Thực trạng môi trường hiện nay
Ô nhiễm môi trường là vấn đề ngày càng được quan tâm và chưa bao giờ ngừng "nóng" trên các phương tiện truyền thông Hằng ngày, chúng ta thường nghe đến những cụm từ như băng tan, Trái Đất nóng lên, mưa axit, và biến đổi khí hậu toàn cầu Tình trạng ô nhiễm không chỉ gia tăng theo thời gian mà còn trở thành mối lo ngại chung của toàn nhân loại, không còn là vấn đề riêng của bất kỳ quốc gia nào.
Vấn đề khan hiếm nước sạch đang trở thành thách thức lớn trên toàn cầu, khi chỉ khoảng 2% trong tổng số 70% diện tích nước là nước có thể sử dụng cho tiêu dùng Hơn nữa, nguồn nước này không được phân bố đồng đều, gây ra sự bất công trong việc tiếp cận nước sạch Biến đổi khí hậu và thiên tai như lũ lụt cũng đã tàn phá hệ sinh thái, dẫn đến ô nhiễm môi trường và làm trầm trọng thêm tình trạng khan hiếm nước.
Ô nhiễm môi trường nước toàn cầu đang gia tăng, dẫn đến sự khan hiếm nguồn cung cấp nước tự nhiên Hậu quả là nhiều người trên thế giới gặp khó khăn trong việc tiếp cận nước sạch, gây ra những vấn đề sức khỏe nghiêm trọng.
Nạn phá rừng vẫn diễn ra, gây hại cho hệ sinh thái xanh và dẫn đến thiên tai như bão lũ, ảnh hưởng nghiêm trọng đến khí hậu và môi trường toàn cầu.
Quản lý và xử lý chất thải độc hại chưa được kiểm soát chặt chẽ, dẫn đến những tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.
Quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa diễn ra nhanh chóng đã dẫn đến việc thải ra một lượng lớn chất thải, hóa chất độc hại và kim loại nặng vào môi trường Những chất khí này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng không khí mà còn gây hại trực tiếp cho con người và các loài sinh vật Ô nhiễm môi trường xảy ra khi các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của môi trường bị thay đổi, gây tác động tiêu cực đến sức khỏe con người Nguyên nhân chính của ô nhiễm môi trường chủ yếu là do hoạt động của con người, bên cạnh đó, một số hoạt động tự nhiên cũng có thể gây ảnh hưởng lớn đến môi trường.
Các dạng ô nhiễm môi trường chính là ô nhiễm môi trường nước, ô nhiễm môi trường đất, ô nhiễm môi trường không khí và các loại ô nhiễm khác.
1.2 Các dạng ô nhiễm môi trường chính
1.2.1 Ô nhiễm môi trường nước. Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi theo chiều tiêu cực của các tính chất vật lý-hoá học-sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật, làm giảm độ đa dạng của sinh vật trong nước.
Nước bị ô nhiễm chủ yếu do hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở các khu vực nước ngọt, vùng ven biển và biển khép kín Trong khi đó, tràn dầu là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước ở các đại dương.
Sự dư thừa muối khoáng và chất hữu cơ trong nước khiến cho các quần thể sinh vật không thể đồng hoá, dẫn đến giảm đột ngột hàm lượng oxy, gia tăng khí độc và độ đục của nước, gây ra sự suy thoái nghiêm trọng cho thuỷ vực.
Theo thống kê của UNEP, 60% nguồn nước trên các dòng sông ở ba châu lục Á-Phi-Âu đang bị ô nhiễm UNICEF cho biết năm quốc gia có mức ô nhiễm nước nghiêm trọng nhất là Indonesia, Thái Lan, Philippines, Trung Quốc và Việt Nam Tại Việt Nam, khoảng 17 triệu người vẫn chưa có quyền truy cập vào nước sạch, theo báo cáo mới nhất của Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trường Họ buộc phải sử dụng nguồn nước ô nhiễm từ nước mưa, nước giếng khoan và nước máy lọc không đảm bảo an toàn.
1.2.2 Ô nhiễm môi trường đất. Ô nhiễm nguồn đất là hiện tượng đất bị nhiễm bẩn bởi các tác nhân gây ô nhiễm với nồng độ cao Đó có thể là tác nhân chủ quan từ con người như chất thải sinh hoạt, kim loại và chất thải rắn của các nhà máy sản xuất, chất thải công nghiệp,
Hình 3, 4: Ô nhiễm nước do tràn dầu
Rác thải, bao gồm chất thải nông nghiệp, đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh vật biển Ngoài ra, các yếu tố môi trường tự nhiên như hiện tượng Gley hóa, đất nhiễm phèn và nhiễm mặn cũng là những tác nhân khách quan tác động đến hệ sinh thái này.
Môi trường đất đóng vai trò quan trọng trong việc sinh sống của con người và nhiều sinh vật khác, đồng thời là nguồn tài nguyên thiết yếu cho sự phát triển Tuy nhiên, với sự gia tăng mật độ dân số và các yếu tố chủ quan khác, môi trường đất đang bị suy thoái và đối mặt với nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng.
Ô nhiễm môi trường đất đang trở thành vấn đề nghiêm trọng toàn cầu, với tình trạng đất suy thoái do biến đổi khí hậu, xói mòn và bạc màu Hơn nữa, quá trình công nghiệp hóa ngày càng gia tăng đã dẫn đến ô nhiễm đất bởi các kim loại nặng độc hại, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.
Ô nhiễm môi trường đất ở Tp Hồ Chí Minh đang ở mức báo động, chủ yếu do chất thải đô thị và sử dụng thuốc bảo vệ thực vật Tại Hóc Môn, trung bình một vụ rau phải phun thuốc bảo vệ thực vật từ 10 đến 25 lần, với lượng thuốc sử dụng cho mỗi hecta lên đến 100 – 150 lít trong một năm Ngoài ra, các khu công nghiệp tại Hồ Chí Minh thải ra một lượng lớn chất thải hàng ngày, góp phần làm trầm trọng thêm tình trạng ô nhiễm đất.
Nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm môi trường
Do ý thức người dân còn kém, không nhận thức rõ hậu quả: sử dụng túi nilong, không phân loại rác thải, xả rác bừa bãi,….
Do chất thải từ nhà máy, khu công nghiệp: thải ra môi trường những chất thải chưa qua xử lý khiến môi trường bị ô nhiễm trầm trọng.
Do quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của các quốc gia trên thế giới.
Nhiều doanh nghiệp hiện nay đang thiếu trách nhiệm và quản lý lỏng lẻo, dẫn đến việc vi phạm quy trình khai thác nhằm tối đa hóa lợi nhuận Hành động này không chỉ thể hiện sự quan liêu mà còn góp phần đáng kể vào ô nhiễm môi trường.
Sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học không đúng cách dẫn đến tình trạng dư thừa và vứt bỏ bừa bãi Những chất độc hại này sẽ thấm dần vào nguồn nước ngầm và các ao hồ, gây ô nhiễm môi trường.
Chất thải rắn có nguồn gốc từ sinh hoạt, khu công nghiệp và cơ sở y tế, và nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường, chúng sẽ tích tụ lâu dài, gây ô nhiễm không khí, nước, nước ngầm và đất Hệ quả là sự ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.
Ngoài ra, các hiện tượng tự nhiên, các thiên tai cũng góp phần gây ô nhiễm, ảnh hưởng tới sinh thái cũng như môi trường.
Hậu quả của ô nhiễm môi trường
1.4.1 Đối với sức khỏe con người a Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với sức khoẻ con người Ô nhiễm không khí có ảnh hưởng khá lớn đến sức khoẻ con người mà chủ yếu là hệ hô hấp
Ô nhiễm không khí gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng, bao gồm viêm phế quản, hen suyễn, chóng mặt, đau đầu, các vấn đề về tim mạch, ung thư phổi, phì đại tâm thất, bệnh Alzheimer và Parkinson, cũng như các biến chứng tâm lý như tự kỷ và bệnh võng mạc Các hạt bụi mịn và siêu mịn, thành phần chính của không khí ô nhiễm, đã được Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế phân loại là chất gây ung thư cho con người.
Ô nhiễm không khí có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người, với 1/3 số ca tử vong liên quan đến đột quỵ, ung thư phổi và bệnh tim mạch do nguyên nhân này Các hạt ô nhiễm siêu nhỏ có khả năng vượt qua hệ miễn dịch, xâm nhập vào hệ hô hấp và tuần hoàn, gây tổn hại dần đến phổi, tim và não bộ.
Ô nhiễm không khí đang trở thành mối quan tâm lớn đối với sức khỏe con người, khi các nghiên cứu chỉ ra mối liên hệ giữa ô nhiễm không khí và nhiều bệnh nghiêm trọng ở các nhóm tuổi khác nhau.
Biến chứng thần kinh và tâm lý;
Các bệnh mãn tính lâu dài như tiểu đường, ung thư
Ô nhiễm nước có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tăng trưởng và phát triển của thai nhi, dẫn đến nguy cơ sinh non và sinh nhẹ cân Bên cạnh đó, ô nhiễm nước còn gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho con người, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe cộng đồng.
Ô nhiễm nước là nguyên nhân chính gây ra nhiều bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người Những bệnh lý liên quan đến ô nhiễm nước bao gồm tiêu chảy, dịch tả, thương hàn, viêm gan, viêm não, và các bệnh do muỗi truyền Ngoài ra, ô nhiễm nước cũng gây ra các vấn đề về hô hấp và phát ban da, làm gia tăng lo ngại về sức khỏe cộng đồng.
Nguồn nước nhiễm kim loại nặng như thủy ngân, chì và arsenic có thể gây độc tính cao cho con người Mặc dù các kim loại nặng là nguyên tố vi lượng cần thiết cho sinh vật, nhưng nếu hàm lượng vượt quá mức cho phép, chúng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, dẫn đến nguy cơ nhiễm độc và nhiều bệnh lý nguy hiểm như đột biến và ung thư.
Ô nhiễm nguồn nước do hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, và kim loại nặng có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ngộ độc, viêm gan, và ung thư Các chất hóa học như Xenon peroxide và sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp, trong khi oxalate kết hợp với calcium dẫn đến đau thận và sỏi mật Vi khuẩn và ký sinh trùng cũng là nguyên nhân gây ra các bệnh tiêu hóa Hơn nữa, ô nhiễm đất trực tiếp ảnh hưởng đến nông sản, làm cho thực phẩm bị nhiễm độc và gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng.
Sử dụng nông sản bị nhiễm độc có thể dẫn đến nhiều bệnh lý nghiêm trọng, bao gồm gan to, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, tác động xấu đến hệ di truyền, và giảm chỉ số thông minh ở trẻ em.
1.4.2 Đối với hệ sinh thái. Ô nhiễm môi trường sẽ dẫn tới sự điều tiết của hệ sinh thái bị thay đổi.
Ô nhiễm không khí là mối đe dọa chính đối với hệ sinh thái, gây ra mưa axit có thể hủy diệt rừng Mặc dù không trực tiếp dẫn đến tuyệt chủng, nhưng sự chết chóc của cây cối làm giảm cấu trúc loài trong môi trường.
Các chất khí độc hại như lưu huỳnh đioxit, fluor, và ozon xâm nhập vào hệ sinh thái tự nhiên, gây tác động tiêu cực đến động và thực vật Chúng làm giảm khả năng kháng bệnh và khả năng quang hợp, ảnh hưởng trực tiếp đến sự cân bằng của hệ sinh thái Hơn nữa, sự nóng lên toàn cầu do ô nhiễm không khí cũng gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng cho môi trường tự nhiên.
Ô nhiễm nước do nước thải sinh hoạt và công nghiệp đổ ra sông hồ đang gây ra tình trạng cá và tôm chết hàng loạt tại các bờ biển và ao hồ nuôi Nước là môi trường sống thiết yếu của thủy sản, và khi nguồn nước bị ô nhiễm nặng, chúng không chỉ không thể phát triển mà còn có nguy cơ nhiễm độc và chết Việc tiêu thụ cá nhiễm độc từ nguồn nước ô nhiễm có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người.
1.4.3 Đối với kinh tế, xã hội.
Theo đó, ô nhiễm môi trường có thể gây ảnh hưởng đối với môi trường kinh tế – xã hội Cụ thể:
Nhiều bệnh tật gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng, làm suy giảm sức khỏe con người và ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế, đặc biệt là vấn đề nguồn lao động.
Ô nhiễm môi trường gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho nông sản và thủy sản, khi các sản phẩm này có nguy cơ cao bị nhiễm độc và không còn sử dụng được Điều này dẫn đến giảm năng suất và sản lượng, ảnh hưởng tiêu cực đến ngành nông nghiệp và ngư nghiệp.
Ô nhiễm môi trường gây thiệt hại nghiêm trọng đến ngành du lịch, ảnh hưởng tiêu cực đến cảnh quan tự nhiên và làm giảm hoặc mất khả năng thu hút khách tham quan tại các khu vực này.
Biện pháp khắc phục vấn đề ô nhiễm môi trường
Nâng cao ý thức của người dân, vứt rác đúng nơi quy định, không xả rác lung tung.
Hoàn thiện hệ thống pháp luật về bảo vệ và chống ô nhiễm môi trường
Có biện pháp xử lý, răng đe mạnh tay với các trường hợp vi phạm.
Phòng chống ô nhiễm từ sinh hoạt hằng ngày như phân loại rác thải, hạn
chế sử dụng túi nilong,…
Tuyên truyền về hậu quả của ô nhiễm môi trường, tổ chức các buổi giáo dục ý thức cho các thế hệ trẻ như học sinh, sinh viên,…
Sử dụng năng lượng thân thiện với môi trường như gió, mặt trời.
Tiêu chuẩn khí thải Euro
1.6.1 Định nghĩa tiêu chuẩn khí thải Euro.
Tiêu chuẩn khí thải châu Âu (Euro) quy định giới hạn chấp nhận đối với khí thải của phương tiện tại các quốc gia EU Những tiêu chuẩn này được thiết lập thông qua các chỉ thị của Liên minh Châu Âu, nhằm nâng cao chất lượng môi trường và thúc đẩy tiến bộ với các tiêu chuẩn ngày càng nghiêm ngặt.
Tiêu chuẩn khí thải Euro là hệ thống tiêu chuẩn tiên tiến, được áp dụng rộng rãi trên toàn cầu, bao gồm cả Việt Nam Tại châu Âu, Liên minh châu Âu đã thiết lập tiêu chuẩn này từ năm 1992 nhằm giảm thiểu ô nhiễm từ các phương tiện giao thông, bắt đầu với Euro 1 và hiện tại là Euro 6.
Tiêu chuẩn này quy định lượng nitơ oxit (NO), hydrocarbons
HC, NMHC, carbon monoxide (CO) và (PM) là các chất ô nhiễm chính được phát thải từ hầu hết các loại phương tiện giao thông như ô tô, xe tải, đầu máy xe lửa, máy kéo và các loại máy móc tương tự, bao gồm cả xà lan, nhưng không áp dụng cho tàu biển và máy bay.
1.6.2 Một số quy định của tiêu chuẩn khí thải Euro.
Để bán xe hơi tại châu Âu, các nhà sản xuất ô tô phải tuân thủ tiêu chuẩn khí thải Euro 6 trong các thử nghiệm chính thức Qui định này áp dụng các tiêu chuẩn khác nhau cho từng loại xe, được kiểm tra thông qua chu trình chạy động cơ theo quy định.
Quy định 443/2009 của EU đặt mục tiêu giảm phát thải CO2 trung bình cho xe ô tô chở khách mới xuống dưới 130 gram mỗi km, với lộ trình thực hiện từ năm 2012 đến 2015 Từ năm 2021, mục tiêu này sẽ được điều chỉnh xuống còn 95 gram mỗi km Đối với xe thương mại hạng nhẹ, mục tiêu phát thải được thiết lập là 175 g/km từ năm 2017 và 147 g/km từ năm 2020.
1.6.3 Tiêu chuẩn khí thải Euro 3 (EC2000).
Euro 3 đã sửa đổi quy trình thử nghiệm để loại bỏ thời gian khởi động của động cơ và giảm thêm các giới hạn hạt cacbon monoxide và dầu được phép Euro 3 cũng bổ sung một giới hạn NOx riêng cho động cơ diesel và giới thiệu các giới hạn HC và NOx riêng biệt cho động cơ xăng.
Giới hạn phát thải Euro 3 (xăng).
Giới hạn phát thải Euro 3 (diesel).
1.6.4 Tiêu chuẩn khí thải Euro 4 (EC2005).
Euro 4 (tháng 1 năm 2005) và sau đó là Euro 5 (tháng 9 năm 2009) tập trung vào việc làm sạch khí thải từ xe diesel, đặc biệt là giảm các hạt vật chất (PM) và oxit nitơ (NOx).
Một số xe diesel Euro 4 được trang bị bộ lọc hạt.
Giới hạn phát thải Euro 4 (xăng).
Giới hạn phát thải Euro 4 (diesel).
Khái quát sơ lược về hệ thống tuần hoàn khí thải EGR
Trong động cơ đốt trong, hệ thống tuần hoàn khí thải EGR là một kỹ thuật đủng để giảm nồng độ Nitro Oxi trong động cơ xăng hoặc diesel.
Giảm nồng độ khí độc NOx trong khí thải là nhiệm vụ quan trọng của các nhà sản xuất ôtô Trước khi có bộ trung hòa khí thải bằng xúc tác, các kỹ sư thường áp dụng kỹ thuật tuần hoàn khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation) để kiểm soát ô nhiễm.
Ngày nay, công nghệ EGR không còn được ưa chuộng như bộ trung hòa khí thải bằng xúc tác, nhưng vẫn phát huy hiệu quả trên các mẫu xe diesel và xe đời cũ.
Mục đích của hệ thống EGR
Hệ thống EGR được phát minh vào đầu những năm 1970 nhằm kiểm soát ô nhiễm môi trường từ xe hơi Mục tiêu chính của hệ thống này là giảm nồng độ NOx bằng cách tuần hoàn khí thải trở lại hệ thống nạp động cơ trong điều kiện có tải.
Động cơ đốt trong (ĐCĐT) khi hoạt động sản sinh ra các sản phẩm cháy như CO, HC, NOx và PM Trong số đó, khí thải NOx (bao gồm NO và NO2) đặc biệt gây hại cho sức khỏe con người.
NOx được hình thành chủ yếu do N2, tác dụng với O2, ở nhiệt độ cao (vượt quá
NOx xâm nhập qua đường hô hấp, gây viêm phổi và hủy hoại tế bào của hệ hô hấp, đồng thời là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến các bệnh ung thư ở con người.
Vì vậy, để giảm lượng phát thải NOx sinh ra trong quá trình cháy người ta có một số giải pháp chính sau đây:
Làm giàu hỗn hợp không khí- nhiên liệu để hạ nhiệt độ cháy Tuy nhiên, giải pháp này sẽ làm tăng lượng chất ô nhiễm HC và CO.
Giảm tỷ số nén và điều chỉnh góc đánh lửa sớm có thể làm giảm công suất và hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu của động cơ.
Sử dụng hệ thống tuần hoàn khí thải EGR (Exhaust Gas
Recirculation System), dưới đây được viết tắt là “hệ thống EGR”.
Hệ thống tuần hoàn khí thải EGR
EGR được viết tắt bởi từ Exhaust Gas Recirculation nghĩa là hệ thống tuân hoàn khí xả.
Hệ thống này tái tuần hoàn một phần khí xả vào buồng nạp để hòa trộn với khí nạp, nhằm giảm thiểu nồng độ khí NOx, một trong những chất gây ô nhiễm môi trường.
Hệ thống EGR có thể dùng cho cả động cơ xăng và động cơ diesel.
SVTH: NGUYỄN HOÀNG, QUỐC HUY, ĐỨC DUY, XUÂN HÒA 16
Khi nhiệt độ trong buồng đốt động cơ tăng cao do tỷ số nén cao, khí ni-tơ kết hợp với ô-xy tạo ra ô-xít ni tơ (NOx), một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường Để giảm lượng NOx, cần áp dụng các biện pháp hiệu quả.
Làm giảm nhiệt độ buồng đốt (do khí xả có nhiệt dung riêng lớn hơn không khí).
Làm giảm hàm lượng khí Oxy (do lượng Oxy trong khí xả rất ít).
Làm giảm tốc độ buồng cháy (do hỗn hợp bị làm bẩn).
Trong giai đoạn đầu, hệ thống EGR hoạt động đơn giản với bộ góp chân không, dẫn đến hiệu suất không cao Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ điện tử hiện nay, van EGR được điều khiển bằng máy tính đã có những cải tiến đáng kể Một trong những cải tiến này là khả năng nâng cao hiệu suất động cơ mà vẫn đảm bảo tính năng vận hành ổn định.
Hệ thống EGR (Exhaust Gas Recirculation) sử dụng ống nối giữa bộ góp xả và bộ góp nạp, được gọi là tuần hoàn khí xả ngoài Van điều khiển trong hệ thống này có nhiệm vụ điều chỉnh tần suất mở và kiểm soát dòng khí Việc xả tuần hoàn trước khi trộn với khí nạp cần được thực hiện qua một hệ thống làm mát, nếu không sẽ làm tăng nhiệt độ khí nạp, ảnh hưởng tiêu cực đến công suất động cơ.
Khí thải sẽ được trích một phần từ đường thải quay lại đường nạp, hòa trộn với hỗn hợp khí nạp mới qua hệ thống đường dẫn và van điều khiển EGR Dòng khí này sau đó di chuyển đến bộ phận làm mát EGR, trước khi được trộn lẫn với khí đốt mới đã được làm mát bởi intercooler dưới áp suất cao Cuối cùng, hỗn hợp không khí và EGR được đưa vào động cơ qua các đường ống nạp.
Van EGR được điều khiển bởi bộ điều khiển điện tử, hoạt động dựa trên hai tín hiệu đầu vào chính là tốc độ động cơ và tải của động cơ.
EGR hoạt động trên động cơ xăng và dầu
Có nhiều loại van EGR, với hệ thống cũ sử dụng van vận hành bằng chân không và xe mới hơn được điều khiển điện tử Tuy nhiên, các loại van EGR chính có thể được phân loại một cách tổng quát.
Hình 12: Nguyên lý hoạt động.
Van EGR áp suất cao trong động cơ diesel có chức năng chuyển hướng dòng khí thải với lưu lượng lớn và nhiều muội than, trước khi khí thải này đi vào bộ lọc hạt của động cơ diesel.
Muội than có thể kết hợp với hơi dầu để tạo ra cặn, sau đó khí được đưa trở lại ống góp đầu vào qua một đường ống hoặc các mũi khoan bên trong đầu xi lanh Để tạo ra chân không trong ống góp đầu vào, một van thứ cấp được sử dụng, vì chân không này không tồn tại tự nhiên trong động cơ diesel.
Van EGR động cơ diesel áp suất thấp chuyển hướng khí thải sau khi đã đi qua bộ lọc hạt, giúp giảm lượng muội than trong khí thải Mặc dù lưu lượng khí này thấp hơn, nhưng gần như hoàn toàn sạch Sau đó, khí thải được đưa trở lại ống góp đầu vào thông qua một đường ống.
Van EGR xăng có chức năng chuyển hướng khí thải tương tự như động cơ diesel áp suất cao Chân không trong hệ thống này được tạo ra nhờ sự suy giảm trong xi lanh, cho phép hút khí thải vào Lưu lượng khí thải được điều chỉnh thông qua quá trình đóng mở của van EGR.
Van EGR hoạt động bằng cách sử dụng một điện từ chân không để điều chỉnh áp suất chân không đến màng ngăn, từ đó mở và đóng van EGR Nhiều loại van còn được trang bị cảm biến phản hồi, giúp ECU nhận biết vị trí của van một cách chính xác.
Các van EGR kỹ thuật số được trang bị động cơ điện từ hoặc động cơ bước, thường đi kèm với một cảm biến phản hồi Chúng nhận tín hiệu điều biến độ rộng xung từ ECU để điều chỉnh lưu lượng khí thải một cách chính xác.
Một số loại van cơ bản trong hệ thống tuần hoàn khí xả - EGR
Khi tái sử dụng khí xả trong buồng đối, việc kiểm soát và điều chỉnh lượng khí xả là rất quan trọng Nếu lượng khí xả quá lớn, động cơ sẽ hoạt động không ổn định, ảnh hưởng đến công suất Do đó, van EGR đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát lượng khí xả, và lượng khí xả đưa vào động cơ phụ thuộc vào hai thông số cơ bản.
2.5.1 Vacuum Modulated EGR Valve (Van điều chỉnh chân không).
Van điều chỉnh chân không cấu tạo gồm:
Vacuum supply: cung cấp chân không.
Khi động cơ hoạt động ở chế độ cầm chừng thì van EGR không làm việc do đường dẫn áp thấp bị đóng lại
Khi động cơ hoạt động ở chế độ khác nhau, áp suất giảm trong đường ống nạp sẽ xác định một giá trị áp thấp nhất, từ đó điều khiển van EGR để quy định lượng khí xả vào động cơ.
2.5.2 Back Pressure Modulated EGR Valve (van điều chỉnh áp suất hồi).
Đường tín hiệu áp thấp.
Màng Power là lò xo tải có chức năng đóng kín bệ van khi động cơ ngừng hoạt động hoặc khi áp suất đường ống nạp không đủ cung cấp cho màng Power.
Khi xả của động cơ đi vào chốt van, nó sẽ làm cho màng Control nâng lên, đóng lỗ trung tâm của mảng Power Áp suất thấp từ động cơ sẽ hút màng Power và màng Control, cho phép khí xả đi vào đường ống nạp của động cơ.
Loại van này hoạt động nhạy hơn so với van điều chỉnh chân không, và hệ thống sẽ hoạt động hiệu quả khi đạt được một áp suất khí cháy nhất định trong các chế độ hoạt động khác nhau.
2.5.3 Van chân không điều khiển bằng nhiệt (TVSV).
TVSV là thiết bị điều khiển dòng chân không giữa các mạch, hoạt động dựa trên nhiệt độ của nước làm mát Nguyên lý hoạt động của van này là dựa vào sự thay đổi nhiệt độ để mở hoặc đóng dòng chảy.
1 Khi nhiệt độ nước làm mát thấp, sáp nhiệt co lại, cho phép lò xo đẩy piston đi xuống phía dưới ra xa khỏi cần đẩy (xem hình 1) Chân không được cấp vào của K còn không khí được cấp vào cửa J Tương tự, chân không cũng được cấp vào cửa N cùng thời gian đó, trong khi không khí được cấp vào 2 cửa còn lại là M và L.
2 Khi nhiệt độ tăng sáp nhiệt giãn nở, đẩy piston đi lên Nó cho phép chân không được cấp vào các cửa L và N (xem hình 2).
3 Khi nhiệt độ tăng nữa, piston bị đẩy lên cao hơn chân không ngừng cấp vào cửa N và thay vào đó cấp cho cửa Lvà M (xem hình 3).
Ưu điểm và nhược điểm
Hạn chế phản ứng tạo ra khí NOx.
Ức chế sự cháy để giảm nhiệt lượng khi cần.
Giảm lượng khí nạp từ đó giảm lượng nhiên liệu cho động cơ, tiết kiệm nhiên liệu.
Lượng khí được hồi lưu có tính trơ nên không thể bị đốt nữa, từ đó làm giảm nồng độ O2 trong hỗn hợp Hỗ hợp bị cháy nghèo.
Ở những hệ thống EGR đời đầu chưa có điều khiển điện tử thì van EGR sẽ hoạt động không chính xác cho các chế độ động cơ.
Hình 15: Van chân không điều khiển bằng nhiệt.
Một nhược điểm khá lớn là sau một thời gian sử dụng thì van EGR sẽ bị nghẹt mụi than.
Các dấu hiệu nhận biết van EGR bị hư hỏng
Có 2 dạng hư hỏng của van EGR đó là: Van bị kẹt và kẹt đóng.
Nếu van bị kẹt mở thì khí xả sẽ liên tục đi vào buồng đốt và sẽ gây ra các triệu chứng sau đây:
Động cơ bị rung giật khi mới khởi động (khi động cơ còn đang nguội) và khi tốc độ động cơ thấp.
Chết máy khi đang chạy cầm chừng.
Khí thải có mùi nhiên liệu bởi vì lượng hydrocacbon gia tăng trong hệ thống.
Hình 16, 17: EGR bị đóng muội than.
Khi động cơ chạy ở tốc độ thấp, nhiệt độ buồng đốt thấp sẽ ngăn cản nhiên liệu được đốt cháy, vì vậy khí xả sẽ có mùi nhiên liệu.
Đèn báo lỗi động cơ sẽ bật sáng trên bảng đồng hồ taplô.
Van bị kẹt đóng: Điều này sẽ ngăn cản khí xả đi vào động cơ và gây ra các triệu chứng sau đây:
Tiếng gõ bên trong động cơ khi hoạt động ở tốc độ thấp, đặc biệt là khi vượt quá tốc độ cầm chừng, thường xuất phát từ hiện tượng kích nổ Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do nhiệt độ buồng đốt quá cao, gây ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của động cơ.
Tiếng nổ lớn Hiện tượng kích nổ sẽ gây ra các hư hại bên trong động cơ và gây ra các tiếng nổ lớn.
Đèn báo lỗi động cơ bật sáng.
Làm thế nào để thay thế một van EGR bị lỗi?
Đầu tiên tháo nắp động cơ.
Sau đó, nới lỏng cáp điện trên van và tháo các kết nối điện và / hoặc đường chân không, kiểm tra các dấu hiệu hư hỏng.
Tháo các vít đang gắn và kiểm tra van xem có bị hư hỏng, ăn mòn hoặc tích tụ carbon không.
Làm sạch bề mặt lắp van EGR kỹ lưỡng và lắp van và miếng đệm mới vào Loại bỏ bất kỳ carbon rời khỏi cổng cung cấp EGR.
Xếp van EGR với các lỗ bu lông và miếng đệm và gắn lại vào vỏ.
Vặn chặt tất cả các chốt vào cài đặt mô-men xoắn được khuyến nghị.
Sau khi đã siết chắc chắn, hãy kết nối lại các đường chân không và / hoặc các kết nối điện.
Cuối cùng, hãy sử dụng công cụ quét chẩn đoán để thiết lập lại đèn quản lý động cơ và kiểm tra các lỗi khác Đảm bảo đèn báo sự cố đã tắt trước khi tiến hành chạy thử trên đường Nhiều loại xe hiện nay yêu cầu van EGR phải được thiết lập lại trong điều kiện thích ứng, cho phép ECU ghi nhận vị trí dừng tại các điểm mở và đóng Nếu không thực hiện điều này, van có thể bị hỏng và rơi vào ống góp.
Một số mã lỗi phổ biến
Các mã lỗi phổ biến trên van EGR sau đây thường gặp:
P0400: Sự cố dòng chảy EGR.
P0401: Đã phát hiện dòng chảy không đủ EGR.
P0402: Đã phát hiện thấy dòng chảy quá mức EGR.
P0404: Phạm vi / hiệu suất mạch EGR.
P0405: Cảm biến EGR Một mạch ở mức thấp.
P0406: Cảm biến EGR cao mạch A.
P0407: Mạch B cảm biến EGR thấp.
P0408: Mạch B cảm biến EGR cao.
P1404: Hệ thống EGR - lỗi trục van đóng.
P1406: Lỗi vị trí chốt hệ thống EGR.
Kết luận
Gần 80 phần trăm không khí chúng ta hít thở là nitơ.
Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong buồng đốt lên đến 1370 °C, khí trơ thông thường có thể phản ứng và tạo ra oxit nitơ (NOx) gây hại, sau đó thải ra môi trường qua hệ thống xả Để giảm thiểu tình trạng này, van EGR cho phép một lượng khí xả nhất định quay trở lại hệ thống nạp, làm thay đổi thành phần hóa học của không khí vào động cơ Nhờ vào việc giảm lượng oxy, hỗn hợp khí sẽ cháy chậm hơn, giúp giảm nhiệt độ trong buồng đốt khoảng 150 °C, từ đó giảm thiểu sản sinh NOx và tạo ra khí thải sạch hơn, hiệu quả hơn.
Van EGR có hai trạng thái chính là mở và đóng, với vị trí có thể thay đổi Khi động cơ khởi động, van EGR sẽ ở trạng thái đóng Trong giai đoạn không tải và tốc độ thấp, van EGR dần mở ra, có thể đạt tới 90% khi động cơ không tải, do lúc này chỉ cần một lượng nhỏ oxy Tuy nhiên, khi cần tăng mô-men xoắn và công suất, chẳng hạn như trong quá trình tăng tốc, van EGR sẽ đóng lại để tối ưu hóa lượng oxy vào xi lanh.
Van EGR không chỉ giúp giảm lượng NOx mà còn được ứng dụng trong động cơ GDi để giảm kích thước, từ đó giảm tổn thất bơm và nâng cao hiệu suất đốt cháy cũng như khả năng chịu kích nổ Đối với động cơ diesel, van EGR cũng góp phần làm giảm tiếng nổ khi động cơ hoạt động ở chế độ không tải.