Ứng Dụng AVL Boost Mô Phỏng Biodiesel Trong Động Cơ Diesel

Mô phỏng động cơ diesel chạy biodiesel bằng AVL Boost. Nghiên cứu ứng dụng, đánh giá hiệu suất động cơ khi sử dụng nhiên liệu sinh học. Giải pháp năng lượng sạch.

• Tác giả: Le Quang Hoang Vu
• Người hướng dẫn: Assoc. Ly Vinh Dat
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automotive Engineering
• Đề tài: Research and application of AVL Boost simulation of diesel engine - biodiesel
• Loại tài liệu: Graduation Project
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENT
• SUMMARY
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF ACRONYMS
• LIST OF FIGURES
• 1. CHƯƠNG 1: OVERVIEW OF THE RESEARCH TOPIC
• 1.1. Reason for choosing the topic
• 1.2. Research goals and tasks
• 1.2.1. Objectives of the study
• 1.2.2. Research mission
• 1.3. Object and scope of the study
• 1.4. Research Methods
• 1.5. Layout of the topic
• 2. CHƯƠNG 2: THEORETICAL OF THE BIODIESEL FUELS
• 2.1. Overview of Diesel engines
• 2.1.1. Advantages and Challenges of diesel engines
• 2.1.2. Overview of Biofuels
• 2.1.2.1. Crucial need for exploring and using biofuels
• 2.1.2.2. Advantages and Challenges of Biofuels
• 2.1.2.3. Classification of Biofuels
• 2.2. Biodiesel Production Methods
• 2.2.1. Production processes of biodiesel from various sources
• 2.2.1.1. Preliminary treatment of raw materials
• 2.2.1.2. Treatment of 'gum' in oil
• 2.2.1.3. Process of ester translocation reaction performing
• 2.2.1.3.1. Factors influencing ester translocation reaction
• 2.2.1.3.2. Initial elements for the process
• 2.2.1.4. Treatment of biodiesel
• 2.2.1.5. Finished biodiesel product
• 2.3. Overview of AVL Boost Software
• 2.3.1. Icons in Boost
• 2.3.2. Main elements program
• 2.3.3. Notes working with AVL BOOST
• 2.3.4. Theoretical basis simulation AVL Boost software
• 2.3.4.1. In-cylinder Heat Transfer
• 3. CHƯƠNG 3: DIESEL ENGINE D4EB MODELING
• 3.1. Simulation research object
• 3.2. Engine simulation model built
• 3.2.1. Key elements selected
• 3.2.2. Basic engine model built
• 3.3. Engine Model Setup: Data Input and Configuration
• 3.3.1. Air Cleaner element
• 3.3.2. System Boundary element (Boundary conditions)
• 3.3.3. Set up fuel for simulation model
• 3.4. Run the simulation and export the results
• 3.4.1. Set up Model Parameter and Case Explorer data
• 3.4.2. Run the simulation and export the results
• 4. CHƯƠNG 4: SIMULATION RESULTS AND DISCUSSION
• 4.1. Evaluate simulation results compared to experiment
• 4.1.1. In-cylinder Pressure
• 5. CHƯƠNG 5: CONCLUSIONS AND DEVELOPMENT DIRECTIONS
• LIST OF ACRONYMS

Tóm tắt

I. Vì Sao Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Diesel Biodiesel

Môi trường đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống. Ô nhiễm môi trường đã trở thành một vấn đề toàn cầu. Quá trình phát triển kinh tế xã hội và tăng trưởng dân số đã gây ra tác động lớn đến môi trường. Đặc biệt, khí thải từ động cơ xe cơ giới ảnh hưởng lớn đến sức khỏe, cuộc sống con người, nhất là ở các thành phố lớn. Động cơ đốt trong đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng suất lao động. Tuy nhiên, nhiên liệu sử dụng lại là nhiên liệu hóa thạch không tái tạo. Việc tăng nhanh số lượng xe sử dụng động cơ đốt trong dẫn đến cạn kiệt tài nguyên và tăng lượng khí thải carbon dioxide (CO2). Để góp phần bảo vệ môi trường, các nhà sản xuất ô tô cần tập trung vào việc giảm lượng khí thải. Một trong những giải pháp hiệu quả là sử dụng các nguồn nhiên liệu thay thế, trong đó nhiên liệu sinh học được coi là nguồn nhiên liệu tiềm năng nhất vì nó có thể tái tạo và thân thiện với môi trường.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Giảm Khí Thải Động Cơ Diesel

Việc giảm khí thải động cơ diesel trở nên vô cùng cấp thiết trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Các loại khí thải như NOx và bụi mịn từ động cơ diesel gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, đặc biệt là các bệnh về đường hô hấp và tim mạch. Hơn nữa, chúng góp phần vào hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu toàn cầu. Các nhà sản xuất ô tô đang nỗ lực nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới để giảm thiểu tác động tiêu cực này, từ việc cải tiến cấu trúc động cơ đến sử dụng các hệ thống xử lý khí thải tiên tiến. Nỗ lực này không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe mà còn góp phần xây dựng một tương lai bền vững hơn.

1.2. Biodiesel Giải Pháp Thay Thế Nhiên Liệu Hóa Thạch Tiềm Năng

Biodiesel nổi lên như một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho nhiên liệu hóa thạch trong động cơ diesel. Được sản xuất từ các nguồn tái tạo như dầu thực vật, mỡ động vật, hoặc dầu ăn thải, biodiesel có khả năng phân hủy sinh học cao và ít độc hại hơn so với dầu diesel truyền thống. Sử dụng biodiesel giúp giảm đáng kể lượng khí thải carbon dioxide (CO2), một trong những nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên, việc sử dụng biodiesel cũng đi kèm với một số thách thức, bao gồm sự thay đổi về hiệu suất động cơ và các vấn đề liên quan đến độ nhớt và tính ổn định của nhiên liệu. Nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới để tối ưu hóa việc sử dụng biodiesel trong động cơ diesel là rất quan trọng.

II. Mục Tiêu và Phạm Vi Nghiên Cứu Động Cơ Diesel Biodiesel

Mục tiêu nghiên cứu của dự án là tìm hiểu cơ sở lý thuyết của việc chuyển đổi từ động cơ diesel thông thường sang sử dụng nhiên liệu biodiesel với các nồng độ khác nhau. Dựa trên nghiên cứu đó, phần mềm AVL Boost được áp dụng để mô phỏng một động cơ sử dụng nhiên liệu biodiesel. Đánh giá hiệu quả của các tính năng kỹ thuật và khí thải của động cơ diesel khi sử dụng biodiesel làm nhiên liệu thay thế. Nhiệm vụ nghiên cứu trong dự án bao gồm: Cơ sở lý thuyết của nhiên liệu biodiesel; Mô phỏng mô hình động cơ trên phần mềm AVL Boost; Ứng dụng AVL Boost để mô phỏng động cơ diesel sử dụng nhiên liệu biodiesel; Kết luận và khuyến nghị.

2.1. Ứng Dụng AVL Boost Trong Mô Phỏng Động Cơ

AVL Boost là một phần mềm mạnh mẽ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để mô phỏng động cơ đốt trong. Phần mềm này cho phép các kỹ sư phân tích và dự đoán hiệu suất của động cơ, khí thải, và các thông số quan trọng khác. Bằng cách sử dụng AVL Boost, các nhà nghiên cứu có thể thử nghiệm các thiết kế động cơ khác nhau và các loại nhiên liệu khác nhau mà không cần phải xây dựng và thử nghiệm động cơ thực tế, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Ứng dụng AVL Boost trong nghiên cứu về động cơ diesel biodiesel giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của biodiesel đến hiệu suất và khí thải của động cơ.

2.2. Đánh Giá Hiệu Quả Kỹ Thuật Và Khí Thải Của Biodiesel

Một trong những mục tiêu quan trọng của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả kỹ thuật và khí thải của động cơ diesel khi sử dụng biodiesel. Điều này bao gồm việc phân tích các thông số như công suất, mô-men xoắn, tiêu thụ nhiên liệu, và lượng khí thải NOx, CO, và bụi mịn. So sánh các thông số này với động cơ sử dụng dầu diesel truyền thống giúp xác định ưu và nhược điểm của việc sử dụng biodiesel. Nghiên cứu cũng có thể khám phá các phương pháp để tối ưu hóa việc sử dụng biodiesel nhằm cải thiện hiệu suất và giảm thiểu khí thải, chẳng hạn như điều chỉnh tỷ lệ pha trộn hoặc sử dụng các chất phụ gia.

III. Tổng Quan Về Động Cơ Diesel Nhiên Liệu Biodiesel

Động cơ diesel được phát triển vào những năm 1890 bởi Rudolf Diesel, nổi tiếng với hiệu quả và độ bền vượt trội. Động cơ diesel được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm ô tô, công nghiệp, hàng hải, nông nghiệp và phát điện. Động cơ diesel được sử dụng trong nhiều loại xe, bao gồm ô tô, xe tải, xe buýt, và thậm chí một số xe SUV. Chúng được biết đến với mô-men xoắn cao, rất phù hợp để kéo tải nặng hoặc vận chuyển hàng hóa. Trong các ngành công nghiệp như xây dựng, khai thác mỏ và sản xuất, động cơ diesel được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các máy móc hạng nặng như máy xúc, máy ủi, máy phát điện và máy nén khí. Động cơ diesel thường được tìm thấy trong tàu thuyền với mọi kích cỡ. Chúng cung cấp năng lượng đáng tin cậy cho hệ thống đẩy và hệ thống trên tàu, điều này rất cần thiết cho vận tải đường biển.

3.1. Ưu Điểm Và Thách Thức Của Động Cơ Diesel

Động cơ diesel có nhiều ưu điểm, bao gồm hiệu suất nhiên liệu cao hơn so với động cơ xăng, độ bền cao, khả năng sản sinh mô-men xoắn lớn ở tốc độ động cơ thấp và tính linh hoạt trong ứng dụng. Tuy nhiên, động cơ diesel cũng đối mặt với những thách thức như phát thải NOx và hạt vật chất cao hơn. Những thách thức này đòi hỏi các nhà sản xuất phải liên tục cải tiến công nghệ để đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải ngày càng nghiêm ngặt.

3.2. Biodiesel Giải Pháp Thay Thế Nhiên Liệu Tái Tạo

Biodiesel là một loại nhiên liệu tái tạo được sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật hoặc dầu ăn đã qua sử dụng. Nó có nhiều ưu điểm so với dầu diesel truyền thống, bao gồm khả năng phân hủy sinh học, giảm phát thải khí nhà kính và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, việc sử dụng biodiesel cũng có thể gây ra một số vấn đề như giảm hiệu suất động cơ, tăng độ nhớt của nhiên liệu và ăn mòn các bộ phận của động cơ. Nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới để giải quyết những vấn đề này là rất quan trọng để biodiesel có thể trở thành một giải pháp thay thế nhiên liệu bền vững.

IV. Các Bước Mô Hình Hóa Động Cơ Diesel Với AVL Boost

Để thực hiện mô phỏng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm AVL Boost. Các thông số động cơ cơ bản được thiết lập, tính toán đường cong van, hệ số tỷ lệ và lựa chọn các thành phần phù hợp cho mô phỏng. Sau khi hoàn thành mô phỏng, kết quả được xác minh bằng công thức SR Lay Decman để đảm bảo tính chính xác của mô hình. Sau đó, tạo các trường hợp thử nghiệm khác nhau cho tốc độ động cơ từ 1000 đến 4000 RPM trong điều kiện tải đầy. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các tỷ lệ pha trộn biodiesel khác nhau (B10, B20, B50, v.v.), chạy mô phỏng và phân tích dữ liệu về công suất, mô-men xoắn, áp suất trong xi-lanh, NOx, CO và sự hình thành muội than.

4.1. Thiết Lập Thông Số Cơ Bản Trong AVL Boost Để Mô Phỏng

Việc thiết lập thông số cơ bản trong AVL Boost là bước quan trọng để đảm bảo tính chính xác của quá trình mô phỏng. Các thông số này bao gồm kích thước xi-lanh, tỷ số nén, thời điểm phun nhiên liệu, áp suất phun, và các đặc tính của nhiên liệu. Việc lựa chọn các mô hình đốt cháy và trao đổi nhiệt phù hợp cũng rất quan trọng. Sai sót trong việc thiết lập các thông số này có thể dẫn đến kết quả mô phỏng không chính xác, do đó cần phải cẩn trọng và tham khảo các tài liệu kỹ thuật và kinh nghiệm thực tế.

4.2. Kiểm Tra Và Xác Thực Kết Quả Mô Phỏng Động Cơ Bằng Công Thức SR Lay Decman

Sau khi hoàn thành quá trình mô phỏng, việc kiểm tra và xác thực kết quả là rất cần thiết để đảm bảo tính tin cậy của mô hình. Công thức SR Lay Decman là một trong những phương pháp được sử dụng để so sánh kết quả mô phỏng với các giá trị lý thuyết hoặc thực nghiệm. Nếu có sự khác biệt lớn, cần xem xét lại các thông số đầu vào, mô hình đốt cháy và trao đổi nhiệt để điều chỉnh cho phù hợp. Quá trình kiểm tra và xác thực này giúp tăng độ tin cậy của kết quả mô phỏng và đảm bảo rằng nó có thể được sử dụng để đưa ra các quyết định thiết kế và tối ưu hóa động cơ.

V. Kết Quả Mô Phỏng Tỷ Lệ Biodiesel Tối Ưu Cho Động Cơ

Từ phân tích, nhóm nghiên cứu nhận thấy tỷ lệ pha trộn 20% biodiesel và 80% diesel là tỷ lệ phù hợp nhất. Tỷ lệ này đạt được sự cân bằng tốt giữa việc duy trì công suất động cơ và giảm khí thải độc hại mà không cần sửa đổi động cơ. Việc sử dụng biodiesel là một hướng đi tiềm năng trong việc giảm phát thải khí thải động cơ diesel. Mô phỏng bằng AVL Boost có thể giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư tối ưu hóa việc sử dụng biodiesel trong động cơ diesel.

5.1. Phân Tích Ảnh Hưởng Của Tỷ Lệ Pha Trộn Biodiesel Đến Hiệu Suất Động Cơ

Việc phân tích ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn biodiesel đến hiệu suất động cơ là rất quan trọng để xác định tỷ lệ tối ưu. Các tỷ lệ pha trộn khác nhau có thể ảnh hưởng đến công suất, mô-men xoắn, tiêu thụ nhiên liệu, và độ bền của động cơ. Mô phỏng bằng AVL Boost cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá các tác động này một cách chi tiết và xác định tỷ lệ pha trộn mang lại hiệu quả tốt nhất về hiệu suất và khí thải.

5.2. Đánh Giá Khí Thải Của Động Cơ Diesel Với Các Tỷ Lệ Biodiesel Khác Nhau

Đánh giá khí thải của động cơ diesel với các tỷ lệ biodiesel khác nhau là một phần quan trọng của nghiên cứu. Biodiesel có thể giúp giảm lượng khí thải CO2, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến lượng khí thải NOx và hạt vật chất. Mô phỏng bằng AVL Boost cho phép các nhà nghiên cứu đo lường và phân tích các loại khí thải này và xác định tỷ lệ biodiesel giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Động Cơ Biodiesel

Nghiên cứu này đã cung cấp một cái nhìn sâu sắc về tiềm năng của biodiesel trong việc thay thế dầu diesel truyền thống. Kết quả mô phỏng cho thấy việc sử dụng biodiesel có thể giúp giảm khí thải và duy trì hiệu suất động cơ ở một mức độ chấp nhận được. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu và phát triển để giải quyết các vấn đề còn tồn tại và tối ưu hóa việc sử dụng biodiesel trong động cơ diesel. Trong tương lai, việc kết hợp biodiesel với các công nghệ tiên tiến khác có thể mang lại những giải pháp đột phá cho ngành công nghiệp ô tô.

6.1. Các Thách Thức Cần Vượt Qua Để Ứng Dụng Rộng Rãi Biodiesel

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc ứng dụng rộng rãi biodiesel vẫn đối mặt với một số thách thức. Giá thành sản xuất biodiesel vẫn còn cao so với dầu diesel truyền thống. Nguồn cung nguyên liệu sản xuất biodiesel còn hạn chế. Cần có những chính sách hỗ trợ và khuyến khích từ chính phủ để thúc đẩy việc sử dụng biodiesel và xây dựng một hệ thống sản xuất và phân phối bền vững.

6.2. Tiềm Năng Phát Triển Của Động Cơ Diesel Chạy Nhiên Liệu Sinh Học

Động cơ diesel chạy nhiên liệu sinh học có tiềm năng phát triển rất lớn trong tương lai. Với sự tiến bộ của công nghệ, các nhà nghiên cứu có thể phát triển các loại nhiên liệu sinh học mới với hiệu suất cao hơn và giá thành thấp hơn. Việc kết hợp động cơ diesel với các công nghệ tiên tiến khác như hybrid và điện khí hóa có thể tạo ra những phương tiện vận tải hiệu quả và thân thiện với môi trường hơn. Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực này sẽ đóng góp quan trọng vào việc xây dựng một tương lai bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION THESIS AUTOMOTIVE ENGINEERING APPLICATION OF AVL BOOST FOR SIMULATION OF BIODIESEL IN DIESEL ENGINE INSTRUCTOR: Assoc. LY VINH DAT STUDENT: LE QUANG HOANG VU PHAN THANH PHONG SKL012834 Ho Chi Minh City, May 2024 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION GRADUATION PROJECT APPLICATION OF AVL BOOST FOR SIMULATION OF BIODIESEL IN DIESEL ENGINE Le Quang Hoang Vu Student ID: 20145447 Phan Thanh Phong Student ID: 20145425 Major: AUTOMOTIVE ENGINEERING Supervisor: Assoc. Ly Vinh Dat. Ho Chi Minh City, May 2024 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, May 18, 2024 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Student name: Le Quang Hoang Vu Student ID: 20145447 Student name: Phan Thanh Phong Student ID: 20145425 Student name: Student ID: ___________________ __________________________ Major: Automotive Engineering Class: 20145CLA3 Supervisor: Assoc.

Ly Vinh Dat. Phone number: _________________ Date of assignment: Date of submission: _____________ _____________________ 1. Project title: RESEARCH AND APPLICATION OF AVL BOOST SIMULATION OF DIESEL ENGINE - BIODIESEL 2. Initial materials provided by supervisor: AVL Boost UsersGuide 3.

Content of the project: - Overview of biodiesel fuel that used in Diesel engine - Modeling and simulating the diesel engine that uses renewable fuel - Analyze, evaluate and compare the engine performance and efficiency with various biodiesel ratios via the simulation results 4. Final product: Explanatory Report + File CHAIR OF THE PROGRAM SUPERVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- ---- SUPERVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: Le Quang Hoàng Vu Student ID: 20145447 Student name: Phan Thanh Phong Student ID: 20145425 Student name:. Major: Automotive Engineering Technology Project title: RESEARCH AND APPLICATION OF AVL BOOST SIMULATION OF DIESEL ENGINE - BIODIESEL Supervisor: Assoc. Ly Vinh Dat.

Content of the project:. Approval for oral defense? (Approved or denied). Ho Chi Minh City, month day, year SUPERVISOR (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student name:. Name of Examiner:.

Content and workload of the project. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, month day, year EXAMINER (Sign with full name) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student name:. Name of Defense Committee Member:. Content and workload of the project .) Ho Chi Minh City, month day, year COMMITTEE MEMBER (Sign with full name) ACKNOWLEDGEMENT During our time studying, researching and training at Ho Chi Minh City University of Technical Education, we have received a lot of attention, help, and dedicated teaching from our teachers.

, Family and Friends. Through that, we have learned and summarized a lot of knowledge, and at the same time accumulated valuable experiences for ourselves to prepare for life. With the most sincere and deepest gratitude, we would like to thank: The Board of Directors of Ho Chi Minh City University of Technical Education has created the most optimal learning environment, fully meeting the conditions of modern facilities, equipment, and a diverse library system. Books and documents are convenient for students to search and research information.

Together with the teachers, the High Quality Training Department and the Mechanical Dynamics Department have provided dedicated support in the training process, ensuring quality output, through creating good conditions for the group to study and research. Researching, cultivating knowledge, practicing skills and good ethical thinking, along with a good working attitude, this is the basis to help us confidently walk on our future career path. In particular, the Head of the Department of Engines is also the instructor for our group - Associate Professor. Ly Vinh Dat, the teacher, gave dedicated advice and helped the group in choosing a suitable topic.

During the implementation process, the teacher was always enthusiastic to help, provide useful documents, directly guide and check progress throughout the implementation process, and always encouraged the group to complete good project. The teachers in the school in general, and the teachers in charge of the Engine Department, Chassis Department and Electrical Department of Automotive Engineering Technology in particular, have helped us have useful knowledge about the industry and have access to the most modern learning equipment possible. Finally, the research team would like to sincerely express our deepest gratitude to our families who have always been by our side to support, encourage, and act as a solid rearguard throughout the journey of studying and completing the project. At the same time, I would like to thank my classmates for always accompanying and helping each other during the past 4 years.

Wishing you good health, teachers, family and friends. The group sincerely thanks you! SUMMARY The goal of this project is to simulate a common rail direct injection diesel engine and draw conclusions about its emissions and performance. Based on these results, we aim to determine the best biodiesel blend ratio using numerical data. To carry out the simulation, our team used AVL Boost software.

We set up the basic engine parameters, calculated the valve curves, scale factors, and selected appropriate elements for the simulation. After completing the simulation, we verified the results using the SR Lay Decman formula to ensure the accuracy of our model. We then created different test cases for engine speeds ranging from 1000 to 4000 RPM under full load conditions. We used various biodiesel blend ratios (B10, B20, B50, etc.), ran simulations, and analyzed data on power, torque, in-cylinder pressure, NOx, CO, and soot formation.

From our analysis, we found that a blend of 20% biodiesel and 80% diesel is the most suitable ratio. This blend strikes a good balance between maintaining engine power and reducing harmful emissions without needing to modify the engine. TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENT SUMMARY TABLE OF CONTENTS LIST OF ACRONYMS LIST OF FIGURES CHAPTER 1. OVERVIEW OF THE RESEARCH TOPIC .1 Reason for choosing the topic .2 Research goals and tasks .1 Objectives of the study .3 Object and scope of the study .5 Layout of the topic.

THEORETICAL OF THE BIODIESEL FUELS .1 Overview of Diesel engines: .1 Advantages and Challenges of diesel engines:.2 Overview of Biofuels .1 Crucial need for exploring and using biofuels .3 Advantages and Challenges of Biofuels: .4 Classification of Biofuels: .2 Biodiesel Production Methods .4 Production processes of biodiesel from various sources .1 Preliminary treatment of raw materials.3 Treatment of 'gum' in oil.3 Process of ester translocation reaction performing.1 Factors influencing ester translocation reaction.2 Initial elements for the process.3 Treatment of biodiesel.4 Finished biodiesel product.5 Overview of AVL Boost Software .1 Icons in Boost: .2 Main elements program. Notes working with AVL BOOST.6 Theoretical basis simulation AVL Boost software.1 In-cylinder Heat Transfer. DIESEL ENGINE D4EB MODELING.1 Simulation research object.2 Engine simulation model built.1 Key elements selected.2 Basic engine model built.3 Engine Model Setup: Data Input and Configuration .3 Air Cleaner element .5 System Boundary element (Boundary conditions) .5 Set up fuel for simulation model .4 Run the simulation and export the results .1 Set up Model Parameter and Case Explorer data. Run the simulation and export the results.

SIMULATION RESULTS AND DISCUSSION. Evaluate simulation results compared to experiment.1 In-cylinder Pressure. 81 CHAPTER 5: CONCLUSIONS AND DEVELOPMENT DIRECTIONS. 87 LIST OF ACRONYMS Symbol/ Acronym Explain AVL Boost Simulation software D4EB D4EB Engine Hyundai Santafe 2000 DIESEL Petroleum diesel B5 A biodiesel of 5%, 95% diesel B10 A biodiesel of 10%, 90% diesel B20 A biodiesel of 20%, 80% diesel B30 A biodiesel of 30%, 70% diesel B50 A biodiesel of 50%, 50% diesel B100 Pure biodiesel A/F Air/fuel ratio 𝜆 Air Equivalence ratio TDC Top dead center BDC Bot dead center LIST OF FIGURES Figure 2.

Four-stroke Diesel engine cycle. Worldwide Fossil Fuel Consumption from 1965 to 2022. Annual CO2 Emissions Worldwide from 1965 to 2022. Ultrasonic Assisted Transesterification process.

Overview of the biofuel productions from the Palm oil. Overview of the biofuel productions from the Microalgae.: Overview of the biofuel productions from the Soybean. Overview of the biofuel productions from the Waste Cooking Oil. Process of using drying machine.

Phospholipids Structural Formula. Phospholipid removal reaction. "Gum" removal process diagram for Jatropha curcas L oil. Ester translocation reaction mechanism.

Energy Balance of Cylinder. Inner Valve Seat Diameter. Main elements used for D4EB engine simulation. Simulation model without data input.

Simulation Control window. Cycle Simulation window. Simulation interval setting. Classis Species Setup subgroup.

Fuel Ratio Definition. Biodiesel Properties Definition. Initialization settings for Cycle Simulation. Engine General Setup.

Assign global parameter “Engine Speed”. Firing Order Setup. Engine Friction Setup. General Cylinder Settings.

Combustion model setup. AVL MCC Model setup. Normalized Rate of Injection Input. Heat Transfer model parameters.

Valve Port Specifications. Geometric dimensions of the intake valve. Geometric dimensions of exhaust valve. Parameters of Intake Valves in the air conditioning system.

Information of exhaust valves in the air distribution system. Air filter element setup. Air filter element setup. Air filter element setup.

Setting system boundary element parameters 1. Setting system boundary element parameters 2. Set pipe parameters. Set pipe parameters.

Set pipe parameters. Set pipe parameters. The complete model. Folder for Stored Fuels.

Open the Model Parameter dialog box interface. Set data for the Model Parameter dialog box. Open the Case Explorer dialog box interface. Main interface of the Case Explorer dialog box.

Parameter Group Editor dialog box. How to run the simulation. “Run simulation” windown. The simulation process status is complete.: View results in graph form.

View aggregated data results. Power comparision between S.R Lay Decman formula and AVL Boost model. Torque comparison between S.R Lay Decman formula and AVL Boost model. In-cylinder pressure with different blended ratio of biodiesel.

Effective power results data of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios. Effective Torque results data of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios. Brake Specific Fuel Consumption of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios. Nox emssions of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios.

CO emissions of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios. SOOT emissions of the D4EB engine model with various biodiesel blend ratios. 81 LIST OF TABLES Table: 2.1 Biodiesel composition and properties are comparable to that of petro-diesel fuel: .2 Comparison “Edible Oil” and “Non-edible” Oil. Basic commands in AVL Boost.

Main elements in the program. Technical specifications of D4EB engine (Hyundai SantaFe). Number of elements used in the simulation model. Setting parameters for engine element (Engine).

Air cleaner element parameters (Air cleaner). Definitions of Fuel Ratios .1 Simulated running power and torque compared to experiment. Effective Power Data (Numerical Format). Percentage deviation in Power of different Biodiesel blend ratios compared to pure Diesel.

Effective Torque Data (Numerical Format). Percentage deviation in Torque of different Biodiesel blend ratios compared to pure Diesel. Percentage deviation in BFSC of different Biodiesel blend ratios compared to pure Diesel. CO emissions data (Numerical Format).

SOOT emissions Data (Numerical Format). OVERVIEW OF THE RESEARCH TOPIC 1.1 Reason for choosing the topic The environment plays an important role in the life of humans as well as all other creatures on Earth. Not only does it provide an ideal living environment, it also gives people resources to economic development, cultural, social. Nowadays, environmental pollution has become a difficult problem not only in one country or one region but is a common concern of all humanity.

In the process of socio-economic development along with population growth in countries around the world, it has led to great impacts on the environment. Specifically, global climate change, causing the greenhouse effect, ozone layer degradation, acid rain, etc. More pollution is the emission of dust and toxic gases from the engines of motor vehicles.