nghiên cứu khả năng tăng áp động cơ diesel đang lưu hành


VIN I HC





NGUYN TIN HÁN



NGHIÊN CU KH 



LUN ÁN TIN S K THUNG LC









Hà Ni - 2014

VIN I HC

NGUYN TIN HÁN


NGHIÊN CU KH 

Chuyên ngành: K thung lc
Mã s: 62520116

LUN ÁN TIN S K THUNG LC


NG DN KHOA HC:
1. GS. TS Phm Minh Tun
2. PGS. TS Khng





Hà Ni 2014
-i-

LỜI CAM ĐOAN

 tài nghiên cu ca riêng tôi.
Các s liu kt qu nêu trong lun án là trung th
tc ai công b trong các công trình nào khác!

Hà Ni, tháng 10 4
Nghiên cu sinh


Nguyn Tin Hán

-ii-



LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành ci hc Bách khoa Hà Ni, Vii hc,
Ving lc và B c hin lun án ti
i hc Bách khoa Hà Ni. Xin ci hc và Vi
ng lc v s h tr  trong sut quá trình tôi làm lun án.
Tôi xin chân thành cm Minh Tun và PGS.TS Khng 
ng dn tôi ht sc t m tôi có th thc hin và
hoàn thành lun án.
Tôi xin chân thành biy, cô B môn và Phòng thí nghit
trong - i hc Bách khoa Hà N và dành cho tôi nhu kin
ht sc thun l hoàn thành lun án này.
Tôi xin chân thành cu kin
 thc hin ch to và th nghi hoàn thành lun án này.
Tôi xin ci hc Công nghip Hà Ni, Ban ch nhim

Khoa Công ngh Ôtô và các thu thung viên tôi trong sut
quá trình nghiên cu hc tp.
Tôi xin bày t lòng bin các thy phn bin, các thy trong hng
chm luc duyt và góp các ý ki tôi có th hoàn chnh lun
ng nghiên cu trong t
Cui cùng, tôi xin gi li cn bè, nh
ng viên khuyn khích tôi trong sut thi gian tôi tham gia nghiên cu và thc hin công
trình này.
Nghiên cứu sinh



Nguyn Tin Hán

-iii-

MỤC LỤC
L i
LI CM N ii
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT v
DANH MC CÁC BNG BIU vii
DANH MC CÁC HÌNH V  TH viii
M U 1
i. Mi tng và phm vi nghiên cu c tài 1
ii. Phng pháp nghiên cu 2
c và thc tin 2
iv. Các n tài 3
CHNG 1: TNG QUAN V NGHIÊN CU 4
1.1. Xu hng phát tring c t trong 4
1.2. Thành qu c trong công ngh phát tring c t trong 4

1.2.1. Ci tin kt cng c 4
1.2.2. ng dng công ngh u khin t ng c t trong 5
1.2.3. S dng nhiên liu thay th 7
ng c t trong 8
1.3.1. Xu hng phát trin và các bing c 8
1.3.2. Tình hình nghiên cng c u hành 15
1.4. Kt lun chng 1 19
CHNG 2: C S CI TI        NG C T
TRONG 20
u ki thc hing TB-MN cho ng c 20
m ci ti 20
u ki thc hi 20
2.1.3. Xây dng quy trình thc hiáp bng TB-ng c u hành 21
2.2. C s lý thuynh kh  23
2.2.1. C s lý thuyt mô phng trên phn mm AVL-Boost 23
2.2.2. C s lý thuyt mô phng trên phn mm AVL-Excite Designer 30
nh t s  34
2.3. C s tính toán la chn cm TB-MN 36
nh các thông s u vào cho cm TB-MN 36
2.3.2. Tính toán la chn cm TB-MN 36
2.4. C s tính toán, ci tin các h thng khi thc hi 38
2.4.1. La chn t s nén phù hng c ng áp 38
2.4.2. Ci tin c cu phân phi khí 39
2.4.3. Ci tin h thng cung cp nhiên liu 40
2.4.4. Thit k h thng np và thi 42
2.4.5. Ci tin h thng làm mát 46
2.4.6. Ci tin h thng bôi trn 47
2.5. Tính toán kim nghim bn các chi tit 47
-iv-

2.6. Kt lun chng 2 48
CHNG 3: TÍNH TOÁN, CI TING C D243 50
i tng thc hin ci ti 50
3.2. Xây d 50
3.2.1. Thông s k thut cng c D243 51
 52
  55
3.3. Tính toán kh ng c D243 55
3.3.1. Tính toán chu trình nhing cng c ng phn mm AVL-Boost 55
3.3.2. Tính toán kh n cng c ng phn mm AVL-Excite Designer 59
3.4. La chn TB-ng c  64
c cng c  66
, k thut và phát thi c  66
 làm vi 69
3.6. Tính toán ci tin các h thng c D243 khi thc hi 71
3.6.1. Tính toán hiu chnh h thng nhiên ling c D243 khi thc hi 71
3.6.2. Tính toán ci ting np và thng c D243 khi thc hi 73
3.6.3. Tính toán ci ting c D243 khi thc hi 79
3.6.4. Tính toán ci ting c D243 khi thc hi 85
3.7. Kim nghim bn chi tit piston, thanh truyn và nng c  91
3.7.1. Gii thiu chung 91
3.7.2. Xây dng mô hình 91
 93
3.8. Kt lun chng 3 101
CHNG 4: NGHIÊN CU THC NGHI 103
4.1. Mc tiêu và phm vi th nghim 103
4.2. Trang thit b th nghim 103
ng c th nghim 103
 ng c 103
4.2.3. Thit b i 104

4.2.4. Các thit b khác 106
u kin th nghim 107
4.4. B trí lt và hiu chng c  108
4.5. Kt qu th nghim và tho lun 109
 và k thut cng c tr 109
 làm vic cng c tr 110
 khói tr 112
t qu mô phng và thc nghim 112
4.7. Kt lun chng 4 114
KT LUN CHUNG VÀ PHNG HNG PHÁT TRIN 115
Kt lun chung 115
Phng hng phát trin 116
TÀI LIU THAM KHO 117
-v-


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT






D

ECU

i-VTEC
pha 
AVTEC


VANOS

VTEC

VTEC-E

VVT-i

VVTL-i

HCCI

EGR
L
EFI

GDI
P
CR
Common Rail
HC
Hydrocacbone
NG
Khí thiên nhiên
CNG
Khí thiên nhiên nén
CTL

GTL


LNG

LPG

BTL
Sinh 
DME
Dimethyl Ether
HVO

FAME
D
AVL-Boost
 
AVL-Excite
Designer

CFD

Gambit

Fluent

FDM

FVM

FEM


-vi-

Catia

Ansys

GTVT

HTBT

HTLM

HTNL

BCA

PSA
 
PTN

ETB

APA

MP

TN

TB
Tuabin

MN
Máy nén
TB-MN

WG

THA 100

PUMA

EMCON


-vii-

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bng 2.1. Các h s ca phi nhit ti ca np và thi 28
Bng 3.1. Các thông s k thut cng c D243 51
 Kt qu th nghi D243 55
Bng 3.3. Các phn t xây dng c D243 56
Bng 3.4. D liu khin chung mng c D243 nguyên bn 56
Bng 3.5. Bng so sánh ky mô phng (MP) và thc nghim (TN) 57
Bng 3.6. Các phn t xây dng c  58
Bng 3.7. Các thông s chung mô hình 59
Bng 3.8. Kt qu tính toán bn trc khuu ti t s 
k
= 1,5 64
m TB-MN GT2554R 66
Bng 3.10. Thông s -Boost cng c i ch  nh mc 77
 Kt qu tính h thng bôi tr  84

Bng 3.12. Pht lưng chuyn hóa trư 86
Bng 3.13. Kt qu tính h th  90
Bng 3.14. Thông s vt liu np máy 94
Bng 3.15. Thông s u vào mô hình tính toán np máy 95
Bng 3.16. Thông s chia li np máy 96
Bng 3.17. Thông s vt liu thanh truyn 97
Bng 3.18. Thông s chia li thanh truyn 98
Bng 3.19. Thông s vt liu piston 99
Bng 3.20. Thông s u vào mô hình piston 100
Bng 3.21. Thông s chia li piston 100
Bng 4.1. Thông s k thut thit b -1 106
Bng 4.2. Thông s k thut cm bin nhi TM-902C 107
Bng 4.3. Kt qu th nghing c D243 nguyên bn 109
Bng 4.4. Kt qu th nghing c  109
Bng 4.5. Kt qu so sánh công sut và sut tiêu hao nhiên liu gia mô phng và thc nghim ca
ng c  112
Bng 4.6. Kt qu so sánh t s   s d lng không khí gia mô phng và thc
nghim cng c  113

-viii-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. S  h thng nhiên liu tích áp 7
Hình 1.2. Phân loi các loi nhiên liu thay th  7
Hình 1.3. S   khí 9
Hình 1.4. S  nguyên lý tng TB khí liên h khí th 10
Hình 1.5. S  nguyên lý phn hng c 11
Hình 1.6. S  h thng 12
Hình 1.7. Nguyên lý cng ng np có chii vô cp 13
Hình 1.8. S  h thng hng 13

Hình 1.9. S  h thng sóng khí 14
Hình 1.10. S  khai trin th hin quá trình truyn sóng áp sut trong b ng sóng áp
sut 15
Hình 2.1. Quy trình ci ting TB-ng c u hành 22
Hình 2.2. Mô hình cân bng trong xylanh 25
Hình 2.3. Cu trúc b phn mm CFD Fluent 43
Hình 2.4. ng dng CFD Fluent mô phng c t trong 44
Hình 3.1. ng c D243 50
Hình 3.2. S  b nghim 52
Hình 3.3. S  phòng th ng lc cao ETB 52
Hình 3.4. S  nguyên lý làm vic cn APA 100 53
Hình 3.5. S  nguyên lý ca thit b làm mát du bôi trn AVL 554 53
Hình 3.6. S  nguyên lý thit b làm mát nc AVL 553 54
Hình 3.7. S  nguyên lý hong ca thit b cân nhiên liu 733S 54
Hình 3.8. ng c D243 nguyên bn 56
Hình 3.9.a MP và TN 57
Hình 3.10. ng c  58
Hình 3.11. Din bin áp sut xylanh theo
o
TK 58
Hình 3.12. ng c D243 trên AVL-Excite Designer 59
Thông s kt cu c 60
 60
Kt cu chi tit trc khuu 60
Hình 3.16. Thông s ca má khuu 60
 60
Hình 3.18. ng sut un trên má khuu 61
Hình 3.19. ng sut xon trên má khuu 61
Hình 3.20. Phân b lc tác dng trên cht khuu ti t 2200 v/ph 62
Hình 3.21. Phân b lc tác dng trên cht khuu ti t 1400 v/ph 62

Hình 3.22. Phân b lc tác dng trên c khuu ti t 1400 v/ph 62
Hình 3.23. Phân b lc tác dng trên c khuu ti t 2200 v/ph 62
Hình 3.24. Phân b ng sut ti các góc ln ca cht khuu 63
Hình 3.25. Phân b ng sut ti các góc ln ca c khuu 63
Hình 3.26. c tính MN cung cp bi hãng Garrett 64
-ix-

-MN GT2554R 65
-MN GT1548 65
Hình 3.29. Cm TB-MN GT2554R 66
Hình 3.30.t và tiêu hao nhiên liu tr 67
 67
 68
nh 3.33. 68

x
tr 68
Hình 3.35. nh hng ca t s nén ti N
e
và p
zmax
69
Hình 3.36. nh hng c
s
ti N
e
70
Hình 3.37. nh hng c
s
ti p

zmax
70
Hình 3.38. nh hng ca áp sut phun ti p
zmax
71
Hình 3.39. nh hng ca áp sut phun ti N
e
71
Hình 3.40. ng c D243 nguyên bn 73
Hình 3.41. Kt cng nng c D243 nguyên bn 74
Hình 3.42. Kt cng nng c  74
Hình 3.43. Phng án ghép ni c ng thng c  75
Hình 3.44. Kt cng thng c D243 nguyên bn 76
Hình 3.45. Kt cng thng c  76
Hình 3.46. Kt cng thi sau ci tin 76
Hình 3.47. Mô hình dòng khí thng thi sau ci tin 76
Hình 3.48. Quá trình xây dng và mô phng mô hình dòng khí thng thi ci tin 78
Hình 3.49. Vn tc lng thi ci tin 78
Hình 3.50. ng c D243 sau ci ting np, thi 79
Hình 3.51. L tính toán ci tin h thng bôi trn 79
Hình 3.52. Chng trình tính V
bct
bng Matlab 80
Hình 3.53. Chng trình tính V
b
bng Matlab 82
Hình 3.54. Cng bm du Z
1
và Z
2

83
Hình 3.55. Chng trình tính Q
ms
, Q
dm
và Q
tn
bng Matlab 84
Hình 3.56. L tính toán ci tin h thng làm mát 85
Hình 3.57. Chng trình tính lu lng bm nc bng Matlab 87
Hình 3.58. Chng trình tính két nc bng Matlab 89
Hình 3.59. Chi tit puly bm nc 90
Hình 3.60. Nng c D243 92
Hình 3.61. Mô hình np máy hoàn chnh 92
Hình 3.62. di 92
Hình 3.63. trên 92
Hình 3.64. 92
Hình 3.65. 92
 Môt piston 93
 93
Hình 3.68. t liên kt 95
Hình 3.69. t lc tác dng 95
-x-

Hình 3.70. Trên np xylanh 95
Hình 3.71. Trên toàn np máy 95
 Chia li mô hình np máy 96
Hình 3.73. ng sut c tác dng lên np máy 97
Hình 3.74. ng sut nhit tác dng lên np máy 97
Hình 3.75. Chuyn v m trên np máy 97

Hình 3.76. t lc tác dng lên thanh truyn 98
 n 99
Hình 3.78. Mô hình chia li piston 100
  100
 g lên piston (mt ct dc) 100
Hình 4.1. S  b trí thit b th nghim 104
Hình 4.2. Lng c  Meiden 104
Hình 4.3. T u khin và màn hình hin th Meiden 104
Hình 4.4. Thit b  khói AVL Dismoke 4000 105
Hình 4.5. Cu to bu khói 105
Hình 4.6. Thit b -1 106
Hình 4.7. Lp t cm bi ng np, thng c 106
Hình 4.8. Thit b u lng khí np 107
Hình 4.9. Lng c  108
Hình 4.10. Lt cm TB-ng c 108
Hình 4.11. B trí lt HTLM 108
Hình 4.12. Kim tra h thu khi 108
Hình 4.13. So sánh công sut và sut tiêu hao nhiên liu 110
Hình 4.14. T s t ng c 110
Hình 4.15. So sánh lu lng khí np 110
Hình 4.16. So sánh h s d lng không khí 111
Hình 4.17. So sánh áp sut du bôi trn 111
Hình 4.18. So sánh nhi nc làm mát 112
Hình 4.19.  khói trong khí thi 112

-1-



MỞ ĐẦU

Trong nh  , cùng vi s phát trin ca kinh t  c, nhu cu vn
chuyn và ngu ng lc phc v công-nông nghip  n ti s ng các
n, máy công tác s dng nhiên li
ti và máy nông nghin. c lc
hoc nhp khu t Liên Xô (), Trung Quc và Hàn Quc, ch có mt s ng nh c
nhp t Nht Bc. Phn ln các  dng nên cht thp,
t thp, tiêu hao nhiên liu ln, kh 
Nh s phát trin ca các ngành khoa h
nhic phát trit b ng nhu cu v n hành c
tin giao thông, nhiu gii pháp hiu qu c áp dng hóa ng
blà mt gii pháp cho thy hiu qu rõ rn các lo h
mi nói chung, troc trang b h th.
i vi Vit Nam, do nn công nghip ch tc s phát trin, các
lon xut hic s dng rt
nhic bit là cu cp thit ra là nâng cao
 thut c ng yêu cu v kh i, kh ng và
tính kinh t nhiên liu nhm tn dng t . Gii
pháp hiu qu, có tính kh thi caoc các nhà nghiên c Vit Nam
la chn ng hóa nhng loi.
Vic thc hing tuabin khí th h 
c các nhà nghiên cu tin hành và mang li kt qu nhnh. Tuy nhiên,  
nhiu nghiên cu chuyên sâu, bài bn v quy trình ci ting
c thc hin.
c xây dng quy trình ci tin không  áp 
TB-MNnhu cu s dng, khai thác các
loc quan tâm Nghiên cứu khả năng tăng áp động cơ
diesel đang lưu hànhc tin.
i. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
* Mu
quy trình công ngh ci tin 

 bng i.
* ng và phm vi nghiên cu
-2-

243 c la chng nghiên cu. D243 th
h c s dng ph
bin trên các máy nông nghip, vn tng sôngng b.
Các ni dung nghiên cu c   c thc hin ti Phòng th   u
xylanh, Phòng thí nghit trong, Ving li hc Bách
khoa Hà Ni và ti công ty Diesel Sông Công Thái Nguyên.
ii. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cu xut phát t nhu cu thc tin nâng cao hiu qu khai thác các long
 h i pháp ci thic thc hin 
Vit Nam và th gii.
u lý thuyt kt hp vi thc nghic s dng xuyên sut
trong nghiên cu này. Nghiên cu lý thuyc tin hành trên các công c mô phng
   -Boost, AVL-Excite Designer, Matlab-Simulink, CFD Fluent,
a chn gii pháp k thut kh thi ci ti
tuabin khí thi 
Thc nghim c tin hành trong phòng thí nghi  ci thin
, k thut cng c
n các thông s làm vic c
iii. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
,kt hp gia 

 thut c h 
khí thi.
Quy trình ci tim: phân tích, la ch m vi
khai thác c t và mô phng
bng các công c chuyên sâu; la chn cm tuabin-máy nén phù hp vi yêu c

c tính làm vic cc quy trình ci tin các h thng ckhi
 thng nhiên liu, h thng np, thi, h th thng làm mát,
tính toán kim nghi bn các chi ti
Quy trình ci tic áp dng t qu a
chc cm tuabin máy nén thích hi tin h th
và np th  vn hành hiu qu c t th nghim trên
 cho thy  thut ci thin rõ rt, các h thng
vn hành n nh.
 i
ti không  tuabin khí th
-3-

Kt qu nghiên cu góp phng gii quyt nhu cu nâng cn
hành ca các lo h c bin hành
thp a v  bn. Quy trình ci tin có th áp dng cho bt k lo
không  a bnm bc tính khoa hc và kh thi trong thc tin.
iv. Các nội dung chính trong đề tài
Thuyt minh c c trình bày gm các ph
 M u
 . Tng quan v nghiên cu
 .  ci tit trong
 . Tính toán, ci ti
 Nghiên cu thc nghim 
 Kt lung phát trin.
-4-

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Xu hƣớng phát triển động cơ đốt trong
Trt th k, ngành t trong c phát tri
u phát tring dng nhiu các công

ngh phù hp vng phát trin trong tn lch s  ng
p phc v c lc cho nhu cu vn ti và phát trin ca công nghip th gii.

cu phát trin ch yu
ng ti m
 làm ngung ln hình là các mc lp
ráp trên ô tô vn ti.  thân thin vc các nhà
nghiên ci gian, công sc nghiên c ng thc t. Cùng vi xu
ng phát trin ca các ngành công nghip, các công ngh vt liu, hóa hu khin
c ng dng nhiu vào ngành công nghin nay, các công
ngh ci tin kt c lý khí thng thi, ng du khin t
và nhiên liu thay th    c áp d      ng
 tn dng khí thi tip tc sinh công có th c coi là mt
trong nhng gii pháp có hiu qu . Do vy, hin nay h
sn xut trên th giu s dng tuabin máy nén.
Ngoài ra, vic ci tin các lon thng nhm nâng cao hiu sut và
tn dng hc làm vic cc khi b thay th bn
i. Vì hin nay  h n còn tn ti khá nhiu, c bit tc
n.
1.2. Thành quả đạt đƣợc trong công nghệ phát triển động cơ đốt
trong
 ng các ch tiêu v công sut, sut tiêu hao nhiên liu và m phát thi,
các nhà ch tng ci tin, tn phm ca mình. Nhng
c tin mc ci tin kt cng dng công ngh u khin
t, s dng nhiên liu thay th , công ngh vt liu và ch to,
 lý khí th  góp phn tc gii
quyt bài toán phc tp trên. t s gii pháp ch yu.
1.2.1. Cải tiến kết cấu động cơ
Vi mu sut làm vic ca  ng các
cht phát thc hi, các hãng sn xut s kt cu mt s ci

tin u phi khí thông minh, luân hi khí thi, công ngh cháy do nén
hn hng nht, h thng cung cp nhiên liu khin t
-5-


Hin nay, hii s dng các công ngh VVT-i và VVTL-i
ca Toyota hay VTEC, i-VTEC ca Honda [29]. VVT-i (Variable Valve Timing
Intelligence) u phi khí thông minh ca hãng n-thy lc.
u VVT-i ti khí ca trc cam np tùy theo ch  làm vic cng
.
Trên các lohông ng, thm phc c nh. Tuy nhiên, vi
u VVT-i, trc cam np u khin xoay trong mt phm vi nhnh, t làm
i thm phi khí. u VVT-i c thit k  có th xoay trc cam trong mt
phm vi khong 60
o
TK

[29]  c thm phi khí t mi ch  làm vic
c. VVT-i c thit k cho trc cam np (có th c cam thu khin t
ECU cu khin du dn ti van phi khí lp trên puly dn
ng trc cam. Di van phi khí làm quay trc cam, t i thm
 cam np. B s tit din thi gian ca xupáp np không
i mà ch i th xupáp. u VVT-i giúp ci thin tính 
kinh t, k thut và gim phát thi c hi.
1.2.1.2.  EGR
EGR (Exhaust Gas Recirculation) là mt bin pháp hu hi gim s hình thành
NO
x
trong bung cháy. Khí luân hi bao gm ch yu là CO
2

, N
2
c s 
tr li xylanh  làm loãng hn hp cháy và gim n O
2
trong bung cháy. Do nhit
dung riêng ca khí luân hi lt nhiu so vi không khí np nên khí luân hi làm
t dung riêng ca khí np, gim chng quá trình cháy làm gi
 i  v  ng nhit gii phóng ca quá trình cháy trong bung cháy
[1,3,29].

Mô hình cháy do nén hn hng nht HCCI (Homogeneous Charge Compression
c tp trung nghiên cu và c coi là mt trong các gii pháp có tính kh
thi cao nhm kim soát khí thi và ti trên
 kt hm ci ding
n hp ngoài và cng bi di

       thay th cho các mô hình cháy
truyn tht ca mô hình cháy này là hiu su v
c tip, king t n phát thi
NO
x
gi  khói gng không.
1.2.2. Ứng dụng công nghệ điều khiển điện tử trong động cơ đốt trong
Nhn thng ch yu s dng h thng nhiên liu ch hòa khí
 hòa tru. Cui nh hòa khí dc thay bng h
thn nhiên lit hiu qu  khng ngay c trong
-6-

thi tit lnh. Khi x lý trung tâm ECU (Electronic Control Unit) ca  nhn các

tín hiu t h thng cm biu khiu ch cung cp
ng nhiên liu phù hp vi tng ch  làm vit kim nhiên liu và gim hàm
ng các cht phát thc hi [19,24]. Mt trong nhng công ngh hii nht là phun
c tip GDI (Gasoline Direct Injection)
GDI giúp tit kic 15% nhiên liu so vn t EFI (Electronic
Fuel Injection) ng.
Mt s m ca h thng EFI so vi h thng nhiên liu dùng ch hòa khí thông
ng:
-  

-  lanh
lanh có

- p
e

g
e

              
, 
toàn.
- 

- 
ay
-    
 .




i vác bin pháp ch yu tp trung vào gii quyt các v:
-   làm gim n b hóng
- t phun
- u chnh quy lut phung k
làm gim HC
- Bin pháp EGR nhm gim phát thi NO
x
.
Him ca h thng nhiên lic
khc phc bng h thng nhiên liu tích áp CR (Common Rail). Hình 1.1 th hin  h
thng nhiên liu CR. Nhiên lin t thùng cha qua l
cao áp. Nhiên lit t 
ng ng cao áp dn ti bình tích áp. T c dn các vòi phun
u khin t t ECU phun vào xylanh [10].
-7-


Hình 1.1.  h thng nhiên liu tích áp
Do phun  áp sut siêu cao và nh, l phun rt nh nên phun rn li cho
quá trình to thành hn hu khin phun bn t nên có th t chc
phun thành nhin. Phun mc khi phun chính) làm t t khi
cháy gim c thù  m). Phun
sau có tác dng gia nhi môi cht có tác dng phn ng ôxy
hoá các chc hi trong khí thHC và mui than [34].
1.2.3. Sử dụng nhiên liệu thay thế
Hin nay, s 
chóng s    n
vn ti và các thit b ng lc s
dng  chy bng nhiên liu

      m
 ng trm trng và gây
n kit ngun nhiên liu
này. Chính vì vy, vic nghiên cu
s dng nhiên liu thay th trên
 gim ô nhim
mp phn nhiên
liu thiu ht là rt cn thit và có
c tin.
Nhiu quc gia trên th gin các ngun nhiên liu thay th
khác. Nhiên liu thay th có th c phân thành 2 nhóm:
- Nhóm các nhiên liu có ngun gc hóa thch gm: Ethanol, khí thiên nhiên (NG-
Natural Gas), khí du m hóa lng (LPG  Liquefied Petroleum Gas), methanol,
hydro, khí hóa lng (GTL  Gas To Liquid), than ng (CTL  Coal To
Liquid), và dimethyl ether (DME).
- Nhóm các loi nhiên liu có ngun gc tái to gm: Khí sinh hc (biogas), ethanol
sinh hc (bio-ethanol)/methanol sinh hc (bio-methanol), hydro, du thc vt

Hình 1.2. Phân loi các loi nhiên liu thay th dùng cho

-8-

(vegetable oil), diesel sinh hc (bio-diesel hay FAME  Fatty Acid Methyl Ester),
du thc vt/m ng vt hydro hóa (HVO  Hydrotreating Vegetable Oil) và
sinh khi hóa lng (BTL  Bio-mass To Liquid).
Các nhiên liu thay th u s dng là các loi nhiên liu có tr
ng ln và có th s d mà không ci nhiu
v kt cng thi có m ô nhim khí thi th gim ô nhim
ng các yêu cu này, có th s dng các loi nhiên liu
sinh hc cn ethanol, biogas và biodiesel, nhiên liu hydro, khí du m hóa lng LPG và

nhiên liu khí thiên nhiên. Phân loi phm vi s dng mt s loi nhiên liu thay th c
th hin trong Hình 1.2 [6].
1.3. Tăng áp cho động cơ đốt trong
   trc tip hút không khí np t ngoài tri, do hn ch v
ng không khí hút vào xylanh nên kh t cn.
S dng mt bin pháp k thu c không khí r làm
 không khí, qc khng không khí np vào xylanh trong mi
chu trình công tác, t c nhiu nhiên livì vy s có th t
cc gáp [8,20,32,33,35,37,38].

 cho phép nc nhiu nhiên
liy công sut c c ci thi. Ngoài ra, áp sut khí np
cao s làm ci thin quá trình hình thành hn hp  góp phn ci thin
u này dn hiu su ng thi gim hàm
ng các cht phát thc hi trên m công sut.
c bit, trong nhn  nh tin b t bc nghiên cu
ch to tuabin (TB) và máy nén (MN) nên phm vi s d
rng, áp sut nâng cao. Nu áp sut có ích trung bình p
e
c
diesel ng không quá 0,7 ÷ 0,9 MPa thì i vi p 
có th n 1,2 MPa.
Nhìn chung, n pháp hiu qu  nâng cao công sut cdiesel,
i thin mt s ch tiêu :
- Gim th tích toàn b  trên m công sut
- Gim trng riêng ca toàn b trên m công sut
- Gim giá thành sn xut ng vi m công sut
- Ci thin hiu sut c c bibng TB khí
- Có th làm ging khí thc hi.
1.3.1. Xu hƣớng phát triển và các biện pháp tăng áp cho động cơ

-9-

Nh nht tri v nhiu mt, nên hin nay hu ht 
hic trang b h th,  có th c ng dng rng rãi
i qua mt quá trình phát trin lâu dài song song vi
lch s phát trin cc t, t
ng và c ng dng linh hot trong tng m dng khác nhau. Da vào
ngu c chia thành
c TB khí
thng, c
1.3.1.1. 
         dng

hoc xích vi t s truyn là c nh. Các loi
MN c s d
    là MN kiu piston, trc xon,
qut li tâm hoc qu ng tr c dn
ng t trc khuu c [29,32]. 
c th hin trên Hình 1.3.
Khi s d     ông sut
ca  nh theo công thc sau:
N
e
= N
i
- N
m
- N
k

(1.1)

- N
e
: Công sut có ích
- N
i
: Công sut ch th
- N
m
: Công sut tn thi ca bn thân 
- N
k
: Công su dng MN.
Công sut dng MN ch ph thuc vào t vòng quay, vì vy n
làm vic  ch  ti nh thì pht tn tht  dng MN 
gim hiu sut tng ca .
Công sut dng MN  t ch th p
i
, vì vy khi s
d khí s làm cho hiu sum khi áp su
Vkhí, chng khng
không khí ct chu trình ph thuc vào vòng quay trc khuu mà
không ph thuc vào ng và nhi khí thi. i vi h th
ng rt nhanh, tuy nhiên  dng MN khá ln.
Chính vì v c áp dng  nhng ng hp
thc s cn thit và áp sup
k
nh c bng 1,6 bar, nu p
k

lbar thì
N
k
s lN
e
.

1-t trong; 2- n
ng; 3-Máy nén; 4-ng np; 5-Thit b
làm mát trung gian
Hình 1.3.  

3
1
5
4
2
Po,To
p
o
,T
o

-10-

1.3.1.2. 
ng ng c nh ng khí
thi c dng MN. Khí thi ct và nhi rt cao nên
ng ci ln, chim ti 30% tng cung c
[15]. Vì v tn dng tng khí thi ta cho giãn n và sinh công trong

cánh TB. ng khí thi có mt s dng TB khí liên
h  khí th và kiu hn hp [29,32,35,37].
ng TB khí liên h 
    c TB,
 và MN c ni lin nhau. Kt cu
này bao gng trc nhiu cp và
 ng trc nhiu c c n ng
trc. Áp sut ca khí nt 3 ÷
4 bar. Khí thi ra kh n  c khi
t áp sut 16 bar. Bin pháp này
  m là tn d   ng
ca dòng khí th  sinh công trên MN.
Tuy nhiên bin pháp này gp phi hn ch
là công th
xylanh rt ln làm ging khí mi np
vào xylanh [32].
ng TB khí liên h khí th
TB và MN c nng trc vi nhau. Khí thi giãn n trong
cánh TB s làm TB quay và dng  nén không khí ti áp su
 (Hình 1.4).  án này cho phép tn dng tng khí thi, to ra
hiu su
c. n hp
n hp, MN dc
lp vi MN dng bng TB khí. Nh cách ghép ni này mà s phân b phm vi làm
vic ca hai h thng h phm vi ti trng thp cng
khí thi còn thm bo cung c ng cho MN c dng t TB)
 nén môi chi áp sung mong mun thì môi cht 
yc cung cp bi MN dng khí thi  li ta
ct ngung cung cp cho MN  có c-MN hong.
ng d dàng, gia tc nhanh nên rt thích hp cho

các n vn tdng n.
Tu thuc vào v trí ca c phân thành hai loi: ni tip
và  hin trên Hình 1.5.

1-Máy nén; 2-Thit b làm mát; 3-
4-Bình x; 5-Tuabin
Hình 1.4.  nguyên lý tng TB khí
liên h khí th
3
2
4
1
5
-11-



1--Tuabin; 3-Máy nén; 4-Máy nén
dkhí; 5-Khp ni; 6-Thit b làm
 a, b và bình n
 c.
n hp lp ni tip thun
n hp lp ni tip nghch
n hp 2 tng lp song song

Hình 1.5.  n h
p ni tic s dng nhing ht cao,
c bit là khi  ti nh. Loi hình ghép ni tip này tu ki kh
dàng.
i vp ni tip thun (Hình 1.5.a), MN dn ng sau

MN d ng b     c MN d ng bng TB khí hút t môi
n ti MN dng khí  ph
thung cm TB-MN trong khi áp su thuc vào t s a
MN dng t TB và MN dng t 
i vp ni tip nghch (Hình 1.5.b), MN dc
MN dng bng TB khí. Lng khí n thung MN
d ph thuc vào ch  t 
Trong  n hp lp song song (Hình 1.5.c), MN di
(hoi ca xylanh làm MN trong ng hc
t) song song vi cm TB-MNy, mi MN trong h thng ch cn cung cp mt
phn không khí nén vào bình cha chung, ri qua két làm mát trung gian. m ca h
thc cung cng thi bi
hai MN. , có th gim thiu c ca mi MN c ca h thng này
nh  so vi h thp ni tip.
1
3
2
4
5
6
6 6
6
5
4
2
3
1
Po,To
Po,To
b)

a)
Po,To
1
3
2
4
5
6
Po,To
c)
-12-

Khi áp sung s dng áp vì nó có hiu sut cao 
ch  làm vinh m các ch  ti trng khác nó có nhim, nht
là  ch  ti trng nh c khc phi ta b trí nhiu
b  làm vic theo ch  lp song song mà phm vi hong ca chúng ph
thuc vào ch  ti trng cn dòng có th p hoc
2 cp. Vic m TB ph thuc vào ti trng và t vòng quay c
u khin t bên ngoài. V ng nc các MN có b c nhm
phân tách khí np mng khi h thng này không hong. H th
chuym sau:
-  ch  khng và ti trng nh toàn b khí thi ch c h
thng TB  p) có tit din nh, có áp sut cao nên tc áp sut
 dng 1 TB có tit din ln.
- Cm TB có tit din nh nên gia tc t
- S kt hp gim TB-MN d i cp cho
mt vùng t tiêu hao nhiên liu.
-  ti trng thp ch còn mt b TB-MN làm vic và có phm vi làm vic t
ca nó nên ci thic tiêu hao nhiên liu  t
- c tính mômen tm vi làm vic r

t s c bit là kt
cu phc tp và giá thành cao.
1.3.1.3. 
 dng ca dòng khí và tính cng cng
 t ca môi ch ca
các xupáp mt cách có chu kì kích thích
s ng ca dòng khí. S ng
ca áp sut ti mi v   ng
chuyi theo thi gian. S
i này ph thuc vào pha và tn s
c 
các xupáp. Do vy, s  ng này có
th   c gi ng môi cht
np vào xylanh theo pha và tn s ca
      
công np c  c chuyn hóa
ng hc ca ct khí và
  ng này s chuyn hóa
    ng áp sut trong
xylanh  cui quá trình np.
a. 

1-Hp phân phi; 2-ng; 3-Xylanh
Hình 1.6.  h thng
1
3
2
3
2
1

4
-13-

Hình 1.6 th hi h thng. Khi 



x


    i 

      chuyn
ng       do
piston to ra,     
   
       
       
       


xylanh.
Khi piston dch chuyn t m chm cho ra
 chân không trong xylanh. Do áp sut trong xylanh nh ng np nên
xut hin s giãn n trong ng np t xylanh u h ca ng có áp sut bng áp sut
ng p
0
. Áp sung có giá tr i và lt trong xylanh,
nên xut hin quá trình chuyc li ca áp sut p
0

t ngoài vào xylanh
       Nu
sóng nén truyn ti xupáp c khi ,
s t  khu vc xupáp
 s np. Sau khi xupáp np
       i vn
truyn qua truyn li trong ng.
 ng np ci
trong phm vi t vòng quay nhnh
i ta có th s d thay
i có cp chiu dài c ng ng np
 hin trên Hình 1.7 [11,14].
b. cng
Trong h thng này ng np ca
 hp ca các bình và ng có
kh     ng dòng khí np
(Hình 1.8). Vic thit k c và
b ng có tính

1--ng np hình xuyn; 3-Mt
ngoài c nh; 4-Mt tang trng; 5-Ca trên mt
tang trng; 6-Tm dng.
Hình 1.7. Nguyên lý cng ng np có chiu
i vô cp
4
5
6
2
3
1

1-Bình n áp; 2- ng cng; 3-Xylanh;
4-Bình cng
Hình 1.8.  h thng tng
1
3
2
3
2
1
4