Nghiên cứu sự ảnh hưởng của kim phun CDI đến đặc tính động cơ diesel đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

TĨM TẮT
1. Vấn đề nghiên cứu
-

Động cơ 2KD-FTV

-

Lý thuyết tính toán động lực học (CFD)

-

Lý thuyết phun nhiên liệu, cháy và hình thành khí xả trong động cơ

-

Phần mềm mơ phỏng AVL Fire

2. Các hướng tiếp cận
-

Tham khảo đồ án thu thập dữ liệu các khóa trước, góp ý của thầy hướng dẫn, sách
và các nguồn tài liệu trong và ngoài nước để đưa ra phương án thực hiện.

3. Cách giải quyết vấn đề
-

Thiết lập mô phỏng bằng phần mềm AVL FIRE.

-

Tìm kiếm tài liệu trên Internet, tham khảo ý kiến của giảng viên hướng dẫn thầy
Đinh Tấn Ngọc.

4. Kết quả thu được
-

So sánh ưu nhược được các đường kính lỗ tia phun nhiên liệu, và chọn được đường
kính phù hợp với động cơ mơ phỏng.

-

Tìm được cách nâng cao hiệu suất động cơ Diesel thông qua mô phỏng.

ii


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................i
TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ............................................................ vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... xii
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................xvi
Chương 1. TỔNG QUAN .............................................................................................. 1
1.1. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................1
1.2. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu.............................................1
1.2.1. Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................1
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................1
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................1

1.3.1. Trong nước ................................................................................................ 1
1.3.2. Ngoài nước ................................................................................................ 3
Chương 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ...................................................................6
2.1. Sơ lược về sự phát triển của động cơ Diesel sử dụng Common Rail .........6
2.2. Lý thuyết phun nhiên liệu và phân tích chùm tia phun .............................7
2.2.1. Lý thuyết phun nhiên liệu .........................................................................7
2.2.1.1. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail ............................................7
2.2.1.2. Lý thuyết quá trình phun nhiên liệu trong động cơ Diesel Common
Rail ............................................................................................................................... 9
2.2.1.3. Ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun trong q trình mơ phỏng phun
nhiên liệu trong AVL Fire .........................................................................................11
iii


2.2.2. Ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến chùm tia phun ....................18
2.2.2.1. Tổng quát về chùm tia phun .................................................................18
2.2.2.2. Quá trình phân rã của chùm tia nhiên liệu ...........................................20
2.2.2.3. Ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến sự phân rã tia phun .........21
2.3. Lý thuyết điều khiển áp suất phun ............................................................. 22
2.3.1. Phân tích lý thuyết về hệ thống nhiên liệu CR........................................22
2.3.1.1. Tính tốn động lực học đầu vào của CR ..............................................24
2.3.1.2. Tính mơ đun đàn hồi nhiên liệu ...........................................................26
2.3.1.3. Tính tốn động lực học đầu ra của CR.................................................26
2.3.1.4. Tính tốn rị rỉ tĩnh của van đầu ra .......................................................27
2.3.2. Phương pháp điều khiển ..........................................................................30
2.3.2.1. Điều khiển nguồn cấp dữ liệu ............................................................. 30
2.3.2.2. Điều khiển thông tin phản hồi .............................................................. 30
2.3.3. Thiết lập thử nghiệm ...............................................................................31
2.4. Quá trình hình thành khí xả .......................................................................33
2.4.1. Mơ hình sự hình thành NOx trong buồng đốt động cơ ...........................37

2.4.2. Mơ hình q trình oxy hóa và hình thành muội than .............................. 38
2.5. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................38
Chương 3. MƠ PHỎNG Q TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU TRÊN ĐỘNG CƠ
2KD - FTV ....................................................................................................................39
3.1. Thông số kết cấu động cơ 2KD - FTV ........................................................39
3.1.1. Thông số động cơ 2KD - FTV ................................................................ 39
3.1.2. Thông số biên dạng piston động cơ 2KD-FTV.......................................40
3.2. Thiết lập các thông số cơ bản trong phần mềm AVL Fire công cụ ESE
Diesel ............................................................................................................................. 42
3.2.1. Thông tin chung về động cơ (General Engine Data) .............................. 43
iv


3.2.2. Phác thảo hình dạng đỉnh piston, kim phun nhiên liệu (Sketcher) .........45
3.2.3. Chia lưới (Mesher) ..................................................................................49
3.2.4. Thiết lập các tham số mơ hình hóa (Simulation Parameters) .................50
Chương 4. ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ...........................................77
4.1. Đánh giá sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến động cơ...........80
4.1.1. Đánh giá sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến công suất và
moment động cơ.........................................................................................................81
4.1.2. Sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến suất tiêu hao nhiên liệu. 83
4.1.3. Đánh giá sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến phát thải khí xả.
....................................................................................................................................84
4.1.3.1. Đánh giá sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến phát thải NOx.
....................................................................................................................................84
4.1.3.2. Đánh giá sự ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun đến phát thải muội
than. ............................................................................................................................ 93
4.2. Nhận xét kết quả.........................................................................................101
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................105
5.1. Kết luận .......................................................................................................105

5.2. Kiến nghị .....................................................................................................105
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................106
PHỤ LỤC A ...............................................................................................................109
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM AVL FIRE ..........................................................109
1.

Khái quát về phần mềm AVL Fire ...........................................................109

2.

Công cụ ESE Diesel .................................................................................111

3.

Kết luận ....................................................................................................112

PHỤ LỤC B ................................................................................................................113
BẢNG KẾT QUẢ ..............................................................................................113
v


1.

Thông số động cơ tại tốc độ động cơ 800 vịng/phút ...............................113

2.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 1200 vịng/phút .............................113

3.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 1600 vịng/phút .............................114

4.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 2100 vịng/phút .............................114

5.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 2600 vịng/phút .............................115

6.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 3100 vịng/phút .............................115

7.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 3600 vịng/phút .............................116

8.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 4100 vịng/phút .............................116

9.

Thơng số động cơ tại tốc độ động cơ 4600 vòng/phút .............................117

10. Thông số động cơ tại tốc độ động cơ 5000 vòng/phút ............................117

vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Từ viết tắt Chú thích
a

Diện tích dịng.

Từ viết tắt

Chú thích

MPV

Multiple-Purpose
Vehicle (Xe đa
dụng)

A
A/F

Diện tích dòng chảy của van nạp (m2)

Air/Fuel (Tỉ lệ hòa trộn hỗn hợp khí và

N

Tốc độ bơm nhiên
liệu (vịng/phút)

N2,N

Ni tơ.

nhiên liệu)
Ac

Diện tích lỗ tia phun tại điểm c.

NH3

Amoniac

Aeff

Tiết diện thực tế tại vị trí phun.

NOx

Oxit nitơ.

AFRStoich

Tỉ số Stoich.

O2,O

Oxi

Ageo

Tiết diện lý thuyết (thiết kế) tại vị trí

OH

Hydroxyl

phun.
ASTM

American Society for Testing and
Materials (Hiệp hội Vật liệu và Thử

p

nghiệm Hoa Kỳ)
ATDC

After Top Dead Center (Sau điểm chết
trên)

B

Module đàn hồi

B0

Diesel dầu mỏ (0,05% S)

Áp suất đường

ống rail (Pa)
Áp suất của đường

p0

p1

nhiên liệu áp suất
thấp (Pa)
Áp suất đầu vào lỗ
tia phun.

p2

Áp suất đầu ra lỗ
tia phun.

B5, B10,

Biodiesel

B20

Giá trị mục tiêu
Paim

của áp suất ống
rail

BSFC

Suất tiêu hao nhiên liệu có ích

pc

Áp suất tại điểm c.

vii


BTDC

Before Top Dead Center (Trước điểm

Proportional

chết trên)

Integral
PID

Derivative, bộ
điều khiển vi tích
phân tỉ lệ

BTE

The brake thermal efficiency (hiệu
suất nhiệt tiêu hao)

Ca

Pin

Hệ số liên kết diện tích lỗ tia phun
thực tế và diện tích lỗ tia phun tồn

pl

phun khơng có lớp biên.
Cc

Hệ số co.

CCD

Central composite design (thiết kế
trung tâm tổng hợp)

Cd

CDI,

Hệ số phun.

Common Rail Direct Injection

PM
Pout

Pre
pvapor

CRDI
CFD

Áp suất phía trước
piston điều khiển
Áp suất đóng của
van nạp (Pa)
Vật chất hạt.
Áp suất phía sau
piston điều khiển
Giá trị thực của áp
suất ống rail
Áp suất hóa hơi
nhiên liệu.

Computational Fluid Dynamics (mô

Ρ

Mật độ

phỏng động lực học chất lỏng).
CNG

Compressed Natural Gas (Khí ga tự
nhiên được nén)

CO

CO2

Carbon mono oxit.

𝑄̇il
𝑄̇inj

Độ rị rỉ của van
nạp
Lượng phun của
kim phun
Lượng nhiên liệu

Cacbon dioxit ( Cacbonic ).

ra từ kim phun
𝑄̇inj_n

nhiên liệu (bao
gồm phun và rò
rỉ)

CR

CommonRail

𝑄̇ol

Lượng rò rỉ của
van xả

viii


Cv

Hệ số vận tốc giữa vận tốc có ích và lý
thuyết.

𝑄̇pl

Độ rò rỉ của buồng
piston
Lượng bơm thực

Cv

Hệ số lưu lượng van nạp

𝑄̇pump

tế của bơm nhiên
liệu áp suất cao

D

Đường kính thiết kế lỗ tia phun.

𝑄̇sl

Lượng rò rỉ tĩnh
của van xả
Lượng nhiên liệu

d

Đường kính của buồng piston (m)

𝑄̇wp

đi qua van nạp vào
buồng piston

d0

Khoảng cách rò rỉ giữa đường ống và
chân van của van nạp

Db

Đường kính của lỗ

DDM

Discrete Droplet Method (Phương

Lượng bơm lí
𝑄̇H

nhiên liệu cao áp
R

Đường kính lỗ tia phun thực tế.

Bán kính đầu vào
lỗ tia phun

S

pháp giọt rời rạc)
Deff

thuyết của bơm

Chiều dài xuyên
thấu tia phun

SEM

Scanning Electron
Microscope (Kính
hiển vi điện tử
quét)

DI

di

Direct Injection (Phun trực tiếp)

SO2

Sulfur dioxide

SUV

Sport Utility

Đường kính của van nạp (m)

Vehicle (Xe thể
thao đa dụng)

Dn

Đường kính lỗ tia phun.

Dp

Đường kính của piston điều khiển

ECU

Electronic Control Unit

tb

Thời gian phân rã

TDC

Top Dead Center
(Điểm chết trên)

U

Vận tốc

ix


EDX

EGR

Energy Dispersive X-ray (máy phân tích uc

Vận tốc dịng chảy

tia X phân tán năng lượng)

tại điểm c

Exhaust Gas Recirculation System (Hệ uef

Vận tốc thực tế

thống tuần hồn khí xả)

FAME

Fatty acid methyl esters (Axit metyl

Ueff

este)
FGRA

Mối quan hệ mờ

Vận tốc phun thực
tế

Ugeo

Vận tốc phun lý
thuyết

H

Hành trình của piston (m)

HC

Hydrocacbon (HC).

HCN

Axit xianhiđric

IMEP

Áp suất chỉ thị trung bình

uth

Vận tốc tổn thất lý
thuyết

V
v

Thể tích điều
khiển CR
Vận tốc
Vận tốc thành

Vb

trong piston điều
khiển

K

Cường độ xâm thực.

Kcrit

Điểm tới hạn xâm thực.

L

Vinj
𝑉𝑝

Chiều dài lỗ tia phun.

Tốc độ tia phun
Thể tích buồng
piston (m3)
Vận tốc thân van

VP

của piston điều
khiển

Lb

Chiều dài phân rã.

Khe hở giữa ống
δi

và chân van của
van nạp (m)

Lgap

Li

Chiều dài bề mặt của piston điều
khiển.
Chiều dài cố định giữa ống và chân
van của van nạp (m)

Khe hở rò rỉ giữa
δl

các bộ phận bơm
nhiên liệu (m)

ΔP

Áp suất phun có
ích

x


Ll

Chiều dài của piston là bề mặt tiếp xúc
(m)
Chiều dài giữa ống và chân van của

Lo

van xả

M (dot)

Động lượng.

m (dot)

Thông lượng khối.

Ma

Khối lượng khơng khí nạp.

Khối lượng riêng
ρ

của nhiên liệu
(kg/m3)

ρ1

Mật độ lý tưởng
khơng có lớp biên

ղ
𝛌

Hiệu suất bơm
nhiên liệu
Lamđa

Độ nhớt động học

µ

của nhiên liệu
( kg(ms)-1)

Mf

Khối lượng nhiên liệu phun.

µs

Micro giây

MME20

Mahua methyl ester 20% + Diesel fuel

𝜌a

Mật độ của không

80%
mpump_base

Lượng nhiên liệu cơ bản (kg)

mpump-l

Rò rỉ của bơm nhiên liệu áp suất cao.

khí
𝜌l

Mật độ của nhiên
liệu lỏng

xi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2. 1. Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail [23]. ................................ 7
Hình 2. 2. Kim phun Common Rail động cơ 2KD-FTV .................................................9
Hình 2. 3. Đặc tính phun nhiên liệu [4] .........................................................................11
Hình 2. 4. Tổng quan về các quá trình xảy ra trong kim phun nhiên liệu [12] .............12
Hình 2. 5. Vị trí xảy ra xâm thực trong kim phun nhiên liệu [14] ................................ 13
Hình 2. 6. Hiện tượng xâm thực xảy ra trong lỗ tia phun nhiên liệu [14] .....................14
Hình 2. 7. Ảnh hưởng của hệ số phun và hệ số K đến hiện tượng xâm thực [14] ........16
Hình 2. 8. Ảnh hưởng của tỷ số L/D đến vận tốc phun nhiên liệu [18] ........................17
Hình 2. 9. Ảnh hưởng của tỷ số L/D đến đường kính lỗ tia phun nhiên liệu [18] ........18
Hình 2. 10. Sơ đồ tia phun nhiên liệu trong động cơ Diesel [13]..................................19
Hình 2. 11. Cấu trúc chùm tia phun nhiên liệu [20] ......................................................20
Hình 2. 12. Điều khiển dự đốn và điều khiển phản hồi ...............................................22
Hình 2. 13. Mơ hình đơn giản hóa của hệ thống nhiên liệu CR ....................................23
Hình 2. 14. Mơ hình dịng chảy trong khe hẹp của các bề mặt ăn khớp của trục và lỗ 27
Hình 2. 15. Dữ liệu đầu vào...........................................................................................30
Hình 2. 16. Điều khiển phản hồi....................................................................................31
Hình 2. 17. Kiểm sốt áp suất ống rail được tối ưu hóa ................................................32
Hình 2. 18. Sơ đồ thiết lập thử nghiệm .........................................................................33

Hình 2. 19. Mức phát thải hợp pháp của NOx và PM cho xe có trọng lượng dưới 2610kg
theo QCVN 109:2021/BGTVT [24] ..............................................................................35
Hình 2. 20. Vùng hình thành muội và NOx theo nhiệt độ và tỷ lệ tương đương khơng
khí nhiên liệu (1/𝛌) [10] ................................................................................................ 37
Hình 3. 1. Động cơ Diesel 2KD - FTV .........................................................................39
Hình 3. 2. Piston của động cơ 2KD-FTV ......................................................................40
Hình 3. 3. Biên dạng thiết kế piston của động cơ 2KD-FTV [25][26] .........................41
Hình 3. 4. Biên dạng thiết kế piston của động cơ 2KD-FTV sau khi thiết lập .............42
Hình 3. 5. Quy ước góc quay trục khuỷu trong phần mềm AVL Fire [18] ...................42
Hình 3. 6. Phần được chia lưới mô phỏng đối với kim phun có 4 lỗ tia phun [18] ......43
Hình 3. 7. Các thơng số chung về động cơ ....................................................................44
Hình 3. 8. Các thông số về chuyển dịch piston ............................................................. 44
xii


Hình 3. 9. Mẫu piston số 21 trong AVL Fire ................................................................ 46
Hình 3. 10. Hình dạng hình học piston động cơ 2KD-FTV ..........................................46
Hình 3. 11. Mẫu hình học mẫu kim phun trong AVL Fire............................................46
Hình 3. 12. Thơng số hình học của piston .....................................................................47
Hình 3. 13. Thơng số hình học của kim phun ............................................................... 47
Hình 3. 14. Các khối trong mơ hình piston ...................................................................49
Hình 3. 15. Mơ hình piston động cơ 2KD-FTV sau khi chia lưới ................................ 50
Hình 3. 16. Thiết lập chế độ mơ phỏng .........................................................................51
Hình 3. 17. Thiết lập các mơ đun tính tốn ..................................................................52
Hình 3. 18. Tổng quan về các loại điều kiện biên [18]. ................................................53
Hình 3. 19. Vị trí áp dụng điều kiện biên đối xứng [18]. ..............................................53
Hình 3. 20. Vị trí mặt di chuyển đoạn nhiệt [18]. .........................................................54
Hình 3. 21. Các lựa chọn cho điều kiện biên theo chu kỳ [18]. ....................................54
Hình 3. 22. Thiết lập điều kiện biên Piston ...................................................................55
Hình 3. 23. Thiết lập điều kiện biên cho xy lanh ..........................................................56

Hình 3. 24. Thiết lập điều kiện biên của trục ................................................................ 57
Hình 3. 25. Thiết lập điều kiện biên đầu mặt chuyển ....................................................58
Hình 3. 26. Thiết lập điều kiện biên phần thể tích bù ...................................................59
Hình 3. 27. Thiết lập điều kiện biên đầu nắp xy lanh....................................................60
Hình 3. 28. Thiết lập thuộc tính nhiên liệu (khơng khí) ................................................61
Hình 3. 29. Đồ thị đặc tính áp suất – tốc độ ..................................................................62
Hình 3. 30. Thiết lập điều kiện ban đầu ........................................................................63
Hình 3. 31. Thiết lập các phương trình được kích hoạt tính tốn..................................65
Hình 3. 32. Thiết lập tần số giá trị đầu ra ......................................................................67
Hình 3. 33. Khởi động các mơ đun tính tốn kết quả dạng 3 chiều .............................. 67
Hình 3. 34. Tạo file khởi động lại .................................................................................68
Hình 3. 35. Tạo file sao lưu ...........................................................................................68
Hình 3. 36. Thiết lập vận chuyển nhiên liệu .................................................................69
Hình 3. 37. Khởi chạy đầu ra mở rộng ..........................................................................69
Hình 3. 38. Thiết lập mơ hình cháy ...............................................................................69
Hình 3. 39. Thiết lập mơ hình khí xả NO ......................................................................70
xiii


Hình 3. 40. Thiết lập mơ hình khí xả muội than ...........................................................70
Hình 3. 41. Thiết lập nhiên liệu đầu vào .......................................................................71
Hình 3. 42. Thiết lập đối tượng mơ phỏng ....................................................................72
Hình 3. 43. Thiết lập dữ liệu chung cho kim phun ........................................................72
Hình 3. 44. Thiết lập kích thước hạt nhiên liệu ............................................................. 73
Hình 3. 45. Thiết lập dữ liệu hình học kim phun ..........................................................73
Hình 3. 46. Nozzle - Diagrams - Injection Rate Table ..................................................76
Hình 4. 1. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chính trên ơ tơ [18]. ........................................80
Hình 4. 2. Biểu đồ cơng suất – moment ........................................................................81
Hình 4. 3. Biểu đồ suất tiêu hao nhiên liệu ...................................................................83
Hình 4. 4. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 800 (vịng/phút) ............................................84

Hình 4. 5. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 1200 (vịng/phút) ..........................................85
Hình 4. 6. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 1600 (vịng/phút) ..........................................86
Hình 4. 7. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 2100 (vịng/phút) ..........................................86
Hình 4. 8. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 2600 (vịng/phút) ..........................................87
Hình 4. 9. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 3100 (vịng/phút) ..........................................87
Hình 4. 10. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 3600 (vịng/phút) ........................................88
Hình 4. 11. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 4100 (vòng/phút) ........................................88
Hình 4. 12. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 4600 (vịng/phút) ........................................89
Hình 4. 13. Tỷ lệ NOx tại tốc độ động cơ 5000 (vịng/phút) ........................................89
Hình 4. 14. Biểu đồ tỷ lệ khối lượng NOx ....................................................................92
Hình 4. 15. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 800 (vòng/phút) ..................................93
Hình 4. 16. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 1200 (vịng/phút) ................................ 94
Hình 4. 17. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 1600 (vòng/phút) ................................ 95
Hình 4. 18. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 2100 (vịng/phút) ................................ 96
Hình 4. 19. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 2600 (vòng/phút) ................................ 96
Hình 4. 20. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 3100 (vịng/phút) ................................ 97
Hình 4. 21. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 3600 (vòng/phút) ................................ 98
Hình 4. 22. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 4100 (vịng/phút) ................................ 98
Hình 4. 23. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 4600 (vòng/phút) ................................ 99
Hình 4. 24. Tỷ lệ muội than tại tốc độ động cơ 5000 (vòng/phút) ................................ 99
xiv


Hình 4. 25. Biểu đồ tỷ lệ khối lượng muội than ..........................................................100
Hình 4. 26. Biểu đồ so sánh các đặc tính ngồi động cơ tại vận tốc 1600(vịng/phút)
..........................................................................................................................................101
Hình 4. 27. Biểu đồ so sánh các đặc tính ngồi động cơ tại vận tốc 2600(vịng/phút)
..........................................................................................................................................102
Hình 4. 28. Biểu đồ so sánh các đặc tính ngồi động cơ tại vận tốc 3600(vịng/phút)
..........................................................................................................................................103

Hình 0. 1. Công cụ AVL Fire ESE Diesel ...................................................................111

xv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3. 1. Bảng thông số chung của động cơ và chuyển dịch piston ...........................45
Bảng 3. 2. Thơng số hình học của piston và kim phun .................................................48
Bảng 3. 3. Thay đổi bước tính tốn ...............................................................................51
Bảng 3. 4. Thiết lập điều kiện biên Piston .....................................................................55
Bảng 3. 5. Thiết lập điều kiện biên cho xy lanh ............................................................ 56
Bảng 3. 6. Thiết lập điều kiện biên của trục ..................................................................57
Bảng 3. 7. Thiết lập điều kiện biên đầu mặt chuyển .....................................................58
Bảng 3. 8. Thiết lập điều kiện biên phần thể tích bù .....................................................59
Bảng 3. 9. Thiết lập điều kiện biên đầu nắp xy lanh .....................................................60
Bảng 3. 10. Bảng áp suất ứng với từng tốc độ. ............................................................. 62
Bảng 3. 11. Thiết lập điều kiện ban đầu ........................................................................64
Bảng 3. 12. Thiết lập tuyến tính hóa .............................................................................65
Bảng 3. 13. Khởi động các mơ đun tính tốn kết quả dạng 3 chiều .............................. 68
Bảng 3. 14. Thiết lập mơ hình khí xả muội than ...........................................................71
Bảng 3. 15. Thiết lập mơ hình phun ..............................................................................74
Bảng 4. 1. Bảng giá trị kết quả mô phỏng AVL FIRE (800 – 2600 rpm) .....................77
Bảng 4. 2. Bảng giá trị kết quả mô phỏng AVL FIRE (3100 – 5000 rpm) ...................78
Bảng 4. 3. Bảng tỉ lệ tăng NOx tại các vận tốc từ 1600 đến 3600 vòng/phút (trừ tốc độ
2600 vòng/phút) .............................................................................................................90
Bảng 4. 4. Bảng tỉ lệ tăng NOx tại các vận tốc từ 4100 đến 5000 vòng/phút (thêm tốc độ
2600 vòng/phút) .............................................................................................................91
Bảng 4. 5. Bảng tỉ lệ NOx giảm khi tăng tốc độ động cơ (so với tốc độ động cơ ở số
vòng quay 800 vòng/phút) ............................................................................................. 93
Bảng 4. 6. Bảng so sánh giữa kết quả mô phỏng và thực tế của động cơ 2KD-FTV .104

xvi


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
-

Nghiên cứu ảnh hưởng của đường kính lỗ tia phun nhiên liệu CDI đến đặc tính động
cơ Diesel.

-

Đề xuất phương án tối ưu hóa cơng suất động cơ Diesel Common Rail.

1.2. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
1.2.1. Đối tượng nghiên cứu
-

Động cơ 2KD-FTV.

-

Lý thuyết cháy, phun nhiên liệu và hình thành khí xả trong động cơ.

-

Phần mềm mơ phỏng AVL Fire.

1.2.2. Phạm vi nghiên cứu

-

Trong bài viết này chỉ tập trung vào việc xem xét sự ảnh hưởng của đường kính lỗ
tia phun đến cơng suất động cơ Diesel Common Rail. Các thiết lập thông số trên
phần mềm mô phỏng AVL Fire giữ nguyên chỉ thay đổi thông số đường kính lỗ tia
phun.

1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.3.1. Trong nước
Từ khi ra đời đến nay động cơ Diesel Common Rail không ngừng được cải tiến và
phát triển để ngày càng hoàn thiện và đạt năng suất cao. Trong những năm gần đây, vấn đề
nghiên cứu nhằm tối ưu hóa cơng suất động cơ, giảm lượng khí thải là sự quan tâm hàng
đầu của các nhà nghiên cứu động lực học. Tại Việt Nam có những nghiên cứu nổi bật như:
“Đánh giá ảnh hưởng của các thông số làm việc đến cơng suất và khí thải NOx của
động cơ Diesel Common Rail” của tác giả Phạm Minh Hiếu, Nguyễn Mạnh Dũng, Lê Đức
Hiếu. Bài báo này giới thiệu một thuật toán mới để đánh giá tác động của các nhân tố khác
nhau đến cơng suất và khí thải NOx của động cơ Diesel Common Rail. Tác động của tám
thông số (tốc độ, mô men, áp suất chỉ thị trung bình (IMEP), áp suất cực đại trong xilanh,
tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu, thời điểm bắt đầu phun, thời gian phun và suất tiêu hao nhiên
liệu có ích (BSFC)) đối với cơng suất và khí thải NOx của động cơ được đánh giá bằng
cách phân hạng mối quan hệ mờ (FGRA) giữa các thông số. Kết quả cho thấy thứ hạng
ảnh hưởng đến công suất động cơ lần lượt là BSFC, mô men, IMEP, tốc độ, thời gian phun,
áp suất cực đại trong xilanh, thời điểm bắt đầu phun và tỷ lệ khơng khí - nhiên liệu. Ngồi
1


ra, thứ tự ảnh hưởng đối với khí thải NOx là BSFC, tốc độ động cơ, IMEP, mô men, áp
suất cực đại, thời gian phun, thời điểm bắt đầu phun và tỉ lệ khơng khí - nhiên liệu. Nghiên
cứu này rất có ích cho việc tối ưu hóa đặc tính cơng suất và khí thải của động cơ Diesel
dựa trên các thông số làm việc [3].

“Nghiên cứu xây dựng mô hình cháy động cơ Diesel Common Rail khi sử dụng diesel
và biodiesel với một lần phun chính” của tác giả TS. Khổng Văn Nguyên; TS. Anh Vũ;
TS. Trần Văn Thoan; TS. Trần Anh Trung; PGS. TS. Nguyễn Hoàng Vũ. Trong những
năm gần đây, việc sử dụng nhiên liệu sinh học trên các động cơ Diesel truyền thống đang
được các nhà khoa học, các nhà sản xuất nhiên liệu cũng như người tiêu dùng hết sức quan
tâm. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng loại nhiên liệu này trên động cơ Diesel dùng hệ
thống phun nhiên liệu điều khiển điện tử kiểu Common Rail (CR), có ưu điểm áp suất phun
lớn, điều khiển chính xác lượng phun, thời điểm và số lần phun thì vẫn đang cịn bỏ ngỏ.
Bài viết này nghiên cứu, đánh giá chất lượng quá trình cháy trong xylanh động cơ Diesel
2.5 TCI-A lắp trên xe HYUNDAI STAREX khi sử dụng diesel (B0) và biodiesel B20. Các
kết quả bao gồm tốc độ tỏa nhiệt, góc cháy trễ và thời gian cháy được xác định từ phương
trình nhiệt động thứ nhất với đầu vào là áp suất xy lanh đo thực nghiệm trên động cơ khi
sử dụng B0 và B20. Kết quả cho thấy khi sử dụng B20 thì tốc độ tỏa nhiệt, góc cháy trễ và
thời gian cháy không thay đổi nhiều so với khi dùng B0 [7].
“Nghiên cứu phương pháp điều khiển cung cấp nhiên liệu trên động cơ Common Rail
Diesel sử dụng nhiên liệu kép (CNG-Diesel)” của tác giả Huỳnh Phước Sơn. Với kết quả
nghiên cứu đạt được, luận án đã đạt được mục tiêu quan trọng đặt ra là điều khiển cung
cấp nhiên liệu kép trên động cơ Diesel có tỷ số nén cao, bảo tồn được cơng suất động cơ,
tiết kiệm nhiên liệu và giảm mức phát thải. Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm
chủ cơng nghệ điều khiển cung cấp nhiên liệu kép trong điều kiện thực tế tại Việt Nam,
nghiên cứu có ý nghĩa lớn trong việc hướng đến cải tiến hệ thống nhiên liệu trên các động
cơ tĩnh tại để tiết kiệm chi phí nhiên liệu và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm [8].

2


1.3.2. Ngoài nước
Để tuân thủ các quy định về phát thải khí xả nghiêm ngặt, đặc biệt là trên động cơ
Diesel áp dụng tiêu chuẩn EURO 4 ở Việt Nam, tiêu chuẩn EURO 6 ở các nước Châu Âu
năm 2014 và tiếp theo là tiêu chuẩn EURO 6D thử nghiệm phát thải khi cho xe chạy thực

tế (real driving Emissions) áp dụng vào năm 2020. Với động cơ Diesel thông thường rất
khó để đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải ngày càng khắt khe hơn. Chính vì vậy động
cơ Diesel Common Rail được nghiên cứu và phát triển nhằm mục đích khắc phục những
nhược điểm mà động cơ diesel đang gặp phải như giảm lượng khí thải, giảm mức tiêu hao
nhiên liệu và tiếng ồn…. Tuy vậy, động cơ Diesel Common Rail chưa phải là tối ưu nhất,
chúng ta vẫn cần phải nghiên cứu và phát triển thêm nữa về vấn cải thiện cơng suất và giảm
khí thải trong tình trạng ơ nhiễm khơng khí ngày càng nghiêm trọng trên thế giới hiện nay.
Các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong và ngồi nước đều đang tích cực nghiên cứu về vấn đề
này. Một số các nghiên cứu nước ngoài nổi bật như:
“Research on Effect of Nozzle Structure Parameters on Performance of Common
Rail Diesel Engine” của tác giả Zi Lai Luo, Han Bao Chang và Li Min Shao. Bài báo thực
hiện nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các thơng số cấu tạo kim phun đến đặc tính
cháy và phát thải của động cơ Diesel Common Rail áp suất cao. Nghiên cứu được thực
hiện trên 8 bộ kim phun với các thông số cấu tạo khác nhau. Kiểm tra ảnh hưởng của số
lượng lỗ phun khác nhau, đường kính lỗ phun, góc phun và tỷ lệ độ mảnh của lỗ phun đối
với áp suất trong xy lanh, nhiệt độ khí thải, tiếng ồn khơng khí, phát thải NOx, cường độ
khói và lượng nhiên liệu tiêu thụ. Do đó, bài báo cung cấp hướng dẫn để đạt được sự phù
hợp tối ưu giữa kim phun và buồng đốt [9].
“Effects of Fuel Injection Pressure on CRDI Diesel Engine Performance and
Emissions using CCD” của tác giả C. Syed Aalam, C.G. Saravanan. Ảnh hưởng của các
thông số phun như áp suất phun và thời gian phun đến hiệu suất và phát thải của động cơ
diesel hỗ trợ hệ thống phun trực tiếp Common Rail đã được đánh giá chung bằng cách sử
dụng thiết kế trung tâm tổng hợp (CCD). Các thử nghiệm đã được thực hiện trên động cơ
Diesel DI bốn thì, xy lanh đơn. Hệ thống phun nhiên liệu của động cơ Diesel được sử dụng
là hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp Common Rail áp suất cao. Từ các thí nghiệm, người
ta thấy rằng hiệu suất nhiệt tiêu hao (BTE) được cải thiện và mức tiêu thụ nhiên liệu giảm
do quá trình phân rã tốt hơn. Người ta cũng quan sát thấy rằng carbon monoxide (CO),
3

hydrocacbon khơng cháy (HC), sự phát thải khói được giảm xuống và lượng khí thải NOx
tăng lên khi tăng áp suất phun. Điều này là do các giọt nhiên liệu phun ra sẽ nhỏ hơn khi
áp suất phun tăng lên, dẫn đến cải thiện độ nguyên tử hóa của nhiên liệu [15].
“A Study of Effect of Biodiesel on Common-Rail Injection Nozzle” của tác giả
Patamaporn Chaikool, Kemwat Intravised, Prapan Patsin and Teerawat Laonapakul. Do nhu
cầu giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các nhiên liệu tái tạo như nhiên liệu sinh học đang được
quan tâm. Dầu diesel sinh học có các đặc tính khác với dầu diesel nguyên chất, đặc biệt là độ
nhớt cao hơn. Nghiên cứu này đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng diesel sinh học trên
các kim phun Common Rail. Dầu diesel nguyên chất và hỗn hợp hai dầu diesel sinh học được
cung cấp cho các kim phun bằng cách sử dụng một máy bơm phun 1.800 bar với cùng tốc độ
quay 2.200 vòng / phút trong 1.000 giờ. Hỗn hợp dầu diesel sinh học là dầu cọ sinh học 5%
metyl este (FAME) gốc dầu cọ được pha trộn với 95% dầu diesel (B5) và 10% dầu cọ sinh học
FAME pha trộn với 90% dầu diesel (B10). So với nhiên liệu diesel có nguồn gốc từ dầu mỏ
(petro diesel), việc sử dụng nhiên liệu có độ nhớt cao hơn như B5 hoặc B10 không cho thấy
khả năng gây mòn xung quanh các lỗ của kim phun. Mặt khác, kết quả thu được bằng kính hiển
vi điện tử quét (SEM) đã chứng minh rằng các chất bẩn đã được quan sát thấy xung quanh các
lỗ khi kim phun được thử nghiệm với B5 và B10. Sử dụng máy phân tích tia X phân tán năng
lượng (EDX), nhóm nghiên cứu hy vọng các chất gây ô nhiễm là hạt cacbon đen, oxit sắt và
các nhiên liệu đã được thử nghiệm [21].
“Reduction of Emissions from Common-rail Diesel Engine using Mahua and
Pongamia Methyl Esters” của tác giả C. Syed Aalam. Trong nghiên cứu này, hiệu suất, đặc
tính phát thải và cháy của hai hỗn hợp diesel sinh học khác nhau được sản xuất từ metyl
este Mahua và Pongamia được so sánh với nhiên liệu diesel thông thường. Metyl este dùng
trong thí nghiệm được sản xuất bằng cách sử dụng quá trình chuyển vị este có xúc tác và
so sánh các đặc tính với các giá trị tiêu chuẩn ASTM của nhiên liệu diesel sinh học và
nhiên liệu diesel. Các thí nghiệm được thực hiện trong hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp
loại Common Rail (CRDI) bốn thì, xy lanh đơn, hỗ trợ động cơ Diesel ở tốc độ không đổi
1500 vòng / phút với áp suất phun thay đổi. Trong quá trình thử nghiệm, mức tiêu thụ nhiên
liệu cụ thể, hiệu suất nhiệt tiêu hao, quá trình đốt cháy và khí thải của động cơ Diesel CRDI
đã được đo. Từ kết quả, rõ ràng là nồng độ HC, CO và khói giảm mạnh khi sử dụng hỗn

hợp metyl este. Đặc biệt trong trường hợp MME20, phát thải NOx là tối thiểu khi so sánh
4


với các hỗn hợp khác và nó cũng tìm thấy lượng khí thải độc hại khác như HC, CO và khói
ít hơn [22].

5


Chương 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
2.1. Sơ lược về sự phát triển của động cơ Diesel sử dụng Common Rail
Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong, khác với động cơ xăng, sự cháy của
nhiên liệu dầu Diesel, xảy ra trong buồng đốt khi piston đi tới gần điểm chết trên trong kỳ
nén, là sự tự cháy dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao của khơng khí nén. Động cơ
Diesel do một kỹ sư người Đức, ông Rudolf Diesel, phát minh ra vào năm 1892. Chu trình
làm việc của động cơ cũng được gọi là chu trình Diesel. Do những ưu việt của nó so với
động cơ xăng, như hiệu suất động cơ cao hơn hay nhiên liệu Diesel rẻ tiền hơn xăng, nên
động cơ Diesel được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành
giao thông vận tải thủy và vận tải bộ.
Động cơ Diesel thường tạo ra ít carbon dioxide hơn động cơ chạy bằng xăng nhưng
lại tạo ra nhiều oxit nitơ hơn. Dù có nhiều ưu điểm vượt trội, nhất là tiết kiệm nhiên liệu
hơn động cơ xăng khoảng 30% nhưng động cơ Diesel vẫn ít phổ biến hơn động cơ xăng
do những hạn chế về giá thành sản xuất, tiếng ồn và khí thải [5].
Để cải thiện vấn đề về tiếng ồn và khí thải thì hệ thống Common Rail đã ra đời. Mẫu
hệ thống nhiên liệu Common Rail đầu tiên dùng trên động cơ ô tô được phát triển vào cuối
những năm 1960 bởi Robert Huber người Thụy Sĩ và công nghệ này được phát triển thêm
bởi Tiến sĩ Marco Ganser tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ ở Zurich.
Việc sử dụng thành công đầu tiên trên một chiếc xe sản xuất bắt đầu ở Nhật Bản vào
giữa những năm 1990. Tiến sĩ Shohei Itoh và Masahiko Miyaki thuộc Tập đoàn Denso một nhà sản xuất phụ tùng ô tô Nhật Bản, đã phát triển hệ thống nhiên liệu Common Rail

cho các phương tiện hạng nặng và biến nó thành ứng dụng thực tế trên hệ thống Common
Rail ECD - U2 lắp trên xe tải Hino Ranger và được bán để sử dụng chung vào năm 1995.
Cũng vào năm này, Denso tuyên bố hệ thống Common Rail áp suất cao thương mại
đầu tiên.
Các hệ thống Common Rail hiện đại, mặc dù hoạt động trên cùng một nguyên tắc,
nhưng được điều khiển bởi một bộ điều khiển động cơ, bộ phận này sẽ mở từng kim phun
bằng điện chứ không phải bằng cơ. Điều này đã được thử nghiệm rộng rãi vào những năm
1990 với sự hợp tác giữa Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat và Elasis. Sau khi được
tập đoàn Fiat nghiên cứu và phát triển, thiết kế đã được mua lại bởi công ty Robert Bosch
GmbH của Đức để hoàn thành việc phát triển và sàng lọc để sản xuất hàng loạt. Năm 1997,
6


họ mở rộng việc sử dụng nó cho xe du lịch. Chiếc xe chở khách đầu tiên sử dụng hệ thống
nhiên liệu Common Rail là mẫu Alfa Romeo 156 năm 1997 với động cơ 2,4L JTD, và cuối
cùng năm đó, Mercedes-Benz đã giới thiệu nó trong mẫu W202 của họ .
2.2. Lý thuyết phun nhiên liệu và phân tích chùm tia phun
2.2.1. Lý thuyết phun nhiên liệu
2.2.1.1. Đặc tính phun của hệ thống Common Rail
So với đặc điểm của hệ thống nhiên liệu diesel cũ thì các yêu cầu sau đã được thực
hiện dựa vào đường đặc tính phun lý tưởng:
- Lượng nhiên liệu và áp suất nhiên liệu phun độc lập với nhau trong từng điều kiện
hoạt động của động cơ (cho phép dễ đạt được tỉ lệ hỗn hợp A/F lý tưởng).
- Lúc bắt đầu phun, lượng nhiên liệu phun ra chỉ cần một lượng nhỏ. Các yêu cầu trên
đã được thoả mãn bởi hệ thống Common Rail, với đặc điểm phun 2 lần: phun sơ khởi và
phun chính.

Hình 2. 1. Đường đặc tính phun của hệ thống Common Rail [23].
Hệ thống Common Rail là một hệ thống thiết kế theo module, có các thành phần:
- Kim phun.

- Ống Rail.
- Bơm cao áp.
7


Các thiết bị sau cũng cần cho sự hoạt động điều khiển của hệ thống:
- ECU.
- Cảm biến tốc độ động cơ.
- Cảm biến vị trí piston.
Đối với xe du lịch, bơm có piston hướng tâm (radial-piston pump) được sử dụng như
là bơm cao áp để tạo ra áp suất. Áp suất được tạo ra độc lập với quá trình phun. Tốc độ của
bơm cao áp phụ thuộc tốc độ động cơ và ta không thể thay đổi tỉ số truyền. So với hệ thống
phun cũ, việc phân phối nhiên liệu trên thực tế xảy ra đồng bộ, có nghĩa là không những
bơm cao áp trong hệ thống Common Rail nhỏ hơn mà còn hệ thống truyền động cũng chịu
tải trọng ít hơn.
Về cơ bản, kim phun được nối với ống tích áp nhiên liệu (rail) bằng một đường ống
ngắn, kết hợp với đầu phun và solenoid được cung cấp điện qua ECU. Khi van solenoid
khơng được cấp điện thì kim ngưng phun. Nhờ áp suất phun không đổi, lượng nhiên liệu
phun ra sẽ tỷ lệ với độ dài của xung điều khiển solenoid. Yêu cầu mở nhanh van solenoid
được đáp ứng bằng việc sử dụng điện áp cao và dòng lớn. Thời điểm phun được điều khiển
bằng hệ thống điều khiển góc phun sớm. Hệ thống này dùng một cảm biến trên trục khuỷu
để nhận biết tốc độ động cơ và cảm biến trên trục cam để nhận biết kỳ hoạt động [23].
a. Phun sơ khởi (pilot INJECTION)
Phun sơ khởi có thể diễn ra sớm đến 90̊ trước điểm chết trên (BTDC). Nếu thời điểm
khởi phun xuất hiện nhỏ hơn 40̊ BTDC, nhiên liệu có thể bám vào bề mặt của piston và
thành xylanh và làm lỗng dầu bơi trơn. Trong giai đoạn phun sơ khởi, một lượng nhỏ
nhiên liệu (1 - 4 mm³) được phun vào xylanh để “mồi”. Kết quả là quá trình cháy được cải
thiện và đạt được một số hiệu quả sau: áp suất cuối q trình nén tăng một ít nhờ vào giai
đoạn phun sơ khởi và nhiên liệu cháy một phần. Điều này giúp giảm thời gian trễ cháy, sự
tăng đột ngột của áp suất khí cháy và áp suất cực đại (quá trình cháy êm dịu hơn). Kết quả

là giảm tiếng ồn của động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và trong nhiều trường hợp giảm
được độ độc hại của khí thải. Q trình phun sơ khởi đóng vai trị gián tiếp trong việc làm
tăng công suất của động cơ [23].
b. Giai đoạn phun chính (main INJECTION)
Cơng suất đầu ra của động cơ xuất phát từ giai đoạn phun chính tiếp theo giai đoạn
phun sơ khởi. Điều này có nghĩa là giai đoạn phun chính giúp tăng lực kéo của động cơ.
8


Với hệ thống Common Rail, áp suất phun vẫn giữ khơng đổi trong suốt q trình phun
[23].
c. Giai đoạn phun thứ cấp (secondary INJECTION)
Theo quan điểm xử lý khí thải, phun thứ cấp có thể được áp dụng để đốt cháy NOx.
Nó diễn ra ngay sau giai đoạn phun chính và được định để xảy ra trong quá trình giãn nở
hay ở kỳ thải khoảng 200̊ sau điểm chết trên (ATDC). Ngược lại với quá trình phun sơ
khởi và phun chính, nhiên liệu được phun vào khơng được đốt cháy mà để bốc hơi nhờ vào
sức nóng của khí thải ở ống pơ. Trong suốt kỳ thải, hỗn hợp khí thải và nhiên liệu được
đẩy ra ngồi hệ thống thốt khí thải thơng qua xupap thải. Tuy nhiên một phần của nhiên
liệu được đưa lại vào buồng đốt thông qua hệ thống ln hồi khí thải EGR và có tác dụng
tương tự như chính giai đoạn phun sơ khởi. Khi bộ hoá khử được lắp để làm giảm lượng
NOx, chúng tận dụng nhiên liệu trong khí thải như là một nhân tố hoá học để làm giảm
nồng độ NOx trong khí thải [23].
2.2.1.2. Lý thuyết q trình phun nhiên liệu trong động cơ Diesel Common Rail

Hình 2. 2. Kim phun Common Rail động cơ 2KD-FTV
9


Q trình hịa trộn hỗn hợp trong lịng xy lanh là một q trình rối loạn giữa khơng
khí có áp suất cao và nhiên liệu có động năng lớn ở dạng sương trong thời gian rất ngắn từ

1,6 đến 60 𝜇s. Q trình cháy và các thơng số của q trình cháy phụ thuộc rất nhiều vào
chất lượng và thời gian chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu.
Chất lượng và thời gian của quá trình cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt động cơ sẽ
quyết định hiệu suất, tính kinh tế và mức độ ô nhiễm môi trường của động cơ Diesel
Common Rail.
Để quá trình cung cấp nhiên liệu cho động cơ Diesel Common Rail đạt hiệu quả cao
thì hệ thống nhiên liệu phải thỏa mãn các thông số sau:
-

Lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình phải đảm bảo tính đồng nhất trong tất cả
các xy lanh ứng với từng chế độ làm việc của động cơ.

-

Chất lượng và vận tốc của các hạt nhiên liệu khi đi vào buồng đốt phải tương đối
đồng đều để cho các quá trình cháy được diễn ra nhanh chóng như mong muốn.

-

Thời gian bắt đầu phun và kết thúc luôn phải được đảm bảo theo từng chế độ tải của
động cơ.
Chất lượng phun nhiên liệu được đặc trưng ở hai thông số: đặc tính phun nhiên liệu

và độ mịn của hạt nhiên liệu. Khi phun với áp suất lớn và đột ngột thì sẽ nâng cao được
đặc tính phun và độ tơi của hạt. Điều này làm tăng diện tích tiếp xúc giữa khơng khí với
hạt trong buồng đốt. Nhờ đó mà q trình cháy được tốt hơn, tốc độ và cơng suất của động
cơ tăng lên [4].

10