Ung dung phan mem hydsim de mo phong he thong nhien lieu don fshikgddbm 20130114012640 4

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí MỤC LỤC Mục đích ý nghĩa đề tài Giới thiệu phần mềm HydSim .5 2.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm 2.1.1 Tạo mơ hình khơng gian hai chiều 2.1.2 Nhập thông số ban đầu .6 2.1.3 Chạy phần mềm để tính toán 2.1.4 Bộ xử lý PP2 (Post-Processor PP2) 2.1.5 Bộ xử lý PP3 (Post-Processor PP3) 2.2 Giới thiệu nhóm phần tử phần mềm 2.2.1 Các nhóm phần tử phần mềm 2.2.2 Các nhóm phần tử cần thiết cho việc mô cho hệ thống nhiên liệu động Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger Khảo sát hệ thống nhiên liệu động Dongfeng S1100A 47 3.1 Giới thiệu chung động Dongfeng S1100A .47 3.2 Khảo sát cụ thể hệ thống nhiên liệu động Dongfeng S1100A .50 3.2.1 Đặc điểm chung hệ thống nhiên liệu động Dongfeng S1100A 50 Sử dụng phần mềm HydSim mô hệ thống nhiên liệu động Dongfeng S1100A 59 4.1 Sơ đồ giải thuật phương pháp mô 59 4.2 Xây dựng sơ đồ hệ thống nhiên liệu liệt kê phần tử cần thiết để mô 60 4.3 Xây dựng mơ hình hệ thống nhiên liệu động Dongfeng S1100A .61 4.3.1 Tạo mơ hình khối bơm cao áp 62 4.3.2 Tạo mơ hình khối đường ống cao áp 63 4.3.3 Tạo mơ hình khối vịi phun .63 4.3.4 Tạo mơ hình khối buồng cháy 63 4.3.5 Kết nối khối mơ hình thành mơ hình mơ hệ thống nhiên liệu 64 4.4 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử 65 4.4.1 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử cam lồi 65 4.4.2 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử piston plunger .67 4.4.3 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử cửa nạp/ tràn thẳng hàng 67 4.4.4 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 68 4.4.5 Khai báo liệu đầu vào phần tử áp suất ban đầu nhiên liệu 69 4.4.6 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất trước van cao áp 69 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 4.4.7 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử van cao áp có vành giảm áp .70 4.4.8 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất sau van cao áp 70 4.4.9 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử đường ống cao áp .71 4.4.10 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử đường ống dọc thân vòi phun 72 4.4.11 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử khoang chuyển tiếp 72 4.4.12 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử đường ống xiên dẫn đến khoang nâng kim phun(3 đường) .73 4.4.13 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử buồng nâng kim phun 73 4.4.14 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử kim phun 74 4.4.15 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử vòi phun .74 4.4.16 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 77 4.4.17 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử biên áp suất (dầu hồi) .77 4.4.18 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử lò xo kim phun 78 4.4.19 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử liên kết piston plunger với đội 79 4.4.20 Khai báo liệu đầu vào cho phần tử buồng cháy 79 4.5 Khai báo liệu ban đầu cho phần tử 80 4.5.1 Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử cam lồi .80 4.5.2 Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử piston plunger 80 4.5.3 Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng trước van cao áp 80 4.5.4 Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng sau van cao áp 81 4.5.5 Khai báo điều kiện ban đầu phần tử đường ống cao áp, lỗ dọc thân vòi phun, lỗ dọc thân kim phun .81 4.5.6 Khai báo điều kiện ban đầu phần tử kim phun 81 4.6 Khai báo tính chất nhiên liệu .82 4.7 Khai báo tính chất khí nạp buồng cháy 82 4.8 Lựa chọn thông số đầu 83 4.8.1 Lựa chọn thông số đầu phần tử cam lồi 83 4.8.2 Lựa chọn thông số đầu phần tử piston plunger .84 4.8.3 Lựa chọn thông số đầu phần tử buồng trước van cao áp .85 4.8.4 Lựa chọn thông số đầu phần tử van cao áp có vành giảm áp .85 4.8.5 Lựa chọn thông số đầu phần tử khoang nâng kim phun .86 4.8.6 Lựa chọn thông số đầu phần tử kim phun .86 4.8.7 Lựa chọn thông số đầu phần tử vòi phun 87 4.9 Chạy chương trình tính tốn 87 4.9.1 Khai báo hộp thoại "Điều khiển tính tốn" 87 4.9.2 Chạy chương trình tính tốn .88 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí 4.10 Xuất kết mô nhận xét 89 4.10.1 Cách xuất kết 89 4.10.2 Nhận xét kết .89 4.10.3 Đánh giá chung chất lượng phun nhiên liệu từ kết mô 97 Đánh giá ảnh hưởng thông số đến chất lượng phun nhiên liệu 97 5.1 Thay đổi tốc độ trục cam 97 5.2 Thay đổi áp suất buồng cháy 98 Kết luận 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Mục đích ý nghĩa đề tài Kể từ đời nay, động đốt sử dụng nhiên liệu Diesel không ngừng cải tiến chế tạo phận, hệ thống nhằm nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao nhiên liệu ô nhiễm môi trường Một hệ thống có ảnh hưởng định đến tiêu hệ thống nhiên liệu cụ thể việc phun nhiên liệu vào buồng cháy Nhiên liệu cung cấp vào buồng cháy vào thời điểm nào, chất lượng tia phun trình cháy diễn tốt Vì việc nghiên cứu nhằm làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động tốt nhất, tối ưu nhận quan tâm nhà nghiên cứu Hiện nay, việc thực cải tiến tiến hành thuận lợi nhờ phát triển mạnh mẽ lĩnh vực công nghệ thông tin Việc áp dụng phần mềm tin học để thiết kế, mơ phỏng, tính tốn rút ngắn đáng kể thời gian, công sức cho người thiết kế mà cho kết xác Với mong muốn tìm hiểu cơng dụng phần mềm tin học chuyên ngành động đốt trong, em chọn phần mềm HydSim (Hydraulic Simulation) dùng để mơ phỏng, tính tốn hệ thống nhiên liệu động Diesel có tên Dongfeng S1100A Dùng phần mềm để mơ tình trạng cung cấp nhiên liệu động Qua đánh giá ảnh hưởng thông số kết cấu, điều kiện biên thông số vận hành đến chất lượng phun nhiên liệu, sở cho việc thiết kế, chế tạo, cải thiện hệ thống nhiên liệu nhằm nâng cao chất lượng phun nhiên liệu cho động Phần mềm xây dựng sở thuyết động lực học dao động chất lỏng hệ thống đa phần tử Có nhiều cách để ứng dụng phần mềm này, ta kết nối biểu tượng sau nhập thơng số đầu vào chi tiết lấy thông số việc phun nhiên liệu để khảo sát kiểm nghiệm ngược lại để có nhanh thơng số xác chi tiết cần thiết kế Từ việc mơ phỏng, tính tốn việc phun nhiên liệu động Dongfeng S1100A nói riêng, tức hệ thống nhiên liệu Diesel, ta mở rộng ứng dụng phần mềm cho hệ thống nhiên liệu dùng xăng loại nhiên liệu thay khác, hệ thống bôi trơn rộng phân tích động lực học hệ thống thủy lực thủy Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Giới thiệu phần mềm HydSim 2.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm HydSim chương trình phân tích động lực học hệ thống thủy lực thủy Nó xây dựng sở thuyết động lực học dao động chất lỏng hệ thống đa phần tử Trong động đốt trong, 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 để mô hệ thống phun nhiên liệu Diesel hay loại nhiên liệu khác xăng, cồn, gas Từ kết nhận việc mô phỏng, ta chọn hệ thống cung cấp nhiên liệu kết cấu, đặc tính chi tiết hệ thống thích hợp Ngồi ra, chương trình hữu ích nhiều lĩnh vực liên quan đến việc phân tích động lực học hệ thống thủy lực Chẳng hạn việc mô động lực học thiết bị điều khiển thuỷ lực dao động trình truyền động 2.1.1 Tạo mơ hình khơng gian hai chiều Hình 2-1 Giao diện phần mềm HydSim Mục đích trình bày mơ hình HydSim hai chiều cung cấp nhìn chung hệ thống định nghĩa người sử dụng Một cách bản, phần tử riêng biệt hệ thống trình bày biểu tượng hình GUI Những biểu tượng kết nối liên kết màu đỏ màu xanh (tùy theo loại liên kết) Trong đó, màu đỏ thể liên kết khí (lị xo giảm chấn) Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí màu xanh da trời thể liên kết thủy lực (hướng dịng chảy) Một số phần tử khác kết nối đường màu xanh (liên kết đặc biệt) 2.1.2 Nhập thông số ban đầu Để nhập thơng số đầu vào, phải kích đơi vào biểu tượng chọn mở cách kích sáng biểu tượng với chuột trái Sau kích chuột phải để mở menu chọn tab “Properties” (những tính chất), lúc hộp thoại đầu vào Ngoài ra, cách mở hộp thoại khác từ menu, người sử dụng ghi rõ điều kiện ban đầu, thông số đầu theo yêu cầu định nghĩa thông số khác liên quan đến phần tử Những tính chất liên kết khí ghi giống Liên kết thuỷ lực liên kết đặc biệt khơng có tính chất định nghĩa người sử dụng 2.1.3 Chạy phần mềm để tính tốn Chương trình HydSim chạy trực tiếp từ GUI cách nhấn nút sau menu Pulldown/ Simulation menu “Run” “Run Sets” chạy với tối ưu hoá chiều định nghĩa Search Adjust (Tìm kiếm hiệu chỉnh) + Run: chạy bình thường + Run Sets: chạy hàng loạt phép tính với Data Sets (những tập hợp liệu) + Restart: bắt đầu lại hệ thống lưu trước 2.1.4 Bộ xử lý PP2 (Post-Processor PP2) Bộ xử lí PP2 kết nối trực tiếp từ GUI để xem đồ thị hai chiều kết Công cụ PP2 sử dụng để đánh giá kết việc mô HydSim Những kết thể dạng đồ thị, hàm theo thời gian (nếu thích hợp) góc quay góc tham chiếu Những thơng số đầu theo yêu cầu phải chọn người sử dụng xử lý GUI từ danh sách định nghĩa trước có sẵn cho phần tử Những kết mô tiêu biểu cho phần tử thuỷ lực là: + Áp suất + Lưu lượng thể tích lưu lượng khối lượng + Thể tích + Lực chất lỏng + Tiết diện lưu thông + Hệ số lưu lượng/ hệ số cản trở dòng chảy + Những yếu tố tượng sủi bọt khí Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Đối với phần tử khí, kết mơ tiêu biểu là: + Toạ độ chuyển vị, vận tốc, gia tốc + Lực mômen động lực học + Những thông số động học Việc xử lý liệu thực PP2, cho phép tạo biểu đồ cách tự động hoá linh hoạt cách sử dụng mẫu định nghĩa trước (có HydSim tạo người sử dụng) tạo đồ thị, biểu đồ ảnh hưởng lẫn 2.1.5 Bộ xử lý PP3 (Post-Processor PP3) Bộ xử lý 3D công cụ minh họa chiều Nó kết nối từ GUI trực tiếp từ “Menu PullDown/ Simulation”, cách mở cửa sổ “Nozzle Flow” với lệnh “Animation/ Nozzle Flow” kích nút “Show” Cơng cụ PP3 sử dụng để minh hoạ dòng chảy qua vịi phun qua lỗ phun Để chạy cách thành công, mô HydSim phải thực trước Những phần tử vòi phun SAC, VCO mở rộng làm cho sinh động Đối với hệ thống phun thường, minh hoạ hiển thị độ nhấc kim phun, dao động áp suất ống dẫn nhiên liệu, khoang vòi phun, khoang trước lỗ phun, áp suất đường hồi dầu, rò rỉ qua phần dẫn hướng kim phun, góc tia phun, chiều dài tia phun (độ xun thấu tia phun), độ mạnh tia phun (nếu tính tốn) 2.2 Giới thiệu nhóm phần tử phần mềm 2.2.1 Các nhóm phần tử phần mềm Mơ hình mơ HydSim bao gồm phần tử thuỷ lực, phần tử khí, phần tử có mục đích chung khác Những phần tử gộp lại thành nhóm dựa loại chức Bằng cách này, HydSim có 16 nhóm phần tử mà tên liệt kê menu Element (phần tử) cửa sổ không gian làm việc AVL Cụ thể, chúng bao gồm: + Nhóm biên: * Áp suất * Lưu lượng * Cơ khí * Thuỷ + Nhóm cam: * Cam lồi * Cam đĩa Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí + Nhóm vật rắn: * Khối chất điểm * Trục cứng + Nhóm piston: * Tiêu chuẩn * Phun tách SID + Nhóm thể tích: * Thể tích cứng tiêu chuẩn * Thể tích co giãn * Thể tích chứa hai pha + Nhóm đường ống: * Đường ống pha (đường ống Đa-lăm-be, Laplace, Godunov, Characteristics) * Đường ống hai pha + Nhóm bơm: * Bơm phân phối piston rơto * Bơm piston plunger + Nhóm rị rỉ: * Khe hở hình vành khăn + Nhóm cửa: * Cửa nạp/ tràn kiểu thẳng hàng * Cửa nạp/ tràn phân phối + Nhóm van: * Van cao áp * Van tràn * Van chiều nắp van bi * Van chiều nắp van + Nhóm tiết lưu: * Được điều khiển theo thời gian * Được điều khiển theo độ nhấc (hành trình) * Tiết diện lưu thơng hàm theo thời gian/góc quay * Áp suất hàm theo lưu lượng + Nhóm solenoi: * Phần ứng (mơ hình bản) * Phần ứng (mơ hình mở rộng) + Nhóm piezo: Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí * Hàm dịch chuyển * Bộ khuếch đại * Khối kích thích + Nhóm jiclơ: * Thường * Có tượng sủi bọt khí * Có gờ nhọn * Có gờ trịn * Có gờ dài trịn + Nhóm vịi phun: * Vịi phun SAC mơ hình * Vịi phun VCO mơ hình * Vịi phun SAC mơ hình mở rộng * Vịi phun VCO mơ hình mở rộng * Vịi phun có vành đai RSN + Nhóm kim phun: * Tiêu chuẩn (cổ điển) * Tiêu chuẩn (hiện đại) * Hai lò xo (cổ điển) * Hai lò xo (hiện đại) + Phần tử Matlab Bằng cách kích đơi chuột trái vào nhóm danh sách phần tử thuộc nhóm xuất Kích đơi vào phần tử chọn biểu tượng tương ứng phần tử đặt vào cửa sổ mơ hình Để thuận lợi cho việc tìm hiểu, ta sâu vào phần tử đặc trưng cho hệ thống nhiên liệu động Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger 2.2.2 Các nhóm phần tử cần thiết cho việc mơ cho hệ thống nhiên liệu động Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger 2.2.2.1 Nhóm phần tử biên Những phần tử biên HydSim sử dụng để xác định điều kiện biên hệ thống Nhóm phần tử biên bao gồm phần tử: + Biên áp suất (Pressure boundary) + Biên lưu lượng (Flow rate boundary) + Biên khí (Mechanical boundary) + Biên thuỷ (Hydromechanical boundary) Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Nguyên tắc chung việc xác định giá trị biên là: + Những giá trị trung gian tính phép tốn nội suy + Nếu phép tính vượt q miền xác định giá trị tính cuối giữ làm số cho phép tính tiếp sau Điều xảy hộp thoại “Điều khiển phép tính” (Calculation control): thời gian hai phép tính thiết lập lâu điều kiện biên + Nếu miền xác định (Time, Reference angle) cho điều kiện biên bắt đầu khởi động chậm so với việc tính tốn giá trị biên hàng thứ dùng + Nếu điều kiện biên giữ số suốt q trình tính tốn phải xác định lần (cho phạm vi tính tốn nhập vào) * Biên áp suất (Pressure boundary) Tên phần tử: Biểu tượng phần tử: Định nghĩa: Biên áp suất (Pressure boundary) Phần tử dùng để định nghĩa áp suất cho liên kết bên (những biên) hệ thống hàm theo thời gian góc quay Điểm kết nối: Điểm tiêu chuẩn: Điểm đặc biệt: Áp suất tất điểm kết nối giống Lưu ý: Hướng liên kết thuỷ lực hướng x a Những thông số đầu vào (Input parameters) Hộp thoại liệu đầu vào biên áp suất thể hình 2-2, kết nối cách: + Kích đơi vào phần tử + Kích sáng phần tử, Menu Pulldown chọn Element/ Properties + Kích chuột phải vào phần tử làm xuất Menu Pulldown, từ chọn Properties 10