MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ………………………………………………………………………………………… i
LỜI CẢM ƠN …………………………………………………………………………………………….. ii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ………………………………………………… vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH …………………………………………………………………………… xi
MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ……………………………….. 5
1.1. Xu hướng chung về sử dụng động cơ diesel ………………………………………….. 5
1.1.1. Xu hướng sử dụng động cơ diesel trên thế giới …………………………………… 5
1.1.2. Xu hướng sử dụng động cơ diesel tại Việt Nam…………………………………… 6
1.1.3. Động cơ diesel sử dụng trong nông nghiệp tại Việt Nam ……………………… 7
1.2. Các giải pháp công nghệ cải thiện tính năng kinh tế, kỹ thuật của động cơ
diesel …………………………………………………………………………………………………………… 8
1.2.1. Nhóm giải pháp về kết cấu …………………………………………………………………. 8
1.2.2. Nhóm giải pháp sử dụng nhiên liệu thay thế …………………………………….. 13
1.3. Các dạng buồng cháy phổ biến trên động cơ diesel ……………………………… 14
1.3.1 Buồng cháy ngăn cách ……………………………………………………………………… 14
1.3.2 Buồng cháy thống nhất ……………………………………………………………………. 16
1.3.3 Ưu nhược điểm của buồng cháy thống nhất so với buồng cháy ngăn cách
18
1.4. Các nghiên cứu cải tiến buồng cháy trên động cơ diesel cỡ nhỏ …………… 19
1.4.1 Các nghiên cứu trên thế giới …………………………………………………………….. 19
1.4.2 Các nghiên cứu tại Việt Nam ……………………………………………………………. 31
1.5. Đề xuất giải pháp cải thiện các tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải cho
động cơ diesel dùng trong nông nghiệp ở Việt Nam ……………………………………. 33
1.6. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………………………… 34
1.7. Phương án thực hiện đề tài ………………………………………………………………… 35
1.8. Kết luận chương 1 ……………………………………………………………………………… 37
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ………………. 38
2.1. Lý thuyết hình thành hỗn hợp và cháy trên động cơ diesel ………………….. 38
2.1.1. Quá trình hình thành hỗn hợp trên động cơ diesel ……………………………. 38
2.1.2 Quá trình hình thành hỗn hợp trên động cơ diesel có buồng cháy thống
nhất…………………………………………………………………………………40
2.1.3. Các thông số chung ảnh hưởng đến quá trình hình thành hỗn hợp và cháy
của động cơ diesel buồng cháy thống nhất ………………………………………………….. 41
2.1.3.1. Các thông số hệ thống nhiên liệu …………………………………………………….. 41
2.1.3.2. Ảnh hưởng của tỉ số nén động cơ …………………………………………………….. 43
2.1.3.3. Các thông số liên quan đường nạp ………………………………………………….. 43
2.1.4. Ảnh hưởng của các thông số hình học đến quá trình hình thành hòa khí
động cơ diesel buồng cháy thống nhất ………………………………………………………… 47
2.1.4.1. Kết cấu buồng cháy đỉnh piston ………………………………………………………. 47
2.1.4.2. Các kết cấu khác …………………………………………………………………………… 49
2.1.5. Các mô hình toán học ………………………………………………………………………. 50
2.2. Cơ sở lý thuyết các phần mềm sử dụng trong tính toán cải tiến buồng cháy
thống nhất …………………………………………………………………………………………………. 56
2.2.1. Cơ sở lý thuyết phần mềm Ansys ICE ………………………………………………. 56
2.2.1.1 Các phương trình bảo toàn …………………………………………………………….. 56
2.2.1.2 Các phương trình tính toán đối với tia phun …………………………………….. 57
2.2.2. Cơ sở lý thuyết của AVL-Boost và AVL Hydsim ………………………………. 65
2.2.2.1. Cơ sở lý thuyết phần mềm AVL Boost [35] …………………………………………. 65
2.2.2.2. Cơ sở lý thuyết của AVL-Hydsim ………………………………………………………. 71
2.3. Quy trình các bước thực hiện tính toán cải tiến kết cấu buồng cháy ……. 71
2.4. Kết luận chương 2 ……………………………………………………………………………… 75
Chương 3. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG ……………………………………………………….. 76
3.1 Đánh giá các thông số cơ bản của piston nguyên bản …………………………… 76
3.2 Xây dựng các kết cấu buồng cháy trong tính toán mô phỏng……………..78
3.3 Mô phỏng động cơ với các trường hợp buồng cháy bằng phần mềm AVL
Boost …………………………………………………………………………………………………………. 79
3.3.1 Xây dựng mô hình mô phỏng …………………………………………………………… 79
3.3.2 Các chế độ mô phỏng ………………………………………………………………………. 80
3.3.3 Kết quả mô phỏng …………………………………………………………………………… 81
3.4 Xác định quy luật cấp nhiên liệu trong động cơ RV125-2 bằng phần mềm
AVL-Hydsim …………………………………………………………………………………………….. 82
3.4.1 Xây dựng mô hình …………………………………………………………………………… 82
3.4.2 Các chế độ mô phỏng ………………………………………………………………………. 82
3.4.3 Kết quả mô phỏng …………………………………………………………………………… 83
3.5 Mô phỏng đánh giá ảnh hưởng của kết cấu buồng cháy đỉnh piston bằng
phần mềm Ansys – ICE ……………………………………………………………………………… 85
3.5.1 Mô phỏng quá trình nạp ………………………………………………………………….. 86
3.5.2 Mô phỏng quá trình cháy…………………………………………………………………. 92
3.5.3 Ảnh hưởng của các kết cấu buồng cháy đỉnh piston đến các thành phần
phát thải trong động cơ ……………………………………………………………………………… 97
3.6 Kết luận chương 3 ……………………………………………………………………………… 99
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ………………………………………… 101
4.1 Mục đích thực nghiệm ………………………………………………………………………. 101
4.2 Mục tiêu và phạm vi thực nghiệm ……………………………………………………… 101
4.2.1 Mục tiêu thực nghiệm ……………………………………………………………………. 101
4.2.2 Đối tượng và phạm vi thực nghiệm …………………………………………………. 101
4.3 Nội dung thực nghiệm ……………………………………………………………………….. 102
4.4 Thiết kế và chế tạo kết cấu đỉnh piston của động cơ cải tiến ……………….. 103
4.5 Trang thiết bị thực nghiệm ……………………………………………………………….. 103
4.5.1 Lắp đặt mô hình lên băng thử ………………………………………………………… 103
4.5.2 Băng thử DW16 …………………………………………………………………………….. 104
4.5.3 Thiết bị phân tích khí thải ……………………………………………………………… 105
4.5.4 Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu ………………………………………………………… 106
4.5.5 Cảm biến đo áp suất ………………………………………………………………………. 107
4.5.6 Nhiên liệu thực nghiệm ………………………………………………………………….. 110
4.5.7 Sơ đồ bố trí hệ thống thực nghiệm ………………………………………………….. 111
4.5.8 Chế độ thực nghiệm ……………………………………………………………………….. 112
4.6 Kết quả thực nghiệm và thảo luận …………………………………………………….. 112
4.6.1 So sánh tính năng kinh tế, kỹ thuật của động cơ ……………………………… 112
4.6.2 So sánh thực nghiệm với mô phỏng ………………………………………………… 120
4.7 Kết luận chương 4 …………………………………………………………………………….. 122
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN …………………………………………………. 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………………… 126
PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG …………………………………………………. 130
BẰNG PHẦN MỀM ANSYS ICE …………………………………………………………….. 132