I. Nghiên cứu quá trình cháy RCCI
Nghiên cứu quá trình cháy RCCI tập trung vào việc phân tích cơ chế cháy trong động cơ diesel khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu đa hoạt tính. Quá trình này kết hợp hai loại nhiên liệu có chỉ số xêtan khác nhau, gọi là nhiên liệu hoạt tính cao (HRF) và nhiên liệu hoạt tính thấp (LRF). RCCI (Reactivity Controlled Compression Ignition) là công nghệ tiên tiến giúp cải thiện hiệu suất động cơ và giảm phát thải khí độc hại. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của thời điểm phun nhiên liệu đến quá trình cháy, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
1.1. Cơ chế cháy trong động cơ RCCI
Cơ chế cháy trong động cơ RCCI dựa trên sự kết hợp giữa nhiên liệu HRF và LRF. Nhiên liệu HRF được phun trực tiếp vào buồng cháy, trong khi LRF được phun vào đường ống nạp. Sự đồng nhất của hỗn hợp nhiên liệu và không khí đạt được khi piston nén lên đến nhiệt độ và áp suất nhất định. Quá trình cháy động cơ bắt đầu khi nhiên liệu HRF cháy trước, tạo mồi lửa đốt cháy LRF. Cơ chế này giúp động cơ đạt hiệu suất cao hơn so với các công nghệ cháy truyền thống.
1.2. Ảnh hưởng của thời điểm phun
Thời điểm phun nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong quá trình cháy RCCI. Nghiên cứu chỉ ra rằng phun sớm HRF giúp hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất hơn, dẫn đến quá trình cháy ổn định và hiệu suất cao hơn. Ngược lại, phun muộn có thể gây ra hiện tượng cháy không đồng đều, làm giảm hiệu suất và tăng phát thải khí độc hại. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở để tối ưu hóa thời điểm phun trong động cơ diesel sử dụng hỗn hợp nhiên liệu đa hoạt tính.
II. Ứng dụng công nghệ RCCI trong động cơ diesel
Công nghệ RCCI được ứng dụng rộng rãi trong động cơ diesel nhằm cải thiện hiệu suất và giảm phát thải. Nghiên cứu này tập trung vào việc chuyển đổi động cơ diesel truyền thống sang động cơ RCCI bằng cách sử dụng hỗn hợp nhiên liệu đa hoạt tính. Kết quả cho thấy, động cơ RCCI đạt hiệu suất cao hơn 60% so với động cơ diesel thông thường, đồng thời giảm đáng kể lượng khí thải NOx và PM. Đây là bước tiến quan trọng trong việc phát triển động cơ thân thiện với môi trường.
2.1. Chuyển đổi động cơ diesel sang RCCI
Quá trình chuyển đổi động cơ diesel sang động cơ RCCI bao gồm việc thiết kế lại hệ thống nhiên liệu và điều chỉnh các thông số kỹ thuật. Nghiên cứu sử dụng động cơ Yanmar DB178F(E) làm đối tượng thử nghiệm. Các thay đổi bao gồm việc lắp đặt hệ thống phun nhiên liệu xăng vào đường ống nạp và điều chỉnh tỷ số nén. Kết quả cho thấy, động cơ sau chuyển đổi hoạt động ổn định và đạt hiệu suất cao hơn so với động cơ diesel truyền thống.
2.2. Đánh giá hiệu suất và phát thải
Nghiên cứu đánh giá hiệu suất động cơ và khí thải động cơ của động cơ RCCI so với động cơ diesel truyền thống. Kết quả cho thấy, động cơ RCCI giảm đáng kể lượng phát thải NOx và PM, đồng thời tăng hiệu suất nhiệt. Điều này khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ động cơ RCCI trong thực tế, đặc biệt trong bối cảnh yêu cầu về phát thải ngày càng khắt khe.
III. Tối ưu hóa động cơ RCCI
Tối ưu hóa động cơ RCCI là quá trình điều chỉnh các thông số kỹ thuật để đạt hiệu suất cao nhất và phát thải thấp nhất. Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu, thời điểm phun và tỷ số nén. Kết quả cho thấy, việc điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu HRF và LRF giúp cải thiện đáng kể hiệu suất động cơ. Đồng thời, tối ưu hóa thời điểm phun giúp giảm thiểu phát thải khí độc hại. Đây là cơ sở quan trọng để phát triển các giải pháp công nghệ tiên tiến trong tương lai.
3.1. Tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu
Tỷ lệ nhiên liệu HRF và LRF ảnh hưởng lớn đến quá trình cháy động cơ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, tỷ lệ HRF cao hơn giúp tăng hiệu suất nhưng cũng làm tăng phát thải NOx. Ngược lại, tỷ lệ LRF cao hơn giúp giảm phát thải nhưng làm giảm hiệu suất. Việc tối ưu hóa tỷ lệ nhiên liệu là yếu tố quan trọng để đạt được sự cân bằng giữa hiệu suất và phát thải trong động cơ RCCI.
3.2. Tối ưu hóa thời điểm phun
Thời điểm phun nhiên liệu là yếu tố quyết định trong tối ưu hóa động cơ. Nghiên cứu chỉ ra rằng, phun sớm HRF giúp hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất hơn, dẫn đến quá trình cháy ổn định và hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, phun quá sớm có thể gây ra hiện tượng cháy không đồng đều. Do đó, việc tối ưu hóa thời điểm phun là cần thiết để đạt được hiệu suất tối ưu và giảm thiểu phát thải khí độc hại.
