Nghiên cứu thiết kế và chuyển đổi hệ thống nhiên liệu DIESEL điều khiển điện tử VE EDC trên xe huyndai 1t25 h100

M CL C Trang tựa Trang QUY T Đ NH GIAO Đ TÀI LÝ L CH KHOA H C i L I C M N .ii C M T iii TÓM T T iv ABSTRACT v M C L C vi DANH SÁCH CÁC B NG vii DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH M C CÁC T VI T T T ix PH L C 1: B NG QUY Đ I Đ N V ĐO x PH L C 2: NG D NG PH N M M MATLAB Đ V Đ TH xi PH N MỞ Đ U 1 Dẫn nhập 2 N i dung nghiên c u 3 Lý chọn đ tài Các kết qu nghiên c u đư công b 4.1 Trong n c 4.2 Qu c tế Mục đích vƠ n i dung công việc thực 10 Đ i t ợng nghiên c u 11 Giá trị đ tài 13 Gi i h n đ tài 13 Ph ng pháp nghiên c u 13 10 Kế ho ch thực 14 PH N ṆI DUNG 15 Ch ng 1: C SỞ LÝ THUYẾT 16 1.1 B m cao áp VE – EDC u n điện tử 16 1.1.1 Gi i thiệu 16 1.1.2 Yêu cầu đ i v i hệ th ng cung cấp nhiên liệu 16 1.1.3 Nhiệm vụ b m cao áp 18 1.1.4 Đặc m cấu t o c a b m cao áp VE-EDC 18 1.1.4.1 B m tiếp vận 18 1.1.4.2 Đĩa cam vƠ lăn 18 1.1.4.3 Pít tơng b m 19 1.1.4.4 B chấp hành 19 1.1.5 Nguyên lý ho t đ ng c a hệ th ng VE-EDC 22 1.2 C m biến dùng hệ th ng phun dầu điện tử VE-EDC 24 1.2.1 Khái quát v ECU EDU 24 1.2.2 C m biến t c đ đ ng c ( c m biến Ne – Crankshaft angel sensor) 24 1.2.3 C m biến vị trí trục khuỷu (TDC sensor – c m biến G) 25 1.2.4 C m biến áp suất tuyệt đ i đ ng ng n p (MAP – Manifold Absolute Pressure sensor) 25 1.2.5 C m biến nhiệt đ n c làm mát (THW – Coolant water temperature sensor) 26 1.2.6 C m biến nhiệt đ khí n p (THA – Intake air temperature hay manifold air temperrature sensor) 26 1.2.7 C m biến nhiệt đ nhiên liệu (THF) 27 1.2.8 C m biến bƠn đ p ga (TPS – Throttle Position Sensor) 27 1.3 Vòi phun 27 1.3.1 Nhiệm vụ 27 1.3.2 Yêu cầu 28 1.3.3 Phân lo i 28 1.3.4 Cấu t o nguyên tắc ho t đ ng c a vòi phun 28 1.3.4.1 Cấu t o 28 1.3.4.2 Nguyên tắc ho t đ ng c a vòi phun 30 1.4 M t s đánh giá so sánh BCA VE VE-EDC 30 1.5 Kết luận n i dung ch ng 31 1.5.1 Các c c sở 31 1.5.2 N i dung công việc 32 1.5.3 Tính toán lựa chọn thiết bị đồng b đ thay 32 Ch ng 2: KI M SỐT Q TRÌNH PHUN NHIÊN LI U VÀ THÀNH PH N KHÍ XẢ TRểN Đ̣NG C DIESEL VE-EDC 33 2.1 Ki m soát trình phun nhiên liệu u n điện tử VE-EDC 33 2.1.1 L ợng nhiên liệu phun ban đầu 33 2.1.2 Chế đ vận hƠnh thông th ng 34 2.1.3 Ki m sốt t c đ khơng t i 34 2.1.4 Ki m sốt s vịng quay l n 34 2.1.5 Ki m sốt t c đ trung bình 35 2.1.6 Ki m soát t c đ ph ng tiện 35 2.1.7 Gi i h n t c đ ph ng tiện 35 2.1.7.1 Gi i h n t c đ có th thay đổi 35 2.1.7.2 Gi i h n t c đ c định 35 2.1.8 Dập tắt rung đ ng 35 2.1.9 Ki m soát bù l ợng nhiên liệu phun 36 2.1.10 Gi i h n l ợng nhiên liệu phun 37 2.1.11 Ch c phanh đ ng c 37 2.1.12 Bù l ợng phun theo đ cao 37 2.2 Các nh h ởng c a thành phần khí x đ ng c diesel VE-EDC 38 2.2.1 N i dung c b n v trình cháy đ ng c diesel 38 2.2.2 C chế hình thành CO 40 2.2.3 C chế hình thành NOx 40 2.2.4 C chế hình thành HC 42 2.2.5 C chế hình thành bồ hóng (PM) 42 2.3 Kết luận n i dung ch ng 44 2.3.1 V vấn đ gi m l ợng tiêu thụ nhiên liệu 44 2.3.1.1 nh h ởng c a th i m phun nhiên liệu 44 2.3.1.2 nh h ởng c a l ợng phun nhiên liệu cung cấp cho chu trình 46 2.3.1.3 nh h ởng c a đặc tính phun 46 2.3.2 V vấn đ tăng công suất mô men xoắn đ ng c 47 2.3.2.1 Các vấn đ c b n c a đ ng c 47 2.3.2.2 Các yếu t Ch nh h ởng đến công suất mô men xoắn đ ng c 49 ng 3: NGHIÊN C U CẢI TIẾN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE ậ EDC ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 53 3.1 Đánh giá khái quát v tầm chiến l ợc c a hệ th ng b m cao áp u n điện tử VE – EDC 53 3.2 C sở lựa chọn thiết bị quy trình thực chuy n đổi HTPNL đ ng c Huyndai H100 1T25 55 3.2.1 Gi i thiệu v mẫu đ ng c D4BB xe Huyndai H100 1T25 55 3.2.2 Ph ng pháp luận đ i v i việc xây dựng c sở lựa chọn thiết bị 55 3.3 Kh o sát m t s dịng xe có tính t ng thích 56 3.4 Gia cơng c khí vƠ chuy n đổi đ ng c D4BB 59 3.4.1 Các b c thực 59 3.4.2 N i dung công việc 59 3.4.2.1 Đánh giá t ng đồng c a b m cao áp VE cũ xe vƠ b m cao áp VE-EDC m i lựa chọn 59 3.4.2.2 Gia công c khí vƠ nghiên c u vị trí lắp đặt c m biến cho phù hợp v i hệ th ng u n điện tử 60 3.5 Đánh giá chi phí vƠ m c đ ph c t p c a công nghệ chuy n đổi 62 3.6 Kết luận n i dung ch Ch ng 63 ng 4: THỬ NGHI M, SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ HI U QUẢ VI C CHUY N Đ I H TH NG CUNG C P NHIÊN LI U VE-EDC 64 4.1 Tổng quan v băng thử công suất 64 4.1.1 Gi i thiệu v băng thử công suất đ ng c 64 4.1.2 Công dụng c a băng thử công suất đ ng c 65 4.1.2.1 Công dụng 65 4.1.2.2 Phân lo i 65 4.1.3 Băng thử công suất đ ng c lo i phanh th y lực 66 4.1.3.1 Gi i thiệu 66 4.1.3.2 Cấu t o nguyên lý ho t đ ng c a phanh th y lực 67 u m vƠ nh ợc m c a phanh th y lực 69 4.1.3.3 4.2 Thử nghiệm đ ng c tr c sau chuy n đổi 70 4.2.1 Gi i thiệu phịng thử nghiệm tơ t i nhà máy Z-751/BQP 70 4.2.2 Tiến hành thử nghiệm đ ng c D4BB tr c sau c i tiến 75 4.2.2.1 Thử nghiệm công suất đ ng c 75 4.2.2.2 Thử nghiệm mô men xoắn c a đ ng c 77 4.2.2.3 Suất tiêu hao nhiên liệu c a đ ng c 79 4.2.2.4 Đo nồng đ khí th i 83 4.3 Các ph ng pháp gi m phát th i ô nhiễm cho đ ng c diesel (đ ng c cháy v i h n hợp hòa khí nghèo) 86 4.4 Kết luận n i dung ch ng 87 PH N KẾT LỤN VÀ KIẾN NGḤ 88 Kết luận kết qu đư thực đ ợc c a đ tài 89 Tự nhận xét đóng góp m i c a đ tƠi 89 M t s khó khăn việc thực đ tài 90 Kiến nghị h ng nghiên c u mở r ng 90 TÀI LI U THAM KHẢO 91 DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang PH N MỞ Đ U B ng Tiêu chuẩn chung Euro đ i v i lo i xe B ng Thông s kỹ thuật xe Hyundai H100 12 B ng Kế ho ch thực luận văn th c sĩ 14 PH N ṆI DUNG Ch ng 2: KI M SỐT Q TRÌNH PHUN NHIÊN LI U VÀ THÀNH PH N KHÍ XẢ TRÊN Đ̣NG C DIESEL VE-EDC B ng 2.1 Các tiêu c a nhiên liệu Diesel 44 B ng 2.2 Tác đ ng c a yếu t c a q trình phun đến làm việc c a đ ng c diesel 47 Ch ng 3: NGHIÊN C U CẢI TIẾN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE ậ EDC ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 B ng 3.1 Thông s c b n đ ng c 4DBB 55 B ng 3.2 Thông s c b n đ ng c xe Hyundai Starex 56 B ng 3.3 Thông s c b n đ ng c xe Toyota Hilux 57 B ng 3.4 Thông s c b n đ ng c xe Toyota Hiace 57 B ng 3.5 Thông s c b n đ ng c xe Ford Everest 58 B ng 3.6 Thông s c b n đ ng c xe Ford Ranger 58 Ch ng 4: THỬ NGHI M, SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ HI U QUẢ VI C CHUY N Đ I H TH NG CUNG C P NHIÊN LI U VE-EDC B ng 4.1 Thông s thử nghiệm công suất đ ng c tr c sau c i tiến 76 B ng 4.2 Thông s thử nghiệm mô men đ ng c tr c sau c i tiến 78 B ng 4.3 B ng so sánh kết qu đo thử nghiệm kết qu tính tốn 78 B ng 4.4 B ng chuy n đổi từ gnl sang Gnl 81 B ng 4.5 B ng s liệu ge tr c sau c i tiến 81 B ng 4.6 Thông s thực nghiệm HC vƠ CO tr c sau c i tiến 84 DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang PH N MỞ Đ U Hình Đ ng c Jeep CRD Hình Đ ng c Mercedes SLK 320 Hình M c tiêu thụ nhiên liệu d ng lỏng c a gi i qua năm Hình Bi u đồ v m c đ khí th i cho phép c a tiêu chuẩn Euro Hình Tiêu chuẩn khí th i c a m t s n c khu vực Đơng Nam Á Hình Xe Huyndai H100 1T25 11 Hình Mã s đ ng c D4BB 9051440 11 Hình Mơ hình đ ng c Hyundai H100 13 Hình B m cao áp VE 13 PH N ṆI DUNG Ch ng 1: C SỞ LÝ THUYẾT Hình 1.1 Cấu t o b m cao áp VE – EDC 16 Hình 1.2 Cấu t o b m tiếp vận 18 Hình 1.3 Đĩa cam vƠ lăn 19 Hình 1.4 Cấu t o pít tơng b m 19 Hình 1.5 Cấu t o van SPV thơng th ng 20 Hình 1.6 Q trình lƠm việc c a van SPV thơng th ng 20 Hình 1.7 Cấu t o van TCV 21 Hình 1.8 Cấu t o b định th i 21 Hình 1.9 S đồ nguyên lý ho t đ ng 22 Hình 1.10 Đi u n phun s m h n 22 Hình 1.11 Đi u n phun mu n h n 22 Hình 1.12 S đồ kh i hệ th ng u n điện tử VE-EDC 23 Hình 1.13 S đồ m ch u n van SPV 24 Hình 1.14 C m biến t c đ đ ng c vƠ dang tín hiệu c a c m biến 25 Hình 1.15.C m biến vị trí trục khuỷu (a) d ng tín hiệu c a c m biến (b) 25 Hình 1.16 C m biến áp suất đ ng ng n p 26 Hình 1.17 C m biến nhiệt đ n c làm mát 26 Hình 1.18 C m biến nhiệt đ khí n p 27 Hình 1.19 C m biến nhiệt đ nhiên liệu 27 Hình 1.20 C m biến vị trí bƠn đ p ga (a) c m biến vị trí b m ga (b.) 27 Hình 1.21 Kết cấu vịi phun kín có ch t kim phun 28 Hình 1.22 D ng tia phun c a vịi phun kín có ch t kim phun 29 Ch ng 2: KI M SỐT Q TRÌNH PHUN NHIÊN LI U VÀ THÀNH PH N KHÍ XẢ TRểN Đ̣NG C DIESEL VE-EDC Hình 2.1 S đồ hệ th ng EDC (a) tính tốn q trình phun nhiên liệu ECU (b) 33 Hình 2.2 Ch c dập tắt rung đ ng 36 Hình 2.3 Ch c u n vận hành êm dịu 37 Hình 2.4 nh h ởng c a th i m phun đến hƠm l ợng NOx HC c a đ ng c diesel xe t i (không tuần hồn khí th i) 45 Ch ng 3: NGHIÊN C U CẢI TIẾN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE ậ EDC ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 Hình 3.1 Đ ng c D4BB v i BCA VE-c khí (a) vƠ b m cao áp VE-EDC (b) 60 Hình 3.2 B o d ỡng thơn đ ng c , mặt nắp máy vƠ thay đệm nắp máy 60 Hình 3.3 Dấu vị trí đặt b m c a nhà chế t c m biến nhiệt đ n c (vòng tròn đỏ) 61 Hình 3.4 Dấu vị trí lấy tín hiệu c m biến vị trí trục khuỷu (vịng trịn vàng), c m biến vị trí trục khuỷu (vòng tròn đỏ) 61 Hình 3.5 C m biến MAP (vịng tròn đỏ), c m biến TPS (vòng tròn xanh), c m biến nhiệt đ khí n p (vịng trịn đỏ) 62 Hình 3.6 Lắp đặt mơ hình vƠ đấu dây hồn thiện 62 Hình 3.7 Ch y thử nghiệm vƠ đánh giá tình tr ng kỹ thuật đ ng c sau c i tiến 62 Ch ng 4: THỬ NGHI M, SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ HI U QUẢ VI C CHUY N Đ I H TH NG CUNG C P NHIÊN LI U VE-EDC Hình 4.1 Hình nh tổng quan v băng thử 64 Hình 4.2 Thiết bị đo th y lực 67 Hình 4.3 Cấu t o c a băng thử th y lực 68 Hình 4.5 Bệ thử cơng suất 71 Hình 4.6 Mơ hình đ ng c D4BB sau c i tiến đ ợc gá lắp c định bệ thử 72 Hình 4.7 S đồ hệ th ng n Hình 4.8 Lắp đặt đ c lƠm mát đ ng c 72 ng ng khí x mơ hình đ ng c thử nghiệm 72 Hình 4.9 B ng điện u n băng thử công suất cụm công tắc bật / tắt nguồn điện vƠ đèn báo nguy 73 Hình 4.10 Đồng hồ đo áp suất nh t áp suất n c đ ng c 73 Hình 4.11 Thơng s thị b ng u n 73 Hình 4.12 Đồng hồ báo nhiệt đ n Hình 4.13 Nhiệt đ n c nhiệt đ nh t đ ng c 74 c băng thử vƠ đèn báo nguy 74 Hình 4.14 Cơng tắc tắt tín hiệu v ợt t c dừng khẩn cấp 74 Hình 4.15 Đồ thị so sánh công suất đ ng c tr c sau c i tiến 77 Hình 4.16 Đồ thị so sánh mơ men đ ng c tr c sau c i tiến 79 Hình 4.17 Cơn điện tử VIBRA 80 Hình 4.18 Đồ thị so sánh l ợng phun dầu diesel tr c sau c i tiến 80 Hình 4.19 Đồ thị so sánh suất tiêu hao nhiên liệu tr c sau c i tiến 82 Hình 4.20 Máy đo khí x NHT-6 83 Hình 4.21 Đo nồng đ khí x đ ng c D4BB tr c c i tiến 84 Hình 4.22 Đồ thị so sánh nồng đ CO tr c sau c i tiến 85 Hình 4.23 Đồ thị so sánh nồng đ HC tr c sau c i tiến 85 Hình 4.26 Đồ thị so sánh nồng đ HC tr c sau c i tiến 90 DANH M C CÁC T VIẾT T T BCA B m cao áp DOC Diesel Oxidation Catalyst DPF Diesel Particulate Filter ĐCD Đi m chết d i ĐCT Đi m chết ECU Electronic Control Unit EDC Electronic Diesel Control EGR Exhaust-gas Recirculation GQTK đ góc quay trục khuỷu HTĐKĐT Hệ th ng u n điện tử HTPNL Hệ th ng phun nhiên liệu MAP .Manifold Absolute Pressure sensor NE sensor Crankshaft position (CKP) sensor PM Particulate Matter SCR Selective Catalyst Reduction SCV Suction control valve TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCV Timing control valve G sensor Camshaft angel sensor THW Coolant water temperature sensor THA Intake air temperature hay manifold air temperrature sensor THF Thermal Heat Fuel TPS Throttle Position Sensor VE Verteiler DO THI SUAT TIEU HAO NHIEN LIEU 1.4 ge sau cai tien ge truoc cai tien ge(g/kW.h) 1.2 0.8 0.6 0.4 1200 1400 1600 1800 2000 ne(v/ph) 2200 2400 2600 Hình 4.19 Đồ tḥ so sánh suất tiêu hao nhiên liệu tr ớc sau c i tiến Nh n xét vƠ đánh giá: - t c đ thấp, ge cao Đi u lý gi i nh sau: b m cao áp trích cơng suất từ đ ng c , lƠm gi m hiệu suất có ích c a đ ng c t c đ thấp, cho thấy ý nghĩa c a việc chọn � gi i h n áp suất phun dầu nh đư nêu lý thuyết Ngoài ra, t c đ thấp, t c đ xốy r i c a khơng khí bên buồng cháy kh xé t i nhiên liệu hình thành hịa khí kém, làm cho hiệu suất cháy thấp dẫn đến gi m hiệu suất nhiệt c a đ ng c t o ge l n - T c đ đ ng c tăng dần dẫn đến t c đ xốy r i tăng dần, giúp hịa khí hình thành t t h n, cháy t t h n nên hiệu suất nhiệt cao h n làm cho ge gi m dần Tuy nhiên, tổn hao ma sát tăng nhanh theo t c đ đ ng c , lƠm gi m hiệu suất nhiệt t c đ cao Do đó, ge tăng dần theo t c đ cao - Đ ng c sau c i t o có ge thấp h n hẳn dù có áp suất phun, cho thấy góc phun dầu đ ợc t i u t t h n - Đ ng c sau c i t o gi m thấp hẳn t c đ trung bình, có cực ti u rõ ràng ch không gi m theo đ ng cong nh đ ng c nguyên th y Đi u ch a gi i thích đ ợc u kiện thử nghiệm không cho phép vƠ đơy không ph i mục đích c a đ tài Tuy nhiên, rõ ràng ge đ ợc ch đ ng u n thấp vùng t c đ làm việc th ng xuyên c a đ ng c xe vận hƠnh đ 82 ng (1400- 2000 v/p), cho thấy kh tiết kiệm nhiên liệu l n vận hƠnh đ ng Đi u khẳng định đ ợc vai trò c a u n máy tính, giúp dễ dàng t i u tính lƠm việc c a đ ng c theo nhu cầu công tác 4.2.2.4 Đo nồng độ khí th i Lắp thiết bị đo khí x NHT-6, v i thông s kỹ thuật c b n sau [21]: Hình 4.20 Máy đo khí x NảT-6 Hưng s n xuất - Xuất s : Nanhua - China - Ph m vị đo: + Đ m khí x (N): ÷ 99.99 %; + Hệ s hấp thụ ánh sáng: ÷ 16.0M^-1; + Nhiệt đ c a dầu: − - Sự phơn tích: �÷ �; + Đ m (N): 0.1 %; + Yếu t ánh sáng phịng ki m tra: 0.01M^-1; - Đ xác: + Đ m khí x (Khơng hiệu chỉnh): ± 2.0% (abs.); + T c đ ch y c a máy (Điện áp): ± 1.0% (rel.); + Nhiệt đ sai lệch c a dầu: ± (abs.); - M c hiệu qu đo chi u dƠi quang học: 215mm; - M c trung bình đo chi u dƠi quang học: 430mm; - Chi u dƠi đầu dò c a mẫu thử: 2.5m; - Công suất tiêu thụ: 200W; 83 - Nguồn cung cấp: AC220V ± 10% 50Hz ± 1Hz; - Kh i l ợng tổng th c a máy: 6.5Kg; - Kích th c tổng th (mm): 410(W)×215(D)×360(H); Hình 4.21 Đo nồng độ khí x động D4BB tr ớc c i tiến Cho đ ng c ho t đ ng, thay đổi lần l ợt t c đ đ ng c từ 1200 vòng/phút đến 2200 vòng/phút, thu thập s Th i gian lấy s liệu tr liệu v nồng đ HC vƠ CO thử nghiệm ng hợp lƠ phút Ta có kết qu nh sau: B ng 4.6 Thông số thực nghiệm ảC v̀ CO tr ớc v̀ sau c i tiến ne (v/ph) HCt (ppm) HCs (ppm) COt (%vol) COs (%vol) 1200 21 18 0.18 0.13 1400 21 20 0.19 0.13 1600 18.5 17.5 0.22 0.14 1800 20 16.5 0.25 0.18 2000 18.8 17.5 0.6 0.4 2200 17 15 0.7 0.48 84 Ghi Th i gian lấy mẫu:1 phút DO THI NONG DO CO 0.8 CO truoc cai tien CO sau cai tien CO (%vol) 0.6 0.4 0.2 1200 1400 1600 1800 ne (v/ph) 2000 2200 Hình 4.22 Đồ tḥ so sánh nồng độ CO tr ớc sau c i tiến DO THI NONG DO HC 21 HC truoc cai tien HC sau cai tien HC (ppm) 20 19 18 17 16 15 1200 1400 1600 1800 ne (v/ph) 2000 2200 Hình 4.23 Đồ tḥ so sánh nồng độ ảC tr ớc sau c i tiến Nh n xét vƠ đánh giá: - Nồng đ HC nồng đ CO thử nghiệm đ ng c sử dụng VEEDC thấp h n so v i đ ng c sử dụng VE thông th ng Đi u cho thấy rõ tính hiệu qu cao thay hệ th ng cung cấp nhiên liệu VE thông th ng hệ th ng cung cấp nhiên liệu VE-ERDC u n điện tử - V HC: gi m theo t c đ Do hòa tr n hiệu suất cháy đ ợc c i thiện t c đ cao dẫn đến HC gi m m nh t c đ cao c tr 85 ng hợp (m ch carbon c a nhiên liệu bị cháy kiệt h n) Nh ng thực tế khơng gi m nhi u l ợng thay đổi có vài ppm + Đ ng c sau c i tiến có HC thấp h n cho thấy l ợng nhiên liệu phun h n - V CO: tăng nhanh t c đ cao th i gian n p ngắn nên l ợng khơng khí n p gi m; th i gian th i ngắn nên khí sót nhi u dẫn đến thiếu hụt khơng khí cục b t c đ cao (dù tỉ lệ khơng khí / nhiên liệu tỉ lệ nghèo) làm cho CO cục b sinh nhi u (ch có nhi u khí sót CO HC nhi u) Nh ng thực tế lƠ khơng tăng nhi u l ợng thay đổi ch a đến 1% + Đ ng c sau c i t o có CO thấp h n l ợng nhiên liệu cung cấp h n 4.3 Các ph ng pháp gi m phát th i ô nhi m cho động c diesel (động c cháy với hỗn hợp hịa khí nghèo): Sử dụng nhiên liệu cháy s ch h n, phụ gia giúp nhiên liệu cháy s ch h n Tuy nhiên, vấn đ NOx đ i nghịch v i CO/HC/PM x y b n chất cháy c a đ ng c diesel Gi m từ trình cháy cách t i u áp suất phun th i m phun s m Vì Ne Me phụ thu c trực tiếp vƠo l ợng nhiên liệu đ ợc đ t cháy (l ợng phun vào) Mà Ne Me phụ thu c vào yêu cầu c a ng liệu cần cung cấp phụ thu c trực tiếp vào yêu cầu c a ng i lái, l ợng nhiên i lái Cho nên khơng th t i u l ợng nhiên liệu mà t i u áp suất phun th i m phun dầu s m Tuy nhiên, x y NOx đ i nghịch v i CO/HC/PM Hồi l u khí th i (EGR – Exhaust-gas Recirculation) đ gi m NOx cách cho l ợng khí th i (thành phần ch yếu N2 CO2) vào buồng đ t, làm gi m l ợng khơng khí (ôxi) buồng đ t; CO2 hấp thụ nhiệt làm gi m nhiệt đ buồng đ t dẫn đến gi m nguyên liệu vƠ u kiện hình thành NOx Sử dụng biện pháp xử lý khí th i (exhaust-gas aftertreatment systems): - B xúc tác ơxi hóa (DOC – Diesel Oxidation Catalyst) đ ơxi hóa CO HC v i ơxi khí th i thành CO2 H2O trực tiếp nhiệt đ c a khí th i 86 - B lọc mu i (DPF – Diesel Particulate Filter) đ bắt giữ PM (giai đo n giữ PM) sau m t th i gian đ t cháy v i O2 khí th i cách tăng nhiệt đ khí th i (giai đo n tái sinh b lọc) Do đó, hệ th ng nhiên liệu ph i có kh phun nhi u lần chu kì làm việc c a xilanh đ phun đ ợc l ợng nhiên liệu sau giai đo n cháy (sinh cơng có ích), phần nhiên liệu cháy thêm ch yếu đ tăng nhiệt đ khí th i giúp tái sinh DPF (chỉ có hệ th ng ki u Common Rail) - B xúc tác khử NOx (DeNOx) sử dụng HC làm chất ôxi hóa đ thực ph n ng ôxi hóa khử v i NOx, t o thành CO2, H2O N2, nhiên liệu (HC) đ ợc phun trực tiếp vƠo đ ng ng th i; hệ th ng nhiên liệu ph i có kh phun nhi u lần chu kì làm việc c a xilanh đ phun đ ợc l ợng nhiên liệu (HC) vào lúc xúpáp th i mở (chỉ có hệ th ng ki u Common Rail) - B xúc tác khử NOx có chọn lọc (SCR – Selective Catalyst Reduction) sử dụng NH3 đ thực ph n ng ôxi hóa khử v i NO2, t o thành N2 H2O, suy ph i có bình ch a dung dịch AdBlue (Audi) hay BlueTec (Mercedes) kèm Công nghệ xử lý khí th i cũ (tiêu chuẩn khí th i thấp) quan tâm xử lý NOx (ch yếu chế đ t i cao) PM (ch yếu chế đ t i thấp) nên th ng dùng DeNOx DPF Dẫn đến đ i phát tri n c a hệ th ng ki u Common Rail Cơng nghệ xử lý khí th i (tiêu chuẩn khí th i cao) sử dụng cấu hình: Common Rail kết hợp DOC cho DPF tiếp đến SCR 4.4 K t lu n nội dung ch ng - Mặc dù khơng đo góc phun dầu s m thực tế nh ng qua việc ki m nghiệm gián tiếp cách thông qua so sánh Me, Ne ge tr c sau c i t o có th kết luận: VE-EDC đ ợc chọn có góc phun dầu s m t i u t t h n theo t c đ đ ng c vƠ l ợng nhiên liệu phun, hoàn toàn phù hợp v i đ ng c D4BB xe Huyndai H100 - CO vƠ HC đ u có xu h ng gi m nh l ợng nhiên liệu cung cấp h n - Việc thử nghiệm thông số đặt đ t đ ̣c nh gi thuyết ban đầu 87 C PH N KẾT LỤN VÀ KIẾN NGḤ 88 K t lu n k t qu đư thực hi n đ ợc c a đ tài Xây dựng thƠnh công ph ng pháp c i tiến chuy n đổi đ ng c dùng BCA VE-c khí thƠnh đ ng c dùng BCA VE-EDC u n điện tử Đ a m t s luận c lý thuyết phục vụ cho việc lựa chọn thiết bị thay thế, làm ti n đ cho việc ng dụng thay đ i trà nhi u dòng xe khác Đư vận dụng chế t o thành cơng m t mơ hình v i đ ng c Huyndai H100 thiết bị từ đ ng c Toyota Đ ng c sau c i tiến đư đ t m t s kết qu so v i tr + Me tăng từ 5% đến 10% so v i tr c c i tiến nh sau: c c i tiến; + Ne tăng từ 10% đến 15% so v i tr c c i tiến; + ge gi m từ 12% đến 24% so v i tr c c i tiến; + CO gi m từ 40% đến 50% HC gi m từ 5% đến 20% Đ ng c đ ợc t i u hiệu suất nhiệt ph m vi t c đ trung bình vùng t c đ làm việc th ng xuyên c a đ ng c xe ch y đ ng Đi u cho thấy đ m b o kh tiết kiệm nhiên liệu vƠ tăng tính kinh tế l n thực tế L ợng nhiên liệu gi m nh ng hiệu suất tăng Minh ch ng cho luận c gi thuyết ban đầu v góc phun dầu s m đ ợc u chỉnh t i u h n so v i VE-c khí Đ m t s gi i phát h n chế l ợng phát th i ô nhiễm mơi tr ng Ch ng minh đ ợc tính kh thi hiệu qu kinh tế c a việc c i tiến chuy n đổi VE-c khí thƠnh VE-EDC u n điện tử Tự nh n xét đ́ng ǵp c a đ tƠi Thứ nhất, đư đ a đ ợc ph tiến, quy trình c i t o đ ng c vƠ ph ng pháp luận việc lựa chọn thiết bị đ c i ng pháp thực hiện; Thứ hai, m t lần ch ng minh đ ợc tính u việt c a hệ th ng u n điện tử ng dụng HTPNL c a đ ng c diesel; Thứ ba, thực thành công cho m t tr ng hợp cụ th chuy n đổi BCA VE ki u c khí thƠnh VE-EDC ki u u n điện tử đ ng c D4BB c a xe Hyundai H100 Làm ti n đ cho việc thay dần đ ng c sử dụng BCA hệ cũ 89 Thứ 4, ch ng minh đ ợc chi phí cho việc chuy n đổi từ BCA VE ki u c khí thành VE-EDC ki u u n điện tử thấp h n so v i chuy n thành hệ th ng Common Rail thay m i đ ng c Một s kh́ khăn vi c thực hi n đ tài Đ i v i b n thơn đơy lƠ m t đ tƠi t ng đ i m i nên th i gian đầu gặp m t s khó khăn việc tiếp cận nghiên c u đ tài Đơy lƠ m t đ tài thực nghiệm nên cần ph i kh o sát, tính tốn ki m thử qua nhi u giai đo n thử nghiệm thực tế Việc thiếu m t s trang thiết bị đo ki m t o nhi u khó khăn việc biện ch ng kết qu thực nghiệm Ki n nghị h ớng nghiên c u m rộng Đi u chỉnh gi m l ợng nhiên liệu đ gi m Ne, Me v v i đ ng c nguyên th y Giữ nguyên đ ợc đặc tính đ ng lực học cho xe sau c i t o (đơy lƠ m t yêu cầu c i t o xe c gi i), đồng th i tăng tuổi thọ đ ng c & tăng nhi u h n tính kinh tế gi m m nh h n phát th i ô nhiễm Đáng giá đầy đ h n thơng s v góc phun dầu s m �ℎ , nồng đ phát th i CO, HC, NOx PM đ xác định vấn đ cần hiệu chỉnh nhằm nâng cao h n hiệu qu chuy n đổi Thử nghiệm chế đ vận hành khác c a đ ng c đ đánh giá toƠn diện hiệu qu chuy n đổi Do th i gian tiến hành lấy mẫu thử ngắn (1 phút) nên thay đổi v nhiệt đ n c nhiệt đ nh t không đáng k , u cần thiết việc thử nghiệm tính b n c a đ ng c sau chuy n đổi Từ tính tốn tần suất b o d ỡng đ tránh tình tr ng c n n c hay nh t biến tính nhanh nhiệt đ 90 TÀI LI U THAM KHẢO A TIẾNG VI T Đ Văn Dũng, Trang ḅ điện v̀ điện tử ô tô đ i, Tr ng Đ i học S ph m kỹ thuật Tp.HCM – B Giáo dục vƠ đƠo t o, Nhà xuất b n Đ i học qu c gia Tp Hồ Chí Minh, 2011, trang 16 - 42; D ng Việt Dũng, Kết cấu động đốt trong, Tr ng Đ i học Bách khoa – Đ i học ĐƠ Nẵng, Nhà xuất b n Giáo dục, 2007, trang 139; Nguyễn Tất Tiến, Nguyên ĺ động đốt trong, Nhà xuất b n giáo dục, Hà N i, 2000, trang 91, 92; B môn đ ng c – Khoa Đ ng lực – Học viện Kỹ thuật Quân sự, Phun nhiên liệu điều khiển điện tử động đốt trong, Nhà xuất b n Quơn đ i nhân dân, Hà N i, (2010), trang 153, trang 154 - 160; L i Văn Định, Tính kinh tế nhiên liệu tô, Nhà xuất b n Quơn đ i nhân dân, Hà N i, (2006) Trần Qu c To n, Giáo trình Lý thuyết – Kết cấu động đốt trong, Tr ng Sĩ quan Kỹ thuật Quân sự, 2010, trang 264 – 275 Bùi Văn Ga, Văn Thị Bông, Ph m Xuân Mai, Trần Văn Nam, Trần Thanh H i Tùng, Ơ tơ nhiễm mơi tr ̀ng, Nhà xuất b n Giáo dục, 1999, trang 29-31, 39, 46; Trần Đình Cung, Giáo trình qu n lý sử dụng ô tô, Tr ng Sỹ quan Kỹ thuật Quân sự, 2010, trang 21, 25 B TIẾNG ANH: BOSCH, AutomotiVE Electronics HandBook, Germany, 2000 10 Toyota Service Bulletin, Toyota 2L 11 www.howstuffworks.com 12 www.tailieu.net 13 www.densovietnam.com 14 www.sciencedirect.com 15 http://hyundaianlac.com/xe-tai-hyundai-porter-h100-html 91 16 http://www.hyundaivietnam.net.vn/hyundai-starex-9-cho.html 17 http://www.toyota.com.vn/hilux/ 18 http://www.toyota.com.vn/hiace/ 19 http://www.ford.com.vn/suvs/everest 20 http://www.ford.com.vn/trucks/all-new-ranger 21 http://congtykimthai.com/cars/may-do-khi-thai-dong-co-diezen-ki-hieunht-6/ 22 Sangjin Hong, Margaret S Wooldridge, Hong G Im, Dennis N Assanis, University of Michigan “Modeling of diesel Combustion, Soot and NO Emissions Based on a Modified Eddy” Submitted to Combustion Science and Technology, December 6, 2004 Resubmitted January 12, 2006 23 WEI Xiong, MAO Xiaojian, ZHU Keqing, Feng Jing, JIANG Zuhua, WANG Junxi “Research into Rail Pressure Control Strategy of Multi-stage Closed Loop based on Injector Pressure Relief for Diesel” International Journal of Digital Content Technology and its Applications (JDCTA) Volume 7, Number 14, October 2013 24 Tian Bingqi, Fan Liyun, Qaisar Hayat, Ma Xiuzhen, Song Enzhe, Hao Wang “Computation of pressure fluctuation frequency in electronic unit pump for diesel engine” Journal of Mechanical Science and Technology, April 2014, Volume 28, Issue 4, pp 1529-1537 92 PH L C BẢNG CHUY N Đ I Đ N Ṿ ĐO Th nguyên Đ n vị hợp pháp Thông s Tên gọi - Áp suất p Đ n vị cũ Ký hi u kG/cm2 H s chuy n đ i đ n vị kG/cm2 = Pascal niuton Pa mét vuông N/m2 98066,5 Pa = Megapascal MPa 0,1 Mpa meganiuton mét MN/m2 MN/m2 = 104 Pa vuông - Nhiệt đ t; Đ Celsiut; đ C; K C; K T kenvin - Th tích mét kh i m3 m3 - Cơng suất ốt, kiloốt W, kW mã lực 1m.l = 735,49 (m.l) W =0,735 kW kG.m 1kG.m = N - Mô men niuton mét N.m 9,80665 N.m quay M - S vòng vòng phút vg/ph vg/ph gam kilooát gi g/kW.h g/ml.h quay n - Suất tiêu g/ml.h = hao nhiên 0,7355 liệu g g/kW.h PH L C NG D NG PH N MỀM MATLAB Đ VẼ Đ TḤ Đ thị công su t ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200,2500,2800,3000,3400,3600,3800,4000] Ne2=[7.4,10.3,14.7,18.4,22.1,25.7,29.4,33.1,36.1,39.7,41.9,43.4,45.6] plot(ne1,Ne2,'r.-','LineWidth',2.5) grid t=title('DO THI DUONG DAC TINH NGOAI DONG CO HYUNDAI H100') set(t,'FontSize',15) xlabel('Toc vong quay (v/p)','FontSize',20) ylabel('Cong suat dong co (kW)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200,2500,2800,3000,3400,3600,3800,4000] Ne4=[7.4,10.3,13.2,16.9,20.6,23.5,27.2,29.4,30.9,35.3,37.5,37.5,39.1] plot(ne3,Ne4,'b.-','LineWidth',2.5) Legend('Ne sau cai tien','Ne truoc cai tien') Đ thị mô men ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] Me2=[6.1,7.3,8.9,10.1,10.9,11.7] plot(ne1,Me2,'r.-','LineWidth',2.5) grid t=title('DO THI DAC TINH NGOAI DONG CO HYUNDAI H100') set(t,'FontSize',15) xlabel('Toc vong quay (v/p)','FontSize',20) ylabel('Momen dong co (kG.m)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] Me4=[6.1,7.3,8.1,9.2,10.1,10.8] plot(ne3,Me4,'b.-','LineWidth',2.5) Legend('Me sau cai tien','Me truoc cai tien') Đ thị l ợng d u diesel phun ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] mf2=[47,49,60,72,85,99] plot(ne1,mf2,'r.-','LineWidth',2) grid t=title('DO THI BIEU THI LUONG DAU DIESEL PHUN') set(t,'FontSize',20) xlabel('Toc vong quay (v/p)','FontSize',20) ylabel('Luong the tich dau diesel phun (ml/phut)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] mf4=[52,60,68,80,95,112] plot(ne3,mf4,'b.-','LineWidth',2) Legend('mf sau cai tien','mf truoc cai tien') Đ thị su t tiêu hao nhiên li u ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200,2500] ge2=[0.89,0.67,0.57,0.55,0.56,0.57,0.58] plot(ne1,ge2,'r.-','LineWidth',2.5) grid t=title('DO THI SUAT TIEU HAO NHIEN LIEU') set(t,'FontSize',15) xlabel('Toc vong quay (v/p)','FontSize',20) ylabel('Suat tieu thu nhien lieu (g/kW.h)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200,2500] ge4=[1.01,0.83,0.72,0.67,0.65,0.67,0.69] plot(ne3,ge4,'b.-','LineWidth',2.5) Legend('ge sau cai tien','ge truoc cai tien') Đ thị đo n ng độ HC ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] HC2=[21,21,18.5,20,18.8,17] plot(ne1,HC2,'b.-','LineWidth',2) grid t=title('DO THI NONG DO HC TRUOC VA SAU CAI TIEN') set(t,'FontSize',20) xlabel('ne (v/p)','FontSize',20) ylabel('HC (ppm)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] HC4=[18,20,17.5,16.5,17.5,15] plot(ne3,HC4,'r.-','LineWidth',2) Legend('HC truoc cai tien','HC sau cai tien') Đ thị đo n ng độ CO ne1=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] CO2=[0.18,0.19,0.22,0.25,0.6,0.7] plot(ne1,CO2,'b.-','LineWidth',2) grid t=title('DO THI NONG DO CO TRUOC VA SAU CAI TIEN') set(t,'FontSize',20) xlabel('ne (v/p)','FontSize',20) ylabel('CO (%vol)','FontSize',20) set(gca,'FontSize',12) hold on ne3=[1200,1400,1600,1800,2000,2200] CO4=[0.13,0.13,0.14,0.18,0.4,0.48] plot(ne3,CO4,'r.-','LineWidth',2) Legend('CO truoc cai tien','CO sau cai tien') S K L 0 ... U, THIẾT KẾ CHUY N Đ I H TH NG NHIÊN LI U DIESEL ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ VE- EDC TRÊN XE HYUNDAI 1T25 H100? ?? Các k t qu nghiên c u đư công b 4.1 Trong n ớc a Hệ th ng u n điện tử đ ng c diesel (EDC) ... 3: NGHIÊN C U CẢI TIẾN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE ậ EDC ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 53 3.1 Đánh giá khái quát v tầm chiến l ợc c a hệ th ng b m cao áp u n điện tử VE – EDC. .. c diesel xe t i (khơng tuần hồn khí th i) 45 Ch ng 3: NGHIÊN C U CẢI TIẾN HTPNL DIESEL VE THÀNH VE ậ EDC ĐIỀU KHI N ĐI N TỬ TRÊN XE HYUNDAI 1T25 - H100 Hình 3.1 Đ ng c D4BB v i BCA VE- c