Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đặc tính cháy HCCI trong buồng cháy thể tích không đổi (CVCC) sử dụng nhiên liệu diesel và biodiesel tại Việt Nam.
Cơ khí động lực.
Luận án tập trung vào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đặc tính cháy của chế độ cháy do nén hỗn hợp đồng nhất (HCCI) trong buồng cháy thể tích không đổi (CVCC) tại Việt Nam, sử dụng nhiên liệu diesel (B0) và biodiesel (B10). Xuất phát từ thực trạng động cơ đốt trong truyền thống gây ô nhiễm môi trường và khó khăn trong nghiên cứu quá trình cháy HCCI trên động cơ thực tế do buồng cháy không trong suốt, luận án đề xuất nghiên cứu CVCC – một thiết bị thí nghiệm có nhiều ưu điểm như dễ quan sát, linh hoạt với nhiều loại nhiên liệu. Mục tiêu chính bao gồm thiết kế, chế tạo CVCC; nghiên cứu cơ chế và biện pháp điều khiển quá trình hình thành hỗn hợp HCCI; khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ oxy đến quá trình cháy HCCI; và đưa ra khuyến cáo ban đầu. Luận án đã thành công trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết, thiết kế, chế tạo buồng cháy CVCC bằng thép S45C và kính quan sát thạch anh, với kích thước đường kính 80mm, chiều rộng 90mm, chiều dày thành xylanh 60mm, đảm bảo độ bền với áp suất lên đến 8 MPa. Hệ thống điều khiển phun nhiên liệu Common Rail cải tiến với áp suất 150 MPa và hệ thống hòa trộn, đánh lửa, cung cấp khí, thu thập dữ liệu cũng được thiết kế và chế tạo. Mô hình mô phỏng CVCC đã được xây dựng bằng phần mềm Simcenter STAR-CCM+ và kiểm chứng độ tin cậy với kết quả thực nghiệm (sai lệch dưới 5%). Các nghiên cứu mô phỏng và thực nghiệm đã phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ oxy đến quá trình bay hơi nhiên liệu, hình thành hỗn hợp và các thông số cháy như áp suất buồng cháy, tốc độ tăng áp suất và tốc độ tỏa nhiệt. Kết quả cho thấy, tăng nhiệt độ từ 300K lên 450K giúp giảm thời gian hòa trộn, tăng tốc độ bay hơi nhiên liệu, dẫn đến quá trình cháy diễn ra sớm hơn, áp suất đỉnh đạt cao hơn. Tăng nồng độ oxy từ 10% lên 20% cũng thúc đẩy quá trình hòa trộn nhanh hơn, cháy sớm hơn, áp suất đỉnh và tốc độ tăng áp suất cao hơn. Đặc biệt, tốc độ lan tràn màng lửa của nhiên liệu B10 cao hơn B0 trong chế độ cháy HCCI. Luận án đã đóng góp vào việc thiết kế, chế tạo một CVCC đầu tiên tại Việt Nam, cung cấp nền tảng lý thuyết và thực nghiệm cho nghiên cứu HCCI, đồng thời đề xuất các hướng phát triển về cháy lưỡng nhiên liệu và đánh giá hiệu quả nhiên liệu phổ biến.