Đề cương ôn thi Ô tô dùng năng lượng mới

Đề Cương Ôn Thi Ô TÔ DÙNG NĂNG LƯỢNG MỚI  CHƯƠNG I Câu 1: Nhiên liệu sử dụng là gì ? Nhiên liệu là những vật liệu có khả năng cung cấp nhiệt lượng Trong tự nhiên, nhiên liệu tồn tại ở ba trạng thái: rắn, lỏng và khí.  Nhiên liệu rắn gồm: thực vật phế thải, gỗ và than gỗ, than ở các dạng khác nhau như: than đá, than bùn...  Nhiên liệu lỏng gồm: dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ: xăng, dầu DO, dầu FO  Nhiên liệu khí gồm: khí thiên nhiên; khí được sản xuất từ công nghiệp như: khí than (CO), khí tổng hợp, khí metan từ bùn ao và từ sinh khối, khí hóa lỏng (LPG). Câu 2: Ảnh hưởng của khí xả động cơ ? Đối với sức khỏe con người: -Co (monoxide carbon)là sản phẩm khí không màu ko mùi,,ngăn cản dịch chuyển của hồng cầu trong máu làm cko các bộ phận của cơ quan thiếu oxy. -Nox: gây viêm và làm hủy hoại các tế bào của cơ quan hô hấp. -Hydocarbure:gây rối loạn thần kinh và các bệnh về gan. -So2:giảm khả năng đề kháng của cơ thế và làm tăng cường độ tương tác hại của các chất ô nhiễm khác với người nhiễm phải. -Bồ hóng: gây trở ngại cho cơ quan hô hấp, gây bệnh ung thư. -Chì : ảnh hưởng tới thần kinh do xáo trộn trao đổi ion của não. Đối với môi trường: Gây hiện tượng hiệu ứng nhà kính: Gây lủng tầng Ozon: - Thay đổi nhiệt độ khí quyển: - Nhiệt độ khí quyển tăng lên từ 2-30C. - Băng ở bắc và nam cực tan chảy làm tăng mực nước biển. - Làm thay đổi chế độ mưa gió và sa mạc hóa thêm bề mặt trái đất. -Ảnh hưởng tới sinh thái: hủy hoại lớp ozone ở thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cựa tím phát xạ. đột biến sinh ra từ các vi trùng có khả năng làm lây lan các bệnh lạ dẫn tới hủy hoại cuộc sống. ngoài ra so2, no2,.. bị oxy hóa làm hủy hoại thảm thực vật trên mặt đất và gây ăn mòn các công trình kim loại. CHƯƠNG II Câu 1: Đặc điểm của động cơ sử dụng nhiên liệu Xăng ? Tỷ số nén thấp, số vòng quay cao. Hỗn hợp cháy hòa trộn trước, đồng nhất. Cháy cưỡng bức, tâm cháy xuất hiện tại bugi, cháy lan đều ra toàn bộ thể tích buồng cháy và kết thúc tại khu vực ngoài cùng của buồng cháy Quá trình cháy diễn ra rất nhanh Câu 2: Đặc điểm của động cơ sử dụng nhiên liệu Diesel ? Tỷ số nén cao, e = 13  23. Số vòng quay thấp, n = 1000  3500 vòng/phút. Đối với động cơ dùng nhiên liệu nặng (FO – Fuel Diesel) thì số vòng quay còn < 1000 vòng/phút. Hòa khí (nhiên liệu + không khí) hình thành bên trong xy lanh. Nhiên liệu tự cháy do có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tự cháy của nhiên liệu Diesel. Nhiên liệu không thể tự cháy ngay khi vừa phun vào xylanh mà phải có thời gian để chuẩn bị cho nó tự bốc cháy. Nhiên liệu phải được phun sương và xé tơi thành các hạt nhỏ. Sự cháy chỉ có thể xảy ra ở một hoặc vài điểm trong buồng cháy. Giai đoạn chuẩn bị các tâm cháy này được gọi là giai đoạn cháy trễ. CHƯƠNG III A/ Khí thiên nhiên CNG (Compressed Natural Gas) hoặc NGV (Natural Gas Vehicle): Câu 1: Ưu nhược điểm CNG? Nguồn cung cấp ổn định, có nhiều mỏ khí và nhà máy sản xuất. Chi phí sản xuất cao hơn diesel nhưng vẫn thấp hơn xăng, Chi phí sử dụng của các nhiên liệu khí thấp. Ít ô nhiễm môi trường. Tỷ số nén của động cơ nhiên liệu CNG cao nên hiệu suất nhiệt của động cơ sử dụng CNG cao. Hiệu suất nhiệt cao. An toàn trong sử dụng. Rất nhiều thiết bị an toàn cả về mặt cơ khí và điện tử để bảo đảm tính an toàn trong khi động cơ hoạt động hoặc ngay cả khi không hoạt động hoặc bị tai nạn. Các bình chứa CNG cũng được kiểm tra nghiêm ngặt ở một áp suất cao hơn áp suất chứa của nhiên liệu có thể lên đến gấp 3 lần (600 bar). Tuổi thọ động cơ cao. Do CNG có đặc tính chống kích nổ cao và không có chì, ít ô nhiễm, ít mài mòn, không có hiện tượng rửa sạch màng dầu bôi trơn . . . Giảm được lượng xăng dầu nhập khẩu, giảm ảnh hưởng của sự biến động trên thị trường quốc tế, chủ động nhiên liệu. Câu 2: Khó khăn của CNG ? Bình chứa CNG phải dày, đủ bền, trọng lượng nhỏ, thể tích lớn, yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Các động cơ đốt trong hiện nay không phát huy hết các tính năng của CNG. Khi chuyển đổi, cải tạo các hệ thống trên xe có thể làm thay đổi về bố trí chung, các tính năng động lực học, ổn định của xe . . . Cơ sở hạ tầng, vấn đề vận chuyển, phân phối CNG chưa có. Thói quen sử dụng nhiên liệu mới và ý thức bảo vệ môi trường chung còn hạn chế. Câu 3: Ưu nhược điểm của HTNL tạo hòa khí CNG/LPG kiểu hòa trộn khuếch tán? Ưu điểm của HTNL tạo hòa khí CNG/LPG kiểu hòa trộn khuếch tán Kết cấu đơn giản, không đòi hỏi các chi tiết phức tạp, dễ chế tạo, giá thành thấp. Dễ bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa. Dễ lắp đặt trên xe khi thay thế. Điều khiển và vận hành dễ dàng. Nhược điểm của HTNL tạo hòa khí CNG/LPG kiểu hòa trộn khuếch tán Sức cản khí động nhiên liệu lớn. Chế hòa khí bằng phương pháp hòa trộn cho hỗn hợp không đồng đều như kiểu phun. Độ tin cậy làm việc không cao. Câu 4:Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Bộ giảm áp hóa hơi ? Hình 1: Cấu tạo bộ giảm áp [nguồn: TL3] 1_ Họng nạp, 2_ Miệng vào van giảm áp, 3_ Van giảm áp, 4_ Cử tỳ, 5_ Màng cao su, 6_ Miệng vào van định lượng, 7_ Van định lượng, 8_ Lò xo van định lượng, 9_ Màng cao su, 10_ Vít điều chỉnh, 11_ Đòn bẩy. Nguyên lý hoạt động: Câu 5: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Bộ tạo hỗn hợp ? Hình 2: Cấu tạo bộ tạo hỗn hợp [nguồn: TL3] 1_ Đường ống nạp CNG, 2_ Vít điều chỉnh lượng nhiên liệu CNG, 3_ Đường thông áp chân không, 4_ Họng gió, 5_ Màng áp thấp, 6_ Lò xo ép màng áp thấp, 7_ Ống áp thấp, 8_ Vít điều chỉnh gió. Nguyên lý hoạt động: B/ Khí hóa lỏng LPG: Câu 1: Ưu nhược điểm của HTNL tạo hòa khí LPG kiểu phun ? Ưu điểm của HTNL tạo hòa khí LPG kiểu phun Do khí hóa lỏng LPG được phun bởi kim phun với áp suất cao nên sẽ cho hỗn hợp rất là đồng đều. Hệ thống làm việc với độ tin cậy cao. Giảm bớt các lực cản khí động. Có tính thích ứng trong những điều kiện làm việc khác nhau. Nhược điểm của HTNL tạo hòa khí LPG kiểu phun Kết cấu phức tạp, các chi tiết chế tạo khó khăn như cơ cấu định lượng kim phun. Đòi hỏi phải có các bộ phận điện tử để vận hành các cơ cấu trên, nên việc lắp đặt rất phức tạp dẫn đến khó bảo quản, sửa chữa. Giá thành cao. Câu 2: Ưu nhược điểm của LPG ( giống với CNG ) Câu 3: Tại sao động cơ dùng CNG/ LPG ít ô nhiễm hơn dùng xăng / diesel ? - Động cơ dùng CNG/LPG thải ra khí thải là HC không metan ít hơn so với đc xăng và diesel. - Là hệ thống nhiên liệu kín nên ít thải bay hơi. - Khí nhà kính (GHG) thải ra từ đc CNG/LPG ít hơn 15-20% và Nox thấp hơn 35% so với đc xăng và điesel. - Giảm bớt hiện tượng hiệu ứng nhà kính. - Hỗn hợp được hòa trộn đồng đều hơn nhờ có Bộ hòa trộn . - Giảm lưởng Nox do nhiệt độ màng lửa khí nhiên liệu thấp hơn đc xăng/diesel. - Khí HC thấp do không có lớp nhiên liệu lỏng trên đường nạp. C/ Năng lượng điện mặt trời: Câu 1: Sơ đồ hệ thống điện mặt trời và nguyên lý hoạt động ? Nguyên lý hoạt động: - Nguốn điện từ Pin mặt trời được truyền tải tới bộ điều khiển : bộ điều khiển chuyền tải nguồn điện tới bộ đổi điện đồng thời nạp cho accu. - Khi dòng điện ở Bộ đổi điện biến nguồn điện 1 chiều thành nguồn điện 2 chiều sau đó cho nguồn điện tới các phụ tại như( tivi , tủ lạnh,quạt,) - Khi trời tối nguồn điện pin mặt trời không cung cấp nguồn điện nữa thì nguồn điện từ Accu sẽ qua bộ điều khiển tới bộ đổi điện và tới phụ tại đồng thời có nhiệm vụ ngắt dòng không cho dòn điện chạy ngược từ accu về ngược lải pin mặt trời. Câu 2: Tại sao nói: “ Năng lượng mặt trời miễn phí nhưng không rẻ ” ? - Đầu tư : chi phí đầu tư cho nguồn năng lượng mặt trời khá cao.VD: 1pin= 10-8$. - Bảo dưỡng : chi phí bảo dưỡng khá cao và sữa chữa khó khăn. - Duy trì : Thời gian duy trì sử dụng lâu dài khá ngắn. Câu 3: Ưu nhược điểm của ô tô điện ? Ưu điểm Về phương diện ô nhiễm, ô tô điện được xếp vào dạng ô tô sạch (ZEV: Zero Emission Vehicles). Ô tô điện hoạt động rất êm, với các bộ phận còn lại, việc lắp đặt và vận hành giống như ô tô chạy bằng ĐCĐT. Do đường đặc tính công suất và môment xoắn của động cơ điện rộng hơn của ĐCĐT nên vấn đề gia tốc của ô tô điện có thể nhanh hơn. Động cơ điện ít phải bảo trì bảo dưỡng. Hầu hết các ô tô điện đều được thiết kế phương pháp hãm tái sinh (song song với hãm động năng), phương pháp này giúp thu lại động năng của xe và nạp lại vào bình điện. Nhược điểm Về mặt kỹ thuật, hiện nay ô tô chạy điện có hai nhược điểm quan trọng đó là: Năng lượng dự trữ thấp (thấp hơn khoảng 100 lần ô tô dùng ĐCĐT) Giá đầu tư ban đầu cao hơn (khoảng 30 – 40% cao hơn so với ô tô dùng ĐCĐT). Những thách thức khác cần được giải quyết để ứng dụng ô tô điện đại trà trong thực tế là khả năng gia tốc, thời gian nạp điện, vấn đề sưởi và điều hòa không khí trên ô tô, tuổi thọ bình điện, cơ sở hạ tầng cho ô tô điện. D/ Năng lượng nhiệt mặt trời: ( Tính toán ) E/ Nhiên liệu sinh học: Câu 1: Ưu nhược điểm của xăng sinh học ? Ưu điểm Cồn có chỉ số Octan cao hơn xăng, nếu dùng xăng + 10% cồn nguyên chất (95% hoặc 99%) thì chỉ số Octan tăng từ 95 lên 100. Cồn cháy sạch hơn và giảm thiểu các chất gây ô nhiễm môi trường. Cồn là nhiên liệu tái sinh và có thể sản xuất cồn bằng các công nghệ hiện nay. Nhược điểm Khuyết điểm lớn nhất là chi phí ban đầu cho việc sử dụng cồn (lắp đặt hệ thống nhiên liệu, giá nhiên liệu . . .) cao hơn xăng, thùng nhiên liệu được thiết kế lớn hơn. Khi cồn cháy, ta không thể quan sát ngọn lửa dưới ánh sáng mặt trời vì ngọn lửa của nhiên liệu cồn cháy không có màu điều này sẽ gây khó khăn trong việc nghiên cứu quá trình cháy của nhiên liệu cồn. Các độc chất tiềm ẩn trong nhiên liệu cồn vẫn đang trong quá trình nghiên cứu. Câu 2: Ưu nhược điểm của Biodiesel ? Ưu điểm - Biodiesel là nguồn nhiên liệu tái sinh giúp ta chủ động được về nhiên liệu không phụ thuộc vào tình hình biến động trên thế giới. - Biodiesel làm giảm đáng kể thành phần khí thải gây ô nhiễm môi trường và cải thiện môi trường do O2 sinh ra từ các vụ mùa. - Biodiesel tốt cho sức khỏe người và hoàn toàn không chứa lưu huỳnh, chất tạo ra SO2, H2SO4 và muối Amonium. - Biodiesel có đặc tính gần giống Diesel, nó thỏa mãn được các yêu cầu của nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong. - Biodiesel có thể pha trộn với Diesel thành hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất. - Sử dụng Biodiesel không mất chi phí vận chuyển và thuế nhập khẩu. - Công nghệ chế biến Biodiesel đơn giản, chi phí đầu tư cho thiết bị thấp, có thể sản xuất mọi lúc mọi nơi. Nhược điểm - Biodiesel còn là một khái niệm rất mới đối với người dân Việt Nam. Việc thực hiện dự án dùng Biodiesel cho ĐCĐT cần có thời gian để phổ cập kiến thức. Mất thời gian quy hoạch đất đai trồng các loại cây lấy dầu. - Năng suất các cây lấy dầu ở nước ta vẫn còn thấp. Việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu trên diện tích đất lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái. - Hiện nay giá thành Biodiesel vẫn còn khá cao so với Diesel. Tuy nhiên, khi dầu mỏ ngày càng trở nên hiếm và nông nghiệp phát triển thì Biodieselsẽ có tương lai. F/ Pin nhiên liệu: Câu 1: Ưu nhược điểm của Pin nhiên liệu ? Ưu điểm - Pin nhiên liệu ít sinh ra các chất gây ô nhiễm môi trường so với các loại động cơ nhiệt. - Hiệu suất nhiệt động học của pin nhiên liệu cao hơn so với các loại động cơ nhiệt thông thường. - Nhiên liệu hóa thạch sử dụng cho các loại động cơ đốt trong đang ngày càng cạn kiệt. Trong khi đó, nhiên liệu sử dụng cho pin nhiên liệu có thể thu được từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó làm giảm sự phụ thuộc dầu mỏ vào các nước khác. - So với accu thì pin nhiên liệu không cần thời gian dài để nạp lại năng lượng sau một thời gian sử dụng. Pin nhiên liệu chỉ cần thời gian ngắn để tiếp nhiên liệu. - So với nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời thì pin nhiên liệu không phụ thuộc vào thời tiết. - Pin nhiên liệu có phạm vi ứng dụng rộng rãi. Nhược điểm - Chi phí chế tạo cao, khó cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác. - Hệ thống pin nhiên liệu phức tạp và cồng kềnh hơn so với hệ thống động cơ đốt trong. - Cơ sở hạ tầng để phục vụ cho các ứng dụng của pin nhiên liệu chưa phát triển nhiều. - Quá trình sản xuất hydro hay tách hydro từ các nhiên liệu có sẵn để cung cấp cho pin nhiên liệu khó khăn và tốn kém, đôi khi còn có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường. - Tuổi thọ của pin nhiên liệu chưa cao tối đa 40 000 giờ. Câu 2: Nguyên lý hoạt động của Pin nhiên liệu ? - Khi các nguyên tử hydro có trong nhiên liệu đi vào anode của pin nhiên liệu, các phản ứng hóa học xảy ra tại đây sẽ lấy các electron của chúng. - Những nguyên tử hydro lúc này bị ion hóa, tạo thành ion hydro mang điện tích dương (proton). - Các electron mang điện tích âm bị ngăn cản bởi chất điện phân nên không thể di chuyển trực tiếp từ anode sang cathode mà phải đi vòng qua một mạch điện bên ngoài, tạo ra dòng điện một chiều. - Cùng lúc đó, khí oxy được cung cấp đến cathode của pin nhiên liệu sẽ nhận các electron này, tạo thành các ion oxy. - Và trong một số dạng pin nhiên liệu, các ion oxy này sẽ kết hợp với các ion hydro vừa đi qua chất điện phân từ anode của pin nhiên liệu để tạo thành nước; - Như vậy, dù hydro và oxy cùng gặp nhau và kết hợp với nhau ở anode hay cathode nhưng cuối cùng cũng tạo ra nước, thoát ra khỏi pin. Pin nhiên liệu sẽ liên tục phát điện khi vẫn được cung cấp hydro và oxy. - Trong pin nhiên liệu, các electron di chuyển từ anode sang cathode thông qua một mạch điện bên ngoài, nên dòng điện đi qua mạch điện có chiều từ cathode sang anode. Vì vậy, cathode là điện cực dương và anode là điện cực âm của pin nhiên liệu.