Hydro là nhiên liệu thay thế có tiềm năng giảm phát thải cho động cơ diesel nhờ không chứa cacbon, tốc độ cháy cao và giới hạn cháy rộng. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn tỷ lệ năng lượng hydro phù hợp có thể cải thiện đáng kể đặc tính phát thải của động cơ diesel D243, đồng thời tạo cơ sở cho các nghiên cứu tối ưu hóa nhằm cân bằng giữa giảm phát thải chứa cacbon và kiểm soát NOx. DOI: http://doi.org/10.64588/jc.13.07.2026
TÁC GIẢ:
THS Hoàng Đức Tuấn, THS Nguyễn Văn Hải*
Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
*Email: hainv.vck@vimaru.edu.vn
THÔNG TIN BÀI BÁO
Chuyên mục: Khoa học công nghệ
Ngày nhận bài: 26/6/2026
Ngày sửa bài: 03/7/2026
Ngày chấp nhận đăng: 14/7/2026
Ngày xuất bản Online: 21/7/2026
Tác giả liên hệ: Email: hainv.vck@vimaru.edu.vn
TÓM TẮT
Hydro là nhiên liệu thay thế có tiềm năng giảm phát thải cho động cơ diesel nhờ không chứa cacbon, tốc độ cháy cao và giới hạn cháy rộng. Nghiên cứu này sử dụng phần mềm AVL BOOST để mô phỏng động cơ diesel D243 nhằm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ năng lượng hydro đến đặc tính phát thải của động cơ. Hydro được cấp vào đường nạp với các mức là 3%, 6%, 9% và 12% theo tỷ lệ thay thế năng lượng, trong khi lượng nhiên liệu diesel được điều chỉnh tương ứng để duy trì cùng điều kiện làm việc ở chế độ toàn tải. Các chỉ tiêu phát thải được khảo sát gồm NOx, CO, HC và soot trong dải tốc độ từ 1.000 đến 2.200 vòng/phút. Kết quả mô phỏng cho thấy phát thải NOx tăng theo tốc độ động cơ và tỷ lệ năng lượng hydro, trong khi CO, HC và soot giảm rõ rệt nhờ giảm lượng diesel tiêu thụ và cải thiện quá trình cháy. Tại tốc độ 2.200 vòng/phút, so với diesel nguyên chất, trường hợp HES12 làm giảm 45,1% CO, 47,1% HC và 71,7% soot, nhưng làm tăng 42,2% NOx. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn tỷ lệ năng lượng hydro phù hợp có thể cải thiện đáng kể đặc tính phát thải của động cơ diesel D243, đồng thời tạo cơ sở cho các nghiên cứu tối ưu hóa nhằm cân bằng giữa giảm phát thải chứa cacbon và kiểm soát NOx.
Từ khóa: Động cơ diesel D243; nhiên liệu thay thế; hydro; AVL BOOST; phát thải.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Heywood, J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals, 2nd ed. McGraw-Hill Education, New York, 2018.
[2] Karim, G. A. Hydrogen as a Spark Ignition Engine Fuel. Academic Press, 2015.
[3] Wei, L., Yao, C., Wang, Q., Pan, W., Han, G. Combustion and emission characteristics of a turbocharged diesel engine using high premixed ratio of methanol and diesel fuel. Fuel, 140, 156-163, 2015.
[4] Wei, L., Yao, C., Han, G., Pan, W. Effects of methanol to diesel ratio and diesel injection timing on combustion, performance and emissions of a methanol port premixed diesel engine. Energy, 95, 223-232, 2016.
[5] Verhelst, S., Wallner, T.Hydrogen-fueled internal combustion engines. Progress in Energy and Combustion Science, 35, 490-527, 2009.
[6] Dimitriou, P., Tsujimura, T. A review of hydrogen as a compression ignition engine fuel. International Journal of Hydrogen Energy, 42, 24470-24486, 2017.
[7] Saravanan, N., Nagarajan, G. An experimental investigation on hydrogen-enriched air induction in a diesel engine system. International Journal of Hydrogen Energy, 33, 1769-1775, 2008.
[8] Bora, B. J., Saha, U. K. Experimental evaluation of a diesel engine with hydrogen enrichment. Renewable Energy, 74, 614-624, 2015.
[9] AVL List GmbH. AVL BOOST Theory Manual. AVL List GmbH, Graz, Austria, 2015.
[10] Wang, Y., Li, Z., Zhen, X., Wang, C. Performance and emission characteristics of a marine diesel engine fueled with hydrogen-diesel dual fuel: A numerical investigation. Fuel, 2024.
►Xem bài báo tại đây
