Đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng sinh học E15 trên động cơ đốt trong

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 61 
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU XĂNG SINH HỌC E15 TRÊN 
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 
ASSESSMENT OF THE POSSIBILITY OF E15 BIOFUELGASOLINE FUEL USE IN 
COMBUSTION ENGINES 
Bùi Văn Tấn1, Nguyễn Việt Hải2 
1Trung tâm đăng kiểm xe cơ giới Đà Nẵng; vantan4301s@gmail.com 
2Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; nvhai@dut.udn.vn 
Tóm tắt - Trong những năm gần đây, con người đã phải đối mặt 
với ô nhiễm từ lượng khí thải động cơ đốt trong và đã trở thành 
một vấn đề môi trường nghiêm trọng trên thế giới. Xăng sinh học 
là một trong những nhiên liệu sinh học được tái tạo, thay thế và 
thân thiện với môi trường đầy hứa hẹn có thể được sử dụng trong 
động cơ đốt trong với rất ít hoặc không có thay đổi trong động cơ. 
Bài báo này, trình bày nghiên cứu thực nghiệm quá trình cháy đã 
được thực hiện trên động cơ Daewoo A16DMS chạy xăng sinh học 
với điều kiện trạng thái hoạt động ổn định. Trong nghiên cứu này, 
công suất động cơ và mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể được đo 
lường. Động cơ sử dụng xăng sinh học E15 với góc đánh lửa tối 
ưu 4,20 4,60 công suất động cơ tăng 4,53% đến 7,50% ở tốc độ 
trung bình 2500 vòng/phút ứng với mức tải là 50% và 90%. Công 
suất động cơ khi sử dụng xăng sinh học E15 vẫn thấp hơn so với 
động cơ nguyên thủy theo thiết kế. 
Abstract - In recent years, humans have faced pollutant emissions 
from general vehicle engines which become a serious 
environmental problem in the world. Bio-fuel is one of the promising 
renewable, alternative and environmentally friendly biofuels that 
can be used in diesel engines with little or no modification in the 
engine. In the present study, an experimental investigation has 
been carried out into the combustion and performance 
characteristics of a Daewoo A16DMS engine running with bio-fuel 
under steady operation conditions. In this study, engine power and 
specific fuel consumption are measured. The E15 petrol engine 
with an optimum ignition angle of 4,20 4,60 ncreases the engine 
power by 4,53% to 7,50% at an average speed of 2500 rpm for 
50% and 90% loads. The engine power of using bio-fule E15 is still 
lower than that of the original engine designed. 
Từ khóa - xăng sinh học; E15; Ethanol; xăng E15; nhiên liệu sinh 
học. 
Key words - Bio-fuel; E15; Ethanol; E15 gasoline; Biofuels. 
1. Giới thiệu 
Tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi 
trường luôn là mục tiêu nghiên cứu của ngành động cơ và ô 
tô. Cùng với việc hoàn thiện các hệ thống của động cơ đốt 
trong để nâng cao hiệu suất nhiệt, giảm tiêu hao nhiên liệu 
và ô nhiễm môi trường thì các dự án, các chương trình 
nghiên cứu tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế và sử dụng 
hiệu quả nguồn năng lượng này. Trong các nguồn nhiên liệu 
thay thế thì nhiên liệu sinh học được quan tâm hàng đầu đặc 
biệt là ethanol và buthanol với sản lượng lớn, sản xuất với 
giá thành tương đối thấp và phân bố rộng khắp các quốc gia. 
Thời gian gần đây, rất nhiều đề tài nghiên cứu về loại nhiên 
liệu này, tuy nhiên chủ yếu tập trung sử dụng xăng thương 
mại RON95 có chỉ số octane cao để phối trộn với ethanol 
hay butanol mà ít đề cập đến việc sử dụng xăng RON92 và 
ảnh hưởng của chất lượng loại nhiên liệu sinh học này đến 
tính năng sử dụng trên các loại động cơ xăng đời mới. 
Xăng pha ethanol đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước 
trên thế giới với tỉ lệ pha chế khác nhau. Theo qui định của 
Chính phủ Việt Nam, xăng pha 5% thể tích ethanol (gọi là 
xăng E5) được sử dụng rộng rãi trên toàn quốc từ ngày 
1/12/2015. Ethanol là hợp chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng 
đẳng của cồn etylic, có số octane cao hơn so với xăng. Do đó 
Ethanol có thể được sử dụng để nâng cao trị số octane của 
nhiên liệu nhằm cải thiện hiệu quả của quá trình cháy trong 
động cơ đốt trong [1], [5]. Mustafa Koc [6], nghiên cứu ảnh 
hưởng của xăng pha ethanol E50, E85 đến tính năng động cơ, 
mức độ phát ô nhiễm ở tỷ số nén 10 và 11 và tốc độ động cơ 
biến thiên từ 1500 đến 5000 vòng/phút cho thấy, khi pha 
ethanol vào xăng momen động cơ và tiêu hao nhiên liệu tăng, 
nhưng mức độ phát thải ô nhiễm giảm. Nghiên cứu này cũng 
cho thấy, xăng pha ethanol cho phép tăng tỷ số nén động cơ 
mà không xảy ra kích nổ. Do nhiệt ẩn hóa hơi của ethanol và 
nhiệt độ bốc cháy của ethanol cao hơn xăng nên thời gian cháy 
trễ của ethanol bị kéo dài. Vì vậy, để tăng hiệu quả động cơ sử 
dụng xăng pha ethanol chúng ta cần tăng góc đánh lửa sớm 
của động cơ theo hàm lượng ethanol [1], [5], [6]. Richie 
Daniel [3], nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của góc đánh 
lửa sớm đến tính năng động cơ sử dụng xăng pha ethanol, cho 
thấy ở tốc độ 1500 vòng/phút, góc đánh lửa sớm động cơ sử 
dụng xăng khoảng 7-8, trong khi đó góc đánh lửa sớm của 
ethanol khoảng 22. Phuangwongtrakul [4] thử nghiệm xăng 
pha cồn với thành phần khác nhau, cho thấy momen lớn nhất 
khi động cơ chạy ở 5000 vòng/phút đạt được với góc đánh lửa 
sớm là 30, 35 và 40 ứng với xăng E10, E30 và E85 [4]. 
Mặc khác Thủ tướng Chính phủ Việt Nam cũng đã có 
Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20/11/2007 về việc 
phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 
2015, tầm nhìn đến năm 2025”. Theo đó lộ trình áp dụng 
từ ngày 1/12/2014, xăng sinh học E5 (với mức hòa trộn là 
5%) sẽ được sản xuất để sử dụng cho phương tiện cơ giới 
đường bộ tại 7 địa phương: Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải 
Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ, Quảng Ngãi, Bà Rịa - Vũng 
Tàu và sẽ chính thức sử dụng rộng rãi trên toàn quốc từ 
1/12/2015. Xăng sinh học E10 (với mức hòa trộn là 10%) 
sẽ được sản xuất để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường 
bộ tiêu thụ trên toàn quốc từ ngày 01/12/2017. 
Thế giới vẫn còn tranh luận về mức độ ethanol trong 
xăng có thể ảnh hưởng đến các vật liệu trong xe và gây mòn 
quá nhiều các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ. 
Tuy nhiên, tại Mỹ các nhà sản xuất xe hơi đã đồng ý rằng 
việc sử dụng xăng lên đến 10% ethanol sẽ không ảnh hưởng 
đến vận hành các loại xe của họ [1], [2], [7]. Bên cạnh đó 
xăng sinh học hàm lượng cao hơn 10%, hiện nay chưa có 
62 Bùi Văn Tấn, Nguyễn Việt Hải 
nhiều nghiên cứu xác thực cũng như lộ trình áp dụng. Với 
hơn 214 nghiên cứu về hòa trộn ethanol vào xăng ở nhiều 
khía cạnh khác nhau đã chỉ rằng, với hàm lượng ethanol hòa 
trộn biến động trong một mức hẹp từ 1416% thì thành phần 
ethanol lý thuyết (danh nghĩa) là 15% [1], [7]. 
2. Nghiên cứu thực nghiệm 
2.1. Chất lượng E15 làm nhiên liệu động cơ 
Theo kết quả đánh giá, ảnh hưởng của hàm lượng 
ethanol đến đường cong chưng cất thì khi tăng hàm lượng 
cồn tuyệt đối từ 10% lên 20%, nhiệt độ sôi tại các điểm sôi 
T40 Và T50 sụt giảm mạnh đặt biệt là điểm sôi T50 nhiệt độ 
giảm đi 300C so với T50 ứng với hàm lượng cồn 10% thể 
tích. Nguy cơ hình thành các nút hơi hệ thống nhiên liệu là 
rất lớn, đây chính là rào cản kỹ thuật, nâng cao hàm lượng 
ethanol trong xăng khó trở thành hiện thực nếu như không 
có sự cải tạo lớn nào về kết cấu động cơ. 
Do nhiều đặc tính của ethanol có thể gây ra ăn mòn kim 
loại hoặc làm hư hại các chi tiết cao su, nhựa có trong động 
cơ nên không thể dùng trực tiếp để thay cho xăng dầu được 
mà phải hoán cải một số chi tiết của động cơ. Đối với các 
loại động cơ ô tô, xe máy thông dụng chỉ được phép sử 
dụng xăng pha ethanol với hàm lượng ethanol tối đa là 10% 
thể tích (tiêu chuẩn ASTM D 4806, EN228:2008...). Với 
hàm lượng 15% hiện chưa có đánh giá tổng quan và số liệu 
đầy đủ về hao mòn này. 
Rõ ràng tồn chứa gasohol luôn có sự tách pha xảy ra 
khi hàm lượng nước trong xăng quá cao. Đối với nhiên liệu 
xăng thông thường (không chứa oxy) hiện tượng tách pha 
xảy ra khi xăng chỉ cần hấp thụ một lượng nhỏ nước; nhưng 
đối với nhiên liệu xăng pha ethanol có thể hấp thụ một 
lượng nước đáng kể mà không xảy hiện tượng tách pha. 
Tuỳ thuộc vào nhiệt độ lưu kho, lượng nước có thể được 
hấp thụ trong nhiên liệu gasohol nhỏ hơn 1% thể tích (tiêu 
chuẩn ASTM D 4806) mà không xảy ra hiện tượng tách 
pha trong bồn chứa. Xăng E15 đáp ứng được yêu cầu này. 
2.2. Tính chất cơ bản của nhiên liệu xăng RON92 và 
xăng E15 
Việc phân tích thành phần các tính chất lý hóa của nhiên 
liệu dùng làm thực nghiệm được thực nghiệm tại phòng thử 
nghiệm xăng dầu thuộc Công ty Xăng dầu khu vực V. 
Bảng 1. Chỉ tiêu lý hóa của nhiên liệu RON92, E15 
sử dụng trong thực nghiệm 
TT Chỉ tiêu lý hóa ĐVT RON92 E15 
1 Tỉ trọng ở 150C Kg/l 0,755 0,7322 
2 Trị số Octane (RON) 92 96,3 
3 Hàm lượng chì g/l <0,001 <0,0025 
4 Hàm lượng nhựa mg/100ml 1,0 1,0 
5 Hàm lượng lưu huỳnh mg/kg 109 160 
6 Độ ổn định oxy hóa Phút >480 >480 
7 Ăn mòn đồng 3h, 500C 1a 1a 
8 Áp suất hơi bão hòa kPa 57,5 72,9 
9 
Thành phần cất 
0C 
- Nhiệt độ sôi đầu 38,6 34,4 
- Nhiệt độ sôi 10% 58,7 49,0 
- Nhiệt độ sôi 50% 112,6 67,9 
- Nhiệt độ sôi 90% 160,5 145,2 
- Nhiệt độ sôi 95% - 158,6 
- Nhiệt độ sôi cuối 185,5 171,8 
- Cặn 1,0 0,9 
10 Hàm lượng Benzen % thể tích 1,38 1,03 
11 Hydrocacbon thơm % thể tích 38,3 22,0 
12 Olefin % thể tích 30,3 36,0 
13 Hàm lượng Oxy % k.lượng <0,2 5,95 
14 Hàm lượng kim loại mg/l <1 <1 
2.3. Bố trí hệ thống thí nghiệm 
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm trên băng thử động cơ AVL APA 204 
1: Máy tính điều khiển; 2: Tủ điện Puma; 3: Bộ điều khiển tay ga tự động THA100; 4: Cảm biến lưu lượng khí nạp; 
5: Thiết bị đo lọt khí cacte; 6: Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu; 7,8: Bộ chuyển đổi tín hiệu; 9: Thiết bị cấp nước làm mát; 
10: Thiết bị cấp dầu bôi trơn; 11: Băng thử APA204/E/0943; 12: Động cơ Daewoo A16DMS; 
13,14: Cụm bệ thử và giảm chấn khí nén; 15: Thiết bị phân tích và đo ô nhiễm khí thải OPUS 40 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 63 
Băng thử APA 204 (Asynchron Pendelmaschinen 
Anlage) được sử dụng để đo công suất và mômen của động 
cơ thí nghiệm thông qua cảm biến do lực. Băng thử APA 
204 /E/0943 có công suất cực đại 220Kw, mômen quay cực 
đại 934Nm, tốc độ quay cực đại 8000vòng/phút. Băng thử 
được điều khiển và thu nhận dữ liệu qua hệ thống Puma. 
Các thiết bị đo được sử dụng trong phòng thí nghiệm do 
hãng AVL sản xuất. 
Suất tiêu hao nhiên liệu lỏng được đo bởi thiết bị AVL 
Fuel Balance 733S phù làm việc theo nguyên lý cân khối 
lượng nhiên liệu. Áp suất nhiên liệu cung cấp có thể đạt 
đến 0,8bar và phạm vi ứng dụng cho phép: 080 Kg/h. Hệ 
thống điều khiển tay ga động cơ được thực hiện nhờ hệ 
thống AVL THA 100-Throttle Actuator. Các vị trí tay ga 
được xác định theo % tải được cài đặt ban đầu khi lắp đặt 
động cơ lên băng thử. Hệ thống dịch chuyển tay ga bằng 
một động cơ bước điều khiển bằng Puma. Lưu lượng không 
khí được đo bằng lưu lượng kế ABB vận hành theo nguyên 
lý sợi nóng. Hệ thống nước làm mát của động cơ được điều 
hòa bởi thiết bị AVL-553, thiết bị này có nhiệm vụ cung 
cấp và điều hòa nhiệt độ nước làm mát, đảm bảo duy trì 
nhiệt độ động cơ ở mức cho phép. 
Tất cả các tín hiệu từ các cảm biến được truyền về 
phòng điều khiển trung tâm, nhờ sự hổ trợ của phần mềm 
ghi và xuất dữ liệu được cài đặt sẵn trong hệ thống Puma 
được cung cấp bới AVL. Phần mền này được cài trên một 
PC chạy Window NT, đây là thiết bị dùng để lấy dữ liệu 
của các tin hiệu độc lập được lắp trên động cơ. 
Thí nghiệm tiến hành xác định đo đạc các thông số hoàn 
toàn phù hợp với các chế độ vận hành động cơ, nhằm mục đích 
đánh giá khả năng sử dụng nhiên liệu xăng Ron92 phối trộn 
Ethanol ứng với tỉ lệ phối trộn cố định trước (15% thể tích) ảnh 
hưởng đến các thông số động lực học động cơ để từ đó có các 
giải pháp cụ thể để tăng tính năng sử dụng loại nhiên liệu này 
một cách hiệu quả trên các loại động cơ xăng hiện nay. 
3. Kết quả và bàn luận 
3.1. Đặc tính kỹ thuật của động cơ khi chạy ở các chế độ 
tải khác nhau (20%, 50%, 70% và 90%) ứng với xăng 
RON92 và xăng E15 
Trên Hình 2, trình bày đặc tính công suất, mô men và 
suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ ở mức tải 20%, khi chưa 
điều chỉnh góc đánh lửa sớm. Kết quả cho thấy, công suất và 
momen động cơ DAEWOO A16-DMS đều giảm mạnh đặc 
biệt là ở vùng tốc độ cao 3500  4000 vòng/phút, trong khi 
đó suất tiêu hao nhiên liệu ge và lượng tiêu thụ nhiên liệu Gnl 
của động cơ tăng mạnh đến 22,69% và 18,84%. 
Ở mức tải nhỏ này ứng với số vòng quay thấp và trung 
bình n=10002500 vòng/phút các chỉ tiêu đo đạc động cơ 
khi sử dụng RON92 và E15 không có khác biệt lớn, ở số 
vòng quay cao dần trên 2500 vòng/phút đặc tính tốc độ 
động cơ khi dùng E15 tách hẳn khỏi RON92. 
Khi tăng tải động cơ lên mức 50%, ở tốc độ trung bình 
n=2500vòng/phút (Hình 3) công suất và momen động cơ 
đều giảm nhẹ lần lượt là 4,45% và 4,40%, trong khi đó suất 
tiêu hao nhiên liệu vẫn tăng đến 12,25%. Rõ ràng đặc tính 
tốc độ của động cơ trong trường hợp này được cải thiện so 
với trường hợp ở mức tải nhỏ 20%. Tuy nhiên, diễn biễn 
tăng công suất đều hơn và đặc tính suất tiêu hao nhiên liệu 
động cơ khi sử dụng RON92 và E15 đều cải thiện hơn (ít 
dốc hơn so với mức tải 20%). 
Hình 2. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 20% 
ứng với RON92-E15 
Hình 3. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 50% 
ứng với RON92-E15 
Tiếp tục tăng mức tải trung bình lên 70% đặc tính công 
suất và momen động cơ đều giảm ở tất cả các tốc độ động 
cơ, trong khi tiêu hao nhiên liệu vẫn tăng đến 14,08% so 
với khi sử dụng xăng thương mại RON92. Đặc tính tốc độ 
0
100
200
300
400
500
600
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
g
e
 [
g
/K
w
h
]
N
e
[k
W
]
n[rpm]
ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT VÀ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ DEAWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/20%
Công suất Ne=f(n)-RON92 Công suất Ne=f(n)-E15
Suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92 Suất tiêu hao nhiên liệu ge-E15
Poly. (Công suất Ne=f(n)-RON92) Poly. (Công suất Ne=f(n)-E15)
Poly. (Suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92) Poly. (Suất tiêu hao nhiên liệu ge-E15)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
 k
g
/h
]
M
e
[N
m
]
n [rpm]
ĐẶC TÍNH MÔMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ
DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/20% TẢI
Moment Me=f(n)-RON92 Moment Me=f(n)-E15
Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92 Tiêu hao nhiên liệu Gnl=f(n)-E15
Xấp xỉ moment Me=f(n)-RON92 Xấp xỉ moment Me=f(n)-E15
Xấp xỉ tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92 Xấp xỉ tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15
200
220
240
260
280
300
320
340
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
N
e
[k
W
]
g
e
 [
g
/K
w
h
]
n[rpm]
CÔNG SUẤT VÀ TIÊU HAO NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ 
DAEWOO-A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/50%
Công suất Ne=f(n)-RON92 Công suất Ne=f(n)-E15
Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-RON92 Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-E15
Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92 Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- E15
Suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92 Suất tiêu hao nhiên liệu ge-E15
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0
20
40
60
80
100
120
140
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
k
g
/h
]
M
e
[N
.m
]
n [rpm]
ĐẶC TÍNH MÔMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU 
ĐỘNG CƠ DAEWOO A16DMS HẾ ĐỘ RON92-E15/50% 
Moment Me=f(n)-RON92 Moment Me=f(n)-E15
Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92 Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15
Xấp xỉ moment Me=f(n)-RON92 Xấp xỉ moment Me=f(n)-E15
xấp xỉ Gnl=f(n)-RON92 xấp xỉ Gnl=f(n)-E15
64 Bùi Văn Tấn, Nguyễn Việt Hải 
động cơ thực nghiệm có xu hướng xấu hơn ở chế độ 50% 
tải (Hình 4). 
Hình 4. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 70% 
ứng với RON92-E15 
Hình 5. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 90% 
ứng với RON92-E15 
Hình 5, trình bày biến thiên công suất, mô men và suất 
tiêu hao nhiên liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế 
độ tải 90% ứng với RON92-E15. Với mức tải này ở vùng 
tốc độ trung bình 2500vòng/phút công suất và mô men tiếp 
tục có xu hướng giảm, tuy nhiên mức giảm rất nhẹ lần lượt 
là 2,10% và 2,17%. Trong khi đó, suất tiêu hao nhiên liệu 
vẫn tăng nhẹ ở mức 5,07%. Rõ ràng, đặc tính momen động 
cơ bị giảm mạnh nhất là ở vùng tốc độ cao (2500 4000) 
vòng/phút. 
Ở tất cả các mức tải thực nghiệm công suất và momen 
động cơ Daewoo A16DMS khi sử dụng E15 đều giảm so 
với khi động cơ chạy xăng thương mại RON92, ở mức tải 
thấp 20% giá trị giảm mạnh hơn so với mức tải cao 90%. 
Suất tiêu hao nhiên liệu động cơ ở các chế độ tải đều tăng 
so với khi sử dụng RON92, điều này là hiển nhiên do nhiệt 
trị thấp theo thể tích của gashol E15(LHV=32,765MJ/lít) 
thấp hơn xăng RON92 (LHV=34,4MJ/lít) 4,75% nên cần 
một lượng nhiên liệu lớn hơn để sản sinh một năng lượng 
tương đương khi dùng xăng thương mại [2]. Tuy nhiên, 
mức tăng tiêu thụ nhiên liệu khi chạy bằng E15 thực tế đo 
thấp hơn theo lý thuyết tính nhiệt trị hỗn hợp điều này là 
do E15 cần ít hơn 2,62% lượng oxy theo khối lượng yêu 
cầu tương ứng khi dùng RON92. 
3.2. Đặt tính kỹ thuật của động cơ khi chạy ở các chế độ 
tải khác nhau 50% và 90% ứng với xăng RON92 và xăng 
E15 khi thay đổi góc đánh lửa sớm 
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật động cơ thực nghiệm theo 
mức tải và tốc độ của động cơ khi điều chỉnh góc đánh lửa 
sớm lên 10, 20, 30, 40 và 50 được so sánh tại các Hình 6 và 
Hình 7. 
Hình 6. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 50% 
ứng với RON92-E15 khi thay đổi góc đánh lửa sớm 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
N
e
[k
W
]
g
e
 [
g
/K
w
h
]
n[rpm]
ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT VÀ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/70%
Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-RON92 Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-E15
Công suất Ne=f(n)-RON92 Công suất Ne=f(n)-E15
Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92 Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- E15
Suất tiêu hao nhiên liệu ge=f(n)-RON92 Suất tiêu hao nhiên liệu ge=f(n)-E15
0
2
4
6
8
10
12
14
16
60
70
80
90
100
110
120
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
 k
g/
h
]
M
e[
N
.m
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH MÔMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU 
ĐỘNG CƠ DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/70% 
Xấp xỉ moment Me=f(n)-E15 Moment Me=f(n)-RON92
Moment Me=f(n)-E15 Xấp xỉ Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92
Xấp xỉ tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15 Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92
Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15 Xấp xỉ moment Me=f(n)-RON92
0
50
100
150
200
250
300
350
400
8
16
24
32
40
48
56
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
N
e
[k
W
]
g
e
 [
g
/K
w
h
]
n[rpm]
ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT VÀ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
ĐỘNG CƠ DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/90%
Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-RON92 Xấp xỉ công suất Ne=f(n)-E15
Công suất Ne=f(n)-RON92 Công suất Ne=f(n)-E15
Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- RON92 Xấp xỉ suất tiêu hao nhiên liệu ge- E15
Suất tiêu hao nhiên liệu ge=f(n)-RON92 Suất tiêu hao nhiên liệu ge=f(n)-E15
3
5
7
9
11
13
15
17
0
20
40
60
80
100
120
140
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
 k
g/
h
]
M
e[
N
m
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH MÔMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU 
ĐỘNG CƠ DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ RON92-E15/90% 
Xấp xỉ moment Me=f(n)-RON92 Xấp xỉ moment Me=f(n)-E15
Moment Me=f(n)-RON92 Moment Me=f(n)-E15
Xấp xỉ tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92 Xấp xỉ tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15
Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-RON92 Tiêu thụ nhiên liệu Gnl=f(n)-E15
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
8
13
18
23
28
33
38
43
48
53
58
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
ge
[g
/k
W
/h
]
N
e[
kW
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT VÀ SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 
DAEWOO A16DMS CHẾ ĐỘ E15/50%, GÓC ĐLS qS=q0+ n(=1,2,3,4,5)
Ne_E15(ĐLS+1độ) Ne_E15(ĐLS+2độ) Ne_E15(ĐLS+3độ)
Ne_E15(ĐLS+4độ) Ne_E15(ĐLS+5độ) Ne-E15(giữ nguyên ĐLS)
ge-E15(ĐLS+1độ) ge-E15(ĐLS+2 độ) ge-E15(ĐLS+3độ)
ge-E15(ĐLS+4 độ) ge-E15(ĐLS+5 độ) ge-E15(giữ nguyên ĐLS)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
kg
/h
]
M
e[
N
.m
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH MOMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ 
DAEWOO-A16DMS CHẾ ĐỘ 50% tải /E15-THAY ĐỔI GÓC ĐÁNH LỬA
Me+1 ĐLS Me+2 ĐLS Me+3 ĐLS
Me+4 ĐLS Me+5 ĐLS Me-E15(giữ nguyên ĐLS)
Gnl-E15(ĐLS+1độ) Gnl-E15(ĐLS+2độ) Gnl-E15(ĐLS+3độ)
Gnl-E15(ĐLS+4độ) Gnl-E15(ĐLS+5độ) Gnl-E15(giữ nguyên ĐLS)
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 65 
Hình 7. Biến thiên công suất, mô men và suất tiêu hao nhiên 
liệu của động cơ Daewoo A16DMS ở chế độ tải 90% 
ứng với RON92-E15 khi thay đổi góc đánh lửa sớm 
Động cơ thực nghiệm sử dụng nhiên liệu gasohol E15 
trong điều kiện có can thiệp đến góc đánh lửa sớm, suất 
tiêu hao nhiên liệu động cơ này giảm nhẹ so với khi không 
thay đổi qs. Suất tiêu hao nhiên liệu giảm cực đại là 
9,866%, tương ứng với góc đánh lửa điều chỉnh sớm lên 
4 độ. Đặc tính tốc độ động cơ ge= f(n) lúc thay đổi qs lên 
150 đều tốt hơn so với lúc không thay đổi góc đánh lửa, 
đường đặc tính ít dốc hơn. Ở vùng tốc độ thấp 1000 rpm và 
vùng tốc độ cao 4000vòng/phút, suất tiêu hao nhiên liệu ge 
đều thấp hơn, đặc tính cải thiện đáng kể. Ở mức tải thấp 
1000 vòng/phút công suất đạt cực đại khi tăng qs thêm 30 
tuy nhiên vì đây là chế độ làm việc không thường xuyên 
của động cơ nên tác giả chọn góc đánh lửa sớm qs= q0 +40 
là góc đánh lửa sớm tối ưu theo số liệu thực nghiệm. Tại 
góc đánh lửa tối ưu này công suất động cơ là cực đại ứng 
với số vòng quay trung bình (2500 vòng/phút) và cao 
(4000 vòng/phút) đồng thời tại đó suất tiêu hao nhiên liệu 
là cực tiểu. Trường hợp, tiếp tục tăng góc đánh lửa sớm từ 
50 trở lên thì tiêu hao nhiên liệu có diễn biến xấu. Đây chính 
là điểm đánh lửa sớm tối ưu điều chỉnh khi động cơ 
DAEWOO A16-DMS sử dụng nhiên liệu gasohol E15. 
4. Kết luận 
Kết quả nghiên cứu của bài báo này cho ta rút ra một số 
kết luận sau: 
- Công suất động cơ đều giảm ở tất cả các chế độ hoạt 
động khi vẫn giữ nguyên góc đánh lửa sớm của động cơ 
thực nghiệm. Khi thay đổi góc đánh lửa sớm thì công suất 
động cơ khi sử dụng E15 có cải thiện đáng kể, tăng nhẹ so 
với công suất động cơ dùng E15 với góc đánh lửa sớm 
chuẩn tuy nhiên công suất vẫn thấp hơn so với động cơ 
nguyên thủy theo thiết kế. 
- Về tiêu thụ nhiên liệu Gnl 
Với góc đánh lửa sớm chuẩn động cơ đều tiêu thụ tăng 
so với khi sử dụng RON92. 
Ở chế độ tải lớn nhất 90% tải, ứng với số vòng quay 
trung bình 2500 vòng/phút: lượng tiêu thụ nhiên liệu tăng 
3,21% xấp xỉ 0,4 kg/h, tương đương 0,546 lít/h. 
Ở chế độ tải lớn nhất 90% tải, ứng với số vòng quay lớn 
nhất 4000vòng/phút: lượng tiêu thụ nhiên liệu tăng 1,17% 
xấp xỉ 0,2kg/h, tương đương 0,273lít/h. 
- Về ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm 
Sau khi thực hiện điều chỉnh góc đánh lửa sớm từng độ 
một ở chế độ tải trung 50% và tải cao 90% kết hợp với thực 
hiện xấp xỉ đa thức bậc cao tác giả nhận thấy dãi giá trị góc 
đánh lửa sớm tối ưu đối với động cơ thực nghiệm tốt nhất 
ở giá trị tăng 4,20 4,60 tức qs=9,20 9,60 trước điểm chết 
trên. Cụ thể, với góc đánh lửa tối ưu này công suất động cơ 
tăng 4,53% đến 7,50% ở tốc độ trung bình 2500 rpm ứng 
với mức tải là 50% và 90%. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] concawe (8/2009), “Ethanol/Petrol Blends: Volatility Character-
isation in the Range 5-25 Vol% (BEP525)”. CONCAWE Boulevard. 
[2] Fawzy elmahallawy, Saad Eldinhabik (2002), “Fundamentals and 
technology of combustion”, elsevler science Ltd The Boulevard, 
Langford Lane Kidlington. Oxford OX5 IGB. 
[3] Richie Daniel, Guohong Tian, Hongming Xu, Shijin Shuai: Ignition 
tiiming sensivities of oxygenated biofuels compared to gasoline in 
direct-injection SI engine. Fuel 99 (2012), pp. 72-82. 
[4] S. Phuangwongtrakul, K. Wannatong, T. Laungnarutai and W. 
Wechsatol: Suitable Ignition Timing and Fuel Injection Duration for 
Ethanol-Gasoline Blended Fuels in a Spark Ignition Internal 
Combustion Engine. Proc. of the Intl. Conf. on Future Trends in 
Structural, Civil, Environmental and Mechanical Engineering, 
FTSCEM 2013, ISBN: 978-981-07-7021-1, pp. 39-42. 
[5] Huseyin Serdar Yucesu, Tolga Topgul, Can Cinat, Melih Okur: 
Effect of ethanol–gasoline blends on engine performance and 
exhaust emissions in different compression ratios. Applied Thermal 
Engineering, Volume 26, Issues 17-18, December 2006, Pages 
2272–2278. 
[6] Mustafa Koc, Yakup Sekmen, Tolga Topgül, Hüseyin Serdar 
Yücesu: The effects of ethanol–unleaded gasoline blends on engine 
performance and exhaust emissions in a spark-ignition engine. 
Renewable Energy, Volume 34, Issue 10, October 2009, Pages 
2101–2106. 
[7] StockholmUniversity (2004-2005), “Blending of ethanol in gasoline 
for spark ignition engines”, ATRAX AB, Autoemission KEE 
Consultant AB. 
(BBT nhận bài: 07/5/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 24/7/2018) 
200
240
280
320
360
400
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
g
e
[[
g
/k
W
/h
]
N
e
[k
W
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT-TIÊU HAO NHIÊN LIỆU ĐỘNG 
CƠ DAEWOO-A16DMS 90% tải/E15,GÓC ĐLS qS=q0+ 
n(=1,2,3,4,5)
Ne_E15(+1ĐLS) Ne_E15(+2 ĐLS)
Ne_E15(+3ĐLS) Ne_E15(+4ĐLS)
Ne_E15(+5ĐLS) Ne_ E15-giữ nguyên ĐLS
ge_ E15(ĐLS+1độ) ge_ E15(ĐLS+2độ)
ge_ E15(ĐLS+4độ) ge_ E15(ĐLS+3độ)
ge_ E15(ĐLS+5độ) ge_ E15-giữ nguyên ĐLS
3
5
7
9
11
13
15
17
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 3250 3500 3750 4000
G
n
l[
k
g
/h
]
M
e[
N
.m
]
n [rpm]
SO SÁNH ĐẶC TÍNH MOMEN VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU ĐỘNG 
CƠ DAEWOO-A16DMS 90% tải/E15
ĐLS qs= q0+ n(=1,2,3,4,5) 
Moment Me- E15+1 độ Moment Me- E15+2 độ Moment Me- E15+3 độ
Moment Me- E15+4 độ Moment Me- E15+5 độ Me_ E15-giữ nguyên ĐLS
Gnl_E15(ĐLS+1) Gnl_E15(ĐLS+2) Gnl_E15(ĐLS+3)
Gnl_E15(ĐLS+4) Gnl_E15(ĐLS+5) Gnl_ E15-giữ nguyên ĐLS