GÓP PHẦN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LPG TRÊN ĐỘNG CƠ NÉN CHÁY
Kỹ thuật Động cơ Nhiệt
Luận án tập trung nghiên cứu ứng dụng khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) trên động cơ nén cháy (động cơ diesel truyền thống), một vấn đề cấp bách do mức độ ô nhiễm khí thải vượt giới hạn cho phép từ các phương tiện giao thông sử dụng động cơ diesel hiện nay. Mục tiêu chính là tìm kiếm giải pháp hiệu quả để nghiên cứu sử dụng động cơ diesel, giảm thiểu ô nhiễm môi trường đô thị và đa dạng hóa nguồn nhiên liệu, đồng thời khắc phục hiện tượng kích nổ thường xảy ra khi dùng LPG trên động cơ diesel.
Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc kết hợp nghiên cứu lý thuyết, mô hình hóa bằng phần mềm ANSYS Fluent và thực nghiệm trên băng thử công suất APA 204/8. Luận án đã xây dựng thành công mô hình tính toán quá trình cháy nhiên liệu diesel-LPG trong buồng cháy ngăn cách của động cơ WL-Turbo, sử dụng mô hình rối k-ɛ tiêu chuẩn và mô hình cháy hòa trộn trước cục bộ, mô hình tia phun mồi để xác định các thông số cháy, tính năng kỹ thuật và mức độ phát thải ô nhiễm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc thiết kế và chế tạo bộ điều chỉnh cung cấp LPG, diesel và hồi lưu khí thải sử dụng vi điều khiển ATmega32 đã kiểm soát hiệu quả hỗn hợp LPG-không khí theo tỷ lệ hợp lý và điều chỉnh lượng diesel phun mồi, khí thải hồi lưu, giúp động cơ hoạt động ổn định và không bị kích nổ. Các thử nghiệm chỉ ra rằng, ở chế độ không tải, phạm vi tốc độ không kích nổ được mở rộng khi bổ sung CO2; ở chế độ tải thấp, việc tăng lượng diesel mồi hoặc sử dụng hồi lưu khí thải (12% EGR) giúp giảm bồ hóng và NOx đáng kể, mặc dù có thể giảm công suất. Góc phun sớm tối ưu 13°30' trước ĐCT cho nồng độ bồ hóng thấp nhất và công suất lớn nhất. Ở chế độ tải trung bình, khi bắt đầu kích nổ, nồng độ bồ hóng giảm 16,4% và NOx giảm 48%, với lượng LPG thay thế nhiên liệu diesel đạt 40,9% về năng lượng.
Các kết quả mô phỏng có sai lệch nhỏ (dưới 8%) so với thực nghiệm, khẳng định tính hữu hiệu và tin cậy của phương pháp mô hình hóa. Luận án đã đóng góp quan trọng trong việc phát triển công nghệ ứng dụng LPG trên động cơ nén cháy, giải quyết đồng thời bài toán năng lượng và môi trường.