NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TĂNG ÁP ĐỘNG CƠ DIESEL ĐANG LƯU HÀNH

Đối với Việt Nam, do nền công nghiệp chế tạo động cơ chưa thực sự phát triển, các loại phương tiện và động cơ do Liên Xô cũ sản xuất hiện còn đang được sử dụng rất nhiều, đặc biệt là các động cơ diesel không tăng áp. Nhu cầu cấp thiết đặt ra là nâng cao tính năng kỹ thuật của động cơ để đáp ứng yêu cầu về khả năng tải, khả năng cơ động và tính kinh tế nhiên liệu nhằm tận dụng tối đa khả năng khai thác những động cơ này. Giải pháp hiệu quả, có tính khả thi cao, thường được các nhà nghiên cứu động cơ ở Việt Nam lựa chọn là cường hóa những loại động cơ này bằng tăng áp tuabin khí thải.

Việc thực hiện tăng áp bằng tuabin khí thải trên động cơ diesel thế hệ cũ đã và đang được các nhà nghiên cứu tiến hành và mang lại kết quả nhất định. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu, bài bản về quy trình cải tiến tăng áp tuabin khí thải cho động cơ diesel đang lưu hành được thực hiện.

Do vậy, việc xây dựng quy trình cải tiến động cơ không tăng áp thành động cơ tăng áp TB-MN đang trở nên cấp thiết trong bối cảnh thực trạng nhu cầu sử dụng, khai thác các loại động cơ này đang được quan tâm. Đề tài “Nghiên cứu khả năng tăng áp động cơ diesel đang lưu hành” hướng tới góp phần giải quyết các yêu cầu trên đây của thực tiễn.

NỘI DUNG:

MỞ ĐẦU .......................................................................................................................................................... 1

i. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 1

ii. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................................................ 2

iii. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................................................... 2

iv. Các nội dung chính trong đề tài ............................................................................................................. 3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................................................ 4

1.1. Xu hƣớng phát triển động cơ đốt trong .............................................................................................. 4

1.2. Thành quả đạt đƣợc trong công nghệ phát triển động cơ đốt trong ................................................ 4

1.2.1. Cải tiến kết cấu động cơ ................................................................................................................ 4

1.2.2. Ứng dụng công nghệ điều khiển điện tử trong động cơ đốt trong ................................................. 5

1.2.3. Sử dụng nhiên liệu thay thế ........................................................................................................... 7

1.3. Tăng áp cho động cơ đốt trong ............................................................................................................ 8

1.3.1. Xu hướng phát triển và các biện pháp tăng áp cho động cơ .......................................................... 8

1.3.2. Tình hình nghiên cứu tăng áp cho động cơ diesel đang lưu hành................................................ 15

1.4. Kết luận chƣơng 1 ............................................................................................................................... 19

CHƢƠNG 2: CƠ SỞ CẢI TIẾN TĂNG ÁP BẰNG TUABIN MÁY NÉN CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT

TRONG .......................................................................................................................................................... 20

2.1. Quan điểm và điều kiện để thực hiện tăng áp bằng TB-MN cho động cơ ...................................... 20

2.1.1. Quan điểm cải tiến tăng áp .......................................................................................................... 20

2.1.2. Điều kiện để thực hiện tăng áp .................................................................................................... 20

2.1.3. Xây dựng quy trình thực hiện tăng áp bằng TB-MN cho động cơ diesel đang lưu hành ............ 21

2.2. Cơ sở lý thuyết xác định khả năng tăng áp ....................................................................................... 23

2.2.1. Cơ sở lý thuyết mô phỏng trên phần mềm AVL-Boost ............................................................... 23

2.2.2. Cơ sở lý thuyết mô phỏng trên phần mềm AVL-Excite Designer ............................................... 30

2.2.3. Xác định tỷ số tăng áp ................................................................................................................. 34

2.3. Cơ sở tính toán lựa chọn cụm TB-MN .............................................................................................. 36

2.3.1. Xác định các thông số đầu vào cho cụm TB-MN ........................................................................ 36

2.3.2. Tính toán lựa chọn cụm TB-MN ................................................................................................. 36

2.4. Cơ sở tính toán, cải tiến các hệ thống khi thực hiện tăng áp ........................................................... 38

2.4.1. Lựa chọn tỷ số nén phù hợp cho động cơ khi tăng áp ................................................................. 38

2.4.2. Cải tiến cơ cấu phân phối khí ...................................................................................................... 39

2.4.3. Cải tiến hệ thống cung cấp nhiên liệu.......................................................................................... 40

2.4.4. Thiết kế hệ thống nạp và thải ...................................................................................................... 42

2.4.5. Cải tiến hệ thống làm mát ............................................................................................................ 46

2.4.6. Cải tiến hệ thống bôi trơn ............................................................................................................ 47

2.5. Tính toán kiểm nghiệm bền các chi tiết ............................................................................................. 47

-iv-

2.6. Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................................................... 48

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN, CẢI TIẾN TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ D243 ............................................ 50

3.1. Đối tƣợng thực hiện cải tiến tăng áp .................................................................................................. 50

3.2. Xây dựng đ c tính động cơ D243 trong ph ng thí nghiệm .............................................................. 50

3.2.1. Thông số kỹ thuật của động cơ D243 .......................................................................................... 51

3.2.2. Trang thiết bị thử nghiệm ............................................................................................................ 52

3.2.2. Kết quả thử nghiệm động cơ D243 trên băng thử ....................................................................... 55

3.3. Tính toán khả năng tăng áp động cơ D243 ....................................................................................... 55

3.3.1. Tính toán chu trình nhiệt động của động cơ D243 khi tăng áp bằng phần mềm AVL-Boost ..... 55

3.3.2. Tính toán khả năng bền của động cơ D243 khi tăng áp bằng phần mềm AVL-Excite Designer 59

3.4. Lựa chọn TB-MN cho động cơ D243 khi tăng áp ............................................................................. 64

3.5. Đánh giá tính năng làm việc của động cơ sau tăng áp ..................................................................... 66

3.5.1. Đánh giá tính năng kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ sau khi tăng áp ........................... 66

3.5.2. Đánh giá ảnh hưởng của các thông số làm việc đến đặc tính động cơ sau khi tăng áp ............... 69

3.6. Tính toán cải tiến các hệ thống cho động cơ D243 khi thực hiện tăng áp ...................................... 71

3.6.1. Tính toán hiệu chỉnh hệ thống nhiên liệu động cơ D243 khi thực hiện tăng áp .......................... 71

3.6.2. Tính toán cải tiến đường nạp và thải cho động cơ D243 khi thực hiện tăng áp .......................... 73

3.6.3. Tính toán cải tiến HTBT động cơ D243 khi thực hiện tăng áp ................................................... 79

3.6.4. Tính toán cải tiến HTLM động cơ D243 khi thực hiện tăng áp ................................................... 85

3.7. Kiểm nghiệm bền chi tiết piston, thanh truyền và nắp máy động cơ D243 sau tăng áp ............... 91

3.7.1. Giới thiệu chung .......................................................................................................................... 91

3.7.2. Xây dựng mô hình ....................................................................................................................... 91

3.7.3. Tính toán ứng suất tác dụng lên các chi tiết sau khi tăng áp ....................................................... 93

3.8. Kết luận chƣơng 3 ............................................................................................................................. 101

CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ........................................................... 103

4.1. Mục tiêu và phạm vi thử nghiệm ..................................................................................................... 103

4.2. Trang thiết bị thử nghiệm ................................................................................................................ 103

4.2.1. Động cơ thử nghiệm .................................................................................................................. 103

4.2.2. Băng thử động cơ ...................................................................................................................... 103

4.2.3. Thiết bị đo khí thải .................................................................................................................... 104

4.2.4. Các thiết bị khác ........................................................................................................................ 106

4.3. Điều kiện thử nghiệm ........................................................................................................................ 107

4.4. Bố trí lắp đ t và hiệu chỉnh động cơ trên băng thử........................................................................ 108

4.5. Kết quả thử nghiệm và thảo luận .................................................................................................... 109

4.5.1. Đánh giá tính năng kinh tế và kỹ thuật của động cơ trước và sau khi tăng áp .......................... 109

4.5.2. Đánh giá các thông số làm việc của động cơ trước và sau khi tăng áp...................................... 110

4.5.3. So sánh độ khói trước và sau tăng áp ........................................................................................ 112

4.6. Đánh giá kết quả mô phỏng và thực nghiệm .................................................................................. 112

4.7. Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................................................. 114

KẾT LUẬN CHUNG VÀ PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN ............................................................... 115

Kết luận chung ......................................................................................................................................... 115

Phƣơng hƣớng phát triển ........................................................................................................................ 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: