Nghiên cứu điều khiển động cơ phun xăng trang bị bộ xúc tác tạo hỗn hợp khí giàu hydro.

MỞ ĐẦU i Lý do chọn đề tài Với nhu cầu ngày một tăng về số lượng, đa dạng về chủng loại thì động cơ đốt trong (ĐCĐT) vẫn là nguồn động lực chính cho nhiều ngành kinh tế khác nhau, đặc biệt là ngành giao thông vận tải. Song song với sự phát triển đó là nhu cầu về năng lượng ngày một tăng, trong khi đó trữ lượng nhiên liệu hóa thạch đang dần bị cạn kiệt [1, 2]. Mặt khác, bầu không khí bị ô nhiễm một cách trầm trọng do khói bụi, chất độc và phóng xạ thải ra từ quá trình sử dụng nhiên liệu hóa thạch, trong đó phương tiện giao thông (PTGT) sử dụng nhiên liệu xăng và dầu diesel là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường [3, 4], đặc biệt tại các đô thị. Ở đó, mật độ PTGT đường bộ ngày một tăng lên rất lớn và đa phần các PTGT đường bộ này được trang bị động cơ xăng (ĐCX). Vì vậy, cần phải nghiên cứu tìm ra những giải pháp tổng thể giảm dần sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch trong tương lai, mặt khác có thể giảm thiểu phát thải gây ô nhiễm môi trường do ĐCĐT nói chung và ĐCX nói riêng. Hydro là nhiên liệu có tiềm năng rất lớn có thể đáp ứng được các yêu cầu nói trên [1, 5]. So với nhiên liệu truyền thống, hydro có khá nhiều ưu điểm nổi trội như: cháy nhanh, phạm vi cháy rộng, nhiệt độ tự cháy cao, tính chống kích nổ tốt do đó rất thuận lợi để nâng cao hiệu suất và công suất của động cơ thông qua việc nâng cao tỉ số nén và tốc độ làm việc của động cơ [6, 7]. Mặt khác, phạm vi cháy của hydro rộng nên động cơ có khả năng hoạt động tốt với hỗn hợp nghèo, làm tăng tính kinh tế nhiên liệu và giảm phát thải độc hại [810]. Thêm nữa, phát thải của động cơ hydro chỉ là hơi nước nên rất sạch, thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, nhiệt trị thể tích của hydro thấp hơn xăng rất nhiều nên khi chuyển đổi từ ĐCX sang chạy hoàn toàn bằng hydro sẽ phải cải tiến nhiều về kết cấu động cơ để có thể đạt được công suất như ĐCX ban đầu [11, 12]. Do đó, đây cũng là một trong những lý do khiến nhiên liệu hydro thường được ưu tiên sử dụng dưới dạng phụ gia cho nhiên liệu truyền thống để nâng cao giới hạn cháy nghèo cho ĐCĐT [13-15]. Với phương pháp này, chỉ cần cung cấp một tỉ lệ nhỏ hydro hòa trộn với nhiên liệu gốc giúp cải thiện quá trình đốt cháy nhiên liệu chính tốt hơn nhằm giảm phát thải độc hại, nâng cao được giới hạn cháy nghèo và hiệu quả sử dụng nhiên liệu của động cơ cũng được tăng lên. Mặt khác, việc sản xuất, tồn trữ và bảo quản nhiên liệu hydro đủ để cung cấp cho động cơ hoạt động liên tục trong thời gian dài hiện nay khá khó khăn và rất tốn kém, đặc biệt là với động cơ trang bị trên các PTGT do hydro có tỷ trọng rất thấp. Thay vào đó người ta thường sử dụng nhiên liệu giàu hydro (NLGH) là khí tổng hợp hay còn được gọi là khí syngas (có hydro ở trạng thái tự do trong hỗn hợp) cho ĐCĐT [16, 17]. Ngoài ra, NLGH có thể tạo ra nhờ biện pháp sử dụng bộ xúc tác (BXT) tạo thành hỗn hợp khí giàu hydro (HHGH) từ nhiên liệu gốc với giá thành phù hợp [18-20]. Thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu trong nước sử dụng nhiên liệu hydro bổ sung vào đường nạp ĐCX dùng “chế hòa khí” lắp trên xe máy đã được công bố [21, 18]. Tuy nhiên, hiện nay phần lớn ĐCX sử dụng trên các PTGT đều trang bị hệ thống “phun xăng điện tử” (EFI - Electronic Fuel Injection) được điều khiển và kiểm soát thông qua bộ điều khiển trung tâm ECU (ECU - Electronic Control Unit). Vì vậy, việc nghiên cứu trang bị BXT tạo HHGH bổ sung đối với động cơ phun xăng điện tử (ĐCPX) là một hướng nghiên cứu mới, rất cần thiết mà các nghiên cứu [21, 18] trước đây chưa thực hiện được. Đối với ĐCPX, lượng nhiên liệu cấp cho động cơ được ECU tính toán theo lượng không khí nạp đi vào xi lanh, do đó khi bổ sung HHGH vào đường ống nạp sẽ làm thay đổi lượng khí nạp nên ECU sẽ tính toán sai lượng xăng phun cần thiết. Ngoài ra, khi bổ sung HHGH làm cho tốc độ cháy của hỗn hợp thay đổi do đó đặc tính đánh lửa của ECU nguyên bản cũng không còn phù hợp. Thêm vào đó, hiệu suất chuyển hóa của BXT tận dụng nhiệt khí thải biến đổi nhiệt hóa một phần nhiên liệu xăng cung cấp cho động cơ cùng với hơi nước tạo HHGH bổ sung phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ BXT, do đó thông số này cũng cần phải được kiểm soát để BXT làm việc ở chế độ tối ưu. Như vậy, khi trang bị BXT cho ĐCPX thì hệ thống điều khiển nguyên bản của động cơ không còn phù hợp, phải thiết kế lại hệ thống điều khiển mới. Qua các phân tích trên cho thấy, việc nghiên cứu điều khiển ĐCPX trang bị BXT tạo HHGH là một hướng mới, có tính khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao. Từ đó, tác giả lựa chọn thực hiện luận án tiến sĩ của mình với đề tài: “Nghiên cứu điều khiển động cơ phun xăng trang bị bộ xúc tác tạo hỗn hợp khí giàu hydro”, kết quả của đề tài sẽ góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển các công nghệ điều khiển ĐCPX. Luận án được thực hiện trong khuôn khổ đề tài cấp nhà nước mã số KC.05.24/11-15 do GS. TS Lê Anh Tuấn làm chủ nhiệm đề tài, trong đó nội dung công việc nghiên cứu điều khiển ĐCPX trang bị BXT tạo HHGH do nghiên cứu sinh (NCS) thực hiện.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  LÊ ĐĂNG ĐÔNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRANG BỊ BỘ XÚC TÁC TẠO HỖN HỢP KHÍ GIÀU HYDRO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  LÊ ĐĂNG ĐÔNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRANG BỊ BỘ XÚC TÁC TẠO HỖN HỢP KHÍ GIÀU HYDRO Ngành: Kỹ thuật Cơ khí động lực Mã số: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS PHẠM MINH TUẤN TS TRẦN ANH TRUNG HÀ NỘI - 2019 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ xiii MỞ ĐẦU i Lý chọn đề tài ii Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài iii Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài iv Phương pháp nghiên cứu đề tài v Ý nghĩa khoa học đề tài vi Ý nghĩa thực tiễn đề tài vii Điểm luận án viii Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 1.1 Vấn đề giảm tiêu hao nhiên liệu phát thải động xăng 1.2 Các biện pháp giảm tiêu hao nhiên liệu phát thải cho động xăng 1.2.1 Các biện pháp liên quan đến động 1.2.2 Xử lý khí thải 1.3 Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu hydro cho động xăng 10 1.3.1 Bổ sung hydro cho động xăng 10 1.3.2 Bổ sung hỗn hợp khí giàu hydro cho đợng xăng 16 1.3.2.1 Bổ sung hỗn hợp giàu hydro từ xy hóa khơng hồn tồn nhiên liệu 16 1.3.2.2 Bổ sung hỗn hợp giàu hydro từ xy hóa nhiên liệu plasma 18 1.3.2.3 Bổ sung hỗn hợp giàu hydro từ biến đổi nhiệt hóa nhiên liệu với nước 19 1.4 Hướng tiếp cận luận án 22 1.5 Tổng quan xây dựng mơ hình đợng 23 1.6 Tổng quan xây dựng hệ thống điều khiển 26 1.7 Nội dung nghiên cứu 31 1.8 Kết luận chương 32 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ SỬ DỤNG HỖN HỢP GIÀU HYDRO VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 33 2.1 Đặt vấn đề 33 2.2 Mơ hình tổng quan động phun xăng trang bị bộ xúc tác tạo hỗn hợp giàu hydro 34 2.3 Mơ hình thành phần 35 2.3.1 Mơ hình trao đổi khí 35 2.3.1.1 Xác định lượng khí qua bướm ga 35 2.2.1.2 Xác định lượng khí qua xu páp nạp 37 2.2.1.3 Xác định lượng khí qua xu páp xả 38 2.3.2 Mơ hình bợ xúc tác 39 iii 2.3.3 Mơ hình cháy 41 2.3.3.1 Cơ sở lựa chọn mô hình cháy 41 2.3.3.2 Mơ hình cháy 43 2.3.3.3 Mơ hình truyền nhiệt 46 2.3.4 Mơ hình tổn thất khí đợng 46 2.3.5 Mơ hình đợng học, đợng lực học đợng 49 2.4 Mơ hình điều khiển 50 2.4.1 Lọc nhiễu tín hiệu đo 51 2.4.2 Thuật toán tra bảng 53 2.4.2.1 Nội suy một chiều 1D 53 2.4.2.2 Nội suy hai chiều 2D 54 2.4.3 Bợ điều khiển vòng kín 54 2.4.3.1 Hàm truyền vòng kín 55 2.4.3.2 Bộ điều khiển PID 55 2.5 Kết luận chương 57 CHƯƠNG ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG SỬ DỤNG HỖN HỢP GIÀU HYDRO VÀ MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 58 3.1 Đặt vấn đề 58 3.2 Đối tượng nghiên cứu nhiên liệu thử nghiệm 58 3.2.1 Động nghiên cứu 58 3.2.2 Nhiên liệu thử nghiệm 59 3.3 Thiết kế lắp đặt hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động bộ xúc tác 59 3.3.1 Hệ thống cung cấp hỗn hợp giàu hydro tiêu chuẩn cho động 59 3.3.2 Hệ thống cung cấp xăng nước cho bộ xúc tác 60 3.4 Xác định vùng thường xuyên hoạt động động 61 3.5 Xác định tham số đầu vào cho mơ hình động 62 3.5.1 Xác định quy luật phối khí 62 3.5.2 Xác định lưu lượng khí qua xu páp 63 3.5.3 Xác định đặc tính vòi phun 64 3.5.4 Áp suất xi lanh 65 3.6 Phân tích số liệu thực nghiệm xây dựng mơ hình đợng 68 3.6.1 Xác định hệ số lưu lượng dòng khí qua xu páp 68 3.6.2 Xác định tốc độ tỏa nhiệt 69 3.6.3 Xác định thời điểm bắt đầu cháy, khoảng thời gian cháy 71 3.6.4 Xây dựng mô hình đợng 74 3.7 Đánh giá độ tin cậy mơ hình đợng 75 3.7.1 Đánh giá lưu lượng khơng khí nạp 75 3.7.2 Đánh giá tỉ lệ cháy tốc độ tỏa nhiệt 76 3.7.3 Đánh giá áp suất xi lanh 78 3.7.4 Đánh giá mô men công suất 81 3.8 Bộ điều khiển động phun xăng điện tử trang bị bộ xúc tác tạo hỗn hợp giàu hydro 83 3.8.1 Bộ điều khiển động sử dụng hỗn hợp giàu hydro 83 3.8.2 Các khối tính tốn thơng số làm việc đợng 84 3.8.2.1 Khối xác định kỳ làm việc động 84 iv 3.8.2.2 Các khối xác định điều khiển góc đánh lửa sớm 87 3.8.2.3 Các khối xác định điều khiển lượng nhiên liệu phun vào đường ống nạp 89 3.8.2.4 Các khối xác định điều khiển lượng phun vào bộ xúc tác 90 3.8.2.5 Các khối xác định điều khiển tốc độ không tải 91 3.8.3 Đánh giá bộ điều khiển 91 3.8.3.1 Kết chương trình nhận dạng kỳ làm việc động 92 3.8.3.2 Kết chương trình điều khiển không tải 93 3.9 Kết luận chương 94 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 95 4.1 Đặt vấn đề mục tiêu nghiên cứu thử nghiệm 95 4.2 Phạm vi, phương pháp điều kiện thực nghiệm 95 4.2.1 Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm 95 4.2.2 Phương pháp thực nghiệm 96 4.2.3 Điều kiện nghiên cứu thực nghiệm 96 4.3 Quy trình, chế đợ trang thiết bị thử nghiệm 97 4.3.1 Thử nghiệm thu thập số liệu xây dựng mơ hình mô động băng thử công suất động 97 4.3.1.1 Thử nghiệm xây dựng đặc tính ngồi đợng 98 4.3.1.2 Thử nghiệm xác định giới hạn cháy động 99 4.3.2 Thử nghiệm hiệu chuẩn đánh giá hệ thống điều khiển bệ thử động lực học xe máy CD20” 99 4.3.2.1 Thử nghiệm hiệu chuẩn hệ thống điều khiển 100 4.3.2.2 Thử nghiệm đánh giá hệ thống điều khiển 102 4.4 Kết thực nghiệm động băng thử công suất 103 4.4.1 Kết thử nghiệm đợng chế đợ tồn tải 103 4.4.2 Kết thử nghiệm động chế độ cháy nghèo 105 4.4.2.1 Ảnh hưởng hỗn hợp giàu hydro đến giới hạn cháy nghèo 105 4.4.2.2 Ảnh hưởng hỗn hợp giàu hydro đến hiệu suất có ích đợng 107 4.4.2.3 Ảnh hưởng hỗn hợp giàu hydro đến suất tiêu thụ lượng 108 4.4.2.4 Nhiệt đợ khí xả đợng chế độ cháy nghèo 109 4.4.2.5 Ảnh hưởng hỗn hợp giàu hydro đến phát thải động chế độ cháy nghèo 110 4.5 Kết thử nghiệm đánh giá hệ thống điều khiển ĐCPX trang bị BXT tạo HHGH băng thử động lực học xe máy CD 20” 112 4.5.1 Tại 10% độ mở bướm ga 112 4.5.2 Tại 20% độ mở bướm ga 114 4.5.3 Tại 30% độ mở bướm ga 117 4.5.4 Tại 50% độ mở bướm ga 119 4.5.5 Kết thử nghiệm theo chu trình thử ECE-R40 121 4.6 Kết luận chương 123 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 124 Kết luận chung: 124 Hướng phát triển: 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 126 v DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 131 PHỤ LỤC Phụ lục Mơ hình mô Matlab/Simulink Phụ lục 1.1 Mơ hình trao đổi khí Phụ lục 1.2 Mơ hình cháy Phụ lục 1.3 Mơ hình tổn thất khí Phụ lục 1.4 Mơ hình đợng học Phụ lục Các thông số thực nghiệm Phụ lục 2.1 Quy luật phối khí Phụ lục 2.3 Tốc độ tỏa nhiệt chế đợ tồn tải, đợng sử dụng xăng nguyên Phụ lục 2.4 Tốc độ tỏa nhiệt n=4500 vg/ph, Me=2Nm Phụ lục 2.5 Tốc độ tỏa nhiệt n=5300 vg/ph, Me=3Nm Phụ lục 2.6 Tỉ lệ cháy xb chế đợ tồn tải, đợng sử dụng xăng nguyên Phụ lục 2.7 Tỉ lệ cháy xb n=4500 vg/ph, Me=2Nm Phụ lục 2.8 Tỉ lệ cháy xb n=5300 vg/ph, Me=3Nm Phụ lục 2.9 Bảng MAP đánh lửa Phụ lục 2.10 Bảng MAP lượng nhiên liệu phun vòi phun Phụ lục 2.11 Bảng MAP lượng xăng, nước phun vào BXT 11 Phụ lục Các trang thiết bị dùng thử nghiệm 12 Phụ lục 3.1 Thiết bị đo lượng nhiên liệu tiêu thụ AVL 733S 12 Phụ lục 3.2 Tủ phân tích khí thải AVL CEB II 13 Phụ lục 3.3 Hệ thống đo AVL 620 Indiset 14 Phụ lục 3.4 Mô đun điều khiển động (MotoHawk Control Solutions) 15 Phụ lục 3.5 Băng thử động DW-16 16 Phụ lục 3.6 Cảm biến đo lambda dải rộng LSU 4.9 17 Phụ lục 3.7 Cảm biến lưu lượng khí nạp 17 Phụ lục 3.8 Cảm biến lưu lượng hỗn hợp giàu hydro 18 Phụ lục 3.9 Băng thử động lực học xe máy Chassis dynamometer 20’’ (CD20”) 18 Phụ lục Mợt số hình ảnh thực nghiệm q trình thực luận án 19 Phụ lục 4.1 Thực nghiệm xác định quy luật phối khí động 3V i.e 150 19 Phụ lục 4.2 Động Liberty 3V i.e 150 lắp đặt băng thử công suất động DW16 chuẩn bị cho thí nghiệm 20 Phụ lục 4.3 Chạy thử hệ thống thử nghiệm động băng thử công suất 20 Phụ lục 4.4 Hiệu chỉnh hệ thống thử nghiệm động băng thử công suất 20 Phụ lục 4.5 Thử nghiệm động băng thử công suất, xác định bộ tham số đầu vào cho mô hình mơ đợng 21 Phụ lục 4.6 Xe Liberty 3V i.e 150 lắp đặt cho thử nghiệm hiệu chỉnh bộ thông số điều khiển thử nghiệm đối chứng Dyno 21 Phụ lục 4.7 Kiểm tra hiệu chỉnh xe Liberty 3V i.e trước thử nghiệm Dyno 21 Phụ lục 4.8 Vị trí lắp đặt vòi phun, bợ xúc tác cảm biến lambda dải rộng 22 Phụ lục 4.9 Thử nghiệm hiệu chỉnh hệ thống điều khiển động xe 22 Phụ lục 4.10 Hiệu chỉnh bộ tham số hệ thống điều khiển động Dyno 22 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT A Danh mục ký hiệu Ký hiệu Diễn giải Đơn vị - a Tham số mơ hình Wiebe A Tiết diện lưu thơng bướm ga A/F Tỉ lệ khơng khí nhiên liệu (Air Fuel Ratio) Abc Diện tích tức thời thành vách buồng cháy m2 Aev Tiết diện lưu thông xu páp xả m2 Aiv Apis Tiết diện lưu thơng xu páp nạp m2 Diện tích đỉnh piston m2 aθ Bcyl Khoảng cách từ tâm chốt piston đến tâm trục khuỷu m Đường kính xi lanh m BSEC Suất tiêu hao lượng (Brake Specific Energy Consumption) BTE Hiệu suất nhiệt có ích (Brake Thermal Efficiency) CA Góc quay trục khuỷu (CrankShaft Angle) COVimep Hệ số biến thiên áp suất thị trung bình (Coefficient Of Variation in indicated mean effective pressure) CBdelay Góc cháy trễ Cf, ev Hệ số lưu lượng dòng khí qua xu páp xả - Cf, iv Hệ số lưu lượng dòng khí qua xu páp nạp - Cf, th Hệ số lưu lượng dòng khí qua bướm ga - Cm1 Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào biên dạng xéc măng - Cm2 Hệ số đánh giá ảnh hưởng ma sát xéc măng khí bơi trơn khơng đầy đủ - Cm3 Hệ số tính đến ảnh hưởng tác động làm thay đổi độ dày màng dầu piston bị nghiêng - Cm4 Hệ số ma sát thực nghiệm - Cm5 Hệ số phụ thuộc mặt phân cách cấu cam, cấu dẫn động cam - Cm6 C̅pis Hệ số thực nghiệm - d Đường kính trục bướm ga m D Đường kính bướm ga m Dev Đường kính xu páp xả m Div dQhr /dt Đường kính xu páp nạp m Tốc đợ tỏa nhiệt xi lanh J/s dQht /dt Tốc độ truyền nhiệt cho thành vách buồng cháy J/s m2 - MJ/kW.h o CA - o CA Vận tốc trung bình piston m/s vii Ký hiệu dωe /dt Diễn giải Gia tốc góc trục khuỷu Đơn vị rad/s2 dU/dt dVcyl /dt Tốc độ biến thiên nội xi lanh h Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu hexh hin,cyl Enthanpi khí xả J/kg Enthanpi khí nạp J/kg hoil Bề dày màng dầu bôi trơn Imep Áp suất thị trung bình (Indicated mean effective pressure) ITE Hiệu suất nhiệt thị (Indicated Thermal Efficiency) Ie Mô men qn tính đợng k Hệ số đoạn nhiệt - L Chiều dài truyền m Liv Lpis Độ nâng xu páp nạp m Chiều dài thân piston m m Tham số đặc trưng cho trình cháy mơ hình Wiebe - MAP Áp suất tuyệt đối đường nạp (Manifolds Absolute Pressures) kPa MBT Mô men có ích lớn (Maximum Brake Torque) N.m Maub Mơ men tổn hao giới cho dẫn động phụ N.m Me Mơ men có ích đợng N.m Mlb Mô men ma sát tải tác dụng lên ổ trục N.m Mm Mpis Mô men tổn hao giới N.m Mô men ma sát thân piston N.m Mrm Mô men ma sát nửa ướt xéc măng N.m Mrv Mô men cản xéc măng độ nhớt dầu bôi trơn N.m Mval mKK_MP Mô men tổn hao giới dẫn động cấu phân phối khí N.m Lưu lượng khơng khí nạp mơ kg/h mKK_TN Lưu lượng khơng khí nạp thực nghiệm kg/h ṁ exh Lưu lượng khí xả g/s ṁ H2 ṁ H2_mix Khối lượng HHGH cấp cho chu trình kg Lượng HHGH phun từ vòi phun g/s ṁ im, th Lưu lượng khơng khí qua bướm ga g/s ṁ in, cyl Lưu lượng khơng khí vào xi lanh g/s ṁ xang Khối lượng nhiên liệu xăng cấp cho chu trình kg ṁ xangbxt Lượng xăng cấp cho bợ xúc tác chu trình g naring Số xéc măng khí - ncyl Số xi lanh đợng - ne Tốc độ động Tốc độ thay đổi thể tích cơng tác xi lanh đợng J/s m3/s W/m2K m kPa kg.m2 vg/ph viii Ký hiệu Diễn giải Đơn vị - noring Số xéc măng dầu Ns Tải trọng lò xo xu páp N nv pcyl Số xu páp - Áp suất xi lanh Pa pim Áp suất đường ống nạp Pa po Áp suất khí trời Pa pe Áp suất đàn hồi xéc măng N/m2 Qmeas Lưu lượng khí qua xu páp QHV_H2_mix Nhiệt trị thấp hỗn hợp giàu hydro QHV_xang Nhiệt trị thấp nhiên liệu xăng l/s J/kg J/kg r Bán kính quay trục khuỷu m RON Chỉ số ốc tan nghiên cứu (Research Octane Number) - R1 Tham số không thứ nguyên - Rim rjb Hằng số chất khí đường nạp Ro Hằng số chất khí S Hành trình piston SA Góc đánh lửa sớm Tbxt Tcyl Nhiệt độ bộ xúc tác o Nhiệt đợ khí cháy xi lanh K Texh Nhiệt độ bên đường xả K Tim Tcylmax Nhiệt độ bên đường ống nạp K Nhiệt độ trình cháy lớn K To Nhiệt đợ khí trời K Tw Nhiệt độ thành vách buồng cháy K Vc Vcyl Thể tích buồng cháy đợng m3 Thể tích tức thời xi lanh m3 Vdisp Thể tích cơng tác đợng m3 VHHGH Lưu lượng hỗn hợp giàu hydro lít/ph Vim Thể tích đường nạp m3 x Chuyển vị piston m xb Tỉ lệ cháy - y Tốc độ cháy - Wc Bề dày xéc măng khí m Wo Bề dày xéc măng dầu m θ Góc quay trục khuỷu o Góc cháy hỗn hợp nhiên liệu o θd J/kg.K Bán kính bề mặt ma sát bên ngồi ổ đỡ m J/kg.K m o CA C CA ix CA Ký hiệu θEVO Diễn giải Góc quay trục khuỷu tương ứng với vị trí xu páp thải mở θo Góc bắt đầu cháy hỗn hợp (góc cháy trễ) o θSA μoil Góc quay trục khuỷu tưsơng ứng với vị trí đánh lửa sớm o %m Phần trăm theo khối lượng % %V Phần trăm theo thể tích %  Góc mở bướm ga đợ o δ̅ Góc mở không tải bướm ga độ Tốc độ trung bình khí thể xi lanh m/s  Tốc đợ góc trục khuỷu rad/s  Thơng số kết cấu động - p Độ chênh lệch áp suất phía trước sau xu páp γ Chỉ số đa biến - ε Tỉ số nén động - λ Hệ số dư lượng khơng khí - Đợ nhớt động học dầu bôi trơn Đơn vị o CA CA CA kg/ms mmH2O ρ Khối lượng riêng khí kg/m3 ϕ Hệ số tỉ lệ hòa khí tương đương ϕ=1/λ - x Phụ lục 2.8 Tỉ lệ cháy xb n=5300 vg/ph, Me=3Nm λ 𝛉𝐒𝐀 λ1,0X 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 0 0 0,003 0,011 0,031 0,074 0,152 0,271 0,418 0,578 0,724 0,836 0,91 0,954 0,976 0,98 0,981 0,982 0,985 0,986 0,989 0,991 0,993 0,994 0,995 0,996 0,995 0,996 Thực nghiệm λ1,5XH λ1,1X 0 0 0 0,004 0,014 0,038 0,087 0,003 0,17 0,01 0,292 0,028 0,446 0,062 0,606 0,122 0,738 0,211 0,829 0,326 0,892 0,455 0,936 0,581 0,965 0,69 0,978 0,776 0,98 0,841 0,98 0,888 0,981 0,922 0,981 0,947 0,982 0,965 0,983 0,976 0,983 0,986 0,983 0,992 0,984 0,992 0,985 0,993 0,985 0,995 0,988 0,996 0,996 1 λ1,7XH 0 0 0,001 0,006 0,018 0,044 0,094 0,178 0,299 0,448 0,597 0,715 0,799 0,862 0,909 0,943 0,966 0,98 0,989 0,994 0,997 1 1 1 1 λ1,0X 0 0 0,004 0,024 0,071 0,154 0,273 0,417 0,571 0,714 0,829 0,91 0,959 0,984 0,995 0,999 1 1 1 1 1 1 Mô λ1,5XH λ1,1X 0 0 0 0 0,004 0,025 0,075 0,002 0,162 0,012 0,285 0,035 0,433 0,077 0,59 0,14 0,731 0,225 0,844 0,329 0,92 0,444 0,965 0,563 0,987 0,677 0,996 0,775 0,999 0,855 0,913 0,952 0,976 0,989 0,995 0,998 0,999 1 1 1 1 1 λ1,7XH 0 0 0,001 0,012 0,042 0,099 0,187 0,302 0,438 0,578 0,709 0,817 0,896 0,948 0,977 0,991 0,997 0,999 1 1 1 1 1 θSA - Góc quay trục khuỷu tính từ thời điểm đánh lửa; X - Động dùng xăng nguyên bản; XH - Động bổ sung hỗn hợp giàu hydro Phụ lục 2.9 Bảng MAP đánh lửa %BG n (vg/ph) 1500 2000 2500 3000 10 20 30 40 50 20 25 30 MAP đánh lửa sớm BXT không làm việc 0 0 0 4 5 5 8 10 12 11 10 10 10 10 60 70 80 90 100 10 10 10 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 41 44 44 47 50 50 52 52 40 42 39 40 39 38 38 37 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 20 25 30 41 39 41 44 47 48 51 52 13 34 40 39 40 40 39 39 39 15 6 18 9 23 16 13 13 13 30 26 18 20 18 32 28 21 22 20 33 29 25 24 23 37 34 29 29 27 33 32 30 27 26 MAP đánh lửa sớm BXT làm việc 5 5 9 9 10 10 10 17 7 8 18 10 11 12 25 17 14 12 12 32 24 18 14 13 32 26 21 19 18 32 28 25 23 23 32 30 29 28 28 32 32 32 32 32 13 18 20 23 26 24 14 17 21 23 26 22 10 14 18 23 23 27 21 10 12 12 14 19 22 27 32 10 12 13 16 21 22 27 31 10 11 14 19 23 23 27 31 Phụ lục 2.10 Bảng MAP lượng nhiên liệu phun vòi phun MAP phun xăng ngun BXT không làm việc % BG n (vg/ph) 500 10 20 30 40 50 0.0114 0.008412 0.009744 0.010968 0.009798 1000 0.007836 0.006702 0.009816 0.011004 0.009888 1500 0.00762 0.006774 0.009798 0.01104 0.010104 2000 0.00717 0.006972 0.009816 0.011112 0.010554 2500 0.00681 0.007548 0.010392 0.011544 0.011004 3000 0.006774 0.00717 0.009852 0.011166 0.010932 3500 0.006414 0.007982 0.009888 0.011238 0.01131 4000 0.006036 0.00753 0.009924 0.011292 0.011688 4500 0.006018 0.007692 0.00996 0.011382 0.012066 5000 0.005856 0.00735 0.00942 0.011184 0.012444 5500 0.005676 0.007026 0.00879 0.01068 0.012318 6000 0.005604 0.00692 0.008682 0.0105 0.011868 6500 0.005262 0.006954 0.00861 0.010608 0.012606 0.0051 0.006882 0.008394 0.0105 0.01284 7000 % BG n 60 70 80 90 100 500 0.008322 0.006918 0.005568 0.004272 0.002994 1000 0.008466 0.007098 0.00582 0.00456 0.0033 1500 0.00888 0.007692 0.00654 0.005424 0.004308 2000 0.00969 0.008844 0.007998 0.007152 0.006306 2500 0.01023 0.00951 0.008808 0.008142 0.007476 3000 0.010392 0.009834 0.009222 0.008592 0.007962 3500 0.011076 0.010788 0.010428 0.010032 0.009618 4000 0.011796 0.011778 0.011652 0.01149 0.011274 4500 0.012462 0.012714 0.01284 0.012912 0.01293 5000 0.013326 0.013902 0.014262 0.01446 0.014586 5500 0.013452 0.014118 0.01446 0.01455 0.014532 6000 0.01284 0.01356 0.014046 0.014388 0.01464 6500 0.014154 0.015252 0.01608 0.01653 0.01698 7000 0.01464 0.0159 0.01698 0.017592 0.01815 MAP phun xăng vòi phun BXT làm việc % BG n 10 20 30 40 50 500 0.0114 0.011382 0.009618 0.009186 0.009582 1000 0.01005 0.01095 0.009294 0.008952 0.009438 1500 0.008772 0.0105 0.00897 0.008736 0.009492 2000 0.00762 0.00996 0.0087 0.008556 0.009474 2500 0.006594 0.00863 0.008448 0.008502 0.00951 3000 0.005802 0.007874 0.00825 0.008556 0.009618 3500 0.005262 0.007056 0.008088 0.00879 0.009816 4000 0.004992 0.006558 0.008016 0.009222 0.010122 4500 0.004578 0.005748 0.00789 0.009546 0.010554 5000 0.00456 0.00618 0.007638 0.009258 0.010824 5500 0.0033 0.006018 0.00771 0.009006 0.01023 6000 0.002706 0.006234 0.00762 0.008754 0.010158 6500 0.002238 0.004488 0.007188 0.009006 0.010212 7000 % BG 0.001608 0.003912 0.007008 0.009024 0.010284 500 0.009348 0.008322 0.006684 0.004632 0.0024 1000 0.009492 0.008664 0.007278 0.005514 0.003552 1500 0.009654 0.009078 0.007926 0.006414 0.004704 2000 0.009834 0.009474 0.008574 0.007296 0.005856 2500 0.010014 0.009834 0.009168 0.00816 0.00699 3000 0.010212 0.010194 0.009762 0.009006 0.008124 3500 0.01041 0.010536 0.010302 0.009834 0.00924 4000 0.010644 0.010842 0.010806 0.010608 0.010338 4500 0.011166 0.01149 0.01158 0.011544 0.011418 5000 0.011868 0.012444 0.012624 0.012588 0.012408 5500 0.011166 0.01185 0.012336 0.012678 0.012966 6000 0.011256 0.01203 0.01248 0.01284 0.013146 n 60 70 80 10 90 100 6500 0.01122 0.012138 0.012966 0.013758 0.014514 7000 0.011364 0.01239 0.013398 0.01437 0.015342 Phụ lục 2.11 Bảng MAP lượng xăng, nước phun vào BXT MAP phun xăng BXT % BG n 10 20 30 40 50 500 0.000414 0.000414 0.000414 0.000414 0.000414 1000 0.000442 0.000477 0.000506 0.000484 0.000442 1500 0.00047 0.000541 0.00059 0.000548 0.000463 2000 0.000491 0.00059 0.000661 0.000604 0.000491 2500 0.000513 0.000626 0.00071 0.000647 0.000513 3000 0.000527 0.000647 0.000724 0.000661 0.000534 3500 0.000541 0.000654 0.00071 0.000654 0.000555 4000 0.000541 0.000626 0.000647 0.000618 0.000576 4500 0.00052 0.000597 0.000555 0.000555 0.00059 5000 0.00052 0.000611 0.000527 0.000527 0.000597 5500 0.000569 0.000498 0.000527 0.000562 0.000583 6000 0.000583 0.000647 0.000534 0.00052 0.000583 6500 0.00059 0.000661 0.000597 0.00059 0.00064 7000 % BG 0.000604 0.000675 0.000597 0.00059 0.000654 90 100 500 0.000414 0.000414 0.000414 0.000414 0.000414 1000 0.000414 0.0004 0.000407 0.000421 0.000435 1500 0.000407 0.000393 0.0004 0.000428 0.000463 2000 0.000421 0.000393 0.0004 0.000435 0.000484 2500 0.000428 0.000393 0.000407 0.000449 0.000506 3000 0.000449 0.000428 0.000442 0.000477 0.000534 3500 0.000491 0.00047 0.000477 0.000513 0.000555 4000 0.000548 0.000541 0.000548 0.000562 0.000583 4500 0.000618 0.000626 0.000626 0.000618 0.000604 5000 0.000647 0.000668 0.000668 0.000654 0.000626 5500 0.000597 0.000611 0.000618 0.000626 0.000633 6000 0.000633 0.000661 0.000661 0.000654 0.000633 6500 0.000675 0.000696 0.000696 0.000696 0.000682 7000 0.000703 0.000724 0.000724 0.000717 0.000703 n 60 70 80 MAP phun nước BXT % BG n 10 20 30 40 50 500 0.000685 0.000637 0.00071 0.000734 0.00071 1000 0.000734 0.000782 0.000891 0.000867 0.00077 11 1500 0.00077 0.000903 0.001073 0.001012 0.000819 2000 0.000807 0.001024 0.001206 0.001097 0.000867 2500 0.000891 0.001121 0.00123 0.001133 0.000964 3000 0.000903 0.00117 0.001315 0.001194 0.000988 3500 0.000928 0.001182 0.001291 0.001194 0.001037 4000 0.00094 0.001121 0.001194 0.001146 0.001061 4500 0.000879 0.001061 0.001037 0.001024 0.001073 5000 0.000879 0.001037 0.000988 0.001 0.001073 5500 0.000867 0.001012 0.000952 0.000952 0.001061 6000 0.000867 0.001097 0.000976 0.000964 0.001061 6500 0.000891 0.001085 0.001024 0.001 0.001061 7000 % BG 0.000891 0.001097 0.001024 0.000976 0.001012 500 0.000685 0.000685 0.000685 0.000698 0.00071 1000 0.00071 0.000685 0.000685 0.000722 0.000758 1500 0.000698 0.000649 0.000673 0.000734 0.000819 2000 0.00071 0.000661 0.000685 0.00077 0.000867 2500 0.000855 0.000807 0.000819 0.000855 0.000915 3000 0.000855 0.000807 0.000819 0.000891 0.000976 3500 0.000928 0.000891 0.000903 0.000952 0.001024 4000 0.001012 0.000988 0.001 0.001024 0.001061 4500 0.001097 0.001121 0.001121 0.001121 0.001109 5000 0.001133 0.00117 0.00117 0.00117 0.001146 5500 0.001133 0.001182 0.001182 0.001182 0.001158 6000 0.001133 0.001182 0.001194 0.001182 0.00117 6500 0.001109 0.001146 0.001158 0.00117 0.001182 7000 0.001049 0.001085 0.001121 0.001158 0.001182 n 60 70 80 90 100 Phụ lục Các trang thiết bị dùng thử nghiệm Phụ lục 3.1 Thiết bị đo lượng nhiên liệu tiêu thụ AVL 733S Hệ thống AVL Fuel Balance 733S dùng để đo lượng nhiên liệu tiêu thụ động cách cân lượng nhiên liệu bình chứa nên hạn chế sai số phép đo nhiệt độ nhiên liệu thay đổi trình đo Sơ đồ nguyên lý kết cấu thực tế Fuel Balance 733S thể Hình PL 3.1 AVL Fuel Balance 733S đo liên tục lượng nhiên liệu khoảng thời gian từ đầy bình đến nhiêu liệu bình giảm tới mức Sai số đo Fuel Balance 733S 0,1%, dải đo khoảng từ đến 150kg/h với tần số đo lớn 10 Hz, môi trường làm việc từ đến 50oC nhiệt độ nhiên liệu cần đo nằm khoảng từ -10 đến 70oC Hệ thống đo lượng nhiên liệu tiêu thụ Fuel Balance 733S sử dụng để đo nhiều loại nhiên liệu khác Thiết bị kết nối với máy tính thơng qua giao thức RS232 cho 12 phép thực trình đo ghi lại kết trung bình phép đo thời gian đo người thử nghiệm thiết lập giao diện phần mềm chun dụng máy tính Hình PL 3.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo AVL Fuel Balance 733S Nhiên liệu cấp vào thùng đo; Nhiên liệu tới động cơ; Nhiên liệu hồi từ động cơ; ống thông hơi; Các ống nối mềm; Thùng đo; cân; Lò xo lá; Cân bì; 10.Cảm biến lưu lượng; 11 Thiết bị giảm chấn; 12 Van điện từ đường nạp Phụ lục 3.2 Tủ phân tích khí thải AVL CEB II Tủ phân tích khí xả CEBII (Combustion Emission Bench) hệ thống bao gồm nhiều mô đun thực q trình phân tích chất có thành phần khí thải đợng Mỗi bợ phân tích chia thành dải đo, tùy thuộc vào hàm lượng thực tế chất có khí thải mà bợ phân tích tự lựa chọn dải đo cho phù hợp Để đảm bảo đợ xác phép đo, bợ phân tích hiểu chuẩn trước đo khí mẫu ứng với dải đo Thêm vào có thiết bị phụ trợ đảm bảo điều kiện làm việc ổn định, xác hệ thống như: Khối làm nóng (HSU), khối chuẩn đốn, khối điều khiển Ngồi ra, CEBII trang bị mợt máy tính cơng nghiệp với phần mềm điều khiển GEM110 để hiển thị kết đo điều khiển hoạt đợng thiết bị Hình PL 3.2 Tùy tḥc vào bợ phân tích mà kết nối với máy tính qua mạng CAN, LAN hay giao thức kết nối RS232 CEBII làm việc đợc lập thơng qua điều khiển tay hình giao diện Nếu máy tính điều khiển tủ CEBII kết nối với máy chủ CESAR chạy động theo chương trình, hoạt đợng tủ tự động chuyển qua để máy chủ điều khiển Với kết cấu hệ thống đo lường thực mô đun nên CEBII cho phép đo thành phần khí xả CO; CO2; NO; NO2; HC, ngồi thiết bị đo hệ số dư lượng khơng khí  Máy tính điều khiển Khối SCU 2a: Khối làm nóng, 2b: Khối làm lạnh, 2c: Khối điều khiển SCU Vùng lắp đặt mơ đun phân tích Bảng đồng hồ khí Cơng tắc nguồn hệ thống Khối chuẩn đốn Các đường khí nguồn điện Hình PL 3.2 Tủ phân tích khí thải CEB II 13 Phụ lục 3.3 Hệ thống đo AVL 620 Indiset Thiết bị AVL 620 Indiset trang bị card chuyển đổi chuyên dụng với phần mềm Indiwin cho phép thu thập liệu có tần số biến đổi nhanh theo góc quay trục khuỷu theo thời gian thực áp suất xi lanh; góc đánh lửa sớm; tần số rung đợng đợng Hình PL 3.3 giới thiệu sơ đồ lắp đặt một số kênh đo hình ảnh AVL 620 a) Sơ đồ lắp đặt hệ thống AVL 620 Indiset b) Hình ảnh thiết bị Hình PL 3.3 Thiết bị AVL 620 Indiset Để thu thập liệu một số thiết bị sau kết nối với AVL 620 Indiset sau: * Cảm biến áp suất xi lanh: Ở sử dụng cảm biến áp suất loại GH13Z-31 hãng AVL có cấu tạo Hình PL 3.4 chế tạo thép khơng gỉ có đường kính thân đầu đo 4.3 với thơng số trình bày Bảng PL 3.1 Đây loại cảm biến kiểu thạch anh gắn trược tiếp vào nắp máy, nhận biết áp suất thông qua việc tinh thể thạch anh bị phân cực tạo một điện trường tinh thể Dữ liệu áp suất lấy trung bình sau 100 chu kỳ theo góc quay trục khuỷu Dữ liệu một thông số quan trọng dùng để phân tích q trình cháy, cụ thể dùng để đánh giá thông số sau: - Áp suất lớn 𝑝𝑐𝑦𝑙𝑚𝑎𝑥 vị trí góc quay trục khuỷu đạt 𝑝𝑐𝑦𝑙𝑚𝑎𝑥 ; - Đường cong biến thiên áp suất xi lanh theo góc quay trực khuỷu; - Áp suất thị trung bình IMEP cho chu kỳ; - Công sinh chu kỳ; - Tốc đợ tỏa nhiệt xi lanh theo góc quay trục khuỷu; - Quy luật nhiệt tỏa xi lanh theo góc quay trục khuỷu Hình PL 3.4 Cảm biến đo áp suất xi lanh GH13Z-31 14 Bảng PL 3.1 Các thông số cảm biến áp suất GH13Z-31 Thông số Giá trị Ghi Dải đo - 250 bar Quá tải 300 bar Độ nhạy 16 pC/bar Danh nghĩa Đợ tún tính   0,3% FSO Tần số  115kHz Nhiệt độ làm việc Điện trở Điện dung - 40oC…400oC  1013  Tại 20oC pF * Encoder: Đây bợ mã hóa tín hiệu quay có nhiệm vụ đo góc, vị trí, gia tốc khoảng cách Xét đặc điểm động phương pháp thử nghiệm cần phải xác định góc quay trục khuỷu để điều khiển phun xăng; đánh lửa; cấp HHGH… nên tác giả chọn bợ mã hố “E50S-8-360-3-T-24-C” hãng Autonics Hàn Quốc sản xuất Hình PL 3.5 Thiết bị có đường kính ngồi 50mm, trục 8mm với kết cấu nhỏ gọn lực qn tính nhỏ phù hợp lắp cho đợng cỡ nhỏ vùng tốc đợ thử nghiệm Ngồi ra, vòng quay thiết bị phát 360 xung, tương ứng xung độ pha đầu A, B Z Thiết bị sử dụng nguồn điện 12-24V-DC  5% kết nối dây cáp, dùng chung với nguồn điện cấp cho động thử nghiệm Hình PL 3.5 Encoder E50S-8-360-3-T-24-C Phụ lục 3.4 Mơ đun điều khiển động (MotoHawk Control Solutions) Trong nghiên cứu này, ĐCPX hãng PIAGGIO sử dụng ECU nguyên hãng dùng làm đối tượng nghiên cứu Tuy nhiên, động sử dụng HHGH thời điểm đánh lửa thời gian phun nhiên liệu thay đổi, đồng thời cần phải điều khiển thêm vòi phun nhiên liệu nước vào BXT Do cần phải sử dụng ECU cho phép lập trình để điều khiển ĐCPX trang bị BXT tạo HHGH sau cải tiến chuyển đổi Đề tài KC.05.24/11-15 trang bị bộ điều khiển ECM trắng tiêu chuẩn ECM-0565-128-0704-C hãng Woodward phần mềm kết nối chuyên dụng Mototune Hình PL 3.6 Đặc điểm ECM-0565-128-0704-C: ECM sử dụng bộ vi xử lý 32 bit tốc đợ cao, bợ nhớ rợng, hoạt đợng xác điều kiện khắc nghiệt có khả xử lý tín hiệu phức tạp khoảng thời gian ngắn Hơn ECM-0565-128-0704-C có khả trao đổi liệu liên tục theo thời gian thực với máy tính cài đặt phần mềm 15 điều khiển Mototune q trình thí nghiệm giao thức kết nối CAN 2.0b (Controller Area Network) Để cài đặt, kết nối sử dụng hệ thống cần phải có USB chứa mã quyền thiết bị (Hard Lock) kết nối cổng USB máy tính điều khiển Nhờ thiết kế hệ thống điều khiển người thiết kế mơ tối ưu hóa chương trình điều khiển trước Matlab/Simulink sau nạp trực tiếp sang ECM mà khơng phải tự viết code giao tiếp máy tính ECU Hình PL 3.6 ECU MotoHawk giao diện phần mềm điều khiển Mototune Thông số ECM-0565-128-0704-C trình bày : - Bợ xử lý: Freescale MPC565, 56 MHz - Bộ nhớ : 1M Flash, 36K RAM, 8K Serial EEPROM, 64Kx8 Parallel EEPROM, 512K External RAM - Điện áp hoạt động: – 32V DC - Nhiệt độ hoạt động: -40oC đến 105oC (áp dụng theo tiêu chuẩn hàng hải) - Đợ kín đầu nối: hoạt đợng đợ sâu m (10 fit) - Nhiệt độ lưu trữ: -40oC đến 125oC - Khả chống ẩm: 85% 85oC cho 1000h làm việc Các thông số đầu vào ECM bao gồm: tốc độ động cơ, , nhiệt độ động cơ, nhiệt đợ bợ xúc tác… Các thơng số ECM tính tốn điều khiển lượng nhiên liệu phun vòi phun chính, lượng xăng nước phun vào BXT, thời điểm đánh lửa… Đặc biệt, hệ thống cho phép hiệu chỉnh lại tham số điều khiển MAP lượng nhiên liệu, MAP lượng xăng nước yêu cầu BXT, MAP điều khiển đánh lửa … Phụ lục 3.5 Băng thử động DW-16 Băng thử DW-16 dùng để tạo mô men cản cho động thử nghiệm Băng thử có mơ men lớn, đợ xác cao, ổn định với lực quán tính nhỏ, cấu trúc đơn giản hoạt đợng có đợ tin cậy cao, phải bảo dưỡng bảo trì, phù hợp cho loại đợng đốt cỡ vừa nhỏ Hình PL 3.7 giới thiệu đặc tính mơ men, cơng suất ảnh chụp băng thử Thông số băng thử DW-16 sau: - Công suất max : 16 kW - Mô men định mức : 70 N.m - Tốc độ tối đa : 13000 vg/ph - Quán tính quay : 0,01 kg.m2 16 a) Đặc tính mơ men cơng suất phanh b) Ảnh chụp phanh thử Hình PL 3.7 Băng thử động DW-16 Phụ lục 3.6 Cảm biến đo lambda dải rộng LSU 4.9 Cảm biến thiết kế để đo hệ số dư lượng khơng khí λ, sử dụng cho động xăng động diesel Hình PL 4.8 Dải đo cho phép thiết bị từ λ 0,65 đến ∞, ∞ tương ứng với mức O2 =21% Với dải đo này, LSU 4.9 sử dụng cho đợng xăng đốt hỗn hợp nghèo siêu nghèo Như vậy, LSU 4.9 phù hợp với biện pháp điều khiển λ theo vòng kín q trình điều khiển đợng Thơng số cảm biến LSU 4.9 thể Bảng PL 4.2 Bảng PL 4.2 Thông số cảm biến LSU 4.9 Thông số Giá trị 0,65  ∞ (∞ tương ứng O2 =21%) Dải đo  Nhiên liệu tương thích Xăng/Diesel/E85 Áp suất khí xả  2,5 bar (cao đợ xác giảm) Nhiệt đợ khí xả  930 oC ( 1030 oC thời gian ngắn) Điện áp nguồn cấp 10,8  16,5 V Hình PL 3.8 Cảm biến đo lambda dải rộng LSU 4.9 Phụ lục 3.7 Cảm biến lưu lượng khí nạp Cảm biến lưu lượng kiểu màng nóng (HFM5 - Hot Film Air Mass meter) dùng để đo lưu lượng khí nạp đợng sản xuất cơng ty Bosch có mã số “0 280 218 019”, thơng số trình bày Bảng PL 3.3 Bảng PL 3.3 Thông số cảm biến HFM5 “0 280 218 019” Giá trị … 17 V 0…5V < 0,1 A Thông số Điện áp nguồn ni UV Tín hiệu điện áp UA Dòng điện nguồn nuôi IV 17 Giá trị - 40oC … + 120 oC Thông số Nhiệt độ làm việc Mức dao đông tăng tốc Dải lưu lượng đo Sai số đo  150 ms-2 10 … 480 kg/h  3% Phụ lục 3.8 Cảm biến lưu lượng hỗn hợp giàu hydro Cảm biến lưu lượng HHGH sử dụng nhằm mục đích xác định xác lưu lượng HHGH cung cấp vào cho đợng Có nhiều biện pháp xác định lưu lượng với sai số phép đo khác tùy biện pháp Trong nghiên cứu sử dụng thiết bị đo lưu lượng HHGH D07-19BM hãng Sevenstar nhiều cơng trình chun nghiên cứu HHGH sử dụng (Hình PL 3.9) Bảng PL 3.4 Đặc tính kỹ thuật thiết bị đo lưu lượng D07-19BM [100] Thông số Giá trị Dải đo – 10 lít/phút (SLM) Sai số ±1% tồn dải đo Đợ tún tính ± 0,5% tồn dải đo Mức đợ lặp lại phép đo ± 0,2% toàn dải đo Thời gian đáp ứng (0 – 100 dải đo) ≤ giây Áp suất đo lớn 10 MPa Nhiệt độ làm việc 5oC ÷ 45oC Điện áp tín hiệu ÷ 5V Nguồn cấp + 15V Hình PL 3.9 Thiết bị đo lưu lượng HHGH 50mA - 15V 50mA Phụ lục 3.9 Băng thử động lực học xe máy Chassis dynamometer 20’’ (CD20”) Băng thử CD 20” (Dyno) hãng AVL, Cợng Hòa Áo cung cấp lắp đặt Phòng thí nghiệm Đợng đốt trong, Viện Cơ khí đợng lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Sơ đồ hệ thống giới thiệu Hình PL 3.10 Quá trình thử nghiệm giám sát giao diện phần mền điều khiển chuyên dụng, thông số tốc độ xe, lực kéo tiếp tuyến, công suất hiển thị tức thời Ngồi ra, thiết bị có chức thử nghiệm kiểm tra xe chế đợ mơ Qua giúp cho q trình nghiên cứu cải tiến xe máy động thuận lợi Quạt gió điều khiển đồng bợ với băng thử cho phép thay đổi tốc độ quạt để thay đổi tốc đợ gió thổi vào xe tương tự xe hoạt động đường làm mát động trình thử nghiệm Kết hợp băng thử với hệ thống lấy mẫu khí thải CVS, tủ phân tích khí CEBII thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 733S trình thử nghiệm theo chu trình châu Âu (ECE R40) qua xác định thành phần chất thải đợc hại có khí xả, lượng tiêu thụ nhiên liệu Băng thử vận hành chế độ như: Chế độ lực không đổi (F=const); Chế độ tốc độ không đổi (V=const) chạy theo chu trình 18 Tủ phân tích khí thải Tủ chứa túi khí Máy tính điều khiển hệ thống Màn hình hỗ trợ người lái Quạt gió Bơm hút Bơm hút Lọc khí pha lỗng Thiết bị xác định lưu lượng Băng thử xe máy 20" Hình PL 3.10 Sơ đồ tổng quát băng thử Chassis Dynamometer 20” Phụ lục Một số hình ảnh thực nghiệm trình thực luận án Phụ lục 4.1 Thực nghiệm xác định quy luật phối khí động 3V i.e 150 19 Phụ lục 4.2 Động Liberty 3V i.e 150 lắp đặt băng thử công suất động DW-16 chuẩn bị cho thí nghiệm Phụ lục 4.3 Chạy thử hệ thống thử nghiệm động băng thử công suất Phụ lục 4.4 Hiệu chỉnh hệ thống thử nghiệm động băng thử công suất 20 Phụ lục 4.5 Thử nghiệm động băng thử công suất, xác định tham số đầu vào cho mơ hình mơ động Phụ lục 4.6 Xe Liberty 3V i.e 150 lắp đặt cho thử nghiệm hiệu chỉnh thông số điều khiển thử nghiệm đối chứng Dyno Phụ lục 4.7 Kiểm tra hiệu chỉnh xe Liberty 3V i.e trước thử nghiệm Dyno 21 Phụ lục 4.8 Vị trí lắp đặt vòi phun, xúc tác cảm biến lambda dải rộng Phụ lục 4.9 Thử nghiệm hiệu chỉnh hệ thống điều khiển động xe Phụ lục 4.10 Hiệu chỉnh tham số hệ thống điều khiển động Dyno 22 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  LÊ ĐĂNG ĐÔNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TRANG BỊ BỘ XÚC TÁC TẠO HỖN HỢP KHÍ GIÀU HYDRO Ngành: Kỹ thuật Cơ khí. .. khoa học ý nghĩa thực tiễn cao Từ đó, tác giả lựa chọn thực luận án tiến sĩ với đề tài: Nghiên cứu điều khiển động phun xăng trang bị xúc tác tạo hỗn hợp khí giàu hydro”, kết đề tài góp phần... quan vấn đề nghiên cứu - Chương Cơ sở lý thuyết xây dựng mơ hình đợng phun xăng điện tử sử dụng hỗn hợp giàu hydro hệ thống điều khiển - Chương Động phun xăng sử dụng hỗn hợp giàu hydro mơ