Nghiên cứu thiết kế động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu sinh học

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

2.6.1. Lịch sử ra đời

2.6.2. Tính năng của phần mềm Catia

2.7. 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

5.5.1. Cách nhiệt cho buồng cháy xoáy lốc

5.5.2. Cải tiến đỉnh piston

5.5.3. Sử dụng thêm các cửa buồng cháy phụ

5.5.4. Đề suất cải tiến

5.5.5. Thiết kế cải tiến buồng cháy phụ trên phần mềm Catia

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

KẾT LUẬN. Tóm tắt kết quả đề tài

ĐỀ NGHỊ. Đánh giá kết quả của đề tài

ĐỀ NGHỊ. Đề nghị hướng phát triển của đề tài

KẾ HOẠCH DỰ KIẾN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về động cơ diesel 3 xylanh

Động cơ diesel 3 xylanh là một trong những loại động cơ phổ biến trong ngành công nghiệp cơ khí. Đặc điểm nổi bật của động cơ này là khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất cao. Việc thiết kế động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu sinh học không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn nâng cao hiệu suất động cơ. Theo nghiên cứu, động cơ diesel phun gián tiếp có khả năng hoạt động ổn định hơn khi sử dụng nhiên liệu sinh học, nhờ vào cấu trúc buồng cháy được tối ưu hóa. Điều này cho phép động cơ hoạt động hiệu quả hơn, giảm thiểu khí thải độc hại.

1.1. Đặc điểm kỹ thuật của động cơ 3 xylanh

Động cơ 3 xylanh có cấu trúc nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và bảo trì. Với thiết kế buồng cháy ba dòng xoáy, động cơ này tối ưu hóa quá trình hòa trộn nhiên liệu và không khí, từ đó nâng cao hiệu suất đốt cháy. Việc sử dụng nhiên liệu sinh học như biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Nghiên cứu cho thấy, động cơ diesel 3 xylanh có thể đạt được hiệu suất tối ưu khi sử dụng biodiesel, nhờ vào tính chất hóa học của nhiên liệu này.

II. Thiết kế động cơ sử dụng nhiên liệu sinh học

Thiết kế động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu sinh học là một quá trình phức tạp, bao gồm nhiều bước từ nghiên cứu, mô phỏng đến thực hiện. Kỹ thuật thiết kế ngược (reverse engineering) được áp dụng để tạo ra mô hình động cơ từ động cơ mẫu KUBOTA D1703. Phần mềm CATIA được sử dụng để mô phỏng và thiết kế các chi tiết của động cơ. Việc áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEA) bằng phần mềm ANSYS giúp tính toán sức bền và độ ổn định của các chi tiết động cơ, đảm bảo rằng động cơ có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện thực tế.

2.1. Quy trình thiết kế động cơ

Quy trình thiết kế động cơ bao gồm các bước như khảo sát, thu thập dữ liệu, mô phỏng và thử nghiệm. Đầu tiên, động cơ mẫu được quét 3D để thu thập thông tin chi tiết về cấu trúc. Sau đó, các thông số kỹ thuật được phân tích để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ. Việc sử dụng phần mềm CATIA cho phép thiết kế các chi tiết động cơ một cách chính xác, từ đó tạo ra mô hình 3D hoàn chỉnh. Cuối cùng, các thử nghiệm thực tế được thực hiện để đánh giá hiệu suất và khả năng hoạt động của động cơ khi sử dụng nhiên liệu sinh học.

III. Hiệu suất và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu cho thấy, động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp sử dụng nhiên liệu sinh học có hiệu suất cao hơn so với động cơ truyền thống. Việc sử dụng biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Đặc biệt, động cơ này có thể hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện khác nhau, từ đó mở rộng khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực như nông nghiệp, giao thông vận tải và công nghiệp chế biến. Các nhà nghiên cứu khuyến nghị rằng việc áp dụng động cơ diesel sử dụng nhiên liệu sinh học sẽ góp phần quan trọng vào việc phát triển bền vững trong ngành công nghiệp cơ khí.

3.1. Tác động đến môi trường

Việc sử dụng động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp với nhiên liệu sinh học có tác động tích cực đến môi trường. Nhiên liệu sinh học giúp giảm lượng khí thải CO2 và các chất độc hại khác, từ đó cải thiện chất lượng không khí. Nghiên cứu cho thấy, động cơ này có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường lên đến 30% so với động cơ sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Điều này không chỉ mang lại lợi ích cho sức khỏe cộng đồng mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế động cơ diesel 3 xylanh phun gián tiếp với buồng cháy three vortex combustion