Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật ô tô hiện đại, việc đồng thời nâng cao hiệu suất nhiệt của động cơ đốt trong và cắt giảm lượng khí phát thải độc hại (như $\text{NO}_x$, $\text{HC}$, $\text{CO}$) là mục tiêu trung tâm nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt. Để giải quyết mâu thuẫn giữa việc gia tăng công suất và kiểm soát tiêu hao nhiên liệu, các nhà sản xuất đã liên tục cải tiến hình học buồng cháy, cơ cấu nạp khí và đặc biệt là hệ thống cung cấp nhiên liệu. Tháng 8 năm 2005, tập đoàn Toyota giới thiệu công nghệ động cơ D-4S (Direct Injected 4-Stroke Gasoline Engine Superior Version) lần đầu tiên trên mẫu xe Lexus IS350, sau đó mở rộng sang các dòng xe như Camry, Harrier và Corolla Cross (2021). Động cơ D-4S tích hợp đồng thời hai cơ cấu phun: phun xăng gián tiếp đa điểm trên đường nạp (Multi-Point Injection - MPI) và phun xăng trực tiếp vào buồng đốt (Gasoline Direct Injection - GDI). Sự kết hợp này bù đắp những nhược điểm cố hữu của từng phương pháp phun đơn lẻ, hỗ trợ tối ưu hóa quá trình hình thành hỗn hợp hòa khí theo từng dải tải trọng và tốc độ vòng tua, giúp động cơ đạt hiệu suất nhiệt lên đến 41%.

Quá trình nghiên cứu và tối ưu hóa hệ thống cháy trên động cơ thực nghiệm thường đòi hỏi chi phí chế tạo mẫu thử rất lớn và thời gian thử nghiệm kéo dài. Do đó, việc ứng dụng các công cụ tính toán động lực học chất lỏng (CFD) chuyên dụng trở thành giải pháp kỹ thuật cần thiết. Phần mềm AVL FIRE (phát triển bởi AVL List GmbH) là công cụ chuyên sâu về mô phỏng dòng chảy, phun sương nhiên liệu và quá trình cháy trong buồng đốt động cơ đốt trong. Tuy nhiên, tại Việt Nam, các nghiên cứu ứng dụng phần mềm AVL FIRE (đặc biệt là mô-đun Workflow Manager) còn rất hạn chế, phần lớn các đề tài trước đây chỉ sử dụng các môi trường tính toán phổ quát như MATLAB hay LabVIEW, hoặc nghiên cứu trên động cơ Diesel common rail. Nghiên cứu mô phỏng quá trình cháy trên động cơ xăng sử dụng AVL FIRE tại các cơ sở đào tạo kỹ thuật trong nước hầu như chưa được triển khai chi tiết.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lý thuyết phần mềm mô phỏng AVL FIRE Workflow Manager và nguyên lý hoạt động của động cơ xăng Toyota D-4S.
  2. Tìm hiểu chi tiết cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống điều khiển trên động cơ Toyota D-4S.
  3. Ứng dụng mô-đun AVL FIRE Workflow Manager và FAME Engine Plus (FEP) để thiết lập hình học, chia lưới chuyển động và xây dựng mô hình mô phỏng quá trình cháy của kim phun trực tiếp GDI.
  4. Thiết lập bài toán nhiệt động học, kích hoạt các mô-đun hóa học - vật lý trong GUI Solver và phân tích các chỉ tiêu công tác của động cơ (áp suất, nhiệt độ, tốc độ tỏa nhiệt và phát thải $\text{NO}$).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

  • Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm mô phỏng nhiệt - thủy lực AVL FIRE (phiên bản Workflow Manager) và quá trình cháy của kim phun trực tiếp trên động cơ xăng Toyota D-4S.
  • Phạm vi nghiên cứu: Đề tài giới hạn phạm vi khảo sát ở quá trình công tác của kim phun trực tiếp GDI trong buồng đốt, sử dụng các thông số đầu vào và số liệu giả định phục vụ mục đích nghiên cứu học thuật và xây dựng quy trình mô phỏng chuẩn trên phần mềm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên nhiệt động lực học động cơ đốt trong, cơ học chất lỏng tính toán (CFD) và động lực học hệ đa vật thể ứng dụng trong buồng cháy động cơ xăng đánh lửa cưỡng bức. Mô hình toán học trong phần mềm AVL FIRE mô tả quá trình phun tia nhiên liệu, sự tán nhỏ giọt lỏng (atomization), bay hơi, hòa trộn không khí - nhiên liệu, phản ứng cháy tự bốc cháy/đánh lửa và cơ chế tạo thành phát thải nhiệt độ cao.

Phần mềm sử dụng mô-đun tiền xử lý FAME Engine Plus (FEP) để xử lý lưới động (FAME Motion Mesh - FMO), giải quyết sự dịch chuyển đồng thời của piston và chuyển động đóng/mở của các xupap nạp/xả theo góc quay trục khuỷu ($720^\circ \text{CA}$). Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Phương pháp thu thập và phân tích tài liệu: Khảo sát các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của Toyota về hệ thống D-4S và tài liệu hướng dẫn vận hành của bộ phần mềm AVL FIRE.
  • Phương pháp mô hình hóa hình học và tạo lưới động học: Trích xuất hình học bề mặt động cơ (GDI_raw_surface.flm), sử dụng công cụ Engine Selection để tự động và thủ công phân vùng các bề mặt, gắn các tiền tố quy ước cho điều kiện biên và miền tính toán.
  • Phương pháp giải số: Ứng dụng bộ giải thể tích hữu hạn (Finite Volume Method) của AVL FIRE GUI Solver để giải các phương trình bảo toàn khối lượng, động lượng, năng lượng và phương trình truyền chất của các cấu tử hóa học.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu hình học động cơ và thông số quy trình trích xuất từ tập dữ liệu mẫu của phần mềm (Start_Data/02_Meshes), kết hợp các giá trị giả định về điều kiện vận hành của động cơ xăng D-4S phục vụ tính toán.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 trình bày tổng quan về lịch sử phát triển động cơ xăng từ thiết kế sơ khởi của Nikolaus August Otto đến các dòng động cơ hiện đại. Tác giả phân tích tính cấp thiết của việc giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải độc hại ($\text{NO}_x$, $\text{HC}$, $\text{CO}$) thông qua cải tiến kết cấu buồng cháy, piston và hệ thống phun nhiên liệu. Điểm nhấn là sự ra đời của hệ thống Toyota D-4S vào năm 2005. Chương này cũng phân tích tổng quan tình hình nghiên cứu AVL FIRE: các công bố quốc tế chủ yếu tập trung vào hệ thống common rail trên động cơ Diesel; tại Việt Nam, mảng nghiên cứu quá trình cháy động cơ xăng bằng AVL FIRE Workflow Manager còn khoảng trống lớn. Từ đó, chương xác định mục tiêu, nhiệm vụ, đối tượng, phạm vi nghiên cứu và bố cục 5 chương của đồ án.

Chương 2: Sơ lược về hệ thống điều khiển của động cơ D4S

Chương 2 phân tích chuyên sâu cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu Toyota D-4S. Động cơ sử dụng hai kim phun cho mỗi xi lanh:

  • Kim phun đa điểm (MPI) loại 12 lỗ, đặt trên đường nạp trước xupap nạp.
  • Kim phun trực tiếp (GDI) loại vòi phun kép hai lỗ hình khe, đặt trực tiếp trong buồng đốt, tạo chùm tia hình quạt dạng sương mịn.

Nguyên lý phối hợp kim phun được điều khiển bởi mô-đun điều khiển động cơ (ECM) dựa trên tốc độ và tải trọng:

  • Ở dải vòng tua thấp và trung bình (dưới $3000\text{ rpm}$): ECM ngắt kim phun MPI, chỉ kích hoạt kim phun trực tiếp GDI phun ở cuối kỳ nén để tạo hòa khí nghèo phân tầng ($\alpha > 1$), tiết kiệm nhiên liệu.
  • Khi người lái đạp ga tăng tốc hoặc động cơ chịu tải lớn: ECM kích hoạt đồng thời cả hai kim phun. Kim phun MPI phun nhiên liệu hòa trộn trước xupap ở kỳ nạp, kim phun GDI tiếp tục phun bổ sung lượng nhiên liệu đậm hơn vào cuối kỳ nén, hình thành hòa khí giàu nhằm phát huy công suất và mô-men xoắn tối đa.

Cấu trúc hệ thống cung cấp nhiên liệu được chia thành hai nhánh áp suất độc lập:

  • Nhánh áp suất thấp: Bơm nhiên liệu áp thấp đặt chìm trong thùng xăng, tích hợp bộ lọc và bộ điều chỉnh áp suất, duy trì áp suất đường ống ở mức $400\text{ kPa}$. Bình xăng có kết cấu hình yên ngựa để chừa không gian cho trục các-đăng, sử dụng bơm phản lực (jet pump) dựa trên nguyên lý ống Venturi để luân chuyển nhiên liệu từ buồng phụ sang buồng chính. Ống phân phối cho kim phun MPI làm bằng thép dập, tích hợp đường ống bên trong để triệt tiêu xung động nhiên liệu.
  • Nhánh áp suất cao: Bơm cao áp piston đơn được dẫn động cơ khí bởi một cam bơm hình bầu dục lắp trên trục cam nạp (cho phép piston bơm thực hiện hai hành trình trong mỗi vòng quay trục cam). Bơm nén nhiên liệu đạt áp suất từ $4\text{ MPa}$ đến $13\text{ MPa}$ cấp vào ống phân phối GDI bằng hợp kim nhôm. Bơm trang bị van kiểm soát tràn (spill valve) điều khiển điện từ bởi ECM qua bộ điều khiển EDU, và van một chiều đầu ra mở khi áp suất vượt $60\text{ kPa}$. Trên ống phân phối cao áp có cảm biến áp suất nhiên liệu và van xả an toàn (xả nhiên liệu hồi về bình khi áp suất vượt quá $15{,}3\text{ MPa}$).

Kim phun GDI được điều khiển bởi bộ EDU với xung điện áp ban đầu $50\text{ V}$ và dòng điện $9{,}7\text{ A}$ để thắng lực cản mở nhanh van kim, sau đó duy trì trạng thái mở ổn định bằng điện áp $12\text{ V}$ và dòng điện $2\text{ A}$.

Cụm chi tiết Hệ thống áp suất thấp (MPI) Hệ thống áp suất cao (GDI)
Vị trí phun Trước xupap nạp (cửa nạp) Trực tiếp trong buồng đốt
Áp suất làm việc $400\text{ kPa}$ $4\text{ MPa} - 13\text{ MPa}$ (giới hạn van xả $15{,}3\text{ MPa}$)
Loại bơm cấp liệu Bơm điện đặt chìm trong bình xăng Bơm piston dẫn động bởi cam trục nạp hình bầu dục
Kết cấu kim phun Loại 12 lỗ chùm Loại vòi phun kép, hai lỗ hình khe, đệm Teflon
Đặc tính điều khiển ECM điều khiển thời gian nhấc van EDU cấp xung mở $50\text{ V} / 9{,}7\text{ A}$, xung giữ $12\text{ V} / 2\text{ A}$
Vật liệu ống phân phối Thép dập có ống triệt tiêu xung bên trong Hợp kim nhôm, tích hợp kẹp kim phun chống rung

Chương 3: Cơ sở lý thuyết của phần mềm mô phỏng AVL FIRE Workflow Manager

Chương 3 trình bày phương pháp tạo lưới và quản lý chuyển động hình học bằng công cụ FAME Engine Plus (FEP). Miền tính toán mô phỏng được phân tách thành ba vùng: cửa nạp, cửa xả và xi lanh. Để đảm bảo mô hình tính toán ổn định, tác giả xác định bề mặt tại vị trí bất lợi nhất ("Worst Case") là khi piston ở điểm chết trên (TDC) và các van nạp - xả nằm trong giai đoạn gối đầu (overlap) gần như đóng hoàn toàn.

Quy trình quản lý lưới sử dụng hệ thống tiền tố chuẩn của AVL FIRE nhằm tự động nhận diện điều kiện biên và biến đổi lưới mặt thành lưới khối:

Tiền tố Ví dụ đại diện Chức năng kỹ thuật trong mô hình
BND BND_Head, BND_Piston Định nghĩa các mặt biên gán điều kiện biên (Boundary Conditions).
INI INI_Cylinder, INI_Intake_Port Xác định vùng không gian để khởi tạo thông số nhiệt - áp ban đầu.
REF REF_Spark Vùng tập trung tinh chỉnh và làm mịn lưới (sàng lọc kích thước phần tử).
CUT CUT_Intake_Port, CUT_Exhaust_Port Cắt bỏ các phần hình học không tham gia chu trình ở pha nén/cháy.
MOV MOV_Piston_moving, _buffer, _non_moving Định nghĩa vùng chuyển động, vùng đệm co giãn và vùng cố định.
STATIC STATIC_Intake_Port Đánh dấu các vùng hình học tĩnh, tránh tính toán chia lại lưới.

Trong FAME Engine Plus, chu trình làm việc $720^\circ \text{CA}$ được chia thành 4 pha bề mặt đầu vào dựa trên trạng thái van:

  • $\text{EVO} + \text{IVC}$ (Mở van xả, đóng van nạp);
  • $\text{EVO} + \text{IVO}$ (Gối đầu van xả và van nạp);
  • $\text{EVC} + \text{IVO}$ (Đóng van xả, mở van nạp);
  • $\text{EVC} + \text{IVC}$ (Giai đoạn nén và cháy, đóng hoàn toàn cả hai van).

Để tránh lỗi biến dạng phần tử khi khe hở giữa nấm van và bệ van cực nhỏ, quy trình tiêu chuẩn áp dụng việc dừng chuyển động van ở độ nâng $0{,}2\text{ mm}$ và kích hoạt tùy chọn "Kẹp về 0" (Clamp to 0) kết hợp lệnh CUT để đóng kín buồng cháy. Khoảng thời gian chia lưới được thiết lập với cặp thông số Bước tạo / Bước di chuyển (Create step / Move step) tiêu chuẩn là $20^\circ / 10^\circ \text{CA}$, và được tinh chỉnh dày hơn thành $10^\circ / 5^\circ$ hoặc $5^\circ / 2{,}5^\circ \text{CA}$ tại các thời điểm van đóng/mở.

Chương 4: Ứng dụng AVL FIRE Workflow Manager mô phỏng quá trình cháy kim phun trực tiếp cho động cơ xăng D4S

Chương 4 tập trung vào việc thiết lập và chạy tính toán trên bộ giải GUI Solver. Các mô-đun vật lý - hóa học được kích hoạt bao gồm:

  • Mô-đun đốt cháy (Combustion Module);
  • Mô-đun vận chuyển thành phần (Transport Species);
  • Mô-đun truyền nhiệt bức xạ (Radiation Module);
  • Mô-đun dòng chảy hạt nhiên liệu và màng nhiên liệu bám vách (Spray and Wall Film Module).

Các điều kiện biên (BND) và điều kiện ban đầu (INI) được thiết lập theo hệ thống bảng thông số từ Bảng 4-1 đến Bảng 4-25, quy định nhiệt độ vách xilanh, piston, nắp quy-lát, bugi (BND_Spark), kim phun (BND_Injector), cũng như áp suất và thành phần khí ban đầu trong buồng đốt (INI_Cylinder), đường nạp (INI_Intake_Port) và đường xả (INI_Exhaust_Port). Bộ giải tuyến tính và tiêu chuẩn hội tụ được thiết lập thông qua Bảng 4-26 đến Bảng 4-28.

Kết quả mô phỏng trích xuất từ dữ liệu 3D và các đồ thị giám sát bao gồm:

  • Diễn biến áp suất và nhiệt độ tại xupap nạp và bên trong buồng đốt theo góc quay trục khuỷu;
  • Tốc độ tỏa nhiệt (Heat Release Rate) và nhiệt lượng giải phóng tích lũy;
  • Sự thay đổi công suất chỉ thị của chu trình;
  • Nồng độ phát thải ô-xít ni-tơ ($\text{NO}$) hình thành trong vùng nhiệt độ cao của ngọn lửa;
  • Khối lượng nhiên liệu bốc hơi và phân bố hòa khí trong xilanh.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương cuối tóm tắt các kết quả đạt được của đồ án trong việc làm chủ quy trình mô phỏng quá trình cháy bằng AVL FIRE Workflow Manager. Tác giả khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng mô hình số để khảo sát động cơ xăng phun trực tiếp D-4S và đề xuất các kiến nghị tiếp tục hoàn thiện đề tài.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã tổng hợp và xây dựng được các kết quả kỹ thuật cụ thể:

  • Hệ thống hóa cấu tạo và thông số vận hành động cơ Toyota D-4S: Xác lập sơ đồ nguyên lý làm việc của hai nhánh nhiên liệu; làm rõ thông số áp suất thấp ($400\text{ kPa}$), dải áp suất cao ($4 - 13\text{ MPa}$), ngưỡng mở van một chiều ($60\text{ kPa}$), áp suất xả an toàn ($15{,}3\text{ MPa}$), và tín hiệu điều khiển kim phun GDI từ EDU ($50\text{ V} / 9{,}7\text{ A}$ mở nhanh, $12\text{ V} / 2\text{ A}$ duy trì).
  • Xây dựng quy trình tạo lưới động học buồng cháy FEP: Xử lý bề mặt động cơ tại vị trí bất lợi nhất (TDC), thiết lập thành công hệ thống các lựa chọn BND, INI, CUT, MOV, STATIC. Xử lý hiện tượng biến dạng lưới chân van bằng kỹ thuật cắt chuyển tiếp ở độ nhấc $0{,}2\text{ mm}$ và thiết lập bước chia lưới động học theo chu trình $720^\circ \text{CA}$.
  • Thiết lập mô hình mô phỏng cháy hoàn chỉnh trên GUI Solver: Khai báo toàn diện các bảng điều kiện biên, điều kiện ban đầu, kích hoạt đồng bộ các mô-đun cháy, bức xạ, phun tia và màng bám vách; xuất được các đường đặc tính áp suất, nhiệt độ, tốc độ tỏa nhiệt và phát thải $\text{NO}$.
  • Đóng góp về mặt học thuật: Cung cấp tài liệu hướng dẫn kỹ thuật có hệ thống bằng tiếng Việt về quy trình từng bước ứng dụng AVL FIRE Workflow Manager cho động cơ xăng, tạo nền tảng tài liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về mô phỏng nhiệt - khí cụ thể trong ngành ô tô.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với phạm vi thực hiện:

  • Dữ liệu đầu vào của bài toán mô phỏng quá trình cháy dựa trên các số liệu giả định do nhóm tác giả chưa có điều kiện tiếp cận thiết bị đo đạc thực nghiệm chuyên sâu trên động cơ Toyota D-4S thực tế.
  • Quá trình chia lưới và tính toán CFD với mô hình chuyển động FAME Engine Plus đòi hỏi tài nguyên bộ nhớ và năng lực tính toán phần cứng lớn, dẫn đến thời gian giải số kéo dài.
  • Mô hình tập trung chính vào quá trình cháy của kim phun trực tiếp GDI, chưa mô phỏng đồng thời sự tương tác đa pha phức tạp khi cả kim phun MPI và GDI cùng hoạt động ở chế độ toàn tải.

Hướng nghiên cứu phát triển tiếp theo được đề xuất:

  • Thu thập và chuẩn hóa bộ thông số vận hành thực nghiệm chính xác của động cơ D-4S trên băng thử công suất để hiệu chỉnh (calibrate) mô hình tính toán.
  • Mô phỏng mở rộng chế độ phối hợp phun đồng thời giữa kim phun đường nạp MPI và kim phun trực tiếp GDI ở các dải tải trọng khác nhau.
  • Tối ưu hóa các thông số hình học buồng cháy (đỉnh piston, góc nghiêng vòi phun) và thời điểm phun/đánh lửa nhằm giảm thiểu phát thải ô nhiễm và tối ưu hiệu suất nhiệt.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho:

  • Sinh viên và học viên cao học ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực: Nắm vững cấu tạo chi tiết của hệ thống phun xăng kép Toyota D-4S, cấu trúc bơm cao áp dẫn động cam, và nguyên lý điều khiển kim phun qua hộp EDU.
  • Người nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong bằng công cụ CFD: Tham khảo phương pháp thiết lập lưới động FAME Engine Plus (FEP), cách thức gán tiền tố hình học (BND, MOV, CUT), kỹ thuật xử lý khe hở chân van ở mức $0{,}2\text{ mm}$, và cách cấu hình mô-đun cháy trong AVL FIRE Workflow Manager.
  • Nội dung có giá trị tham khảo cao nhất: Chương 2 (tổng hợp cấu tạo chi tiết và số liệu hoạt động của hệ thống nhiên liệu D-4S) và Chương 3 kết hợp Chương 4 (quy trình thiết lập phần mềm, bảng điều kiện biên và phương pháp giám sát bộ giải).

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ Toyota D-4S phân chia chế độ làm việc giữa kim phun MPI và GDI như thế nào? Ở dải vòng tua thấp và trung bình (dưới $3000\text{ rpm}$), ECM ngắt kim phun đa điểm MPI và chỉ kích hoạt kim phun trực tiếp GDI phun ở cuối kỳ nén để tạo hòa khí nghèo ($\alpha > 1$), ưu tiên tiết kiệm nhiên liệu. Khi xe tăng tốc hoặc tải trọng cao, ECM kích hoạt đồng thời cả hai kim phun: kim phun MPI phun hòa trộn trước xupap ở kỳ nạp và kim phun GDI tiếp tục phun nhiên liệu đậm ở cuối kỳ nén để tăng công suất và mô-men xoắn.

2. Bơm nhiên liệu áp suất cao trên động cơ D-4S có cấu tạo và thông số làm việc như thế nào? Bơm cao áp là loại bơm piston đơn, được dẫn động trực tiếp bởi một cam hình bầu dục trên trục cam nạp, tạo ra hai hành trình nén cho mỗi vòng quay trục cam. Bơm điều áp nhiên liệu từ mức áp thấp lên dải $4 - 13\text{ MPa}$. Van một chiều ở đầu ra mở khi áp suất đạt tối thiểu $60\text{ kPa}$, và van xả an toàn trên ống phân phối sẽ xả nhiên liệu về bình khi áp suất vượt quá $15{,}3\text{ MPa}$.

3. Tín hiệu điện áp và dòng điện điều khiển kim phun trực tiếp GDI từ hộp EDU được quy định ra sao? Để mở van kim nhanh chóng dưới áp suất nhiên liệu cao, bộ điều khiển EDU cấp một xung điện áp cao ban đầu là $50\text{ V}$ cùng dòng điện $9{,}7\text{ A}$. Sau khi kim phun đã mở, EDU chuyển sang cấp điện áp không đổi $12\text{ V}$ và dòng điện $2\text{ A}$ để duy trì trạng thái mở trong suốt thời gian phun đã định.

4. Trong AVL FIRE FEP, tiền tố MOV và CUT có ý nghĩa gì đối với việc xử lý lưới động? Tiền tố MOV dùng để định nghĩa các bề mặt chuyển động, bao gồm ba thành phần bắt buộc: _moving (vùng tịnh tiến theo hàm dịch chuyển), _non_moving (vùng cố định) và _buffer (vùng đệm co giãn để bù trừ thể tích). Tiền tố CUT dùng để loại bỏ tự động các vùng hình học không cần thiết trong quá trình chia lưới khối, ví dụ loại bỏ cửa nạp và cửa xả trong giai đoạn nén và cháy khi các van đã đóng kín.

5. Vì sao FAME Engine Plus phải dừng chuyển động của van ở độ nhấc $0{,}2\text{ mm}$? Khi nấm van tiến sát bệ van, khoảng hở cực nhỏ sẽ gây méo phần tử hoặc lỗi suy thoái lưới khối nghiêm trọng. Do đó, FEP áp dụng quy trình tiêu chuẩn dừng chuyển động van tại độ nhấc $0{,}2\text{ mm}$, đặt bề mặt đó là không hợp lệ và kích hoạt tùy chọn "Clamp to 0" kết hợp với các mặt cắt CUT để chuyển sang bề mặt tiếp theo với van được đóng kín hoàn toàn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã nghiên cứu có hệ thống cơ sở lý thuyết của hệ thống phun xăng kết hợp Toyota D-4S và quy trình mô phỏng trên phần mềm AVL FIRE Workflow Manager. Công trình làm rõ các thông số điều khiển, cấu trúc thủy lực áp thấp - áp cao của động cơ D-4S, đồng thời xây dựng thành công phương pháp tạo lưới động học bằng FAME Engine Plus và thiết lập bộ giải nhiệt động cho quá trình cháy kim phun trực tiếp. Mặc dù còn hạn chế do sử dụng số liệu giả định và chưa đối chứng thực nghiệm trực tiếp, đồ án đã cung cấp một quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh, làm tài liệu tham khảo hữu ích cho việc nghiên cứu và ứng dụng CFD trong phân tích động cơ đốt trong.