Nghiên cứu thiết kế mẫu động cơ 3 xylanh diesel phun gián tiếp có buồng cháy three vortex combustion (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học bio diesel (tham khảo động cơ 3 xilanh kubota d1703 m e3b)

v Abstract Under the pressure of finding out a fuel to replace the fossil fuel which its resource becomes too low and reducing the effect to the environment, biofuel is one of the priority choices. Biodiesel which is made of animal fat or vegetable oil is potential to replace Diesel oil using in mechanical facilities and manufactures .Many scientists who have been researched and improved the engines thank to the features of Biodiesel help it to become more clearly in reality.Consequently,the            finished.The substance of this thesis is to express the design of an engine using Biodiesel based on the model engine KUBOTA D1703.Applying reverse engineering application, simulating by CATIA program and calculating stiffness using finite element method with ANSYS, the engine is designed with the three vortexs combustion to adapt the demand which is overcome the disadvantages of Biodiesel such as bad mixture cause of the large density and viscosity,the hight corrosion Hence, the thesis helps to increase the feasibility of applying Biodiesel fuel in real life vi MC LC Trang ta trang Quy tài Lý lch cá nhân i Li cam oan ii Li cm t iii Tóm tt iv Mc lc vi Danh sách các ch vit tt x Danh sách các hình xi Danh sách các bng xvi C : TNG QUAN 1 1.1. Tính cp thit c tài 1 t trong ti Vit Nam 1 1.1.2. Công nghing lc ti Vit Nam 5 1.1.3. Nhu ci Vit Nam 9 1.1.4. Nhiên liu thay th 10 1.2. Tình hình nghiên c   3          . 12 1.2.1. Tình hình nghiên c       12 1.2.2. Tình hình nghiên c     14 1.3. Mng nghiên cu c tài. 16 1.3.1. Mc tiêu nghiên cu 16 vii ng nghiên cu 16 1.4. Nhim v và gii hn c tài 16 1.4.1. Nhim v c tài 16 1.4.2. Gii hn c tài 17 1.5u 17 1.6. Giá tr c tài 18  : THIT K MNG K THUT THIT K C 19 2.1. Quy trình thit k m. 19 2.2. Gii thiu k thut thit k c (reverse engineering). 19 2.2.1. M u 19 2.2.2. Vì sao phi thit k c 20 2.2.3. Quy trình k thut thit k c 21 2.2.4. Danh mc chi tit chính cc quét 3D 25 2.3. Gii thiu phn mm Catia. 26 2.3.1. Lch s i 26 2.3.2. a phn mm Catia. 27 2.3.3. Thit k 5 chi tiu bng phn mm Catia. 30 2.4. Kt lun. 43  :  LÝ THUYT TÍNH TOÁN THIT K . 44 3.1. Tính toán nhi 44 3.1.1. Mt. 44 3.1.2. Các thông s kt cu. 44 viii 3.1.3. Các thông s cn thit cho quá trình tính toán nhit. 45 3.1.4. Tính toán các quá trình 48 3.1.5. Tính toán các thông s a chu trình. 55 3.1.6. Tính toán các thông s kt cu c 56 3.1.7. V  th công ch th. 57 3.ng hng lc hu trc khuu  thanh truyn 60 3.2.1. ng hc. 60 3.2.2. ng lc hc. 65 4 : TÍNH TOÁN SC BN CÁC CHI TIT BNG PHN MM ANSYS. 79 4.1. Quy trình tính toán sc bn 79 4.2. Gii thiu chung v n t hu hn (FEA). 79 4.3. Gii thiu chung v phn mm tính toán sc bn Ansys 81 4.3.1. ng dng ca phn mm Ansys trong c công nghip. 82 4.3.2. Cu trúc bài toán trong phn mm Ansys. 85 4.3.3. Quy trình phân tích và mô phng 86 4.3.4. Kt qu thc hin. 89 4.4. Kt lun 115  5 : THIT K CI TI   U S DNG NHIÊN LIU BIODIESEL 116 5.1. Gii thiu v Biodiesel 116 5.2. m cu. 117 5.3. V hòa tr. 119 5.4. V hòa tr có bung cháy TVC. 123 ix 5.5. Nghiên cu ci ti 125 5.5.1. Cách nhit cho bung cháy xoáy lc 126 5.5.2. Ci tinh piston 127 5.5.3. S dng thêm các ca bung cháy ph 128 5 sut ci tin 129 5.5.5. Thit k ci tin bung cháy ph trên phn mm Catia 130 5.6. Kt lun 133 T LU NGH 134 6.1. Tóm tt kt qu  tài 134 t qu c tài 136  ngh ng phát trin c tài 136 K HOCH D KIN THC HI TÀI 138 PH LC 139 TÀI LIU THAM KHO 149 x DANH SÁCH CÁC CH VIT TT ATDC After top dead center BDF Biodiesel Fuel BTDC Before top dead center CAD computer-aided design IDI Indirect injection TVC Thee Vortex Combustion TDC Top Dead Centre NURBS Non-uniform rational B-spline xi DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 : Th phc v cho nông nghip Vit Nam. 6 Hình 1.2 : Th ph-50 Hp trong tng s u xy lanh t 20  90 Hp 10 Hình 1.3 : ng khí thi trung bình ca nhiên liu Biodiesel khi s dng trên  11 Hình 2.1 : Quy trình thit k kt c 19 Hình 2.2 :  21 Hình 2.3 : Máy quét 3D Kreon Zephyr KZ50 23 Hình 2.4 : . 24 Hình 2.5 :  25 Hình 2.6 : Mô hình sn phm catia 28 Hình 2.7 : Mô hình to bng Mechanical Design 28 Hình 2.8 : Mô hình to bng Shape Design and Styling 29 Hình 2.9 : Mô hình hóa vt th 29 Hình 2.10 : Thân máy cu sau khi thit k 3D 32 Hình 2.11 : Np máy cu sau khi thit k 3D 32 Hình 2.12 : Bn v chi tit kt cu thân máy 33 Hình 2.13 : Bn v chi tit kt cu np máy. 34 Hình 2.14 : Buu sau khi thit k 3D 35 xii Hình 2.15 : Bn v chi tit kt cu buu 36 Hình 2.16 : Trc khuu cng cu sau khi thit k 3D 37 Hình.2.17 : Bn v chi tit kt cu trc khuu 38 Hình 2.18 : Thanh truyn cu sau khi thit k 3D. 39 Hình 2.19 : Bn v chi tit kt cu thanh truyu 40 Hình 2.20 : Piston cu sau khi thit k 3D 41 Hình 2.21 : Bn v chi tit kt cu 42 Hình 3.1 :  th  60 Hình 3.2 :  62 Hình 3.3 :  63 Hình 3.4 :  65 Hình 3.5 :  lc tác du trc khuu - thanh truyn 66 Hình 3.6 :  tính toán lc ca phn khng chuyng quay 67 Hình 3.7 : Khai tri th 69 Hình 3.8 :  th T, N, Z 70 Hình 3.9 :  th  T 71 Hình 3.10 :  th ph ti tác dng lên cht khuu 73 Hình 3.11 :  th khai trin Q -  ca cht khuu 74 Hình 3.12 :  th ph ti tác du to thanh truyn 77 Hình 3.13 :  th mài mòn cht khuu 78 4.1 : Quy trình tính toán sc bn các chi tit 79 4.2 : Phân tích cu trúc s dn t hu hn 80 Hình 4.3 : Phân tích áp lc không khí trên mô hình máy bay. 83 xiii Hình 4.4 : Dòng khí chuyng qua h th. 84 Hình 4.5 : Dòng khí chuyng trong xe. 84 Hình 4.6 : ng ca dòng chy lên thành tàu 85 Hình 4.7 : Quy trình phân tích bài toán tin chính 86 Hình 4.8 : Tin hành ti xng ¼ t cu 87 Hình 4.9 : Công c qun lý chng phn t trong Hyper Mesh 87 Hình 4.10 : Cu trúc hình hc phn t Solid185 88 Hình 4.11 : Mô hình thanh truyi xng theo mt phng XY và XZ. Import vào ANSYS APDL 88 Hình 4.12 : Ph chuyn v tng ca chi tit thanh truyn khi chu nén 90 Hình 4.13 : ng sut Von Misses khi chu nén. 90 Hình 4.14 : ng sut Von Misses dc theo chiu dài thanh truyn. 97 Hình 4.15 : Ph chuyn v tng ca chi tit thanh truyn khi chu kéo. 92 Hình 4.16 : ng sut Von Misses khi chu kéo. 93 Hình 4.17 : ng sut Von Misses dc theo chiu dài thanh truyn. 93 Hình 4.18 : Ph chuyn v tng ca chi tit thanh truyn khi chu kéo. 94 Hình 4.19 : ng sut Von Misses khi chu kéo. 95 Hình 4.20 : ng sut Von Misses dc theo chiu dài thanh truyn. 95 Hình 4.21 : i và import vào ANSYS. 96 Hình 4.22 : Chuyn v tng ca Piston khi chu lc khí th. 97 Hình 4.23 : ng sut Von Misses khi chu lc khí th 97 Hình 4.24 : Chuyn v tng ca Piston khi chu lc quán tính. 98 Hình 4.25 : ng sut Von Misses khi chu lc quán tính 99 xiv Hình 4.26 : Ti phân b trên cht khuu. 100 Hình 4.27 : i xng ¼ má khuu th 2. 101 Hình 4.28 : Ti trng phân b trên ¼ b mt cht khuu. 101 Hình 4.29 : Phân b ng sut VonMisses trên trc khuu. 102 Hình 4.30 : Phân b chuyn v trên trc khuu. 102 Hình 4.31 : Bi  ng sut dc theo biên dng má khung hp khi ng. 103 Hình 4.32 : Ti trng phân b trên ¼ cht khuu 104 Hình 4.33 : Phân b ng sut VonMisses trên trc khuu. 104 Hình 4.34 : Phân b chuyn v trên trc khuu. 105 Hình 4.35 : Ti trng phân b trên ¼ cht khuu 106 Hình 4.36 : Ti trng phân b trên ¼ cht khuu 107 Hình 4.37 : Phân b ng sut VonMisses trên trc khuu. 107 Hình 4.38 : Phân b chuyn v trên trc khuu. 108 Hình 4.39 : Bi ng sut dc theo biên dng má khung hp lc ngang ln nht. 109 Hình 4.40 : Mô hình bung cháy chính ng Catia. 110 Hình 4.41 : Mô hình bung cháy chính sau khi Mesh và Preprocessor. 110 Hình 4.42 : Các quá trình ca bung cháy 1, 2, 3 theo góc quay trc khuu. 111 Hình 4.43 : V t ti áp sut phân b u trong thành các xi lanh. 112 Hình 4.44 : Phân b chuyn v nhìn theo mt ct ngang lc máy. 113 Hình 4.45 : Phân b ng sut nhìn theo mt ct ngang lc máy. 113 Hình 4.46 : Phân b chuyn v theo mt ct ngang li din. 114 Hình 4.47 : Phân b ng sut nhìn theo mt ct ngang li din. . 114 [...]... « Nghiên cứu thiết kế m u động cơ 3 xy lanh Diesel phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC), sử dụng nhiên liệu sinh học Bio -Diesel (tham khảo động cơ 3 xy lanh KUBOTA D17 03- M- E3B) » được thực hiện 1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài n c vê đ ng cơ 3 xy lanh s ̉ su ̣ng nhiên liêu sinh ho ̣c ̣ 1.2.1 Tình hình nghiên cứu ở n ơc ngoai  Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài về động cơ. .. Biodiesel (tham khảo động cơ 3 xy lanh KUBOTA D17 03- M- E3B) bằng phần m m Catia - Nghiên cứu tính sức bền kết cấu động cơ Diesel 3 xy lanh phun gín tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC) sử dụng nhiên liệu Biodiesel bằng phần m m ANSYS 1.4.2 Gi i h n của đề tài Do điều kiện và thời gian ḥn chế nên trong luận văn tốt nghiệp của m nh, người nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu : - Thiết kế. .. cứu là động cơ 3 xy lanh sử dụng buồng cháy xoáy lốc Three Vortex Combustion dung trong nông thôn Viê ̣t Nam 1.4 Nhi m v và gi i h n của đề tài 1.4.1 Nhi m v của đề tài 16 - Nghiên cưu khảo sat đanh gia nhu câu sử du ̣ng đô ̣ng cơ Diesel 3 xy lanh ở Viê ̣t Nam - Nghiên cưu thiết kế m u đô ̣ng cơ Diesel 3 xy lanh phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC) sử du ̣ng nhiên liê ̣u Biodiesel... kế 5 kết cấu chính của m u động cơ Diesel 3 xy lanh phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC) : trục khuỷu, thanh truyền, piston, thân m y và nắp m y bằng công nghệ chế ṭo ngược - Tính toán sức bền của 5 kết cấu chính của m u động cơ Diesel 3 xy lanh phun gián tiếp có buồng cháy Three Vortex Combustion (TVC) : trục khuỷu, thanh truyền, piston, thân m y và nắp m y bằng phần m m ANSYS... 1 .3. 1 M c tiêu nghiên cứu Nghiên cưu khảo sat đanh gia nhu câu sử du ̣ng đô ̣ng cơ Diesel 3 xy lanh ở Viê ̣t Nam Nghiên cứu m t số lọi nhiên liệu Biodiesel: tính chất lý-hóa ảnh hưởng đến đặc đi m kỹ thuật khi thiết kế và sử dụng, độ ô nhi m môi trường, khả năng ứng dụng thực tế, phương ph́p sản suất và đưa ra thị trường Thực hiê ̣n nghiên cưu thi ết kế m phỏng m u đô ̣ng cơ diesel 3 xy lanh phun. .. động cơ 3 xy lanh ở Việt Nam : 15 Hiện nay ṭi Việt Nam ćc thương hiệu kinh doanh và sản xuất động cơ 3 xilanh g m ć ćc hãng như: ESEKI, SHIBAURU (M y cày SHIBAURA SD18 43 4WD), YANMAR (M y cày YANMAR F20 2WD), HINOMOTO (M y cày HINOMOTO E2604 4WD), KUBOTA Nhưng trong đ́ về thị phần động cơ 3xilanh thì hãng Kubota chi m đa số thị phần ở Việt Nam 1 .3 M c tiêu và đối t ng nghiên cứu của đề tài 1 .3. 1... ng cơ đốt trong t i Vi t Nam Việt Nam, động cơ đốt trong được sử dụng rất phổ biến nh m phục vụ cho ćc m c đ́ch : - Động cơ sử dụng cho ô tô… - Động cơ tĩnh ṭi kéo m y ph́t điện, m y b m nước … - Cơ giới hó khâu l m đất, thu họch nông sản - M y chế biến nông sản ć sử dụng động cơ đốt trong - Xe cơ giới nông thôn, tàu thuyền cơ giới nông thôn Qua đ́ ta thấy được động cơ đốt trong ṭi Việt Nam được... và ứng dụng động cơ diesel nên được xúc tiến Đê tai sẽ chọn nghiên cứu thiết kế lọi động cơ Diesel 3xy lanh với công suất khoảng 30 -50 hp nh m ứng dụng trong nông nghiệp và nông thôn Việt Nam 1.1 .3 Nhu c u đ ng cơ 3 xylanh t i Vi t Nam Trước nhu cầu rất lớn của động cơ đốt trong, ta thấy được rằng động cơ Diesel có công suất nhỏ m phổ biến nhất là động cơ 3 xy lanh sẽ được sử dụng rất rộng rãi ṭi... thải của động cơ diesel sẽ gi m đi 75 đến 85% khi sử dụng Biodiesel (Lindhjem et al, 20 03) Biodiesel cũng ́t t́c động đến phổi do nó gi m lượng khí thải gây hen suyễn và các chứng rối lọn kh́c đến 70% Việc sử dụng Biodiesel trên đông cơ diesel có tác dụng rất lớn đến việc cắt gi m khí thải, từ đ́ l m cho m i trường trong ṣch hơn Nh̀n chung, lượng khí thải có ḥi của Biodiesel (HC,CO, chất th m và các... khí thải từ nhiên liệu Diesel hóa tḥch, chỉ có m t lọi chất không có lợi tồn ṭi trong khí thải Biodiesel có h m lượng tương đối cao hơn so với nhiên liệu hóa tḥch đ́ là oxit nitơ H̀nh bên dưới thể hiện lượng khí thải trung bình của nhiên liệu Biodiesel khi sử dụng trên động cơ diesel, chúng ta sẽ dễ dàng nhận thấy được t́nh vượt trội về lợi ích m việc sử dụng nhiên liệu Biodiesel mang ḷi, đặc . sau khi thit k 3D 32 Hình 2.11 : Np máy cu sau khi thit k 3D 32 Hình 2.12 : Bn v chi tit kt cu thân máy 33 Hình 2. 13 : Bn v chi tit kt cu np máy. 34 Hình 2.14 :. hình bung cháy Three Vortex 1 23 Hình 5.7 : Minh hng hc chuyng ca dòng khí trong bung cháy xoáy lc 124 Hình 5.8 : Kt cnh piston s dng trong bung cháy three vortex 125. Hình 3. 1 :  th  60 Hình 3. 2 :  62 Hình 3. 3 :  63 Hình 3. 4 :  65 Hình 3. 5 :