(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình hình thành hỗn hợp và cháy HCCI trong buồng cháy thể tích không đổi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (19.29 MB, 193 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN PHI TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP VÀ CHÁY
HCCI TRONG BUỒNG CHÁY THỂ TÍCH KHƠNG ĐỔI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Hà Nội – 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN PHI TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP VÀ CHÁY
HCCI TRONG BUỒNG CHÁY THỂ TÍCH KHƠNG ĐỔI
Ngành: Kỹ thuật cơ khí động lực
Mã số: 9520116
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TS.LÊ ANH TUẤN
2. TS.NGUYỄN TUẤN NGHĨA
Hà Nội - 2022
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận án là trung thực và chưa từng được ai cơng cơng bố trong cơng trình nào
khác!
Hà nội, ngày 5 tháng 01 năm 2022
TMTT HƯỚNG DẪN
Nghiên cứu sinh
GS.TS Lê Anh Tuấn TS Nguyễn Tuấn Nghĩa
i
Nguyễn Phi Trường
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách khoa Hà Nội, phịng Đào tạo,
Viện Cơ khí Động lực, Bộ môn Động cơ đốt trong, Trung tâm nghiên cứu Động cơ,
nhiên liệu và khí thải đã cho phép và giúp đỡ tôi thực hiện luận án trong thời gian học
tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Kỹ Thuật Hệ Thống Cơng nghiệp, khoa Cơ
khí, trường Đại học Thủy lợi đã giúp đỡ tôi thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn trường KING MONGKUTK’S INSTITUTE OF
TECHNOLOGY LAKRABANG đã cho phép và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập
và nghiên cứu tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Lê Anh Tuấn và TS Nguyễn Tuấn Nghĩa đã
hướng dẫn tơi hết sức tận tình và chu đáo về mặt chun mơn để tơi có thể thực hiện
và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn GS.TS Chinda Charoenphonphanich, PGS.TS Prathan
Srichai đã giúp đỡ tôi hết sức tận tình trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường
KING MONGKUTK’S INSTITUTE OF TECHNOLOGY LAKRABANG
Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, Ban chủ
nhiệm Khoa Cơng nghệ Ơ tơ và các thầy trong Khoa đã hậu thuẫn và động viên tơi
trong suốt q trình nghiên cứu học tập.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các nhà khoa học, các thầy đã đọc duyệt
và góp ý kiến quý báu để tơi có thể hồn chỉnh luận án này và định hướng nghiên cứu
trong trương lai.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người
đã động viên khuyến khích tơi trong suốt thời gian tôi tham gia nghiên cứu và thực
hiện cơng trình này.
Nghiên cứu sinh
Nguyễn Phi Trường
ii
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.............................................................. xi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. xvi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 1
1.1. Giới thiệu chung ............................................................................................. 1
Buồng cháy CVCC ................................................................................. 3
1.2. Tình hình nghiên cứu về HCCI và CVCC ................................................... 12
Nghiên cứu trong nước ........................................................................ 12
Nghiên cứu nước ngoài ........................................................................ 13
1.3. Kết luận chương 1 ........................................................................................ 28
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP VÀ
CHÁY HCCI TRONG CVCC.................................................................................. 29
2.1. Hình thành hỗn hợp trong CVCC ................................................................ 29
Tạo nhiệt độ và áp suất trong buồng cháy CVCC ............................... 29
Phương pháp hình thành hỗn hợp trong hệ thống CVCC ................... 29
Hình thành hỗn hợp trước thời điểm CNLM_hình thành hỗn hợp đồng
nhất HCCI ........................................................................................................... 30
Hình thành hỗn hợp sau thời điểm CNLM ........................................... 31
2.2. Phương pháp hình thành hỗn hợp đồng nhất trong CVCC .......................... 33
Phun nhiên liệu trước thời điểm CNLM .............................................. 33
Phun nhiên liệu sau thời điểm CNLM .................................................. 33
2.3. Cơ chế phá vỡ chất lỏng, giọt chất lỏng và cấu trúc tia phun ...................... 34
Cơ chế phá vỡ chất lỏng [66] .............................................................. 34
Cơ chế phá vỡ giọt chất lỏng ............................................................... 37
Cấu trúc tia phun ................................................................................. 37
2.4. Cơ sở hóa lý quá trình cháy.......................................................................... 40
Áp suất ban đầu.................................................................................... 40
Giới hạn cháy thấp ............................................................................... 43
Nhiệt độ của ngọn lửa đoạn nhiệt ........................................................ 44
Tính tốn lượng khí cháy trong hỗn hợp ............................................. 44
iii
Phản ứng dây chuyền ........................................................................... 45
Thời gian cháy trễ ................................................................................ 46
Tốc độ tỏa nhiệt.................................................................................... 47
2.5. Kết luận chương 2 ........................................................................................ 47
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO CVCC .............................. 49
3.1. Thiết kế chế tạo CVCC ................................................................................ 49
Sơ đồ bố trí chung và yêu cầu đối với buồng cháy CVCC................... 49
Tính tốn buồng cháy ........................................................................... 51
Tính tốn bulơng buồng cháy .............................................................. 60
Tính tốn kiểm nghiệm buồng cháy ..................................................... 61
3.2. Chế tạo các bộ phận chính của buồng cháy ................................................. 65
Chế tạo thân buồng cháy ..................................................................... 66
Chế tạo nắp buồng cháy....................................................................... 66
Chế tạo mặt bích giữ kính quan sát ..................................................... 66
3.3. Thiết kế, chế tạo hệ thống điều khiển .......................................................... 68
Sơ đồ khối thuật tốn điều khiển .......................................................... 69
Ngơn ngữ lập trình điều khiển ............................................................. 70
Phần cứng Arduino .............................................................................. 71
Lập trình điều khiển hệ thống .............................................................. 71
3.4. Các hệ thống khác ........................................................................................ 72
Hệ thống nhiên liệu áp suất cao (common Rail).................................. 72
Hệ thống hòa trộn hỗn hợp .................................................................. 73
Hệ thống đánh lửa................................................................................ 75
Hệ thống cung cấp khí ......................................................................... 75
Hệ thống thải ........................................................................................ 76
Hệ thống làm mát ................................................................................. 77
Hệ thống thông tin................................................................................ 78
Hệ thống sấy......................................................................................... 80
3.5. Kết luận chương 3 ........................................................................................ 81
CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG Q TRÌNH HÌNH THÀNH HỖN HỢP VÀ CHÁY
HCCI TRONG CVCC .............................................................................................. 82
4.1. Xây dựng mơ hình mơ phỏng ....................................................................... 82
Phương trình cơ bản mơ tả q trình cháy .......................................... 82
iv
Phương pháp mô phỏng ....................................................................... 84
Đối tượng mô phỏng ............................................................................ 85
Mơ hình mơ phỏng ............................................................................... 86
4.2. Các chế độ mơ phỏng ................................................................................... 87
Điều kiện biên ...................................................................................... 88
Mơ hình lưới tính toán ......................................................................... 88
4.3. Kết quả và thảo luận ..................................................................................... 92
Quá trình bay hơi của nhiên liệu trong CVCC .................................... 92
Quá trình hịa trộn nhiên liệu trong CVCC ......................................... 94
Độ tin cậy của mơ hình ........................................................................ 95
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cháy trong buồng cháy CVCC 96
Ảnh hưởng của nồng độ ơxy đến q trình cháy trong CVCC ............ 98
4.4. kết luận chương 4 ......................................................................................... 99
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ................................................... 100
5.1. Mục đích thử nghiệm ................................................................................. 100
Đối tượng thử nghiệm ........................................................................ 100
Nhiên liệu thử nghiệm ........................................................................ 100
5.2. Quy trình và phạm vi thử nghiệm .............................................................. 102
Thử nghiệm phun nhiên liệu trước thời điểm CNLM. ........................ 102
Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ôxy đến quá trình cháy
........................................................................................................................... 103
Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cháy
........................................................................................................................... 104
5.3. Sơ đồ bố trí thử nghiệm và các trang thiết bị chính ................................... 104
Sơ đồ bố trí thử nghiệm ...................................................................... 104
Trang thiết bị thử nghiệm................................................................... 105
5.4. Kết quả thử nghiệm và thảo luận ............................................................... 105
Đánh giá độ tin cậy của CVCC.......................................................... 105
Thực nghiệm đánh giá chất lượng hỗn hợp HCCI ............................ 106
Đặc tính cháy của nhiên liệu B0, B10 hòa trộn trước thời điểm CNLM
........................................................................................................................... 107
Đặc tính cháy của nhiên liệu B0 và B10 hòa trộn sau khi CNLM .... 110
Ảnh hưởng của nồng độ ơxy đến q trình cháy ............................... 112
v
Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường bên trong đến q trình cháy của
hỗn hợp hịa trộn sau khi CNLM ....................................................................... 114
5.5. Kết luận chương 5 ...................................................................................... 116
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................. 117
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .................................................................. 119
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................. 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 121
PHỤ LỤC LUẬN ÁN ................................................................................................ 1
PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................ 1
PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................ 8
PHỤ LỤC 3 .............................................................................................................. 30
PHỤ LỤC 4 .............................................................................................................. 31
PHỤ LỤC 5 .............................................................................................................. 45
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Diễn giải
NCS
Nghiên cứu sinh
HCCI
Cháy do nén hỗn hợp đồng nhất
CI
Cháy do nén
SI
Cháy cưỡng bức
CO
Carbonmonoxide
TDC
Điểm chết trên
HC
Hyđrô cácbon
B0
Nhiên liệu Diesel truyền thống
B10
10% Diesel sinh học và 90% Diesel về thể tích
PFI
Hỗn hợp đồng nhất hình thành bên ngồi buồng cháy
PCCI
Cháy do nén hỗn hợp hình thành từ trước
NOx
Ơxit nitơ
PM
Chất thải dạng hạt
PCI
Cháy do nén hỗn hợp đã hịa trộn
NDI
Thu hẹp góc phun nhiên liệu
SOC
Thời điểm bắt đầu cháy
MK
Hệ thống điều biến động lực học phản ứng cháy
HPLI
Phun muộn hỗn hợp được hòa trộn đồng nhất
HCLI
Phun muộn hình thành hỗn hợp nạp đồng nhất
CVCC
Buồng cháy thể tích khơng đổi
DC
C2H2
Nguồn điện một chiều
Axetylen
H2
Hydro
O2
Ơxy
N2
Nitơ
PC
Máy tính
ERG
Ln hồi khí thải
vii
DME
Dymethyl ete
CFD
Mô phỏng động lực học chất lỏng
GFD
Biểu đồ phân phối nhiên liệu
LFD
Biểu đồ phân phối nhiên liệu cục bộ
IMEP
Áp suất chỉ thị trung bình
HRR
Tốc độ tỏa nhiệt
PG
Khí tổng hợp
CPG
Khí cơng nghiệp
CNG
Khí nén thiên nhiên
A/F
Tỉ lệ khơng khí - nhiên liệu
CA
Góc quay trục khuỷu
E0
Xăng nguyên chất
E20
Hỗn hợp pha trộn 20% ethanol và 80% xăng về thể tích
E85
Hỗn hợp pha trộn 85% ethanol và 15% xăng về thể tích
E100
Ethanol nguyên chất
ADB
Liên kết đơi trung bình của ngun tử cacbon
AC
Số ngun tử cacbon trung bình
CO2
Cacbonic
E20S80
Tỉ lệ thể tích là 20% ethanol/80% diesel sinh học
B20S80
Tỉ lệ thể tích là 20% butanol/80% diesel sinh học
SMD
Đường kính trung bình Sauter
B10S1080
10% n-butanol, 10% diesel sinh học đậu nành và 80% diesel về khối
lượng
B5S1580
5% n-butanol, 15% diesel sinh học đậu nành và 80% diesel về khối
lượng
B0S20D80
0% n-butanol, 20% diesel sinh học đậu nành và 80% diesel về khối
lượng
KL
Hệ số đánh giá sự tập trung bồ hóng
HVO
Dầu thực vật
CPG
Khí nén sản suất
viii
PG
Khí tổng hợp
DI
Phun xăng trực tiếp
RCEM
Máy nén nhanh mở rộng
HCCI PFI Cháy do nén hỗn hợp đồng nhất, hình thành hỗn hợp bên ngoài
HCCI-DI Cháy do nén hỗn hợp đồng nhất, phun trực tiếp
HiMICS
Hệ thống phun thông minh nhiều giai đoạn hỗn hợp đồng nhất
MULDIC Cháy nén hỗn hợp được hình thành nhiều giai đoạn
NVO
Độ trùng điệp van âm
PREDIC Cháy do nén hỗn hợp nghèo hình thành từ trước
RCEM
Máy nén nhanh mở rộng
UNIBUS Hệ thống cháy đồng nhất vùng lớn
λ
Hệ số dư lượng khơng khí
ϕ
Tỉ lệ tương đương
CNLM
Cháy nhiên liệu mồi
ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1. Thành phần phần trăm khí trước và sau khi cháy ................................... 45
Bảng 3. 1. Quy trình thiết kế, chế tạo hệ thống CVCC ............................................ 49
Bảng 3. 2. Điều kiện khí và đặc tính nhiên liệu sử dụng để tính tốn chiều dài và
góc tia phun [74] ....................................................................................................... 52
Bảng 3. 3. Thông số của vật liệu làm kính quan sát ................................................. 55
Bảng 3. 4. Thơng số của vật liệu thép S45C ............................................................ 55
Bảng 3. 5. Đặc tính vật liệu và dữ liệu tính tốn bề dày thành buồng cháy ............. 56
Bảng 3. 6. Kích thước sơ bộ của CVCC................................................................... 57
Bảng 3. 7. Thông số và dữ liệu tính tốn cửa sổ quan sát ........................................ 58
Bảng 3. 8. Thông số sơ bộ của buồng cháy .............................................................. 59
Bảng 3. 9. Thông số kỹ thuật bulông M10 cường độ cao ........................................ 61
Bảng 3. 10. Điều kiện mô phỏng của buồng cháy .................................................... 62
Bảng 4. 1. Thơng số hình học của mơ hình mơ phỏng ............................................. 86
Bảng 4. 2. Điều kiện biên xác định cho mơ hình mơ phỏng .................................... 88
Bảng 4. 3. Bước thời gian liên quan đến vòi phun nhiên liệu .................................. 88
Bảng 4. 4. Các cài đặt lưới sử dụng cho mơ hình mơ phỏng CVCC ....................... 89
Bảng 4. 5. Thông số và chất lượng lưới mô phỏng .................................................. 89
Bảng 4. 6. Thông số lưới và chất lượng lưới các mặt biên ...................................... 90
Bảng 4. 7. Phổ màu sắc tương ứng với tỉ lệ A/F ...................................................... 94
Bảng 5. 1. Tính chất của nhiên liệu B0, B10 [101] ................................................ 100
Bảng 5. 2. Nhiên liệu thử nghiệm theo thời gian ................................................... 101
Bảng 5. 3. Điều kiện thí nghiệm ............................................................................. 102
x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1. 1. Ảnh hưởng của phun muộn đến tốc độ tỏa nhiệt [21] ............................... 3
Hình 1. 2. Hệ thống CVCC nghiên cứu nhiên liệu lỏng có gia nhiệt buồng cháy [24]
.................................................................................................................................... 6
Hình 1. 3. Hệ thống CVCC nghiên cứu với nhiên liệu lỏng [25]............................... 7
Hình 1. 4. Hệ thống CVCC nghiên cứu nhiên liệu khí [100] ..................................... 8
Hình 1. 5. Hệ thống CVCC nghiên cứu lưỡng nhiên liệu [97]................................... 8
Hình 1. 6. Hệ thống CVCC nghiên cứu tính chất lý hóa của nhiên liệu [93] .......... 10
Hình 1. 7. buồng cháy CVCC hình trịn [27] ........................................................... 11
Hình 1. 8. Buồng cháy CVCC hình chữ nhật [15] ................................................... 11
Hình 1. 9. Áp suất trong động cơ HCCI ................................................................... 12
Hình 1. 10. Mơ hình cháy HCCI [28] ....................................................................... 13
Hình 1. 11. Phương pháp hình thành HCCI trong động cơ ...................................... 15
Hình 1. 12. Quy luật xung phun đối xứng quá trình phun sớm ................................ 17
Hình 1. 13. Chùm tia phun trên động cơ HCCI và động cơ truyền thống ............... 17
Hình 1. 14. Nghiên cứu mơ phỏng số hình thành hỗn hợp HCCI trên động cơ ....... 17
Hình 1. 15. Hình ảnh tia phun của xăng và n-butan tại 280 CAD Btdc [Pamb=1,1
MPa/Tamb=465K] từ Mei-scattering ......................................................................... 19
Hình 1. 16. Hình ảnh phát triển tia phun của dầu và dầu cọ ở áp suất phun 20 MPa
.................................................................................................................................. 20
Hình 1. 17. Hình ảnh ngọn lửa của nhiên liệu trong điều kiện áp suất 0,098 MPa,
nhiệt độ 1770C. ......................................................................................................... 20
Hình 1. 18. Ảnh hưởng của phần trăm thể tích hydro đến thời gian cháy ............... 22
Hình 1. 19. Ảnh hưởng của áp suất phun đến chiều dài thâm nhập và góc hình nón
của tia phun. ............................................................................................................. 23
Hình 1. 20. Bộ chuyển đổi, vị trí của bộ chuyển đổi trong CVCC, ảnh hưởng của
đường kính và số lỗ đến quá trình cháy.................................................................... 24
Hình 1. 21. Hình ảnh tia phun của hỗn hợp B0S2080 và B10S20D80 ở 800K ....... 24
Hình 1. 22. Hệ số KL của quá trình đốt cháy diesel tại thời điểm 1,110 ms dưới điều
kiện ôxy: (a) 21%; (b) 18%; (c) 15%; (d) 12%; (e) 10% ......................................... 25
Hình 1. 23. Buồng cháy CVCC ................................................................................ 26
Hình 1. 24. Hình ảnh ứng suất Von mises của CVCC và kính quan sát .................. 27
Hình 2. 1. Các phương pháp phun nhiên liệu trong CVCC ..................................... 30
Hình 2. 2. Hình thành hỗn hợp và cháy HCCI trong CVCC .................................... 31
Hình 2. 3. Quá trình cháy trong động cơ diesel truyền thống .................................. 32
xi
Hình 2. 4. Phun nhiên liệu trước khi CNLM ............................................................ 33
Hình 2. 5. Đồ thị áp suất của CVCC phun sau khi CNLM [71]............................... 34
Hình 2. 6. Đồ thị áp suất buồng cháy khi phun lưỡng nhiên liệu ............................. 34
Hình 2. 7. Cơ chế phá vỡ tia phun [66]. ................................................................... 35
Hình 2. 8. Sơ đồ mơ tả cơ chế phá vỡ tia phun [12] ................................................. 36
Hình 2. 9. Sự phân rã của tia phun diesel [66] ......................................................... 36
Hình 2. 10. Phân bố chùm tia phun áp suất cao nhiều lỗ chất lỏng (màu đen), hơi
(màu xám) [67] ......................................................................................................... 37
Hình 2. 11. Phần trăm CO2 với phần trăm O2 khác nhau sau khi cháy hỗn hợp khí
[94]............................................................................................................................ 44
Hình 2. 12. LFL tại các giá trị khác nhau của phần trăm số mol [94]...................... 45
Hình 2. 13. Thời gian cháy trễ của nhiên liệu [61]................................................... 46
Hình 3. 1. Hệ thống CVCC ...................................................................................... 50
Hình 3. 2. Chiều dài và góc của tia phun [73] .......................................................... 52
Hình 3. 3. Đặc tính của tia phun với nhiên liệu thử nghiệm [82] ............................. 53
Hình 3. 4. Kích thước lớn nhất đối với nhiên liệu thử nghiệm ................................ 54
Hình 3. 5. Hình chiếu bằng và chiếu cạnh của buồng cháy ..................................... 54
Hình 3. 6. Ứng suất bên trong thành xylanh [78] ..................................................... 56
Hình 3. 7. Điều kiện xung quanh TDC bởi q trình đa biến tính tốn với chỉ số đa
biến (n=1,35) ............................................................................................................ 57
Hình 3. 8. Hình vẽ mặt cắt của kính thạch anh ........................................................ 58
Hình 3. 9. Chiều dày và bề mặt kính quan sát .......................................................... 58
Hình 3. 10. Mối ghép bulơng chịu lực dọc ............................................................... 60
Hình 3. 11. Ký hiệu trên bulơng ............................................................................... 61
Hình 3. 12. Mơ hình CVCC, kính quan sát và nắp CVCC ....................................... 62
Hình 3. 13. Mơ hình chia lưới của buồng cháy, kính quan sát và nắp buồng cháy . 62
Hình 3. 14. Ứng suất, chuyển vị và truyền nhiệt của buồng cháy ở 4000C ............. 63
Hình 3. 15. Ứng suất, chuyển vị và truyền nhiệt của buồng cháy ở 10000C ........... 63
Hình 3. 16. Ứng suất, chuyển vị và truyền nhiệt của kính quan sát ở 2000C ........... 64
Hình 3. 17. Ứng suất, chuyển vị và truyền nhiệt của kính quan sát ở 10000C ......... 64
Hình 3. 18. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chuyển vị tương đương và truyền nhiệt đến
kính quan sát ............................................................................................................. 65
Hình 3. 19. Ứng suất tương đương, chuyển vị và truyền nhiệt của nắp CVCC ....... 65
Hình 3. 20. Thân CVCC ........................................................................................... 66
xii
Hình 3. 21. Nắp CVCC ............................................................................................. 67
Hình 3. 22. Mặt bích giữ kính quan sát .................................................................... 67
Hình 3. 23. Các chi tiết chính của buồng cháy sau khi gia cơng .............................. 68
Hình 3. 24. Các bộ phận của hệ thống điều khiển CVCC ........................................ 68
Hình 3. 25. Giao diện hệ thống điều khiển hoạt động của CVCC ........................... 69
Hình 3. 26. Sơ đồ thuật toán điều khiển hệ thống CVCC ........................................ 69
Hình 3. 27. Giao diện LabView................................................................................ 70
Hình 3. 28. Board Arduino Nano ............................................................................. 71
Hình 3. 29. Sơ đồ khối chương trình điều khiển ...................................................... 72
Hình 3. 30. Hệ thống nhiên liệu Common Rail ........................................................ 73
Hình 3. 31. Cơ chế điều khiển vịi phun ................................................................... 73
Hình 3. 32. Các bộ phận chính của quạt hịa trộn .................................................... 74
Hình 3. 33. Hình dạng quạt hịa trộn lắp ráp ............................................................ 74
Hình 3. 34. Vị trí cánh quạt hịa trộn bên trong CVCC ............................................ 74
Hình 3. 35. Mơ tơ quạt hịa trộn ............................................................................... 74
Hình 3. 36. Sơ đồ hệ thống đánh lửa ........................................................................ 75
Hình 3. 37. Các bộ phận chính của hệ thống đánh lửa ............................................. 75
Hình 3. 38. Hệ thống cung cấp khí cho CVCC ........................................................ 76
Hình 3. 39. Các bộ phận chính của hệ thống cung cấp khí: a. Khóa; b. Dây nối; c.
Van an tồn; d. Bình khí ơxy; e. Bình khí axetilen; f. Bình khí nitơ ....................... 76
Hình 3. 40. Các bộ phận chính của hệ thống thải ..................................................... 77
Hình 3. 41. Sơ đồ hệ thống làm mát vịi phun nhiên liệu ......................................... 78
Hình 3. 42. Bơm nước làm mát vịi phun nhiên liệu ................................................ 78
Hình 3. 43. Hệ thống thơng tin và thu thập dữ liệu .................................................. 78
Hình 3. 44. Hệ thống thu thập hình ảnh CVCC ....................................................... 79
Hình 3. 45. Hệ thống camera tốc độ cao và các thiết bị .......................................... 79
Hình 3. 46. Vịng ốp nhiệt điện trở ........................................................................... 80
Hình 3. 47. Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiệt............................................................... 80
Hình 3. 48. Vị trí vịng nhiệt điện trở trên CVCC .................................................... 81
Hình 4. 1. Buồng cháy CVCC .................................................................................. 85
Hình 4. 2. Mơ hình mơ phỏng CVCC ...................................................................... 87
Hình 4. 3. Lưới tính tốn sử dụng cho mơ hình mơ phỏng: 4,740,722 ơ lưới;
14,157,523 mặt; 4,859,160 điểm nút ........................................................................ 91
xiii
