Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp với buồng cháy ba xoáy sử dụng biodiesel

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Tình hình khai thác động cơ đốt trong tại Việt Nam
• 1.3. Công nghiệp máy động lực tại Việt Nam
• 1.4. Nhu cầu động cơ 3 xylanh tại Việt Nam
• 1.5. Nhiên liệu thay thế
• 1.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về động cơ 3 xylanh sử dụng nhiên liệu sinh học
• 1.6.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.6.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
• 1.7. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu của đề tài
• 1.7.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.7.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.8. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
• 1.8.1. Nhiệm vụ của đề tài
• 1.8.2. Giới hạn của đề tài
• 1.9. Phương pháp nghiên cứu
• 1.10. Giá trị của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẪU ĐỘNG CƠ BẰNG KỸ THUẬT THIẾT KẾ NGƯỢC
• 2.1. Quy trình thiết kế mẫu động cơ
• 2.2. Giới thiệu kỹ thuật thiết kế ngược (reverse engineering)
• 2.3. Vì sao phải thiết kế ngược
• 2.4. Quy trình kỹ thuật thiết kế ngược
• 2.5. Danh mục chi tiết chính của động cơ đã được quét 3D
• 2.6. Giới thiệu phần mềm Catia
• 2.7. Lịch sử ra đời
• 2.8. Tính năng của phần mềm Catia
• 2.9. Thiết kế 5 chi tiết động cơ mẫu bằng phần mềm Catia
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ
• 3.1. Tính toán nhiệt động cơ
• 3.2. Mục đích tính toán nhiệt
• 3.3. Các thông số kết cấu
• 3.4. Các thông số cần thiết cho quá trình tính toán nhiệt
• 3.5. Tính toán các quá trình
• 3.6. Tính toán các thông số đặc trưng của chu trình
• 3.7. Tính toán các thông số kết cấu của động cơ
• 3.8. Vẽ đồ thị công chỉ thị
• 3.9. Tính toán động học và động lực học cơ cấu trục khuỷu – thanh truyền
• 3.9.1. Tính toán động học
• 3.9.2. Tính toán động lực học
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SỨC BỀN CÁC CHI TIẾT BẰNG PHẦN MỀM ANSYS
• 4.1. Quy trình tính toán sức bền
• 4.2. Giới thiệu chung về phương pháp phần tử hữu hạn (FEA)
• 4.3. Giới thiệu chung về phần mềm tính toán sức bền Ansys
• 4.4. Ứng dụng của phần mềm Ansys trong lĩnh vực công nghiệp
• 4.5. Cấu trúc bài toán trong phần mềm Ansys
• 4.6. Quy trình phân tích và mô phỏng
• 4.7. Kết quả thực hiện
• 5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẢI TIẾN ĐỘNG CƠ MẪU SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL
• 5.1. Giới thiệu về Biodiesel
• 5.2. Đặc điểm của động cơ mẫu
• 5.3. Vấn đề hòa trộn Biodiesel trên động cơ
• 5.4. Vấn đề hòa trộn Biodiesel trên động cơ có buồng cháy TVC
• 5.5. Nghiên cứu cải tiến động cơ
• 5.6. Cách nhiệt cho buồng cháy xoáy lốc
• 5.7. Cải tiến đỉnh piston
• 5.8. Sử dụng thêm các cửa buồng cháy phụ
• 5.9. Đề suất cải tiến
• 5.10. Thiết kế cải tiến buồng cháy phụ trên phần mềm Catia
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• K.1. Tóm tắt kết quả đề tài
• K.2. Đánh giá kết quả của đề tài
• K.3. Đề nghị hướng phát triển của đề tài
• KẾ HOẠCH DỰ KIẾN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp

Nghiên cứu thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Động cơ diesel truyền thống đang phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm ô nhiễm môi trường và sự cạn kiệt của nguồn nhiên liệu hóa thạch. Việc chuyển sang sử dụng biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường mà còn nâng cao hiệu suất động cơ. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc cải tiến thiết kế động cơ để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng sử dụng biodiesel.

1.1. Tình hình sử dụng động cơ diesel tại Việt Nam

Động cơ diesel được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực tại Việt Nam, đặc biệt là trong nông nghiệp. Sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và nhu cầu sử dụng động cơ diesel ngày càng tăng đã tạo ra áp lực lớn lên nguồn nhiên liệu. Việc nghiên cứu và phát triển động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel là cần thiết để đáp ứng nhu cầu này.

1.2. Lợi ích của biodiesel trong động cơ diesel

Biodiesel, được sản xuất từ nguồn nguyên liệu thực vật và động vật, mang lại nhiều lợi ích cho động cơ diesel. Nó không chỉ giúp giảm khí thải độc hại mà còn cải thiện hiệu suất động cơ. Nghiên cứu cho thấy biodiesel có khả năng hòa trộn tốt hơn với dầu diesel truyền thống, giúp tăng cường hiệu suất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế động cơ 3 xylanh sử dụng biodiesel

Mặc dù biodiesel mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ nhớt cao, khả năng hòa trộn kém và tính ăn mòn của biodiesel cần được giải quyết để đảm bảo hiệu suất động cơ tối ưu.

2.1. Độ nhớt và khả năng hòa trộn của biodiesel

Độ nhớt cao của biodiesel có thể gây khó khăn trong quá trình phun nhiên liệu. Điều này dẫn đến việc hòa trộn kém trong buồng đốt, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của động cơ. Cần có các giải pháp kỹ thuật để cải thiện khả năng hòa trộn của biodiesel.

2.2. Tính ăn mòn và ảnh hưởng đến động cơ

Biodiesel có tính ăn mòn cao hơn so với dầu diesel truyền thống, điều này có thể gây hư hỏng cho các bộ phận của động cơ. Việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu chống ăn mòn là cần thiết để đảm bảo độ bền cho động cơ khi sử dụng biodiesel.

III. Phương pháp thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp

Để thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel, các phương pháp hiện đại như thiết kế ngược và mô phỏng bằng phần mềm CATIA sẽ được áp dụng. Những phương pháp này giúp tối ưu hóa thiết kế và nâng cao hiệu suất động cơ.

3.1. Kỹ thuật thiết kế ngược trong động cơ

Kỹ thuật thiết kế ngược cho phép phân tích và cải tiến các bộ phận của động cơ dựa trên mô hình hiện có. Phương pháp này giúp xác định các yếu tố cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất khi sử dụng biodiesel.

3.2. Mô phỏng động cơ bằng phần mềm CATIA

Phần mềm CATIA được sử dụng để mô phỏng và thiết kế các bộ phận của động cơ. Việc mô phỏng giúp đánh giá hiệu suất và khả năng hoạt động của động cơ trước khi sản xuất thực tế.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của động cơ biodiesel

Kết quả nghiên cứu cho thấy động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel có thể đạt được hiệu suất cao hơn so với động cơ truyền thống. Việc áp dụng biodiesel không chỉ giúp giảm khí thải mà còn nâng cao tính khả thi trong sản xuất và sử dụng động cơ.

4.1. Hiệu suất động cơ khi sử dụng biodiesel

Nghiên cứu cho thấy động cơ sử dụng biodiesel có hiệu suất cao hơn, với mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn. Điều này giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.

4.2. Ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp

Động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong nông nghiệp và vận tải. Việc sử dụng biodiesel đang dần trở thành xu hướng trong ngành công nghiệp ô tô.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của động cơ biodiesel

Nghiên cứu thiết kế động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp sử dụng biodiesel mở ra nhiều triển vọng cho ngành công nghiệp ô tô. Việc phát triển động cơ sử dụng biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu suất và tính bền vững của động cơ trong tương lai.

5.1. Tương lai của biodiesel trong ngành công nghiệp ô tô

Biodiesel có tiềm năng lớn trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch. Sự phát triển của công nghệ sản xuất biodiesel sẽ giúp tăng cường khả năng cạnh tranh của nó trên thị trường.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp kỹ thuật để cải thiện hiệu suất động cơ khi sử dụng biodiesel. Việc nghiên cứu các loại biodiesel mới và công nghệ sản xuất tiên tiến sẽ là hướng đi quan trọng trong tương lai.