Nghiên cứu điều khiển hệ thống phun nhiên liệu diesel kiểu commonrail (CR) khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel biodiesel tt

Do vậy, NCS lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu điều khiển hệ thống phun nhiên liệu CommonRailCR khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel-biodiesel” ii Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án

cơ có thể duy trì được các chỉ tiêu về năng lượng, tính kinh tế và giảm mức phát thải

Nhằm mục đích nghiên cứu làm chủ công nghệ điều khiển động cơ diesel CR, góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển công nghệ thiết kế, lập chương trình điều khiển ECU dùng cho động cơ diesel kiểu CR và góp phần thúc đẩy việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học, giảm phụ thuộc nhiên liệu khoáng, giảm ô nhiễm môi trường Do vậy, NCS lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu điều khiển hệ thống phun nhiên liệu CommonRail(CR) khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel-biodiesel”

ii Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án

Mục tiêu: Luận án (LA) có mục tiêu là nghiên cứu làm chủ công nghệ điều khiển động cơ diesel CR và thiết kế thành công chương trình điều khiển HTPNL kiểu CR khi sử dụng biodiesel có tỷ lệ là 20% (B20) đảm bảo giữ nguyên mô men

và công suất động cơ so với khi dùng ECU nguyên thủy (ECU-NT) sử dụng diesel, cải thiện về đặc tính kỹ thuật và phát thải so với khi dùng ECU-NT sử dụng biodiesel B20

Nội dung của LA bao gồm: Xây dựng mô hình động cơ sử dụng biodiesel B20

và diesel đảm bảo tin cậy; Thiết kế mô hình điều khiển HTPNL phù hợp với các chế độ làm việc khác nhau của động cơ để động cơ khi sử dụng ECU mới (ECU-New) đảm bảo giữ được mô men, công suất và giới hạn khói đen giống như khi động cơ sử dụng ECU-NT; Thiết kế bộ điều khiển vòng kín điều khiển áp suất rail

và tốc độ không tải để động cơ khi dùng ECU-New hoạt động ổn định ở chế độ chuyển tiếp; Thử nghiệm đối chứng trên băng thử động cơ nhằm đánh giá mức độ cải thiện về đặc tính kỹ thuật và phát thải của động cơ khi sử dụng ECU-NT và ECU-New

iii Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

Động cơ nghiên cứu của LA là động cơ diesel D4CB 2.5TCI-A Nhiên liệu sử dụng trong luận án này là diesel dầu mỏ và biodiesel B20 (với B100 được sản xuất

từ bã thải của quá trình tinh lọc dầu cọ thành dầu ăn)

2

Phạm vi nghiên cứu của LA giới hạn trong phòng thí nghiệm với các chế độ

ổn định của động cơ từ 1000 đến 3500 vòng/phút, chế độ khởi động, chế độ không tải, chế độ tăng tốc Phần cứng điều khiển sử dụng bộ ECU trắng của hãng Woodward Motohawk có trang bị thêm bộ điều khiển vòi phun CR

iv Phương pháp nghiên cứu

LA sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu tổng quan, lý thuyết, mô phỏng và thực nghiệm

v Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

LA đã đưa ra phương pháp thiết kế chương trình điều khiển HTPNL động cơ

CR sử dụng nhiên liệu B20 dựa trên MHMP, làm tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về thiết kế chương trình điều khiển động cơ đốt trong

Kết quả của LA góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển công nghệ thiết kế, lập chương trình điều khiển ECU; góp phần thúc đẩy việc sản xuất và sử dụng biodiesel, giảm phụ thuộc nhiên liệu khoáng, giảm ô nhiễm môi trường

vi Điểm mới của luận án

Luận án đã xây dựng được mô hình mô phỏng động cơ diesel trang bị hệ thống nhiên liệu common rail làm việc theo thời gian thực sử dụng hai loại nhiên liệu diesel và biodiesel B20 Mô hình đã được xác nhận tính đúng đắn qua bộ thông số xác định từ thực nghiệm

Thiết kế thành công chương trình điều khiển cho động cơ diesel Hyundai D4CB 2.5TCI-A trang bị hệ thống nhiên liệu common rail sử dụng nhiên liệu biodiesel B20 nhằm giữ nguyên mô men và công suất động cơ so với khi động cơ

sử dụng nhiên liệu diesel Kết quả thử nghiệm cho thấy động cơ làm việc bình thường ở tất cả các chế độ: ổn định, khởi động, không tải và tăng tốc

vii Bố cục luận án

Thuyết minh của luận án được trình bày gồm các phần chính sau: Mở đầu; 5 Chương; Kết luận chung và hướng phát triển

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel

1.1.1 Khái quát chung

Trong số các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay nhiên liệu sinh học (NLSH) đang là xu thế phát triển tất yếu NLSH được định nghĩa là nhiên liệu nhận được từ sinh khối, được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc từ động, thực vật, [1]

1.1.2 Khái niệm về biodiesel

Biodiesel được định nghĩa là một dạng nhiên liệu dùng để thay thế diesel, có nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật Biodiesel là nguồn năng lượng tái tạo, không độc và dễ phân hủy Sử dụng biodiesel sẽ giúp đa dạng hóa nguồn nhiên liệu

1.1.3 So sánh tính chất của biodiesel và diesel khoáng

Biodiesel có tỷ trọng, độ nhớt, sức căng bề mặt ngoài, trị số Xê tan cao hơn diesel truyền thống nên ảnh hưởng tới quá trình hình thành hỗn hợp và cháy Nhìn

3

chung, khi sử dụng biodiesel sẽ làm giảm mức phát thải CO, HC, PM nhưng có sự gia tăng về mức phát thải NOx, [6]

1.1.4 Nguồn nguyên liệu sản xuất biodiesel

Chia thành 3 nguồn chính, trong đó nguồn nguyên liệu thế hệ thứ nhất bao gồm dầu thực vật ăn được (dầu hướng dương, dầu lạc, dầu dừa, dầu thầu dầu, dầu

cọ, dầu đậu nành, dầu hạt bông…), mỡ động vật (mỡ cá, mỡ bò, mỡ lợn…) Nguồn nguyên liệu thế hệ thứ 2 là các dạng phế thải như mỡ động vật và axit béo phế thải

Nguồn nguyên liệu thế hệ thứ 3 bao gồm các loại tảo và dầu jatropha

1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng biodiesel cho động cơ diesel

1.2.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Qua việc phân tích các công trình nghiên cứu nước ngoài về ứng dụng biodiesel cho động cơ diesel cho thấy khi tăng tỷ lệ pha trộn biodiesel công suất giảm, suất tiêu hao nhiên liệu tăng, phát thải PM, HC và CO giảm trong khi phát thải NOx tăng Các tác giả [29, 30, 40, 46, 47] đã chỉ ra để tối ưu các thông số vận hành và mức phát thải của động cơ cần phải thay đổi quy luật phun (giảm thời điểm phun, tăng thời gian phun, tăng áp suất phun) Để giải quyết vấn đề này các công trình nghiên cứu ở trên mới nghiên cứu thay đổi quy luật phun trên ECU của động

cơ thí nghiệm

1.2.2 Các nghiên cứu trong nước

Các tác giả đã chỉ ra rằng Khi tăng tỷ lệ pha trộn biodiesel quá trình cháy trễ được rút ngắn, do đó góc phun sớm giảm Động cơ khi sử dụng nhiên liệu B10 và B20 không có thay đổi lớn về tính năng kỹ thuật so với nhiên liệu B0 khi thay đổi

áp suất phun, tuy nhiên với nhiên liệu B30 thì cần giảm áp suất phun để đảm bảo tối ưu về mặt kinh tế và kỹ thuật Khi sử biodiesel thì thời điểm cháy do phun mồi

và phun chính đều diễn ra sớm hơn đồng thời thời gian cháy trễ cũng được rút ngắn, điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình cháy của động cơ và tính năng phát thải của động cơ Khi tăng thời gian phun chính (cố định thời gian phun mồi) thì giá trị

áp suất cực đại tăng dần lên nhưng thời điểm áp suất đạt giá trị cực đại lại không đổi

1.2.3 Đánh giá chung

Để tối ưu các thông số vận hành và mức phát thải của động cơ diesel dùng HTPNL kiểu CR khi chuyển sang sử dụng biodiesel cần phải thay đổi thời điểm phun, thời gian phun, áp suất phun phù hợp với tỷ lệ biodiesel yêu cầu Thông thường để thực hiện việc này là rất khó khi sử dụng ECU nguyên bản của hãng sản

CR khi sử dụng nhiên liệu biodiesel Đây chính là nhiệm vụ của NCS phải hoàn thành khi tham gia thực hiện đề tài cấp Quốc gia của đề tài ĐT.08.14/NLSH, với nội dung chính cần thực hiện đồng thời cũng là của luận án NCS: thiết kế chương trình điều khiển HTPNL CR khi sử dụng nhiên liệu biodiesel B20 Khi thực hiện nội dung này ngoài việc đạt được mục tiêu thiết kế chương trình điều khiển cho động cơ sử dụng nhiên liệu B20 thì mục tiêu quan trọng hơn là giải mã thành công công nghệ điều khiển của động cơ diesel điều khiển điện tử sử dụng HTPNL CR

1.3 Tổng quan về thiết kế điều khiển động cơ diesel

Theo Olivier Grondin [61] việc thiết kế chương trình điều khiển ECU của động cơ thường sử dụng 2 phương pháp: (1) chạy tối ưu xác định các thông số điều khiển vòng hở và vòng kín theo các tiêu chí đặt trước với động cơ đặt trên bệ thử; (2) xây dựng MHMP của động cơ nghiên cứu làm việc theo thời gian thực, từ đó xây dựng chương trình điều khiển trên mô hình này

Hình 1.10 trình bày cơ sở thiết kế chương trình điều khiển trên MHMP động cơ: (1) Xây dựng mô hình động học và động lực học của động cơ theo thời gian thực; (2) thiết kế chương trình điều khiển trực tiếp trên MHMP động cơ, chương trình điều khiển ECU sau khi mô phỏng được nạp vào ECU trắng tiêu chuẩn để điều khiển động cơ thực (sử dụng hệ thống thiết bị và phần mềm chuyên dụng để lập trình ECU); (3) hiệu chỉnh lại các các bộ tham số của hệ thống điều khiển đối với động cơ thật trên băng thử Phương pháp này có ưu điểm là không cần thiết kế phần cứng mà sử dụng phần cứng sẵn có, thời gian

chạy động cơ trên bệ thử ngắn, giảm chi phí thiết kế

và thử nghiệm

Qua phân tích ở trên cho thấy, phương pháp

thiết kế CTĐK dựa trên MHMP động cơ làm việc

theo thời gian thực sẽ giảm chi phí và thời gian thực

hiện luận án Bên cạnh đó, đề tài ĐT.08.14/NLSH

được trang bị ECU trắng tiêu chuẩn và trình biên

dịch của hãng Woodward Motohawk, đây là bộ điều

khiển cho phép lập trình bằng ngôn ngữ

Matlab/Simulink, rất thuận tiện cho việc thiết kế, nạp

và hiệu chỉnh tối ưu CTĐK mới được xây dựng trên

MHMP động cơ làm việc theo thời gian thực

Hình 1.10 Cơ sở thiết kế chương trình điều khiển trên MHMP động cơ (SIL), [61]

5

1.3.1 Tổng quan về mô hình mô phỏng động cơ diesel

Thường chia ra hai phương pháp, thứ nhất là mô hình trung bình và thứ hai là

mô hình theo góc quay trục khuỷu Mô hình trung bình là mô hình nghiên cứu đơn giản nhất, trong đó coi động cơ là một chuỗi các bộ phận ghép nối với nhau, trong

đó đặc tính của mỗi bộ phận được xác định bằng thực nghiệm Khi xây dựng mô hình này tác giả đưa vào hàm truyền để đơn giản quá trình tính

Theo Rolf Isermann [68] sử dụng Matlab Simulink để xây dựng MHMP động

cơ diesel kiểu CR làm việc theo thời gian thực, nghiên cứu chỉ ra cần phải xây dựng các mô hình thành phần: mô hình động học đường nạp – thải, mô hình TB – MN,

mô hình HTPNL kiểu CR, mô hình cháy, mô hình động lực học của động cơ, mô hình ma sát Sơ đồ khối mô hình động cơ theo góc quay trục khuỷu được thể hiện trên hình 1.13 Theo phương pháp này mô hình cháy mô phỏng theo góc quay trục khuỷu, cho phép xét tới ảnh hưởng của quy luật phun nhiên liệu đồng thời đánh giá được dao động mô men của từng xylanh ảnh hưởng lên tốc độ động cơ do đó MHMP giống với động cơ thực và có độ chính xác cao hơn so với mô hình động cơ trung bình

Hình 1.13 Sơ đồ khối mô hình động cơ theo góc quay trục khuỷu

1.3.2 Tổng quan về mô hình điều khiển động cơ diesel

Với động cơ dùng HTPNL sử dụng bơm dãy điện tử ECU điều khiển lượng nhiên liệu phun vào động cơ thông qua điều khiển vị trí thanh răng, [37] Với động

cơ dùng HTPNL sử dụng bơm cao áp (BCA) phân phối piston hướng kính, ECU điều khiển lượng phun và thời điểm phun, [37] Trong HTPNL kiểu CR áp suất phun được điều khiển bởi BCA, van SCV (van điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào BCA) và van RPCV (van điều khiển áp suất rail), thời điểm phun và lượng phun quyết định bởi thời gian của xung cấp cho cuộn dây vòi phun Điều này cho thấy áp suất phun, thời điểm phun và lượng phun hoàn toàn độc lập nhau và không phụ thuộc chế độ làm việc của động cơ, [37] Nhờ đó cho phép phun mồi, phun chính

6

và phun sau mà không làm thay đổi áp suất và lượng phun định trước, giúp cho động cơ nổ êm hơn và giảm nồng độ khí thải Lượng nhiên liệu phun được quyết định bởi thời gian phun và áp suất phun Do đó chương trình điều khiển HTPNL rất phức tạp

Nhìn chung, việc thiết kế, chế tạo ECU nói chung, ECU dùng cho động cơ diesel nói riêng vẫn còn khá mới mẻ tại Việt Nam Do đặc điểm công nghệ tạo hỗn hợp và cháy nên việc thiết kế, lập chương trình điều khiển cho động cơ diesel dùng HTPNL kiểu CR phức tạp hơn khá nhiều khi so với động cơ phun xăng

1.4 Hướng tiếp cận của luận án

Để tối ưu các thông số vận hành và mức phát thải của động cơ diesel dùng HTPNL kiểu CR khi sử dụng biodiesel cần phải thiết kế chương trình điều khiển động cơ; Chương trình điều khiển động cơ sử dụng HTPNL kiểu CR rất phức tạp gồm nhiều thông số điều khiển (số lần phun, thời gian phun, thời điểm phun, lượng phun, áp suất phun, tốc độ không

tải, tăng áp VGT, tuần hoàn EGR)

Sơ đồ khối được trình bày trên

Hình 1.18 Trong khuôn khổ của

luận án mới chỉ thiết kế điều

khiển HTPNL kiểu CR khi sử

dụng biodiesel B20 Do giới hạn

kinh phí cũng như thời gian thực

hiện nên chưa thiết kế chương

trình điều khiển ECU khi sử dụng

biodiesel có tỷ lệ pha trộn lớn

(>20%) Khi đã làm chủ công

nghệ thiết kế, lập chương trình

điều khiển HTPNL kiểu CR, việc chuyển sang nghiên cứu sử dụng với biodiesel có

tỷ lệ pha trộn lớn là hoàn toàn khả thi

1.5 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận án được thể hiện trên Hình 1.21

1.6 Kết luận Chương 1

Khi tăng tỷ lệ pha trộn biodiesel → Ne↓, ge↑, phát thải PM, HC và CO↓, NOx↑;

Để tối ưu các thông số vận hành và mức phát thải cần phải thay đổi QLCCNL (số lần phun, SOI, ET, minj, pphun) Với động cơ diesel sử dụng HTPNL kiểu CR thì việc điều chỉnh này trở nên rất phức tạp, ECU đảm nhiệm việc điều khiển HTPNL (qua các thông số như: áp suất phun, lượng phun, số lần và thời điểm phun), cho phù hợp với chế độ vận hành của động cơ

Hiện nay, ECU (phần cứng) đã được nhiều hãng chế tạo ở dạng ECU trắng tiêu chuẩn Tuy nhiên, chương trình và thuật toán điều khiển trong ECU lại là công việc rất phức tạp, có khối lượng lớn và là bí quyết công nghệ của các hãng sản xuất động cơ Do vậy động cơ diesel khi chuyển sang sử dụng biodiesel cần phải thiết kế điều khiển hệ thống phun nhiên liệu CR phù hợp với chế độ làm việc của động cơ

Hình 1.20 Sơ đồ khối điều khiển động cơ

sử dụng HTPNL kiểu CR

7

Trong LA này NCS lựa chọn phương pháp mô phỏng trực tiếp trên đối tượng bằng phần mềm Matlab Simulink để xây dựng mô hình động cơ diesel sử dụng biodiesel làm việc theo thời gian thực, từ mô hình động cơ thiết kế mô hình điều khiển HTPNL mới phù hợp với các chế độ làm việc của động cơ đảm bảo tiêu chí giữ

nguyên mô men động cơ khi sử dụng ECU nguyên bản dùng diesel

tuabin tăng áp – đường thải;

bơm cao áp – vòi phun; cháy;

động học của động cơ…)

Xây dựng mô hình bộ điều khiển vòng hở: Dự đoán các thông số không đo được, tính toán các thông số:

Lượng phun, áp suất phun, thời điểm phun

Xây dựng mô hình bộ điều khiển vòng kín: Xây dựng phương trình động học hệ thống phun CR; hệ thống tua bin tăng áp Lựa chọn bộ điều khiển

Hình 1.21 Trình tự thiết kế ECU khi xây dựng MHMP động cơ theo thời gian thực

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHUN KIỂU COMMONRAIL (CR) LÀM VIỆC THEO THỜI GIAN THỰC

2.1 Đặt vấn đề

Mô hình động cơ

diesel thường sử dụng mô

hình điền đầy thải sạch

(Filling and Emptying

model) Quá trình khảo sát

nhiệt động của động cơ dựa

vào mô hình hệ thống hở

và dòng không ổn định

(Hình 2.1), khi đó có các

phương trình cân bằng khối

lượng và năng lượng

MHĐC dùng HTPNL kiểu

CR, tăng áp tua bin khí thải

kiểu VGT được giới thiệu

trên Hình 2.2

2.2 Mô hình động học hệ

thống phun nhiên liệu kiểu CR

Hình 2.2 Mô hình động cơ diesel dùng HTPNL kiểu

CR, tăng áp kiểu VGT, [68]

8

HTPNL kiểu CR dùng trên động cơ D4CB 2.5 TCI-A gồm các khối sau (Hình 2.3), [6, 68]: Khối cấp nhiên liệu diesel thấp áp (bao gồm thùng dầu, bơm cấp nhiên liệu, lọc dầu, ống dẫn dầu và đường dầu hồi); Khối nhiên liệu cao áp (bao gồm bơm cao áp (BCA), ống Rail, các đường ống cao áp, van an toàn, vòi phun); Khối điều khiển (gồm các cảm biến, van SCV, van RPCV, ECU, EDU và van cao áp vòi phun)

Để điều khiển áp suất nhiên liệu

trong ống tích áp (pr), cần mô phỏng

chính xác động lực học của từng phần tử

trong HTPNL

2.2.1 Bơm cao áp

Theo phương trình (2.7) áp suất

trong BCA được xác định bằng:

+ qpr là lượng nhiên liệu từ BCA tới ống Rail

+ qPCV là lượng nhiên liệu từ ống Rail tới van RPCV, được xác định bởi phương trình

9

2.3 Mô hình cháy

2.3.1 Cơ sở lựa chọn mô hình cháy

MHC một và hai vùng thường được xây dựng dựa trên cơ sở thực nghiệm như

sơ đồ khối trình bày trên

Hình 2.7 Mô hình biểu diễn

tốc độ tỏa nhiệt trong xylanh

sẽ được áp dụng cho các giai

đoạn cơ bản của quá trình

cháy trong động cơ diesel

dùng HTPNL kiểu CR, bao

gồm: quá trình cháy do phun

mồi; quá trình cháy do phun

m SOC

+ Cơ sở xác định số hàm

Wiebe: i = z + 1 (với z là số lần

phun, gồm phun mồi, phun chính,

phun sau) + Cơ sở xác định tham

số a i: ai là thông số phản ánh hiệu

suất cháy trong từng giai đoạn

cháy ai = 5 thì hiệu suất cháy

+) Cơ sở xác định tham số φ SOCi và Δφ i : theo các nghiên cứu [35, 39, 80], hai

tham số φSOCi và Δφi không phụ thuộc vào các tham số ai, mi và i Cách xác định

φSOCi và Δφi sẽ được trình bày cụ thể trong Chương 3 của luận án

Hàm Wiebe có thể được dùng ở hai dạng khác nhau

10

1 ,

inj

i i

m SOC

2.7 Mô hình truyền nhiệt

2.9 Tính toán mô men và công suất động cơ

2.10 Kết luận Chương 2

Để có thể hoàn thiện được mô hình động cơ cần phải thực nghiệm xác định các tham số sau: Ở mô hình động học tuabin tăng áp và đường nạp thải cần phải xác định được thể tích đường nạp, thải; quy luật phối khí; hệ số lưu lượng của dòng khí

đi qua xupap nạp, thải; xây dựng các MAP thực nghiệm: MAP lưu lượng khí tăng

áp, MAP áp suất khí tăng áp, MAP lưu lượng khí thải qua tuabin, MAP áp suất khí thải sau tuabin, MAP hiệu suất của tuabin và MAP tốc độ TB – MN; Ở mô hình động học HTPNL kiểu CR cần phải xác định được các thông số kỹ thuật của BCA, đường ống cao áp, ống rail, vòi phun, van SCV, van RPCV và van điện từ trên vòi phun; Với mô hình cháy cần phải xác định các tham số của phương trình Wiebe là φSOCi; Δφi và xfi để nhập vào mô hình cháy làm cơ sở tính toán tốc độ tỏa nhiệt

11

và biến thiên áp suất trong xylanh; Với mô hình mô men ma sát cần xác định các hệ

số của các phương trình mô men ma sát

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ HYUNDAI D4CB 2.5 TCI-A

SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU BIODIESEL LÀM VIỆC THEO THỜI GIAN THỰC

3.1 Đặt vấn đề

Để xây dựng MHĐC làm việc theo thời gian thực và đánh giá độ tin cậy của

mô hình động cơ, ngoài cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình động cơ đã trình bày trong Chương 2 thì cần thiết phải thực hiện thí nghiệm để xác định các tham số đầu vào cho mô hình

3.2 Chế độ thực nghiệm xác định các tham số đầu vào cho mô hình

3.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Động cơ diesel D4CB 2.5TCI-A Nhiên liệu sử dụng là diesel dầu mỏ và biodiesel B20 (được sản xuất từ bã thải của quá trình tinh lọc dầu cọ→dầu ăn)

3.2.2 Trang thiết bị và chế độ thực nghiệm

3.2.2.1 Trang thiết bị thử nghiệm

Động cơ được thử nghiệm trên bệ thử động lực học cao của phòng thí nghiệm Động cơ, Viện Cơ khí Động lực/Đại học Bách khoa Hà Nội

3.2.2.2 Chế độ thử nghiệm

Động cơ lắp ECU-NT sử dụng với 2 loại nhiên liệu B0 và B20 tốc độ của trục khuỷu từ 1000 đến 3500 vg/ph với bước nhảy là 500 vg/ph Tiến hành xây dựng đường đặc tính ngoài (100% tải) để xác định giá trị Me max Lấy giá trị Me max nhân với các hệ số 0,75; 0,5; 0,25 tương ứng với 75%; 50%; 25% để xác định đặc tính bộ phận

3.3 Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm xác định các thông số đầu vào cho mô hình động cơ sử dụng diesel và biodiesel bao gồm: (1) xác định các tham số đầu vào cho mô hình HTPNL kiểu CR; (2) xác định các tham số đầu vào cho mô hình TB-MN; (3) xác định các tham số đầu vào cho mô hình cháy; (4) xác định các tham số đầu vào cho

mô hình ma sát; xác định các tham số đầu vào cho mô hình đường nạp/thải

3.3.1 Xác định các tham số đầu vào của mô hình HTPNL kiểu CR

QLCCNL tại các chế độ tải và tốc độ khác nhau được trình bày chi tiết trong Bảng 3.4 và Hình 3.4

Hình 3.4 Quy luật thay đổi số lần phun theo tốc độ động cơ

12

3.3.2 Xác định các tham số của mô hình tuabin – máy nén

Hình 3.6 Quan hệ áp suất khí tăng áp, áp suất khí thải theo tốc độ và mômen của động cơ

Hình 3.7 Map lưu lượng khí nạp, tốc độ tuabin theo tốc độ và mômen của động cơ

3.3.3 Áp suất xylanh

Kết quả đo áp suất trong xylanh động cơ diesel 2.5 TCI-A khi sử dụng B0 và B20 ở chế độ tải 100% trong dải tốc độ từ 1000 vg/ph đến 3500 vg/ph với bước nhảy 500 vg/ph được giới thiệu trên Hình 3.11 đến Hình 3.16 Các giá trị áp suất đỉnh trong xylanh tại các chế độ thử nghiệm khác (25%; 50%; 75% tải) được tổng hợp trong Bảng 3.5

Hình 3.13 Diễn biến áp suất tại tốc độ 1000 và 2000 vg/ph ở chế độ 100% tải

3.3.4 Xác định hệ số của mô hình mô men ma sát