Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu mô phỏng quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel một xy lanh

• Tác giả: KS. Phạm Đình Thọ
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hữu Hưởng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khai Thác Và Bảo Trì Ô Tô Máy Kéo
• Đề tài: Nghiên Cứu Mô Phỏng Phun Nhiên Liệu Trong Động Cơ Diesel Một Xylanh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2004
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TOÀN QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu có liên quan đến đề tài trong và ngoài nước
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
• 1.4. Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL
• 2.1. Lý thuyết về quá trình phun nhiên liệu trong động cơ Diesel
• 2.2. Sự cung cấp nhiên liệu của bơm cao áp
• 2.3. Điều chỉnh các quá trình cấp nhiên liệu đối với bơm cao áp
• 2.4. Điều chỉnh hoãn hợp cấp của bơm cao áp
• 2.5. Quá trình phun nhiên liệu của vòi phun
• 2.6. Quá trình tạo hoãn hợp thoả
• 2.7. Đo đòng đều của hạt nhiên liệu
• 2.8. Đánh giá chất lượng phun nhiên liệu
• 2.9. Sự lưu động của dòng nhiên liệu qua lọa phun
• 2.10. Sự hình thành chùm tia nhiên liệu khi ra khỏi lọa phun
• 2.11. Quá trình bay hơi nhiên liệu
• 2.12. Sự bay hơi của các hạt lỗ lượng khi phun nhiên liệu vào xylanh
• 2.13. Quá trình bay hơi các hạt nhiên liệu phun trong thể tích chùm tia nhiên liệu
• 2.14. Phương pháp hòa trộn hoãn hợp trong buồng đốt
• 2.15. Ảnh hưởng của độ nhớt trong nhiên liệu Diesel
• 2.16. Ảnh hưởng của toác đo lưu động đến dòng nhiên liệu qua lọa phun
• 2.17. Ảnh hưởng của môi trường không khí trong xylanh
• 2.18. Một vài kết cấu hệ thống cung cấp nhiên liệu trong động cơ Diesel
• 2.19. Kết cấu của bơm cao áp
• 2.20. Kết cấu của vòi phun
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL MỘT XYLANH VIKYNO RV 125
• 3.1. Đặc điểm kết cấu động cơ VIKYNO RV-125
• 3.2. Nắp quy-lật
• 3.3. Cơ cấu xupap
• 3.4. Khoái xylanh và ống lót xylanh
• 3.5. Piston và xéc măng
• 3.6. Kết cấu hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ VIKYNO RV-125
• 3.7. Hệ thống nhiên liệu
• 3.8. Bơm cao áp
• 3.9. Bình lọc nhiên liệu
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU TRONG ĐỘNG CƠ DIESEL MỘT XYLANH PHUN TRỰC TIẾP
• 4.1. Vai trò của mô phỏng trong thiết kế tính toán động cơ đốt trong
• 4.2. Giới thiệu phần mềm HYDSIM
• 4.3. Cơ sở lý thuyết của phần mềm mô phỏng HYDSIM
• 4.4. Biến cơ khí
• 4.5. Biến thủy cơ học
• 4.6. Biến dạng cam
• 4.7. Thể tích không đổi
• 4.8. Công ra trên đường ống
• 4.9. Van thể tích không đổi
• 4.10. Mô hình lọa phun mở rộng
• 4.11. Phân tích chi tiết kết cấu của hệ thống nhiên liệu động cơ VIKYNO RV-125
• 4.12. Thông số hình học của cam nhiên liệu
• 4.13. Xây dựng đường đặc tính quan hệ giữa chiều cao nâng theo thời gian
• 4.14. Thông số kết cấu của bơm cao áp
• 4.15. Mô hình của bơm cao áp trên phần mềm HYDSIM
• 4.16. Thông số kết cấu của kim phun dùng để mô phỏng
• 4.17. Mô hình của vòi phun trên phần mềm HYDSIM
• 4.18. Mô hình hệ thống nhiên liệu
• 4.19. Phân tích kết quả mô phỏng hệ thống nhiên liệu trong động cơ VIKYNO RV-125
• 4.20. Phân tích giá trị áp suất toàn bộ hệ thống
• 4.21. Phân tích giá trị áp suất tại buồng bơm
• 4.22. Phân tích giá trị áp suất tại vòi phun
• 4.23. Phân tích giá trị áp suất và lưu lượng diễn biến trong quá trình đưa nhiên liệu vào buồng đốt
• 4.24. Phân tích các giá trị tại piston bơm
• 4.25. Phân tích các giá trị lưu lượng tại rãnh xiên
• 4.26. Phân tích các giá trị lưu lượng tại buồng bơm
• 4.27. Phân tích giá trị lưu lượng tại van triệt áp
• 4.28. Phân tích giá trị tại buồng cấp đến kim phun
• 4.29. Phân tích các giá trị tại vị trí buồng vào của vòi phun
• 4.30. Phân tích giá trị tại vị trí đầu vòi phun
• 4.31. Kết luận chung và đánh giá kết quả mô phỏng của hệ thống
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 5.1. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Nghiên cứu mô phỏng phun nhiên liệu trong động cơ diesel một xy lanh là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ ô tô. Động cơ diesel một xy lanh, với khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất cao, đang ngày càng được ưa chuộng. Việc mô phỏng động cơ diesel giúp hiểu rõ hơn về quá trình phun nhiên liệu và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Theo nghiên cứu, việc sử dụng phần mềm mô phỏng như HYDSIM cho phép phân tích chi tiết các thông số kỹ thuật của động cơ, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.1. Tình hình nghiên cứu

Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu và phát triển công nghệ phun nhiên liệu trong động cơ diesel đã trở thành một xu hướng quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu diesel có thể cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đặc biệt, việc áp dụng các công nghệ mới trong hệ thống phun nhiên liệu giúp nâng cao hiệu suất và giảm tiêu hao nhiên liệu. Nghiên cứu này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong ngành công nghiệp ô tô.

II. Nghiên cứu quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel

Quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel là một quá trình phức tạp, liên quan đến nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ và thời gian phun. Việc nghiên cứu lý thuyết về quá trình này giúp xác định các thông số tối ưu cho động cơ. Theo các chuyên gia, việc điều chỉnh thời điểm và lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và mức tiêu hao nhiên liệu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa hệ thống phun nhiên liệu có thể giúp giảm thiểu khí thải và nâng cao hiệu suất động cơ. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay, khi mà yêu cầu về bảo vệ môi trường ngày càng cao.

2.1. Lý thuyết về quá trình phun nhiên liệu

Quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel diễn ra trong một khoảng thời gian rất ngắn, từ 1,6 đến 60 micro giây. Chất lượng và thời gian cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt quyết định hiệu suất hoạt động của động cơ. Để đạt được hiệu quả cao, hệ thống phun nhiên liệu cần đảm bảo các thông số như lượng nhiên liệu cung cấp, áp suất và thời gian phun. Việc nghiên cứu và mô phỏng quá trình này giúp các kỹ sư có thể điều chỉnh các thông số một cách chính xác, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

III. Phân tích đặc điểm cấu tạo của hệ thống cung cấp nhiên liệu trong động cơ VIKYNO RV 125

Động cơ VIKYNO RV-125 là một trong những mẫu động cơ diesel một xy lanh tiêu biểu, với cấu trúc đơn giản nhưng hiệu quả. Hệ thống cung cấp nhiên liệu của động cơ này bao gồm bơm cao áp, bình chứa nhiên liệu và các ống dẫn. Việc phân tích cấu tạo của hệ thống này giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Theo nghiên cứu, việc tối ưu hóa thiết kế của hệ thống cung cấp nhiên liệu có thể giúp giảm thiểu tiêu hao nhiên liệu và nâng cao hiệu suất động cơ. Điều này không chỉ có lợi cho người sử dụng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Đặc điểm cấu tạo động cơ VIKYNO RV 125

Động cơ VIKYNO RV-125 có cấu tạo đơn giản với các bộ phận chính như xy lanh, piston và bơm nhiên liệu. Việc nghiên cứu cấu tạo của động cơ giúp xác định các thông số kỹ thuật cần thiết cho quá trình mô phỏng. Đặc biệt, việc phân tích các yếu tố như áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt có thể giúp tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc cải thiện thiết kế của động cơ có thể giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

IV. Nghiên cứu mô phỏng quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel một xy lanh

Mô phỏng quá trình phun nhiên liệu trong động cơ diesel một xy lanh là một công cụ hữu ích cho việc tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất động cơ. Phần mềm HYDSIM được sử dụng để mô phỏng các thông số kỹ thuật của động cơ, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến. Việc mô phỏng giúp các kỹ sư có thể dự đoán được hiệu suất hoạt động của động cơ trong các điều kiện khác nhau. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình thiết kế mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4.1. Vai trò của mô phỏng trong thiết kế động cơ

Mô phỏng là một phần không thể thiếu trong quá trình thiết kế động cơ. Nó giúp các kỹ sư có thể kiểm tra và đánh giá các thông số kỹ thuật trước khi đưa vào sản xuất. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng như HYDSIM cho phép phân tích chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc mô phỏng giúp giảm thiểu rủi ro và nâng cao chất lượng sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng trong ngành công nghiệp ô tô.

V. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu mô phỏng phun nhiên liệu trong động cơ diesel một xy lanh không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao. Việc tối ưu hóa quá trình phun nhiên liệu có thể giúp nâng cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới trong hệ thống cung cấp nhiên liệu, nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

5.1. Hướng phát triển trong nghiên cứu

Trong tương lai, nghiên cứu cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới trong hệ thống cung cấp nhiên liệu. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến sẽ giúp nâng cao hiệu suất động cơ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các nghiên cứu cũng cần xem xét đến các yếu tố như chi phí sản xuất và tính khả thi trong thực tế. Điều này sẽ giúp đảm bảo rằng các giải pháp đưa ra không chỉ hiệu quả mà còn khả thi trong việc áp dụng vào sản xuất.