Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phu nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí thải động cơ diesel bằng phương pháp mô phỏng

- ii -


TÓM TẮT
  
n công  




hay chúng song song cùng  
 . Khi 
 còn NOx 
-3- .
ABSTRACT
The thesis introduces the research into influence of the swril and multiple
Injections on direct injection Diesel (DI Diesel engine) engine performance and
emission, using simulation. The “Swril ratio” and “Number of sprays” was also
changed to appreciate the effect on DI Diesel engine performance and emit
particulates and oxides of nitrogen.
Each technology has its own merits and demerits or exists interaction. The
results show that, the total of oxides of particulates decreased when increased “Swril
ration”; when increased “Split injection” parameter amount of oxides of
particulates decreased and change in the nitrogen divide two stages: the fist of all,
nitrogen decreased (25-3-75) ,after that, it increased.

- iii -
MỤC LỤC

Trang


i
 Abstract
ii

iii

v

viii

ix

x
 

1
1.2. 
2
1.2.1. Tác h
4
1.2.1.1. 
4
1.2.1.2. 
5
1.3.  
8
1.3.1
8
1.3.3. Ý 

8
1.4. 

9
1.4.1. 
9
1.4.2. 
9
1.4.3. 
9
1.4.4. 
9
 

11

12

12

- iv -

12
on (CO)
15
2.1.3. Oxit nito (NOx)
17
2.1.4. Hydocarbon (HC)
18
2.1.5. (SO

2
)
18
2.2. 
18
2.2
19
2.2
19
2.2 
20
2.2
23
2.2
25
2.2
28
2.3. 
30
2.4. KIVA- 3V
35
2.4.1. 

35
-3v
37
2.4.3. - 3.
39
2.4.4. C
41

2.4.1.1.       -Helmholtz và
Rayleigh-
41
2.4.1.1. 
43
2.4.1.1. Mô hình dòng chảy rố   -
- 
45
2.4.1.1. Mô hình hình thành NOx
47
2.4.1.1. 
49
 

3.1.  
52
3.2. 
56

- v -

  PHUN 


58
4.2. 
59

61
   phun        


61
4.3.2. 
hóng
65
4.3.3.    
NOx
69

72
5  


73

76
5.2.1. 
lanh
76
5.2.2 
79
5.2.3. 
82

86
 
6.1. 
87
6.2. 
88


xi

xiv

-v-


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Số hiệu hình
Trang
1.1

6
1.2

7
2.1

13
2.2

13
2.3

14
2.4




monoxit carbon (CO)
16
2.5

19
2.6

20
2.7

           

21
2.8

22
2.9

23
2.10

g
/
l

25
2.11


27

2.12
         


28
2.13


31
2.14
    


33
2.15

34
2.16
Osman Yasar (phòng 
) 
36
-vi-


2.17
- 3V
40
2.18

49

3.1

52
3.2

54
3.3

55
3.4

55
3.5

0

56
4.1

nhau
59
4.2

60
4.3


62
4.4


khác nhau
63
4.5

63
4.6

BTDC
64
4.7

90-3-10
65
4.8

66
4.9

67
4.10
             

67
4.11
 phun
68
4.12

69
4.13


70
4.14
           
nhau
71
4.15
            
phun
71
5.1

74
-vii-


5.2
   

75
5.3


76
5.4


76
5.5



78
5.6
 

78
5.7


79
5.8

80
5.9

80
5.10

81
5.11

82
5.12

84
5.13

84
5.14


85
5.15

85








-viii-


DANH MC BẢNG BIU
Số hiu bng biu
Trang
1.1

3
2.1
-RT
43
2.2
             

50
3.1
ThAVL

53
3.2
 
56
3.3

57
4.1

58
4.2

60
5.1

73
5.2

75
5.3

77
5.4

82



-x-

DANH MC CỄC CH VIẾT TT
Từ viết tắt
Từ gốc
Nghĩa của từ
0
C
degree of Celsius

0
F
degree of Fahrenheit

0
K
degree of Kelvin

ATDC
After Top Dead Center

BTDC
Before Top Dead Center
n
CO
Carbon monoxide
-bon Mô-nô-xít
CO
2
Carbon Dioxide
--ô-xít

deg.
degree

Deg ATDC
degree After Top Dead
Center

trên
Deg BTDC
degree Before Top Dead
Center
m

DOHC
Double OverHead
Camshaft

EGR
Exhaust Gas Recirculation

EVO
Exhaust Valve Open

HC
Hydro Carbon
Hi--bon
IVC
Intake Valve Close

KH-RT

Kelvin-Helmholtz and
Rayleigh-Taylor model
Mô hình KH-RT
NO
x
Oxides of Nitrogen

PR
Precursor

RNG k-e
Renormalized Group k-e
model
RNG k-e
rpm
Revolution per Minute
Vòng/phút
ppm
Parts per million

SO
x

Oxides of Sulfur

TDC
Top Dead Center


-xi-

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 1 
CHƠNG 1 : TNG QUAN
1.1. Tổng quan chung
N         và      
          




Mehta và Tamma (1998) và Fuchs
và Rutland (1998)   xoáy   
. Fuchs và Rutland Kiva-II và Kiva-3 

       mô hình   (Magi, 1987)    
, 

 

               ), 
 

 
 
phun 

Flaig và
, 1999

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 2 


Han và nhóm tác

2009) hay illo và nhóm tác


1.2 . Lý do chọn đề tài


 , 
hóa,                 



kèm 

              

ra CO
2
và H
2









LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 3 
Bảng 1.1: Thành phần điển hình của khí thải động cơ Diesel
Thành phần khí thi
Các thông số
CO
2

2  12%
H
2
O
2- 12%
O
2

3-17%
NO
X
50- 1000 ppm

HC
20  300 ppm
CO
10- 500 ppm
SO
2

10-30 ppm
N
2
O


Quá trình cháy lý 
2
,
H
2
O và N
2



(NO, NO
2
, N
2









             
 
hoá thành SO
2

2

3


2
SO
4
.




LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 4 

 


1.2.1. Tác hi ca các chất ô nhim trong khí x động c đốt trong

1.2.1.1. Tác hi sc khỏe con ngi
.

oxy hóa không hoàn toàn carbon trong nhiê






thành do N
2

2

o


2

 

2



2







.
SO
2

oxy hóa thành H
2
SO
4

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 5 

2

các 
 




                  

nh thành.


2
H
5
)
4









1.2.1.2. Tác hi môi trng.

Ảnh hng nhit độ khí quyn.

CO
2

carbon   
i thích:
Trái                 

-
-15m).
LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 6 

Hình 1.1: Phổ bức xạ nhiệt của mặt trời và vỏ trái đất

 
t
và không gian. CO
2



2

 1.2 
nhà kính .






o
C.



LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 7 








Hình 1.2: Hiện tượng hiện ứng nhà kính
Ảnh hng đn sinh thái.
NOx nguy  

.
 
2
, NO
2






 
- 
- 
- 
 
- 

- 
LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 8 
- .
 
- 
- 
- 
Trong    viên   tài “Đánh giá ảnh hưởng của
xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí thải của động cơ diesel
bằng phương pháp mô phỏng”  làm  tài cho   giá tác 
    khí  phát ra 
  diesel.  làm quen và   thành       mô
  tính toán  khí  , khi mà   trang   thí
  các     ta còn  .
1.3. Tính cấp thit và ý nghĩa khoa học

1.3.1. Tính cấp thit ca đề tài

 
 
 
y ta có
 .
1.3.2. ụ nghĩa khoa học và thực tin ca đề tài


                 


                  

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 9 
                

 Tránh v
 
  
1.4. Mc tiêu đề tài, đối tng nghiên cu, đối tng và phng pháp nghiên
cu
1.4.1. Mc tiêu đề tài

  
  

1.4.2. Đối tng nghiên cu

 

 P-3v
1.4.3. Gii hn đề tài:
   
thí nghicommon rail AV
 
: 25-3-75, 50-3-50, 75-3-25, 90-3-10 
 1.0, 1.5, 3.0, 5.0

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 10 
1.4.4. Phng pháp nghiên cu:








LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 11 
CHƠNG 2 : CƠ S Lụ THUYẾT
2.1. Khái quát về các chất ô nhim trong khí thi động c Diesel [1]

Tng t nh , khí th à s k h c Nit,
Oxi, Hidrocarbon và CO
2
. Khí th c  ph l các ph t
c không khí, nhng ch này không làm nguy h   môi tr. Còn l
kho 6,5% là các ch khí có th  h l  môi tr c  ki
soát.

Carbon Dioxide (CO2) quan h tr ti  hi su c  v quá trình
cháy. Hi su càng cao bao nhiêu thì l khí CO2 th ra càng th b nhiêu.
ó hi su cao vì th l khí CO2 th ra th h r nhi so
v các lo  c  trong s d nhiên li khác. CO2 là khí gây nên hi 
nhà kính, vì v c  c  ki soát  m  có th ch nh .
CO và HC tr ti liên  quá trình cháy. N quá trình cháy x ra
hoàn h thì l khí CO và HC s th. Tng t nh CO2, CO và HC c c
 ki soát khi nói  ô nhi do khí th c  trong.
SOx l liên  vi ch nhiên li s d. N nhiên li có hàm
l lu hu cao thì khí th s có nhi SOx. Chính vì v, ngày nay d Diesel
có hàm l lu hu th  s d r ph bi trong ngành v t. Bên
c vi s d nhiên li có hàm l lu hu th, các nhà s xu có th
trang b thêm b l SOx, tuy nhiên b l ngày nay có kích th to và quá m nên
v cha  s d nhi.
B hóng là ch ô nhi  bi quan tr trong khí x 
á trình cháy khu tán c lo ày
r thu l cho vi t ra b hóng. Trong quá trình b h c nhiên li, s t
trung c b h nhiên li t 

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 12 

quan 
             t  

này.
2.1.1. Bồ hóng (muội than)

2.1.1.1. Thành phần ht bồ hóng

- 


- 

- 

- 2 4.
- 




2.1.1.2. Cấu trúc ht bồ hóng

Hình 2.1 và 2.2       


thành 

LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 13 
--
n 500-1000nm.






-

-




22

          

30nm   

106



- Polyme hoá qua axetylen và polyaxetylen.
- 
Hình 2.1.Cấu trúc chuỗi bồ hóng
Hình 2.2. Dạng những hạt sơ cấp
LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 14 
- 
- 

-  


Hình 2.3 : Quá trình tạo bồ hóng trong động cơ diesel[2]

. Trong quá trình cháy 
 
             
trung tâm ban  
Sau n song song
LVThS – Đánh giá ảnh hưởng của xoáy lốc và phun nhiên liệu nhiều lần đến công suất và khí
thải của động cơ Diesel bằng mô phỏng

 15 
u-


 
c 
môi tr
2.1.2. C ch hình thành monoxit carbon (CO)

 là do quá trình
cháy u hay 



).
u (






> 1).
 







