NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHUN CHÍNH NHIỀU GIAI ĐOẠN ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL KIỂU COMMONRAIL KHI SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU DIESEL SINH HỌC
Kỹ thuật cơ khí động lực
Luận án này tập trung vào việc nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật phun chính nhiều giai đoạn (PCNGĐ), đặc biệt là phun chính hai giai đoạn (PC2GĐ), đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của động cơ diesel kiểu CommonRail, cụ thể là động cơ Hyundai 2.5 TCI-A, khi sử dụng nhiên liệu diesel sinh học. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu cải thiện quá trình cháy, giảm tiêu hao nhiên liệu và phát thải, đồng thời lấp đầy khoảng trống kiến thức về PCNGĐ khi ứng dụng các loại nhiên liệu thay thế như diesel sinh học. Động cơ Hyundai 2.5 TCI-A hiện tại chỉ sử dụng phun một giai đoạn ở tốc độ cao, dẫn đến phát thải và tiếng ồn lớn, là động lực thúc đẩy việc nghiên cứu PC2GĐ với nhiên liệu diesel sinh học ở chế độ tải và tốc độ cao.
Mục tiêu chính của luận án là xác định chính xác quy luật cung cấp nhiên liệu (QLCCNL) của vòi phun CRI2.2, đánh giá khả năng đáp ứng của vòi phun này khi thực hiện PC2GĐ, và khảo sát ảnh hưởng của loại nhiên liệu (B0, B40, B100) đến QLCCNL. Đồng thời, nghiên cứu cũng nhằm đánh giá tác động của PC2GĐ đến chu trình công tác (CTCT) và mức phát thải của động cơ Hyundai 2.5 TCI-A thông qua mô phỏng bằng phần mềm chuyên dụng GT-Suite.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết bao gồm tính toán và mô phỏng các đặc tính của vòi phun CommonRail và dự báo các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của động cơ. Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trên các bệ thử hiện đại như Bệ thử UniPg STS và Bệ thử Động cơ của Phòng thí nghiệm Động cơ, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội để xác định QLCCNL và các thông số vận hành của động cơ.
Kết quả nghiên cứu đã xác định được đặc tính của vòi phun CRI2.2, làm rõ mối quan hệ giữa các thông số điều khiển và quá trình phun. Luận án chỉ ra rằng thời gian dừng giữa hai lần cấp điện (DT) là thông số đặc biệt quan trọng trong PC2GĐ, ảnh hưởng trực tiếp đến diễn biến phun lần 2 và tổng lượng phun. Mặc dù các thuộc tính nhiên liệu sinh học có sự thay đổi so với diesel khoáng, nhưng dưới áp suất phun cao (600 bar đến 1600 bar), diễn biến tốc độ phun của B0, B40 và B100 vẫn rất tương đồng. Thời gian dừng giữa hai lần phun (RDT) và tỉ lệ phun có ảnh hưởng rõ rệt đến mô men xoắn, suất tiêu hao nhiên liệu, và phát thải NOx, soot. Nghiên cứu kết luận rằng PC2GĐ hoàn toàn có thể áp dụng hiệu quả ở vùng tải cao, tốc độ cao của động cơ để giảm phát thải soot hoặc NOx, với việc lựa chọn hợp lý các thông số QLCCNL phù hợp cho từng loại nhiên liệu. Các thông số QLCCNL tối ưu để giảm phát thải soot (mô men giảm không quá 5%) khi sử dụng B0, B40 và B100 cũng được xác định.
Luận án có ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung kiến thức về kỹ thuật PC2GĐ và dữ liệu về ảnh hưởng của nó đến động cơ diesel hiện đại sử dụng nhiên liệu sinh học, đồng thời có ý nghĩa thực tiễn trong việc hoàn thiện mô hình vòi phun và dự báo việc sử dụng nhiên liệu diesel sinh học.