Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sự thay đổi tính năng kỹ thuật của động cơ đốt cháy cưỡng bức khi sử dụng hỗn hợp xăng – khí Brown (Luận án tiến sĩ)

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG CAO VĂN TÀI NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG –KHÍ BROWN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT KHÁNH HÒA – 2015 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG CAO VĂN TÀI NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG –KHÍ BROWN Chuyên ngành : Kỹ thuật khí động lực Mã số : 62520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ ANH TUẤN PGS TS NGUYỄN VĂN NHẬN KHÁNH HÒA – 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Nha Trang, ngày 10 tháng 08 năm 2015 Tác giả luận án Cao Văn Tài ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, Khoa sau đại học, Khoa Kỹ thuật Giao thông , Trường Đại học Nha Trang , tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, nghiên cứu hồn thành luận á n Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Anh Tuấn, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội PGS.TS Nguyễn Văn Nhận Trường Đại học Nha Trang hướng dẫn tơi tận tình chu đáo mặt chun mơn để tơi thực hồn thành luận án Tơi cũng xin cám ơn PGS TS Trần Gia Thái , Trưởng khoa Kỹ thuật giao thông và các thầy cô khoa đã giúp đỡ dành cho điều kiện thuận lợi để thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS Phạm Hữu Tuyến, NCS Nguyễn Duy Vinh, ThS Nguyễn Thế Trực, KS Nguyễn Duy Tiến ThS Nguyễn Đức Khánh giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu và triển khai các thử nghiệm phòng thí nghiệm động đốt - Viện Cơ Khí Động Lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Cao đẳng nghề Nha Trang bạn bè đồng nghiệp hậu thuẫn động viên tơi suốt q trình nghiên cứu học tập Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện, thầy hội đồng chấm luận án đồng ý đọc duyệt góp ý kiến q báu để tơi hồn thành luận án định hướng nghiên cứu tương lai Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên khuyến khích tơi suốt thời gian tơi tham gia nghiên cứu thực cơng trình Nghiên cứu sinh Cao Văn Tài iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ ký hiệu viết tắt vii Danh mục bảng ix Danh mục ảnh, hình vẽ đồ thị xi Mở đầu Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG VÀ KHÍ HHO CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 17 1.2.3 Mơ ̣t số vấ n đề tồn đố i với các nghiên cƣ́u sử dụng khí HHO cho 17 động đốt 1.3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 18 1.3.2 Đối tƣợng nghiên cứu 19 1.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 1.4 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 20 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 20 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 20 1.5.2 Tính thực tiễn đề tài 21 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 21 Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH TÍNH NĂNG KỸ THUẬT 23 iv CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP NHIÊN LIỆU XĂNG-KHÍ HHO 2.1 NHIỆN LIỆU DÙNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC 23 2.1.1 Nhiên liệu xăng 23 2.1.2 Khí BROWN 26 2.1.3 Tỷ lệ hỗn hợp khí HHO bổ sung đề xuất phƣơng án 31 2.2 TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC 32 2.2.1 Tốc độ động 32 2.2.2 Tải động 33 2.2.3 Hiệu suất động 35 2.3 QUÁ TRÌNH CHÁY HỖN HỢP XĂNG +KHƠNG KHÍ VÀ XĂNG +KHÍ 36 HHO+KHƠNG KHÍ TRONG ĐỢNG CƠ 2.3.1 Hình thành hỗn hợp xăng - khí HHO - khơng khí 36 2.3.2 Lý thuyết cháy động xăng 41 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 49 Chƣơng TÍNH TỐN SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA 50 ĐỘNG CƠ XE HONDA WAVE KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG + KHÍ HHO 3.1 TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ XE HONDA WAVE 51 3.1.1 Động sử dụng nhiên liệu xăng truyề n thố ng 51 3.1.2 Động sử dụng hỗn hợp nhiên liệu xăng+khí HHO 66 3.1.3 Nhận xét 68 3.2 XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG TRÊN MƠ 69 HÌNH MƠ PHỎNG CỦA PHẦN MỀM AVL-BOOST 3.2.1 Trình tự chạy mô 71 3.2.2 Đánh giá đô ̣ chính xác của mô hình 72 3.2.3 Đánh giá khả cung cấ p khí HHO cho đô ̣ng 73 3.2.4 Đánh giá đặc tính ngồi động 77 v 3.2.5 Đặc tính cháy động sử dụng hỗn hợp xăng + khí HHO 78 3.2.6 Lƣơ ̣ng khí HHO cung cấ p cho đô ̣ng Honda wave mơ 80 3.2.7 Ảnh hƣởng góc đánh lửa đến q trình cháy xăng hỗn hợp 81 xăng+khí HHO có bổ sung khơng khí 3.2.8 Ảnh hƣởng việc cung cấp khí HHO cho động xăng đ ến công 86 suấ t, tiêu hao nhiên liê ̣u và phát thải 3.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 89 Chƣơng THƢ̣C NGHIỆM ỨNG DỤNG KHÍ HHO TRÊN ĐỘNG CƠ 91 XE HONDA WAVE 4.1 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ VÀ TRANG THIẾT BỊ THƢ̉ NGHIỆM 91 4.1.1 Sơ đồ bố trí thƣ̉ nghiệm 91 4.1.2 Trang thiết bị thực nghiệm 92 4.1.3 Giới thiệu kết sản xuấ t khí HHO 98 4.2 XÁC ĐỊNH VÙNG THƢ̉ NGHIỆM , QUY TRÌ NH THƢ̉ NGHIỆM VÀ 98 CHỌN LƢỢNG KHÍ HHO BỔ SUNG 4.2.1 Xác định vùng thử nghiệm 98 4.2.2 Quy trình thƣ̉ nghiê ̣m 99 4.2.3 Chọn lƣu lƣợng khí HHO khơng khí cung cấ p cho các chế đô ̣ làm 101 viê ̣c của đô ̣ng 4.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 104 4.3.1 Đánh giá tiêu kinh tế - kỹ thuật 104 4.3.2 Đánh giá tiêu môi trƣờng 108 4.3.3 Quan ̣ của các thông số kinh tế , kỹ thuâ ̣t và môi trƣờng của đô ̣ng 116 với lƣơ ̣ng khí HHO cung cấ p 4.4 SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 118 4.4.1 Đặc tính cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu 118 4.4.2 Nồng độ phát thải CO, HC NOx mơ thực nghiệm 119 4.5 TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI SỬ DỤNG KHÍ HHO 121 4.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 121 vi KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123 5.1 KẾT LUẬN 123 5.2 KIẾN NGHỊ 124 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 PHỤ LỤC 132 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Diễn giải A/F - Tỷ lệ hỗn hợp AVL-Boost - Phần mềm mô chiều hãng AVL (Áo) C ppm Cacbon CO ppm Mônôxit cacbon CO2 ppm Cacbonic COM - Cổng giao tiếp máy tính dạng nối tiếp CP - Chính phủ CEBII - Tủ phân tích khí xả (Combustion Emission Bench) BCHK - Bộ chế hòa khí ĐCĐT - Động đốt ĐCT - Điểm chết ECU - Bộ điều khiển trung tâm EHC - Bộ điều khiển cung cấ p HHO(Electronic HHO control) EURO - Tiêu chuẩn châu Âu GTVT - Giao thông vận tải ge g/kW.h gqtk - HC ppm Suất tiêu hao nhiên liệu Góc quay trục khuỷu Hyđrơcacbon HHO - Hỡn hơ ̣p khí Hyđrơ ơxy, đƣợc gọi khí Brown H2 - Hyđrơ H2 O lít Nƣớc LPG - Khí dầ u mỏ hóa lỏng (Liquefied Petroium Gas) LNG - Khí thiên nhiên hóa lỏng (Liquefild Natural Gas) MP - Mô MCCT - Môi chất công tác n vg/ph Tốc độ quay động viii Ne kW Công suất động NOx ppm Oxit nitơ N2 - Nitơ O2 - Ơxy Pb - Chì PC - Máy tính ppm - Phần triệu SO2 - Lƣu huỳnh điôxit TN - Thực nghiệm VOC - Hỗn hợp chất hữu bay (Volatile Organic Compounds)  - Hệ số dƣ lƣợng khơng khí (Lambda)  - Khối lƣợng riêng f Độ TK Góc đánh lửa sớm ... TÀI NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG –KHÍ BROWN Chuyên ngành : Kỹ thuật khí động lực Mã số : 62520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT... 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG VÀ KHÍ HHO CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT CHÁY CƢỠNG BỨC 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 17 1.2.3... TÍNH TỐN SỰ THAY ĐỔI TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA 50 ĐỘNG CƠ XE HONDA WAVE KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP XĂNG + KHÍ HHO 3.1 TÍNH TỐN NHIỆT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ XE HONDA WAVE 51 3.1.1 Động sử dụng nhiên liệu xăng truyề