Tiểu luận kết cấu Động cơ Đốt trong Đề tài hệ thống tăng áp (turbocharger

Để giảm được mức ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất, momenxoắn cho ô tô nhưng để động cơ vẫn nhỏ gọn thì turbo tăng áp được sử dụng mang lại nhiều hiệu quả hàng loạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

VIÊN CƠ KHÍ

TIỂU LUẬN KẾT CẤU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Thành phố Hồ Chí Minh – 2023

Mở đầu

Trong thời kỳ hiện nay, với tình hình xu thế chung của thế giới thì ngành Công Nghiệp Điện- Điển tử đang rất phát triển Thì NghànhCông Nghiệp Ô tô cũng đang phát triển như vũ bảo thì vấn để sử dụngnguồn nhiên liệu thiên nhiên cũng đang tăng lên và kéo theo đó là vấn

đề ô nhiễm môi trường do khí thải của ô tô gây nên Để giảm được mức ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nhiên liệu, tăng công suất, momenxoắn cho ô tô nhưng để động cơ vẫn nhỏ gọn thì turbo tăng áp được

sử dụng mang lại nhiều hiệu quả hàng loạt các ưu điểm khác nhau mà động cơ đốt trong hiện đại đã đem lại cho công nghệ chế tạo ô tô hiện nay

Với việc tìm hiểu về động cơ Turbo tăng áp đã giúp cho em có cái nhìn tổng quan hơn về các vấn đề này Trong quá trình học tập và tìm kiếm, em đã tìm hiểu tài liệu và các kiến thức tổng quan nhất về các động cơ Turbo tăng áp Do kiến thức còn nhiều hạn chế kinh nghiệm chưa nhiều tài liệu tham khảo còn ít nên bài tiếu luận giữa kì của nhóm em không tránh được những sai sót kinh mong thầy chỉ bảo

để bài tiểu luận của em được hoàn thiện hơn

1.1 Turbo tăng áp

Bộ tăng áp động cơ ô tô (Turbocharger – gọi tắt là turbo) là mộtloại thiết bị cảm ứng cưỡng bức, giúp tăng công suất động cơ đốt trong bằng cách đưa thêm không khí nén vào buồng đốt So với động

cơ hút khí tự nhiên, động cơ lắp thêm turbo có thể đưa nhiều không khí hơn

Nói một cách dễ hiểu, công dụng của turbo tăng áp là tăng côngsuất động cơ mà không cần phải tăng số lượng hay dung tích xi lanh trong động cơ Áp suất thông thường trong không khí là 1 at Với turbo tăng áp, áp suất nén sẽ tăng thêm khoảng từ 0,408 – 0,544 at Như vậy theo lý thuyết, turbo tăng áp giúp công suất động cơ tăng lênkhoảng 50% Còn trên thực tế, tuy hiệu suất không hoàn hảo nhưng công suất động cơ cũng được tăng thêm từ 30 – 40%

1.2 Lịch sử phát triển động cơ tăng áp trên xe

Động cơ tăng áp từng thống trị đường trường trước khi ra đường đua

Có một sự thật là động cơ tăng áp ban đầu được lắp vào xe

du lịch sau đó mới được áp dụng trên xe đua.

Ford Ranger Raptor 2019 trang bị động cơ tăng áp diesel I-4 2.0 Bi-Turb

Từ phanh đĩa cho đến động cơ đa van đến hộp số chuyển điện

tử, danh sách những công nghệ mà được lấy từ xe đua để áp dụng vào

xe du lịch thông thường không phải là ngắn Rất hiếm có những công nghệ nào tiên phong cho những loại xe thông thường, sau đó mới được chuyển sang cho dòng xe đua

Tuy nhiên động cơ tăng áp là một ngoại lệ Công nghệ này mang đến một bộ tăng áp cực kỳ tinh vi, hiệu suất hoạt động cao cho

xe hơi, SUV và thậm chí là xe bán tải Những mẫu xe đua, cả on road

và off road cũng được hưởng lợi từ thiết kế động cơ này

Các nhà cung cấp như Garrett Motion, BorgWarner và Valeo đãđầu tư hàng tỷ đô cho hoạt động nghiên cứu và phát triển động cơ tăng áp trong suốt hơn 20 năm qua Những khoản đầu tư này đã tạo lên một cuộc đột phá giúp cho động cơ tăng áp trở nên nhỏ hơn, phản hồi nhanh hơn và quan trọng nhất đó là động cơ này trở nên đáng tin cậy khi vận hành hơn

“Bộtăngápđangngàycàngphổbiến", Stephen Eriksen –

COO của Bộ phận Phát triển Xe hiệu suất cao của Honda Hoa Kỳ cho

biết.“Bộphậnnàyvẫncầnđượcquantâmvìđâylàmộtbộphậncấu

thànhquantrọngcủacảhệthốngđộngcơ,nhưngđâykhôngphảilà mộtchitiếtphảiđểtâmquánhiều".

Đây là một thành quả đáng kể đối với ngành công nghiệp ô tô khi nhìn vào khả năng chịu đựng nhiệt độ cao của bộ tăng áp Ông Eriksen cho biết một chiếc xe thông thường tham gia cuộc đua Indianapolis 500 có thể chạy với tốc độ 370km/h, động cơ hoạt động

ở vòng tua 11.500 đến 12.000 vòng/phút, tuabin và bánh xe máy nén quay với tốc độ hơn 90.000 vòng/phút trong quãng đường 800 km

Động cơ tăng áp xuất hiện ngày càng nhiều trên mọi mẫu xe

Trong khi rất nhiều cải tiến mới của bộ tăng áp động cơ được bắt nguồn từ xe thể thao, một vài cải tiến lại tới từ các mẫu xe du lịch

Sự kết hợp chéo giữa công nghệ tuabin ở xe đua và xe đường phố đã

và đang phát triển trong nhiều năm qua, ông Mike Moyer – Quản lý

xe thể thao cho Garrett Motion

 Mazda 3 2019 có thể sử dụng động cơ tăng áp mới 250

mã lực

“Córấtnhiềusựhợptácchéo”, ông Moyer cho biết “Không phảiluônluônlàsựchuyểnđổitừxeđuađếnxeđườngphố,vàcũng khôngphảiluônlàtừxeđườngphốsangxethểthao.Cáchmàcác côngtynhưchúngtôisửdụngnónhưlàmộtcôngcụđểcảitiếncấu tạocủađộngcơgiúpchúngvậnhànhnhanhhơnvàhợpvớinềntảng củaotohơn”.

Ông viện dẫn sự điện khí hóa của bộ tăng áp, là một cách sản sinh ra điện để nhanh chóng quay tuabin hoặc nhằm định tuyến hệ thống điện của xe, như một ví dụ về cách mà tuabin của xe đường phố

và xe đua vận hành Ông cho biết bánh xe tuabin có thể quay với tốc

độ 150.000 lần trong một phút Một máy phát điện có để được dùng thay cho van cửa xả nhằm kiểm soát tốc độ và sản sinh ra điện

John Norton, một kỹ sư của BorgWarner chuyên về hệ thống turbo cho biết động cơ và bánh răng khí nén làm từ hợp kim titan-nhôm Gamma Ti của công ty ban đầu được sử dụng giới hạn ở các mẫu xe đường thường trước tiên, như chiếc xe bán tải động cơ diesel Ford Super Duty 2008-10 Bánh răng này nhẹ hơn 50% so với bánh răng hợp kim Niken tiêu chuẩn ở động cơ của hầu hết các mẫu xe Tuy nhiên những bánh xe này không trở thành tiêu chuẩn cho các mẫu

xe như Ram Heavy Duty hoặc Mercedes-Benz GLC 300 là vì vấn đề giá cả Bánh răng nhẹ hơn một nửa đồng nghĩa với việc chúng có giá đắt hơn ít nhất gấp đôi so với bánh xe hợp kim niken tiêu chuẩn

“Chiphícầnđượcưutiênhơncả.Chúngtôithườngrơivào tìnhhuốngtiếnthoáilưỡngnankhimàphảiđápứngđượcmứcngân sáchchotấtcảcáckháchhàngcủamình”, Norton cho biết “Chúng tôiphảigiảmchiphíxuốngmứcthấpnhấtcóthể”.

Nhưng các nhà sản xuất xe nước ngoài lại ưu tiên hiệu suất của

xe hơn là giá cả, và những bánh xe như thế này cho phép bộ tăng áp đạt tốc độ cực cao trong một khoảng thời gian ngắn, từ đó người lái

có thể tăng tốc ngay lập tức

Một động cơ tăng áp dầu 6,7 lít

Ông Norton cho biết thêm: ‘Mộtsốbộđiềuchỉnhđiệntửđều

đượclắpđặtởxeđườngphốtrướcsauđómớiđượcsửdụngxethể thao”.

Trong năm 2017 có 27,6% xe hạng nhẹ được bán ở Mỹ được lắp động cơ tăng áp, tăng từ con số 5% trong năm 2010, số liệu của Wards Intelligence

Sự phát triển của động cơ tăng áp đã bắt đầu ở Châu Âu từ đầu những năm 1980, khi mức thuế ưu đãi được áp dụng trên diesel dẫn đến sự bùng nổ của động cơ diesel Ưu điểm của động cơ diesel là mang tới nhiều mô-men xoắn ở tốc độ thấp mà vẫn tiết kiệm nhiên liệu Ở Mỹ, động cơ tăng áp chủ yếu được lắp đặt trong động cơ diesel ở các xe bán tải hạng nặng và các xe cần hiệu suất hoạt động cao

Khi động cơ đốt trong ít được yêu thích hơn và hệ dẫn động hybrid trở thành xu hướng, các kỹ sư đang cố gắng tích hợp động cơ xăng hoặc diesel tăng áp vào xe điện

1.3 Đặc điểm động cơ Turbo tăng áp trên xe ô tô

 Tăng công suất: Đây là ưu điểm lớn nhất của động

cơ turbo, vì nó giúp xe chạy với công suất lớn hơn mà không cần tăng số lượng và dung tích xi lanh Theo các nghiên cứu, động cơ turbo có thể tăng công suất từ 20% đến 40% so với động cơ không có turbo

 Tiết kiệm nhiên liệu: Động cơ turbo giúp tận dụng

tối đa lượng nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt, giảm lượng nhiên liệu thải ra ngoài Điều này giúp giảm mức tiêu hao nhiên liệu và chi phí vận hành cho xe Theo các nghiên cứu, động cơ turbo có thể tiết kiệm nhiên liệu từ 10% đến 15% so với động cơ không có turbo

 Giảm khí thải: Động cơ turbo giúp giảm lượng khí

thải ra môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và hạn chế biếnđổi khí hậu Điều này là do động cơ turbo tăng hiệu quả đốt cháy, giảm lượng khí thải chưa hoàn toàn và các chất gây ô nhiễm như CO, HC, NOx… Theo các nghiên cứu, động cơ turbo có thể giảm khí thải từ 15% đến 25% so với động cơ không có turbo

1.4 Phân loại động cơ tăng áp

1.4.1 Tăng áp cho động cơ xăng:(tài liệu nước ngoài) Trừu tượng

Để làm giảm khí thải trong ngành công nghiệp ô tô đang có xu hướng giảm kích thước động cơ và bổ sung các công nghệ tăng áp để tăng hiệu suất động cơ mà vẫn giữ được hiệu suất Trong bối cảnh này, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc cải tiến các chiến lược điều khiển bộ tăng áp Chiến lược được đề xuất trong bài viết này dựa trên việc lập kế hoạch chuyển động có ràng buộc và tuyến tính hóa phản hồi được áp dụng cho một mô hình đơn giản hóa của hệ

thống Nó tận dụng toàn bộ băng thông của hệ thống và đòi hỏi nỗ lựchiệu chỉnh hạn chế Nhờ cấu trúc của nó, nó mang lại tiềm năng thú vị

để khái quát hóa cho các hệ thống tăng áp phức tạp hơn Các cuộc thửnghiệm mở rộng đã được thực hiện đối với động cơ xăng bốn xi-lanh

Vì bộ tăng áp là yếu tố then chốt trong công nghệ này nên nhiều công trình tập trung vào việc thiết kế các chiến lược điều khiển mới cho hệ thống này

Bài viết này mô tả sự phát triển của chiến lược điều khiển động

cơ tăng áp bao gồm lập kế hoạch chuyển động hạn chế và tuyến tính hóa phản hồi được áp dụng cho mô hình động giảm Nó tập trung vào các bộ tăng áp hình học cố định một tầng vì hệ thống này vẫn đơn giản và do đó là điểm khởi đầu tốt để phát triển một chiến lược mới Nhưng giải pháp của nó có thể được khái quát hóa cho các ứng dụng phức tạp hơn Mô hình rút gọn tính đến sự tương tác giữa bộ tăng áp

và môi trường của nó, đồng thời nó cung cấp cả trạng thái ổn định và

hành động tiếp liệu động có xem xét các ràng buộc của bộ truyền động Kết quả là cần có nỗ lực hiệu chỉnh hạn chế.

Bài viết được tổ chức thành năm phần Phần 1 giới thiệu công trình nghiên cứu bằng cách trình bày hệ thống được nghiên cứu, mục tiêu của chiến lược điều khiển turbo tăng áp và những đóng góp của bài báo Phần 2 mô tả mô hình hệ thống phù hợp cho việc thiết kế chiến lược điều khiển dựa trên mô hình và phân tích các thuộc tính của nó Đặc biệt, sự ổn định theo cấp số nhân của hệ thống xung quanh bất kỳ quỹ đạo khả thi nào được thể hiện Sau đó, trong Phần 3,một quỹ đạo thỏa mãn các ràng buộc của bộ truyền động được thiết kế

để cung cấp một điểm đặt khả thi, dẫn đến đề xuất về chiến lược tiếp liệu chuyển tiếp Một nghiên cứu về độ mạnh mẽ nhấn mạnh sự cần thiết của chiến lược kiểm soát phản hồi để bù đắp cho các lỗi mô hình Phản hồi này được trình bày chi tiết trong Phần 4 Cuối cùng, Phần 5 trình bày các kết quả thử nghiệm sâu rộng của chiến lược được

đề xuất

Động cơ được xem xét trong bài viết này là động cơ xăng tăng

áp bốn xi-lanh như trong Hình 1 Không khí trong lành đi vào động cơthông qua máy nén làm tăng mật độ không khí Không khí bị đốt cháytrong xi lanh, quá trình đốt cháy tạo ra mômen cơ học Khi xả hệ thống, tuabin chuyển đổi một phần entanpy khí thành cơ năng trên trục tăng áp, động lực của nó là hệ quả của sự cân bằng giữa công suấtmáy nén và tuabin

Hai bộ truyền động có sẵn trên hệ thống không khí Cửa xả chuyển một phần khí thải ra khỏi tuabin, dẫn đến thay đổi năng lượng cung cấp cho trục tăng áp Van tiết lưu tác động lên áp suất đường ống nạp bằng cách tạo ra sự sụt giảm áp suất ở hạ lưu từ máy nén và

bộ trao đổi nhiệt

Bộ tăng áp có ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ số nén và giãn nở cũng như nhiệt độ ở hạ lưu từ máy nén và tua bin Tuy nhiên, hoạt động của nó phụ thuộc vào các biến số liên quan đến các thành phần khác, bao gồm: tốc độ động cơ, áp suất khí quyển, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ ống xả và áp suất tuabin ở hạ lưu Trong bài viết này,các biến này được gọi là các biến hoặc điều kiện môi trường Chúng

có thể được đo lường hoặc ước tính một cách dễ dàng (xem phụ lục

để biết thêm chi tiết về cách các biến này được tính đến trong mô hìnhđịnh hướng điều khiển được thiết kế trong bài viết này và xem Eriksson, 2002 đối với mô hình ống xả hoặc Eriksson và cộng sự,

2002 đối với mô hình giảm áp suất )

Các phép đo sau đây có sẵn trên hệ thống:

• Tốc độ động cơ Ne.

• Áp suất hạ lưu máy nén Pdc

• Áp suất và nhiệt độ đầu nguồn của máy nén P và T uc uc

Mục tiêu chính của chiến lược điều khiển động cơ là cung cấp mô-men xoắn cơ học cần thiết trên trục động cơ (xem ví dụ Guzzella

& Onder, 2004 để biết chi tiết) Trên động cơ xăng chạy ở chế độ cân bằng hóa học (do hạn chế phát thải chất gây ô nhiễm), mô-men xoắn này được liên kết trực tiếp với khối không khí được hút bởi xi lanh, phụ thuộc vào mật độ không khí đường ống nạp Do đó, mục tiêu của việc quản lý đường dẫn khí là kiểm soát áp suất đường ống nạp Psp

man

.Van tiết lưu nạp cho phép tác động trực tiếp nhanh chóng lên biến số này nhưng bị hạn chế bởi áp suất ngược dòng của nó ở đầu ra của máy nén Vì tổn thất năng lượng được giảm thiểu khi bướm ga mở nên mục đích của chiến lược điều khiển bộ tăng áp là tôn trọng điểm đặt áp suất ở hạ lưu máy nén Psp =Psp

man

thông qua sự kích hoạt của cổng thải Mục tiêu này phải được tuân theo trong khi xem xét hai hạn chế Tốc độ của bộ tăng áp phải được duy trì dưới giá trị tối đa vì lý do an toàn và bộ truyền động bị hạn chế về mặt cơ học giữa các giá trị cực đại (mở và đóng hoàn toàn)

Bộ điều khiển bướm ga và bộ tăng áp hoạt động đồng thời Tuy nhiên, việc theo dõi tốt điểm đặt áp suất ở hạ lưu máy nén sẽ đảm bảo rằng van tiết lưu mở hoàn toàn trong vùng vận hành tăng áp Ngược lại, việc đóng van tiết lưu sẽ bù đắp cho sự vượt quá áp suất ở hạ lưu máy nén Trong bài báo này, việc điều khiển van tiết lưu và cửa thải được xem xét độc lập và chỉ thảo luận về điều khiển cửa xả Tuy nhiên, khi phân tích các kết quả thử nghiệm (trong Phần 5), điều quan trọng là phải xác minh rằng sự vượt quá chiến lược điều khiển bộ tăng

áp không tạo ra bất kỳ tác động nào lên ga Ví dụ, có thể tìm thấy mô

tả về chiến lược điều khiển bướm ga được sử dụng trong ứng dụng này trong Leroy, Chauvin và Petit (2009)

Tóm lại, vấn đề điều khiển được giải quyết là vấn đề chuyển đổi nhanh cho một hệ thống phi tuyến đầu ra đơn đầu vào, với các ràng buộc về trạng thái và đầu vào Đầu vào điều khiển là vùng hiệu quả của cổng thải được chuẩn hóa ( u nằm trong khoảng từ 0 đến 1)

và trạng thái (và đầu ra) là áp suất xuôi dòng từ máy nén Pdc.

Các phương pháp tiếp cận khác nhau đã được đề xuất liên quan đến các vấn đề điều khiển liên quan đến bộ tăng áp Hầu hết các công trình được xuất bản về chủ đề này đều mô tả các chiến lược thông thường, được sử dụng trên ô tô thương mại, bao gồm một bộ điều khiển tuyến tính với các thuật ngữ lập kế hoạch khuếch đại và chuyển tiếp được đưa ra bởi các bản đồ trạng thái ổn định (xem Daubler et al.,

2007, Ortner và del Re, 2007, Schwarzmann và cộng sự, 2006)

Hạn chế của các bộ điều khiển cơ bản này có liên quan đến việc

áp dụng các kỹ thuật điều khiển tuyến tính cho các hệ thống phi tuyến: sự thỏa hiệp đạt được giữa hiệu suất và độ bền không đáp ứng được trên toàn bộ phạm vi hoạt động của hệ thống Hơn nữa, nhiệm

vụ hiệu chuẩn rất nặng nề vì các tham số của bộ điều khiển, bản đồ tiếp liệu và hiệu chỉnh phải được điều chỉnh trên từng điểm vận hành

Một số lượng lớn các kỹ thuật điều khiển đã được thử nghiệm,

từ lập kế hoạch khuếch đại dựa trên mô hình (Daubler et al., 2007), đến điều khiển chế độ trượt (Ouenou-Gamo, Rachid, & Ouladsine, 1997), điều khiển dự đoán (Colin, Chamailllard, Bloch , & Charlet, 2007; Colin, Chamallard, Bloch, & Corde, 2007; Ortner & del Re, 2007),

kiểm soát (Jung và cộng sự, 2005, Wei và del Re, 2007) Tuy nhiên, những công việc đó dựa trên các phiên bản tuyến tính hóa của

mô hình hệ thống Một lần nữa, cần phải hiệu chuẩn rất nhiều để có được sự cân bằng tốt giữa hiệu suất và độ bền

Dựa trên quan sát này, các cải tiến đã được đề xuất dựa trên các

mô hình của hệ thống, bằng cách sử dụng các kỹ thuật nhận dạng (xem Colin và cộng sự, 2007, Colin và cộng sự, 2007; Wei & del Re, 2007), hoặc biểu diễn vật lý của hệ thống (xem Daubler và cộng sự,

2007, Karnik và cộng sự, 2005, Muller, 2008, Ortner và del Re, 2007, Schwarzmann và cộng sự, 2006), hệ thống này thú vị hơn khi xem xét

sự thay đổi trong các điều kiện vận hành như áp suất khí quyển

Chiến lược được đề xuất trong bài viết này dựa trên việc lập kế hoạch chuyển động có ràng buộc và tuyến tính hóa phản hồi được áp dụng cho một mô hình đơn giản hóa Trong sự kết hợp này, mỗi yếu

tố đều quan trọng và sẽ được chi tiết hóa Bước đầu tiên, theo Moulin,Chauvin và Youssef (2008), một mô hình định hướng kiểm soát sẽ được phát triển Việc giảm mô hình duy trì động lực chính chi phối hoạt động của bộ tăng áp và sự phụ thuộc vào điều kiện môi trường

Sau đó, một chiến lược điều khiển dựa trên mô hình được trình bày,

có tính đến các ràng buộc của bộ truyền động và khả năng chống cuộndây của bộ tích hợp

Những đóng góp và tính mới của phương pháp đề xuất như sau:

• Cấu trúc của mô hình cung cấp trạng thái ổn định và hành động tiếp liệu động có tính đến các ràng buộc của bộ truyền động, với

nỗ lực hiệu chỉnh hạn chế Nó cũng thích nghi một cách tự nhiên với các điều kiện môi trường khác nhau và do đó có thể được khái quát hóa cho các ứng dụng phức tạp hơn

• Do đó, hành động phản hồi cũng được thực hiện rất đơn giản

và do đó dễ dàng hiệu chỉnh Nó chỉ yêu cầu ba mức tăng được giữ không đổi trong phạm vi hoạt động tổng thể Các chiến lược điều khiển khác có thể có hiệu suất tương đối gần với những gì được trình bày, nhưng phải trả giá bằng nỗ lực hiệu chỉnh đáng kể Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng quy hoạch chuyển động hạn chế là một giải pháp hữu hiệu để điều khiển hệ thống không khí Chiến lược điềukhiển rất tích cực, đánh vào các ràng buộc và đảm bảo sự hội tụ

• Cuối cùng, tính mới đến từ việc lập kế hoạch chuyển động đầy

đủ, tuyến tính hóa phản hồi, cùng với sơ đồ chống cuộn dây Phương pháp đề xuất có tính đến động lực học phi tuyến, các ràng buộc của bộtruyền động và các điều kiện vận hành theo một định luật điều khiển đơn giản và rất hiệu quả Điều này được minh họa bằng kết quả thực nghiệm rộng rãi

Đoạn trích phần

Mô hình hệ thống không khí

Phần này đưa ra mô tả đơn giản về hệ thống trong khi vẫn giữ nguyên động lực chính và các phụ thuộc của nó Cấu trúc mô hình được trình bày trong Moulin et al (2008) trong đó các giả định khác nhau được chứng minh Phần này cũng phân tích các thuộc tính chính của hệ thống sẽ được sử dụng khi thiết kế chiến lược điều khiển

Khả năng tạo quỷ đạo khả thi Từ II đến IIsp

Điểm đặt P được chuyển thành IIspc chẳng hạn như II = sp sp

c

Psp /Puc, P đang được đo Pt (5) do đó có thể sử dụng để thiết kế uc

chiến lược tiếp nối: u = g(II , II )sp sp

Tuyến tính hóa phản hồi

Một chiến lược phản hồi được thiết kế để cải thiện tính mạnh

mẽ của (8) Chiến lược điều khiển có thể được chia thành hai thuật

ngữ Thuật ngữ đầu tiên thu được bằng cách tuyến tính hóa phản hồi thông qua việc đảo ngược động của mô hình (xem Slotine & Li, 1991

để biết thêm chi tiết) Hơn nữa, một tác động tích hợp được thêm vào

để đảm bảo sự hội tụ ngay cả trong trường hợp nhiễu loạn

Động lực mong muốn cho hệ thống có thể được viết là: II - mp

mô-Chamailllard, 2007 liên quan đến đường dẫn nhiên liệu và điều khiển phương tiện ở mức độ cao) Chuỗi công cụ tạo mẫu nhanh do Mathworks cung cấp đã được sử dụng: các chiến lược được mã hóa bằng Matlab/Simulink, được biên dịch và thực thi trong thời gian thựctrên hệ điều hành XPC Target Nhiệm vụ kiểm soát đường dẫn không khí, bao gồm cả điều khiển bộ tăng áp

Phần kết luận

Bài báo này mô tả việc phát triển mô hình điều khiển bộ tăng áptrong động cơ xăng Chiến lược điều khiển dựa trên tuyến tính hóa phản hồi và lập kế hoạch chuyển động hạn chế, đồng thời sử dụng sự

đảo ngược động của biểu diễn vật lý của hệ thống và sơ đồ chống cuộn dây Các vấn đề thực tế như các hạn chế của bộ truyền động và

sự kết thúc của bộ tích hợp được tính đến trong cả điều kiện phản hồi

và phản hồi của bộ điều khiển

Kết quả thí nghiệm đại diện cho xe

1.4.2 Tăng áp cho động cơ diesel:(tài liệu nước ngoài) Đặc tính cháy và phát thải của động cơ diesel tăng áp sử dụng nhiên liệu diesel và metanol có tỷ lệ trộn trước cao

Trừu tượng

Đặc tính cháy và phát thải của động cơ diesel nhiên liệu kép có

tỷ lệ trộn trước metanol cao (PR m ) đã được nghiên cứu Thí nghiệm được thực hiện trên động cơ diesel 6 xi-lanh có tăng áp, làm mát liên động Metanol được phun qua cửa nạp và được đốt cháy bằng diesel phun trực tiếp vào xi lanh, PRm cực đại đạt trên 70% Kết quả thực nghiệm cho thấy với PR m cao , áp suất lớn nhất trong xi lanh tăng từ tải động cơ trung bình đến cao nhưng thay đổi rất ít hoặc thậm chí giảm ở tốc độ và tải động cơ thấp PR m cao kéo dài thời gian trễ đánh lửa nhưng rút ngắn thời gian cháy và giảm nhiệt độ khí trong xi-lanh tại thời điểm đánh lửa Hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), phát thải formaldehyde và tỷ lệ nitơ dioxide (NO 2 ) trong nitơ oxit (NO X ) tăng đáng kể khi tăng PR m trong khi phát thải NO X và

bồ hóng khô giảm đáng kể, điều này có nghĩa là mối quan hệ đánh đổi

giữa NO X và lượng khí thải bồ hóng đã biến mất Lượng phát thải

HC, CO và formaldehyde tăng lên có thể được giảm bớt một cách hiệu quả nhờ chất xúc tác oxy hóa diesel (DOC) khi nhiệt độ khí thải đạt đến nhiệt độ tắt đèn của DOC Sau DOC, tỷ lệ NO2 trong NO X giảm đáng kể xuống thấp hơn rất nhiều so với động cơ cơ sở ở chế độ trộn sẵn metanol nhưng tăng nhẹ ở chế độ diesel thuần túy PR m tối

đa bị giới hạn bởi áp suất trong xi-lanh ở tốc độ và tải động cơ cao Nhưng ở tốc độ và tải động cơ thấp, nó bị hạn chế bởi lượng khí thải

HC, CO và formaldehyde cao ngay cả sau DOC

Giới thiệu

Động cơ diesel được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, giao thông vận tải và công nghiệp do hiệu suất đốt cháy cao, độ tin cậy, khả năng thích ứng và tiết kiệm chi phí Tuy nhiên, xe diesel là một trong những tác nhân chính gây ra mối lo ngại lớn hiện nay về tình trạng thiếu năng lượng và ô nhiễm môi trường Để giảm bớt áp lực thiếu hụt năng lượng và đáp ứng các quy định thắt chặt về phát thải, đặc biệt là giảm đồng thời oxit nitơ (NO X ) và bụi mịn (PM), sử dụng nhiên liệu thay thế có oxy là một trong những phương pháp hiệuquả Ren và cộng sự [1] đã nghiên cứu quá trình đốt cháy và phát thảicủa động cơ diesel chạy bằng hỗn hợp diesel-oxygenate Sáu loại nhiên liệu có oxy phản ánh ete, este và rượu đã được chọn Kết quả cho thấy khói giảm khi tăng phần khối lượng oxy trong hỗn hợp bất

kể loại phụ gia oxy hóa và không có sự gia tăng phát thải NO X Vì lợi ích của việc tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm khí thải, nhiên

liệu thay thế có oxy ngày càng được chú ý nhiều hơn trong thời gian gần đây Ví dụ, metanol [2], [3], [4], etanol [5], [6] dầu diesel sinh học [7], [8] và dimethyl ete [9], [10] là những đại diện chính đã được

sử dụng rộng rãi đã học Trong số các loại nhiên liệu này, metanol là loại nhiên liệu đầy hứa hẹn vì có thể dễ dàng tổng hợp từ các nguyên liệu sẵn có như than đá, khí tự nhiên và sinh khối [11]

Trong các nghiên cứu trước đây, có ba ứng dụng chính của metanol trong động cơ diesel bao gồm hỗn hợp trực tiếp [3], [4], phuntrực tiếp [12] và phun cổng [2], [13] Do vấn đề về khả năng trộn lẫn, giảm nhiệt trị và một số vấn đề khác, nhìn chung tỷ lệ trộn của hỗn hợp trực tiếp không thể vượt quá 20% Và việc phun trực tiếp khó áp dụng trên động cơ Ngược lại, việc phun cổng rất dễ thực hiện ngay cảtrên các loại xe diesel đang sử dụng Hơn nữa, lượng metanol bơm vào có thể được điều chỉnh tùy theo điều kiện vận hành của động cơ

và tỷ lệ trộn sẵn metanol (PR m ) có thể đạt mức cao hơn nhiều.Trong các nghiên cứu trước đây về metanol trộn sẵn, PR m tương đối thấp, thường dưới 30% Với nguồn tài nguyên dầu mỏ ngàycàng cạn kiệt, cuộc khủng hoảng năng lượng ngày càng trầm trọng, đặc biệt ở những quốc gia có nguồn tài nguyên dầu mỏ hạn chế như Trung Quốc Tìm kiếm các khả năng để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu

là rất quan trọng Dựa trên đó, trong nghiên cứu này, PR m cao hơn nhiều đã được đưa ra Tất cả các nghiên cứu được báo cáo trước đây

về metanol trộn sẵn đều được thực hiện trên động cơ diesel hút khí tự nhiên [13], [14] Do động cơ diesel tăng áp, làm mát liên động có hiệusuất nhiệt cao hơn và được sử dụng rộng rãi cho các loại xe tải nặng,

đặc biệt là xe buýt đô thị trong những năm gần đây Việc tiến hành thử nghiệm trên loại động cơ diesel này là cần thiết Trong khi đó, để giảm lượng khí thải hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO) và formaldehyde tăng lên, chất xúc tác oxy hóa diesel thương mại (DOC)

đã được sử dụng [14], [15] Trong nghiên cứu này, một DOC đặc biệt

đã được sử dụng để đánh giá tác động của việc giảm lượng khí thải

HC, CO và formaldehyde

Do ẩn nhiệt hóa hơi cao, metanol có thể làm giảm nhiệt độ khí nạp, do đó quá trình đốt cháy trong xi-lanh có thể bị ảnh hưởng, đặc biệt ở tốc độ và tải động cơ thấp Trong nghiên cứu này, tốc độ động

cơ thấp và điều kiện vận hành có tải được chọn và ảnh hưởng của tốc

độ động cơ đến quá trình cháy và khí thải cũng được nghiên cứu

Đoạn trích phần

Kiểm tra động cơ và nhiên liệu:

Động cơ cơ sở được sử dụng là động cơ diesel hạng nặng 6 lanh, tăng áp, làm mát liên động với các thông số kỹ thuật nêu trong Bảng 1 Động cơ đã được sửa đổi để tương thích với nhiên liệu kép diesel/metanol Kim phun metanol được lắp gần cổng nạp của mỗi xi lanh để đảm bảo tính đồng nhất của metanol Một máy bơm metanol điện tử được sử dụng để giữ áp suất phun metanol ở mức 0,40 MPa Metanol được bơm vào miệng nạp của từng xi lanh bằng kim phun metanol để tạo thành hỗn hợp trộn sẵn

xi-Đặc điểm đốt cháy

Trong bài báo này, độ trễ đánh lửa được định nghĩa là khoảng góc quay giữa thời điểm bắt đầu phun (SOI) và thời điểm đánh lửa Thời điểm đánh lửa có thể được xác định bằng cách xác định góc quay '0' của đạo hàm thứ hai của áp suất, ngay sau khi phun diesel [6].Góc quay của tốc độ giải phóng nhiệt tích lũy 90% được xác định là CA90 và thời gian cháy được xác định là khoảng góc quay giữa thời điểm đánh lửa và CA90

Kết luận

Thí nghiệm được tiến hành trên động cơ sử dụng nhiên liệu képdiesel/metanol 6 xi-lanh Các đặc tính đốt cháy và phát thải có PR m cao và ảnh hưởng của DOC đã được nghiên cứu Dựa trên các thí nghiệm này, các kết quả chính được tóm tắt như sau:

1

Với PR m cao , áp suất tối đa trong xi-lanh tăng từ mức tải động cơ trung bình đến cao Nhưng ở tốc độ động cơ thấp và tải, áp suất lớn nhất trong xi-lanh thay đổi rất ít ở PR m thấp và trung bình , trong khi giảm ở PR m cao Áp suất tối đa trong xi lanh

1.4.3 Tăng áp bằng turbine khí:(tài liệu nước ngoài)

Mô hình động học của tuabin khí siêu nhỏ công suất 100

kW được cung cấp nhiên liệu bằng hỗn hợp khí tự nhiên và hydro

và ứng dụng của nó trong lưới năng lượng lai

Trừu tượng

Bài báo đề cập đến việc phát triển mô hình động học của Tua bin khí siêu nhỏ (MGT) 100 kW thương mại được cấp nhiên liệu bằnghỗn hợp tiêu chuẩn (tức là khí tự nhiên hoặc metan) và nhiên liệu thaythế (tức là hydro) Mô hình này bao gồm phương trình vi phân bậc nhất (ODE) mô tả động lực chủ đạo của MGT do hệ thống điều khiển của chính nó áp đặt trong quá trình sản xuất điện năng Phương trình

vi phân được kết hợp với một tập hợp các bản đồ phi tuyến được lấy bằng số từ mô hình khớp nhiệt động 0D chi tiết của MGT được đánh giá trong một phạm vi rộng các điều kiện vận hành (ví dụ: công suất

cơ học, tỷ lệ hydro và nhiệt độ môi trường) Hiệu suất của máy điện với bộ biến tần và công suất hấp thụ bởi các thiết bị phụ trợ cũng được tính đến Mô hình thu được được xác thực bằng thực nghiệm đốivới chuỗi phản ứng bước công suất của MGT ở các điều kiện môi trường xung quanh khác nhau và với các hỗn hợp nhiên liệu khác nhau

Mô hình này phù hợp để mô phỏng và điều khiển lưới năng lượng lai (HEG) dựa trên việc sử dụng MGT và hydro tiên tiến làm chất mang năng lượng Về vấn đề này, mô hình MGT được sử dụng

để mô phỏng HEG dựa trên sự kết hợp thích hợp giữa các nguồn năng

lượng tái tạo (không thể lập trình) và không thể tái tạo (có thể lập trình) với kho lưu trữ hydro và tái sử dụng nó trong MGT Ở đây, MGT được sử dụng như một vectơ năng lượng có thể lập trình để bù đắp sự thiếu hụt của năng lượng tái tạo (như năng lượng mặt trời và gió ) theo nhu cầu của người dùng, trong khi năng lượng tái tạo dư thừa được sử dụng để sản xuất hydro thông qua điện phân nước HEG mô phỏng bao gồm một nhà máy Quang điện (PV) năng lượng mặt trời (300 kW), một MGT (100 kW) chạy bằng khí tự nhiên và hỗn hợp hydro, hệ thống điện phân nước (WE) (8 bar, 56 Nm /h), 3

một máy hydro bể chứa (54 m ) và Hệ thống kiểm soát quản lý năng 3

lượng (EMCS)

Giới thiệu

Nhu cầu giảm phát thải khí nhà kính cùng với trữ lượng nhiên liệu hóa thạch hạn chế đã khiến các nguồn tài nguyên tái tạo trở nên hấp dẫn trong các nền kinh tế dựa vào năng lượng trên thế giới [1] Mục tiêu chuyển đổi sang 100% năng lượng tái tạo chỉ có thể trở nên khả thi khi kết hợp và tích hợp các nguồn năng lượng đa dạng [2] Trong thời gian trung hạn, các hệ thống năng lượng lai dựa trên các nguồn năng lượng tái tạo và hóa thạch sẽ cho phép chúng ta dần dần tiếp cận mục tiêu này bằng cách giảm thành phần không thể tái tạo Việc lai tạo các nguồn năng lượng khác nhau rất phức tạp do không thể lập trình được [3], [4] các nguồn năng lượng tái tạo (như năng lượng mặt trời và gió ) mà khi chỉ sử dụng riêng sẽ không thể đáp ứngnhu cầu năng lượng khác nhau của người dùng hàng ngày -theo ngày

hoặc theo giờ [5], nếu chúng được sử dụng riêng lẻ Do đó, việc sử dụng thông minh các nguồn tài nguyên không tái tạo ( nhiên liệu hóa thạch , nhiên liệu có nguồn gốc sinh khối ,…) kết hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng là cách cần thiết và khả thi để bù đắp cho cung và cầu năng lượng Trong số các hệ thống chuyển đổi năng lượng khác, máy phát điện dựa trên động cơ đốt trong/ngoài có thể hoàn thành nhiệm vụ này [6], [7], [8] Hơn nữa, trong tương lai không xa, sinh khối và nhiên liệu có nguồn gốc tái tạo có thể trở thành nguồn năng lượng chính thay thế nhiên liệu hóa thạch [9], [10], [2].

Sự quan tâm đến MGT để phát điện và nhiệt điện kết hợp đã tăng lên rất nhiều đối với các ứng dụng lưới điện thông minh

mini/micro nhờ tính linh hoạt, linh hoạt, lượng khí thải thấp và tiếng

ồn thấp, như đã được xác nhận bởi một số bài báo trong tài liệu gần đây Ferrari và cộng sự đã nghiên cứu thử nghiệm thực nghiệm lưới điện đa thế hệ thông minh dựa trên các động cơ chính khác nhau nhằm mục đích cải thiện việc quản lý thế hệ phân tán [11], [12] Hệ thống này bao gồm một MGT 100 kW, một động cơ đốt trong 20 kW,một hệ thống hybrid dựa trên SOFC 450 kW (mô phỏng) và một thiết

bị hấp thụ 100 kW Basrawi et al đã thực hiện phân tích kinh tế và môi trường trên các cấu hình khác nhau của hệ thống điện và nhiệt làm mát kết hợp (CCHP), dựa trên MGT 30 kW hoặc 65 kW, các tấm

PV, hệ thống lưu trữ nhiệt, pin và máy làm lạnh hấp thụ [13] Comodi

và cộng sự đề xuất một hệ thống điện bao gồm một MGT 100 kW và một hệ thống PV 40 kW để giảm mức sử dụng nhiên liệu sơ cấp, chi phí năng lượng và các vấn đề liên quan đến tính không thể đoán trước

của việc sản xuất năng lượng PV, trong khi năng lượng do MGT sản xuất được điều chỉnh theo nhu cầu trừ đi sản lượng điện PV [ số 8] Carrero và cộng sự trình bày kết quả phân tích kinh tế nhiệt, dựa trên nhu cầu hàng giờ, của một MGT hoạt động như một đơn vị CHP và một tuabin khí siêu ẩm (mHAT) [14] Nó đã chỉ ra rằng các đơn vị CHP và mHAT có khả năng cạnh tranh kinh tế khi giá điện cao và khíđốt tự nhiên thấp, trong khi đối với tất cả các kết hợp giá được xem xét, công nghệ mHAT sẽ kinh tế hơn nếu đầu tư vào công nghệ MGT

là khả thi

Tương tự như vậy, sự quan tâm đến hydro như một chất mang năng lượng đã tăng lên trong 10 năm qua [15], [16] Hydro thường được sản xuất bằng phương pháp điện phân nước, sử dụng một phần hoặc toàn bộ điện năng được tạo ra bởi hệ thống PV và/hoặc tuabin gió (WT), sau đó được lưu trữ trong các bể điều áp Hydro sau đó được chuyển đổi trở lại thành điện năng trong pin nhiên liệu (xem ví

dụ [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23] và các tài liệu tham khảo trong đó) hoặc được gửi tới hydro trạm tiếp nhiên liệu cho xe [19]

Không giống như các nghiên cứu trước đây, trong đó MGT và hydro được sử dụng riêng biệt, ở đây chúng tôi đề xuất một chiến lược năng lượng mới dựa trên việc sử dụng chung cả hai Phần năng lượng tái tạo dư thừa ( mặt trời , gió ,…) vượt quá nhu cầu được sử dụng để sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước Hydro được lưu trữ trong các bể điều áp và sau đó được sử dụng làm nhiên liệu thứ cấp trong MGT [24], [25], [26], thay thế một phần nhiên liệu

hóa thạch ( khí tự nhiên , metan , khí tổng hợp ,…) và giảm phát thải khi đốt [25]

Hầu hết các MGT được lắp đặt hiện nay có thể được cung cấp nhiên liệu bằng hydro nồng độ thấp trộn với khí tự nhiên [27] Nồng

độ dưới 1% theo thể tích không yêu cầu bất kỳ sự điều chỉnh nào của MGT, trong khi nồng độ lên tới 5-10% có thể được sử dụng với những sửa đổi nhỏ đối với MGT [28] Những sửa đổi triệt để hơn đối với MGT là cần thiết nếu nó hoạt động với nồng độ lên tới 15%bởi

âm lượng Các nghiên cứu gần đây cho thấy MGT có thể được cung cấp nhiên liệu bằng 100% hydro nếu buồng đốt được thiết kế lại hoàn toàn [24], [25]

Mục đích của MGT là bù đắp cho mọi sự khan hiếm hoặc không có sẵn năng lượng tái tạo Năng lượng được lưu trữ dưới dạng hydro được đưa trở lại lưới điện một phần Về nguyên tắc, các HEG như vậy có thể tự duy trì nếu vectơ năng lượng tái tạo lớn hơn mức năng lượng cần thiết trong một năm Sự chênh lệch lớn giữa năng lượng điện được tạo ra bởi hệ thống PV và/hoặc WT và phụ tải nguồnđiện có thể gây mất ổn định nghiêm trọng cho lưới điện Về vấn đề này, việc sử dụng kết hợp điện phân và MGT thông minh có thể làm giảm tác động tiêu cực mà hành vi không thể đoán trước của các nguồn năng lượng không thể lập trình có thể gây ra đối với việc điều tiết năng lượng điện ròng được sản xuất Chiến lược này là nguyên bản và chưa bao giờ được điều tra trước đây Thật vậy, chúng tôi chỉ tìm thấy một bài báo gần đây [29] báo cáo kết quả phân tích kinh tế

nhiệt của một nhà máy điện lai tuabin khí hydro-PV công suất 100 MW.

Một trong những vấn đề chính với HEG là điều phối nhiệm vụ của nhiều hệ thống con liên quan đến việc quản lý các dòng năng lượng khác nhau, sao cho năng lượng điện ròng theo dõi nhu cầu điện năng [30], [31], [32], [33], [23] Bài toán điều khiển công suất càng trở nên khó khăn hơn do sự biến động của dòng điện phát sinh từ nhà máy năng lượng tái tạo Chúng thay đổi theo điều kiện môi trường xung quanh (ví dụ như bức xạ mặt trời , nhiệt độ không khí , tốc độ gió ), cũng như nhu cầu năng lượng thay đổi theo thời gian Do đó,

mô phỏng số trở nên cần thiết để thiết kế các HEG ngày càng phức tạp, đặc biệt là liên quan đến các khía cạnh tạo nguyên mẫu ảo của hệ thống quản lý năng lượng

Các phương pháp mô hình hóa khác nhau đối với MGT đã đượcphát triển trong tài liệu kỹ thuật Traverso và cộng sự đã sử dụng mã 1D (TRANSEO) để mô tả động lực học của máy phát MGT 45 kW (Bowman TG-45) chạy bằng khí tự nhiên [34] Degobert và cộng sự

đề xuất một mô hình thích ứng bậc nhất đơn giản để mô tả động lực học của máy phát MGT 30 kW (Capstone C330) chạy bằng khí tự nhiên để nghiên cứu số lượng khả năng kết hợp hệ thống quang điện với tua bin vi mô tốc độ cao [35] Hằng số thời gian của mô hình đượcbiểu thị dưới dạng bảng liên quan đến sự thay đổi công suất Roberts

và cộng sự đã nghiên cứu hai phương pháp mô hình hóa để tái tạo động lực học của một MGT 100 kW (Turbec T100) đã được sửa đổi kết hợp với một bình bên ngoài để mô phỏng một máy phát hệ thống

hybrid tuabin khí pin nhiên liệu [36] Mô hình đầu tiên dựa trên cách tiếp cận hằng số thời gian vật lý đơn giản, và mô hình thứ hai dựa trêncác nguyên lý thứ nhất và phương pháp phương trình vi phân để nắm bắt hiệu suất động học của tuabin Reale và cộng sự đã sử dụng mã CFD 3D (ANSYS CFX) để mô tả chi tiết hoạt động của Turbec T100 nhằm nghiên cứu phản ứng ổn định của MGT khi tải một phần với các loại nhiên liệu khác nhau (hỗn hợp metan-hydro) và đồng thời dự đoán bằng số ảnh hưởng của nồng độ hydro cao hơn có thể có trong buồng đốt [28], [37], [38] Nikpey và cộng sự đã sử dụng một công

cụ phần mềm thương mại (IPSEpro) để thu được mô hình trạng thái

ổn định nhiệt động của Turbec T100 làm trường hợp cơ sở để điều tra

số các chu trình GT cải tiến như chu trình tuabin khí ẩm (HAT) và chu trình tuần hoàn khí thải (EGR) [39] Henke và cộng sự đã sử dụng một công cụ mô phỏng số để phân tích nhiệt động lực học ở trạng thái ổn định của MGT [40] Bộ mô phỏng MGT đã được tham

số hóa và xác nhận bằng thực nghiệm trên giàn thử nghiệm Turbec T100 đã được sửa đổi phù hợp để cải thiện khả năng đo nhiệt độ tại các vị trí có sự phân bổ nhiệt độ không gian không đồng đều như đầu

ra của tuabin Caresana và cộng sự đã phát triển mã mô phỏng MGT được điều chỉnh dựa trên dữ liệu trạng thái ổn định của Turbec T100 chạy bằng khí tự nhiên [41] Sau đó, bộ mô phỏng được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến hiệu suất tổng thể của MGT trong cách bố trí đồng phát và hoạt động của các bộ phận của nó Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian hoạt động

an toàn của MGT do Turbec tuyên bố, tức là từ -25 C đến 40 C trong o o

đó công suất điện giảm từ 120 xuống 80 kW

Độ nhạy của MGT với các điều kiện xung quanh, như đã nêu trong Tài liệu tham khảo [41], ngày càng trở thành yếu tố quan trọng cần tính đến khi định cỡ, mô phỏng và kiểm soát lưới năng lượng, trong đó các dòng điện không thể kiểm soát và không thể đoán trước (ví dụ được tạo ra bởi hệ thống quang điện và/hoặc tua-bin gió) cần được cân bằng bởi công suất có thể kiểm soát được các hệ thống phátđiện như MGT Theo xu hướng này, chúng tôi tập trung nghiên cứu thiết lập một mô hình tái tạo phản ứng động đầu vào-đầu ra của năng lượng điện được tạo ra bởi MGT thương mại 100 kW (Turbec T100) khi được cung cấp nhiên liệu bằng hỗn hợp nhiên liệu thay thế (tức là khí tự nhiên-hydro) và môi trường xung quanh nhiệt độ thay đổi trong phạm vi rộng Mô hình này cũng cung cấp ước tính về mức tiêu thụ nhiên liệu và tốc độ tuabin.

Mô hình thu được theo hai bước i ) Mô hình so sánh nhiệt độnglực học 0D của MGT lần đầu tiên được phát triển (xem chi tiết trong Tài liệu tham khảo [42], [43], [44]) và hiệu chỉnh trên dữ liệu thực nghiệm Sau đó, mô hình 0D được sử dụng làm công cụ số để đánh giá phản ứng ở trạng thái ổn định của MGT trong nhiều điều kiện làm việc, lần lượt được tham số hóa theo ba biến số, tức là công suất cơ học có sẵn ở trục, nhiệt độ không khí và khối lượng hydro phần trong hỗn hợp ii ) Dữ liệu số được thu thập trước đó được sử dụng để xây dựng bản đồ số 3D mô tả các phi tuyến tĩnh của mô hình động Hành

vi động của MGT được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển của chính

nó được mô hình hóa như một hệ thống bậc nhất bão hòa thích hợp, hằng số thời gian của nó được xác định bằng thực nghiệm Hiệu suất