Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun của kim phun diesel cao áp báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun kim phun diesel cao áp Mã số đề tài: 19.1ĐL01 Chủ nhiệm đề tài: TS Võ Tấn Châu Đơn vị thực hiện: Khoa Cơng Nghệ Động Lực Tp Hồ Chí Minh, 05/2021 LỜI CÁM ƠN Nhóm nghiên cứu trân trọng cảm ơn Trường Đại học Công Nghiệp TP HCM cấp kinh phí thực đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun kim phun diesel cao áp” Chúng cảm ơn khoa Công Nghệ Động Lực, Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM hỗ trợ nhóm q trình thực đề tài nghiên cứu Đồng thời, xin cảm ơn em sinh viên Khoa Công Nghệ Động Lực hỗ trợ hồn thành cơng việc chế tạo thực nghiệm đề tài Nhóm nghiên cứu cảm ơn Phòng Quản lý Khoa học & Hợp tác Quốc tế hỗ trợ, hướng dẫn mặt thủ tục q trình thực đề tài Nhóm nghiên cứu cảm ơn TS Trần Đăng Long-Trường Đại học Bách khoa TPHCM, ThS Huỳnh Bá Vang-Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng góp ý, hỗ trợ nhóm hoàn thành đề tài nghiên cứu MỤC LỤC I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: 1.2 Mã số: 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài 1.4 Đơn vị chủ trì: 1.5 Thời gian thực hiện: 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: II Kết nghiên cứu 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Mục tiêu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.4 Tổng kết kết nghiên cứu 2.5 Đánh giá kết đạt kết luận 49 2.6 Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) 49 III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 51 3.1 Kết nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3) 51 3.2 Kết đào tạo 51 IV Tình hình sử dụng kinh phí 52 V Kiến nghị (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) 52 VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) 52 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Diesel fuel injection pump tester Hình 2: Sơ đồ hệ thống đo đặc tính lưu lượng phun nhiên liệu [11] 10 Hình 3: Sơ đồ minh hoạt nguyên lý đo lưu lượng 12 Hình 4: High pressure pump test CRD-3000 (Korea) 13 Hình 5: Băng thử Common rail injector tester CRDI-100 (Korea) CRD 2000 (China) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM 14 Hình 6: Băng thử Common rail injector tester CRD 2000 (Korea) Trường Đại học Trần Đại Nghĩa TPHCM 14 Hình 7: Băng thử injector tester TST-C75 (China) Trường Đại học Công Nghiệp TPHCM 15 Hình 8: High pressure pump test CR318 (Hience-China) 16 Hình 9: Sơ đồ kết nối hệ thống cung cấp nhiên liệu phun áp suất cao 17 Hình 10: Biểu đồ công suất motor bơm cao áp HP3 18 Hình 11: Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống tạo nhiên liệu áp suất cao 19 Hình 12: Sơ đồ thuật toán điều khiển kim phun diesel điện tử 20 Hình 13: Sơ đồ hệ thống kết nối điều khiển kim phun diesel điện tử 21 Hình 14: Sơ đồ điều khiển EDU 21 Hình 15: Sơ đồ thiết kế mạch tích hợp điều khiển kim phun diesel điện tử solenoid mạch điều khiển tạo nhiên liệu áp suất cao 22 Hình 16: Sơ đồ mạch in (gia cơng) tích hợp điều khiển kim phun diesel điện tử solenoid mạch điều khiển tạo nhiên liệu áp suất cao 22 Hình 17: kim phun diesel điện tử solenoid 23 Hình 18: Sơ đồ tổng quan hệ thống đo lưu lượng kim phun nhiên liệu cao áp common rail 24 Hình 19: Giao diện hiển thị điều khiển hoạt động hệ thống đo lưu lượng 24 Hình 20: Mạch điều khiển nút nhấn kích hoạt kim phun 25 Hình 21: Mạch điều khiển nút nhấn kích hoạt kim phun sau gia công 26 Hình 22: Cảm biến hiển thị áp suất buồng nhiên liệu 26 Hình 23: Cảm biến áp suất động AVL GU12P [35] 27 Hình 24: Thiết bị khuếch đại charge amplifier Kistler 5010B 28 Hình 25: Thiết bị đo dao động tín hiệu Tektronix Oscilloscope [37] 28 Hình 26: Thiết kế 3D cụm buồng đo áp suất nhiên liệu 30 Hình 27: Mặt cắt cụm buồng đo áp suất nhiên liệu 30 Hình 28: Chia lưới buồng đo tính bền Solidworks 32 Hình 29: Ứng suất buồng chứa nhiên liệu áp suất nén 250bar 32 Hình 30: Buồng đo chi tiết gia công CNC 33 Hình 31: Lắp đặt buồng đo nhiên liệu 34 Hình 32: Thiết kế lắp đặt 3D cụm hệ thống tạo áp suất cao 35 Hình 33: Lắp đặt cụm bơm cao áp sau gia công 36 Hình 34: Thiết kế lắp đặt 3D cụm hệ thống buồng đo lưu lượng 36 Hình 35: Lắp đặt thực tế cụm buồng đo lưu lượng 37 Hình 36: Bố trí chung hệ thống hiển thị tín hiệu áp suất 37 Hình 37: Đồ thị áp suất nén hệ thống 38 Hình 38: Kết độ tăng áp suất buồng đo sau phun nhiên liệu (2.5ms) 39 Hình 39: Màn hình quan sát hoạt động hệ thống nén áp suất cao 40 Hình 40: Tín hiệu thời gian mở kim phun (chế độ phun lần), điện áp kích kim độ tăng áp suất buồng đo 800bar rail, 2.5ms 40 Hình 41: Sơ đồ minh hoạ chiến thuật phun nhiên liệu [40] 41 Hình 42: Sơ đồ minh hoạ chiến thuật phun nhiên liệu chế độ 2.5ms 41 Hình 43: Tín hiệu thời gian mở kim phun: a Chế độ phun lần, b Chế độ phun lần, c Chế độ phun lần 42 Hình 44: Tín hiệu mở kim phun (a) tín hiệu điện áp mở kim phun (b) chế độ vệ sinh kim phun (1000 lần phun, 2.5s) 43 Hình 45: Tín hiệu đồng liệu xử lý excel 44 Hình 46: Xử lý tín hiệu nhiễu áp suất kim phun buồng đo Zuech 44 Hình 47: Xử lý tín hiệu nhiễu tốc độ phun nhiên liệu (Injection rate) 45 Hình 48: Đồ thị đặc tính phun nhiên liệu (Injection rate) 46 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thông số kỹ thuật Common rail injector tester CRDI-100 CR-NT815 15 Bảng 2: Thông số kỹ thuật Common rail injector tester CRD-2000 TST-C45 16 Bảng 3: Thông số kỹ thuật bơm cao áp Denso HP3 [27] 17 Bảng 4: Thông số kỹ thuật truyến đai, puly 18 Bảng 5: Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất tĩnh Daho EDS 305 hiển thị 26 Bảng 6: Thông số kỹ thuật cảm biến áp suất AVL GU12P 27 Bảng 7: Thông số kỹ thuật mạch khuếch đại Kistler charge amplifier 5010B [35] 29 Bảng 8: Bảng điều kiện tính tốn bền buồng chứa 31 Bảng 9: Bảng điều kiện thử nghiệm hệ thống nén nhiên liệu áp suất cao 38 Bảng 10: Bảng điều kiện thử nghiệm rò rỉ hệ thống buồng đo nhiên liệu 39 I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun kim phun diesel cao áp 1.2 Mã số: 19.1ĐL01 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài Khoa Công Nghệ Động Lực, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM Chủ nhiệm đề tài TS Võ Tấn Châu Khoa Công Nghệ Động Lực, ThS Nguyễn Quốc Sỹ Trường Đại học Công nghiệp TPHCM Thành viên Khoa Cơ Khí Động Lực, ThS Trần Văn Nguyện Trường Cao đẳng Công thương TPHCM Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Cơng Nghệ Động Lực, Trường Đại học Công nghiệp TPHCM 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 10 năm 2019 đến tháng 10 năm 2020 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng 04 năm 2021 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 10 năm 2019 đến tháng 04 năm 2021 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 96.019 triệu đồng II Kết nghiên cứu 2.1 Đặt vấn đề Động diesel sử dụng nhiều giới hiệu suất nhiệt cao Tuy nhiên, khí thải từ động diesel vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng tới mơi trường tiêu chí quan trọng sản xuất ô tô sử dụng động đốt Quá trình cháy động diesel ngun nhân hình thành khí thải chủ yếu điều khiển trình phun nhiên liệu Vì vậy, nghiên cứu đặc tính phun nhiên liệu kim phun để đánh giá tác động lượng phun nhiên liệu ban đầu q trình hịa trộn với khơng khí hình thành nên hỗn hợp hịa khí ảnh hưởng liên tiếp tới bùng cháy động cơ, sau nhiệt độ q trình cháy, khí thải động cơ, công suất động cấp thiết Bên cạnh đó, q trình hoạt động điều kiện thực tiễn, với chế độ vận hành thay đổi liên tục, kim phun diesel động cơ, ô tô xảy hư hỏng rò rỉ kim phun, cháy cụm điều khiển điện tử, nghẹt kim phun… Xem xét thực tế gara tơ, phịng thí nghiệm-xưởng thực hành tơ, đại lý bảo dưỡng-sửa chữa ô tô… hệ thống kiểm tra kim phun điện tử common rail (Diesel common rail injection pump test bench) sử dụng phổ biến kiểm tra tính hoạt động ổn định kim phun động (tình trạng kỹ thuật kim phun, rò rỉ nhiên liệu kim phun), sử dụng áp suất cao nhiên liệu tạo hệ thống nén áp suất cao (400bar2000bar) để xúc rửa kim phun Tuy nhiên, hệ thống thiết bị nhập hồn tồn với giá tiền lớn Hình thiết bị test kim phun nhập từ Hàn Quốc Hình 1: Diesel fuel injection pump tester Do đó, cơng trình bước đầu nghiên cứu chế tạo hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun nhiên liệu diesel áp suất cao điều kiện mô hoạt động hệ thống phun dầu diesel common-rail Hệ thống thiết kế tạo nhiên liệu áp suất cao, chủ động điều khiển chế độ phun nhiên liệu điện tử, thời gian phun nhiên liệu đo đặc tính phun nhiên liệu dựa nguyên lý chênh lệch áp suất nhiên liệu phun kết hợp sử dụng cảm biến áp suất để xác định độ tăng áp suất hệ thống buồng đo kín nén nhiên liệu Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng cụm hệ thống cung cấp áp suất nhiên liệu cao (lên tới 1600bar), cụm hệ thống điều khiển chủ động chế độ kim phun điện tử (chiến thuật phun nhiên liệu) cụm hệ thống buồng đo kín xác định đặc tính phun nhiên liệu (thời điểm phun nhiên liệu, chiều dài phun nhiên liệu thực tế, tốc độ dòng phun, lượng nhiên liệu phun, hiệu suất kim phun nhiên liệu,…) 2.2 Mục tiêu a Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu chế tạo hệ thống đo đặc tính lưu lượng tia phun nhiên liệu áp suất cao điều kiện hoạt động tương tự hệ thống nhiên liệu common-rail b Mục tiêu cụ thể: - Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển cung cấp ổn định áp suất phun cao áp với dãy áp suất từ 600bar tới 1600bar - Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển kim phun có khả thay đổi đa dạng chiến thuật phun (1 lần, lần, nhiều lần), thời điểm phun khoảng thời gian phun điều khiển xác - Thiết kế chế tạo hệ thống đo lưu lượng phun nhiên liệu áp suất cao 2.3 Phương pháp nghiên cứu TT Các nội dung, công việc chủ yếu Phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận Kết đạt 4.1 Tổng quan ứng dụng Phân tích nghiên cứu đặc tính tia tổng hợp phun động diesel phun dầu điện tử phương pháp đo lưu lượng tia phun Tìm kiếm thu thập Báo cáo phân tài liệu tham khảo tích tổng quan ứng dụng 4.2 Tổng quan thiết bị Phương pháp kiểm tra kim phun diesel khảo sát áp suất cao Tìm kiếm thu thập Báo cáo phân tài liệu tham khảo tích tổng quan thiết bị 4.3 Cơ sở lựa chọn bơm cao Phương pháp áp, motor điện tính tốn, phân tích Tính tốn thơng số đặc tính motor Báo cáo sở lựa chọn thiết bị 4.4 Thiết kế mạch điều khiển Phương pháp bơm cao áp kim phun thiết kế, phân điện tử tích, chế tạo Tham khảo tài liệu thiết kế, chế tạo mạch Nguyên lý điều khiển mạch điều khiển kim phun diesel điện tử Nguyên lý điều khiển mạch điều khiển bơm nhiên liệu nén áp suất cao 4.5 Xây dựng hệ thống thu Tìm hiểu thập tín hiệu hiển thị thiết kế hệ thống thu hoạt động thập tín hiệu Tham khảo tài liệu hướng dẫn thiết kế hệ thống thu thập tín hiệu Phần mềm điều khiển hiển thị hoạt động 4.6 Thiết kế 3D gia công Phương pháp chế tạo, lắp ráp buồng đo thiết kế, gia áp suất nhiên liệu công chế tạo Tham khảo tài liệu, thiết kế 3D chi tiết, xuất vẽ kỹ thuật Tập vẽ tiêu chuẩn kỹ thuật Thử nghiệm phân tích Lắp ráp cụm, kết nối hệ thống lập bảng điều kiện thử nghiệm Số liệu thử nghiệm phân tích đánh giá hoạt động hệ thống 4.7 Thử nghiệm phân tích số liệu Buồng đo chế tạo 2.4 Tổng kết kết nghiên cứu 2.4.1 Tổng quan nghiên cứu đặc tính tia phun động diesel phun dầu điện tử phương pháp đo lưu lượng tia phun a) Tình hình nghiên cứu quốc tế Ngày với phát triển cơng nghiệp, nhu cầu vận chuyển hàng hóa phương tiện giao thông ngày tăng Đặc biệt động Diesel sử dụng rộng rãi động xăng có hiệu suất nhiệt cao Tuy nhiên khí thải tạo từ động diesel (NOx, CO, SOOT, HC, …) vấn đề quan tâm liệt, tác động trực tiếp đến ô nhiễm mơi trường sức khỏe người Vì tiêu chuẩn khí thải ngày cao đưa quốc gia giới áp dụng Việc quy định áp dụng tiêu chuẩn khí thải thúc đẩy nhà khoa học công ty sản xuất ô tô cải tiến công nghệ phun nhiên liệu giúp làm giảm lượng khí thải tạo Tác giả D Wang ctg (2017) [1], F Mallamo ctg (2014) [2], M Badami ctg (2001) [3] nghiên cứu việc thay đổi chiến lược phun (phun lần, phun lần, phun lần) đồng thời kết hợp chiến thuật phun với cơng nghệ hồi lưu khí thải EGR (Exhaust Gas Recirculation) động diesel kết luận viêc thay đổi chiến thuật phun nhiều lần giúp làm giảm lượng khí thải NOx (0.1g/kWh), PM giảm tiếng ồn động gây Đồng quan điểm với nghiên cứu ảnh hưởng chiến thuật phun nhiên liệu nhiều lần đến hàm lượng khí thải động diesel, nghiên cứu tác dụng chiến thuật phun nhiều lần động diesel hệ thứ xe du lịch tác giả G M Bianchi & P Pelloni (2004) [4] cho thấy chiến thuật phun nhiều lần có hiệu việc giảm hình thành NOx, SOOT Nghiên cứu điều  Cụm hệ thống điều khiển hiển thị Chức cụm hệ thống điều khiển, hiển thị ghi nhận giá trị đo trình vận hành Hình 39 giao diện theo dõi trình nén áp suất hệ thống cao áp nhằm xác định độ hoạt động ổn định hệ thống có đạt giá trị áp suất nén mong muốn Khi đảm bảo giá trị áp suất nén tích áp đạt giá trị điều khiển mong muốn theo tính tốn quan sát giá trị áp suất buồng đo Zuech, người điều khiển kích hoạt nút nhấn để kim phun nhiên liệu vào buồng đo Hình 39: Màn hình quan sát hoạt động hệ thống nén áp suất cao Phụ thuộc vào yêu cầu người sử dụng mà chiến thuật phun nhiên liệu lựa chọn phun lần, phun nhiều lần, hay chế độ xúc rửa-vệ sinh kim phun Khi nút nhấn kích Điện áp kim phun Xung tín hiệu thời gian phun Áp suất buồng đo Hình 40: Tín hiệu thời gian mở kim phun (chế độ phun lần), điện áp kích kim độ tăng áp suất buồng đo 800bar rail, 2.5ms 40 hoạt, kim phun nhận tín hiệu từ EDU truyền tới kích kim Tín hiệu điều khiển thời gian phun nhiên liệu buồng đo điện áp kích kim ghi nhận oscilloscope hình 40 Hình 41: Sơ đồ minh hoạ chiến thuật phun nhiên liệu [39] Hình 41 sơ đồ minh hoạ chiến thuật phun chế độ phun lần, lần, lần từ nghiên cứu tác giả How H.G ctg [39] nhằm đánh giá ảnh hưởng thời điểm phun chiến thuật phun tới công suất, khí thải q trình cháy động diesel sử dụng nhiên liệu biodiesel Trong đề tài nghiên cứu phát triển cụm hệ thống điều khiển kim phun này, nhóm kiểm tra khả điều khiển linh hoạt kim phun hệ thống tín hiệu chế độ phun 2.5ms chiều dài phun, số lần phun lần, lần, lần minh hoạ hình 42 Kết điều khiển hệ thống thu nhận tín hiệu ghi nhận trình bày hình 43 Hình 42: Sơ đồ minh hoạ chiến thuật phun nhiên liệu chế độ 2.5ms 41 a b c Hình 43: Tín hiệu thời gian mở kim phun: a Chế độ phun lần, b Chế độ phun lần, c Chế độ phun lần 42 Hình 44 minh hoạ tín hiệu chế độ phun 1000 lần áp suất phun 800bar nhằm xúc rửa vệ sinh kim phun Ở chế độ với mục đích xúc rửa kim phun, hệ thống không phun nhiên liệu vào buồng đo áp suất Zuech mà phun nhiên liệu vào ống chứa với mức chia theo thể tích (a) Tín hiệu điều khiển mở kim phun (b) Tín hiệu điện áp mở kim phun Hình 44: Tín hiệu mở kim phun (a) tín hiệu điện áp mở kim phun (b) chế độ vệ sinh kim phun (1000 lần phun, 2.5s) 43  Phân tích đặc tính lưu lượng tia phun nhiên liệu Sau kim phun kích hoạt phun nhiên liệu vào buồng đo Zuech (đã nén nhiên liệu với áp suất tương tự áp suất cuối kỳ nén động diesel theo mục đích nghiên cứu), hệ thống thu thập tín hiệu ghi nhận độ tăng áp suất nhiên liệu buồng đo oscilloscope đồng tín hiệu theo thời gian thực (cùng trigger) minh hoạ hình 40 Dữ liệu ghi nhận với tốc độ 200.000 điểm đo/test Dữ liệu lưu file excel dùng để phân tích số liệu hình 45 Hình 45 liệu ghi nhận từ Hình 45: Tín hiệu đồng liệu xử lý excel Hình 46: Xử lý tín hiệu nhiễu áp suất kim phun buồng đo Zuech 44 oscilloscope xuất đồ thị excel điều kiện đo áp suất phun nhiên liệu 800bar, tín hiệu thời gian phun 2.5ms, áp suất buồng đo Zuech 45bar Tín hiệu điện áp áp suất nhiên liệu từ kim phun vào buồng đo Zuech đo cảm biến piezo-electric transducer sensor AVL GU12P có tín hiệu nhiễu Vì vậy, tín hiệu lọc nhiễu thuật tốn Bessel lowpass filter hình 46 Hình 47 đồ thị tốc độ phun nhiên liệu (injection rate) trình xử lý tín hiệu nhiễu thuật tốn lọc nhiễu Bessel lowpass filter Hình 48 đồ thị đặc tính tốc độ phun (injection rate) với đặc tính tia phun nhiên liệu kim phun [13], [40] gồm: • Độ trễ kim phun (Hydraulic injection delay): Được tính từ thời điểm truyền tín hiệu kích hoạt điện áp cao phun nhiên liệu tới nhiên liệu phun vào buồng đo (thời điểm đường cong injection rate từ giá trị âm trở giá trị 0) • Khoảng thời gian phun nhiên liệu (Effective injection duration): khoảng thời gian từ lúc nhiên liệu thực tế phun vào buồng đo (SOI) tới lúc kim phun đóng (EOI) ghi nhận đường cong injection rate • Injection quantity: Sử dụng phương pháp Simson 1/3 numerical method để tính diện tích tổng đồ thị injection rate [40] • Tốc độ phun trung bình (Average injection rate): định nghĩa tỉ số diện tích bên đồ thị khoảng thời gian phun thực tế • Vùng chuyển đổi (transitional zone) mở đóng kim phun (Opening slope, closing slope): định nghĩa khoảng thời gian từ lúc mở kim tới lúc tia phun đạt giá trị ổn định (fully needle opening) Hình 47: Xử lý tín hiệu nhiễu tốc độ phun nhiên liệu (Injection rate) 45 • Discharge coefficient: tỉ số lượng phun thực tế đồ thị injection rate (injection quantity) lượng phun lý thuyết (phương trình (3)) Hình 48: Đồ thị đặc tính phun nhiên liệu (Injection rate) (SOE: Start of energizing; SOI: Start of injection; EOI: End of injection) Nhìn chung, đồ thị tốc độ tia phun (injection rate) thu từ hệ thống thiết bị có xu hướng tương tự kết nghiên cứu khoa học khác [7], [10], [11], [12], [13], [19], [40] Từ đồ thị đặc tính này, nghiên cứu liên quan đến ảnh hưởng đặc tính loại nhiên liệu khác nhau, loại kết cấu kim phun khác nhau, thơng số vận hành q trình phun nhiên liệu khác nghiên cứu đánh giá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Denso_Common_rail_system_for_Toyota_Avensis [2] F Mallamo, M Badami, Millo, “Application of the Design of Experiments and Objective Functions for the Optimization of Multiple Injection Strategies for Low Emissions in CR Diesel Engines”, SAE Technical, paper 2004 [3] M Badami, F Millo, D D D’Amato, “Experimental Investigation on Soot and NOx Formation in a DI Common Rail Diesel Engine with Pilot Injection”, JOURNAL OF ENGINES,Vol 110, Section 3, pp 663-674, 2001 [4] G M Bianchi, P Pelloni, “Numerical Analysis of Passenger Car HSDI Diesel Engines with the 2nd Generation of Common Rail Injection Systems: The Effect of Multiple Injections on Emissions”, Gas Turbines Power, pp 874-885, 2004 [5] Jinwoo Lee, Jinwoog Jeon, Jungseo Park and Choongsik Bae, “Effect of Multiple Injection Strategies on Emission and Combustion Characteristics in a Single Cylinder Direct-Injection Optical Engine”, SAE Technical, 2009 46 [6] Yi Liu and Rolf D Reitz, “Optimizing HSDI Diesel Combustion and Emissions Using Multiple Injection Strategies”, SAE Technical, 2005 [7] Sakthivel Gnanasekaran, N Saravanan, M Ilangkumaran, “Influence of injection timing on performance, emission and combustion characteristics of a DI diesel engine running on fish oil biodiesel”, Energy, Elsevier, vol 116(P1), pp 1218-1229, 2016 [8] R Payri, J Gimeno, R Novella, G Bracho, “On the rate of injection modeling applied to direct injection compression ignition engines”, International journal of engine research, 2016, doi: 10.1177/1468087416636281 [9] G Yu, L Li, J Deng, Z Zhang, L Yu, “Research on the Effect of the Parameters of CommonRail System on the Injection Rate”, SAE-China, FISITA (eds) Proceedings of the FISITA 2012 World Automotive Congress, doi: 10.1007/978-3-642-33841-0_30 [10] J Hwang, H Kal, M Kim, J Park, et al., “Effect of Fuel Injection Rate on Pollutant Emissions in DI Diesel Engine”, SAE Technical Paper 1999-01-0195, 1999, doi:10.4271/1999-01-0195 [11] R Munsin, Y Laoonual, S Jugjai, et al., “Effect of glycerol ethoxylate as an ignition improver on injection and combustion characteristics of hydrous ethanol under CI engine condition”, Energy Conversion and Management, Elsevier, Vol 98, 2015 [12] Lucio Postrioti, Giacomo Bu[12][11]itoni, Francesco C Pesce, Claudio Ciaravino., “Zeuch method-Based injection rate analysis of a common-rail system operated with advanced injection strategies”, Fuel 128, p 188-198, 2014 [13] Prathan Srichai, Pop-Pail Ewphun, Chinda Charoenphonphanich, et al., “Injection characteristics of palm methyl ester blended with diesel using zuech’s chamber”, International journal of automotive technology, vol.19, No.3, pp 535-545, 2018 [14] Bosch common rail fuel injection system, Service and support, Nosch Limited, 2019 [15] A Tuan Hoang, M Tuan Pham., “Influences of heating temperatures on physical properties, spray characteristics of bio-oils and fuel supply system of a conventional diesel engine”, international journal on advanced science engineering information technology, Vol 8, 2018 [16] A Tuan Hoang, A Tuan Le., “A review on deposit formation in the injector of diesel engines running on biodiesel”, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, DOI: 10.1080/15567036.2018.1520342, 2018 [17] P Van Viet, “Research on the application of diesel-RK in the calculation and evaluation of technical and economic criteria of marine diesel engines using the unified ULSD and biodiesel blended fuel”, Journal of Mechanical Engineering Research and Development (JMERD), doi: 10.26480/jmerd.02.2019.87.97, 2019 [18] Arcoumanis, C., Baniasad, M Analysis of consecutive fuel injection rate signal obtained by the Zuech and Bosch method SAE-Journal of Engines 102, 3, 93021, 1993 [19] Dernotte J, Hespel C, Foucher F, Mounaim-Rousselle C Influence of physical fuel properties on the injection rate in a diesel injector Fuel 96, 153–160, 2012, doi: 10.1016/j.fuel.2011.11.073 [20] http://thietbisun.vn/thiet-bi-dung-cu-sua-chua-dong-co-dau/thiet-bi-kiem-tra-kim-phun common-rail-diesel-crdi-100-nvitt313k2791.htm; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [21] https://thietbietek.com/thiet-bi-kiem-tra-kim-va-bom-common-rail; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [22] https://www.tahience.com/product/High-pressure-common-rail-test-Bench-CR318-92.html; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [23] http://dieselland.eu/cruis-test-bench-for-testing-cr-injectors/; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [24] http://dieselevante.biz/common_rail_injector_testing.html; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [25] Instruction manual of Common rail injector tester CRDI-100, Koeng Co., Ltd, Korea [26] https://www.worldtst.com/show-1.html; Ngày kiểm tra 15/05/2021 47 [27] Denzo, “Common rail system (CRS) service manual: Generation edition”, Denzo Cooperation, 2008 [28] Tony Kitchen, “Common rail diesel fuel systems”, Technical Overview of AK Training [29] Timothy J Okkema, “Design and implementation of a mobile test cell”, Master's Thesis, Michigan Technological University, (2015) [30] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, “Thiết kế chi tiết máy”, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 2005 [31] ISUZU N-Series 4HK1 Engine, Common Rail System (CRS) Service Manual, Denzo, 2011 [32] http://www.daho.co.kr/en/product/list.php?code=5020; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [33] https://www.industrialindia.com/catalogs/Digital_Process_Indicator/Digital-Process-IndicatorSelectron-PIC152.pdf; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [34] https://www.avl.com/pressure-sensors-for-combustion-analysis1?; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [35] https://testequipment.center/Product_Documents/Kistler-5010-Specifications-8B480.pdf; Ngày kiểm tra 15/05/2021 [36] Tektronic TBS2000 Series Oscilloscope, User manual, no 077-1147-01 [37] Glenn R Bower, David E Fosster, “A Comparison of the Bosch and Zuech Rate of Injection Meters”, SAE technical paper, 1991 [38] Anthony Phan, “Development of a rate of injection bench and constant volume combustion chamber for diesel spray diagnostics”, graduate thesis and dissertation, Iowa state University, 2009 [39] H.G How, H.H Masjuki, M.A Kalam, Y.H Teoh, “Influence of injection timing and split injection strategies on performance, emissions, and combustion characteristics of diesel engine fueled with biodiesel blended fuels”, Fuel, Vol 213, 2018 [40] H Dong, D Yaozong, W Chunhai, L He, Zhen Huang, Experimental study on injection characteristics of fatty acid esters on a diesel engine common rail, Fuel 123, 19-25, 2014 [41] https://atozmath.com/example/CONM/NumeInte.aspx?he=e&q=S13; Ngày kiểm tra 15/05/2021 48 2.5 Đánh giá kết đạt kết luận - 01 báo Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Trường ĐH Cơng Nghiệp TPHCM (pp.5969, Vol 40, 2019, ISSN:2525-2267) - 01 hệ thống cung cấp điều khiển độc lập lập áp suất phun nhiên liệu - 01 hệ thống điều khiển kim phun diesel điện tử - 01 hệ thống xác định đặc tính lưu lượng nhiên liệu kim phun điện tử áp suất cao thu thập tín hiệu - 01 tập vẽ thiết kế hệ thống cung cấp áp suất nhiên liệu hệ thống chế tạo buồng đo áp suất nhiên liệu Như vậy, kết đáp ứng đầy đủ yêu cầu kết nghiên cứu công bố theo nhiệm vụ nghiên cứu khoa học đặt đề tài 2.6 Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Động diesel sử dụng hệ thống cung cấp nhiên liệu có áp suất phun nhiên liệu thấp (120bar÷250bar) thường tạo nhiều khí thải độc hại (CO, HC, NOx), đặc biệt muội than (soot) Do việc tạo áp suất phun nhiên liệu cao thay đổi thời điểm phun nhiên liệu, số lần phun nhiên liệu góp phần giúp tia phun diesel dễ hồ trộn với khơng khí nóng xilanh để q trình cháy hiệu giảm ô nhiễm môi trường Đề tài nghiên cứu nhằm xây dựng hệ thống xác định đặc tính lưu lượng phun nhiên liệu diesel áp suất cao điều kiện mô hoạt động hệ thống phun dầu điện tử diesel common-rail Hệ thống thiết kế tạo nhiên liệu áp suất cao từ 400bar tới 1600bar với sai số giới hạn 7.62%, chủ động điều khiển chế độ phun nhiên liệu điện tử, điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu xác đo đặc tính tốc độ phun nhiên liệu dựa nguyên lý chênh lệch áp suất Zuech method nhiên liệu phun kết hợp sử dụng cảm biến áp suất để xác định độ tăng áp suất hệ thống buồng đo kín nén nhiên liệu Hệ thống chế tạo tiền đề phát triển cho nghiên cứu chuyên sâu liên quan đến ứng dụng nhiên liệu sinh học (biodiesel) để so sánh đánh giá đặc tính phun nhiên liệu với dầu diesel khía cạnh ảnh hướng tới cơng suất khí thải động Đồng thời, hệ thống chế tạo từ nghiên cứu mở hướng ứng dụng thực tiễn cho sở sửa chữa, đào tạo tơ để sử dụng hệ thống vệ sinh xúc rửa kim phun The diesel engines using the fuel supply system with low fuel injection pressure (120bar ÷ 250bar) often release a lot of harmful emissions such as CO, HC, NOx, especially soot Therefore, the development of high fuel injection pressure system along with adjusting fuel injection timings, injection strategies will help the diesel spray to easily mix into the compressed air in the cylinder in order to stimulate combustion process more effectively and reduce toxic exhaust gas emissions This work aims to design and fabricate the measurement system of high-pressure fuel injection flow rate under simulated conditions of the commonrail diesel injection system The system is able to generate high fuel pressure ranging from 400bar to 1600bar within ± 7.62% in error, actively controls injection modes, adjust injection timing, injection duration, and measures injection rate based on Zuech’s differential pressure measurement method in combination with using piezo-electric transducer sensor to determine 49 the level of pressure rising in the compressed hydraulic fuel chamber The fabricated system is the preliminary development for in-depth researches related to the application of biodiesel compared with diesel fuel in the investigation on the fuel injection characteristics in terms of engine performance and exhaust emissions At the same time, the system from this research also reveals practical application directions for automobile repair and training centers that they can utilize the system in injector cleaning 50 III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Tên sản phẩm TT Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt Hệ thống cung cấp điều Cung cấp áp suất Cung cấp áp suất khiển độc lập áp suất phun dãy 600bar tới dãy từ 400bar tới nhiên liệu 1600bar 1600bar Hệ thống điều khiển kim phun diesel điện tử Điều khiển linh hoạt Chủ động điều khiển kim phun điện tử chế độ phun chế độ phun phun lần, lần, lần, chế độ vệ sinh xúc rửa kim phun Hệ thống xác định đặc tính lưu lượng nhiên liệu kim phun điện tử áp suất cao thu thập tín hiệu Thu nhận tín hiệu cảm biến q trình phun nhiên liệu từ buồng đo Có thể ghi nhận tín hiệu cảm biến trình phun nhiên liệu vào buồng đo Bản vẽ hệ thống cung cấp áp suất nhiên liệu độc lập tốc độ động Đúng yêu cầu kỹ thuật vẽ có khả chế tạo sản xuất Đầy đủ kích thước thực tế Bản vẽ hệ thống chế tạo buồng đo áp suất phun nhiên liệu Đúng yêu cầu kỹ thuật vẽ có khả chế tạo sản xuất Đầy đủ kích thước thực tế Bài báo tạp chí IUH Tạp chí khoa học công nghệ IUH Đã xuất Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chấp nhận có ghi nhận địa cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định - Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm phần phụ lục minh chứng cuối báo cáo (đối với ấn phẩm sách, giáo trình cần có photo trang bìa, trang trang cuối kèm thông tin định số hiệu xuất bản) 3.2 Kết đào tạo Thời gian Tên đề tài TT Họ tên thực đề tài Tên chuyên đề NCS Đã bảo vệ Tên luận văn Cao học Nghiên cứu sinh Học viên cao học Sinh viên Đại học 51 Ghi chú: - Kèm photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn;( thể phần cuối báo cáo khoa học) IV Tình hình sử dụng kinh phí T T A B Nội dung chi Chi phí trực tiếp Th khốn chun mơn Ngun, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ thuê Hội nghị, hội thảo, thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phịng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số Kinh phí duyệt (triệu đồng) Kinh phí thực (triệu đồng) 24.5 24.5 67.519 67.507 0.5 3.5 0.5 3.5 96.019 96.007 Ghi V Kiến nghị (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) Đề xuất khoa Công Nghệ Động Lực cho phép sử dụng hệ thống cho nghiên cứu phát triển VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Tập vẽ kỹ thuật 2D hệ thống, code lập trình điều khiển hệ thống (Đính kèm Phụ Lục A) Giấy chấp nhận đăng tạp chí Khoa học Cơng nghệ IUH (Đính kèm phụ lục B) Tp HCM, ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài Phịng QLKH&HTQT KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC Trưởng Khoa (Họ tên, chữ ký) 52 PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (báo cáo tổng kết sau nghiệm thu, bao gồm nội dung góp ý hội đồng nghiệm thu) Hoàn thiện chỉnh sửa thuyết minh với góp ý từ hội đồng nghiệm thu, cụ thể nội dung: Bổ sung mục lục, danh mục bảng biểu, danh mục hình ảnh Điều chỉnh thống địng dạng bảng biểu, font size, góp ý từ phản biện trình bày thuyết minh Lọc TLTK bổ sung thời gian kiểm tra cho danh mục tài liệu tham khảo dạng Web Bổ sung sở lựa chọn hệ hệ thống phun dầu điện tử common-rail Cơ sở kiểm tra tín hiệu điều khiển kim phun từ phần mềm mạch điều khiển Bổ sung phụ lục với tập vẽ kỹ thuật 2D, báo khoa học theo kết thuyết minh đăng ký đề tài 53 PHẦN III PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM Phụ lục 1: Hợp đồng thực đề tài nghiên cứu khoa học Phụ lục 2: Quyết định nghiệm thu Phụ lục 3: Hồ sơ nghiệm thu (biên họp, phiếu đánh giá, bảng tổng hợp điểm, giải trình, phiếu phản biện) Phụ Lục 4: • Tập vẽ kỹ thuật 2D hệ thống, • Code lập trình điều khiển hệ thống Phụ lục 5: Giấy chấp nhận đăng tạp chí Khoa học Công nghệ IUH báo đăng 54