THÔNG TIN NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên luận án: “Góp phần nghiên cứu ứng dụng LPG trên động cơ nén cháy”
Chuyên ngành: Kỹ thuật động cơ nhiệt
Mã số: 62.52.34.01
Họ và tên NCS: Nguyễn Văn Phụng
Họ và tên CBHD
1: PGS.TS. Trần Văn Nam
2: PGS.TS. Trần Thanh Hải Tùng
Cơ sở đào tạo: Đại học Đà Nẵng
Những đóng góp mới của luận án
1. Xây dựng thành công mô hình tính toán quá trình cháy hỗn hợp diesel-LPG trong buồng cháy ngăn cách của động cơ WL-Turbo bằng phần mềm ANSYS Fluent. Các kết quả tính toán của động cơ WL-Turbo cho bởi mô hình đảm bảo độ tin cậy, phù hợp với kết quả thực nghiệm kiểm chứng động cơ trên băng thử APA 204/8. Cụ thể: Ở cùng điều kiện thí nghiệm khi động cơ dùng diesel-LPG, áp suất chỉ thị cho bởi mô phỏng sai lệch 0,15% so với áp suất buồng cháy thực nghiệm. Khi thay đổi thành phần CO₂, công suất và mô men cho bởi mô phòng sai lệch ≤ 3 %; khi thay đổi tốc độ động cơ, nồng độ bồ hóng sai lệch 8%, NO, sai lệch 4%, công suất và mô men sai lệch 3% so với thực nghiệm.
2. Thiết kế và thử nghiệm thành công hệ thống điều khiển tự động phun LPG, điều chỉnh lưu lượng diesel, tiết lưu khi thải hồi lưu và khắc phục được kích nổ trên động cơ WL-Turbo. Bộ hóa hơi giảm áp được chế tạo có khả năng cung cấp đủ lượng LPG cho động cơ có công suất 100 kW; mạch điều khiển điện tử dùng vì xử lý ATmega32 được chế tạo cho phép điều khiển đồng thời cung cấp nhiên liệu và hồi lưu khi thải, động cơ đã vận hành ổn định ở các chế độ vận hành thường xuyên.
3. Nghiên cứu thiết kế chuyển đổi thành công động cơ WL-Turbo (phun LPG trên đường nạp) và động cơ 1KZ-TE (cấp LPG qua họng Venturi) sử dụng diesel-LPG, các thành phần khí thải độc hại được cải thiện, động cơ sử dụng được hệ thống nhiên liệu diesel nguyên thủy, không bị kích nổ và hoạt động ổn định ở các chế độ làm việc cụ thể:
– Ở chế độ không tải, động cơ 1KZ-TE dùng diesel-LPG đã mở rộng phạm vi tốc độ từ 1500 v/ph đến 1750 v/ph (khi bổ sung CO₂) và từ 1750 v/ph đến 3000 v/ph (khi kết hợp bổ sung CO₂ và tăng nhiên liệu diesel mồi). Lưu lượng CO₂ cấp vào buồng chảy phụ thuộc lưu lượng LPG mà động cơ 1KZ-TE không bị kích nổ được xác định theo quan hệ Gco. = 0,49×GLPG +0,004.
– Ở chế độ tải thấp, khi tăng lượng diesel, động cơ WL-Turbo dùng diesel-LPG có nồng độ bồ hóng trong khí thải và công suất tăng so với động cơ dùng 100 % diesel. Khi thử nghiệm với 3 tỷ lệ hồi lưu khí thải (5, 12 và 18) % EGR thì hồi lưu khí thải với tỷ lệ 12% EGR vào đường nạp có nồng độ bồ hóng giảm 13,9% và nồng độ NO, giảm đến 51%; nhiệt độ tại thời điểm cháy giảm, phạm vi không kích nổ được mở rộng từ 1750 v/ph lên 2250 v/ph, tuy nhiên công suất giảm 13,7%. Khi bổ sung CO2 vào đường nạp, công suất giảm 9,8%, mô men giảm 5,3% so với động cơ dùng 100% diesel, với tỷ lệ năng lượng thay thế LPG/diesel là Xnal% = 41,3%;
Góc điều chỉnh phun sớm tối ưu là 13°30′ trước ĐCT (tăng 3°30′ so với góc phun nguyên thủy). Tại vị trí này, nồng độ bồ hóng thấp nhất, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất và công suất động cơ lớn nhất khi động cơ WL-Turbo dùng diesel-LPG;
Ở chế độ tải trung bình, khi động cơ WL-Turbo dùng diesel-LPG đến lúc bắt đầu kích nổ thì nồng độ bồ hóng giảm 16,4% và nồng độ NO, giảm 48% và công suất giảm 11% so với động cơ dùng 100% diesel ở cũng chế độ vận hành; lượng LPG thay thể nhiên liệu diesel đến 40,9% về năng lượng.
Tóm lại, đề tài “Góp phần nghiên cứu ứng dụng LPG trên động cơ nén cháy” có những đóng góp rất quan trọng và cụ thể khi nghiên cứu sử dụng LPG trên động cơ nén cháy, các kết cấu đề xuất nhỏ gọn, có thể chế tạo trong điều kiện Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng trên các chủng loại động cơ diesel tương tự cho phép tăng tỷ lệ cung cấp LPG nhằm giải quyết đồng thời bài toán năng lượng và môi trường khi khai thác động cơ đốt trong.
