4.2.1. Khai báo dữ liệu đầu vào cho các phần tử của bơm cao áp
51
Hình 4-3 Dữ liệu dữ liệu đầu vào cho phần tử Feed
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thời gian/góc quay liên quan đến việc bắt đầu tính toán: 0 (s). + Hệ số tỉ lệ theo cột đầu tiên: 1.
+ Áp suất nhiên liệu: p = 3 (bar). + Nhiệt độ: K = 293.15 (K)
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Tube Line
Hình 4-4 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Tube Line
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Độ dài đường ống: 8 (mm).
+ Đường kính thủy lực: 2.1 (mm).
52
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Valve Volume
Hình 4-5 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Valve Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 1200 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Vavle
Hình 4-6 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Vavle
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Chọn diện tích mặt cắt ngang: Ống là 4.6 (mm2), diện tích mặt bướm ga là 0,5 (mm2).
53 + Hệ số cản dòng chảy: 1.83
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Volume
Hình 4-7 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 8852 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Volume
Hình 4-8 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 6650 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
54
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Volume
Hình 4-9 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 210 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Valve
Hình 4-10 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Valve
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Khối lượng chuyển động (thân van + 33% khối lượng lò xo): m = 80 (g). + Độ nâng cực đại của thân van: 2.5 (mm).
+ Hệ số cản tại đế van: 1.64. + Áp suất để đóng/mở: 0.1 (bar).
55
+ Đế van: Đường kính 6 (mm), 1/2 góc: 30 (độ). + Đường kính van tiết lưu đầu vào: 6 (mm). + Hệ số cản đầu vào: 0.5.
+ Lò xo van: Độ cứng là 3630 (N/m), hệ số giảm chấn là 1 (N.s/m).
+ Đế thân van: Độ cứng là 2.5*108 (N/m), hệ số giảm chấn là 700 (N.s/m).
+ Điểm dừng thân van: Độ cứng là 2.5*108 (N/m), hệ số giảm chấn là 700 (N.s/m).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Valve
Hình 4-11 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Valve
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Khối lượng chuyển động (thân van + 33% khối lượng lò xo): m = 100 (g). + Đường kính van bi: 4 (mm).
+ Độ nâng cực đại của van bi: 2 (mm). + 1/2 góc của đế van: 45 (độ).
+ Hệ số cản tại đế van: 1.83. + Áp suất để đóng/mở: 2100 (bar).
+ Đường kính van tiết lưu đầu vào/đầu ra: 6 (mm). + Hệ số cản đầu vào/đầu ra: 0.5.
+ Lò xo van: Độ cứng là 56200 (N/m), hệ số giảm chấn là 5000 (N.s/m). + Đế thân van: Độ cứng là 4*108 (N/m), hệ số giảm chấn là 4000 (N.s/m).
+ Điểm dừng thân van: Độ cứng là 4*108 (N/m), hệ số giảm chấn là 4000 (N.s/m).
56
Hình 4-12 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Plunger
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Khối lượng chuyển động: m = 3460 (g).
+ Đường kính của bơm plunger: 6 (mm). + Áp suất trong buồng cam: 400 (bar).
+ Lò xo bơm plunger: Tải ban đầu là 400 (N), độ cứng là 6000000 (N/m), hệ số giảm chấn 1500 (N.s/m).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Leakage
Hình 4-13 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Leakage
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng piston: 1.
57 + Chiều dai khe hở ban đầu: 37.5 (mm). + Áp suất thực: 0 (Pa).
+ Đường kính khe hở: 0.002 (mm).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Spring
Hình 4-14 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Pump Spring
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Lựa chọn hướng là hướng x.
+ Tải ban đầu: 500 (N).
+ Độ cứng lò xo: 2.5*108 (N/m). + Độ giảm chấn: 10000 (N.s/m).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Cam Profile
58
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Tỉ số truyền hộp số và tốc độ tham chiếu: 1.
+ Bán kính của vòng tròn cam cơ sở: 30 (mm). + Bán kính con lăn: 20 (mm).
+ Độ lệch tâm: 0 (m).
+ Tốc độ theo dõi ban đầu tại 1000 vòng/phút: 0 (m/s). + Hệ số tỉ lệ cho cột thứ nhất: 1.
Bảng 4-1 Độ nâng của cam lồi: Góc quay cam φ(độ) Độ nâng cam Xlit (mm) Góc quay cam φ(độ) Độ nâng cam Xlit (mm) 0 0 187.5 0.207 7.5 0.192 195 0.727 15 0.71 202.5 1.444 22.5 1.46 210 2.356 30 2.345 217.5 3.293 37.5 3.319 225 4.22 45 4.191 232.5 5.115 52.5 5.088 240 5.892 60 5.845 247.5 6.519 67.5 6.52 255 7.03 75 7.027 262.5 7.369 82.5 7.344 270 7.439 90 7.433 277.5 7.3 97.5 7.304 285 6.957 105 6.966 292.5 6.399 112.5 6.399 300 5.68 120 5.696 307.5 4.885 127.5 4.88 315 4.003 135 4.06 322.5 3.108 142.5 2.986 330 2.139 150 2.09 337.5 1.236 157.5 1.236 345 0.547 165 0.544 352.5 0.114 172.5 0.086 360 0 180 0
59 4.2.2. Đối với đường ống cao áp (Common Rail)
Hình 4-16 Dữ liệu đầu vào cho các phần tử đương ống cao áp
Đối vời phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo như sau: + Chiều dài đường ống: 36 (cm).
+ Đường kính thủy lực: 1.6 (mm).
* Lưu ý: Ở hộp thoại “Friction Losses” ta chọn “ Melcher (non-stationary)”. 4.2.3. Khai báo dữ liệu đầu vào cho các phần tử của kim phun
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Fuel Tank
Hình 4-17 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Fuel Tank
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thời gian/góc quay liên quan đến việc bắt đầu tính toán: 0 (s). + Hệ số tỉ lệ theo cột đầu tiên: 1.
+ Áp suất nhiên liệu: p = 150000 (Pa). + Nhiệt độ: K = 293.15 (K)
60
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Cylinder Pressure
Hình 4-18 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Cylinder Pressure
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thời gian/góc quay liên quan đến việc bắt đầu tính toán: 0 (s). + Hệ số tỉ lệ theo cột đầu tiên: 1.
+ Áp suất nhiên liệu: p = 10000000 (Pa). + Nhiệt độ: K = 293.15 (K)
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Holder Bore
Hình 4-19 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Holder Bore
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Độ dài đường ống: 0.07 (m).
+ Đường kính thủy lực: 0.0024 (m).
* Lưu ý: Ở hộp thoại “Friction Losses..” ta chọn “ Melcher (non-stationary)”.
61
Hình 4-20 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Bore
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Độ dài đường ống: 0.11 (m).
+ Đường kính thủy lực: 0.0024 (m).
* Lưu ý: Ở hộp thoại “Friction Losses” ta chọn “ Melcher (non-stationary)”.
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Branch Volume
Hình 4-21 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Branch Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 180 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
62
Hình 4-22 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Valve Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 15 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Spill Volume
Hình 4-23 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Spill Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 300 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
63
Hình 4-24 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 20 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Volume
Hình 4-25 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Volume
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thế tích ban đầu: 170 (mm3).
+ Áp suất hơi: 100 (Pa). + Khoang ban đầu: 0 (m3).
64
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Throttle
Hình 4-26 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Inlet Throttle
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Chọn diện tích mặt cắt ngang: Ống là 0.8 (mm2), diện tích mặt bướm ga là 0,046 (mm2).
+ Số dòng chảy giới hạn: 1000 + Hệ số cản dòng chảy: 1.83
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Outlet Throttle
65
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Chọn diện tích mặt cắt ngang: Ống là 0.8 (mm2), diện tích mặt bướm ga là 0,057 (mm2).
+ Số dòng chảy giới hạn: 1000 + Hệ số cản dòng chảy: 1.83
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Sump Throttle
Hình 4-28 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Sump Throttle
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm:
+ Chọn diện tích mặt cắt ngang: Ống là 2.54 (mm2), diện tích mặt bướm ga là 1 (mm2).
+ Số dòng chảy giới hạn: 1000 + Hệ số cản dòng chảy: 1.6
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Piston Leakage
66
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng piston: 1
+ Chiều dài khe hở ban đầu: 0.015 (m).
+ Áp suất trung bình lần lượt là: 100000 (Pa) và 108 (Pa). + Khe hở đường kính lần lượt là: 3(mm) và 6(mm).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Leakage
Hình 4-30 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Leakage
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng piston: 1
+ Chiều dài khe hở ban đầu: 0.011 (m).
+ Áp suất trung bình lần lượt là: 100000 (Pa) và 108 (Pa). + Khe hở đường kính lần lượt là: 4(mm) và 7(mm).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Solenoid Valve
67
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Thời gian bắt đầu mở: 1 (ms).
+ Thời gian bắt đầu đóng: 1.8 (ms). + Hệ số tỷ lệ cho cột thứ 2: 1.
+ Góc chân van lúc mở: Thời gian lần lượt là 0 (ms) và 0.138 (ms), diện tích lần lượt là 0 (m2) và 0.05892 (mm2).
+ Góc chân van lúc đóng: Thời gian lần lượt là 0 (ms) và 0.136 (ms), diện tích lần lượt là 0.05892 (mm2) và 0 (m2).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Piston
Hình 4-32 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Control Piston
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Chọn Rigid Body (Thân cứng).
+ Khối lượng chuyển động: 10.7 (g).
+ Hành trình Piston (Độ nâng cực đại): 0.00021 (m).
+ Đường kính piston: Cuối đầu vào là 4.3 (mm) và cuối đầu ra là 4.3 (mm).
+ Dữ liệu dừng piston: dừng đầu vào có độ cứng là 0 (N/m), giảm xóc là 0 (N.s/m) và dừng đầu ra có độ cứng là 1011 (N/m), giảm xóc là 100000 (N.s/m).
68
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Needle
Hình 4-33 Dữ liệu đầu vào cho phần tử Needle
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Khối lượng chuyển động: 2.6 (g).
+ Đường kính hướng dẫn kim: 0.004 (m). + Đế kim: 0.0017 (m).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử Nozzle Orifice
69
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Số lượng lỗ phun: 4.
+ Đường kính của 1 lỗ phun: 0.16 (mm).
+ Đường kính vòi phun tại các lỗ phun: 0.9 (mm). + Góc ở ghế kim phun: 55 (deg).
+ Hệ số cho cột thứ 2: 1.
Bảng 4-2 Độ nâng kim phun và tiết diện lưu thông
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết cơ khí (Needle Spring)
Hình 4-35 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết cơ khí (Needle Spring)
Needle lift my*A
mm mm2 0 0 0.022 0.0152 0.045 0.0279 0.067 0.039 0.09 0.0506 0.112 0.0608 0.135 0.0708 0.157 0.0774 0.178 0.0797 0.2 0.08 0.22 0.08 0.35 0.08
70
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Lựa chọn hướng là hướng x.
+ Tải ban đầu: 34 (N).
+ Độ cứng lò xo: 34900 (N/m). + Độ giảm chấn: 20 (N.s/m).
➢ Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết cơ khí (Needle Piston Rod)
Hình 4-36 Dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết cơ khí (Needle Piston Rod)
Đối với phần tử này, các dữ liệu đầu vào cần khai báo bao gồm: + Lựa chọn hướng là hướng x.
+ Tải ban đầu: 0 (N).
+ Độ cứng lò xo: 2500000 (N/m). + Độ giảm chấn: 1000 (N.s/m).
4.3. Chạy chương trình tính toán
4.3.1. Khai báo hộp thoại “điều khiển tính toán”
Trước hết, ta thực hiện việc định nghĩa tiêu chuẩn điều khiển để phục vụ chạy tính toán. Bằng cách kích chọn Simulation/Control trên thanh menu Pulldown hoặc nhấn nút
, hộp thoại đầu vào của những dữ liệu điều khiển sẽ được mở ra. Đầu tiên, ta chọn lĩnh vực mô phỏng là “Reference angle - Góc cam”.
71
Hình 4-37 Hộp thoại dữ liệu điều khiển
Ta chọn tốc độ trục cam là 1000 vòng/phút.
Chọn tốc độ động cơ: loại động cơ 4 kỳ nên tốc độ động cơ tương ứng là 2000 vòng/phút.
Chọn bước tính là hằng số, với các: + Bước góc cam: 0.001 (độ)
+ Khoảng góc cam mô phỏng: 720 (độ) + Số giá trị được lưu: 300 giá trị
Chọn loại hình xuất ra tệp tin thể hiện tiến trình bài giải: loại GIDas. 4.3.2. Chạy chương trình tính toán
Sau khi tất cả những dữ liệu đầu vào, điều kiện ban đầu, đầu ra, điều khiển tính toán đã được khai báo, việc tính toán có thể bắt đầu. Để thực hiện việc tính toán ta chọn Simulation/Run trên thanh menu Pulldown hoặc nhấn nút .
Nếu không có thông báo lỗi xuất hiện trên màn hình thì tức là những dữ liệu nhập vào đã được chấp nhận và việc tính toán sẽ được bắt đầu. Ngược lại nếu GUI phát hiện bất cứ lỗi nào trong suốt quá trình kiểm tra tính tương thích, thì ngay lập tức một thông báo lỗi sẽ xuất hiện.
Trong tab Simulation trên thanh menu Pulldown, bằng việc chọn “View Logfile” ta có thể xem cửa sổ hiện những thông tin về trạng thái chạy chương trình tính toán bao gồm các khuyến cáo và các thông báo lỗi. Nếu không thông báo lỗi và dòng chữ