Tăng cường sử dụng nhiên liệu sinh học, nhiên liệu thay thế là xu thế chung của các quốc gia, trong đó có Việt Nam. Khi chuyên sang sử dụng nhiên liệu diesel sinh học (biodiesel) cân xem xét, đảnh giá nhiều nhóm vẫn đề khác nhau: Mức độ đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về nhiên liệu; ảnh hưởng đến quá trình cung cấp nhiên liệu của hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL), quá trình cháy và mức phát thải các chất ô nhiễm của động cơ, ảnh hưởng đến các thông số công tác của động cơ và tỉnh năng động lực học của phương tiện. Ngoài ra, một vấn đề không kém phần quan trọng là cần đánh giá mức độ tương thích của biodiesel với vật liệu chế tạo các chi tiết trực tiếp tiếp xúc với biodiesel, nhất là trên mạch nhiên liệu cao áp, với thời gian sử dụng lâu dài.

Động cơ diesel D4CB 2.5 TCI-A dùng trên xe Hyundai Starex, sử dụng HTPNL kiêu CR với sơ đồ khối các chỉ tiết. HTPNL của động cơ D4CB 2.5 TCI-A là tương đồng về công nghệ với các loại HTPNL dùng trên nhiều loại động cơ, xe của hãng Hyundai.

Trong quá trình ngâm có gia nhiệt, bê mặt của pít-tông BCA, kim phun và gioăng cao su có sự thay đổi về màu sắc. Màu sắc bề mặt của pít-tông BCA, kim phun và gioăng cao su tại các thời điêm phân tích (3, 6, 9 và 12 tuần) khi ngâm trong B0, B10 và B20.

Với hình ảnh ngoại quan cho thấy, bề mặt của các chi tiết kim loại đều có xu hướng sáng hơn so với trước khi ngâm, ở các tuân quan sát thứ 3, 6 và 9. Điều này có thể là do các mẫu chi tiết đã bị B0, B10, B20 tẩy rửa bề mặt. Mức độ tây rửa bề mặt của B10, B20 là rõ nét hơn so với B0. Điều này là phủ hợp với sự thay đôi thuộc tỉnh hóa-lý của B10, B20 khi so sánh so với B0 (Bảng 1) và phủ hợp với các kết quả nghiên cứu đã công bố. Tuy nhiên, ở thời điểm 12 tuần, các chi tiết ngâm trong B0 vẫn sáng hơn trong khi bề mặt của các chi tiết ngâm trong B10, B20 bắt đầu có dấu hiệu chuyên sang màu sẫm hơn so với các thời điêm phân tích trước đó. Nguyên nhân có thê là do sự đọng bám của nhiên liệu và phụ gia nhiên liệu lên bề mặt các chi tiết. Tại tất cả các mốc thời gian phân tích, không xuất hiện hiện tượng gì sắt trên các bề mặt làm việc của chi tiết.

Đối với chỉ tiết phi kim loại, gioăng cao su không quan sát thấy sự thay đổi về màu sắc bề mặt và hình dáng khi sau khi ngâm trong B0, B10 và B20.

Kết quả tổng hợp đánh giá sự thay đổi khối lượng của các mẫu chi tiết trong quá trình ngâm được trình bày. Kết quả cho thẩy, khối lượng các mẫu ngâm kim loại có xu hướng giảm dần theo thời gian ngâm, tuy nhiên sự suy giảm khối lượng là rất nhỏ. Sự suy giảm khối lượng của các chỉ tiết ngâm trong biodiesel là nhiều hơn so với khi ngâm trong B0. Điều này có thể là do sự thay đổi về thành phần hóa học của biodiesel nên dẫn đến sự ăn mòn hóa học đối với các chi tiết ngâm. Với chỉ tiết phi kim loại, sau khi ngâm trong các loại nhiên liệu đều có xu hướng tăng khối lượng. Với gioăng cao su, sự gia tăng lớn nhất là +0,0294%, tại thời điểm 12 tuần, khi ngâm trong B20.

Do đặc điểm cầu tạo và điều kiện làm việc của các chi tiết nên trong quá trình thử nghiệm chỉ xác định kích thước của kim phun, tại ba vị trí (vị trí hình trụ sát vị trí bắt đầu bề mặt côn của kim phun khoảng 1 mm, vị trí hình trụ giữa phần thân kim phun, vị trí hình trụ giữa phần trụ dẫn hướng của kim phun). Kết quả đo (pame Micromaster, độ chính xác 0,001 mm) cho thấy, kích thước tại ba vị trí nêu trên của kim phun không thay đổi trong suốt quá trình ngâm, với cả ba loại nhiên liệu B0, B10, B20.

Kết luận

Quy trình ngâm 12 tuần có gia nhiệt (40 ± 2°C) là điều kiện rất khắc nghiệt để đánh giá mức độ tương thích của nhiên liệu với vật liệu chế tạo chỉ tiết và phù hợp với việc đánh giá mức độ tương thích vật liệu của B10, B20.

Quá trình đánh giá mức độ tương thích vật liệu của B10, B20 với HTPNL trên động cơ D4CB 2.5 TCI-A cho thấy: Bề mặt làm việc của các chi tiết kim loại có sự thay đôi màu, sẫm hơn ở tuần thứ 12, điều này có thể là do sự đọng bám các chất phụ gia có trong nhiên liệu. Màu sắc bề mặt làm việc của các chi tiết khi ngâm trong Bộ biến đổi ít hơn khi so sánh với các chỉ tiết cùng loại được ngâm trong B10, B20. Kích thước kim phun không thay đôi trong quá trình ngâm. Khối lượng các chi tiết có xu hướng giảm nhẹ ở cuối quá trình ngâm (tuần 9, tuần 12) nhưng mức thay đổi là rất nhỏ (mức độ thay đổi lớn nhất là -0,0151%, đổi với van nạp của bơm cao áp khi ngâm trong B10. Với chi tiết phi kim loại (gioăng cao su), sau khi ngâm trong các loại nhiên liệu đều có xu hướng tăng khối lượng, với mức tăng lớn nhất là +0,0294%, tại thời điểm 12 tuần, khi ngâm trong B20.

Ta thấy, mặc dù ít có tác động đến các chỉ tiết của HTPNL kiểu CR, nhưng mức độ tương thích vật liệu của B10, B20 vẫn thua kém khi so sánh với B0. Do vậy, cần tiếp tục nghiên cứu, phát triển các hệ phụ gia phủ hợp và nâng cao chất lượng của B100 nhằm nâng cao tính tương thích vật liệu của B10, B20 cũng như biodiesel với tỷ lệ pha trộn cao hơn.