Nghiên cứu tối ưu quá trình nạp và hình thành hỗn hợp của động cơ diesel vikyno RV195

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VƯƠNG NHƯ LONG NGHIÊN CỨU TỐI ƯU QÚA TRÌNH NẠP VÀ HÌNH THÀNH HỖN HP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL VIKYNO – RV195 Chuyên ngành : Kỹ Thuật Ôtô-Máy Kéo Mã số: 60.52.53 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp HCM, tháng 09/2005 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : VƯƠNG NHƯ LONG Ngày, tháng, năm sinh : 19 – 08 – 1979 Chuyên ngành : Kỹ thuật Ôtô- Máy kéo Phái: Nam Nơi sinh: Hưng Yên MSHV: 01303297 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TỐI ƯU QÚA TRÌNH NẠP VÀ HÌNH THÀNH HỖN HP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL VIKYNO – RV195 II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng Quan Khảo Sát Và Đánh Giá Động Cơ Diesel Xi-Lanh Cỡ Nhỏ Đang Chế Tạo, Sử Dụng Trên Thế Giới Và Việt Nam Nghiên Cứu Cơ Sở Lý Thuyết Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ Diesel Nghiên Cứu Tốu Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thanh Hỗn Hợp Của Động Cơ RV-195 Bằng Phần Mềm Boost Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 12-2004 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30-09-2005 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HỮU HƯỜNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS Nguyễn Hữu Hường PGS.TS Pham Xuân Mai KS.Ngô Xuân Ngát Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày … tháng … năm 2005 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Luận văn cao học LỜI CẢM TẠ Trong suốt hai năm học vừa qua Tôi giúp đỡ, động viên, khuyến khích quan, gia đình, Thầy/Cô bạn lớp Cao học khoá 14 ngành Ôtô- Máy kéo giúp Tôi công việc nghiên cứu Trước tiên, Tôi vô biết ơn tận tình hướng dẫn Thầy TS Nguyễn Hữu Hường Thầy động viên giúp đỡ Tôi từ ngày đầu tới hoàn thành luận văn Đồng thời Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Ths Huỳnh Thanh Công, người tận tình hướng dẫn Tôi làm quen sử dụng phần mềm mô BOOST; phần mềm sử dụng nghiên cứu thiết kế động đốt Xin chân thành cảm ơn tất Thầy truyền đạt dạy dỗ cho Tôi Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất quý Thầy/Cô trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt hai năm học vừa qua Cuối Tôi xin cảm ơn Cha, Mẹ, gia đình động viên giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho suốt đường học vấn Một lần xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, ngày 19 tháng 08 năm 2005 Học viên thực KS Vương Như Long GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học TÓM TẮT Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài luận văn thạc só “Nghiên cứu tối ưu qúa trình nạp hình thành hỗn hợp động diesel VIKYNO – RV195” trình bày theo trình tự logic sau: Chương 1: Tiến hành tìm hiểu vấn đề liên quan đến đề tài, cách tiếp cận nghiên cứu đề tài Chương 2: Khảo sát loại động diesel xi-lanh cỡ nhỏ sử dụng giới Việt Nam Từ rút được: nhu cầu thị trường Việt Nam mặt hàng lớn, khả chế tạo động diesel xi-lanh cỡ nhỏ Việt Nam Với nhu cầu thực tế khả chế tạo động diesel cỡ nhỏ nước đòi hỏi phải nghiên cứu, phân tích tính kỹ thuật động diesel xi-lanh cỡ nhỏ nói chung động RV-195 nói riêng Từ rút thiếu sót động RV-195 để tiến hành nghiên cứu, cải tiến hoàn thiện động RV-195 Qua phân tích trên, nhận thấy hệ thống nạp động RV-195 thiếu sót làm cho hiệu suất nạp động thấp, phải nghiên cứu tối ưu qúa trình nạp động RV-195 Chương 3: Nghiên cứu lý thuyết qúa trình nạp hình thành hỗn hợp, yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp, phương pháp nâng cao hiệu suất nạp động như: tăng số lượng xupáp, thay đổi kích thước kết cấu đường ống nạp, dùng thiết bị tăng áp, thay đổi biên dạng cam góc phối khí Từ rút phương pháp để tối ưu qúa trình nạp hình thành hỗn hợp động RV-195 GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học Chương 4: Qua phương pháp rút chương 3, tiến hành mô phần mềm Boost phương án: Thay đổi biên dạng cam Thay đổi góc phối khí Thay đổi kích thước đường ống nạp Với việc chạy mô nhiều lần phương án, rút vấn đề cần cải tiến để hệ thống nạp động RV-195 tối ưu Chương 5: Kết luận chung vấn đề đạt phạm vi nghiên cứu đề tài Các hướng (vấn đề) cần nghiên cứu tiếp đề tài để qúa trình nạp hình thành hỗn hợp động RV-195 hoàn thiện GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học MỤC LỤC Mục lục Trang Lời Cảm tạ Tóm Tắt Mục lục Chương I: Tổng Quan 1.1 Tình hình nghiên có liên quan đến đề tài nước 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3 Ý nghóa thực tiễn đề tài 1.4 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu Chương II: Khảo Sát Và Đánh Giá Động Cơ Diesel Xi-Lanh Cỡ Nhỏ Đang Chế Tạo, Sử Dụng Trên Thế Giới Và Việt Nam 2.1 Khảo sát tổng quan phạm vi ứng dụng loại động diesel xi-lanh cỡ nhỏ 2.1.1 Sản xuất sử dụng động diesel xi-lanh giới 2.1.1.1 Động nghiên cứu 2.1.1.2 Động phục vụ sản xuất 2.1.1.3 Phạm vi sử dụng 2.1.2 Sản xuất sử dụng Việt nam 2.1.2.1 Sản xuất Việt nam 2.1.2.2 Khai thác sử dụng Việt nam 2.2 Khảo sát hệ thống nạp loại động diesel xilanh cỡ nhỏ giới 2.3 Khảo sát đánh giá động VIKYNO, đặc biệt động RV-195 2.3.1 Khả nghiên cứu, chế tạo động diesel xi-lanh cỡ nhỏ VIKYNO 2.3.1.1 Các loại động sản xuất VIKYNO 2.3.1.2 Khả nghiên cứu, chế tạo công ty VIKYNO 2.3.2 Đánh giá tính kỹ thuật động RV-195 2.3.2.1 Thông số kỹ thuật động RV-195 2.3.2.2 Kết cấu đường ống nạp động RV-195 2.3.2.3 Độ nâng xupáp pha phối khí động RV-195 2.3.2.4 Khảo sát đặc tính động RV-195 phần mềm BOOST 2.3.2.4.1 Giới thiệu chung phần mềm mô BOOST 2.3.2.4.1 Cấu trúc sở phần mềm BOOST GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường 1 1 3 3 5 6 8 10 10 16 16 17 20 21 22 22 23 HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học 2.3.2.4.3 2.3.2.4.4 2.3.2.4.5 2.3.2.5 2.3.3 2.4 Mục lục Mô hình mô 27 Kết qủa mô 34 Nhận xét kết qủa mô 35 Đánh giá tính kỹ thuật động RV-195 36 Những điểm tồn động RV-195 đặc biệt tồn hệ thống nạp 37 Kết luận 37 Chương III: Nghiên Cứu Lý Thuyết Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ Diesel 3.1 Khái niệm chung qúa trình nạp 3.2 Nghiên cứu lý thuyết hình thành hỗn hợp động diesel phun trực tiếp 3.2.1 Nghiên cứu đường ống nạp 3.2.1.1 Đường ống nạp 3.2.1.2 nh hưởng kết cấu đường ống nạp lưu chất 3.2.1.3 nh hưởng tiết diện ống tới lưu chất 3.2.1.4 Hiệu ứng động dao động áp suất qúa trình thay đổi môi chất 3.2.2 Ngiên cứu qúa trình hình thành tia phun 3.2.3 Nghiên cứu đặc tính bay hạt nhiên liệu dòng khí vận động xoáy lốc 3.2.4 Nghiên cứu qúa trình hòa trộn khuếch tán dòng khí vào chùm hạt nhiên liệu tia phun 3.3 Nghiên cứu phương pháp cải thiện qúa trình nạp hình thành hỗn hợp 3.3.1 Hiệu suất nạp động 3.3.1.1 Định nghóa 3.3.1.2 Phương trình tổng quát hiệu suất nạp 3.3.1.3 nh hưởng số yếu tố tới hiệu suất nạp động kỳ 3.3.2 Phương pháp cải tiến đường nạp 3.3.2.1 Tăng số lượng xupáp 3.3.2.2 Thay đổi kết cấu đường ống nạp 3.3.3 Phương pháp sử dụng thiết bị tăng áp 3.3.3.1 Tăng áp động dẫn động khí 3.3.3.2 Tăng áp nhờ lượng khí thải 3.3.4 Phương án thay đổi góc phối khí 3.4 Kết luận GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường 39 39 41 41 41 42 45 45 53 54 55 56 56 56 57 58 64 65 65 66 67 68 71 73 HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học Mục lục Chương IV: Nghiên Cứu Tối Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ RV-195 Bằng Phân Mềm BOOST 4.1 Sơ đồ giải thuật tối ưu qúa trình nạp động RV-195 4.2 Các phương án tối ưu qúa trình nạp hình thành hỗn hợp 4.2.1 Phương án – thay đổi biên dạng cam 4.2.1.1 Độ nâng xupáp pha phối khí phương án 4.2.1.2 Kết qủa mô 4.2.1.3 Nhận xét 4.2.2 Phương án – thay đổi góc phối khí 4.2.2.1 Kết qủa mô 4.2.2.2 Nhận xét 4.2.3 Phương án – thay đổi kích thước đường ống nạp 4.2.3.1 Phân tích kết cấu đường ống nạp trường hợp 4.2.3.2 Kết qủa mô 4.2.3.3 Nhận xét 4.3 Hướng thiết kế cải tiến 4.4 Phân tích đánh giá kết qủa Chương V: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài 5.1 Kết luận 5.2 Hướng phát triển đề tài Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường 74 74 76 76 77 82 83 84 85 89 89 90 90 93 93 95 99 99 100 101 102 111 HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học Chương I: Chương 01: Tổng quan TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên liên quan đến đề tài nước Trong phần này, đề tài tập trung tìm hiểu đề tài liên quan nghiên cứu nước theo hướng nghiên cứu tối ưu trình hình thành hỗn hợp biện pháp nâng cao hiệu suất nạp công suất loại động Diesel xi-lanh Cùng với phát triển ngành điều khiển tự động, ngành động có phát triển vượt bậc; với việc ứng dụng điều khiển tự động vào điều khiển qúa trình động cơ, qúa trình qúa trình nạp Hiện đề tài nghiên cứu qúa trình nạp động chủ yếu tập trung vào việc ứng dụng điều khiển tự động để thay đổi tiết diện lưu thông, chiều dài ống nạp, thời gian đóng mở xupáp theo tốc độ động cho với tốc độ khác động có hiệu suất nạp cao 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng đề tài nghiên cứu động Diesel xi-lanh cỡ nhỏ sử dụng Việt nam Công ty VYKINO (Biên hòa) chế tạo, đặc biệt model RV195 Phạm vi nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc tìm biện pháp tối ưu trình hình thành hỗn hợp bên động phun trực tiếp này, từ đề xuất phương án nâng cao hiệu suất nạp công suất có ích động 1.3 Ý nghóa thực tiễn đề tài Động VIKYNO - RV195 sử dụng phổ biến nông nghiệp Việt nam Các nghiên cứu chuyên sâu nhằm hoàn thiện loại động góp phần nâng cao hiệu giảm giá thành động cơ; từ tìm loại vật liệu nhiên liệu hiệu GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường HVTH: KS Vương Như Long Luận văn cao học Chương 01: Tổng quan 1.4 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết liên quan đến trình hình thành hỗn hợp, phương pháp cải thiện trình nạp biện pháp nâng cao công suất động Phần nghiên cứu kiểm tra đánh giá thực phần mềm thông dụng Phòng Thí nghiệm Động đốt trong, Khoa Kỹ thuật Giao thông; đặc biệt phần mền BOOST hãng AVL Các tài liệu nghiên cứu cập nhật thư viện trường, internet cung cấp nhà sản xuất động GVHD: TS Nguyễn Hữu Hường HVTH: KS Vương Như Long KẾT QỦA MÔ PHỎNG CỦA ĐỘNG CƠ MẪU AVL - B O O S T Main Program: Version 3.30 pl 01 build 00005, System: DIGITAL Preprocessor Version: 3.31 Calculationdate :16.10.2002 File: lvlong2-dcm195-2200-mau.bst (16.10.2002) Project ID: "luan van cao hoc Nhu long" Run ID: RV195-2200 Number of elements: Pipes: / Sytemboundaries: / Internal Boundaries: Plenums: / Variable Plenums: / Cylinders: Flowrestrictions: / Checkvalves: / Rotaryvalves: Fuelinjectors: / Wastegates: / Measuringpoints: Aircoolers: / Aircleaners: / Catalysts: Turbochargers: / Pos.Displ.Comp.: / Turbocompressors: Junctions: / FIRE-links: GLOBAL DATA: ENGINESPEED: 2200.0 rpm, Calculationmode: Single Cycle Duration: 720 deg CRA, Max.calc.per.: 7200.00 deg CRA, Cycles calculated: 10 Timestep Calculation / Output: 0.13057 / 3.00000 deg CRA, Userdefined Concentrations: Reference Conditions: Pressure: 100000.00 Pa Temperature: 302.000 K Variable Gasproperties from DIESEL.GPF internal mixture preparation Lower calorific value [J/kg]: 0.42800E+08 Stoichiometric A/F-ratio [-]: 14.700 Conc of Carbon [kg/kg] 0.865 Conc of Hydrogen [kg/kg] 0.135 Conc of Oxygen [kg/kg] 0.00000E+00 **************************************************** * During the run 71 warnings were output ! * **************************************************** Pipe discretization: Total number of cells: 109 Pipe nr: Cells: 20 20 11 11 10 10 12 Length [mm]: 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.7 10.0 10.0 10.0 W.Heat [kJ]: 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.004 -0.003 -0.005 -0.007 0.000 MEASURINGPOINTS: Average Values Mp Pipe Location Pressure Temp Ms.Temp Velo Massflow Massflow To.Ent.f Mach Wtemp Converg nr nr [mm] [bar] [K] [K] [m/s] [g/s] [g/cycle] [kJ/cyc.] [-] [K] [-] 1 0.0000 0.9998 302.0 302.0 2.4 15.4062 0.8403 0.003 0.01 302.0 0.234E-05 2 100.0000 0.9696 310.6 301.6 6.4 15.4021 0.8401 0.003 0.02 310.0 0.731E-04 3 110.0000 0.9686 311.4 301.9 6.5 15.4013 0.8401 0.004 0.02 315.0 0.380E-04 SYSTEMBOUNDARIES: Average Values -Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / 0.8403 Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / -0.8923 112 PLENUMS: Average Values Pl Pressure Temp Mass Wallheat nr [bar] [K] [g] [kJ] 1.0056 786.79 1.560 0.000 Attached pipe 7: Attached pipe 8: CYLINDERS: Average Values Total Engine Cyl Firing TDC [degCRA] 0.00 Bore [mm] 110.00 Stroke [mm] 105.00 Conrodl [mm] 165.00 Pistonpinoffset [mm] 0.00 Swept Vol [l] 1.00 1.00 Compressionratio [-] 18.50 Combustion Char Vibe Comb.start [degCRA] 703.000 Comb.dur.1 [degCRA] 49.000 Vibe Parameter a [-] 6.900 Vibe Param m [-] 1.500 Ign Delay [deg CRA] 20.7745 20.7745 Comb Noise [dB(A)] 83.4 83.4 Cyl IMEP [bar] 7.57 7.57 Rel to Ave [-] 1.0000 IMEP Exh [bar] -1.1222 -1.1222 IMEP Int [bar] 0.7390 0.7390 IMEP Gasex [bar] -0.3832 -0.3832 FMEP [bar] 0.0000 0.0000 BMEP [bar] 7.5652 7.5652 Inj Fuelmass [g] 0.0560 0.0560 Fuelmassfl [g/s] 1.0259 1.0259 ISFC [g/kWh] 266.8627 266.8627 Rel to Ave [-] 1.0000 BSFC [g/kWh] 266.8627 266.8627 Indicated Eff [-] 0.3152 0.3152 A/F-Ratio (Cmb.) [-] 15.0000 15.0000 Excess Air Ratio [-] 1.0204 1.0204 Total Mass at SHP[g] 0.8807 0.8807 Airmass at SHP[g] 0.8394 0.8394 Airpurity [-] 0.9531 0.9531 Res.gas content [-] 0.0476 0.0476 Air Delivered [g] 0.8388 0.8388 Air Delivered [g/s] 15.3773 15.3773 Airdeliveryratio [-] 0.7288 0.7288 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.7757 0.7757 Mass Delivered [g] 0.8401 0.8401 Mass Delivered [g/s] 15.4015 15.4015 Airmass Trapped [g] 0.8387 0.8387 113 0.8885 g/cycle -0.8921 g/cycle Trapp Eff Air [-] 1.0000 1.0000 Rel to Ave [-] 1.0000 Volumetric Eff [-] 0.7288 0.7288 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.7757 0.7757 Wall Heatlosses: Piston [kJ] -0.1501 -0.1501 Cylinderhead [kJ] -0.1407 -0.1407 Cylinderliner [kJ] -0.8240 -0.8240 Sum of Wallheat [kJ] -1.1148 -1.1148 Wall Heatlosses Related to Heatinput: Piston [-] -0.0627 -0.0627 Cylinderhead [-] -0.0587 -0.0587 Cylinderliner [-] -0.3441 -0.3441 Sum of Wallheat [-] -0.4655 -0.4655 M Eff HTC [W/m2/K] 365.35 365.35 M Eff Temp [K] 1442.99 1442.99 Peak Fir.Pres [bar] 97.38 97.38 at Crankangle [deg] 5.61 5.61 Peak Fir Temp [K] 2343.80 2343.80 at Crankangle [deg] 11.75 11.75 Res Gascompr [bar] 1.57 1.57 at Crankangle [deg] 351.83 351.83 Blowbymass [g] -0.0075 -0.0075 Blowbymassfl [g/s] -0.1384 -0.1384 Dyn Swirl [-] 0.0000 0.0000 Reference Values at EO Pressure [bar] 2.82 2.82 Temperature [K] 1029.20 1029.20 A/F-Ratio [-] 14.95 14.95 Average Values of Pipeattachements: Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 373.75 Vlv/Prt Cl [degCRA] 546.25 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] 0.8401 Wallheat [kJ/cycle] 0.0008 rel.to Heatinp.[-] 0.0003 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 140.00 Vlv/Prt Cl [degCRA] 370.00 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] -0.8884 Wallheat [kJ/cycle] -0.0039 rel.to Heatinp.[-] -0.0016 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 FLOWRESTRICTIONS: Average Values -Flr Att.Pi Massflow Att.Pi Massflow 114 nr number [g/cycle] number [g/cycle] 0.8401 -0.8401 0.8401 -0.8401 0.8884 -0.8884 0.8884 -0.8884 0.8404 -0.8401 AIRCLEANERS: Average Values AC Inletpr Inlett Inletm Outletpr Outlett Outletm nr [bar] [K] [g] [bar] [K] [g] 0.9998 302.06 0.701 0.9716 310.35 1.515 Attached pipe 1: 0.8403 g/cycle Attached pipe 9: -0.8403 g/cycle OVERALL ENGINE PERFORMANCE: =========================== Indicated Torque : 60.07 Nm Indicated Specific Torque : 60.20 Nm/l Indicated Power : 13.84 kW, 18.82 PS Indicated Specific Power : 13.87 kW/l, 18.86 PS/l Friction Torque : 0.00 Nm Friction Power : 0.00 kW, 0.00 PS Effective Torque : 60.07 Nm Effective Specific Torque : 60.20 Nm/l Effective Power : 13.84 kW, 18.82 PS Effective Specific Power : 13.87 kW/l, 18.86 PS/l Required time for reading the inputfile and initialisation: 0.39 Required time for the calculation: 1.84 Required time for writing the outputfile: 0.01 Required total time: 2.23 Hình 1: Đồ thị áp suất động mẫu 115 Hình 2: Đồ thị nạp - thảI động mẫu KẾT QỦA MÔ PHỎNG PHƯƠNG ÁN (THAY ĐỔI BIÊN DẠNG CAM) AVL - B O O S T Main Program: Version 3.30 pl 01 build 00005, System: DIGITAL Preprocessor Version: 3.31 Calculationdate :16.10.2002 File: lvlong4-rv195-bd2.bst (16.10.2002) Project ID: "luan van cao hoc Nhu long" Run ID: RV195-2200 Number of elements: Pipes: / Sytemboundaries: / Internal Boundaries: Plenums: / Variable Plenums: / Cylinders: Flowrestrictions: / Checkvalves: / Rotaryvalves: Fuelinjectors: / Wastegates: / Measuringpoints: Aircoolers: / Aircleaners: / Catalysts: Turbochargers: / Pos.Displ.Comp.: / Turbocompressors: Junctions: / FIRE-links: GLOBAL DATA: ENGINESPEED: 2200.0 rpm, Calculationmode: Single Cycle Duration: 720 deg CRA, Max.calc.per.: 7200.00 deg CRA, Cycles calculated: 10 Timestep Calculation / Output: 0.13057 / 3.00000 deg CRA, Userdefined Concentrations: Reference Conditions: Pressure: 100000.00 Pa Temperature: 302.000 K Variable Gasproperties from DIESEL.GPF internal mixture preparation Lower calorific value [J/kg]: 0.42800E+08 Stoichiometric A/F-ratio [-]: 14.700 Conc of Carbon [kg/kg] 0.865 Conc of Hydrogen [kg/kg] 0.135 Conc of Oxygen [kg/kg] 0.00000E+00 **************************************************** 116 * During the run 116 warnings were output ! * **************************************************** Pipe discretization: Total number of cells: 109 Pipe nr: Cells: 20 20 11 11 10 10 12 Length [mm]: 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.7 10.0 10.0 10.0 W.Heat [kJ]: 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.005 -0.004 -0.005 -0.008 0.000 MEASURINGPOINTS: Average Values Mp Pipe Location Pressure Temp Ms.Temp Velo Massflow Massflow To.Ent.f Mach Wtemp Converg nr nr [mm] [bar] [K] [K] [m/s] [g/s] [g/cycle] [kJ/cyc.] [-] [K] [-] 1 0.0000 0.9998 302.0 302.0 2.6 16.7061 0.9112 0.004 0.01 302.0 0.297E-05 2 100.0000 0.9682 309.7 301.8 6.9 16.7050 0.9112 0.004 0.02 310.0 0.239E-04 3 110.0000 0.9664 310.7 301.9 8.5 16.7044 0.9111 0.004 0.02 315.0 0.891E-04 SYSTEMBOUNDARIES: Average Values -Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / 0.9112 Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / -0.9670 PLENUMS: Average Values Pl Pressure Temp Mass Wallheat nr [bar] [K] [g] [kJ] 1.0077 792.08 1.552 0.000 Attached pipe 7: 0.9639 g/cycle Attached pipe 8: -0.9668 g/cycle CYLINDERS: Average Values Total Engine Cyl Firing TDC [degCRA] 0.00 Bore [mm] 110.00 Stroke [mm] 105.00 Conrodl [mm] 165.00 Pistonpinoffset [mm] 0.00 Swept Vol [l] 1.00 1.00 Compressionratio [-] 18.50 Combustion Char Vibe Comb.start [degCRA] 703.000 Comb.dur.1 [degCRA] 49.000 Vibe Parameter a [-] 6.900 Vibe Param m [-] 1.500 Ign Delay [deg CRA] 18.7384 18.7384 Comb Noise [dB(A)] 84.0 84.0 Cyl IMEP [bar] 8.41 8.41 Rel to Ave [-] 1.0000 IMEP Exh [bar] -1.0310 -1.0310 IMEP Int [bar] 0.8238 0.8238 117 IMEP Gasex [bar] -0.2072 -0.2072 FMEP [bar] 0.0000 0.0000 BMEP [bar] 8.4081 8.4081 Inj Fuelmass [g] 0.0607 0.0607 Fuelmassfl [g/s] 1.1123 1.1123 ISFC [g/kWh] 260.3201 260.3201 Rel to Ave [-] 1.0000 BSFC [g/kWh] 260.3201 260.3201 Indicated Eff [-] 0.3231 0.3231 A/F-Ratio (Cmb.) [-] 15.0000 15.0000 Excess Air Ratio [-] 1.0204 1.0204 Total Mass at SHP[g] 0.9406 0.9406 Airmass at SHP[g] 0.9100 0.9100 Airpurity [-] 0.9675 0.9675 Res.gas content [-] 0.0330 0.0330 Air Delivered [g] 0.9097 0.9097 Air Delivered [g/s] 16.6781 16.6781 Airdeliveryratio [-] 0.7904 0.7904 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.8414 0.8414 Mass Delivered [g] 0.9111 0.9111 Mass Delivered [g/s] 16.7043 16.7043 Airmass Trapped [g] 0.9095 0.9095 Trapp Eff Air [-] 0.9998 0.9998 Rel to Ave [-] 1.0000 Volumetric Eff [-] 0.7903 0.7903 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.8413 0.8413 Wall Heatlosses: Piston [kJ] -0.1595 -0.1595 Cylinderhead [kJ] -0.1495 -0.1495 Cylinderliner [kJ] -0.8701 -0.8701 Sum of Wallheat [kJ] -1.1791 -1.1791 Wall Heatlosses Related to Heatinput: Piston [-] -0.0614 -0.0614 Cylinderhead [-] -0.0576 -0.0576 Cylinderliner [-] -0.3351 -0.3351 Sum of Wallheat [-] -0.4541 -0.4541 M Eff HTC [W/m2/K] 388.05 388.05 M Eff Temp [K] 1443.38 1443.38 Peak Fir.Pres [bar] 104.91 104.91 at Crankangle [deg] 5.75 5.75 Peak Fir Temp [K] 2363.56 2363.56 at Crankangle [deg] 11.75 11.75 Res Gascompr [bar] 1.03 1.03 at Crankangle [deg] 310.31 310.31 Blowbymass [g] -0.0079 -0.0079 Blowbymassfl [g/s] -0.1450 -0.1450 Dyn Swirl [-] 0.0000 0.0000 Reference Values at EO Pressure [bar] 3.27 3.27 Temperature [K] 1060.81 1060.81 118 A/F-Ratio [-] 14.95 14.95 Average Values of Pipeattachements: Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 346.67 Vlv/Prt Cl [degCRA] 578.33 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] 0.9111 Wallheat [kJ/cycle] 0.0008 rel.to Heatinp.[-] 0.0003 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 130.00 Vlv/Prt Cl [degCRA] 375.00 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] -0.9638 Wallheat [kJ/cycle] -0.0039 rel.to Heatinp.[-] -0.0015 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 FLOWRESTRICTIONS: Average Values -Flr Att.Pi Massflow Att.Pi Massflow nr number [g/cycle] number [g/cycle] 0.9112 -0.9112 0.9111 -0.9111 0.9638 -0.9638 0.9638 -0.9639 0.9112 -0.9112 AIRCLEANERS: Average Values AC Inletpr Inlett Inletm Outletpr Outlett Outletm nr [bar] [K] [g] [bar] [K] [g] 0.9998 302.05 0.701 0.9701 309.72 1.516 Attached pipe 1: 0.9112 g/cycle Attached pipe 9: -0.9112 g/cycle OVERALL ENGINE PERFORMANCE: =========================== Indicated Torque : 66.77 Nm Indicated Specific Torque : 66.91 Nm/l Indicated Power : 15.38 kW, 20.92 PS Indicated Specific Power : 15.41 kW/l, 20.96 PS/l Friction Torque : 0.00 Nm Friction Power : 0.00 kW, 0.00 PS Effective Torque : 66.77 Nm Effective Specific Torque : 66.91 Nm/l Effective Power : 15.38 kW, 20.92 PS Effective Specific Power : 15.41 kW/l, 20.96 PS/l Required time for reading the inputfile and initialisation: 0.37 Required time for the calculation: 1.79 Required time for writing the outputfile: 0.01 Required total time: 2.17 119 Hình 3: Đồ thị áp suất phương án Hình 4: Đồ thị nạp - thảI phương án 120 KẾT QỦA MƠ PHỎNG PHƯƠNG ÁN (THAY ĐỔI GĨC PHỐI KHÍ) AVL - B O O S T Main Program: Version 3.30 pl 01 build 00005, System: DIGITAL Preprocessor Version: 3.31 Calculationdate :17.10.2002 File: lvlong4-rv195-bd2-thaimosom40.bst (17.10.2002) Project ID: "luan van cao hoc Nhu long" Run ID: RV195-2200 Number of elements: Pipes: / Sytemboundaries: / Internal Boundaries: Plenums: / Variable Plenums: / Cylinders: Flowrestrictions: / Checkvalves: / Rotaryvalves: Fuelinjectors: / Wastegates: / Measuringpoints: Aircoolers: / Aircleaners: / Catalysts: Turbochargers: / Pos.Displ.Comp.: / Turbocompressors: Junctions: / FIRE-links: GLOBAL DATA: ENGINESPEED: 2200.0 rpm, Calculationmode: Single Cycle Duration: 720 deg CRA, Max.calc.per.: 7200.00 deg CRA, Cycles calculated: 10 Timestep Calculation / Output: 0.13057 / 3.00000 deg CRA, Userdefined Concentrations: Reference Conditions: Pressure: 100000.00 Pa Temperature: 302.000 K Variable Gasproperties from DIESEL.GPF internal mixture preparation Lower calorific value [J/kg]: 0.42800E+08 Stoichiometric A/F-ratio [-]: 14.700 Conc of Carbon [kg/kg] 0.865 Conc of Hydrogen [kg/kg] 0.135 Conc of Oxygen [kg/kg] 0.00000E+00 **************************************************** * During the run 217 warnings were output ! * **************************************************** Pipe discretization: Total number of cells: 109 Pipe nr: Cells: 20 20 11 11 10 10 12 Length [mm]: 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.7 10.0 10.0 10.0 W.Heat [kJ]: 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.005 -0.003 -0.005 -0.008 0.000 MEASURINGPOINTS: Average Values Mp Pipe Location Pressure Temp Ms.Temp Velo Massflow Massflow To.Ent.f Mach Wtemp Converg nr nr [mm] [bar] [K] [K] [m/s] [g/s] [g/cycle] [kJ/cyc.] [-] [K] [-] 1 0.0000 0.9998 302.0 302.0 2.6 16.8203 0.9175 0.004 0.01 302.0 0.102E-06 2 100.0000 0.9680 309.6 301.8 7.0 16.8190 0.9174 0.004 0.02 310.0 0.376E-04 3 110.0000 0.9663 310.6 301.9 8.5 16.8219 0.9176 0.004 0.02 315.0 0.174E-03 SYSTEMBOUNDARIES: Average Values -Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / 0.9175 Systemb.nr./att Pipe nr / Massflow per cycle [g] : / / -0.9739 121 PLENUMS: Average Values Pl Pressure Temp Mass Wallheat nr [bar] [K] [g] [kJ] 1.0078 789.38 1.558 0.000 Attached pipe 7: Attached pipe 8: CYLINDERS: Average Values Total Engine Cyl Firing TDC [degCRA] 0.00 Bore [mm] 110.00 Stroke [mm] 105.00 Conrodl [mm] 165.00 Pistonpinoffset [mm] 0.00 Swept Vol [l] 1.00 1.00 Compressionratio [-] 18.50 Combustion Char Vibe Comb.start [degCRA] 703.000 Comb.dur.1 [degCRA] 49.000 Vibe Parameter a [-] 6.900 Vibe Param m [-] 1.500 Ign Delay [deg CRA] 18.8036 18.8036 Comb Noise [dB(A)] 84.1 84.1 Cyl IMEP [bar] 8.50 8.50 Rel to Ave [-] 1.0000 IMEP Exh [bar] -1.0327 -1.0327 IMEP Int [bar] 0.8284 0.8284 IMEP Gasex [bar] -0.2043 -0.2043 FMEP [bar] 0.0000 0.0000 BMEP [bar] 8.4980 8.4980 Inj Fuelmass [g] 0.0611 0.0611 Fuelmassfl [g/s] 1.1201 1.1201 ISFC [g/kWh] 259.3841 259.3841 Rel to Ave [-] 1.0000 BSFC [g/kWh] 259.3841 259.3841 Indicated Eff [-] 0.3243 0.3243 A/F-Ratio (Cmb.) [-] 15.0000 15.0000 Excess Air Ratio [-] 1.0204 1.0204 Total Mass at SHP[g] 0.9471 0.9471 Airmass at SHP[g] 0.9165 0.9165 Airpurity [-] 0.9676 0.9676 Res.gas content [-] 0.0329 0.0329 Air Delivered [g] 0.9161 0.9161 Air Delivered [g/s] 16.7956 16.7956 Airdeliveryratio [-] 0.7960 0.7960 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.8473 0.8473 Mass Delivered [g] 0.9176 0.9176 Mass Delivered [g/s] 16.8221 16.8221 Airmass Trapped [g] 0.9160 0.9160 122 0.9706 g/cycle -0.9736 g/cycle Trapp Eff Air [-] 0.9998 0.9998 Rel to Ave [-] 1.0000 Volumetric Eff [-] 0.7959 0.7959 Rel to Ave [-] 1.0000 Rel to MP [-] 0.8472 0.8472 Wall Heatlosses: Piston [kJ] -0.1606 -0.1606 Cylinderhead [kJ] -0.1506 -0.1506 Cylinderliner [kJ] -0.8755 -0.8755 Sum of Wallheat [kJ] -1.1868 -1.1868 Wall Heatlosses Related to Heatinput: Piston [-] -0.0614 -0.0614 Cylinderhead [-] -0.0576 -0.0576 Cylinderliner [-] -0.3348 -0.3348 Sum of Wallheat [-] -0.4538 -0.4538 M Eff HTC [W/m2/K] 388.01 388.01 M Eff Temp [K] 1449.13 1449.13 Peak Fir.Pres [bar] 105.61 105.61 at Crankangle [deg] 5.75 5.75 Peak Fir Temp [K] 2363.47 2363.47 at Crankangle [deg] 11.75 11.75 Res Gascompr [bar] 1.03 1.03 at Crankangle [deg] 313.31 313.31 Blowbymass [g] -0.0080 -0.0080 Blowbymassfl [g/s] -0.1467 -0.1467 Dyn Swirl [-] 0.0000 0.0000 Reference Values at EO Pressure [bar] 3.07 3.07 Temperature [K] 1040.52 1040.52 A/F-Ratio [-] 14.95 14.95 Average Values of Pipeattachements: Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 346.67 Vlv/Prt Cl [degCRA] 568.33 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] 0.9176 Wallheat [kJ/cycle] 0.0008 rel.to Heatinp.[-] 0.0003 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 Attached Pipe Vlv/Prt Op [degCRA] 140.00 Vlv/Prt Cl [degCRA] 375.00 Cam Phasing [degCRA] 0.00 Massflow [g/cycle] -0.9706 Wallheat [kJ/cycle] -0.0037 rel.to Heatinp.[-] -0.0014 St.Swirl (Eng.) [-] 0.0000 St.Swirl (Std.) [-] 0.0000 FLOWRESTRICTIONS: Average Values -Flr Att.Pi Massflow Att.Pi Massflow 123 nr number [g/cycle] number [g/cycle] 0.9174 -0.9176 0.9176 -0.9176 0.9706 -0.9705 0.9705 -0.9706 0.9174 -0.9174 AIRCLEANERS: Average Values AC Inletpr Inlett Inletm Outletpr Outlett Outletm nr [bar] [K] [g] [bar] [K] [g] 0.9998 302.05 0.701 0.9699 309.63 1.516 Attached pipe 1: 0.9175 g/cycle Attached pipe 9: -0.9174 g/cycle OVERALL ENGINE PERFORMANCE: =========================== Indicated Torque : 67.48 Nm Indicated Specific Torque : 67.62 Nm/l Indicated Power : 15.55 kW, 21.14 PS Indicated Specific Power : 15.58 kW/l, 21.19 PS/l Friction Torque : 0.00 Nm Friction Power : 0.00 kW, 0.00 PS Effective Torque : 67.48 Nm Effective Specific Torque : 67.62 Nm/l Effective Power : 15.55 kW, 21.14 PS Effective Specific Power : 15.58 kW/l, 21.19 PS/l Required time for reading the inputfile and initialisation: 0.42 Required time for the calculation: 1.81 Required time for writing the outputfile: 0.01 Required total time: 2.24 Hình 5: Đồ thị áp suất phương án 124 Hình 6: Đồ thị nạp - thảI phương án 125 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học :TS.Nguyễn Hữu Hường Ký tên: Cán chấm nhận xét : Ký tên: Cán chấm nhận xét : Ký tên: Luận văn thạc só bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng naêm 2005 ... Dụng Trên Thế Giới Và Việt Nam Nghiên Cứu Cơ Sở Lý Thuyết Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ Diesel Nghiên Cứu Tốu Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thanh Hỗn Hợp Của Động Cơ RV-195 Bằng Phần... Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ Diesel 3.1 Khái niệm chung qúa trình nạp 3.2 Nghiên cứu lý thuyết hình thành hỗn hợp động diesel phun trực tiếp 3.2.1 Nghiên cứu đường ống nạp. .. IV: Nghiên Cứu Tối Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn Hợp Của Động Cơ RV-195 Bằng Phân Mềm BOOST 4.1 Sơ đồ giải thuật tối ưu qúa trình nạp động RV-195 4.2 Các phương án tối ưu qúa trình nạp hình