Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong Sử Dụng Nhiên Liệu Hydrogen

• Tác giả: Nguyễn Tấn Kiệt
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lý Vĩnh Đạt
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong Sử Dụng Nhiên Liệu Hydrogen
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Bố cục của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về nhiên liệu Hydrogen
• 2.1.1. Thực trạng và tính cấp thiết trong việc nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu Hydrogen
• 2.1.2. Khái quát về nhiên liệu Hydrogen
• 2.1.2.1. Tính chất của Hydrogen
• 2.1.2.2. Phương pháp sản xuất
• 2.1.2.3. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu Hydrogen
• 2.1.2.4. Tình hình sử dụng nhiên liệu Hydrogen cho phương tiện giao thông
• 2.2. Tổng quan về động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Hydrogen
• 2.2.1. Động cơ đốt trong chỉ sử dụng Hydrogen
• 2.2.2. Động cơ đốt trong sử dụng Hydrogen trộn với nhiên liệu hóa thạch
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ HYDROGEN TRÊN PHẦN MỀM AVL BOOST
• 3.1. Phần mềm AVL BOOST
• 3.1.1. Giới thiệu phần mềm AVL BOOST
• 3.1.2. Tính năng cơ bản
• 3.1.3. Tính năng ứng dụng
• 3.1.4. Các công cụ trong phần mềm AVL BOOST
• 3.1.5. Một số lưu ý khi sử dụng phần mềm AVL BOOST
• 3.2. Cơ sở lý thuyết tính toán trên phần mềm AVL BOOST
• 3.2.1. Mô hình nhiệt động
• 3.2.2. Mô hình cháy
• 3.2.3. Mô hình truyền nhiệt
• 3.2.4. Mô hình phát thải
• 3.3. Xây dựng mô hình mô phỏng động cơ 2AR – FE trên AVL Boost
• 3.3.1. Đối tượng nghiên cứu mô phỏng
• 3.3.2. Xây dựng mô hình mô phỏng động cơ
• 3.3.3. Thiết lập nhiên liệu cho mô hình mô phỏng
• 3.3.4. Chạy mô phỏng và xuất kết quả
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT
• 4.1. Đặc tính kỹ thuật của động cơ khi sử dụng nhiên liệu Hydrogen
• 4.2. Đánh giá kết quả mô phỏng so với thực nghiệm
• 4.3. Nhận xét tính năng kỹ thuật của động cơ khi sử dụng nhiên liệu xăng – Hydrogen
• 4.4. Ảnh hưởng của nhiên liệu xăng – Hydrogen đến phát thải động cơ
• 4.4.1. Phát thải NOx
• 4.4.2. Phát thải CO
• 4.4.3. Phát thải HC
• 4.5. Kết luận chung
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết quả đạt được
• 5.2. Hướng phát triển
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydrogen đang trở thành một chủ đề nóng trong ngành công nghiệp ô tô. Động cơ đốt trong truyền thống đã đóng góp lớn vào sự phát triển kinh tế, nhưng cũng gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Việc chuyển đổi sang sử dụng nhiên liệu hydrogen không chỉ giúp giảm thiểu khí thải mà còn nâng cao hiệu suất động cơ. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về các khía cạnh quan trọng của động cơ đốt trong và tiềm năng của nhiên liệu hydrogen.

1.1. Lý do chọn nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong

Nhu cầu giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cải thiện hiệu suất động cơ là lý do chính cho việc nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong. Việc sử dụng nhiên liệu hydrogen có thể giảm phát thải khí độc hại, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất động cơ.

1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu suất và phát thải của động cơ 2AR-FE khi sử dụng nhiên liệu hydrogen. Nhiệm vụ bao gồm mô phỏng động cơ trên phần mềm AVL BOOST và phân tích kết quả.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu Nhiên Liệu Hydrogen

Mặc dù nhiên liệu hydrogen có nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó trong động cơ đốt trong vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí sản xuất, lưu trữ và phân phối hydrogen cần được giải quyết để đảm bảo tính khả thi của nó trong ngành công nghiệp ô tô.

2.1. Chi phí sản xuất và lưu trữ hydrogen

Chi phí sản xuất hydrogen từ các nguồn tái tạo vẫn còn cao, điều này ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh của nó so với nhiên liệu hóa thạch. Hơn nữa, việc lưu trữ hydrogen cũng gặp khó khăn do tính chất dễ cháy của nó.

2.2. Thách thức trong việc phát triển công nghệ động cơ

Công nghệ động cơ cần được cải tiến để tối ưu hóa hiệu suất khi sử dụng nhiên liệu hydrogen. Việc nghiên cứu và phát triển các bộ phận động cơ phù hợp là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất và độ bền.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Mô Phỏng Động Cơ Đốt Trong

Phương pháp nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydrogen được thực hiện thông qua phần mềm AVL BOOST. Phần mềm này cho phép mô phỏng các thông số kỹ thuật của động cơ và đánh giá hiệu suất hoạt động của nó.

3.1. Giới thiệu về phần mềm AVL BOOST

AVL BOOST là phần mềm mô phỏng động cơ mạnh mẽ, cho phép người dùng thiết lập các thông số kỹ thuật và chạy mô phỏng để đánh giá hiệu suất động cơ. Phần mềm này hỗ trợ nghiên cứu và phát triển động cơ hiệu quả.

3.2. Thiết lập mô hình động cơ 2AR FE

Mô hình động cơ 2AR-FE được thiết lập trên phần mềm AVL BOOST với các thông số kỹ thuật cụ thể. Việc thiết lập này giúp đánh giá chính xác hiệu suất và phát thải khi sử dụng nhiên liệu hydrogen.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng nhiên liệu hydrogen có thể giảm đáng kể lượng phát thải khí độc hại từ động cơ 2AR-FE. Các thông số như công suất và mô men cũng được đánh giá để so sánh với động cơ sử dụng nhiên liệu xăng.

4.1. Đánh giá hiệu suất động cơ khi sử dụng hydrogen

Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu suất động cơ giảm nhẹ khi sử dụng hydrogen, nhưng lượng phát thải NOx giảm đáng kể, cho thấy tiềm năng của nhiên liệu này trong việc bảo vệ môi trường.

4.2. Ứng dụng hydrogen trong giao thông

Việc áp dụng hydrogen trong giao thông không chỉ giúp giảm ô nhiễm mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững. Các phương tiện sử dụng hydrogen đang được nghiên cứu và phát triển để thay thế dần các phương tiện sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydrogen đã chỉ ra nhiều lợi ích tiềm năng. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để giải quyết các thách thức hiện tại và phát triển công nghệ động cơ phù hợp.

5.1. Tổng kết kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng hydrogen có thể giảm phát thải khí độc hại và cải thiện hiệu suất động cơ. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa công nghệ.

5.2. Đề xuất hướng phát triển trong tương lai

Hướng phát triển trong tương lai nên tập trung vào việc cải tiến công nghệ sản xuất hydrogen và phát triển động cơ phù hợp. Điều này sẽ giúp thúc đẩy việc áp dụng hydrogen trong ngành giao thông.