v. Bố cục của luận án
4.4.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ phun và RDT khi PC2GĐ đến các chỉ tiêu kinh tế,
đương về năng lượng, lượng nhiên liệu cấp cho một CTCT đối với diesel sinh học được tăng thêm (tương ứng với sự suy giảm về nhiệt trị của diesel sinh học so với B0).
Các nội dung mô phỏng trên được thực hiện ở chế độ tải cao (100% tải) và tốc độ cao (3500 vg/ph) của động cơ.
4.4.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ phun và RDT khi PC2GĐ đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹthuật của động cơ thuật của động cơ
Chế độ khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phun và RDT đến các chỉ tiêu công tác của động cơ Hyundai 2.5 TCI-A khi sử dụng nhiên liệu B0 được thể hiện trong
Bảng 4.1. Kết quả thu được thể hiện trên Hình 4.16 và Hình 4.17.
Bảng 4.1. Chế độ mô phỏng nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ phun và RDT
Chế Kỹ thuật
độ
1 PC2GĐ 30/70
Các đồ thị trên Hình 4.16 và Hình 4.17 cho thấy tỉ lệ phun và RDT có ảnh hưởng rõ rệt đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của động cơ. Đối với mô men xoắn của động cơ (Me), RDT càng tăng thì mô men càng giảm, có giá trị lớn nhất của mô men xoắn đạt được tại RDT = 0o GQTK và nhỏ nhất tại RDT = 28o GQTK trong phạm vi khảo sát từ 0o GQTK đến 28o GQTK. Độ giảm của mô men cũng phụ thuộc vào tỉ lệ phun, tỉ lệ phun ứng với lượng phun lần 1 càng nhỏ, độ giảm mô men càng lớn. So sánh mô men xoắn của động cơ ở chế độ RDT = 280 GQTK với mô men xoắn của động cơ tại RDT = 0o GQTK cho thấy rằng: với tỉ lệ phun 70/30 độ giảm mô men lớn nhất là 29,6 Nm, tương ứng 9,1%; ở tỉ lệ phun 50/50 là 68,2 Nm, tương ứng 21,1% và
ở tỉ lệ phun 30/70 là 124 Nm, tương ứng 38,5%. cơ , [ N m ] độ ng m en x oắ n M ô
Thời gian dừng giữa hai lần phun (RDT), [độ GQTK]
[g /k W h ] liệ u, nh iê n h ao ti êu Su ất
Hình 4.16. Ảnh hưởng của thời gian dừng (RDT) đến mô men và suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ Hyundai 2.5 TCI-A theo tỉ lệ phun
Trái ngược với mô men, khi RDT tăng, suất tiêu hao nhiên liệu (ge) có xu hướng tăng lên, ge nhỏ nhất cũng đạt được khi RDT = 0o GQTK và lớn nhất khi RDT
= 28o GQTK. Mức độ gia tăng ge khi RDT tăng cũng phụ thuộc vào tỉ lệ phun. Tỉ lệ phun ứng với lượng phun lần 1 càng nhỏ thì độ tăng ge càng lớn. Hình 4.17 cho thấy, độ tăng lớn nhất của ge ứng với tỉ lệ phun 70/30 là 24,3 g/kWh, tương ứng 9,8%; với tỉ lệ phun 50/50 là 68,1 g/kWh, tương ứng 27% và với tỉ lệ phun 30/70 là 156,9 g/kWh, tương ứng 62,3%. [g /k W h] N O x, th ải P há t
Thời gian dừng giữa hai lần phun (RDT), [độ GQTK]
a) Phát thải NOx so ot , [ g/ kW h] th ải P há t
Thời gian dừng giữa hai lần phun (RDT), [độ GQTK]
b) Phát thải soot
Hình 4.17. Ảnh hưởng của thời gian dừng (RDT) đến các chỉ tiêu phát thải của động cơ Hyundai 2.5 TCI-A theo tỉ lệ phun
120
Hiện tượng giảm mô men và tăng suất tiêu hao nhiên liệu khi RDT tăng có thể được giải thích là khi PC2GĐ, nếu hai giai đoạn gần nhau, quá trình cháy trong xi lanh diễn ra kế tiếp nhau trong phạm vi xung quanh điểm chết trên, thời gian duy trì áp suất cao trong xi lanh kéo dài, do đó mô men lớn. Khi hai giai đoạn phun tách xa nhau, quá trình cháy xảy ra cách xa nhau, dẫn đến thời gian duy trì áp suất cao trong
xi lanh ngắn, đồng thời tổn thất nhiệt do truyền qua thành vách xi lanh tăng nên mô men giảm đi đồng thời làm tăng suất tiêu hao nhiên liệu.
Về phát thải, khi RDT tăng, NOx tăng rõ rệt trong cả 3 trường hợp 30/70; 50/50 và 70/30. Phát thải NOx thấp nhất tại RDT = 0. Bên cạnh đó, lượng phun lần 1 càng lớn, phát thải NOx cũng càng lớn, như vậy muốn giảm phát thải NOx cần chọn tỉ lệ phun lần 1 thấp (tỉ lệ 30/70). Nhìn chung xu hướng phát thải của NOx và soot là trái ngược nhau. Khi RDT tăng, phát thải soot giảm và lượng phun lần 1 càng lớn thì phát thải soot càng nhỏ. Vì vậy, muốn giảm phát thải soot cần lựa chọn tỉ lệ phun có lượng phun lần 1 lớn (70/30). Trong trường hợp sử dụng tỉ lệ phun 70/30, giá trị phát thải soot thấp nhất đạt được khi RDT = 8 đến 12o GQTK và trong trường hợp này mô men giảm không quá 5,2%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm không quá 5,6% và phát thải NOx cao hơn không quá 7,2% so với RDT = 0o GQTK.
Từ những nhận xét nêu trên, xét mối tương quan giữa các thông số công tác của động cơ (công suất, mô men, suất tiêu hao nhiên liệu và phát thải), có thể thấy rằng:
- Tỉ lệ phun có ảnh hưởng lớn đến mức phát thải NOx và soot và theo xu hướng trái ngược nhau. Do đó việc lựa chọn tỉ lệ phun cần đảm bảo mục đích giảm soot hoặc giảm NOx hoặc đạt được sự hợp lý của hai thông số này.
- Ở chế độ 100% tải, tốc độ động cơ là 3500 vg/ph, RDT = 0o GQTK mang lại giá trị tối ưu về Me, ge, phát thải NOx, trong khi soot ở mức thấp (khi xét ở tỉ lệ phun 70/30). Tuy nhiên, nếu xét ở tỉ lệ phun 70/30 thì hàm lượng soot thấp nhất trong vùng có RDT = từ 8 đến 12o GQTK.
- Các kết quả mô phỏng cho thấy, hàm lượng phát thải soot và NOx có xu hướng trái ngược nhau. Bên cạnh đó, kết quả thực nghiệm trên động cơ Hyundai 2.5 TCI-A [2] đã chỉ ra hàm lượng phát thải soot đặc biệt cao trong trường hợp động cơ làm việc ở vùng tốc độ cao và tải cao. Do đó, mục tiêu của luận án ưu tiên nghiên cứu và lựa chọn sơ đồ phun phù hợp khi sử dụng PC2GĐ để giảm soot. Vì vậy, tỉ lệ phun 70/30 và RDT = 10o GQTK được lựa chọn cho các chế độ khảo sát tiếp theo.