Nghiên cứu bộ xúc tác xử lý khí thải trên động cơ xe gắn máy

Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
1 
NGHIÊN CỨU BỘ XÚC TÁC XỬ LÝ KHÍ THẢI 
TRÊN ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY 
A STUDY ON CATALYTIC CONVERTER 
FOR EMISSION REDUCTION OF MOTORCYCLE ENGINE 
Nguyễn Hồ Xuân Duy1, Huỳnh Thanh Công1, Nguyễn Văn Trạng2 
1Trường Đại học Bách Khoa TpHCM, Việt Nam 
2Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật TpHCM, Việt Nam 
Ngày toà soạn nhận bài 29/11/2018, ngày phản biện đánh giá 14/12/2018, ngày chấp nhận đăng 24/12/2018 
TÓM TẮT 
Bài báo này trình bày một nghiên cứu về bộ xúc tác xử lý khí thải để giảm phát thải trên 
động cơ xe gắn máy sử dụng bộ chế hòa khí. Việc giảm lượng phát thải khí thải điển hình của 
xe máy được phân tích theo các chế độ vận tốc ổn định, khảo sát các điểm nhiệt độ và đo đạc 
so sánh các thành phần khí thải trước và sau khi sử dụng bộ xúc tác. Bộ xúc tác xử lý khí thải 
được phát triển bằng cách sử dụng các chất thải phân bón để tổng hợp Niken và sau đó phủ 
lên bề mặt bộ xúc tác để khảo sát. Trong các thí nghiệm, các đặc tính chất xúc tác và pha 
hoạt động được phân tích trong các điều kiện khác nhau. Trên cơ sở các kết quả đạt được, 
các phép đo đặc tính của các chất xúc tác Ni/cordierite nguyên khối bằng phương pháp ngâm 
tẩm ướt, có thể thấy rằng: kết quả hoạt tính xúc tác là rất khả quan. Bộ xúc tác cho thấy hoạt 
động tốt trong quá trình đốt propylen cũng như phản ứng oxy hóa CO đối với các sản phẩm 
cháy (CO2 và H2O) từ 5 đến 12% trọng lượng Ni trong khối xúc tác ở 400
o
C. Ngoài ra, kết 
quả thử nghiệm trên động cơ xe máy cũng cho thấy thành phần HC và CO đều có xu hướng 
giảm và cho thấy hiệu quả của bộ xúc tác khi ứng dụng trên động cơ. Tuy nhiên, nếu điều 
chỉnh được lamda tiệm cận với dãy từ 0.997 đến 1.005 (dãy lamda của bộ xúc tác 3 chức 
năng), bộ xúc tác sẽ có khả năng thúc đẩy hoạt tính cao hơn và giảm các thành phần khí thải 
độc hại nhiều hơn. 
Từ khóa: bộ xử lý xúc tác; bộ chế hòa khí; giảm khí thải; động cơ xe gắn máy, xúc tác Niken. 
ABSTRACT 
This paper presents a study on a catalytic converter for emission reduction of motorcycle 
engine powered by a carburetor. The typical emissions reductions of motorcycle are analyzed 
using steady-state velocities, temperature measurements, and comparing exhaust emissions 
before and after using the catalytic converter. The catalytic converter is developed using waste 
fertilizers to synthesize nickel and then coating the surface of the catalyst for investigation. In 
experiments, the catalyst properties and catalyst activity are analyzed under different 
conditions. On the basis of the results presented in this research, characterization and 
catalytic activity measurements of monolithic Ni/cordierite catalysts by a wet-impregnated 
method, it can be seen that: the results of the catalytic activity are very promissory. The 
monoliths catalysts showed very good activity in propylene combustion as well as the CO 
oxidation reaction to combustion products (CO2 and H2O) from 5 to 12 %wt Ni loading in 
monoliths at 400oC. In addition, the test results on the motorcycle engine showed that the HC 
and CO components tend to decrease and show the effectiveness of the catalytic converter 
when applied to the engine. If the lambda is close to the narrow window, the catalyst will be 
able to promote higher activity and reduce the amount of toxic exhaust gas more. 
Keywords: catalytic converter; carburetted; emission reduction; motorcycle engine, Nickel 
catalyst. 
2 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
1. GIỚI THIỆU 
Ô nhiễm không khí đang là vấn đề lớn 
gây nên sự nóng lên toàn cầu. Ảnh hưởng đến 
sự thay đổi ngày càng khắc nghiệt của khí 
hậu. Phát thải chủ yếu từ các nhà máy công 
nghiệp và khí thải từ các phương tiện giao 
thông. Các loại phương tiện lưu hành chủ yếu 
là ô tô, xe máy chiếm đa số và tiêu chuẩn khí 
thải đối với loại phương tiện này vẫn chưa 
thực sự nghiêm ngặt. Các xe máy đã sử dụng 
thời gian dài vẫn chiếm một số lượng rất lớn 
và vẫn chưa có quy định về thời hạn sử dụng 
cho chúng. Thêm vào đó, xe gắn máy sử dụng 
chế hòa khí chiếm tỷ lệ rất lớn vì nó là 
phương tiện phổ biến rộng rãi trên toàn thế 
giới kể từ những năm 1910. Theo các số liệu 
năm 2012, số lượng xe máy thống kê được tại 
châu Á nằm vài khoảng 313 triệu chiếc [1]. 
Xu hướng tăng nhẹ vẫn tiếp tục đối với các xe 
sử dụng chế hòa khí ở các nước tập trung 
đông dân số như Ấn Độ, Trung Quốc và Việt 
Nam [2]. Ví dụ điển hình tại thành phố lớn 
nhất của Việt Nam, thành phố Hồ Chí Minh 
hiện có khoảng 7.5 triệu xe gắn máy và hơn 1 
triệu ô tô, số lượng đó vẫn đang có dấu hiệu 
tiếp tục tăng [3]. Điều đó dẫn đến ô nhiễm khí 
thải từ các phương tiện này sẽ không có dấu 
hiệu dừng lại. Đã có rất nhiều nghiên cứu và 
giải pháp để cắt giảm khí thải trên xe máy. 
Người ta bắt đầu dần chuyển sang sử dụng xe 
dùng động cơ phun xăng điện tử. Hệ thống 
phun xăng điện tử sử dụng trên động cơ xe 
máy có thể điều chỉnh tối ưu hệ số dư lượng 
không khí và là một trong những công nghệ 
giúp cải thiện vấn đề tiêu hao nhiên liệu, công 
suất của động cơ cũng như thành phần phát 
thải [4]. Ngoài ra, bộ xử lý khí thải cũng dần 
được nghiên cứu và áp dụng. Trong nghiên 
cứu của Claudio Poggiani [5], ứng dụng bộ 
xúc tác xử lý khí thải trên xe máy được thực 
hiện để khảo sát vấn đề đáp ứng thời gian tối 
thiểu để bộ xúc tác có thể kích hoạt hoạt tính 
của nó khi động cơ bắt đầu hoạt động. Sự ảnh 
hưởng của các loại nhiên liệu khác nhau tác 
động lên bộ xúc tác sau 1 quãng đường chạy 
nhất định được đề cập trong nghiên cứu của 
Li-Wei Jia [6], thí nghiệm được thực hiện 
trên động cơ xe máy 4 kỳ 1 xi-lanh và chạy 
theo chu trình ECE-40, sau đó sẽ kiểm tra sự 
lắng đọng của thành phần các-bon trên bộ xúc 
tác tại thời điểm đã hoạt động được 10.000 
km. Hiện nay, trên thị trường Honda cũng đã 
áp dụng bộ xúc tác xử lý khí thải trên xe 
Future FI từ năm 2017. Tuy nhiên, các bộ xử 
lý khí thải này sử dụng chất xúc tác từ các 
kim loại hiếm như Platinum (Pt), Palladium 
(Pd), Rhodium (Rh). Các thành phần kim loại 
này có giá thành rất cao, nếu áp dụng vào các 
xe đã sử dụng sẽ rất khó khăn để người tiêu 
dùng chấp nhận. Chính vì vậy việc tìm ra chất 
xúc tác giá thành thấp, dễ áp dụng và các 
nguồn nguyên liệu có sẵn tại địa phương là 
bài toán được đặt ra. 
Hiện tại, ở Việt Nam có các nhà máy sản 
xuất phân bón, một trong số đó là nhà máy 
phân bón Phú Mỹ đặt tại Bà Rịa- Vũng Tàu, 
trung bình 105,7 m3 chất thải xúc tác thải ra 
mỗi năm từ quá trình cải tạo, tổng hợp metan 
và amoniac của một nhà máy phân bón. Nó 
trở thành một nguồn ô nhiễm chất thải rắn vì 
chứa rất nhiều chất ô nhiễm kim loại và độc 
tố (Al2O3, ZnO, Fe2O3, Fe3O4, NiO, Cr2O3, 
CuO, CuCO3, CaO, CoO, MoO3). Đặc 
biệt, các chất xúc tác trong quá trình cải tạo 
và tổng hợp metan thường chứa Nickel (Ni) 
là một kim loại nặng với khả năng gây ô 
nhiễm nguồn đất và nước. Trong khi đó, việc 
tái chế Ni từ các chất xúc tác là phương pháp 
tiếp cận lợi ích bao gồm cả các giải pháp môi 
trường và kinh tế. Về ứng dụng môi trường, 
Ni được biết đến như một kim loại chuyển 
tiếp có giá trị đang nổi lên trong nghiên cứu 
để trở thành tiền thân của việc xử lý không 
khí ô nhiễm bằng xúc tác, thay thế cho các 
kim loại quý đắt tiền. Trong nghiên cứu này, 
việc tập trung dùng Niken để làm chất xúc 
tác, thử nghiệm tại mô hình phòng thí 
nghiệm bằng các khí thải giả lập và thử 
nghiệm thực trên động cơ xe gắn máy sẽ 
được thực hiện để đánh giá mức độ hiệu quả 
của bộ xúc tác và từ đó làm cơ sở cho việc 
ứng dụng trên quy mô lớn hơn. 
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 
2.1 Vật liệu và tổng hợp xúc tác 
2.1.1 Tổng hợp Ni từ chất thải xúc tác 
Chất thải xúc tác nghiên cứu có tên 
thương mại RKS-2-7H được sử dụng trong 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
3 
quá trình cải cách thứ cấp tại Nhà máy Đạm 
Phú Mỹ. Hàm lượng Ni trong chất thải xúc 
tác này là khoảng 12,01%. Quá trình thu hồi 
Ni từ chất thải xúc tác trong quy mô phòng 
thí nghiệm được bao gồm ba bước: xử lý vật 
liệu (nghiền và sàng lọc, sau đó decoking); 
chuẩn bị (sử dụng dung dịch axit HNO3 
1,5M, 1:20 g / ml rắn: tỷ lệ chất lỏng, nhiệt độ 
và thời gian phản ứng là 100°C trong 1 giờ). 
Hình 1. Chất thải xúc tác từ nhà máy phân 
bón Phú Mỹ, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu 
Hình 2. Độ tinh khiết và hiệu suất tổng hợp 
Niken từ chất thải 
2.1.2 Chất nền 
Monolith là chất nền, là vật liệu hứa hẹn 
cho các ứng dụng môi trường do cấu trúc độc 
đáo của chúng, cung cấp hệ số giãn nở thấp, 
ổn định nhiệt tốt và tổn thất áp suất thấp. Khả 
năng chống sốc nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt 
thấp là những đặc tính quan trọng của chất 
nền biến đổi ô tô. 
Các khối cordierite hình trụ (2MgO-
2Al2O3-5SiO2) có mật độ 200 cpsi với các 
kênh vuông (được sử dụng hai chiều có 
đường kính 0,5 cm × cao 2,5 cm cho quy mô 
phòng thí nghiệm và 4,5 cm và 9,0 đường 
kính cm; cao 5,0 và 2,5 cm để xử lý khí 
buồng mở rộng) được lấy từ vật liệu chịu 
nhiệt Comxi Jianxi, Trung Quốc. Những khối 
này sau đó được rửa sạch trong nước, sấy 
khô trong lò ở 110◦C qua đêm, và nung ở 
600
◦
C trong không khí trong 4 giờ trước khi 
phủ dung dịch (Hình 3). 
Hình 3. Khối tổ ong sau khi xử lý sơ bộ 
2.1.3 Tổng hợp chất xúc tác 
Trong nghiên cứu này, niken được lắng 
đọng trên các chất nền nguyên khối cordierite 
bằng phương pháp ngâm tẩm ướt trong 
phòng thí nghiệm (hình 4 và 5). 
Hình 4. Chất xúc tác Ni/Monolith sau khi 
tẩm ướp (kích thước 9,0 x 2,5 cm) 
Hình 5. Chất xúc tác Ni/Monolith sau khi 
nung (kích thước 9,0 x 2,5 cm) 
4 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
Dung dịch nước 0,5 M Ni(NO3) 2,6 H2O 
từ quá trình thu hồi Niken từ chất thải xúc tác 
trong phòng thí nghiệm - được khuấy trong 5 
giờ ở nhiệt độ phòng. Các khối tổ ong được 
nhúng theo chiều dọc treo trong 2 phút, sau 
đó loại bỏ các cặn dư thừa khỏi bề mặt các 
kênh bằng khí nén. Các khối tổ ong này được 
sấy khô ở 100oC trong 0,5h và cân lại. Quá 
trình được lặp lại cho đến khi tăng 3-12 wt%. 
Các khối tổ ong tiếp tục được tráng Ni và 
nung trong không khí ở 600oC trong 3 giờ, 
với một đoạn nhiệt độ là 2oC min-1. Các chất 
xúc tác được giảm xuống ở 650oC trong 1,5 
giờ (25 vol% H2 trong N2, tổng lưu lượng 
100 mL/phút) trước khi xử lý khí hoạt động. 
2.2 Mô hình thực nghiệm 
Bộ xúc tác được sản xuất và thử nghiệm 
trong phòng thí nghiệm với các khí thải giả 
lập, sau đó sẽ được áp dụng trên mô hình 
thực tế của động cơ đốt trong. Mô hình xúc 
tác xử lý khí thải được gắn trên một động cơ 
xe máy và được thử nghiệm trên băng thử xe 
gắn máy mô phỏng các điều kiện hoạt động 
trên đường ở các dải tốc độ ổn định. 
Bước đầu của nghiên cứu sẽ đánh giá 
mức độ hiệu quả của bộ xúc tác thông qua 
việc chuyển hóa các khí độc hại thành dạng 
không độc. Vì vậy, các thông số khi thử 
nghiệm như tiêu hao nhiên liệu, công suất 
động cơ khi có và không có bộ xúc tác sẽ 
được thực nghiệm và đánh giá ở nghiên cứu 
kế tiếp. Trong thử nghiệm này các trường 
hợp được thực hiện thử nghiệm ở cùng điều 
kiện. Các trường hợp thử nghiệm như sau: 
- W/O AIS-Catalyst: Trường hợp chạy 
với mô hình xe gắn máy nguyên thủy không 
can thiệp vào đường thải và bộ chế hòa khí. 
- AIS (Air induction system): trường hợp 
sử dụng hệ thống cung cấp thêm không khí. 
- Catalyst: trường hợp chỉ sử dụng bộ 
xúc tác. 
- AIS-Catalyst: trường hợp sử dụng kết 
hợp bộ xúc tác và bộ cung cấp khí phụ. 
Động cơ được sử dụng trong thử nghiệm 
này là động cơ Honda 110cc sử dụng nhiên 
liệu xăng. Tuy nhiên, khi thử nghiệm với chất 
xúc tác, cần phải thay đổi kết cấu ở ống xả để 
có thể lắp đặt bộ chuyển đổi xúc tác. Bảng 1 
trình bày các thông số kỹ thuật của động cơ. 
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của động cơ [7] 
Thông số Giá trị 
Dung tích xy-lanh (cm
3
) 109,1 
Số xy-lanh 1 
Tỉ số nén 9:1 
Công suất (kW/(v/ph)) 6,05 /7500 
Momen xoắn (N.m/(v/ph) 8,67/5500 
Đường kính xy-lanh (mm) 50 
Hành trình (mm) 55,6 
Hình 6. Thử nghiệm với bộ xúc tác 
xử lý khí thải 
Hình 6 trình bày quá trình thử nghiệm 
ảnh hưởng của chất xúc tác lên khí thải của 
động cơ. Chế độ thử nghiệm thay đổi từ 0 đến 
40 km/h, với bước 10 km/h ở chế độ tải 5 
kW. Với chế độ thử nghiệm ở phạm vi tốc độ 
thấp, nghiên cứu này muốn đánh giá hiệu ứng 
của khí thải khi có và không có bộ chuyển đổi 
xúc tác, tương thích với điều kiện vận hành 
trên đường khi giao thông tắc nghẽn. 
Hình 7. Bộ xúc tác được gắn trên động cơ xe 
gắn máy 
Hình trên cho thấy vị trí của bộ xử lý 
xúc tác. Tại vị trí lắp đặt này, động cơ không 
cần thay đổi nhiều trong kết cấu của đường 
ống thải. Các bộ phận liên quan có thể được 
lắp đặt bình thường. Tuy nhiên, nhiệt độ khí 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
5 
thải của động cơ 1 xi-lanh là rất thấp. Do đó, 
vật liệu cách nhiệt được sử dụng để tăng 
nhiệt độ khí thải trước khi đi vào chất xúc 
tác. Ngoài ra, cảm biến nhiệt độ cũng được 
lắp đặt để đo nhiệt độ trước chất xúc tác. 
Hình 8. Bộ xúc tác chuyển đổi 
sau khi thử nghiệm 
Hình 8 biểu hiện cấu trúc của bộ chứa 
khối xúc tác lắp đặt trên đường ống thải của 
động cơ. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1 Kết quả thử nghiệm bộ xúc tác trong 
mô hình phòng thí nghiệm 
3.1.1 Đặc tính của bộ xúc tác 
Các chất xúc tác được đặc trưng bằng 
cách hấp thụ N2, xác định pha của vật liệu 
(XRD), độ giảm nhiệt độ (TPR-H2) và tính 
chất Polymer hữu cơ dẫn điện (ICP) để xác 
định số lượng các vị trí hoạt động trong khối 
xúc tác và trạng thái của các pha hoạt động. 
Kết quả XRD và TPR-H2 cho thấy pha hoạt 
động Ni chủ yếu là Ni và NiO phân bố trên 
bề mặt của các kênh cordierite (Hình 9). 
Hình 9. Mô hình cường độ hoạt động của 
các chất xúc tác với thành phần Niken thay 
đổi (0, 10 và 12% Niken trên khối tổ ong) 
3.1.2 Hoạt tính của bộ xúc tác 
Hoạt tính xúc tác của các chất xúc tác Ni 
/ monolith với trọng lượng Ni khác nhau (3, 
5, 10 và 12 wt%) được đánh giá bằng kỹ 
thuật tắt sáng sử dụng chế phẩm thức ăn đã 
xác định (C3H6 / O2 / N2 = 0.3 / 10 / 89.7%) 
tại hằng số (tỉ lệ tốc độ dòng khí trong điều 
kiện tiêu chuẩn) GHSV = 45.000 h-1 trong 
điều trị quy mô phòng thí nghiệm. Độ chuyển 
hóa propylen khi cho qua khối tổ ong chứa 
Niken (5 - 12 wt% Ni) đạt được gần 100% ở 
400
o
C trong khoảng thời gian 50 giờ (hình 10 
và 11). Ở cùng điều kiện phản ứng, chuyển 
hóa propylene trên khối Ni/Al2O3 (10 wt% 
Niken) thấp hơn đáng kể (Hình 12). 
Hình 10. Hiệu suất chuyển hóa propylene với 
các trường hợp trọng lượng Niken thay đổi 
Hình 11. Hiệu suất chuyển hóa propylene 
theo thời gian 
6 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
Hình 12. So sánh hiệu suất chuyển hóa của 
propylene khi sử dụng các xúc tác Ni khác 
nhau 
3.2 Kết quả thử nghiệm bộ xúc tác chuyển 
đổi trên động cơ xe gắn máy 
Kết quả thử nghiệm để đánh giá ảnh 
hưởng của bộ chuyển đổi xúc tác lên các 
thành phần phát thải trong động cơ đốt trong 
được trình bày trong phần này. Ngoài ra, 
động cơ bộ chế hòa khí có quá trình cháy 
giàu nhiên liệu và lamda trong khoảng từ 
0,85 đến 0,95 [8]. Do đó, hệ thống cung cấp 
thêm không khí (AIS) cũng được thử nghiệm 
kết hợp với bộ chuyển đổi xúc tác nhằm mục 
đích cung cấp oxy bổ sung để thúc đẩy quá 
trình oxy hóa CO và HC. 
Hình 13. Ảnh hưởng của bộ xúc tác xử lý khí 
thải và bộ cung cấp khí phụ đến thành phần CO 
Hình 13 thể hiện kết quả thành phần khí 
thải CO trong trường hợp thử nghiệm có và 
không có bộ xúc tác chuyển đổi sử dụng 
thêm bộ cung cấp khí phụ. Thành phần CO 
được nhận thấy giảm rõ rệt với trường hợp sử 
dụng bộ xúc tác chuyển đổi, độ giảm trung 
bình là 2% tại tất cả các tốc độ. Kết quả thể 
hiện rằng bộ xúc tác có ảnh hưởng đến sự 
oxy hóa CO. Bên cạnh đó, khi chỉ sử dụng bộ 
cung cấp khí phụ nồng độ CO cũng có xu 
hướng giảm và giảm nhiều hơn so với bộ xúc 
tác tại tốc độ 40 km/h khoảng 0.25% CO 
theo thể tích. 
Hình 14. Ảnh hưởng của bộ xúc tác xử lý khí 
thải và bộ cung cấp khí phụ đến thành phần HC 
Kết quả ảnh hưởng của thành phần HC 
được thể hiện trên hình 14, thành phần HC 
được nhận thấy được giảm rõ nhất trong 
trường hợp sử dụng bộ cung cấp khí phụ, so 
sánh với trường động cơ nguyên thủy. Thêm 
vào đó, trong trường hợp sử dụng bộ xúc tác 
chuyển đổi, thành phần HC được ghi nhận 
giảm khi hoạt động ở chế độ cầm chừng, 30 
km/h và 40 km/h, tương ứng với độ giảm lần 
lượt là 39%, 5.3% và 3.95%. 
Hình 15. Ảnh hưởng của bộ xúc tác xử lý 
khí thải và bộ cung cấp khí phụ đến thành 
phần NOx 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
7 
Kết quả về thành phần NOx trong khí 
thải khi thử nghiệm ở các trường hợp khác 
nhau được trình bày trên hình 15. Thành 
phần NOx cao nhất khi sử dụng bộ xúc tác so 
với các trường hợp còn lại. Tại tốc độ 20 
km/h, trường hợp có và không có xúc tác 
chênh lệch nhau đến 650 ppm. Điều này 
tương ứng với việc khi sử dụng bọc cách 
nhiệt, nhiệt độ khí xả tăng cao, làm cho quá 
trình sinh ra NOx cũng tăng theo. 
Hình 16. Ảnh hưởng của bộ xúc tác xử lý khí 
thải và bộ AIS đến thành phần CO2 
Hình 16 hiển thị kết quả thành phần CO2 
trong khí xả đối với 4 trường hợp thử nghiệm 
khác nhau. Hầu hết thành phần CO2 đều tăng 
so với thử ở điều kiện nguyên bản của động 
cơ. Tại tốc độ 20 km/h, kết quả thể hiện sự 
khác biệt rõ rệt nhất lần lượt các trường hợp 
không sử dụng, sử dụng AIS, sử dụng 
catalyst, sử dụng AIS-catalyst lần lượt là 
8.7%, 11.9%, 12.3% và 11.1%. Điều này phù 
hợp với việc thành phần CO bị oxy hóa thành 
CO2, khiến cho thành phần CO2 tăng lên. 
Hình 17. Độ thay đổi nhiệt độ với trường hợp 
sử dụng bộ AIS và bộ xúc tác xử lý khí thải 
Tốc độ khí xả phát thải ra môi trường từ 
động cơ rất nhanh. Chính vì vậy tại mỗi thời 
điểm tức thời của các chế độ thử nghiệm tại 
cùng điều kiện thì nhiệt độ không chênh lệch 
nhiều giữa các trường hợp. Tuy nhiên, bộ xúc 
tác cũng một phần hấp thụ nhiệt độ từ dòng 
khí xả. Vì vậy, nhiệt độ khí xả đối với trường 
hợp có sử dụng xúc tác hầu hết giảm so với 
các trường hợp còn lại. 
Hình 18. Ảnh hưởng của bộ cách nhiệt đến 
nhiệt độ khí thải 
Nhiệt độ khí xả từ họng thải đến vị trí 
của bộ xúc tác khi thử nghiệm với trường 
hợp có và không có bọc cách nhiệt (insulated 
cover) được trình bày trong hình 18. Nhiệt độ 
khí xả của động cơ xe máy rất thấp và khó có 
thể làm cho bộ xúc tác hoạt động hiệu quả. 
Chính vì vậy, trong quá trình thử nghiệm vật 
liệu cách nhiệt được sử dụng để làm tăng 
nhiệt độ lên cao hơn và phù hợp với điều 
kiện hoạt động bộ xúc tác từ 250oC trở lên. 
4. KẾT LUẬN 
Các kết quả của bộ xúc tác là rất khả 
quan, bộ xúc tác cho thấy mức độ chuyển 
hóa khí thải trong quá trình đốt propylen 
cũng như phản ứng oxy hóa CO đối với các 
sản phẩm cháy (CO2 và H2O) từ 5 đến 12% 
trọng lượng Ni khi bộ xúc tác được kích hoạt 
ở 400oC. 
Ảnh hưởng của bộ chuyển đổi xúc tác 
đến quá trình phát thải trên động cơ khá rõ 
ràng khi vận hành trong điều kiện thực tế. 
Nồng độ CO và HC có xu hướng giảm, trong 
khi NOx tăng. Do đó, cần tiến hành nhiều thử 
nghiệm hơn trong điều kiện cung cấp thành 
8 
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) 
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 
phần oxy cao với chế độ hoạt động của động 
cơ sử dụng bộ chế hòa khí. 
LỜI CẢM ƠN 
Nghiên cứu được tài trợ bởi Trường Đại 
học Bách Khoa- ĐHQG-HCM trong khuôn 
khổ Đề tài mã số T-PTN-2017-90 
Nghiên cứu cũng xin cảm ơn Phòng thí 
nghiệm xúc tác, Trung tâm nghiên cứu và 
phát triển chế biến Dầu khí (PVPro), Viện 
dầu khí Việt Nam đã hỗ trợ trong một số thí 
nghiệm của nghiên cứu này. 
REFERENCES 
[1] Mohd Taufiq Muslim, “A review on retrofit fuel injection technology for small carburetted 
motorcycle engines toward lower fuel consumption and cleaner exhaust emission”, 
Renewable and Sustainable Energy Reviews 35 (2014) 279-284, Elsevier, 2014. 
[2] Yusof NBM, “Estimation of dispersion of CO, NO2, and CO2 port klang-klia road: 
premilinary findings”, in: Proceeding of the Malaysian Universities Transportation research 
forum and conferences (MUTRF 2010), Universiti Tenaga Nasional; 2010. p.150-4 
[3] Nguyen Ho Xuan Duy, Huynh Thanh Cong, “A review of emission reduction for 
motorcycles using aftertreatment systems”, The 11th Seatuc symposium, Ho Chi Minh 
City University of technology, 2017. 
[4] Teoh YH, Gitano- Briggs H, Tan TH, “Development of the fuel direct injection system 
for small two-stroke transport”, In: Proceedings of the SAE paper 2009-32-0032; 2009 
[5] Claudio Poggianni, (2015) “Optimization of a fast light-off exhaust system for 
motorcycle applications”, ATI 2015-70th Conference of the ATI Engineering 
Association, Energy Procedia 82 (2015) 75-80. 
[6] Li-Wei Jia, “The investigation of emission characteristics and carbon deposition over 
motorcycle monolith catalytic converter using different fuels”, Atmostpheric 
Environment 40 (2006), Elsevier, 2006. 
[7] https://hondaxemay.com.vn/san-pham/wave-110cc/ 
[8] John B. Heywood, “Internal combustion engine fundametals”, ISBN: 0-07-028637-X, 1988. 
Tác giả chịu trách nhiệm bài viết: 
Nguyễn Hồ Xuân Duy 
Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM 
Email: nhxduy@hcmut.edu.vn