...................................................................................2
VII. Kết luận và triển vọng..........................................................................................2
VIII. Tài liệu tham khảo ..............................................................................................2
Chƣơng 1: TỔNG QUAN .............................................................................................3
1.1. LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI.........3
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .10
1.2.1. Tình hình sử dụng xe máy trên thế giới...........................................................10
1.2.2. Tình hình sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam ..................................................11
1.3. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG & SỬ DỤNG XĂNG E5 Ở VIỆT NAM12
1.3.1 Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ở Việt Nam..........................................................12
1.3.2 Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 ở Việt nam ............................12
1.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG......................................................................................15
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................16
2 1 PHƢƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE GẮN MÁY.............................20
2.1.1 Các lực cản chuyển động của xe gắn máy........................................................20
2.1.2 Lực éo v đặc t nh động lực học xe gắn máy.................................................20
2 2 PHƢƠNG TRÌNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU XE GẮN MÁY .........................20
2.2.1 KHái niệm tiêu hao nhiên liệu & phƣơng tr nh ti u hao nhi n liệu ô tô..............20
2.1.2. Các yếu tố ảnh hƣớng đến tiêu hao nhiên liệu ô tô .............................................21
2 2 CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG
CƠ ĐÁNH LỬA CƢỠNG BỨC...............................................................................24

6. 2 2 1 Cơ chế hình thành COx ...................................................................................24
2 2 2 Cơ chế hình thành NOx.......................................................................................24
2 2 3 Cơ chế hình thành khí HC (Hydrocacbure) ........................................................25
2.2.3 Ảnh hƣởng của tính chất nhiên liệu đến các phát thải chất ô nhiễm....................27
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM .............................................................29
3.1 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM...........................................29
3.1.1 Nội dung thử nghiệm........................................................................................29
3 1 2 Phƣơng ph p thử nghiệm và các chế độ vận hành ...........................................29
3.2 THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM ..................................................................................32
3.2.1 Xe thử nghiệm ..................................................................................................32
3.2.2 Nhiên liệu thử nghiệm......................................................................................32
3 2 3 Băng thử động lực học CD-20"........................................................................34
3.2.4 Thiết bị đo lực kéo............................................................................................34
3.2.5 Thiết bị đo tốc độ..............................................................................................35
3.2.6 Thiết bị đo ti u hao nhi n liệu..........................................................................36
3.2.7 Thiết bị lấy m u và phân tích khí xả ................................................................37
3.2.8 Dụng cụ đo lực cản lăn v lực cản không khí ..................................................37
3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM .................................................................................38
3.3.1 Kết quả đo lực cản và lực cản gió theo tốc độ..................................................38
3.3.2 Kết quả đo lực kéo theo tốc độ.........................................................................38
3.3.3 Kết quả đo ti u hao nhi n liệu..........................................................................40
3.3.4 Kết quả đo c c th nh ph n khí xả.....................................................................42
3.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG......................................................................................49
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH SO SÁNH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ..................................49
4 1 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ LỰC CẢN XE HONDA SUPPERDREAM ................50
4 2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÔNG SUẤT XE GẮN MÁY KHI SỬ
DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 SO VỚI XĂNG RON92 .......................53
4 3 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TĂNG TỐC XE GẮN MÁY KHI SỬ
DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 SO VỚI XĂNG RON92 .......................56
4.3.1 Đ nh gi so s nh gia tốc xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 .............................56
4.3.2 Đ nh gi so s nh thời gian tăng tốc xe khi sử dụng xăng pha cồn E5 ............60
4 4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU XE GẮN MÁY
HONDA SUPPERDREAM KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU E5 .................................64

7. 4 5 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SO SÁNH CÁC CHẤT KHÍ XẢ XE GẮN MÁY KHI
SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG PHA CỒN E5 .........................................................69
4.5.1 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Monoxide Carbon CO của xe khi sử dụng
xăng pha cồn E5 so với xăng RON92 .......................................................................69
4.5.2 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Dioxide Carbon CO2 của xe khi sử dụng
xăng pha cồn E5 so với xăng RON92.......................................................... 74
4.5.3 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải HydroCarbon HC của xe khi sử dụng xăng
pha cồn E5 so với xăng RON92 ................................................................................78
4.5.4 Đ nh gi so s nh chất khí phát thải Ni-tơ của xe khi sử dụng xăng pha cồn E5
so với xăng RON92 ...................................................................................................82
4.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG...........................................................................................86
KẾT LUẬN CHUNG....................................................................................................88
Tài liệu tham khảo .........................................................................................................89

8. BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1. Xe gắn máy Michaux-Perreaux......................................................................3
Hình 1. 2. Xe gắn m y hơi nƣớc Roper...........................................................................4
Hình 1. 3. Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản ........5
Hình 1. 4. Mô h nh động cơ đồng hổ quả lắc..................................................................7
Hình 1. 5. Nguyên m u chiếc Reitwagen........................................................................7
Hình 1. 6. Biểu đồ phân bố lƣợng xe ô tô và xe gắn m y c c nƣớc trên thế giới .........11
H nh 2 1 Sơ đổ tổng quát lực và mô men tác dụng l n ô tô……………………… ...16
Hình 2. 2. Sự phụ thuộc nồng độ NO theo nhiệt độ......................................................25
Hình 2. 3. Các mạch liên kết hóa học của Hy rocac on thơm ....................................28
Hình 3. 1. Phòng thử xe gắn máy - PTN Động cơ đốt trong - ĐHBK H Nội…… 32
H nh 3 2: Nguy n lý đo lực kéo ...................................................................................35
Hình 3. 3. Cấu tạo của cảm biến tốc độ.........................................................................35
Hình 3. 4.Tín hiệu xung đ u ra của cảm biến tốc độ.....................................................36
Hình 3. 5. Thiết bị đo ti u hao nhi n liệu cho xe gắn máy............................................36
Hình 3. 6. Diễn biến giảm tốc độ hi xe lăn trơn tr n đƣờng........................................38
Hình 3. 7. Diễn biến lực éo xe Hon a SupperDream hi đo 02 loại nhiên liệu
RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.6) ....................................40
Hình 3. 8. Diễn biến lƣợng tiêu hao nhiên liệu xe Honda SupperDream khi thử nghiệm
02 loại xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng
3.7).................................................................................................................................41
Hình 3. 9. Diễn biến lƣợng khí xả CO t xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02
loại nhiên liệu: xăng RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo
bảng 3.8) ........................................................................................................................43
Hình 3. 10. Diễn biến lƣợng khí xả CO2 t xe gắn m y hi đo 02 loại xăng RON92, E5
tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.9) ........................................................44
Hình 3. 11. Diễn biến lƣợng khí xả HC t xe gắn máy khi thử nghiệm 02 loại xăng
RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.10) ..................................46
Hình 4. 1. Hàm biểu thị quan hệ V(t) = f(t) khi xe gắn m y lăn trơn ...........................50
Hình 4. 2. Diễn biến quan hệ lực cản của xe phụ thuộc theo tốc độ Fc = f(V).............50
Hình 4. 3. Diễn biến công suất kéo của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại
nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu đƣợc chú thích theo
bảng 4.2) ........................................................................................................................54
H nh 4 4 Đồ thị diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại
nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.4)..........58
H nh 4 5 Đồ thị diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại
nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.5)..........62

9. H nh 4 6 Đồ thị diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu riêng g [g/kW.h] của xe Honda
SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu: xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-
20” (c c hiệu theo bảng 4.6)......................................................................................64
Hình 4. 7. Diễn biến lƣợng tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi thử
nghiệm 02 loại xăng RON92, E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.7)...67
H nh 4 8 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon riêng CO_p[%/kW]
của xe Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống
RON92, xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.8) .............69
Hình 4. 9. Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon CO_v[%/(km/h)] của xe
Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92,
xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.9)............................71
H nh 4 10 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng CO2_p[%/ W] của xe
Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92,
xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.10)..........................73
Hình 4. 11. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ CO2_v[%/( m/h)] của xe Honda
SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học E5 trên
ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.11)..............................................................75
Hình 4. 12. Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon HC_v[ppm/(km/h)] của xe
Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng truyền thống RON92,
xăng sinh học E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.13)..........................79
H nh 4 13 Đồ thị diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng NOx_p[ppm/ W] của xe
Honda SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học
E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.14).................................................81
Hình 4. 14. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ NOx_v[ppm/( m/h)] của xe Honda
SupperDream khi thử nghiệm 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng sinh học E5 trên
ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 4.15)..............................................................83

10. BẢNG DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 3. 1. Kết quả phân t ch xăng RON92 v Ethanol gốc..........................................33
Bảng 3. 2. Kết quả phân tích nhiên liệu Gasohol E5.....................................................33
Bảng 3. 3. các thông số kỹ thuật cơ ản của ăng thử xe gắn m y CD 20“ .................34
Bảng 3. 4 .Các thông số kỹ thuật của bộ đo nhi n liệu tr n ăng thử CD-20“ .............37
Bảng 3. 5. Diễn biến tốc độ xe giảm theo thời gian thực hi lăn trơn xe Hon a
SupperDream II tr n đƣờng thử ....................................................................................38
Bảng 3. 6. Diễn biến lực kéo theo tốc độ của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại
nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“..............................................39
Bảng 3. 7.. Diễn biến tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại
nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“..............................................41
Bảng 3. 8. Diễn biến kết quả đo CO thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại
nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“..............................................42
Bảng 3. 9. Diễn biến kết quả đo CO2 thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02
loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“.......................................43
Bảng 3. 10. Diễn biến kết quả đo HC thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02
loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“.......................................45
Bảng 3. 11. Diễn biến kết quả đo NOx thải ra t xe Honda SupperDream khi chạy 02
loại nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“.......................................46
Bảng 3. 12. Diễn biến lƣợng khí xả NOx t xe gắn m y hi đo 02 loại xăng RON92,
E5 tr n ăng thử CD-20” (c c hiệu theo bảng 3.11).................................................47
Bảng 4. 1. Kết quả t nh V/ t v Fc hi lăn trơn xe Hon a SupperDream………… 51
Bảng 4. 2. Diễn biến công suất kéo của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên
liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“..........................................53
Bảng 4. 3Diễn biến mức độ tăng(+)/giảm(-) công suất kéo của xe Honda SupperDream
khi chạy 02 loại nhiên liệu E5 so với xăng RON92......................................................54
Bảng 4. 4. Diễn biến gia tốc của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu
xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“.................................................55
Bảng 4. 5. Diễn biến thời gian tăng tốc của xe Honda SupperDream khi chạy 02 loại
nhiên liệu xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“..............................................59
Bảng 4. 6. Diễn biến suất tiêu hao nhiên liệu riêng của xe Honda SupperDream khi
chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử CD-20“............63
Bảng 4. 7. Diễn biến lƣợng tiêu hao nhiên liệu của xe Honda SupperDream khi chạy
02 loại xăng RON92, xăng E5 tr n ăng thử CD-20“...................................................65
Bảng 4. 8. Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon riêng CO_p[%/kW] của xe
Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên
ăng thử CD-20“ ...........................................................................................................68

11. Bảng 4. 9. Diễn biến chất khí phát thải monoxide-carbon CO_v[%/(km/h)] của xe
Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên
ăng thử CD-20“ ...........................................................................................................70
Bảng 4. 10. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng CO2_p[%/ W] của xe Honda
SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử
CD-20“...........................................................................................................................72
Bảng 4. 11. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ CO2_v[%/( m/h)] của xe Honda
SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử
CD-20“...........................................................................................................................74
Bảng 4. 12. Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon riêng HC_p[ppm/kW] của xe
Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên
ăng thử CD-20“ ...........................................................................................................76
Bảng 4. 13. Diễn biến chất khí phát thải Hydro-carbon HC_v[ppm/(km/h)] của xe
Honda SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 trên
ăng thử CD-20“ ...........................................................................................................78
Bảng 4. 14. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ ri ng NOx_p[ppm/ W] của xe Honda
SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử
CD-20“...........................................................................................................................80
Bảng 4. 15. Diễn biến chất khí phát thải Ni-tơ NOx_v[ppm/( m/h)] của xe Honda
SupperDream khi chạy 02 loại nhiên liệu xăng RON92, xăng pha cồn E5 tr n ăng thử
CD-20“...........................................................................................................................82

12. 1
MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, tất cả c c nƣớc trên thế giới, t c c nƣớc tiên tiến đến c c nƣớc đang
phát triển và chậm phát triển đang rất quan tâm đến vấn đề ô nhiễm môi trƣờng và sự
cạn kiệt nguồn nhiên liệu truyền thống;
Các tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong có thể làm cho
cơ thể bị thiếu oxy, nhức đ u, chóng mặt, buồn nôn, gây viêm, ho, khó thở và làm hủy
hoại các tế o cơ quan hô hấp, mất ngủ, gây ra căn ệnh ung thƣ m u, gây rối loạn hệ
th n kinh, gây ra các bệnh về gan và làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ. Ngoài ra khí
thải động cơ còn l m thay đổi nhiệt độ khí quyển và ảnh hƣởng đến môi trƣờng sinh
thái toàn c u;
Thế giới ng y nay đã ị lệ thuộc quá nhiều vào d u mỏ nhƣng trữ lƣợng d u mỏ
sắp cạn kiệt. Trong lúc nhân loại chƣa có một thứ nhiên liệu nào có thể thay thế đƣợc
xăng u hoàn toàn. Để khắc phục tình trạng trên, có nhiều giải ph p đã đƣợc công bố
trong những năm g n đây nhƣ l tập trung là hoàn thiện qu tr nh ch y động cơ, sử
dụng các loại nhiên liệu không truyền thống cho ô tô nhƣ LPG, h thi n nhi n NG,
methanol, ethanol, biodiesel, điện, pin nhiên liệu, năng lƣợng mặt trời.
Vì vậy, đề tài “NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÍNH KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ
CÁC CHẤT PHÁT THẢI CỦA XE GẮN MÁY SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG
E5” l có ý nghĩa hoa học và thực tiễn.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề t i hƣớng đến việc đ nh gi t nh inh tế kỹ thuật và các chất
phát thải gây ô niễm môi trƣờng của xe gắn máy sử dụng nhiên liệu sinh học
xăng E5 hi thử nghiệm xe tr n ăng thử xe gắn máy.
III. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vị nghiên cứu
* Đối tƣợng nghiên cứu: nhiên liệu xăng sinh học E5 sử dụng trên xe gắn máy
* Phạm vi nghiên cứu : Chỉ giới hạn nghiên cứu tính kinh tế kỹ thuật và các
chất phát thải ô nhiễm của xe gắn máy khi chạy xe tr n ăng thử xe gắn máy.
IV. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm, trong đó ƣu ti n
nghiên cứu thực nghiệm để đ nh gi t nh inh tế kỹ thuật và các chất phát thải ô
nhiễm của xe gắn máy.

13. 2
V. Trang thiết bị nghiên cứu
- Sử dụng ăng thử xe gắn máy.
- Sử dụng xe gắn máy hiệu HONDA SUPERDREAM 100cc để thử nghiệm.
VI. Cấu trúc nội dung luận văn
Ngoài ph n mở đ u và kết luận, dự kiến nội dung luận văn gồm có 4 chƣơng
đƣợc bố trí theo cấu trúc nhƣ sau :
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 3 : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
VII. Kết luận và triển vọng
+ Những kết quả đạt đƣợc của đề tài
+ Những hạn chế của đề tài
+ Hƣớng ph t triển đề t i trong tƣơng lai
VIII. Tài liệu tham khảo

14. 3
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI
Ý tƣởng xe gắn m y ƣờng nhƣ đã xảy ra với rất nhiều kỹ sƣ v nh ph t minh,
đặc biệt là ở Châu Âu sau sự ra đời của c c ph t minh mang t nh đột ph nhƣ: Động cơ
hơi nƣớc (James Watt), động cơ điện (Michael Fara ay), xe đạp, động cơ đốt trong
(Etienne Lenoir), … Trong hoảng cuối thế kỷ 18 và nữa đ u thế kỷ 19 Ý tƣởng trên
đã đƣợc thực hiện bằng việc cho ra đời những m u “xe đạp gắn động cơ” v o hoảng
nữa cuối thế kỷ 19, đ nh ấu mốc cho lịch sử phát triển của xe gắn máy. Hình 1.1. Xe
gắn máy Michaux-Perreaux năm 1868 tại Pháp.
Hình 1.1. Xe gắn máy Michaux-Perreaux
Chiếc xe đạp gắn động cơ hơi nƣớc Michaux-Perreaux là xe gắn m y đ u tiên ra
đời tại Pháp do Pierre Michaux và Louis-Guillaume Perreaux thực hiện. Pierre
Michaux (25/6/1813 - 1883) là một thợ rèn, ngƣời cung cấp phụ tùng cho các xe
thƣơng mại Paris trong những năm 1850 v năm 1860 Louis-Guillaume Perreaux
(19/2/1816 - 05/4/1889) là kỹ sƣ Ph p, ngƣời đã thiết kế chiếc xe đạp gắn động cơ hơi
nƣớc sử dụng nhiên liệu cồn đ u tiên tại Pháp. Chiếc xe của họ đã đƣợc cấp bằng sáng
chế v o năm 1868 v năm 1869 đã đƣợc trình bày cho công chúng.
Cho tới nay v n còn tồn tại một số tranh cãi về tác giả của chiếc xe này do ghi
nhận về tuổi của Perreaux trong bằng sáng chế. Tuy nhiên, ph n lớn đều công nhận là
xe gắn máy Michaux-Perreaux. Hiện tại, bản gốc duy nhất chiếc Michaux-Perreaux
đƣợc lƣu giữ tại bảo tàng Ile-de-France

15. 4
Chiếc Michaux-Perreaux bao gồm khung bằng sắt rèn, thiết kế theo dạng khung xe
đạp có sửa đổi cho yên ngồi nâng lên tạo khoảng trống để lắp động cơ hơi nƣớc nhỏ.
B n đạp gắn ở nh trƣớc xe đạp v n đƣợc giữ lại t xe đạp B nh xe trƣớc lớn hơn
nh sau, đều làm bằng gỗ bọc sắt rèn, nan hoa bằng sắt rèn. Động cơ đƣợc gắn trên
thanh dọc của khung nghiêng một góc 45 độ, đằng sau nó l lò hơi v c c thùng nhi n
liệu, nƣớc Đó l động cơ hơi nƣớc một xi-lanh làm bằng đồng mạ (động cơ đốt
ngoài), công suất 0,5 mã lực. Chuyển động của động cơ đƣợc truyền cho bánh sau theo
cơ cấu gồm bánh ròng rọc và dây cu roa. Tuy nhiên, chiếc xe đ u tiên v n chƣa có ộ
phận giảm sóc và phanh.
Khi điều khiển chiếc Michaux-Perreaux, trƣớc ti n ngƣời ta châm lửa cho nhiên
liệu cồn ch y để đun cho nƣớc sôi và chuyển th nh hơi, sau đó ngƣời điều khiển lên
yên ngồi v ùng chân đạp n đạp cho xe chuyển động về ph a trƣớc l m tăng p suất
hơi nƣớc ở xi lanh để động cơ hoạt động kéo xe chạy. Vận tốc tối đa của Michaux-
Perreaux lúc bấy giờ đạt 15km/h.
Hình 1.2. Xe gắn m y hơi nƣớc Roper năm 1869 tại Mỹ.
Hình 1.2. Xe gắn máy hơi nước Roper
Xe đạp gắn m y hơi nƣớc đ u tiên tại Ph p ra đời không lâu thì tại Mỹ, v o năm
1869, Sylvester H.Roper giới thiệu l n đ u tiên chiếc xe gắn động cơ hơi nƣớc của
mình tại Massachusetts. Sylvester Howard Roper (1823 - 1896) là một nhà phát minh
sung mãn trên nhiều lĩnh vực. Hiện tại, nguyên m u chiếc xe gắn m y hơi nƣớc
Roper1869 đƣợc lƣu giữ tại Viện Smithsonian Hoa Kì.

16. 5
Chiếc Roper v n là sự kết hợp động cơ hơi nƣớc với xe đạp nhƣng vị trí lắp động
cơ đƣợc đặt giữa hai nh nhƣ xe gắn máy hiện đại. Về kết cấu, Roper bao gồm khung
xe bằng thép, thiết kế theo dạng hung xe đạp có 2 bánh bằng nhau. Khoảng cách giữa
trục nh trƣớc và bánh sau là 49 inch. Hai bánh xe bằng gỗ bọc thép ở mặt ngoài, có
đƣờng nh 34 inch Treo ƣới yên ngồi là một nồi hơi ùng than, gắn liền với khung
nhờ cặp lò xo. Ở phía bánh sau, trên mỗi bên của khung lặp một bộ piston xilanh, có
ống d n thông với lò hơi Ngo i ra, một ống khói ngắn của nồi hơi ựng lên t phía
sau yên xe.
Chuyển động của động cơ đƣợc truyền cho nh sau theo cơ cấu thanh truyền-tay
quay. Chỗ để chân đƣợc gắn v o hai đ u trục trƣớc. Roper có công suất động cơ 0,5
mã lực và tốc độ đạt đƣợc 16 m/h Roper đƣợc đ nh gi l có nhiều t nh năng xe m y
hiện đại, bao gồm một dây cáp gắn liền với tay lái vận h nh ƣớm ga, một dây xích t
tay l i để kéo tấm kim loại dạng cong nhƣ c i muỗng áp vào bánh trƣớc nhƣ hệ thống
phanh.
Ngƣời điều khiển chuẩn bị vận hành chiếc Roper bằng cách mở cửa hông ở ph n
ƣới nồi hơi, châm lửa cho than trong lò cháy hồng đun sôi nƣớc trong nồi hơi v tạo
ra hơi nƣớc để cấp năng lƣợng cho động cơ Nƣớc đƣợc cung cấp t bồn chứa ở ph n
trên nồi hơi Khi p suất hơi nƣớc đủ lớn, ngƣời lái thắt chặt c p để "tăng ga" cho xe
tiến về ph a trƣớc.
Những ngƣời hàng xóm của Roper đã ể lại rằng nhiều ngƣời đi ộ sợ hãi, khó
chịu vì tiếng ồn v hói cay hi ông cƣỡi chiếc xe mà ông sáng tạo đi ra phố. Thậm chí
ông đã t ng v o đồn cảnh s t v lý o đó nhƣng nhanh chóng đƣợc thả ra do bằng sáng
chế đã đƣợc cấp.
Hình 1.3. Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản
năm 1885 tại Đức.
Hình 1.3. Bản sao của chiếc Reitwagen của bảo tàng Honda Motegi ở Nhật Bản

17. 6
Ứng cử viên cho danh hiệu "chiếc xe máy đầu tiên" của thế giới ở đây có tên gọi
là Reitwagen o ngƣời Đức có tên Gottlieb Daimler (1834 - 1900) thực hiện v o năm
1885. Bằng sáng chế số DRP 36 423 đƣợc trao cho Gottlie v o ng y 11 th ng 8 năm
1886 tại Đức. Nguyên m u chiếc Reitwagen đã ị mất trong một vụ cháy lớn năm
1903 tại nhà máy DMG của Daimler tại Cannstatt nên các chiếc Reitwagen đƣợc trƣng
bày ở một số bảo tàng là bản sao ch nh x c theo đúng ản vẽ và hồ sơ của nó.
Daimler đã xây ựng chiếc Reitwagen nhƣ thế nào? T niềm đam m ỹ thuật cơ
khí chế tạo, Gottlieb Daimler đã thể hiện đam m về kỹ thuật cơ h hi còn học trung
học Năm 1852, Gottlie Daimler hông theo nghề làm bánh của cha mình mà quyết
định chọn kỹ thuật cơ h v rời qu hƣơng ắt đ u công việc kỹ thuật cơ h tại
Graffensta en Năm 1857-1859, ông trở lại học ng nh cơ h tại Đại học Bách khoa
Stuttgart Sau đó, để mở rộng sự hiểu biết về kỹ thuật, ông đến một số nƣớc châu Âu
làm việc tr n động cơ đốt trong của JJ Lenoir, đ u máy xe lửa, ...
Năm 1863, Daimler ết bạn với Wilhelm Maybach, một nhà thiết kế công nghiệp
mới 19 tuổi và sau này trở th nh đối tác lâu dài của ông Năm 1872, Daimler v
May ach đến làm việc cho công ty của Nikolaus Otto. Trong công ty, Daimler và
May ach tham gia v o đội ngũ ỹ thuật cùng với Otto tập trung xây dựng động cơ xăng
bốn th Năm 1877, Otto đƣợc cấp bằng sáng chế động cơ đốt trong bốn th Năm 1882,
Daimler và Maybach rời khỏi công ty Otto với cùng ý tƣởng h nh th nh trƣớc đó, họ
thành lập một nhà máy sản xuất để cùng nghiên cứu phát triển động cơ nhỏ tốc độ cao
để có thể lắp trên một loạt c c phƣơng tiện trên mặt đất, trên sông và trên không.
Daimler và Maybach biết rõ hạn chế động cơ Otto hiện có là hệ thống đ nh lửa và
cung cấp nhiên liệu - Đây ch nh l hó hăn m hai ông phải giải quyết. Maybach tìm
thấy nguồn cảm hứng trong một bản vẽ bởi các kỹ sƣ Watson Anh Sau nhiều thử
nghiệm, May ach đã đƣa ra đƣợc hệ thống đ nh lửa "ống lửa nóng" đảm bảo đ nh lửa
ổn định và có thể tăng tốc động cơ nhƣ mong muốn.
Hệ thống trên có cấu tạo và hoạt động theo nguyên tắc: một ống làm nóng t bên
ngo i, hƣớng vào xi-lanh ở khoảng vị trí của bugi sau này. Khi nén bằng piston trong
xi lanh, hỗn hợp nhiên liệu chống lại các ống nóng v đƣợc đốt cháy một cách tự
nhiên. Trong quá trình nghiên cứu chế tạo, các hoạt động sáng tạo đƣợc hai ông giữ bí
mật tuyệt đối.
Mặc dù biết bằng sáng chế động cơ xăng 4 th Otto DRP 532 v n còn giá trị, nhƣng
với sự khác biệt về ch thƣớc động cơ, hệ thống đ nh lửa đƣợc xây dựng v đặc biệt là
với nghệ thuật ngôn t của G.Daimler thì bằng sáng chế cho động cơ xăng 4 th nằm
ngang với ống lửa nóng đã đƣợc cấp ng y 23 th ng 12 năm 1883 Đo n trƣớc sẽ phải
chạy đua ằng sáng chế với Otto, Karl Benz và các nhà sáng chế khác, nên chỉ một tu n
sau khi bằng sáng chế cho các "động cơ xăng 4 thì nằm ngang với ống lửa nóng" đƣợc
cấp, G.Daimler tiếp tục nộp bằng sáng chế khác cho một hệ thống "kiểm soát tốc độ của
động cơ bằng cách kiểm soát các van xả" để bảo vệ phát minh của mình.

18. 7
Hình 1.4. Mô hình động cơ đồng hổ quả lắc
Phiên bản cải tiến của động cơ sau đó l động cơ ốn thì một xi lanh thẳng đứng,
đƣợc đặt tên là "đồng hồ quả lắc" (vì nó trông giống đồng hồ quả lắc) v đƣợc cấp
bằng sáng chế v o th ng 4 năm 1885 Trong "đồng hồ quả lắc", cơ chế tay quay và
nh đ l n đ u ti n đƣợc bọc trong một cacte chống d u và bụi, tr n đó có xi-lanh
làm mát bằng h Nó đƣợc thiết kế nhỏ gọn phù hợp để lắp đặt trong nhiều loại thiết
bị: khối lƣợng 60kg, dung tích xi lanh 264cc, công suất 0,5 mã lực (0,37kW) tại 650
vòng/phút (650rpm) Đây đƣợc coi là tiền thân của c c động cơ xăng hiện đại.
Hình 1. 5. Nguyên m u chiếc Reitwagen chiếc Reitwagen ra đời.
Hình 1. 5. Nguyên mẫu chiếc Reitwagen
Daimler và Maybach lắp đặt "Đồng hồ quả lắc" trong một chiếc xe đạp bằng gỗ
tạo ra chiếc xe gắn m y đ u ti n v đặt t n cho nó l Reitwagen hay Einspur Năm
1885, Daimler nộp bằng sáng chế v 1 năm sau đó, ông đƣợc trao bằng sáng chế cho
chiếc xe Reitwagen của mình.

19. 8
Chiếc Reitwagen có cấu tạo bao gồm khung bằng gỗ, bánh xe bằng gỗ lót thép ở
mặt ngoài, tay c m và yên xe. Hai bánh xe nhỏ hoạt động nhƣ chân chống tƣơng tự
nhƣ 2 nh phụ trên chiếc xe đạp của trẻ em mới bắt đ u tập đi xe Tay c m hình chữ
T ngã về ph a sau đƣợc chế tạo bằng thép. Yên ngồi là một tấm kim loại uốn cong
chữ U, bọc a v đƣợc đặt trực tiếp tr n động cơ Reitwagen nặng 90 kg, dung tích xi
lanh 264cc sử dụng nhiên liệu l xăng hoặc d u hỏa.Hệ thống truyền động ra bánh
sau theo cơ cấu bánh ròng rọc và dây curoa. Reitwagen có thể đạt đƣợc vận tốc tối đa
tới 12km/h.
Reitwagen phải đƣợc khởi động trƣớc hi cƣỡi lên và vận h nh Để khởi động
động cơ, đ u tiên phải thắp sáng ngọn lửa nhỏ n ƣới ống lửa nóng và sử dụng tay
quay quay động cơ v i vòng Mất khoảng một phút sau khi khởi động cho động cơ
chạy tốt, ngƣời điều khiển lên yên ngồi v t c động vào c n điều khiển hệ thống truyền
động cho xe chạy.
Do chƣa có ộ ly hợp n n để thay đổi tốc độ, ngƣời điều khiển t c động vào bánh
đỡ ây đai để chọn bánh ròng rọc cho ây đai (tƣơng tự nhƣ cơ cấu chuyển ĩa v l p ở
xe đạp ngày nay). Hai tốc độ có thể lựa chọn là 6 hoặc 12km/h tùy thuộc vào ròng rọc
m đai lựa chọn.
L n thử nghiệm và tai nạn xe m y đ u tiên.
L n thử nghiệm đ u tiên:
Con trai của Daimler Paul, 17 tuổi, trở th nh ngƣời lái xe gắn m y đ u tiên vào
ng y 10 th ng 11 năm 1885, hi anh cƣỡi chiếc Reitwagen t Cannstatt đến
Untertürkheim và trở lại (khoảng 10km) với tốc độ đạt 12km/h. Với điều kiện đƣờng
giao thông vào thời điểm bấy giờ, Reitwagen h u nhƣ hông có đƣợc một cuộc hành
trình thoải mái. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất nhất gặp phải là sức nóng của ngọn lửa
động cơ ƣới yên ngồi.
Tai nạn xe m y đ u tiên:
Tai nạn đ u ti n đƣợc ghi nhận thuộc về chiếc xe của Sylvester H.Roper - Mỹ
năm 1894
V n l động cơ hơi nƣớc sau hơn 25 năm cải tiến và phát triển kể t khi chiếc
Roper 1869 ra đời. Chiếc Roper 1894 đã tham gia trong vụ tai nạn xe máy l n đ u tiên
với ch nh ngƣời phát minh ra nó.
Các nhận định của giới phân tích – các tranh luận d n đƣợc tháo gỡ.
Sử dụng một định nghĩa rộng rãi cho một xe máy, có hai xe hai bánh gắn động cơ
hơi nƣớc đ u tiên, một xây dựng ở Pháp bởi Louis-Guillame Perreaux và Pierre
Michaux v o năm 1868, một xây dựng tại Hoa K bởi Sylvester Roper ngay sau đó,
m ông đã chứng minh tại hội chợ, rạp xiếc tại nhiều nơi h c nhau Với một định
nghĩa đủ cho một chiếc xe m y l hai nh xe v động cơ đốt trong thì chiếc
Reitwagen đƣợc xây dựng ở Đức bởi Gottlie Daimler v Wilhelm May ach v o năm

20. 9
1885 là xe gắn m y đ u tiên trên thế giới, sự xuất hiện của nó là một khởi đ u cho lịch
sử phát triển hơn một trăm năm
Một cuộc tranh luận về việc x c định xe m y đ u ti n đƣợc ph t minh đã xảy ra,
một số cho rằng hai bánh xe và một động cơ hơi nƣớc phải đƣợc xét, tuy hông đƣợc
phát triển nhƣng sự ra đời của nó hơi m u cho những sáng tạo về sau, những ngƣời
khác nhấn mạnh rằng một động cơ đốt trong là một thành ph n quan trọng. H u hết
c c chuy n gia đồng ý rằng: “Reitwagen chế tạo tại Đức vào năm 1885 là xe máy đầu
tiên trên thế giới”.
Tuy nhiên Reitwagen chỉ là kết quả thử nghiệm trong dự án phát triển động cơ đốt
trong 4 thì của Daimler v May ach n n chƣa đƣợc sản xuất thƣơng mại. Xe gắn máy
đƣợc sản xuất hàng loạt đ u tiên là Hildebrand & Wolfmüller "Motorrad" (hay H&W
Motorrad) do hai anh em Henry và Wilhelm Hildebrand hợp tác với Alois Wolfmüller
và Hans Geisenhof chế tạo v đƣợc cấp bằng sáng chế v o th ng 1 năm 1894 tại Đức.
Xe lắp động cơ 4 ùng xăng, 2 xi lanh song song ung t ch 1489cc, công suất 2,5
mã lực tại 240 vòng/phút, làm mát bằng nƣớc. Tốc độ khoảng 45 m/h Đây cũng l
l n đ u tiên cụm t "xe máy" (theo tiếng Đức là "Motorrad") đƣợc sử dụng. Họ tổ
chức sản xuất tại Munich v cũng nhƣợng quyền sản xuất xe này tại Pháp với tên gọi
là "The Pétrolette".
Các loại xe gắn máy hiện nay.
Xe máy có thể đƣợc phân loại theo kiểu hộp số (hộp số tay và hộp số tự động),
mục đ ch sử dụng (đa năng, đƣờng trƣờng, địa h nh ), h nh ng (sƣờn cao v sƣờn
thấp).
Phân loại theo hình dáng có:
Xe sƣờn thấp: hay còn gọi là xe nữ, có đặc điểm l sƣờn giữa đƣợc làm thấp
xuống, nh xăng nhi n liệu đƣợc đƣa xuống ƣới yên. Loại xe này phù hợp với nữ
giới để tiện ƣớc lên xuống xe và có phân khối nhỏ t 50 đến 170 phân khối Đƣợc
định nghĩa theo giấy tờ đăng ý tại một số quốc gia nhƣ Việt Nam là xe nữ.
Xe sƣờn cao: hay còn gọi là Mô-tô, có đặc điểm l sƣờn xe cao ngang với yên hoặc
cao hơn, sƣờn giữa thƣờng l nơi chứa nhiên liệu. Lạo xe n y thƣờng có thiết kế h m
hố và có dung tích xi lanh lớn nhằm phù hợp với h ch thƣớc và trọng lƣợng của xe,
ngoài ra còn do thị hiếu về dòng xe phân khối lớn của nam giới. Loại xe này rất phổ
biến ở c c nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Canna a v c c nƣớc châu Âu. Tại c c nƣớc đang
phát triển th đã có sự phát triển rõ rệt vì thị hiếu và do thu nhập ngƣời ân tăng l n
đ ng ế Cũng c n phải biết là loại xe sƣờn cao n y thƣờng là có giá bán khá cao.
Chiếc moto có dung tích xi lanh và tốc độ lớn nhất hiện này là chiếc Dodge
Tomahawk với dung tích xi lanh là 8,7 lít, sức mạnh đạt 500 mã lực có khả năng tăng
tốc 0–100 km/h chỉ trong 2,3 giây v đạt vận tốc tối đa l n tới 560 km/h
Ở Việt Nam, về phân loại, có khá nhiều c ch để phân loại xe máy. Có thể phân loại
theo số bánh xe, mặc dù khái niệm cơ ản xe máy là loại phƣơng tiện hai nh, nhƣng

21. 10
một số biến thể xe gắn máy có 3 bánh hoặc 4 nh nhƣ hac (loại xe máy có ghế phụ ở
bên cạnh) v n đƣợc xếp vào dòng xe máy. Ngoài ra có thể phân loại theo dung tích
xilanh, xe ƣới 50 phân khối, xe t 50-175 phân khối và xe trên 175 phân khối (xe
phân khối lớn)
Tuy nhiên, kiểu phân loại phổ biến nhất là dựa trên tính chất, cấu tạo và công dụng
của chiếc xe. Chúng ta có xe máy thông dụng thƣờng thấy ở Việt Nam là kiểu xe
Un er one v Scooter Trong đó:
Underbone là dòng xe số, nhƣ Wave, Future, Sirius, Exciter Đặc điểm chính của
loại xe n y l động cơ đặt n ƣới hung xe, nh xăng ở ƣới yên. Với thiết kế này,
trọng tâm xe lùi về sau hoặc ở giữa, ph n đ u xe nhẹ nhàng.
Scooter, hay còn gọi là xe tay ga, do sử dụng hộp số vô cấp (cũng có một số dòng
xe Scooter sử dụng hộp số tay với số v côn đƣợc tích hợp ở tay l i n tr i) Đặc điểm
chính của Scooter l có động cơ đặt phía sau xe, ph n đuôi xe h lớn với cốp xe rộng,
hông gian ph a trƣớc thoải m i, nó cũng có đƣờng kính vành xe nhỏ hơn so với h u
hết các dòng xe khác.
* Một số các công trình nghiên cứu về nhiên liệu E5
-“ Nghi n cứu đ nh gi hả năng sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 tr n ô tô”
của học viên Nguyễn Quảng –GVHD : TS L Văn Tụy - ĐH B ch hoa Đ Nẵng .
-“Nghi n cứu sử dụng xăng sinh học E10 trên xe m y “ của học viên Bùi Võ
Nghiên- GVHD:PGS.TS Tr n Thanh Hải Tùng .
-“Đ nh gi hả năng sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E15 tr n động cơ đốt trong”
của học vi n Bùi Văn Tấn –ĐH B ch hoa Đ Nẵng.
1.2. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XE GẮN MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
1.2.1. Tình hình sử dụng xe gắn máy trên thế giới
Theo thống kê, số lƣợng xe máy phụ thuộc vào sự phát triển kinh tế của đất nƣớc.
Những nƣớc phát triển có số lƣợng ô tô vƣợt trội hơn, trong hi đó c c nƣớc đang ph t
triển lại sử dụng nhiều xe máy hơn nhƣ một phƣơng tiện di chuyển chính. Trên thế
giới có khoảng hơn 200 triệu chiếc xe máy (bao gồm cả các loại xe đạp gắn động cơ v
xe ba bánh), trung bình khoảng 1000 ngƣời thì có 33 chiếc xe máy. Khá ít so với tỷ lệ
141/1000 của xe ô tô
Số lƣợng xe máy tập trung chủ yếu ở khu vực châu Á, trong đó Ấn Độ có khoảng
37 triệu chiếc, đứng đ u thế giới. Trung Quốc đứng thứ hai với khoảng 34 triệu chiếc
xe máy. Theo đ nh giá, 4 thị trƣờng xe máy lớn nhất thế giới là Trung Quốc, Ấn Độ,
Indonesia, và Việt Nam.
Trong những năm g n đây, số lƣợng xe máy v n không ng ng tăng, không chỉ ở
những nƣớc đang phát triển mà còn ở cả những nƣớc phát triển nhƣ Mỹ. Lý do là do
giá nhiên liệu tăng cao và tình trạng ách tắc trong đô thị gia tăng

22. 11
Hình 1.6. Biểu đồ phân bố lượng xe ô tô và xe gắn máy các nước trên thế giới 2016
Tại c c nƣớc đang ph t triển, ngƣời ta có nhiều chính sách làm giảm số lƣợng xe
m y để tránh tình trạng ách tắc giao thông. Tuy nhiên ở những nƣớc phát triển lại hoàn
to n ngƣợc lại, họ có nhiều chính sách khuyến h ch đi xe m y thay v ô tô Nhƣ tại
Anh, xe m y đƣợc miễn 10 Bảng Anh phí tắc nghẽn giao thông tại London, bên cạnh
đó còn đƣợc miễn thu phí tại các cửa sông nhƣ c u Severn , Dartford Crossing , và
đƣờng h m Mersey. Tại Mỹ, xe m y cũng đƣợc giảm ph lƣu h nh v đƣợc sử dụng
chung l n đƣờng với xe bus. Nhiều quốc gia phát triển h c cũng có c c ch nh s ch
tƣơng tự.
1.2.2. Tình hình sử dụng xe gắn máy tại Việt Nam
Trong những năm g n đây, việc thực hiện chính sách mở cửa và hội nhập với nền
kinh tế của c c nƣớc trong khu vực và trên thế giới đã l m cho nền kinh tế Việt Nam
phát triển v đạt đƣợc những thành tựu đ ng ể. Sự phát triển đó của nền kinh tế đã có
ảnh hƣởng trực tiếp tích cực đến đời sống của ngƣời ân Đời sống của nhân dân t ng
ƣớc đƣợc cải thiện và nâng cao rõ rệt Cũng nhƣ những nhu c u tự nhi n nhƣ ăn,
mặc, ở thì một nhu c u khác không thể thiếu đƣợc đối với con ngƣời trong cuộc sống
hiện nay đó l phƣơng tiện đi lại hay còn gọi l phƣơng tiện giao thông. Và để đ p ứng
đƣợc nhu c u đó của ngƣời dân thì một loạt c c phƣơng tiện giao thông đã đƣợc
nghiên cứu, sản xuất v đƣa v o sử dụng nhƣ : ô tô, xe gắn m y, xe đạp điện..
Nếu nhƣ ở Việt Nam khoảng một hai thập ni n trƣớc đây, chiếc xe gắn máy mang
tính thiểu số đƣợc vị nể với tƣ c ch l một sản phẩm tân k , một tài sản lớn hơn l một
phƣơng tiện giao thông thì trong những năm g n đây, chiếc xe gắn m y đã trở nên phổ
biến hơn v h u nhƣ trở th nh phƣơng tiện giao thông chính của đại đa số ngƣời dân.
Hiện nay, có những gia đ nh có 1, 2 thậm ch có đến 3, 4 chiếc xe gắn máy trong nhà.
0
10
20
30
40
50
60
70
Series1

23. 12
Trong cơ cấu tham gia giao thông đô thị ở Việt Nam, xe gắn máy chiếm vị tr đ u
bảng với tỷ lệ khoảng 61%, nghĩa l cứ 10 ngƣời dân thì có tới hơn 6 ngƣời sử dụng xe
máy. Chỉ riêng thành phố Hồ ch minh đã có 2 triệu xe máy, ở Hà nội thì con số này
xấp xỉ 1 triệu, còn không kể đến một số lƣợng xe không nhỏ ở các vùng khác.
Theo thống kê số lƣợng môtô, xe m y đã đăng ý ở Việt Nam, bao gồm cả những
xe hông còn lƣu h nh, l 42 818 527 chiếc. Tính theo số dân 90,5 triệu ngƣời, bình
quân cứ 1 000 ngƣời dân sẽ sở hữu khoảng 460 xe máy. Số lƣợng xe m y tăng nhanh
trên phá vỡ kế hoạch m “Quy hoạch phát triển giao thông vận tải đƣờng bộ Việt Nam
đến năm 2020 v định hƣớng đến năm 2030” đặt ra, đã đƣợc phê duyệt theo Quyết
định 356 của Chính phủ hồi cuối th ng 2/2013 Theo đó, đến năm 2020 Việt Nam ở
mức 36 triệu xe máy.
1.3. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG & SỬ DỤNG XĂNG E5 Ở VIỆT NAM
1.3.1 Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ở Việt nam
Cùng với sự tăng trƣởng về số lƣợng ô tô, xe máy, một mâu thu n nảy sinh trong
sự phát triển của xã hội là vấn đề ô nhiễm môi trƣờng do khí thải độc hại t động cơ xe
ô tô, xe máy thải ra vào không khí quanh ta. Nguồn ô nhiễm này trở thành mối đe ọa
chính cho cuộc sống của con ngƣời, đặc biệt là ở các thành phố có mật độ xe cơ giới
cao, mối nguy hiểm này càng lớn [3-5], [9-10].
Tại TP Hồ Chí Minh, các nhà khoa học đã o động về tình trạng ô nhiễm không
h , đặc biệt là sự gia tăng nồng độ các chất độc hại trong không khí nhƣ: enzene,
nitơ oxit,… Nồng độ bụi đặc trƣng PM10 có nơi đạt tới 80 microgam /m3
trong khi
nồng độ cho phép nhỏ hơn con số này nhiều l n. Nồng độ SO2 l n đến 30
microgam/m3
, nồng độ enzene có nơi đạt 35-40 microgam/m3
.
Ngo i ra h ng năm, c c phƣơng tiện giao thông ở Việt nam đã thải ra sáu triệu tấn
CO2, s u mƣơi mốt nghìn tấn CO, a mƣơi lăm ngh n tấn NO2, mƣời hai nghìn tấn
SO2 v hơn hai mƣơi hai ngh n tấn CmHn. nồng độ các chất có hại trong không khí ở
c c đô thị lớn vƣợt quá mức cho phép nhiều l n, riêng SO2 cao gấp 2-3 l n.
Tất cả các chất thải trên rất có hại cho sức khỏe con ngƣời. Nếu hít phải những
chất này với nồng độ cao có thể gây ra các bệnh về đƣờng hô hấp, hủy hoại các tế bào
và gây ra những biến chứng nặng nề.
1.3.2 Tình hình sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E5 ở Việt nam
Theo lộ tr nh đã đƣợc Chính phủ phê duyệt, t ng y 1/12/2014, xăng sinh học E5
sẽ đƣợc sản xuất để sử dụng cho phƣơng tiện cơ giới đƣờng bộ tại 7 tỉnh, thành phố t
cuối năm 2014 [9-10]. T ng y 1/12/2015, xăng E5 sẽ tiêu thụ đại trà trên cả nƣớc. Tại
cuộc họp về chuẩn bị điều kiện để lƣu thông xăng E5 tr n cả nƣớc, Phó Thủ tƣớng
Hoàng Trung Hải ghi nhận những kết quả quan trọng, tích cực trong thời gian đ u thực
hiện chủ trƣơng đƣa xăng sinh học vào thị trƣờng, góp ph n giảm phụ thuộc vào nhiên
liệu khoáng, bảo vệ môi trƣờng, an ninh năng lƣợng quốc gia và cải thiện đời sống
nông dân.

24. 13
Phó Thủ tƣớng giao các Bộ, đơn vị đ u mối triển khai tiếp tục bám sát các lộ trình
trong Quyết định số 53/2012/QĐ-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ, đồng thời chuẩn bị
c c điều kiện c n thiết để sản xuất, phân phối xăng tr n phạm vi toàn quốc vào thời
gian tới.
Trong đó, Bộ Công Thƣơng phối hợp với cơ quan li n quan đẩy mạnh công tác
tuyên truyền về nhiên liệu sinh học; rà soát, ban hành các tiêu chuẩn quốc gia, các quy
chuẩn kỹ thuật về nhiên liệu sinh học phù hợp với thực tế sản xuất và kinh doanh theo
lộ trình.
C c địa phƣơng phối hợp chặt chẽ với c c đơn vị đ u mối nhƣ Tập đo n D u khí,
Tập đo n Xăng u, Công ty D u khí TP.HCM trong việc sản xuất, pha chế, phân phối
xăng E5, chú ý việc quá tải đối với c c đ u mối pha chế v phƣơng thức vận tải, tránh
thiếu hụt xăng E5 tr n thị trƣờng bán lẻ.
Tại cuộc họp, c c đ u mối inh oanh xăng u cho biết, hiện có 3 đơn vị tổ chức
sản xuất, pha chế xăng E5 với sản lƣợng khoảng 85.000 tấn trong 4 th ng đ u năm
nay. Còn tại 8 địa phƣơng thực hiện triển hai n xăng E5 (Quảng Ngãi, Đ Nẵng, Hà
Nội, TP.HCM, Hải Phòng, Bà Rịa - Vũng T u, C n Thơ v Quảng Nam), lƣợng xăng
sinh học tiêu thụ trong 4 tháng qua đạt 87.087 tấn.
Quảng Ngãi l nơi triển khai mạnh việc phối trộn, n xăng sinh học t tháng
7/2014, sớm 6 tháng so với lộ trình với h u hết các cửa hàng bán lẻ xăng đều tham gia
n xăng E5 Tại Đ Nẵng, 70% số cửa h ng có tham gia n xăng E5 Tại Bà Rịa
Vũng T u, con số này là 24%, Hà Nội 20,4%, C n Thơ 16,4%, Hải Phòng 7%. Một số
địa phƣơng h c đã v đang t ch cực đƣa xăng E5 RON 92 v o lƣu thông tr n thị
trƣờng.
Khảo sát thực tế cho thấy, ngƣời ti u ùng đã ƣớc đ u chấp nhận sử dụng xăng
E5 mà không phân biệt với xăng ho ng Cũng chƣa có oanh nghiệp nhận đƣợc
trƣờng hợp khiếu kiện nào về chất lƣợng loại xăng mới.
Tuy nhiên, việc tiêu thụ xăng sinh học v n gặp một số hó hăn o hệ thống phân
phối chƣa đƣợc vận hành tốt, nhất là khi có biến động về gi v lƣợng cung c u trên
thị trƣờng. Một số đại lý, tổng đại lý chƣa mặn m inh oanh xăng E5 v cho rằng
hao hụt cao, chi ph đ u tƣ, chuyển đổi, vệ sinh bồn bể, trụ ơm v lợi nhuận không
cao bằng hoặc hơn n xăng ho ng RON 92 B n cạnh đó, ch nh lệch giá 330
đồng/lít mới chỉ khuyến h ch ngƣời tiêu dùng mà ít khuyến h ch đơn vị sản xuất,
inh oanh xăng E5 trong giai đoạn này.
Về tiêu thụ sản phẩm, nhu c u xăng u trong tƣơng lai g n sẽ rất lớn, nhiên liêu
sản xuất t d u mỏ hông đ p ứng đủ nên thị trƣờng nhiên liệu sinh học rất thuận lợi.
Tuy nhiên nếu giá d u mỏ hông tăng qu cao nhƣ ự báo trong lúc giá thành sản
xuất nhiên liệu sinh học lại cao v nh nƣớc giảm d n, tiến tới loại bỏ trợ cấp giá thì
khâu phân phối cũng sẽ có nhiều vấn đề phải đối mặt.

25. 14
Bên cạnh các giải pháp tổng thể do Chính Phủ đã đƣa ra, c c nh khoa học và các
nhà sản xuất kinh doanh c n tiếp tục đề xuất các giải pháp cụ thể, phù hợp với diễn
biến thực tế trong tƣơng lai Trong c c giải pháp này không nên chỉ tập trung vào việc
yêu c u nh nƣớc giảm thuế, tăng th m c c ch nh s ch ƣu đãi mặc ù c c điều đó l rất
c n khi xây dựng một ngành sản xuất mới với vô số những hó hăn m n n t m c c
c ch để tạo ra những công nghệ tiên tiến, phù hợp với môi trƣờng tự nhiên - kinh tế -
xã hội của Việt Nam, kết hợp tốt nhất giữa các nhà khoa học và các nhà quản lý - sản
xuất - kinh doanh, khuýến khích các doanh nghiệp sử dụng các kết quả nghiên cứu
trong nƣớc bên cạnh việc tận dụng chuyển giao công nghệ hiện đại t nƣớc ngo i cũng
nhƣ nâng cao hiệu quả của công tác tổ chức, quản lý cả của nh nƣớc l n doanh
nghiệp.
Tƣơng lai ng nh nhiên liệu sinh học cũng nhƣ năng lƣợng mới, năng lƣợng thay
thế rất sáng sủa vì hiệu quả tổng hợp của ngành này rất lớn, nên chắc chắn chúng ta sẽ
đạt nhiều thành tựu xuất sắc trong thời gian tới, góp ph n xứng đ ng vào sự nghiệp
đƣa nƣớc ta đi v o văn minh, hiện đại nhƣ cả nƣớc đang vọng.
Sản xuất xăng sinh học tại Việt Nam
Theo Bộ Công thƣơng, cả nƣớc đã có 6 nh m y sản xuất ethanol sinh học t
nguyên liệu sắn lát khô có nồng độ 99,5% đạt tiêu chuẩn để pha xăng sinh học (E5).
Sản phẩm của các công ty tiêu thụ trong nƣớc khoảng 20% để phối trộn xăng E5 (đƣợc
pha trộn theo tỷ lệ 5% ethanol với 95% xăng RON 92 hông ch ) v n theo hệ thống
phân phối của Tập đo n D u khí và Công ty Sài gòn Petro, ph n còn lại xuất khẩu ở
dạng 99,5% và 96% ethanol.
Hiện nay, ngoài ba nhà máy mà tập đo n D u khí quốc gia (PVN) tham gia đ u tƣ
gồm nhà máy sản xuất ethanol Phú Thọ (hiện đã tạm ngƣng), nh m y ethanol B nh
Phƣớc và nhà máy ethanol Dung Quất, cả nƣớc còn bốn nhà máy sản xuất ethanol
h c đang hoạt động với công suất 335 triệu l t ethanol/năm, gồm nh m y Đồng Xanh
(Quảng Nam), Tùng Lâm (Đồng Nai), Đại Việt (Đắ Nông), Bioethanol Đắk Tô (Kon
Tum). Tuy nhiên, việc phát triển mạng lƣới phân phối xăng sinh học còn chậm, không
theo kịp việc đ u tƣ sản xuất ethanol.
Các doanh nghiệp đã đ u tƣ để đ p ứng chạy 100% công suất, nhƣng đều trong
tình trạng sản xuất c m ch ng. Riêng nhà máy sản xuất ethanol (Công ty Đại Việt) có
công suất thiết kế 70 triệu lít mỗi năm cũng chỉ chạy khoảng 35% công suất thiết kế.
Sản phẩm đ u ra tiêu thụ trong nƣớc chỉ đạt 20% để pha trộn xăng E5 v n theo hệ
thống của Tập đo n D u khí Việt Nam (PVN) và Công ty Sài Gòn Petro; 80% còn lại
xuất khẩu cho c c nƣớc Nhật Bản, Hàn Quốc, Philippines ở dạng 99,5% và 96%
ethanol, nhƣng o chi ph xuất khẩu tăng cao n n oanh nghiệp gặp rất nhiều khó
hăn
Trong hi đó, PVN cho iết, cả nƣớc hiện có 175 cửa h ng n xăng E5 tại 34 tỉnh,
thành phố chủ yếu thuộc hệ thống của tập đo n Trong số này chỉ có 30% doanh

26. 15
nghiệp đ u mối inh oanh xăng u tham gia triển hai inh oanh xăng E5 với quy
mô nhỏ lẻ. Tổng lƣợng xăng E5 o PVN cung cấp ra thị trƣờng chỉ khoảng 22.000 m3,
tƣơng đƣơng 1,1% công suất sản xuất của một nhà máy ethanol nếu t nh theo lƣợng
sản phẩm E100.
Theo ông Nguyễn Duy n Cƣờng, Phó trƣởng an Thƣơng mại PVN, nhu c u tiêu
thụ tại Việt Nam đối với xăng E5 còn thấp, sản lƣợng mỗi năm chỉ khoảng 40.000 m3.
Do đó, đơn vị đang phải cân đối lại hoạt động sản xuất nhà máy, ngoài việc phục vụ
thị trƣờng trong nƣớc, dự kiến sẽ có kế hoạch cho xuất khẩu.
Theo Vụ phó Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Công thƣơng Nguyễn Phú Cƣờng, do
hó hăn về thị trƣờng tiêu thụ trong nƣớc, các nhà máy phải xuất khẩu với giá thấp,
hông đủ bù chi phí. T đó, n đến nhiều nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học hoạt
động c m ch ng với công suất khoảng 20%, thậm chí phải ng ng sản xuất và dự định
rút khỏi dự n nhƣ trƣờng hợp của Itochu (Nhật Bản).
Bên cạnh đó, ngo i lý o gi th nh sản xuất còn cao, tốc độ phát triển mạng lƣới
phân phối còn chậm, hông đ p ứng đƣợc tốc độ phát triển của các dự án sản xuất
nhiên liệu sinh học Trong hi đó, tâm lý ngƣời tiêu dùng v n còn ít thông tin về ƣu
điểm của xăng E5 v v n ƣu ti n lựa chọn nhiên liệu truyền thống Điều n y đã gây trở
ngại nhiều cho việc tiêu thụ sản phẩm.
Còn theo lý giải của các doanh nghiệp, nguy n nhân t c động đến tốc độ phát triển
mạng lƣới phân phối chƣa xứng t m là do các công ty phải đ u tƣ cải tạo, bổ sung một
số thiết bị, cơ sở vật chất để phục vụ phân phối xăng E5, nhƣng hông đƣợc hƣởng các
ch nh s ch ƣu đãi nhƣ c c ự án sản xuất.
Trƣớc thực trạng hó hăn tr n, oanh nghiệp và chuyên gia trong ngành cho rằng,
để giải i to n cân đối nguồn cung c u trong sản xuất, tiêu thụ nhiên liệu sinh học
đƣợc hài hòa, Chính phủ nên có giải pháp hỗ trợ doanh nghiệp trong vấn đề xây dựng
vùng nguyên liệu, mạng lƣới phân phối. Hỗ trợ c c chƣơng tr nh nghi n cứu giống sắn
chất lƣợng cao, hỗ trợ gi cho con nông ân tăng thu nhập, yên tâm sản xuất, t đó
mới đảm bảo nguồn nguyên liệu để cung cấp ổn định cho các nhà máy sản xuất nhiên
liệu sinh học.
1.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG
Với mức độ phát triển “ h nóng” xe gắn m y nhƣ hiện nay ở Việt nam thì tình
trạng ô nhiễm môi trƣờng trở nên bức xúc và khó kiểm soát. Không những ảnh hƣởng
nghiêm trọng môi trƣờng sống đối với con ngƣời m còn đe ọa nghiệm trọng tình
hình biến đổi khí hậu đối với nƣớc ta.
Việc ng ng sử dụng xăng RON92 m chuyển sang sử dụng xăng sinh học E5 đã
góp ph n đ ng ể vào việc giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng do ô tô và xe gắn máy sử
dụng xăng hóa thạch ở Việt Nam gây ra.

27. 16
CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Để có thể tiến hành thực nghiệm t nh năng inh tế kỹ thuật và các chất phát thải
gây ô nhiễm môi trƣờng, trƣớc hết c n thiết phải nghiên cứu sơ sở lý thuyết về tính
năng inh tế kỹ thuật cũng nhƣ sự hình thành các chất phát thải của xe gắn máy.
Ngo i ra c c phƣơng ph p đo về t nh năng inh tế kỹ thuật cũng nhƣ c c chất
phát thải của xe gắn m y cũng đƣợc nghiên cứu để định hƣớng cho thực nghiệm xe
gắn m y tr n ăng thử xe gắn máy.
2.1 PHƢƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE GẮN MÁY
Cũng giống nhƣ ô tô, đối với xe gắn máy, công suất o động cơ ph t ra đƣợc dùng
để khắc phục tất cả các công suất cản của xe trong quá trình chuyển động (xem hình
2.1), có thể đƣợc mô tả bởi phƣơng tr nh cân ằng lực tổng quát nhƣ sau:
Fk = Fw + Ff + Fi + Fj (2.1)
Trong đó Fk là lực kéo ở bánh xe chủ động; Fw là lực cản gió; Ff là lực cản lắn giữa lốp
với mặt đƣờng; Fi là lực cản dốc (lực này mang dấu trừ (-) khi xe đi xuống dốc); Fj là
lực quán tính chuyển động tính tiến (lực này trong phương trình (2.1) có dấu cọng (+)
khi xe chuyển động tăng tốc; ngược lại có dấu trừ (-) khi xe chuyển động giảm tốc).
Hình 2.1. Sơ đổ tổng quát lực và mô men tác dụng lên xe máy

28. 17
Phƣơng tr nh tổng quát (2.1) có thể viết lại ở dạng triển hai đối với các lực cản
chuyển động nhƣ sau:
Fk = i
dt
dV
mg
kAV
f
G 

 

 2
)]
sin(
)
.(cos( (2.2)
Trong đó: G l trọng lực xe [N];  là góc dốc của đƣờng [rad]; k là hệ số dạng khí
động của xe [Ns2
/m4
] (đặc trƣng cho hệ số cản hông h đối với hình dáng của xe); A
là diện tích cản chính diện [m2
]; m là khối lƣợng xe [kg] và g là gia tốc trọng trƣờng
[m/s2
]; i là hệ số xét đến ảnh hƣởng của khối lƣợng quay đến lực quá tính tịnh tiến [-].
2.1.1 Các lực cản chuyển động của xe gắn máy
Các số hạng bên phải của c c phƣơng tr nh (2 1) cũng nhƣ (2 2) l c c th nh
ph n lực cản có thể hình thành trong quá trình chuyển động của xe. Cụ thể, chúng ta
có thể nghiên cứu sâu hơn các yếu tố cấu thành các lực cản chuyển động của xe nhƣ
sau:
2.1.1.1 Lực cản không khí Fw :
Lực cản không khí (hay còn gọi là lực cản gió) của ô tô phụ thuộc chủ yếu vào kết
cấu về hình dáng của xe, đặc điểm môi trƣờng không khí, và có thể đƣợc x c định
bằng:
Fw = 2
kAV (2.3)
Ở đây, V l tốc độ chuyển động tịnh tiến của xe, tính bằng [m/s]; A là diện tích cản
chính diện của ôtô [m2
]; giá trị này có thể nhận đƣợc t nhà máy sản xuất ôtô hoặc các
sổ tay ôtô thích hợp. Hoặc cũng có thể x c định theo biểu thức kinh nghiệm.
A = B.H.d (2.3b)
Ở đây: B là chiều rộng lớn nhất của ôtô [m]; H là chiều cao lớn nhất của ôtô
[m];
d là hệ số điền đ y (d  0,80) [1]
Còn hệ số cản không khí k[Ns2
/m4
] hay [kg/m3
], phụ thuộc vào hình dáng và chất
lƣợng bề mặt của ô tô; cũng nhƣ mật độ của không khí [kg/m3
]; nên k có thể biểu
diễn theo mật độ không khí  và một hệ số tỷ lệ không thứ nguyên Cd (phụ thuộc vào
kiểu dáng và chất lượng bề mặt của thân xe) nhƣ sau [1], [13-14]:
2
ρ
C
k d
 (2.3c)
2.1.1.2 Lực cản lăn của lốp với mặt đường Ff :
Lực cản lăn của lốp xe với mặt đƣờng có thể đƣợc x c định theo công thức tổng
qu t nhƣ sau [13-14]:
Ff = n
V
C
V
B
A O
O
O 
 (2.4)
Trong đó:

29. 18
+ AO l đại lƣợng biểu thị thành ph n lực cản lăn hông đổi theo tốc độ chuyền
động của xe, đơn vị tính [N]; giá trị này có thể nhận đƣợc t nhà máy sản xuất ôtô
hoặc các sổ tay ôtô thích hợp. Hoặc có thể x c định theo biểu thức:
Ao = ma.g.fO (2.4b)
Ở đây, ma là khối lƣợng ôtô [kg]; g là gia tốc trọng trƣờng  9,81 [m/s2
]; fO là hệ số
cản lăn tối thiểu không phụ thuộc tốc độ của lốp với mặt đƣờng.
+ BO l đại lƣợng biểu thị cƣờng độ tăng lực cản lăn phụ thuộc tuyến tính vào tốc
độ ôtô, tức là hệ số tỷ lệ bậc nhất với tốc độ ôtô [N/(m/s)];. giá trị này có thể nhận
đƣợc t nhà máy sản xuất ôtô hoặc sổ tay ôtô thích hợp. Nó phụ thuộc v o ch thƣớc
lốp, áp suất trong lốp, tốc độ ôtô.v.v.
Đặc biệt, với lốp ôtô chuyển động tr n đƣờng nhựa bê tông cực tốt, c c đại lƣợng
AO, BO có thể đƣợc x c định g n đúng theo iểu thức [3]:
2800
)
V
32
(
.

 g
m
F a
f ; (2.4c)
+ CO l đại lƣợng biểu thị cƣờng độ tăng lực cản lăn phụ thuộc phi tuyến bậc n vào
tốc độ ôtô, tức là hệ số tỷ lệ phi tuyến với tốc độ [N/(m/s)n
]; giá trị này có thể nhận
đƣợc t nhà máy sản xuất ôtô hoặc sổ tay ôtô thích hợp. Nó phụ thuộc v o ch thƣớc
lốp, áp suất trong lốp, chất lƣợng mặt đƣờng v đặc biệt là tốc độ ôtô. Khi tốc độ ôtô
lớn hơn 22,2[m/s] (80Km/h) thì hệ số cản lăn tăng l n rõ rệt, do ở khu vực tiếp xúc
giữa bánh xe và mặt đƣờng, các thớ lốp không kịp đ n hồi trở lại nhƣ cũ m chỉ một
ph n nhỏ năng lƣợng tiêu hao cho biến dạng đƣợc trả lại Hơn nữa, khi tốc độ xe tăng
lên thì tốc độ biến dạng của lốp cũng tăng, o vậy nội ma sát trong lốp tăng Bằng thực
nghiệm ngƣời ta nhận thấy thành ph n lực cản lăn n y có thể đƣợc x c định với tỷ lệ
bậc hai theo tốc độ v nhƣ sau:










1500
V
1
g.f
m
F
2
O
a
f ; (2.4d)
Nghĩa l , theo (2 4) th ta có :
AO  m.g.fO [N] ; BO  0; CO  ma.g.fO/1500 [N/(m/s)2
]
Còn số mũ của tốc độ n (ở công thức (2.4)), biểu thị cho dạng đƣờng cong lực cản.
Giá trị của n thƣờng bằng 2; tuy nhi n n cũng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 2 phụ thuộc
chất lƣợng của lốp và chất lƣợng mặt đƣờng cũng nhƣ tốc độ chuyển động tƣơng đối
giữa lốp với mặt đƣờng.
2.1.1.3 Lực cản lên dốc Fi:
Khi ôtô chuyển động lên hoặc xuống dốc, ngoài các lực cản chuyển động cơ ản
nhƣ đã tr nh y, ôtô còn chịu tác dụng của một lực cản lên dốc/hoặc xuống dốc phụ
thuộc vào góc lên dốc  với giá trị đƣợc x c định nhƣ sau:
Fi = ma.g.sin() (2.5)

30. 19
Trong đó, ma là khối lƣợng chuyển động tính tiến của xe, tính bằng [kg]; g là gia
tốc trọng trƣờng [m/s2
] (g  9,81 m/s2
);  là góc dốc của mặt đƣờng, đơn vị tính [rad].
2.1.1.4 Lực quán tính chuyển động tính tiến Fj:
Khi ôtô chuyển động có gia tốc (có sự thay đổi tốc độ), ngoài các lực cản nêu trên,
ôtô còn chịu các lực và mômen quán tính do sự gia tốc cho các khối lƣợng chuyển
động tính tiến cũng nhƣ c c hối lƣợng chuyển động quay trong động cơ v trong to n
bộ hệ thống truyền lực của ôtô.
Khác với c c trƣờng hợp lực cản cơ ản chuyển động tr n đƣờng n u tr n, đối với
lực quán tính, tu theo quá trình gia tốc tăng tốc hay giảm tốc, lực và mômen quán tính
có thể âm hoặc ƣơng
Một cách tổng quát, tùy theo sự gia tốc trong qua trình chuyển động, ôtô có thể
xuất hiện thêm lực và mômen quán tính tác dụng l n ô tô nhƣ sau:















 

i
bx
j
R
M

dt
dV
m
)
dt
dV
(m
F
)
dt
dω
J
η
i
dt
dω
J
η
i
i
dt
dω
(J
M
a
a
j
m
1
k
bx
bx
k
k
k
k
t
o
e
e
j h
(2.6)
Trong đó: ih, io: tƣơng ứng là tỷ số truyền hộp số, tỷ số truyền của truyền lực chính;
t là hiệu suất truyền chung của hệ thống truyền lực; Je là mômen quán tính khối lƣợng
của nh đ động cơ v c c chi tiết quay h c trong động cơ qui n về trục khuỷu
[kg.m2
]; Jk là mômen quán tính khối lƣợng của chi tiết quay thứ n o đó trong hệ
thống truyền lực đối với trục quay của chính nó [kg.m2
]; Jbx là mômen quán tính khối
lƣợng của bánh xe chủ động [kg.m2
]; ik là tỷ số truyền tính t chi tiết thứ đến bánh
xe chủ động; k là hiệu suất truyền tính t chi tiết thứ đến bánh xe chủ động; e là
tốc độ góc trục khuỷu động cơ [ra /s]; k là tốc độ góc của chi tiết quay thứ k trong hệ
thống truyền lực [rad/s]; bx là tốc độ góc của bánh xe chủ động [rad/s]; V là tốc độ
chuyển động tính tiến của ôtô [m/s]; ma là khối lƣợng của ôtô [kg]; Rbx là bán kính
bánh xe chủ động [m].
2.1.2 Lực kéo và đặc tính động lực học của xe gắn máy
Theo [1], [13-14] ta có lực kéo, công suất kéo ở bánh xe chủ động của xe gắn
máy nói ri ng v ô tô nói chung đƣợc x c định nhƣ sau :













V
F
P
R
i
V
R
i
P
R
i
M
F
k
k
bx
t
e
bx
t
t
e
bx
t
t
e
k
.
.
.
.
.




(2.7)

31. 20
Trong đó: Fk, Pk là lực kéo và công suất kéo ở bánh xe chủ động; t là hiệu suất truyền
t động cơ đến bánh xe chủ động; Rbx là bán kính bánh xe; V là tốc độ tịnh tiến của xe
[m/s]; e, Me, Pe là tốc độ góc, mô-men và công suất động cơ; it là tỷ số truyền động t
động cơ đến bánh xe chủ động.
Để đ nh gi t nh năng động lực của xe, chúng ta có thể nghiên cứu hai đại
lƣợng đặc trƣng là nhân tố động lực Dk [-] và khả năng tăng tốc của xe. Khả năng tăng
tốc của xe thƣờng đƣợc đ nh gi qua hai thông số chính là gia tốc tính tiến J [m/s2
] và
thời gian tăng tốc t [s] có thể đƣợc x c định nhƣ sau :


















 







 





V
i
k
i
k
k
k
g
V
D
dV
t
g
V
D
j
G
V
A
k
F
D
0
2
2800
32
2800
32
.
.


(2.8)
Trong đó g l gia tốc trọng trƣờng; còn i là hệ số xét đến ảnh hƣởng của các khối
lƣợng chuyển động quay đến gia tốc, trong t nh to n n y ƣớc lƣợng i = 1,05. Các
thông số h c đã đƣợc giải thích ở trên.
2.2. PHƢƠNG TRÌNH TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA XE GẮN MÁY
Ngo i t nh năng ỹ thuật của xe đƣợc đ nh gi qua c c đại lƣợng đã n u ở trên, ô
tô còn đƣợc đ nh gi qua t nh inh tế nhiên liệu của xe.
Tính kinh tế nhiên liệu của xe đƣợc đ nh gi qua mức độ tiêu hao nhiên liệu của
xe. Theo lý thuyết ô-tô [3], mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô phụ thuộc v o đặc tính
tiêu thụ nhiên liệu của động cơ trong qu tr nh nó sinh sản công suất để thắng tất cả
các công suất cản trong quá trình ô tô chuyển động.
2.2.1 Khái niệm mức tiêu hao nhiên liệu & phƣơng trình tiêu hao nhiên liệu ô tô
Theo lý thuyết ô tô [3], ta có định nghĩa về mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô nhƣ sau:
S
Q
Q S
nl  (2.9)
Trong đó Qnl là mức tiêu hao nhiên liệu của xe, tính bằng [kg/m]; QS l lƣợng tiêu
hao nhiên liệu của xe khi chạy hết quảng đƣờng S, tính bằng [kg]; S là quảng đƣờng xe
chạy đƣợc khi tiêu thụ hết lƣợng nhiên liệu QS, tính bằng [m].
Nhƣ vậy mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô Qnl theo (2.9) đƣợc tính bằng kg cho
một mét quảng đƣờng chạy của xe. Với đơn vị tính này trong thực tiễn gặp quá khó
hăn hi đo đếm. Chẳng hạn xe có công suất nhỏ và trung bình, tiêu hao nhiên liệu

32. 21
trung bình vào khoảng 10 lít sau khi chạy hết quảng đƣờng dài khoảng 100 km;
nghĩa l Qnl xấp xỉ bằng 10[g] trên 100 mét (giả định tỷ trọng nhiên liệu bằng 1
kg/lít); tức l 0,1[g/m]; hay đổi ra 0,0001[kg/m]). Với số liệu này thì thật kos cho
việc cân đong đo đếm!
Vì vậy, để thuận lợi trong việc đo kiểm, hiện nay chúng ta đã nhất trí chuyển đổi
sang đơn vị tính cho mức tiêu thụ nhiên liệu ô tô l lƣợng nhiên liệu tiêu hao tính bằng
lít trên 100km quảng đƣờng chạy; tức là Qnl tính bằng [lít/100km].
Tr n cơ sở x c định đơn vị này, đồng thời áp dụng các công thức biến đổi theo
nguy n lý động cơ; cùng với phƣơng tr nh chuyển động của ô tô theo lý thuyết ô tô,
chúng ta thành lập đƣợc phƣơng tr nh ti u hao nhi n liệu ô tô, t nh theo đơn vị lít trên
100km quảng đƣờng chạy – kí hiệu Qnl[l t/100 m], đƣợc thể hiện theo công thức
(2.10) nhƣ sau:
t
nl
j
w
e
nl
F
F
F
g
Q



36
)
( 

 (2.10)
Trong đó ge là suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ, t nh ằng [kg/kW.h]; F
là lực cản tổng cộng của đƣờng, bao gồm lực cản lăn Ff và lực cản lên dốc Fi (nếu có);
Fw là lực cản không khí của ôtô; Fj là lực quán tính chuyển động tịnh tiến của ô tô (tất
cả các lực đều tính bằng [N]); nl là tỷ trọng nhiên liệu, tính bằng [kg/lít]; t là hiệu
suất của hệ thống truyền lực, không có thứ nguyên [-].
Trong công thức (2.10) ở trên, số 36 là giá trị chuyển đổi thứ nguyên : bao gồm
quảng đƣờng t đơn vị [m] sang [km] (vì Qnl tính theo [lít/100km]) ; và thứ nguyên của
thời gian; t đơn vị [s] sang [h] (vì ge tính theo [kg/kW.h]).
Ở công thức ở (2.10) ta thấy có dấu  biểu thị giá trị của lực quán tính có thể có
giá trị âm (-) hoăc ƣơng (+). Khi chuyển động có gia tốc với tốc độ xe nhanh d n, thì
lực trong công thức (2.10) có dấu cộng (+); tức là lực Fj chiều ngƣợc với chiều chuyển
động (chúng là lực cản chuyển động); ngƣợc lại chúng có dấu (-) tức là lực chủ động.
Khi ô tô chuyển động ổn định (chuyển động đều, Fj = 0), th phƣơng tr nh lƣợng
tiêu hao nhiên liệu ô tô t (2.10) có thể đƣợc viết lại là:
t
nl
w
e
nl
F
F
g
Q



.
36
)
( 
 (2.10b)
2.2.2. Các yếu tố ảnh hƣớng đến tiêu hao nhiên liệu ô tô
Để thấy rõ ảnh hƣởng của các yếu tố đến tiêu hao nhiên liệu ô tô, chúng ta có thể
triển hai phƣơng tr nh (2 10) theo các thông số kết cấu và vận h nh nhƣ sau:

33. 22
t
nl
i
a
t
o
e
nl
dt
dV
g
m
kAV
f
G
G
g
Q





36
)
]
sin
.
)(cos
([( 2




 (2.11)
Ở đây, Go là trọng lƣợng bản thân xe [N]; Gt là trọng lƣợng m xe đang vận
chuyển (hàng hóa hoặc ngƣời và hành lý); ma là khối lƣợng chuyển động tịnh tiến của
ô tô [kg]; i là hệ số xét đến các khối lƣợng tham gia chuyển động quay của động cơ
và của toàn bộ hệ thống truyền lực (kể cả bánh xe) quy d n về bánh xe chủ động. Các
thông số h c đã giải thích ở trên.
a) Ảnh hưởng của suất tiêu hao nhiên liệu động cơ
T phƣơng tr nh (2 11) dễ dàng thấy, mức tiêu hao nhiên liệu ô tô tính theo lít trên
100 m quãng đƣờng chạy sẽ giảm khi suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ giảm.
Nghĩa l nếu động cơ có ết cấu hợp lý và quá trình cháy hoàn thiện thì giảm đƣợc
mức tiêu hao nhiên liệu của ô tô.
Ngƣợc lại, nếu tình trạng kỹ thuật của động cơ hông uy tr tốt, làm giảm công
suất động cơ, n đến suất tiêu hao nhiên liệu hữu ch động cơ tăng Kết quả sẽ làm
tăng ti u hao nhi n liệu ô tô Qnl.
b) Ảnh hưởng của trọng lượng xe (Go + Gt)
Trọng lƣợng của xe càng nhỏ, lƣợng tiêu hao nhiên liệu ô tô Qnl sẽ giảm; theo đó
xe có kết cấu và vật liệu hợp lý để trọng lƣợng bản thân Go nhỏ sẽ cho lƣợng tiêu hao
nhiên liệu Qnl nhỏ v ngƣợc lai.
Trong vận hành khai thác, tải trọng càng giảm, mức tiêu hao nhiên liệu ô tô Qnl
tính theo (2.11) nói chung sẽ giảm. Tuy nhiên nếu nghiên cứu sâu hơn về tải trọng khi
c c điều kiện h c hông đổi, thì tải trọng c ng tăng, hiệu quả về tính kinh tế nhiên
liệu càng tốt (tính theo một đơn vị hàng hóa vận chuyển).
c) Ảnh hưởng của chất lượng mặt đường và lốp xe
Xe chuyển động tr n đƣờng nhựa tốt, hệ số cản lăn sẽ nhỏ, lực cản lăn thấp sẽ giảm
đƣợc tiêu hao nhiên liệu. Ngoài ra, chất lƣợng lốp xe tốt theo nghĩa cản lăn, cũng sẽ
làm cho lực cản lăn giảm; kết quả tiêu hao nhiên liệu xe giảm Ngƣợc lại, nếu để áp
suất lốp giảm hơn so với định mức, hệ số cản lăn sẽ tăng, n đến l m tăng ti u hao
nhiên liệu.
Đặc biệt, nếu xe vận chuyển tr n đƣờng đèo ốc, xe hình thành thêm lực cản lên
dốc sẽ ảnh hƣởng rõ rệt đến tiêu hao nhiên liệu vì lực cản của xe tăng l n mạnh mẻ
theo quy luật hình sin; trong khi thành ph n luwacj cản giảm bởi ảnh hƣởng của hàm
cos l hông đ ng ể.

34. 23
d) Ảnh hưởng của hình dáng thân vỏ xe
Xe có hình dáng nhỏ thon, diện tích cản chính diện sẽ nhỏ, v o đó ti u hao nhi n
liệu bởi lực cản không khí nhỏ theo Đặc biệt, xe phải có h nh ng h động học tốt,
chất lƣợng mặt sơn tốt sẽ cho hệ số cản không khí nhỏ. Kết quả tiêu hao nhiên liệu
thấp.
Ngƣợc lại, xe có mặt ngo i hông trơn nhẵn, tiết diện có sự thay đổi đột ngột bởi
góc cạnh, sẽ d n đến hệ số cản tăng; ết quả l m tăng ti u hao nhi n liệu cho xe.
e) Ảnh hưởng của chất lượng hệ thống truyền lực
Ảnh hƣởng của hệ thống truyền lực đƣợc thể hiện qua hiệu suất hệ thống truyền
lực t. Nếu hệ thống truyền lực ít tổn thất cho ma sát thì hiệu suất cao, tiêu hao nhiên
liệu giảm.
Ngƣợc lại, nếu ly hợp để x y ra trƣợt nhiều, hộp số và truyền lực chính tổn thất cho
ma sát lớn; kết quả hiệu suất truyền lực t giảm, tiêu hao hiên liệu sẽ tăng
f) Ảnh hưởng của tỷ trọng nhiên liệu
Tỷ trọng nhiên liệu cũng ảnh hƣởng rõ nét đến tiêu hao nhiên liệu ô-tô, với nhiên
liệu nhẹ - tỷ trọng nhỏ, xe sẽ tiêu hao nhiên liệu lớn hơn so với loại nhiên liệu có tỷ
trọng lớn hơn Trong trƣờng hợp này, dễ dàng nhận thấy xe sử dụng nhiên liệu d u
diesel có tỷ trọng lớn hơn xăng, n n ti u hao nhi n liệu của xe sẽ nhỏ hơn xe ung
nhiên liệu xăng (khi có cùng các đại lượng khác như nhau)
g) Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động
+ Khi chuyển động có gia tốc: T công thức (2.11) dễ dàng nhận thấy, khi chuyển
động có gia tốc theo chiều tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu tăng rõ rệt so với trƣờng hợp
chuyển động đều (không có gia tốc theo chế độ tăng tốc Fj = 0).
Kể cả việc vận hành xe theo chế độ chuyển động lăn trơn (khi gia tốc dương là lực
cản; còn khi gia tốc âm là lực chủ động, tự hổ trợ thêm cho lực kéo ô tô), thì lực hổ trợ
của lực qu n tr nh lăn trơn không bù lại đƣợc lực cản qu n t nh trong qu tr nh tăng
tốc. Sở ĩ nhƣ vậy, là vì khi gia tốc có thêm ph n tiêu hao nhiên liệu cho các trang
thiết bị phụ tr n xe m hi lăn trơn, năng lƣợng n y hông đƣợc trả lại Hơn nữa khi
lăn trơn, năng lƣợng tích trữ khi gia tốc cho nh đ động cơ thƣờng hông đƣợc trả
lại trong qu tr nh lăn trơn
+ Khi chuyển động đều: Nhìn vào công thức (2.11), dễ dàng nhận thấy tốc độ xe
càng cao, tiêu hao nhiên liệu càng lớn; v ngƣợc lại, khi vận hành xe với tốc độ càng
thấp thì tiêu hao nhiên liệu càng giảm.
Tuy nhiên, nếu nhìn nhận nhƣ vậy l chƣa ch nh x c; ởi vì tốc độ sử dụng xe ảnh
hƣởng lớn đến mức độ sử dụng công suất động cơ v v vậy ảnh hƣớng lớn đến suất
tiêu hao nhiên liệu động cơ ge[kg/kW.h].

35. 24
2.3. CƠ CHẾ HÌNH THÀNH CÁC CHẤT PHÁT THẢI Ô NHIỄM CỦA ĐỘNG
CƠ ĐÁNH LỬA CƢỠNG BỨC
2.3.1. Cơ chế hình thành COx
Khí CO (Mônôxít-cácbon) sinh ra trong quá trình nhiên liệu cháy không hoàn toàn
do thiếu O2 trong buồng cháy [5-7], đƣợc hình thành t phản ứng sau:
2C + O2 = 2CO
Đây l phản ứng cháy thiếu ô-xy. Theo lý thuyết, CO sẽ không sinh ra nếu có
nhiều O2 theo lƣợng lý thuyết yêu c u (nghĩa l hỗn hợp quá nhạt) nhƣng trong thực tế
CO v n sinh ra trong cả trƣờng hợp đó Có a nguy n nhân sau:
- CO biến thành CO2 bởi phản ứng ôxy hoá ( 2CO + O2 = 2CO2) nhƣng phản ứng
này rất chậm và không thể biến tất cả lƣợng CO còn lại thành CO2 đƣợc. Vì lý do này
CO đƣợc sinh ra ngay cả khi hỗn hợp nhạt.
- Sự ch y hông đều của hỗn hợp khí - nhiên liệu do sự phân bố vốn đã hông
đều của nhiên liệu trong buồng cháy.
- Nhiệt độ xung quanh thành xilanh thấp, gây ra sự dập tắt có nghĩa l nhiệt độ
quá thấp cho sự cháy xảy ra nên ngọn lửa không thể với tới những vùng này của xilanh
(ngọn lửa sau hi đƣợc châm ngòi bởi bugi lan truyền ra khắp buồng ch y đến tận khi
nó gặp phải thành xilanh, mặt ƣới nắp qui lat, mặt ƣới c c xupap v đỉnh piston).
Nồng độ CO (theo thể tích) trong khí xả nh n chung đƣợc quyết định bởi tỷ lệ khí -
nhiên liệu. Nồng độ CO thay đổi khác với sự thay đổi tỷ lệ khí - nhiên liệu Điều này
đƣợc chỉ ra ở đồ thị ƣới Đồ thị này chỉ rõ cách tốt nhất để giảm nồng độ CO trong
khí xả l thúc đẩy sự cháy hoàn toàn bằng cách tạo ra tỷ lệ khí - nhiên liệu cao.
Khi λ < 1, quá trình cháy thiếu ô-xy nên thành ph n CO lớn. Trong quá trình giãn
nở, một ph n CO sẽ kết hợp với hơi nƣớc (trong sản phẩm ch y) để tạo CO2:
CO + H2O = CO2 + H2
Khi λ > 1, về lý thuyết th a ô-xy nhƣng v n có một lƣợng nhỏ CO do trong buồng
cháy v n có những vùng cục bộ có λ<1, tại đó qu tr nh ch y thiếu ô-xy. Mặt khác, tại
những vùng sát vách, do hiệu ứng làm lạnh còn gọi là hiệu ứng sát vách nên CO không
ô-xy hoá tiếp thành CO2.Trong hi đó, ph n lớn CO sinh ra trong quá trình cháy sẽ kết
hợp tiếp với ô-xy trong quá trình giãn nở trong điều kiện nhiệt độ t 17000
K đến
19000
K để tạo thành CO2 theo phƣơng tr nh: CO + O2 = CO2
Đối với trường hợp đốt hỗn hợp nghèo ( λ >1), CO còn hình thành trong quá trình
giãn nở do cháy rớt, cụ thể cháy tiếp ph n các-bua-hy-đrô chƣa ch y
2.3.2. Cơ chế hình thành NOx
Trong họ NOx thì NO chiếm tỉ lệ lớn nhất. NOx chủ yếu do N2 trong không khí
nạp v o động cơ tạo ra. Nhiên liệu xăng hay Diesel chứa rất t nitơ n n ảnh hƣởng của
chúng đến nồng độ NOx hông đ ng ể. Nhiên liệu nặng sử dụng ở động cơ t u thủy
tốc độ thấp có chứa khoảng vài ph n ngh n nitơ (tỉ lệ khối lƣợng) nên có thể phát sinh
một lƣợng nhỏ NOx trong khí xả.

36. 25
Sự hình thành NO: NO o oxy hóa nitơ trong hông h có thể đƣợc mô tả bởi
cơ chế Zel ovich Trong động cơ, qu tr nh ch y iễn ra trong điều kiện áp suất cao và
nhiệt độ lớn.
Hình 2.2. Sự phụ thuộc nồng độ NO theo nhiệt độ
Sự hình thành NO phụ thuộc rất mạnh vào nhiệt độ hình 2.4 cho thấy mức độ
tiến triển của phản ứng:
N2 + O2 2NO (2.1)
Phản ứng tạo NO có tốc độ thấp hơn nhiều so với phản ứng cháy. Nồng độ NO
cũng phụ thuộc mạnh vào nồng độ oxy. Vì vậy trong điều kiện nhiệt độ cao và nồng
độ O2 lớn thì nồng độ NO trong sản phẩm ch y cũng lớn.
Sự hình thành Dioxide nitơ: Nồng độ NO2 có thể bỏ qua so với NO nếu tính
toán theo nhiệt động học cân bằng trong điều kiện nhiệt độ nh thƣờng của ngọn lửa.
Kết quả này có thể áp dụng g n đúng trong trƣờng hợp động cơ đ nh lửa cƣỡng bức.
Đối với động cơ Diesel, ngƣời ta thấy có đến 30% NOx ƣới dạng NO2 Dioxy e nitơ
NO2 đƣợc hình thành t monoxy e nitơ NO v c c chất trung gian của sản vật cháy
theo phản ứng sau:
NO + HO2 NO2 + OH (2.2)
Trong điều kiện nhiệt độ cao, NO2 tạo thành có thể phân giải theo phản ứng:
(2.3)
Trong trƣờng hợp NO2 sinh ra trong ngọn lửa bị làm mát ngay bởi môi chất có
nhiệt độ thấp thì phản ứng (2.3) bị khống chế, nghĩa l NO2 tiếp tục tồn tại trong sản
vật cháy. Vì vậy hi động cơ xăng làm việc kéo dài ở chế độ không tải thì nồng độ
NO2 trong khí xả sẽ gia tăng
2.3.3 Cơ chế hình thành khí HC. (Hydrocacbure)
Khí xả động cơ xăng thƣờng có t 1000 ppmC đến 3000 ppmC, tƣơng ứng với
khoảng t 1 đến 2,5% lƣợng nhiên liệu cung cấp cho động cơ Nồng độ HC tăng nhanh

37. 26
theo độ đậm đặc của hỗn hợp Tuy nhi n hi độ đậm đặc của hỗn hợp quá thấp, HC
cũng tăng nhanh o sự bỏ lửa hay do sự cháy không hoàn toàn diễn ra ở một số chu
trình công tác.
Các không gian chết v a nêu có thể chứa t 5 đến 10% hỗn hợp trong xilanh và bộ
phận hỗn hợp n y hông ch y đƣợc trong qu tr nh ch y ch nh Trong giai đoạn giãn
nở, hi quay ngƣợc lại xilanh, một bộ phận HC chứa trong không gian chết bị ôxy hoá,
ph n còn lại (hơn 50%) tho t ra ngo i theo h xả. Thực nghiệm cho thấy hơn 80% HC
chứa trong sản phẩm cháy do các không gian chết của nhóm piston-xécmăng-xilanh
gây ra, 13% lƣợng HC do không gian chết của đệm quy lát, 2% do không gian chết
của bugi.
- Sự hấp thụ và giải phóng HC ở màng d u ôi trơn: D u ôi trơn v o trong
nhiên liệu nhƣ trƣờng hợp động cơ 2 sẽ l m gia tăng mức độ phát sinh HC. Khi pha
thêm 5% d u ôi trơn v o trong nhiên liệu thì nồng độ HC trong khí xả có thể tăng gấp
đôi hay gấp ba so với trƣờng hợp động cơ l m việc với nhiên liệu không pha d u bôi
trơn
Trong giai đoạn nạp màng d u ôi trơn đƣợc tráng trên mặt gƣơng xilanh ở trạng
th i ão hòa hơi hy rocac on ở áp suất nạp. Khi cháy hết nhiên liệu, sự giải phóng
hơi nhi n liệu t màng d u ôi trơn v o h ch y ắt đ u v đồng thời quá trình này
tiếp tục trong kì giãn nở và thải Trong qu tr nh đó, một bộ phận hơi n y sẽ hoà trộn
với khí cháy ở nhiệt độ cao và bị ôxy hoá, một bộ phận khác hoà trộn với hỗn hợp khí
cháy nhiệt độ thấp không bị ôxy hoá góp ph n l m tăng HC Lƣợng HC n y tăng theo
độ hòa tan của nhiên liệu trong d u ôi trơn
Sự hiện diện của muội than trong buồng ch y cũng ảnh hƣởng đến sự phát sinh
HC. Thực tế cho thấy HC có huynh hƣớng gia tăng theo mức độ tiêu thụ d u ôi trơn
- Ảnh hƣởng của chất lƣợng quá trình cháy: Sự dập tắt màng lửa hi nó lan đến
g n thành là một trong những nguy n nhân l m gia tăng HC trong h xả động cơ
Màng lửa có thể bị dập tắt khi nhiệt độ và áp suất giảm xuống nhanh. Hiện tƣợng này
diễn ra ở chế độ không tải hay tải nhỏ và tốc độ thấp với thành ph n khí sót cao. Ngay
cả hi động cơ đƣợc điều chỉnh tốt ở chế độ làm việc nh thƣờng, sự dập tắt màng lửa
cũng iễn ra ở chế độ qu độ.
- Ảnh hƣởng của lớp muội than: Sự hình thành lớp muội than (oxy e ch đối với
động cơ sử dụng nhiên liệu pha chì hay là lớp than do d u ôi trơn ị cháy) xuất hiện
trong buồng cháy khi ô tô chạy đƣợc khoảng vài ngàn cây số, cũng góp ph n làm gia
tăng HC Cơ chế l m tăng HC o sự hiện diện của muội than khá phức tạp. Sự hấp thụ
và giải phóng HC ở lớp muội than cũng giống nhƣ m ng u. Mặt khác, nếu kích
thƣớc an đ u của các không gian chết hẹp, lớp bồ hóng làm giảm lƣợng hỗn hợp khí
chƣa cháy chứa trong các không gian này vì vậy làm giảm HC Ngƣợc lại, nếu các
không gian này nguyên thủy đủ lớn, sự bám bồ hóng làm giảm tiết diện lối v o, tăng
khả năng ập tắt màng lửa o đó l m tăng mức độ phát sinh HC.

38. 27
- Ảnh hƣởng của sự oxy hóa HC trong kì giãn nở và thải: Lƣợng hydrocarbure
không tham gia vào quá trình cháy chính trong thực tế lớn hơn nhiều so với lƣợng
hy rocar ure đo đƣợc trong khí xả động cơ Thật vậy, sau khi thoát ra khỏi các không
gian chết, nhiên liệu chƣa ch y huếch tán vào khối sản phẩm cháy ở nhiệt độ cao và
tại đây chúng ị oxy hóa một cách nhanh chóng. Sự oxy hóa này càng thuận lợi khi
lƣợng oxy trong sản vật cháy càng nhiều (hỗn hợp nghèo).
Lƣợng HC thải ra bao gồm nhiên liệu chƣa ch y hết và các sản phẩm cháy không
hoàn toàn. Mặt h c, qu tr nh oxy hóa cũng tiếp tục diễn ra tr n đƣờng xả làm giảm
thêm nồng độ HC sau khi chúng thoát ra khỏi buồng cháy. Vì vậy những điều kiện vận
hành của động cơ l m gia tăng nhiệt độ khí xả (hỗn hợp có độ đậm đặc xấp xỉ 1, động
cơ l m việc với tốc độ cao, đ nh lửa muộn, tỉ số nén cao...) và thời gian tồn tại của hỗn
hợp trong buồng cháy dài (tải thấp) sẽ l m gia tăng tỉ lệ HC bị oxy hóa. Giảm góc
đ nh lửa sớm l m tăng nhiệt độ hỗn hợp khí ở cuối quá trình giãn nở tạo điều kiện
thuận lợi cho việc oxy hóa HC tr n đƣờng thải.
2.3.4 Ảnh hƣởng của tính chất nhiên liệu xăng đến phát thải chất ô nhiễm
2.3.4.1 Ảnh hưỏng của khối lượng riêng
Khối lƣợng riêng nhiên liệu có quan hệ chặt chẽ với thành ph n các hydrocacbon
tạo thành hỗn hợp nhiên liệu thƣờng hay super; khối lƣợng riêng tỉ lệ với tỉ số nguyên
tử tổng quát carbon/hydro (C/H). Sự gia tăng hối lƣợng riêng của nhiên liệu có
huynh hƣớng làm nghèo hỗn hợp đối với động cơ ùng ộ chế ho h v ngƣợc lại,
làm giàu hỗn hợp đối với động cơ phun xăng Tuy nhi n, o phạm vi thay đối khối
lƣợng riêng nhiên liệu rất bé (t 2,5 % đến 4% ), ảnh hƣởng của nó đến mức độ phát ô
nhiễm của động cơ đã điều chỉnh sẵn với một nhiên liệu cho trƣớc hông đ ng ể.
2.3.4.2 Ảnh hưỏng của tỉ lệ hydrocacbon thơm
Hy rocac on thơm l loại hydrocacbon không no, các nguyên tử C nối với nhau
theo mạch vòng bằng các liên kết đôi, đơn xen ẽ nhau, điển hình là chất benzen và
MetylBenzen (C6H8) là thành ph n lý tƣởng của xăng ùng trong động cơ đốt cháy
cƣỡng bức H m lƣợng Hydro ít nên khối lƣợng riêng lớn và nhiệt trị nhỏ
Hình 2.3. Các mạch liên kết hóa học của Hydrocacbon thơm