Nghiên cứu sự ảnh hưởng của sử dụng chất Xado đến tính năng kỹ thuật của động cơ diesel

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
THÔNG BÁO KHOA HỌC 
NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG CHẤT XADO ĐẾN 
TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 
STUDY THE INFLUENCE OF XADO USE TO THE ENGINNEERING FEATURE 
OF DIESEL ENGINES. 
 Lê Bá Khang 
 Khoa Cơ khí, Trường Đại học Nha Trang 
Tóm tắt 
 Nghiên cứu Công nghệ Xado mà chủ yếu là ứng dụng Chất Xado để nâng cao hiệu quả sử dụng 
động cơ đã được các nước Ucraina, Nga, Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Úc áp dụng từ những năm 
1999-2000. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu ứng dụng đối với động cơ diesel tàu thủy mới ở bước khởi 
đầu. 
 Sau khi thiết lập Qui trình sử dụng Chất Xado (sơ bộ), tiến hành thực nghiệm xác định lượng 
tiêu hao nhiên liệu giờ (Gnl), suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge), áp suất cuối kỳ nén (pc), trên 3 động 
cơ diesel công suất nhỏ, tốc độ cao đã qua sử dụng, tại phòng thí nghiệm, so sánh các thông số đó với 
trường hợp khi động cơ chưa xử lý Chất Xado. Trên cơ sở suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ 
Gao pheng giảm nhiều nhất (6,4%), chúng tôi chọn hàm lượng Chất Xado cho vào dầu bôi trơn là 5,7 
ml Chất Xado Diesel /1 lít dầu bôi trơn, tương ứng qui trình sử dụng. 
 Đây cũng là cơ sở để tiếp tục kiểm định, hoàn thiện Qui trình sử dụng Chất Xado trên hiện 
trường. 
Abstract 
The study of Xado technology, principally the application of Xado to enhance the 
efficiency of engines was enforced by Ucraina, Russia, Japan, the United States of America, 
China, Australia in 1999-2000. In VietNam, the study of Xado technology for application to 
marine diesel engines was at the first step. 
After the preliminary establishment of the procedure for Xado use, the 
experimentation of assessment of the fuel consumption per hour, the efficiency of the useful 
fuel consumption, the pressure at the end of compression phase on the three diesel engines of 
small power, high speed in laboratories compared to the data with previous circumstance of 
no use of Xado. 
At the consumption of useful fuel of Gao pheng engines was most reduced to 6.4%, 
we chose the Xado Diesel content in the engines lubricant 5.7 ml/1 liter commensurate with 
the procedure. 
This is necessary step to assess, to perfect the Xado use regulations on the spot. 
 Từ khóa: Chất Xado; Tính năng kỹ thuật động cơ. 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hiện nay trữ lượng nguồn nhiên liệu truyền thống ngày càng giảm mạnh, giá thành cao và dao 
động lớn, thì việc tìm kiếm giải pháp để giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu trong khai thác kỹ thuật động 
 9 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
cơ cũng như bảo vệ môi trường được đặt ra như một vấn đề cấp thiết. Và nội dung nghiên cứu ứng 
dụng Chất Xado cho động cơ diesel thủy được trình bày sau đây là hướng về mục đích đó. 
Các nước Ucraina, Nga, Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Úc  đã ứng dụng Công nghệ Xado từ 
những năm 1999-2000 [1]. Ở nước ta, nhiều nhà khoa học quan tâm đến vấn đề này, tuy nhiên việc 
nghiên cứu ứng dụng đối động cơ diesel tàu thủy mới ở bước khởi đầu. 
 Ứng dụng Chất Xado trên cơ sở thiết lập qui trình sử dụng (sơ bộ) và tiến hành thực nghiệm 
trên động cơ diesel thủy công suất nhỏ, tốc độ cao trong phòng thí nghiệm nhằm xác định và so sánh 
một số thông số tính năng kỹ thuật trước và sau sử dụng Chất Xado, đồng thời dựa vào mức giảm chi 
phí nhiên liệu để chọn hàm lượng Chất Xado cho qui trình sử dụng và cho việc kiểm định tiếp theo. 
II. ĐỐI TƯỢNG, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
- Đối tượng nghiên cứu: Động cơ diesel công suất nhỏ, tốc độ cao cùng Qui trình sử dụng Chất 
Xado. 
- Thiết bị nghiên cứu: Thiết bị khảo sát thông số tính năng động cơ, đồng hồ đo áp suất, cân điện 
tử... 
 - Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu tổng hợp lý thuyết trên cơ sở đó xây dựng qui trình công 
nghệ và tiến hành thực nghiệm. 
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 
 1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị khảo sát thông số tính năng động cơ 
- Cấu tạo của thiết bị trình bày trên hình 1. 
 Hình 1: Mô hình khảo nghiệm động cơ 
1-Động cơ diesel; 2- Đồng hồ đo nhiệt độ khí xả; 3-.Đồng hồ đo áp lực dầu bôi trơn; 
4- Cảm biến nhiệt độ nước vào (đặt trên đường vào) làm mát động cơ; 5. Cảm biến 
nhiệt độ nước làm mát ra (đặt trên đường ra) ; 6 - Cảm biến nhiệt độ không khí; 7- 
Máy tính; 8- Bảng táp lô điện; 9- Cụm thu nhận và xử lý dữ liệu;10-Đồng hồ chỉ báo; 
11- Núm điều chỉnh tải;12- Áp tô máp; 13- Két làm mát; 14- Quạt làm mát; 15 – Bơm 
nước; 16- Thùng nước; 17- Điện trở;18- Đinamô; 19- Dây đai; 20- Cảm biến tốc độ 
động cơ; 21- Đế máy. 
 - Nguyên lý hoạt động: 
 10 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
 Khi động cơ (1) hoạt động, thông qua bộ truyền đai (19) dẫn động đinamô xoay chiều một pha 
7,5 kW, điện áp 220v (18) phát điện. Dòng điện sinh ra được tiêu thụ trên 6 điện trở thuần (17) đặt cố 
định trong thùng nước (16). Khi thay đổi vị trí của núm điều chỉnh (11), sẽ làm thay đổi dòng điện 
trong mạch điều khiển và dòng điện đi qua các điện trở (17), dẫn đến thay đổi phụ tải động cơ. 
2. Thiết lập Qui trình sử dụng Chất Xado (sơ bộ) 
 1. Nghiên cứu thông số tính năng kĩ thuật động cơ. 
 2. Kiểm tra, bảo dưỡng động cơ (đánh giá chất lượng hoặc khả năng mang tải của động cơ 
nghiên cứu). 
 3. Thay dầu bôi trơn và tháo bỏ hoặc nối tắt đường dầu bôi trơn (lọc ly tâm) 
 4. Cho động cơ làm việc đến nhiệt độ qui định. 
 5. Dừng máy, cho Chất Xado lần thứ nhất vào dầu bôi trơn, sau đó tiếp tục cho động cơ làm 
việc (1,5- 2) giờ ở chế độ không tải. 
 6. Dừng máy, cho Chất Xado lần thứ hai vào dầu bôi trơn, sau đó cho động cơ chạy khoảng 10 
giờ ở chế độ mang tải nhẹ (35÷50)% . 
 7. Dừng máy, cho Chất Xado lần cuối vào dầu bôi trơn, sau đó cho động cơ chạy khoảng 
(20÷30) giờ thì dừng máy, lắp lại lọc dầu bôi trơn (kết thúc quá trình xử lý Chất Xado). Ở giai đoạn này 
có thể cho mang toàn tải và chạy với tốc độ định mức. 
3. Tiến hành thực nghiệm 
3.1. Tính tải cho động cơ khảo nghiệm 
 - Chọn 3 động cơ cũ, công suất nhỏ, tốc độ cao, hiện đang được sử dụng thông dụng trên các 
tàu thủy hoạt động ven bờ vùng biển Nha Trang: động cơ Gao pheng, động cơ Samdi, động cơ 
Yanmar có các thông số kỹ thuật như sau: 
Động cơ diesel D12, hiệu Gao pheng và D12 hiệu Samdi: một xi lanh, kiểu nằm, làm mát 
bằng nước, khởi động bằng tay, đường kính xi lanh 95mm, hành trình piston 115 mm, công suất định 
mức Nen =12 Hp, thể tích xylanh 0,815 l, tốc độ quay định mức nn= 2000 (v/ph), suất tiêu hao nhiên 
liệu riêng 185 (g/Hp.h), áp suất phun dầu 120 ± 5 (kG/cm²), trọng lượng 145 (kg), Kích thước 
814x551x620 (mm), góc phun sớm nhiên liệu 16-200gqtkh. Thể tích dầu bôi trơn 3,5 lít. 
Động cơ Yanmar diesel TF 80L, công suất Nen = 8,5 Hp, tốc độ định mức nn= 2400v/ph, 1 xi 
lanh, kiểu nằm, làm mát bằng nước, khởi động bằng tay, đường kính xi lanh D = 80 mm, hành trình 
piston S = 87 mm, kích thước LxBxH= 662x330,5x496mm, Trọng lượng khô 88 kg. Thể tích dầu bôi 
trơn 2,5 lít. 
Sau khi bảo dưỡng, chúng tôi kiểm tra đánh giá khả năng mang tải của động cơ, cụ thể động 
cơ Gao pheng giới hạn mang tải đến 3,52 kW, Samdi giới hạn mang tải đến 3,96 kW, Yanmar giới 
hạn mang tải đến 2,2 kW. 
 - Tính tải cho động cơ 
 Việc tính toán dựa vào công thức: 
 Neđc = 1,36 Npt * cosϕ / ηtđ.ηmf. ηmt (kW) 
 Neđc = 1,36 Nemf * cosϕ / ηtđ. ηmt (kW) 
 Chọn : 
 - Hiệu suất bộ truyền động đai ηtđ = 0,97 ; 
 - Tổn thất môi trường ηmt = 0,85 và cosϕ = 1 (điện trở thuần). 
 Vậy : Neđc = 1,65 Nemf (kW) 
 Số liệu trình bày tại bảng 1. 
Bảng 1: Tính toán tải cho động cơ khảo sát 
Thứ tự mang tải 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
Phụ tải (kW) 1,1 1,32 1,54 1,76 1,76 1,98 2,2 2,42 2,64 2,86 3,08 
Neđc (Hp) 2,47 2,96 3,45 3,94 4,44 4,93 5,42 5,92 6,41 6,90 7,40 
Thứ tự mang tải 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 
Phụ tải (kW) 3,52 3,74 3,96 4,18 4,40 4,62 4,84 5,06 5,28 5,50 
Neđc (Hp) 7,89 8,38 8,87 9,38 9,86 10,33 10,85 11,35 11,83 12,34 
 3.2. Qui hoạch, qui trình thí nghiệm 
 11 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
 • Lượng Chất Xado cho vào dầu bôi trơn động cơ khảo nghiệm 
 Sau khi nghiên cứu tổng hợp cơ sở lý thuyết và khảo sát động cơ khảo nghiệm chúng tôi chọn 
hàm lượng Chất Xado cho vào dầu bôi trơn động cơ theo 3 giai đoạn 5,6,7 tại Qui trình sử dụng Chất 
Xado (mục 3.2), như sau: động cơ Gao pheng 5,7 ml Chất Xado Diesel /1 lít dầu bôi trơn, động cơ 
Sam di 5,18ml Chất Xado Diesel /1 lít dầu bôi trơn, động cơ Yanmar 6,22 ml Chất Xado Diesel /lít 
dầu bôi trơn. 
 • Lượng tiêu hao nhiên liệu giờ (Gnl) chúng tôi sử dụng bình chứa 500 ml có vạch chia 20 ml. 
Lượng nhiên liệu cần đo 100 ml. Nhiên liệu sử dụng dầu DO 0,25% S, dầu bôi trơn Nikko SAE - 
40, do Công ty xăng dầu Phú khánh tại Nha Trang cung cấp [2]. 
 Cho động cơ làm việc theo từng mức phụ tải không đổi, theo dõi xác định thời gian động cơ tiêu 
thụ hết khối lượng nhiên liệu thử nghiệm. Tại mỗi điểm thí nghiệm tiến hành 4 lần đo, lấy giá trị 
trung bình. 
 Lượng tiêu hao nhiên liệu giờ được tính: 
Gnl = 3,6 m/t 
 Trong đó: 
 Gnl- lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ, (kg/h). 
 m = Vnl. ρ nl , (g) 
 Vnl - thể tích nhiên liệu động cơ tiêu thụ trong thời gian đo, (cm3). 
 ρ nl - Khối lượng riêng nhiên liệu, (g/cm3). 
 t - Thời gian đo, (s). 
 • Suất tiêu hao nhiên liệu có ích (ge) của động cơ tính được trên cơ sở lượng tiêu hao nhiên liệu 
giờ, theo công thức: 
e
nl
e N
Gg = 
Trong đó: 
 - suất tiêu hao nhiên liệu có ích, (g/Hp.h); ([g/kW.h); eg
 Gnl- lượng tiêu thụ nhiên liệu giờ, (kg/h). 
 eN - công suất có ích của động cơ, (Hp); (kW) 
 Tuy nhiên, suất tiêu hao nhiên liệu có ích phụ thuộc các yếu tố như áp lực phun nhiên liệu, góc 
phun sớm, áp suất cuối kỳ nén, tải, tốc độ quay, các yếu tố độ ẩm, áp suất, nhiệt độ môi trường trong 
đó động cơ làm việc.... Có thể xem trong quá trình khảo nghiệm áp lực phun nhiên liệu, góc phun sớm 
của động cơ đã được điều chỉnh phù hợp nhất, áp suất cuối kỳ nén, điều kiện môi trường không thay 
đổi. Khi ứng với một tốc độ quay, suất tiêu hao nhiên liệu có ích chỉ phụ thuộc lượng tiêu hao nhiên 
liệu giờ và phụ tải. 
 • Áp suất cuối kỳ nén (pc) 
Áp suất cuối kỳ nén phụ thuộc vào mức độ kín khít của nhóm các chi tiết bao kín buồng cháy: 
piston xéc măng - lót xilanh, xu páp - đế xu páp, nắp và gioăng đệm máy. Việc đảm bảo pc đối với 
động cơ diesel rất quan trọng bởi liên quan đến khả năng phát hỏa của nhiên liệu. Sau khi đã kiểm tra 
nhóm các chi tiết này vẫn còn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho phép. Đo pc theo qui trình sau: 
- Khởi động cho động cơ làm việc đến nhiệt độ qui định sau đó tắt máy. 
- Tháo vòi phun, làm sạch lỗ lắp vòi phun 
- Lắp áp kế chặt, kín vào vị trí lỗ vòi phun vừa tháo. 
- Khởi động lại động cơ (với động cơ nhiều xi lanh trở lên thì điều chỉnh cho máy chạy ổn 
định ở vòng quay không tải thấp nhất theo qui định). 
- Đọc giá trị pc lớn nhất trên áp kế. 
- Dừng máy sau 3-5 phút lại tiếp tục đo xi lanh khác như các bước trên. 
3.3. Tiến hành thí nghiệm thu thập số liệu 
 Tiến hành vận hành động cơ và đo đạc theo qui trình đã thiết lập, với 2 giai đoạn trước và sau 
xử lý Chất Xado. Do điều kiện thực tế thí nghiệm nên mức tải đối với các động cơ được sử dụng phù 
hợp (bảng 2). Số liệu thực nghiệm trình bày trên bảng 2: 
 12 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
Bảng 2: Số liệu khảo nghiệm lượng tiêu hao nhiên liệu giờ (Gnl), suất tiêu hao nhiên liệu 
có ích (ge), áp suất cuối kỳ nén (pc) của động cơ Gao pheng, Sam di, Yanmar 
trước và sau xử lý Chất Xado. 
Động cơ Gao pheng, trước xử lý Chất 
Xado (Điều kiện Tkk = 26-280C; ϕ = 88 %;) 
Động cơ Gao pheng, sau xử lý Chất Xado 
(điều kiện Tkk = 29-310C ; ϕ = 83 %) 
Npt 
(kW) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) 
1,10 0,73 0,402 0,701 0,386 
1,54 0,805 0,317 0,757 0,298 
1,76 0,884 0,305 0,802 0,277 
1,98 0,941 0,288 0,883 0,27 
2,20 0,962 0,266 0,937 0,259 
2,42 1,053 0,264 0,989 0,248 
2,64 1,114 0,256 1,033 0,237 
2,86 1,213 0,258 1,136 0,241 
3,08 1,315 0,259 1,229 0,242 
3,30 1,428 0,263 
2,85 
1,338 0,246 
2,90 
Động cơ Sam di, trước xử lý Chất Xado 
(điều kiện Tkk = 27-290C ; ϕ = 86 %) 
Động cơ Sam di, sau xử lý Chất Xado 
(điều kiện Tkk = 26-280C ; ϕ = 87 %) 
Npt 
(kW) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) 
1,10 0,668 0,368 0,649 0,357 
1,54 0,773 0,305 0,747 0,294 
1,76 0,857 0,296 0,833 0,287 
1,98 0,912 0,279 0,875 0,268 
2,20 0,941 0,26 0,906 0,25 
2,42 1,001 0,251 0,992 0,249 
2,64 1,074 0,247 1,049 0,241 
2,86 1,132 0,24 1,136 0,241 
3,08 1,189 0,235 1,177 0,232 
3,30 1,328 0,244 1,314 0,242 
3,52 1,463 0,252 1,457 0,251 
3,74 1,611 0,262 
2,95 
1,566 0,254 
2,97 
 Động cơ Yanmar, trước xử lý Chất Xado 
(điều kiện Tkk = 22-230C ; ϕ = 90 %) 
Động cơ Yanmar, sau xử lý Chất Xado 
 (điều kiện Tkk = 25-260C ; ϕ = 88 %) 
Npt 
(kW) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) Gnl (kg/h) ge (kg/kWh) pc (MPa) 
1,10 0,58 0,319 0,561 0,309 
1,32 0,625 0,287 0,599 0,275 
1,54 0,663 0,261 0,634 0,25 
1,76 0,764 0,263 0,743 0,256 
1,98 0,901 0,276 
2,80 
0,859 0,263 
2,90 
 3.4. Xử lý số liệu 
Xử lý số liệu theo Phương pháp so sánh số trung bình - phương pháp Schefé [3] cho kết quả 
số liệu ở các lần đo Gnl, ge trước và sau xử lý Chất Xado không có sai khác ở mức ý nghĩa 5% (Hiệu 
số trung bình giá trị giữa 2 lần đo liên tiếp đều nhỏ hơn Ls). 
3.5. Kết luận và khuyến nghị 
 13 
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 3/2010 
 - Lượng tiêu hao nhiên liệu giờ, suất tiêu hao nhiên liệu có ích của 3 động cơ khảo sát đều 
giảm sau khi xử lý Chất Xado. Suất tiêu hao nhiên liệu có ích trung bình của động cơ Gao pheng 
sau xử lý Chất Xado giảm nhiều nhất 6,4% so với động cơ Samdi 2,2%, động cơ Yanmar 3,6%. 
 - Áp suất cuối kỳ nén của 3 động cơ sau xử lý Chất Xado đều tăng so với trước khi chưa xử lý. 
Động cơ Yanmar tăng nhiều nhất 1 kG/cm2 so với động cơ Gao pheng 0,5 kG/cm2, động cơ 
Samdi 0,2 kG/cm2 . 
Nguyên nhân chính là do Chất Xado đã bồi phủ lên bề mặt lót xi lanh, bạc ... làm cho độ kín 
khít thủy lực của nhóm bao kín buồng cháy tăng, dẫn đến làm tăng áp suất cuối kỳ nén, tăng khả 
năng đảm bảo điều kiện cho sự phát hỏa nhiên liệu, nhiên liệu cháy hoàn toàn hơn nên hiệu suất 
động cơ tăng dẫn đến suất tiêu hao nhiên liệu có ích giảm. 
- Chọn 5,7ml Chất Xado Diesel/1lít dầu bôi trơn cho động cơ là hàm lượng tương ứng với độ 
giảm suất tiêu hao nhiên liệu có ích lớn nhất của động cơ Gao pheng. 
 - Nên tiếp tục áp dụng Qui trình sử dụng Chất Xado tại mục 3.2 và hàm lượng 5,7ml Chất 
Xado Diesel/1lít dầu bôi trơn để kiểm định tại hiện trường các động cơ công suất nhỏ, tốc độ cao 
trang bị trên tàu thủy. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
 1.
 2.Thông số kỹ thuật của nhiên liệu dầu đốt DO 0,25% S của Công ty xăng dầu Phú Khánh 
3. Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu. Nhà xuất bản Nông nghiệp 2001. 
TS. Phan Hiếu Hiền. 
 14