Nghiên cứu ứng dụng AVL boost hydsim trong mô phỏng hệ thống nhiên liệu động cơ common rail hyundai đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

TĨM TẮT Trong ngành cơng nghệ sản xuất tơ, vấn đề lớn cần giải giảm lượng nhiên liệu tiêu hao bảo vệ môi trường tức là làm tăng hiệu suất động và giảm thiểu tối lượng khí phát thải ngoài mơi trường theo quy định chuẩn khí thải Để đáp ứng nhu cầu nhà sản xuất hãng tiến hành nghiên cứu cải tiến động cơ, kết cấu xe, hệ thống nhiên liệu hệ thống xử lí khí thải Các thí nghiệm thực cơng cụ sử dụng phần mềm mơ Nó phần vô quan trọng cấp thiết việc việc nghiên cứu tiết kiệm chi phí, trực quan rút ngắn thời gian thực sơ với việc chế tạo động thực tế thực nghiệm nhiều lần Một phần mềm là AVL BOOST HYDSIM BOOST HYDSIM phần mềm có phạm vi hoạt động chủ yếu mô nhiên liệu Hoạt động chủ yếu lí thuyết động lực học chất lỏng chuyển động hệ thống đa vật thể Lúc ban đầu, BOOST Hydsim tạo để mô hệ thống phun nhiên liệu động GDI Hiện tại, phần mềm này phát triển lên để phù hợp cho việc mơ hình hóa xăng, dầu nặng, nhiên liệu thay số cấu điều khiển khác Nói chung, chương trình này hữu ích nhiều lĩnh vực liên quan đến hệ thống thủy lực, khí và điều khiển Trong báo cáo này, nhóm em tập trung vào nghiên cứu phần mềm mô AVL BOOST Hydsim từ tiến hành xây dựng mơ hình kim phun hệ thống cấp nhiên liệu cho động Common Rail Hyundai, dựa số liệu giả định phục vụ cho việc học tập nghiên cứu kim phun, để biết rõ cách vận hành phần mềm và kim phun để tạo tiền đề việc tạo loại kim phun tối ưu hóa kim phun để phục vụ cho mục đích khác ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH BIỂU ĐỒ viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục tiêu và ý nghĩa đề tài 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Cách tiếp cận 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu 1.4.3 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU COMMON RAIL ĐỘNG CƠ HYUNDAI SANTA FE 2.1 Giới thiệu chung động D4HB 2.2 Giới thiệu hệ thống Common Rail xe Hyundai Santa Fe 2.3 Cấu tạo hệ thống nhiên liệu Common Rail động Hyundai Santa Fe 2.3.1 Thùng nhiên liệu 2.3.2 Lọc nhiên liệu 2.3.3 Bơm cung cấp nhiên liệu 10 2.3.4 Bơm cao áp 10 2.3.5 Ống phân phối 11 2.3.6 Van giới hạn áp suất nhiên liệu 12 2.3.7 Kim phun 13 2.3.8 Van Solenoid 15 iii 2.3.9 Bộ điều khiển ECM 16 2.4 Nguyên lí hoạt động hệ thống nhiên liệu Common Rail động Hyundai Santa FE 2014 17 CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM AVL BOOST HYDSIM 19 3.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm AVL BOOST Hydsim 19 3.2 Tạo mơ hình không gian hai chiều 19 3.2.1 Trình bày mơ hình BOOST Hydsim 19 3.2.2 Nhập thông số ban đầu 20 3.2.3 Kết 20 3.2.4 Bộ tiền xử lý (GUI) 21 3.3 Hệ thông đơn vị 23 3.4 Trợ giúp trực tuyến 24 3.5 Bắt đầu chương trình 24 3.5.1 Truy cập vào AVL BOOST Hydsim 24 3.5.2 Bắt đầu làm việc với BOOST Hydsim 25 3.5.3 Chạy chương trình 40 3.5.4 Hiển thị kết 43 3.6 Case Explorer 44 3.6.1 Định dạng biến thành biến toàn cục (global) 44 3.6.2 Tạo case 46 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG COMMON RAIL CỦA ĐỘNG CƠ SANTA FE VỚI AVL BOOST HYDSIM 48 4.1 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống nhiên liệu Common Rail động Hyundai Santa Fe 2014 48 4.1.1 Tạo mơ hình khối bơm cao áp 48 4.1.2 Tạo mơ hình khối đường ống cao áp 49 4.1.3 Tạo mơ hình khối vịi phun 49 4.1.4 Tạo mơ hình khối buồng cháy 49 4.1.5 Kết nối khối mơ hình thành mơ hình mơ hệ thống nhiên liệu 49 4.2 Nhập thông số hệ thống 50 4.2.1 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử bơm cao áp 50 4.2.2 Khai báo liệu đầu vào đường ống cao áp 59 iv 4.2.3 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử kim phun 59 4.3 Chạy chương trình tính tốn 70 4.3.1 Khai báo hộp thoại "điều khiển tính tốn'' 70 4.3.2 Chạy chương trình tính tốn 71 4.4 Xuất kết mô 72 4.5 Đánh giá thay đổi thống số đến chất lượng phun nhiên liệu 74 4.5.1 Lưu lượng phun khối lượng phun nhiên liệu 74 4.5.2 Độ nhấc kim thời gian phun 75 4.5.3 Áp suất buồng kim phun 76 4.5.4 Áp suất đầu kim 77 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN & NHẬN XÉT 78 5.1 Kết luận 78 5.2 Nhận xét 78 Tài liệu tham khảo 80 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ECU: Electronic Control Unit ECM: Engine Control Module SCV: Suction Control Valve CRDi: Common Rail Direct injection DOHC: Double Overhead Cam e - VGT: electric Variable Geometry Turbocharger DPF: Diesel Particulate Filter EGR: Exhaust Gas Recirculation vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật động D4HB Bảng 2-2 Thông số động Bảng 3-1 Các công cụ BOOST Hydsim 25 Bảng 3-2 Các Element BOOST Hydsim 30 Bảng 4-1 Độ nâng cam lồi 58 Bảng 4-2 Độ nâng kim tiết diện lưu thông 69 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH BIỂU ĐỒ Trang Hình 2-1 Hệ thống Common rail động Diesel 2.2l xe Hyundai Santa Fe Hình 2-2 Sơ đồ hệ thống Common rail xe Hyundai Santa Fe .7 Hình 2-3 Các phận hệ thống Common rail .8 Hình 2-4 Cấu tạo lọc nhiên liệu Hình 2-5 Cấu tạo bơm cung cấp 10 Hình 2-6 Bơm cao áp CP4.1 10 Hình 2-7 Cấu tạo bơm cao áp CP4.1 .11 Hình 2-8 Ống phân phối nhiên liệu 12 Hình 2-9 Cấu tạo van giới hạn áp suất 12 Hình 2-10 Mô tả hoạt động van giới hạn áp suất 13 Hình 2-11 Cấu tạo kim phun 13 Hình 2-12 Trạng thái van solenoid đóng 15 Hình 2-13 Trạng thái van solenoid mở 15 Hình 2-14 Sơ đồ điều khiển ECM 16 Hình 2-15 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu Common Rail 18 Hình 3-1 Giao diện phần mềm AVL BOOST HYDSIM .19 Hình 3-2 Hộp thoại đơn vị 23 Hình 3-3 Hộp thoại đơn vị 24 Hình 3-4 Giao diện AVL Boost Hydsim 24 Hình 3-5 Khơng gian làm việc AVL Boost Hydsim 25 Hình 3-6 Thanh công cụ phụ AVL Boost Hydsim .29 Hình 3-7 Các phần tử phần mềm AVL Boost Hydsim .30 Hình 3-8 Hộp thoại Simulation Control .41 Hình 3-9 Hộp thoại Fluid Properties 41 Hình 3-10 Hộp thoại Run Simulation 42 Hình 3-11 Hộp thoại Run Simulation 42 Hình 3-12 Hộp thoại Task Information 42 Hình 3-13 Không gian hiển thị kết 43 Hình 3-14 Hiển thị kết Model 43 viii Hình 3-15 Hộp thoại Case Explorer .44 Hình 3-16 Hộp thoại tạo biến toàn cục 44 Hình 3-17 Hộp thoại Parameter 45 Hình 3-18 Hộp thoại Model Parameters .45 Hình 3-19 Hộp thoại tạo case 46 Hình 3-20 Thêm biến vào case .46 Hình 3-21 Tổng hợp biến thay đổi vào case 47 Hình 4-1 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu 48 Hình 4-2 Mơ hình mơ hệ thống nhiên liệu 50 Hình 4-3 Dữ liệu liệu đầu vào cho phần tử Feed 51 Hình 4-4 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Tube Line 51 Hình 4-5 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Valve Volume 52 Hình 4-6 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Valve .52 Hình 4-7 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Volume 53 Hình 4-8 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Volume 53 Hình 4-9 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Volume 54 Hình 4-10 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Valve 54 Hình 4-11 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Valve 55 Hình 4-12 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Plunger .56 Hình 4-13 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Leakage 56 Hình 4-14 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Spring 57 Hình 4-15 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Cam Profile 57 Hình 4-16 Dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống cao áp 59 Hình 4-17 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Fuel Tank 59 Hình 4-18 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Cylinder Pressure 60 Hình 4-19 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Holder Bore 60 Hình 4-20 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Bore 61 Hình 4-21 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Branch Volume .61 Hình 4-22 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Valve Volume .62 Hình 4-23 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Spill Volume 62 Hình 4-24 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Volume 63 Hình 4-25 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Volume .63 ix Hình 4-26 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Throttle 64 Hình 4-27 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Throttle 64 Hình 4-28 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Sump Throttle .65 Hình 4-29 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Piston Leakage 65 Hình 4-30 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Leakage 66 Hình 4-31 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Valve .66 Hình 4-32 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Piston .67 Hình 4-33 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Needle 68 Hình 4-34 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Orifice .68 Hình 4-35 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Spring) .69 Hình 4-36 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Piston Rod) 70 Hình 4-37 Hộp thoại liệu điều khiển .71 Hình 4-38 Giao diện chương trình chạy 72 Hình 4-39 Giao diện cách xuất kết mô .72 Hình 4-40 Thư viện kết 73 Hình 4-41 Hiển thị kết 73 Hình 4-42 Lưu lượng kim phun 74 Hình 4-43 Khối lượng nhiên liệu cho lần phun 74 Hình 4-44 Độ nhấc kim 75 Hình 4-45 Thời gian phun 75 Hình 4-46 Áp suất buồng kim phun .76 Hình 4-47 Áp suất nhiên liệu đầu kim phun .77 x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung Động Diesel hay gọi động nén cháy (compression-ignition) hay động CI, đặt theo tên Rudolf Diesel Động Diesel là loại động đốt trong, việc đốt cháy nhiên liệu gây nhiệt độ cao khơng khí xi lanh nén học Điều này trái ngược với động đánh lửa động xăng hay động ga sử dụng đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - khơng khí Động Diesel hoạt động cách nén khơng khí Điều này làm tăng nhiệt độ khơng khí bên xi lanh lên cao đến mức nhiên liệu diesel phun vào buồng đốt tự bốc cháy Mô-men xoắn mà động diesel phụ thuộc vào tỷ lệ nhiên liệu - khơng khí, thay điều tiết khí nạp, động diesel phụ thuộc vào việc thay đổi lượng nhiên liệu phun tỷ lệ nhiên liệu - không khí thường cao Động Diesel có hiệu suất nhiệt cao (hiệu suất động cơ) động đốt đốt thực tế hệ số giãn nở cao và đốt cháy nghèo vốn cho phép tản nhiệt khơng khí dư thừa Động diesel tốc độ thấp (như sử dụng tàu ứng dụng khác trọng lượng tổng thể động tương đối không quan trọng) đạt hiệu suất hiệu lên tới 55% Động Diesel thiết kế theo chu kỳ hai bốn Chúng ban đầu sử dụng là thay hiệu so với động nước cố định Từ năm 1910, chúng sử dụng tàu ngầm tàu thủy Sau đó, cịn sử dụng đầu máy, xe tải, máy xây dựng và nhà máy điện Vào năm 1930, chúng dần bắt đầu sử dụng vài ô tô Kể từ năm 1970, việc sử dụng động diesel phương tiện đường xe địa hình lớn Mỹ tăng lên Động Diesel cho hiệu kinh tế động xăng, nhiên cịn hạn chế q trình sử dụng như: Thải khói đen lớn tăng tốc, tiêu hao nhiên liệu mức cao tiếng ồn lớn… Do đó, hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel đời lắp cho loại ô tô để giải vấn đề, nhược điểm động Diesel Trong động Diesel đại, áp suất phun thực cho vòi phun cách riêng lẽ, nhiên liệu áp suất cao chứa hộp chứa (Rail) và phân phối đến vịi phun theo u cầu Lợi ích vòi phun Common Rail làm giảm mức độ tiếng Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng piston: + Chiều dài khe hở ban đầu: 0.015 (m) + Áp suất trung bình là: 100000 (Pa) 108 (Pa) + Khe hở đường kính là: (mm) (mm) ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Leakage Hình 4-30 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Leakage Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng piston: + Chiều dài khe hở ban đầu: 0.011 (m) + Áp suất trung bình là: 100000 (Pa) 108 (Pa) + Khe hở đường kính là: (mm) (mm) ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Valve Hình 4-31 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Valve 66 Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thời gian bắt đầu mở: (ms) + Thời gian bắt đầu đóng: 1.8 (ms) + Hệ số tỷ lệ cho cột thứ 2: + Góc chân van lúc mở: Thời gian (ms) 0.138 (ms), diện tích (m2) 0.05892 (mm2) + Góc chân van lúc đóng: Thời gian (ms) 0.136 (ms), diện tích 0.05892 (mm2) (m2) ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử Control Piston Hình 4-32 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Piston Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Chọn Rigid Body (Thân cứng) + Khối lượng chuyển động: 10.7 (g) + Hành trình Piston (Độ nâng cực đại): 0.00021 (m) + Đường kính piston: Cuối đầu vào 4.3 (mm) cuối đầu 4.3 (mm) + Dữ liệu dừng piston: dừng đầu vào có độ cứng (N/m), giảm xóc (N.s/m) dừng đầu có độ cứng 1011 (N/m), giảm xóc 100000 (N.s/m) 67 ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử Needle Hình 4-33 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Needle Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Khối lượng chuyển động: 2.6 (g) + Đường kính hướng dẫn kim: 0.004 (m) + Đế kim: 0.0017 (m) ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Orifice Hình 4-34 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Orifice 68 Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng lỗ phun: + Đường kính lỗ phun: 0.16 (mm) + Đường kính vịi phun lỗ phun: 0.9 (mm) + Góc ghế kim phun: 55 (deg) + Hệ số cho cột thứ 2: Bảng 4-2 Độ nâng kim phun tiết diện lưu thông Needle lift my*A mm 0.022 0.045 0.067 0.09 0.112 0.135 0.157 0.178 0.2 0.22 0.35 mm2 0.0152 0.0279 0.039 0.0506 0.0608 0.0708 0.0774 0.0797 0.08 0.08 0.08 ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Spring) Hình 4-35 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Spring) 69 Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Lựa chọn hướng là hướng x + Tải ban đầu: 34 (N) + Độ cứng lò xo: 34900 (N/m) + Độ giảm chấn: 20 (N.s/m) ➢ Khai báo liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Piston Rod) Hình 4-36 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết khí (Needle Piston Rod) Đối với phần tử này, liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Lựa chọn hướng là hướng x + Tải ban đầu: (N) + Độ cứng lò xo: 2500000 (N/m) + Độ giảm chấn: 1000 (N.s/m) 4.3 Chạy chương trình tính tốn 4.3.1 Khai báo hộp thoại “điều khiển tính tốn” Trước hết, ta thực việc định nghĩa tiêu chuẩn điều khiển để phục vụ chạy tính tốn Bằng cách kích chọn Simulation/Control menu Pulldown nhấn nút , hộp thoại đầu vào liệu điều khiển mở Đầu tiên, ta chọn lĩnh vực mô là “Reference angle - Góc cam” 70 Hình 4-37 Hộp thoại liệu điều khiển Ta chọn tốc độ trục cam là 1000 vòng/phút Chọn tốc độ động cơ: loại động kỳ nên tốc độ động tương ứng là 2000 vòng/phút Chọn bước tính là số, với các: + Bước góc cam: 0.001 (độ) + Khoảng góc cam mơ phỏng: 720 (độ) + Số giá trị lưu: 300 giá trị Chọn loại hình xuất tệp tin thể tiến trình bài giải: loại GIDas 4.3.2 Chạy chương trình tính tốn Sau tất liệu đầu vào, điều kiện ban đầu, đầu ra, điều khiển tính tốn khai báo, việc tính tốn bắt đầu Để thực việc tính tốn ta chọn Simulation/Run menu Pulldown nhấn nút Nếu khơng có thơng báo lỗi xuất hình tức liệu nhập vào chấp nhận việc tính tốn bắt đầu Ngược lại GUI phát lỗi suốt q trình kiểm tra tính tương thích, thông báo lỗi xuất Trong tab Simulation menu Pulldown, việc chọn “View Logfile” ta xem cửa sổ thơng tin trạng thái chạy chương trình tính tốn bao gồm khuyến cáo thông báo lỗi Nếu khơng thơng báo lỗi dịng chữ 71 Completed xuất cửa sổ “Trạng thái - Status” tức là phép tính thực thành cơng Hình 4-38 Giao diện chương trình chạy 4.4 Xuất kết mô Cách xuất kết mô Trên Menu Pulldown chọn Simulation xuất cửa sổ ta chọn Show Results Hình 4-39 Giao diện cách xuất kết mô 72 Sau chọn Result xuất cửa sổ để hiển thị đồ thị hình bên dưới: Hình 4-40 Thư viện kết Kết hiển thị dạng đồ thị hàm thời gian góc quay tùy theo ta chọn Để hiển thị kết đồ thị ta cần nhấp đúp chuột trái vào phần tử muốn xem kết quả, kết hiển thị dạng đồ thị hình sau: Hình 4-41 Hiển thị kết 73 4.5 Đánh giá thay đổi thông số đến chất lượng phun nhiên liệu 4.5.1 Lưu lượng phun khối lượng nhiên liệu phun Hình 4-42 Lưu lượng kim phun Hình 4-43 Khối lượng nhiên liệu cho lần phun Hình mơ lượng phun nhiên liệu theo tốc độ quay động Dựa biểu đồ ta thấy, tốc độ quay khác lượng nhiên liệu phun chế độ hoạt động khác Do ECU phải tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến sau gửi tín hiệu điện áp điều khiển lượng phun nên khoảng thời gian để kim phun điều chỉnh lưu lượng phun chế độ hoạt động Cụ thể, sơ đồ theo số vòng quay thì: Ở mức 1000 rpm khối lượng nhiên liệu phun vào buồng đốt 0.0216 g/lần phun và lưu lượng lúc 6.021 mm3/deg và mức tiêu thụ nhiên liệu thấp tốc độ 74 Ở mức 2000 rpm động chạy mức tăng tốc lượng nhiên liệu lần phun tăng vọt lên đến 0.0327 g/lần phun, lưu lượng lúc 6.42 mm3/deg Đến mức 3000 rpm, lúc tốc độ tăng, tải tăng nên lượng nhiên liệu phun tăng so với 2000 rpm 0.037 g/lần phun lần phun và lưu lượng phun 6.3 mm3/deg Với 4000 rpm lúc này động hoạt động với công suất lớn động nhiệt cân nên lượng nhiên liệu phun lúc này tăng lên mức cao 0.042 g/lần phun và lưu lượng nhiên liệu qua kim phun lúc 6.15 mm3/deg Nhằm tránh gây hư tổn, gõ (do nhiệt), cung cấp đủ công suất cho đông hoạt động giúp cân phương tiện Trong thực tế, lượng nhiên liệu phun lần phun luôn đạt độ xác cao lần phun với lưu lượng nhiên liệu nhỏ, xảy sai sót dù tí khiển phương tiện khơng đạt chuẩn khí thải và khơng hoạt động chi tiết khí liên kết thiết kế xác chuẩn mực 4.5.2.Độ nhấc kim thời gian phun Hình 4-44 Độ nhấc kim Hình 4-45 Thời gian phun 75 Ta thấy vịng quay khác độ nhấc kim phun thời gian nhấc kim khác nhau, cụ thể: Ở 1000 rpm độ nhấc kim 0.2 mm thời gian nhấc kim 1.02 ms, với thời gian ngắn đồng nghĩa với lượng phun nhỏ (do lượng phun phụ thuộc vào thời gian nhấc kim phun), tốc độ trung bình nên lượng nhiên liệu phun thấp và là thời gian nhấc kim ngắn Ở 2000 rpm độ nhấc kim 0.26 mm thời gian nhấc kim 1.34 ms, độ nhấc thời gian nhấc kim cao 1000 rpm Ở 3000 rpm độ nhấc kim 0.264 mm thời gian nhấc kim 1.53 ms Ở 4000 rpm độ nhấc kim 0.266 mm thời gian nhấc kim 1.71 ms Dựa vào biểu đồ ta thấy với tốc độ cao hay tải nặng thời gian nhấc kim lâu, hay lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt nhiều để cung cấp đủ nhiên liệu cho động hoạt động với hiệu suất tối ưu mà không gây thiếu hay thừa nhiên liệu dẫn đến hư hỏng gây ô nhiễm môi trường Thời gian phun ngắn giúp cho lượng nhiên liệu phun vào có đủ thời gian để cháy hết giúp giảm lượng khói độc sinh Nhưng nhìn chung độ nhấc kim phun khơng có khác biệt lớn chế độ hoạt động 4.5.3 Áp suất buồng kim phun Hình 4-46 Áp suất buồng kim phun Ở hình thể áp suất ác buồng điều khiển, buồng chứa kim phun, buồng chứa nhiên liệu bơm và buồng van số vòng quay 2000 rpm Khi quan sát ta thấy áp suất buồng dao động quanh giá trị định 76 4.5.4 Áp suất đầu kim phun Hình 4-47 Áp suất nhiên liệu đầu kim phun Hình biểu thị rõ áp suất hoạt động nhiên liệu kim phun tốc độ khác cụ thể 1000rpm, 2000 rpm, 3000 rpm và 4000 rpm có áp suất nhiên liệu khác cụ thể 1000 rpm áp suất nhiên liệu phun thấp mức 825 (bar) Ở 2000 rpm áp suất nhiên liệu nhỉnh 1000 rpm và có giá trị 968.5 (bar) Ở 3000 rpm 1039 (bar), cao áp suất 4000 rpm 1046.6 (bar) Do chênh lệch tải (tốc độ động cơ) xe tốc độ thấp tải trung bình lượng nhiên liệu cấp vào thấp áp suất nhiên liệu phun thấp, với tốc độ cao áp suất phun càng lớn, tải lớn áp suất nhiên liệu và lượng nhiên liệu phun càng lớn theo 77 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 5.1 Kết luận Trong trình tìm hiểu và vận hành phần mềm AVL BOOST Hydsim để mô hệ thống nhiên liệu động Hyundai Santa Fe 2.2l 2014, ta thấy phần mềm AVL BOOST Hydsim là phần mềm dùng để mơ và tính tốn hệ thống nhiên liệu hiệu Nhờ phần mềm này nhận biết thêm ảnh hưởng thông số kết cấu, điều kiện vận hành, từ áp suất buồng cháy đến chất lượng phun nhiên liệu cho động Ta cịn thay đổi thơng số đầu vào, điều kiện ban đầu phần tử để tìm chất lượng phun tốt và tối ưu cho động Tuy nhiên việc mô chưa hoàn toàn xác so với thực nghiệm thực tế Từ việc mô hệ thống nhiên liệu Diesel cho động Hyundai Santa Fe 2.2l 2014, ta cịn nghiên cứu hệ thống cung cấp nhiên liệu khác là xăng, gas,… hệ thống khác cho động 5.2 Nhận xét Qua phân tích q trình mơ ta kết luận hệ thống nhiên liệu Common Rail Diesel có ưu điểm sau: - Tiêu hao nhiên liệu thấp - Phát thải ô nhiễm thấp - Động làm việc êm dịu, giảm tiếng ồn - Cải thiện tính động - Thiết kế phù hợp để thay cho động Diesel loại cũ sử dụng Động Diesel hệ “cũ”, trình làm việc hệ thống cung cấp nhiên liệu tạo tiếng ồn lớn Khi khởi động và tăng tốc đột ngột lượng khói đen thải lớn.Vì làm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm cao Ở hệ thống nhiên liệu Common Rail áp suất phun cao, phun thời điểm Mọi chế độ làm việc và động lúc thấp tốc mà áp suất phun không thay đổi Với áp suất cao, nhiên liệu phun càng tơi nên trình cháy càng Hệ thống Common Rail Diesel đời góp phần cải thiện nhiều cho tính động và tính kinh tế nhiên liệu mà lâu người sử dụng nhà bảo vệ mơi 78 trường mong đợi Nó tạo nên hướng nghiên cứu cho ngành Cơ khí Động lực, Giao thông,… nước Một ưu điểm Hệ thống nhiên liệu Common Rail hãng Bosch trình thiết kế nhằm mục đích thay cho hệ thống nhiên liệu Diesel cũ, tức việc bố trí thành phần và lắp đặt chúng động phù hợp với động tồn Hệ thống phun nhiên liệu Common rail cải thiện hiệu suất xe lên 15%, tùy thuộc vào cài đặt chế độ vận hành động đốt Trong trường hợp này, thông thường tác dụng phụ tính kinh tế động là giảm hiệu suất nó, trường hợp này, cơng suất động ngược lại tăng lên Lý cho điều này nằm chất lượng phân phối nhiên liệu xi lanh Mọi người biết hiệu suất động phụ thuộc trực tiếp không nhiều vào lượng nhiên liệu vào chất lượng hịa trộn với khơng khí Vì q trình vận hành động cơ, trình phun xảy phần nhỏ giây, nên nhiên liệu hịa trộn với khơng khí càng nhanh càng tốt 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] BOOST Hydsim Primer v.2013 [2] BOOST Hydsim Users Guide [3] Numerical Analysis of a Fuel Pump for an Aircraft Diesel Engine - The Authors, published by EDP Sciences, 2019 [4] Numerical model of common rail Electromagnetic fuel injector - Stasys Slavinskas, Gvidonas Labeckas, Irena Kanapkiene,Tomas Mickevicius, 2016 [5] https://en.wikipedia.org/wiki/Hyundai_R_engine#2.2_L_(D4HB) 80 ... hệ thống đa phần tử Trong động đốt trong, AVL BOOST HYDSIM dùng để mô cho hệ thống thủy lực như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống truyền động thủy lực Nhưng chủ yếu phần mềm ứng. .. dụng phần mềm AVL BOOST HYDSIM, chúng em tiến hành mô hệ thống nhiên liệu động Hyundai Santa Fe 2014, từ đưa phân tích, nhận xét trực quan hệ thống nhiên liệu Common rail nói chung hệ thống nhiên. .. 46 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG COMMON RAIL CỦA ĐỘNG CƠ SANTA FE VỚI AVL BOOST HYDSIM 48 4.1 Xây dựng mơ hình mơ hệ thống nhiên liệu Common Rail động Hyundai Santa Fe 2014