Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ

Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ Đánh giá đặc tính quá trình nạp của động cơ free piston cỡ nhỏ

LÝ LỊCH KHOA HỌC I LỜI CAM ĐOAN IV LỜI CẢM ƠN IV TÓM TẮT V ABSTRACT VII DANH SÁCH KÝ HIỆU KHOA HỌC/CHỮ VIẾT TẮT XIII THUẬT NGỮ VIẾT TẮT XVII DANH SÁCH CÁC BẢNG XVIII DANH SÁCH CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ XIX CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 20 1.1 Lý chọn đề tài 20 1.2 Các nghiên cứu giới 22 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 31 1.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 31 1.5 Đối tượng nghiên cứu .31 1.6 Phương pháp nghiên cứu 32 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 33 2.1 Khái qt dịng chảy rối xốy lốc hệ thống nạp động đốt động FPLE kì .33 2.1.1 Lý thuyết dòng chảy rối với mơ hình k-epsilon 34 2.1.2 Mơ hình rối k-ε 34 2.1.3 Mơ hình Species Transhọng 35 2.2 Cơ sở lý thuyết động đốt 36 2.2.1 Cơng suất có ích động ( Ne ) 36 2.2.2 Quá trình nạp hiệu suất nạp 37 2.2.3 Ảnh hưởng hình dạng họng nạp đến hiệu suất nạp đặc tính dịng khơng khí nạp động FPLE .38 2.2.3.1 Ảnh hưởng hình dạng họng nạp đến hiệu suất nạp 38 x 2.2.3.2 Ảnh hưởng hình dạng họng nạp đến tính chất dịng khơng khí nạp 39 2.3 Các vấn đề chung lưu lượng khơng khí nạp đường ống nạp động FPLE (Free Piston Linear Engine), kì sử dụng xăng, cơng suất nhỏ cơng thức tính vận tốc dịng mơi chất 40 2.4 Quá trình nạp động Free Piston kỳ 42 2.5 Thông số chuyển đổi từ động đốt trong, sử dụng xăng sang động FPLE dải tốc độ n(vòng/phút) sang (rad/s) 45 2.6 Tỷ lệ hỗn hợp khí cháy .46 2.7 Phương trình liên tục dịng khí nạp vào cổ nạpxilanh động hai 46 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA MƠ PHỎNG HỆ THỐNG NẠP CHO FPLE 47 3.1 Mơ hình hóa hệ thống nạp động FPLE 47 3.2 Sơ đồ giải thuật tốn mơ làm lại- Trình tự mơ .48 3.3 Thiết kế mơ hình 3D FPLE phần mềm thiết kế Inventor Professional 2019 49 3.4 Mơ hình hóa 3D phần bùxilanh piston thực mô phần mềm Inventor Professional 2019 .54 3.5 Giới thiệu phần mềm Ansys Workben 57 3.6 Điều kiện biên 58 3.7 Thiết lập mô Ansys Workbanch mô đun Fluid Flow (Fluent) 60 CHƯƠNG 4: THÔNG SỐ SO SÁNH VÀ KẾT QUẢ 68 4.1 Ứng xử dịng hịa khí 68 4.1.1 Ứng xử dịng khí nạp có thay đổi kết cấu vị trí piston nạp mở cửa xảxilanh động FPLE kiểu cổng nạp cổng xả đánh lửa thông thường 68 4.1.2 Mơ hình mặt cắt ứng xử dịng mơi chất theo hành trình piston kiểu thiết kế động xăng cổ nạp .72 4.1.3 Ứng xử dịng khí nạp vị trí piston nạp mở cửa xảxilanh cho động FPLE kiểu phun xăng đánh lửa có xuppap 80 4.2 Đánh giá ảnh hưởng kết cấu họng nạp theo thơng số tính tốn mơ 86 xi 4.3 Ảnh hưởng thông số vận tốc, tốc độ dòng nạp, dòng chảy MassFlowRate 88 4.4 Ảnh hưởng tỷ lệ A/F .89 4.5 So sánh kết mô phần mềm Ansys –fluent .89 4.5.1 Hệ số nạp ηv 89 4.5.2 Phương pháp xử lý số liệu .89 4.5.3 Kết hệ số nạp .91 4.6 Kết hệ số xoáy (swirl ratio) 93 4.7 Động xoáy phần tử hịa khí nạp (Energy Kinetic) 94 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 5.1 Kết luận .96 5.2 Hướng phát triển 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 PHỤ LỤC .102 BẢNG TÍNH THƠNG SỐ TÍNH VẬN TỐC THEO ĐƯỜNG KÍNH THỦY LỰC VÀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG 102 xii DANH SÁCH KÝ HIỆU KHOA HỌC/CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu khoa học S p : vận tốc di chuyển trung bình piston Ap : diện tích đỉnh piston  k : hệ số lưu lượng Rpm: Vòng/phút Hp: Horsepower (Mã lực) SI: Động đánh lửa cưỡng T: Chiều cao họng nạp R: Chiều rộng góc xoắn VKN: VIKYNO KH&CN: Khoa Học Công Nghệ Max: Maximum (lớn nhất) Min: Minimum (nhỏ nhất)  : Vị trí góc bắt đầu tạo xốy DOHC: Double Overhead Cam CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacturing CAE: Computer Aided Engineering LES: Lotus Engine Sinulation xiii mtt : lưu lượng khơng khí nạp thực tế điều kiện chuẩn mlt : lưu lượng khơng khí nạp lý thuyết V: vận tốc dịng khí nạp (m/s) Ptt : áp suất trước xúpap nạp (kgf/cm2) Ttt : nhiệt độ trước xúpap nạp (K) R: số khí lý tưởng A: diện tích đỉnh piston  k : khối lượng riêng khơng khí điều kiện chuẩn Cs : vận tốc dịng khí tính tốn dịng đẳng entropy D : đường kính xilanh P1 : áp suất khí P2 : áp suất cuối kì nạp SR : hệ số xoáy Cu : vận tốc tiếp tuyến dịng khí xilanh C A : vận tốc hướng trục dịng khí xilanh hd : tổn thất lượng dọc đường ống N e : công suất truyền đến máy công tác dẫn động máy công tác hoạt động Ni : công suất thị Nm : Cơng suất giới xiv Vh : thể tích công tác QH : nhiệt trị thấp nhiên liệu F : tỷ lệ nhiên liệu khơng khí  a : mật độ dịng khơng khí nạp điều kiện áp suất nhiệt độ cuối kì nạp  v : hiệu suất nạp  c : hiệu suất cháy nhiên liệu  m : hiệu suất giới i : số xilanh n : tốc độ động  : tỷ số nén / độ phân tán động rối  : số kỳ động Gctr : khối lượng khí nạp thực tế chu trình Glt : khối lượng khí nạp lí thuyết chu trình pa : áp suất xilanh vào cuối kì nạp – đầu kì nén pa : tổn thất áp suất trình nạp  : hệ số xét ảnh hưởng giảm tốc dịng khí nạp kn : hệ số (tổn thất) cản họng nạp quy dẫn tốc độ khí nạp Tr : nhiệt độ khí sót T : nhiệt độ sấy nóng khí nạp xv  r : hệ số khí sót T : nhiệt độ khơng khí nạp a M r , M ctr : số kmol khí sót khí nạp thực tế tính 1kg nhiên liệu k : lượng rối ui : vận tốc theo phương 𝜇𝑡 : độ nhớt 𝐸𝑖𝑗 : biến dạng trung bình phần tử lưu chất Valt : thể tích nạp lý thuyết ma : khối lượng khơng khí nạp thực tế xvi THUẬT NGỮ VIẾT TẮT TUI : Text User Interface (Giao diện người dùng) SVEAM : Southern Vietnam Engine Agricultural Mechinery (Công ty TNHH-MTV Động Cơ Và Máy Nông Nghiệp Miền Nam (VIKYNO & VINAPPRO) VEAM : Vietnam Engine Agricultural Mechinery (Tổng Công Ty Máy Động Lực Và Máy Nông Nghiệp Việt Nam) ICE : Internal Combusion Engine (Động đốt trong) GQTK : Góc quay trục khuỷu KUBOTA : nhà sản xuất máy kéo thiết bị nặng có trụ sở Osaka, Nhật Bản Công ty thành lập năm 1890 CFD : Computational Fluid Dynamics (Tính tốn động lực học) ANN : Artificial Neural Network (Mạng nơ-ron nhân tạo) DE : Differential Evolution (Giải thuật tiến hóa vi phân) xvii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Ký hiệu thơng số tính tốn 44 Bảng 4.1 Thông số kết quả: 91 xviii DANH SÁCH CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ xix (2220 vòng/phút) Pin 12302 12304 12306 12308 13302 13304 13306 13308 14302 14304 14306 14308 15302 15304 15306 15308 16302 16304 16306 16308 Ain Dh-in Pou Aou Dh-ou S (m) n 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 2220 30 Pp Ap Cm 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 Wn (m/s) 2.22 41.05446 2.22 41.05446 2.22 41.05446 2.22 41.05446 2.22 36.71732 2.22 36.71732 2.22 36.71732 2.22 36.71732 2.22 32.98839 2.22 32.98839 2.22 32.98839 2.22 32.98839 2.22 29.72974 2.22 29.72974 2.22 29.72974 2.22 29.72974 2.22 26.83536 2.22 26.83536 2.22 26.83536 2.22 26.83536 Bảng 1.4: Bảng điều chỉnh thông số điều chỉnh điều kiện mô f =39Hz 104 (2340 vòng/phút) 12302 12304 12306 12308 13302 13304 13306 13308 14302 14304 14306 14308 15302 15304 15306 15308 16302 16304 16306 16308 31.97 31.97 31.97 31.97 34.932 34.932 34.932 34.932 38.116 38.116 38.116 38.116 41.625 41.625 41.625 41.625 45.698 45.698 45.698 45.698 38.223 38.223 38.223 38.223 42.738 42.738 42.738 42.738 47.569 47.569 47.569 47.569 52.783 52.783 52.783 52.783 58.476 58.476 58.476 58.476 0.004782 0.004782 0.004782 0.004782 0.004894 0.004894 0.004894 0.004894 0.004992 0.004992 0.004992 0.004992 0.005072 0.005072 0.005072 0.005072 0.005118 0.005118 0.005118 0.005118 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 44.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 136.566 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.012257 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 2340 30 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 94.248 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 706.858 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 2.34 43.27362 43.27362 43.27362 43.27362 38.70204 38.70204 38.70204 38.70204 34.77155 34.77155 34.77155 34.77155 31.33675 31.33675 31.33675 31.33675 28.28592 28.28592 28.28592 28.28592 Bảng 1.4: Bảng điều chỉnh thông số điều chỉnh điều kiện mô f =41Hz 105 (2460 vòng/phút) Pin 12302 12304 12306 12308 13302 13304 13306 13308 14302 14304 14306 14308 15302 15304 15306 15308 16302 16304 16306 16308 Ain Dh-in Pou Aou Dh-ou S (m) n 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 31.97 38.223 0.004782 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 34.932 42.738 0.004894 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 38.116 47.569 0.004992 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 41.625 52.783 0.005072 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 45.698 58.476 0.005118 44.566 136.566 0.012257 0.03 106 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 2460 30 Pp Ap Cm 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 94.248 706.858 Wn (m/s) 2.46 45.49278 2.46 45.49278 2.46 45.49278 2.46 45.49278 2.46 40.68676 2.46 40.68676 2.46 40.68676 2.46 40.68676 2.46 36.5547 2.46 36.5547 2.46 36.5547 2.46 36.5547 2.46 32.94376 2.46 32.94376 2.46 32.94376 2.46 32.94376 2.46 29.73648 2.46 29.73648 2.46 29.73648 2.46 29.73648 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG DỊNG KHƠNG KHÍ QUA VALVE TẠI QUÁ TRÌNH NẠP TRÊN ĐỘNG CƠ GDI SỬ DỤNG CFD Chu Tuấn Anh1, Nguyễn Văn Trạng2, Huỳnh Thanh Công3 Học viên cao học Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Trường đại học Bách Khoa TP.HCM TĨM TẮT Bài báo trình bày nghiên cứu mơ trình nạp động GDI sử dụng CFD Mơ hình hóa 3D dịng khơng khí nạp phần mềm Inventor Professional với thông số thiết kế cụ thê Điều kiện mô tốc độ động 2000 vòng/ phút, áp suất cửa nạp 1.01325 bar, nhiệt độ khí nạp T = 300K, thực phần mềm Ansys ICE (Fluent) Kết nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng phân bố vận tốc, áp suất, lưu lượng khí nạp thực thay đổi độ mở xuppap nạp mm, mm, 10 mm theo vị trí piston cách TDC 30 mm, 45 mm, 60 mm Kết cho sở quan trọng trọng việc ứng dụng vào thiết kế điều chỉnh độ mở xuppap động GDI Từ khóa: Động phun xăng trực tiếp GDI, cải tiến đường nạp, động lực học tính tốn, mơ Ansys, mơ 3D ABSTRACT This paper represents research on improving the working characteristics of a Gasoline direct injection (GDI) by changing the engine's charging and design method Digitized 3D model of the intake exhaust flow and combusion chamber is built by the Inventor Professional software and simulation process at inlet pressure 1.01325 bar, intake air temperature T= 302 K and 2000 rpm of engine speed were carried out using Ansys - ICE software The research results show the effect of distribution of velocity, pressure, airflow 107 when changing the opening of the intake manifold mm, mm, 10 mm according to the position of the piston 30 mm, 45 mm, 60 mm from TDC This result provides an important basis for the application of the design and adjustment of the aperture opening on the GDI engine These results will be an important basis for improving design process the intake manifold and combustion chamber Keywords: Gasoline Direction Igntion, Air Intake, Communication Fluid Dynamic, Inventor GIỚI THIỆU Động phun xăng trực tiếp hay gọi GDI (Gasoline Direction Ignition) động đốt sử dụng công nghệ tiên tiến với ưu điểm giảm mức tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn động tạo thân thiện môi trường Tuy nhiên động phun xăng trực tiếp GDI tồn vấn đề chi phí tối ưu hóa tỉ lệ hịa khí điều kiện làm việc khác Xăng phun thành hỗn hợp phân lớp cuối kỳ nén với tỷ lệ hịa khí nhạt 65:1 tỷ lệ hịa khí lý tưởng 14.7:1, làm giảm triệt để lượng CO NO2 , giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu giảm nồng độ độc hại khí xả Quá trình nạp GDI trình piston di chuyển từ TDC xuồng BDC lúc xuppap nạp mở đóng kính xuppap nạp Sử dụng CFD nhằm đưa kết dự đốn lưu lượng khơng khí nạp vào xylanh qua khe hở xuppap nhằm đưa sở điều chỉnh phương pháp đóng mở khe hở xuppap theo điều kiện làm việc, góp phần nâng cao trình hình thành hỗn hợp nâng cao hiệu suất giảm thiểu phát thải động GDI MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG 2.1 Xây dựng mơ hình Trên sở kết cấu hệ thống nạp động GDI, tác giả sử dụng phương pháp thiết kế dựa cấu tạo động đốt bao gồm: họng nạp, xuppap 108 nạp, xuppap thải, xylanh Mơ hình xây dựng phần mềm thiết kế Inventor Professional Autodesk với thơng số cụ thể Mơ hình hóa Sau xử lý phần mềm Ansys ICE Fluent Bảng 1: Thơng số mơ hình thiết kế GDI TT Các thơng số Giá trị Đường kính ống nạp 25,4 mm Đường kính xuppap 30,13 mm nạp Đường kính ống xả 25,4 mm Đường kính xuppap xả 30,13 mm Khe hở xuppap nạp 2; 6; 10 mm Số xuppap nạp; xả 2; a) 109 b) Hình 1: Mơ hình đường nạp thải xử lý Ansys ICE Fluent a) Mơ hình hóa phần mềm Inventor b) Mơ hình chia lưới Ansys ICE Fluent 2.2 Cơ sở lý thuyết Tính tốn mơ q trình lưu động dịng mơi chất bên đường nạp xylanh động trình nạp thơng số khí động học thay đổi phức tạp toán trở nên phức tạp tính tốn chế độ tốc độ động khác Để giải toán mà đảm bảo độ tin cậy, Ansys-ICE sử dụng lý thuyết CFD để mô tả trao đổi lượng động lượng dịng mơi chất, gồm phương trình sau [9] Phương trình liên tục: (1) Phương trình động lượng: (2) Phương trình lượng: 110 (3) Trong đó: t thời gian; r khối lượng riêng; v tốc độ dòng; p áp suất dòng; q nhiệt lượng chuyển hóa riêng; e nội năng; f nội lực; Sm khối lượng thêm vào pha liên tục từ pha khuếch tán thứ nguồn người dùng định nghĩa 2.3 Điều kiện biên Mơ hình thiết kế lựa chọn mơ hình hóa mơ thể qua bảng Bảng 2: Điều kiện biên cho mơ hình Thơng số Các thơng số cho mơ hình Ký Giá trị Đơn vị hiệu Nhiệt độ không T0 302 K 20 K 302 K 334,4 K khí nạp Độ tăng nhiệt độ DT khí nạp Nhiệt độ khí nap Tk trước xupap nạp Nhiệt độ cuối q Ta trình nạp Áp suất khí nạp po 1,01325 bar Khi chạy mô chế độ tốc độ động dự kiến 2000 v/ph Ứng với chế độ mở xuppap 2, 6, 10 mm điểm chết piston vị trí cách điểm chết 30 mm; 45 mm 60 mm Kết tính tốn mơ vận động khí nạp đường ống nạp, xylanh động phân tích công cụ ICE-Setup phần sau Kết thảo luận 111 3.1 Phân bố vận tốc môi chất bên đường nạp xilanh Phân bố vận tốc dịng mơi chất bên đường nạp xilanh điểm thiết kế DP0, DP1, DP2 tương ứng độ mở van mm, mm, 10 mm Plane_1 Plane_2 Plane_3 Hình 2: Phân bố vận tốc xylanh trình nạp Plane_1, Plane_2, Plane_3 DP0 DP1 112 DP2 Hình 3: Phân bố vận tốc mặt cắt plane_1 Kết hiển thị vận tốc di chuyển hịa khí lịng xilanh xuppap nạp mở xuppap thải đóng q trình nạp động GDI Dịng mơi chất lúc khơng khí, với áp suất đầu vào Pin = 1,01325 bar, nhiệt độ khơng khí Tin = 302K, xuppap thay đổi khe hở 2mm, mm 10 mm vị trí điểm chết piston cách TDC (điểm chết trên) 30 mm, 45 mm, 60 mm ứng với kết điểm thiết kế DP0, DP1, DP2 Các giá trị ứng với màu tương ứng biểu đồ dạng cột Các giá trị từ thấp đến cao khoảng từ MPa đến 1.25e+2 MPa 3.2 Lưu lượng khơng khí qua ValveLift Biểu đồ Tốc độ dòng chảy qua mặt cắt Plane_1 113 Biểu đồ Dòng chảy Mass Flow Rate cổng nạp vào xilanh Biểu đồ Dòng chảy Mass Flow Rate cổng nạp vàoxilanh GDI 114 Biểu đồ Dòng chảy khối theo độ mở xuppap Biểu đồ 1, 2, thể giá trị tốc độ lưu lượng (Mass Flow Rate-đơn vị kg/s) thông qua xuppap nạp thay đổi vị trí piston mặt cắt (plane1, plane2, plan3) xuppap nạp mở mm, mm, mm vị trí piston cacchs TDC (điểm chết trên) 30 mm, 45 mm, 60 mm ứng với điểm thiết kế DP0, DP1, DP2 Kết cho thấy piston vị trí xuppap nạp mở 10 mm, piston cách TDC (điểm chết trên) 60mm cho lưu lượng khí nạp ổn định với khối lượng khơng khí nạp cao Kết cho thấy điểm thiết kế (DP2) cần phun thêm xăng ứng với chế độ tải cao Trong điểm thiết kế (DP1) xuppap nạp mở 4mm lưu lượng khơng khí vào có giá trị mức trung bình Lúc cần lượng xăng phun chế độ phù hợp ứng với chế tộ tải trung bình Điểm thiết kế DP0 xuppap nạp mở mm lưu lượng khơng khí lúc có vận tốc vào cao Lưu lượng khơng khí thấp ứng với chế độ tải thấp chế độ không tải Như từ kết cần điều chỉnh độ mở xuppap nạp phù hợp với chế độ ứng dụng lên FPLE sử dụng động phun xăng hai GDI KẾT LUẬN 115 Kết cho thấy động hổn loạn xẩy cao vị trí qua ValveLift, lúc hịa khí tạo động xoáy cao Do muốn đạt hịa trộn tối ưu cho q trình nạp cần phun nhien liệu vùng có động xoay lớn có tiết diện dao động rộng Thiết kế mô Symetry cho thấy điểm giưa xuppap hút lệch xuppap nạp khu vực có động hỗn loạn phần tử cao Cho thấy vị trí đặt kim phun nhiên liệu vị trí giúp khả hịa trộn chu trình nạp phương án hiệu Nhất phương án thiết kế DP2 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi đến Thầy PGS.TS Huỳnh Thanh Cơng TS Nguyễn Văn Trạng tận tình hướng dẫn nghiên cứu 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ANSYS, Inc., Internal Combustion Engines in Workbench, SAS IP, Inc, 2016 [2] Sungjun Yoon, Seungpil Lee, Hyuckmo KWon, Joonkyu Lee, Sungwook Park, "Effects of the swirl ratio and injector hole number on the combustion and emission characteristics of a light duty diesel engine," Applied Thermal Engineering, vol 142, pp 68-78, 2018 [3] Klaus Mollenhauer, Helmut Tschoeke, Handbook of Diesel, New York: Springer, 2010 [4] Ellen Meeks, ANSYS, Inc., "ANSYS Strategy for Internal Combustion Engine Simulations," Tokyo, 2014 [5] F Payri, J Benajes, X Margot, A Gil, "CFD modeling of the in-cylinder flow in direct-injection Diesel engines," Computers & Fluids, vol 33, p 995–1021, 2004 [6] Forte Claudio, Catellani Cristian, Cazzoli Giulio, "Numerical Evaluation of the Applicability of Steady Test Bench Swirl Ratios to Diesel Engine Dynamic Conditions," Energy Procedia, vol 81, pp 732-741, 2015 [7] Khalighi, B., "Intake-generated swirl and tumble motions in a 4-valve engine with various intake configurations-flow visualization and particle tracking velocimetry," SAE paper, no 900059, 1990 [8] L.V Plotnikova, S Bernasconi, Yu.M Brodov, "The Effects of the Intake Pipe Configuration on Gas Exchange, and Technical and Economic Indicators of Diesel Engine with 21/21 Technical and Economic Indicators of Diesel Engine with 21/21 Dimension," Procedia Engineering, vol 206, pp 140-145, 2017 [9] Payri F, Desantes JM, Pastor JV, "LDV measurements of the flow inside the combustion chamber of a 4-valve D.I.," Exp Fluids, vol 22, p 118–128, 1996 [10] S.K Sabale, S.B Sanap, "Design and Analysis of Intake Port of Diesel Engine for Target Value of Swirl," American Journal of Mechanical Engineering, vol 1, no 5, pp 138-142, 2013 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: Chu Tuấn Anh Đơn vị: Khoa Công nghiệp Kiến trúc, Phân hiệu trường đại học lâm nghiệp Trảng Bom Đồng Nai Điện thoại: 0839622882 0943146879 Email: anhlncs2@gmail.com Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2020 Xác nhận GVHD PGS.TS Huỳnh Thanh Công ... bao gồm: Nghiên cứu sở lý thuyết đặc tính hệ thống nạp động khơng trục khủy, chuyển động tuyến tính (Free Piston Linear Engine) (động free- piston) , cơng suất nhỏ, định hướng sử dụng nhiên liệu... cao hiệu suất cho FPLE hệ thống nhiên liệu, đánh lửa… trình trình hoạt động Một lý ảnh hưởng đến hiệu suất động đặc tính q trình nạp hệ thống nạp động cơ, xem hịa trộn nhiên 21 liệu-khơng khí,... (2xilanh) n : tốc độ động quy đổi sang tần số dao động  : số kỳ động (2 kì) 2.2.2 Quá trình nạp hiệu suất nạp Lượng khí nạp thực tế vào xilanh vào cuối trình nạp thường nhỏ lượng khí nạp đầy lý thuyết