Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6852-3:2002 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 8178-3:1994) quy định về "Động cơ đốt trong kiểu pittông - Đo sự phát thải - Phần 3: Định nghĩa và phương pháp đo khói của khí thải ở chế độ ổn định". Đây là văn bản kỹ thuật nền tảng thiết lập các tiêu chuẩn đo lường, định nghĩa và quy trình kỹ thuật nhằm xác định mức độ phát thải khói từ động cơ đốt trong hoạt động ở trạng thái ổn định.

Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

• Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại động cơ đốt trong kiểu pittông sử dụng trên các phương tiện giao thông đường bộ, đường sắt, đường thủy, máy nông nghiệp, máy xây dựng và các thiết bị công nghiệp nguồn động lực khác.
• Tiêu chuẩn tập trung vào việc xác định các định nghĩa cơ bản và hướng dẫn chi tiết phương pháp đo độ mờ, độ đen của khói khí thải phát ra từ động cơ hoạt động ở trạng thái vận hành ổn định (steady-state).
• Không áp dụng cho các phép đo khói trong điều kiện chuyển tiếp hoặc thay đổi tải trọng đột ngột (transient conditions), vốn được quy định ở các phần khác của bộ tiêu chuẩn TCVN 6852.

Các thuật ngữ và định nghĩa cốt lõi

• Khói khí thải (Exhaust Smoke): Sự tích tụ của các hạt lơ lửng (chủ yếu là muội than, tro, sol khí dầu bôi trơn và nhiên liệu chưa cháy hết) trong dòng khí thải làm giảm khả năng truyền ánh sáng qua dòng khí đó.
• Độ mờ khói (Opacity): Tỷ lệ phần trăm ánh sáng bị chặn lại khi đi qua một cột khí thải có chiều dài nhất định, được đo bằng thiết bị đo độ mờ (opacimeter).
• Hệ số hấp thụ ánh sáng (Light Absorption Coefficient - k): Đại lượng đặc trưng cho khả năng cản trở ánh sáng của dòng khí thải trên một đơn vị chiều dài, tính bằng mét lũy thừa âm một (m-1).
• Chế độ ổn định (Steady-state): Trạng thái vận hành của động cơ khi tốc độ quay, mômen xoắn và nhiệt độ của các bộ phận chính được duy trì không đổi trong một khoảng thời gian quy định trước khi tiến hành đo.

Phương pháp đo và yêu cầu đối với thiết bị đo

• Thiết bị đo độ mờ khói (Opacimeter): Sử dụng nguyên lý đo độ suy giảm của chùm tia sáng khi đi qua một buồng đo chứa khí thải. Thiết bị phải đảm bảo các yêu cầu nghiêm ngặt về độ nhạy phổ, thời gian đáp ứng và độ ổn định của nguồn sáng.
• Thiết bị đo khói kiểu lọc (Filter-type smokemeter): Đo lượng muội than bám trên giấy lọc sau khi cho một thể tích khí thải nhất định đi qua. Độ đen của giấy lọc được đánh giá bằng phương pháp quang phổ phản xạ.
• Lắp đặt thiết bị lấy mẫu: Đầu dò lấy mẫu khí thải phải được đặt ở vị trí thích hợp trên đường ống xả để đảm bảo mẫu khí lấy ra đại diện cho toàn bộ dòng khí thải, tránh hiện tượng ngưng tụ hơi nước và thất thoát muội than trên đường ống dẫn mẫu.
• Hiệu chuẩn thiết bị: Thiết bị đo phải được hiệu chuẩn định kỳ bằng các kính lọc chuẩn hoặc các phương pháp chuẩn hóa khác để đảm bảo tính chính xác và độ lặp lại của kết quả đo.

Quy trình thực hiện phép đo khói

• Chuẩn bị động cơ: Động cơ phải được chạy rà và làm ấm đến nhiệt độ vận hành bình thường theo khuyến cáo của nhà sản xuất trước khi tiến hành đo.
• Thiết lập chế độ vận hành: Động cơ được vận hành ở các điểm đo xác định (kết hợp giữa tốc độ vòng quay và tải trọng) thuộc chu trình thử nghiệm tiêu chuẩn.
• Ghi nhận kết quả: Phép đo chỉ được thực hiện khi các thông số vận hành của động cơ đã đạt trạng thái ổn định hoàn toàn. Kết quả đo khói phải được ghi lại liên tục hoặc lấy giá trị trung bình trong một khoảng thời gian quy định để đảm bảo tính khách quan.