Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Thông Số Phun Nhiên Liệu Đến Đặc Tính Làm Việc Động Cơ CNG

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về nhiên liệu thay thế

1.2. Nhiên liệu sinh học (Biofuel)

1.3. Nhiên liệu hydrogen

1.4. Tổng quan về nhiên liệu khí thiên nhiên

1.5. Đặc tính nhiên liệu khí thiên nhiên

1.6. Nhiên liệu khí thiên nhiên nén (CNG)

1.7. Nhiên liệu khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG)

1.8. Các nghiên cứu về động cơ đốt trong sử dụng khí thiên nhiên nén

1.9. Hệ thống cung cấp nhiên liệu CNG

1.10. Động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu

1.11. Động cơ CNG chuyển đổi từ động cơ xăng

1.12. Động cơ CNG chuyển đổi từ động cơ diesel

1.13. Tổng quan các nghiên cứu về động cơ sử dụng khí thiên nhiên

1.14. Các nghiên cứu ngoài nước

1.15. Các nghiên cứu trong nước

1.16. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGHIÊN CỨU CHUYỂN ĐỔI ĐỘNG CƠ

2.1. Cơ sở hình thành hỗn hợp

2.2. Cơ sở lý thuyết quá trình cháy

2.3. Các giả thuyết

2.4. Mô hình cháy không chiều

2.5. Khối lượng hỗn hợp đã cháy

2.6. Mô hình cháy một vùng: Tốc độ giải phóng nhiệt

2.7. Khái quát về mô phỏng

2.8. Phần mềm AVL Boost

2.9. Phần mềm Ansys Fluent

2.10. Nghiên cứu chuyển đổi động cơ

2.11. Lựa chọn động cơ

2.12. Nghiên cứu chuyển đổi của tác giả Trần Thanh Tâm

2.13. Chuyển đổi động cơ diesel S1100 thành động cơ CNG điều khiển phun nhiên liệu và đánh lửa điện tử

2.14. Xây dựng đặc tính làm việc của động cơ sau chuyển đổi

2.15. Phương pháp thí nghiệm

2.16. Kết quả thí nghiệm

2.17. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG

3.1. Xây dựng mô hình động cơ nghiên cứu

3.2. Nghiên cứu động cơ mô phỏng bằng phần mềm AVL Boost

3.3. Xây dựng mô hình bằng Ansys Fluent

3.4. Hiệu chuẩn và điều khiển mô hình

3.4.1. Hiệu chuẩn mô hình trên AVL Boost

3.4.2. Điều khiển mô hình trên Ansys Fluent

3.5. Ảnh hưởng của thông số phun

3.5.1. Ảnh hưởng của thời điểm bắt đầu phun

3.5.2. Ảnh hưởng của lambda

3.5.3. Ảnh hưởng của thời gian phun

3.5.4. Ảnh hưởng của đường kính ống nạp

3.5.5. Ảnh hưởng của vị trí đặt vòi phun

3.5.6. Ảnh hưởng của áp suất phun

3.5.7. Ảnh hưởng của góc đánh lửa sớm đến đặc tính làm việc

3.6. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

4.1. Lựa chọn vòi phun điều khiển bằng điện

4.2. Ảnh hưởng của áp suất phun điều khiển bằng cơ khí đến chất lượng làm việc của động cơ

4.3. Ảnh hưởng đến mô men và công suất

4.4. Ảnh hưởng đến phát thải của động cơ

4.5. Ảnh hưởng của áp suất phun điều khiển bằng điện đến chất lượng làm việc của động cơ

4.6. Ảnh hưởng của áp suất phun điều khiển bằng điện đến lượng nhiên liệu cung cấp

4.7. Ảnh hưởng của áp suất phun đến công suất và mô men động cơ

4.8. Ảnh hưởng của áp suất phun đến khí thải

4.9. So sánh ảnh hưởng của giải pháp phun nhiên liệu đến đặc tính làm việc của động cơ

4.10. So sánh kết quả thực nghiệm và mô phỏng

4.11. Kết luận chương 4

MỞ ĐẦU

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng thông số phun CNG 55 ký tự

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thông số phun nhiên liệu CNG đến đặc tính động cơ là một lĩnh vực quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm không khí và sự cần thiết chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn. Các nghiên cứu trước đây đã tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu suất và giảm khí thải của động cơ sử dụng nhiên liệu khí đốt tự nhiên nén (CNG). Tuy nhiên, việc hiểu rõ các tác động của các thông số phun khác nhau, như thời điểm, áp suất và thời gian phun, là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tối ưu. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số phun nhiên liệu đến đặc tính làm việc động cơ CNG” sẽ góp phần giải quyết được ô nhiễm không khí do khí thải động cơ đốt trong thải ra trong quá trình làm việc.

1.1. Bối cảnh ô nhiễm không khí và nhiên liệu thay thế

Tình trạng nóng lên toàn cầu và ô nhiễm không khí là những vấn đề cấp bách trên toàn thế giới. Sử dụng nhiên liệu hóa thạch được xem là một trong những nguồn chính gây ô nhiễm, tác động xấu đến sức khỏe con người. Phát triển các loại nhiên liệu thay thế như CNG là một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu khí thải và sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Quyết định số 1393/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã đề cập đến việc “Thay đổi cơ cấu nhiên liệu trong công nghiệp và giao thông” [5].

1.2. Tầm quan trọng của việc tối ưu hóa phun nhiên liệu CNG

Để đảm bảo rằng động cơ CNG đáp ứng được các yêu cầu về kiểm soát khí thải và hiệu suất, việc tối ưu hóa các thông số phun nhiên liệu là rất quan trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của các thông số này đến tính năng kinh tế và kỹ thuật của động cơ, cũng như cải thiện chất lượng khí thải, đặc biệt là giảm phát thải NOx.

II. Thách thức trong cải thiện hiệu suất động cơ CNG 58 ký tự

Việc chuyển đổi từ động cơ diesel sang động cơ CNG mang lại nhiều lợi ích về môi trường, nhưng cũng đặt ra những thách thức kỹ thuật. Một trong những thách thức lớn nhất là duy trì hoặc cải thiện hiệu suất động cơ, đặc biệt là công suất và mô-men xoắn. Ngoài ra, việc kiểm soát khí thải, đặc biệt là NOx, cũng đòi hỏi các giải pháp sáng tạo. Để đảm bảo được những yêu cầu này cần thiết phải có các nghiên cứu cơ bản chuyên sâu. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số phun nhiên liệu đến đặc tính làm việc động cơ CNG” sẽ góp phần giải quyết được ô nhiễm không khí do khí thải động cơ đốt trong thải ra trong quá trình làm việc.

2.1. Yêu cầu về công suất và mô men xoắn sau chuyển đổi

Khi chuyển đổi động cơ diesel sang CNG, cần đảm bảo rằng động cơ vẫn duy trì được khả năng vận hành mạnh mẽ. Điều này đòi hỏi phải tối ưu hóa quá trình đốt cháy và hòa trộn nhiên liệu CNG, cũng như điều chỉnh các thông số khác của động cơ.

2.2. Kiểm soát khí thải NOx trong động cơ CNG

Giảm thiểu khí thải NOx là một trong những mục tiêu quan trọng của nghiên cứu này. Việc kiểm soát NOx đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về quá trình cháy và các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành NOx, chẳng hạn như nhiệt độ và tỷ lệ không khí/nhiên liệu.

III. Phương pháp mô phỏng và thực nghiệm động cơ CNG 56 ký tự

Nghiên cứu này sử dụng cả phương pháp mô phỏng và thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của thông số phun. Mô phỏng được thực hiện bằng phần mềm AVL Boost và Ansys Fluent để dự đoán hiệu suất và khí thải của động cơ. Thực nghiệm được tiến hành trên động cơ diesel một xylanh sau khi chuyển đổi sang CNG để xác thực kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu quả của các giải pháp tối ưu hóa. Nghiên cứu sử dụng phần mềm AVL Boost và Ansys Fluent.

3.1. Mô phỏng động cơ CNG bằng AVL Boost và Ansys Fluent

Phần mềm AVL Boost được sử dụng để mô phỏng chu trình làm việc của động cơ và dự đoán hiệu suất. Ansys Fluent được sử dụng để mô phỏng quá trình hòa trộn nhiên liệu CNG và không khí trong ống nạp, cũng như quá trình cháy trong buồng đốt.

3.2. Thực nghiệm trên động cơ CNG chuyển đổi từ diesel

Động cơ diesel một xylanh sau khi chuyển đổi được sử dụng làm đối tượng thực nghiệm. Các thông số phun nhiên liệu được điều chỉnh và các thông số hiệu suất và khí thải được đo đạc để đánh giá ảnh hưởng của chúng.

IV. Ảnh hưởng thời điểm phun đến hiệu suất động cơ CNG 57 ký tự

Thời điểm phun nhiên liệu là một trong những thông số phun quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất và khí thải của động cơ CNG. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của thời điểm bắt đầu phun đến mô-men xoắn, công suất và khí thải của động cơ. Ảnh hưởng của thời điểm phun đến mô men động cơ theo độ mở bướm ga. Sự thay đổi của HC theo thời điểm bắt đầu phun theo độ mở bướm ga. Ảnh hưởng của thời điểm bắt đầu phun tới phát thải CO theo độ mở bướm ga.

4.1. Mô men xoắn và công suất theo thời điểm phun nhiên liệu CNG

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng thời điểm phun nhiên liệu có ảnh hưởng đáng kể đến mô-men xoắn và công suất của động cơ. Việc điều chỉnh thời điểm phun có thể giúp tối ưu hóa quá trình đốt cháy và cải thiện hiệu suất động cơ.

4.2. Ảnh hưởng đến khí thải HC CO NOx theo thời điểm phun

Thời điểm phun cũng ảnh hưởng đến lượng khí thải HC, CO và NOx. Việc điều chỉnh thời điểm phun có thể giúp giảm thiểu khí thải độc hại và đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải.

V. Áp suất phun CNG Bí quyết tối ưu hòa trộn 53 ký tự

Áp suất phun nhiên liệu cũng là một thông số phun quan trọng. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của áp suất phun đến lưu lượng phun, vận tốc dòng nhiên liệu và động năng rối của hỗn hợp, từ đó đánh giá hiệu quả hòa trộn nhiên liệu CNG và không khí. Ảnh hưởng của áp suất phun đến lưu lượng phun nhiên liệu . Ảnh hưởng của áp suất phun đến vận tốc của dòng nhiên liệu trên đường nạp.

5.1. Ảnh hưởng áp suất phun đến lưu lượng nhiên liệu

Kết quả cho thấy rằng áp suất phun có ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng phun nhiên liệu. Áp suất phun cao hơn có thể dẫn đến lưu lượng phun lớn hơn, giúp cải thiện hiệu suất động cơ.

5.2. Tác động của áp suất phun đến hòa trộn nhiên liệu và không khí

Áp suất phun cũng ảnh hưởng đến quá trình hòa trộn nhiên liệu và không khí. Áp suất phun cao hơn có thể tạo ra các tia phun mịn hơn, giúp cải thiện quá trình hòa trộn và đốt cháy.

VI. Kết luận và hướng phát triển động cơ CNG 52 ký tự

Nghiên cứu này đã cung cấp những hiểu biết sâu sắc về ảnh hưởng của thông số phun đến đặc tính làm việc của động cơ CNG. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để tối ưu hóa các thông số phun và cải thiện hiệu suất và khí thải của động cơ. Cần thiết phải có các nghiên cứu cơ bản chuyên sâu. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số phun nhiên liệu đến đặc tính làm việc động cơ CNG” sẽ góp phần giải quyết được ô nhiễm không khí do khí thải động cơ đốt trong thải ra trong quá trình làm việc.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu thông số phun nhiên liệu CNG

Nghiên cứu đã xác định được ảnh hưởng của thời điểm phun, áp suất phun và thời gian phun đến hiệu suất và khí thải của động cơ. Các kết quả này có thể được sử dụng để phát triển các chiến lược điều khiển động cơ hiệu quả hơn.

6.2. Hướng phát triển và nghiên cứu tiếp theo cho động cơ CNG

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các hệ thống phun nhiên liệu tiên tiến hơn, cũng như khám phá các loại nhiên liệu CNG tái tạo (RNG) để giảm thiểu tác động môi trường.

Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Phun Nhiên Liệu Đến Đặc Tính Làm Việc Động Cơ CNG