Tên luận án:
CẢI THIỆN QUÁ TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ XE GẮN MÁY NHỜ BỔ SUNG HHO
Ngành:
Kỹ thuật Cơ khí Động lực
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc "Cải thiện quá trình cháy động cơ xe gắn máy nhờ bổ sung HHO", nhằm đóng góp vào chiến lược Net Zero và chuyển đổi năng lượng của Việt Nam, đặc biệt trong lĩnh vực giao thông. Với mục tiêu nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và bảo vệ môi trường, nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo hệ thống sản xuất HHO an toàn, hiệu quả cho xe gắn máy Honda Lead 110cc, đồng thời cải tạo hệ thống nhiên liệu sang hỗn hợp xăng-HHO. Một điểm nổi bật là việc phát triển hệ thống phanh tái sinh để thu hồi năng lượng hỗ trợ sản xuất HHO.
Các phương pháp nghiên cứu bao gồm lý thuyết về quá trình hình thành hỗn hợp và cháy, mô phỏng bằng phần mềm Ansys Fluent, và thực nghiệm đánh giá công suất động cơ cùng mức độ phát thải. Luận án đã chứng minh việc bổ sung HHO giúp cải thiện đáng kể quá trình cháy, tăng công suất động cơ (từ 8,9% đến 10,1% ở một số dải tốc độ và tăng 9,3% công suất cực đại), và giảm phát thải CO (từ 9,9% đến 14,6%), HC (từ 6% đến 9,9%), CO2 (từ 14,5% đến 16,1%). Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra sự gia tăng nồng độ NOx (từ 14% đến 23%), đặc biệt ở tỷ lệ HHO cao, yêu cầu các giải pháp kiểm soát hiệu quả hơn trong tương lai.
Luận án cũng thiết kế và chế tạo thành công ECU-HHO để điều khiển chính xác lượng HHO phun, tối ưu hóa quá trình cháy và giảm nguy cơ cháy ngược. Việc tích hợp hệ thống phanh tái sinh còn giúp giảm quãng đường phanh từ 19,22% đến 21,14% và thời gian phanh từ 18,68% đến 20,85%. Kết quả này khẳng định tiềm năng lớn của giải pháp xăng-HHO trong việc phát triển xe máy hybrid, cải thiện hiệu suất, giảm phát thải và nâng cao an toàn giao thông.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Phương pháp nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- 6. Cấu trúc luận án
- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu
- Chương 2: Lý thuyết quá trình hình thành hỗn hợp và quá trình cháy trong động cơ đốt trong
- Chương 3: Mô phỏng quá trình tạo hỗn hợp và cháy hỗn hợp nhiên liệu xăng-HHO
- Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm
- 7. Đóng góp mới của luận án
- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- 1.1. Tình hình xe gắn máy và ô nhiễm môi trường
- 1.2. Nhiên liệu hydro và HHO
- 1.3. Các giải pháp công nghệ mới trên xe gắn máy
- 1.4. Tình hình nghiên cứu bổ sung HHO vào động cơ sử dụng nhiên liệu hóa thạch
- 1.5. Kết luận chương 1
- CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG ĐỘNG ĐỐT TRONG
- 2.1. Lý thuyết cơ bản
- 2.2. Lý thuyết mô hình rối k-ɛ
- 2.3. Lý thuyết quá trình cháy hỗn hợp hòa trộn trước
- 2.3.1. Xác định vị trí màng lửa
- 2.3.2. Tốc độ màng lửa chảy tầng
- 2.3.3. Tốc độ màng lửa rối
- 2.3.4. Mô hình cháy hỗn hợp hòa trộn trước trong Fluent
- 2.3.5. Tính toán nhiệt độ
- 2.3.6. Tính toán khối lượng riêng
- 2.4. Lý thuyết cháy của hỗn hợp không hòa trộn trước
- 2.4.1. Lý thuyết về thành phần hỗn hợp
- 2.4.1.1. Định nghĩa thành phần hỗn hợp
- 2.4.1.2. Các phương trình chuyển đổi với thành phần hỗn hợp
- 2.4.1.3. Thành phần hỗn hợp theo hệ số tương đương
- 2.4.1.4. Mối quan hệ giữa f với thành phần khối lượng các chất, khối lượng riêng và nhiệt độ
- 2.4.2. Mô hình tương tác giữa rối và hóa học
- 2.4.3. Mô hình cháy không hòa trộn trước trong hệ thống không đoạn nhiệt
- 2.5. Lý thuyết quá trình cháy hòa trộn trước cục bộ
- 2.6. Kết luận chương 2
- CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TẠO HỖN HỢP VÀ CHÁY HỖN HỢP NHIÊN LIỆU XĂNG-HHO
- 3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng
- 3.2. Trình tự thực hiện mô phỏng
- 3.3. Quá trình nạp nhiên liệu và tạo hỗn hợp xăng-HHO-không khí
- 3.4. Mô phỏng quá trình cháy của hỗn hợp
- 3.4.1. Ảnh hưởng của tốc độ động cơ
- 3.4.2. So sánh ảnh hưởng của hệ số tương đương đến tính năng động cơ chạy bằng xăng và chạy bằng xăng-HHO
- 3.4.3. Ảnh hưởng của hàm lượng HHO
- 3.4.4. Ảnh hưởng của chế độ tải động cơ
- 3.4.5. Mức độ giảm phát thải CO2
- 3.5. Kết luận chương 3
- CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
- 4.1. Mục đích và nội dung nghiên cứu
- 4.2. Trang thiết bị nghiên cứu
- 4.2.1. Băng thử Super Dyno 50L
- 4.2.2. Máy phát hiện sóng Hantek DSO5072P
- 4.2.3. Máy phân tích khí xả Sauermann SICA 230-5NDC
- 4.3. Thiết kế và chế tạo hệ thống HHO
- 4.3.1. Hệ thống phun xăng điện tử trên xe Honda Lead 110cc
- 4.3.2. Hệ thống sinh khí HHO
- 4.3.3. Nguồn điện cung cấp cho hệ thống HHO
- 4.3.4. Thiết lập ECU-HHO điều khiển cung cấp bổ sung HHO cho động cơ xe gắn máy Honda Lead 110cc
- 4.3.4.1. Thiết kế mạch điều khiển vòi phun ECU-HHO
- 4.3.4.2. Linh kiện điện tử chính dùng trong sơ đồ hệ thống điều khiển vòi phun HHO
- 4.3.4.3. Kiểm tra xung điều khiển vòi phun xăng và vòi phun HHO
- 4.3.5. Thử nghiệm hệ thống sinh khí HHO trên xe Honda Lead 110cc
- 4.4. Thử nghiệm xe gắn máy chạy bằng xăng-HHO trên đường
- 4.5. Thử nghiệm xe gắn máy chạy bằng xăng-HHO trên băng thử Super Dyno 50L
- 4.6. Nghiên cứu nâng cao tính năng an toàn phanh khi có phanh tái sinh
- 4.7. Kết luận chương 4
- KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
- KẾT LUẬN:
- HƯỚNG PHÁT TRIỂN:
- DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC