3.1 Áp suất buồng đốt ảnh hưởng đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu
3.1.4Xuất kết quả mô phỏng
3.1.4.1 Kết quả mô phỏng tại áp suất ban đầu của động cơ
a) Thông số đầu ra của cam lồi
Hình 3.10 Độ nâng biên dạng trục cam
Hình 3.11 Vận tốc nâng biên dạng cam
Từ đồ thị cho ta thấy độ chuyển vị của độ nâng biên dạng cam theo hướng x, ở hành trình nâng biên dạng cam được nâng lên với tốc độ nhỏ hơn hành trình đi xuống. Điều này giúp cho áp suất của nhiên liệu được tăng cao dần và phun vào buồng cháy với áp suất lớn, sau đó nhờ hành trình đi xuống với tốc độ nhanh làm
cho piston bơm cao áp đi xuống nhanh nên kết thúc quá trình phun một cách nhanh chóng. Độ nâng biên dạng cam lớn nhất bằng 5,982 [mm].
b) Thông số đầu ra của piston bơm cao áp
Hình 3.12 Đồ thị nâng piston bơm cao áp
Ta thấy quy luật nâng của phần tử piston bơm cao áp giống với phần tử cam lồi, bởi vì liên kết giữa chúng là liên kết cơ khí.
c) Thơng số áp suất nhiên liệu trong hệ thống
Hình 3. 13 Áp suất trong hệ thống
Trên đồ thị là diễn biến áp suất trong toàn hệ thống nhiên liệu. Ta thấy áp suất trong buồng bơm cao áp lớn hơn áp suất các buồng sau van cao áp, điều này được lý giải như sau: do có sự tổn thất khi nhiên liệu đi qua đường ống cao áp cùng với sự giãn nỡ của đường ống (đường ống ta chọn không cứng tuyệt đối) và sự rò rỉ
nhiên liệu qua khe hở giữa kim phun và thân. Tại buồng nâng kim phun áp suất phun nhiên liệu bắt đầu tăng tại 60° góc quay trục cam (GQTC) và đạt cực đại bằng 25.1 [Mpa] sau đó giảm nhanh vì piston bơm cao áp đã mở cửa nạp/ xả làm cho quá trình phun nhiên liệu được kết thúc một cách dứt khoát tránh hiện tượng phun rớt.
d) Thơng số kim phun
Hình 3.14 Đồ thị độ nhấc kim phun
Kim phun bắt đầu được nâng lên tại 620 GQTC tương ứng áp suất trong buồng nâng kim phun là 10 [MPa], độ nâng tăng dần và đạt cực đại khoảng 0,3 [mm] ( bằng giá trị nhập vào). Kết thúc nâng kim tại khoảng 850 GQTC cùng lúc với van cap áp.
Hình 3.15 Đồ thị thể hiện lưu lượng phun
Lưu lượng phun tăng dần theo độ nâng kim phun, đạt cực đại bằng 3,64089 [mm3/độ]. Sau đó giảm dần theo độ hạ của kim phun và bằng 0 khi kim phun đóng kín.
Hình 3.16 Biểu đồ lượng nhiên liệu phun
Vào lúc kim phun nâng lên thì nhiên liệu bắt đầu được phun vào buồng cháy và tăng dần theo GQTC. Kết thúc một lần phun, nhiên liệu được cung cấp vào buồng cháy một lượng bằng khoảng 93,62 [mm3].
Hình 3.17 Đồ thị giá trị đường kính trung bình hạt nhiên liệu
Ta thấy đường kính hạt nhiên liệu lớn nhất khoảng 0.0273 [mm] nhìn chung tia phun có đường kính hạt nhỏ, tơi và tương đối đều trong suốt quá trình phun. Cuối q trình phun đường kính hạt nhiên liệu lớn hơn làm cho quá trình đốt cháy diễn ra khơng kiệt, thất thốt nhiên liệu dư thừa ra ngoài.
3.1.4.2 kết quả mô phỏng tại áp suất ban đầu của động cơ
Qua q trình mơ phỏng ta đã thu được kết quả về các thông số trong hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ Dongfeng S1100A. Ta thấy áp suất phun nhiên liệu khoảng 25 [MPa], với động cơ đang khảo sát dùng buồng cháy ngăn cách
nên áp suất phun như vậy là chấp nhận được. Trong bảng thông số về đông cơ Dongfeng S1100A (bảng 3-1), áp suất phun nhiên liệu là: 12,7450,49 [MPa]. Áp
suất mà ta mơ phỏng có được đã lớn hơn nhiều, điều này có thể lý giải là do một vài thơng số nhập vào cho q trình mơ phỏng chưa được chính xác với kết cấu thực, do chưa có thiết bị đo đạc chính xác, điều này cũng ảnh hưởng lớn đến kết quả thu được. Tia nhiên liệu được phun vào động cơ nhìn chung là đạt chất lượng.
3.1.4.3 Đánh giá sự ảnh hưởng của áp suất buồng cháy đến chất lượng phun nhiên liệu
Ta sẽ thay đổi áp suất buồng cháy bằng 35 (Bar) và cho mô phỏng chạy để đánh giá độ ảnh hưởng đến chiều dài tia phun và lưu lượng phun so với khi áp suất buồng cháy là 24,3 (Bar) ( đã mô phỏng trên).
Hình 3.18 Biểu đồ so sánh lưu lượng nhiên liệu
Đường màu đỏ: hoạt động ở áp suất buồng cháy 24,3 (bar) Đường màu xanh: hoạt động ở áp suất buồng cháy 35 (bar)
Từ kết quả hiển thị trên biểu đồ thì ta thu được kết quả là khi động cơ hoạt động ở trường hợp áp suất buồng cháy 35 bar thì khả năng tiêu hao nhiên liệu so với trường hợp khi ở áp suất 24,3 bar là 2,07 (mm3). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lý do: khi tăng áp suất buồng cháy thì cũng như tăng sức cản của môi trường phun của nhiên liệu, nên làm giảm động năng của hạt nhiên liệu khi nhiên liệu được phun ra, vì vậy chiều dài (hay độ xuyên thấu) của tia nhiên liệu bị ngắn lại.
3.1.4.4 Kết luận về ảnh hưởng của áp suất buồng cháy đến tiêu sự tiêu hao nhiên liệu
Qua quá trình tìm hiểu và áp dụng phần mềm HydSim để mô phỏng hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A ở các trường hợp áp suất buồng cháy khác nhau, ta thấy HydSim là một phần mềm dùng để mơ phỏng, tính tốn hệ thống nhiên liệu khá tối ưu. Với việc tìm hiểu và thu thập các thông tin về các thông số kết cấu của các chi tiết trong hệ thống chưa được chính xác lắm một phần do kiến thức còn yếu một phần chưa có thiết bị để đo hiện đại, nên kết quả nhận được từ việc mô phỏng chưa đủ để kết luận về tình trạng hiện tại của hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ Dongfeng S1100A. Tuy nhiên nhờ phần mềm này mà em cũng nhận biết thêm được sự ảnh hưởng của áp suất buồng cháy đến chất lượng phun nhiên liệu cho động cơ. Hơn nữa ta có thể thay đổi các thông số nhập vào và điều kiện biên của các phần tử để tìm ra kết quả về chất lượng phun tốt nhất, tối ưu nhất cho động cơ. Từ việc mô phỏng hệ thống nhiên liệu Diesel cho động cơ Dongfeng S1100A, ta có thể mở rộng để nghiên cứu cho hệ thống cung cấp xăng, cồn, gas,…cho các loại động cơ khác.