Hướng dẫn sử dụng phần mềm Diesel RK
Hiện nay, các trung tâm nghiên cứu động cơ đốt trong lớn trên thế giới đã tập trung nghiên cứu phát triển các phần mềm cho phép giải quyết các bài toán tính toán mô phỏng, hoàn thiện chu trình công tác của động cơ, trước hết là giải quyết các vấn đề liên quan đến tổ chức hợp lý quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel. Nhu cầu về một phần mềm như vậy rất lớn, trong khi đó giá các phần mềm của các hãng nổi tiếng Boost (AVL), Wave (Ricardo), GT-Power (Gamma Technologies) rất cao, có thể tới hàng trăm nghìn đô la Mỹ. Tuy nhiên, các phần mềm nói trên không cho phép nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng của hình dáng buồng cháy, hướng chùm tia phun và các đặc điểm khác của quá trình tạo hỗn hợp tới chất lượng quá trình cháy. Để giải quyết các vấn đề liệt kê ở trên, cần phải sử dụng công nghệ mô phỏng 3D Computational Fluid Dynamic (CFD). Sự đòi hỏi tài nguyên máy tính lớn cho các chương trình tính như KIVA (Los Alamos); FIRE (AVL); STAR-CD (Computational Dynamics), VECTIS (Ricardo) đã hạn chế khả năng sử dụng chúng để tối ưu hóa khi giải các bài toán kỹ thuật (tối ưu hóa những vấn đề mang tính chi tiết, khu vực), [28, 29].
Trong khi đó, Diesel-RK là phần mềm tính toán động cơ đốt trong do các chuyên gia của Đại học Kỹ thuật Bauman (LB Nga) phát triển và đã được nhiều cơ sở chuyên nghiên cứu phát triển, sản xuất động cơ sử dụng, [26]. Mô hình nhiệt động lực học sử dụng trong phần mềm Diesel-RK đã sử dụng một mô hình tạo hỗn hợp và cháy hiệu quả - đó là mô hình cháy đa vùng dựa trên mô hình tạo hỗn hợp và cháy của tác giả Razleitsev, được Kuleshov bổ sung và phát triển (được gọi là mô hình Razleitsev-Kuleshov hay mô hình RK). Mô hình Razleitsev-Kuleshov đã xem xét chi tiết các thông số ảnh hưởng đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel, bao gồm: quy luật cung cấp nhiên liệu (cho phép tính với quá trình phun nhiều giai đoạn thường gặp trên các động cơ diesel phun nhiên liệu điện tử hiện nay), hình dạng buồng cháy; hình dạng và phân bố tia phun; dạng và cường độ vận động rối trong xi lanh, sự va chạm của tia phun với bề mặt buồng cháy; sự tương tác giữa các tia phun liền kề. Chính vì vậy, Diesel-RK cho phép dự báo chính xác động học quá trình cháy và hình thành các chất ô nhiễm của động cơ diesel khi thay đổi các thông số nói trên. Đây là điều mà một số phần mềm khác thường dùng để tính toán chu trình công tác cho động cơ diesel chưa đề cập đến, [26, 28, 29].
Điểm mạnh của Diesel - RK trong việc mô phỏng và tối ưu hóa toàn bộ chu trình công tác của động cơ được thể hiện qua các mặt sau:
- Cho phép xem xét chi tiết tác động của các tham số ảnh hưởng đến quá trình phun nhiên liệu, hình thành hỗn hợp; động học quá trình cháy và hình thành các chất ô nhiễm.
- Chức năng tối ưu hóa đa tham số cho phép tối ưu hóa về thiết kế, quá trình cung cấp nhiên liệu, cơ cấu phối khí… nhằm đạt được sự thỏa hiệp đồng thời của 2 mục tiêu lớn nhất là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ ô nhiễm (NOx, PM).
- Bổ sung mô hình phù hợp cho việc tính toán mức phát thải NOx của động cơ diesel làm việc với hỗn hợp nghèo - PCCI (Premixed Compression Ignition) và có mức tuần hoàn khí thải (EGR) lớn.
- Cho phép phân tích, đánh giá cơ cấu phối khí thông minh.
- Kết hợp mô phỏng nhiệt động với việc dự báo trường nhiệt độ các chi tiết (pít tông, xi lanh, nắp máy).
- Cho phép liên kết với các phần mềm mô phỏng khác phục vụ mục đích thiết kế tổng thể phương tiện (kiểm tra sự tương thích của động cơ diesel với ứng dụng về mức tiêu thụ nhiên liệu, mức phát thải ô nhiễm, …).
Hiện nay, các trung tâm nghiên cứu động cơ đốt trong lớn trên thế giới đã tập trung nghiên cứu phát triển các phần mềm cho phép giải quyết các bài toán tính toán mô phỏng, hoàn thiện chu trình công tác của động cơ, trước hết là giải quyết các vấn đề liên quan đến tổ chức hợp lý quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel. Nhu cầu về một phần mềm như vậy rất lớn, trong khi đó giá các phần mềm của các hãng nổi tiếng Boost (AVL), Wave (Ricardo), GT-Power (Gamma Technologies) rất cao, có thể tới hàng trăm nghìn đô la Mỹ. Tuy nhiên, các phần mềm nói trên không cho phép nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng của hình dáng buồng cháy, hướng chùm tia phun và các đặc điểm khác của quá trình tạo hỗn hợp tới chất lượng quá trình cháy. Để giải quyết các vấn đề liệt kê ở trên, cần phải sử dụng công nghệ mô phỏng 3D Computational Fluid Dynamic (CFD). Sự đòi hỏi tài nguyên máy tính lớn cho các chương trình tính như KIVA (Los Alamos); FIRE (AVL); STAR-CD (Computational Dynamics), VECTIS (Ricardo) đã hạn chế khả năng sử dụng chúng để tối ưu hóa khi giải các bài toán kỹ thuật (tối ưu hóa những vấn đề mang tính chi tiết, khu vực), [28, 29].
Trong khi đó, Diesel-RK là phần mềm tính toán động cơ đốt trong do các chuyên gia của Đại học Kỹ thuật Bauman (LB Nga) phát triển và đã được nhiều cơ sở chuyên nghiên cứu phát triển, sản xuất động cơ sử dụng, [26]. Mô hình nhiệt động lực học sử dụng trong phần mềm Diesel-RK đã sử dụng một mô hình tạo hỗn hợp và cháy hiệu quả - đó là mô hình cháy đa vùng dựa trên mô hình tạo hỗn hợp và cháy của tác giả Razleitsev, được Kuleshov bổ sung và phát triển (được gọi là mô hình Razleitsev-Kuleshov hay mô hình RK). Mô hình Razleitsev-Kuleshov đã xem xét chi tiết các thông số ảnh hưởng đến quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong động cơ diesel, bao gồm: quy luật cung cấp nhiên liệu (cho phép tính với quá trình phun nhiều giai đoạn thường gặp trên các động cơ diesel phun nhiên liệu điện tử hiện nay), hình dạng buồng cháy; hình dạng và phân bố tia phun; dạng và cường độ vận động rối trong xi lanh, sự va chạm của tia phun với bề mặt buồng cháy; sự tương tác giữa các tia phun liền kề. Chính vì vậy, Diesel-RK cho phép dự báo chính xác động học quá trình cháy và hình thành các chất ô nhiễm của động cơ diesel khi thay đổi các thông số nói trên. Đây là điều mà một số phần mềm khác thường dùng để tính toán chu trình công tác cho động cơ diesel chưa đề cập đến, [26, 28, 29].
Điểm mạnh của Diesel - RK trong việc mô phỏng và tối ưu hóa toàn bộ chu trình công tác của động cơ được thể hiện qua các mặt sau:
- Cho phép xem xét chi tiết tác động của các tham số ảnh hưởng đến quá trình phun nhiên liệu, hình thành hỗn hợp; động học quá trình cháy và hình thành các chất ô nhiễm.
- Chức năng tối ưu hóa đa tham số cho phép tối ưu hóa về thiết kế, quá trình cung cấp nhiên liệu, cơ cấu phối khí… nhằm đạt được sự thỏa hiệp đồng thời của 2 mục tiêu lớn nhất là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ ô nhiễm (NOx, PM).
- Bổ sung mô hình phù hợp cho việc tính toán mức phát thải NOx của động cơ diesel làm việc với hỗn hợp nghèo - PCCI (Premixed Compression Ignition) và có mức tuần hoàn khí thải (EGR) lớn.
- Cho phép phân tích, đánh giá cơ cấu phối khí thông minh.
- Kết hợp mô phỏng nhiệt động với việc dự báo trường nhiệt độ các chi tiết (pít tông, xi lanh, nắp máy).
- Cho phép liên kết với các phần mềm mô phỏng khác phục vụ mục đích thiết kế tổng thể phương tiện (kiểm tra sự tương thích của động cơ diesel với ứng dụng về mức tiêu thụ nhiên liệu, mức phát thải ô nhiễm, …).

%20(1).png)

.png)
Không có nhận xét nào: