KHẢO sát ẢNH HƯỞNG của CHẾ độ tải, tốc độ đến DIỄN BIẾN QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU và áp SUẤT TRONG XI LANH ĐỘNG cơ DIESEL HYUNDAI D4CB 2 5 TCI a BẰNG THỰC NGHIỆM

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TẢI, TỐC ĐỘ ĐẾN DIỄN BIẾN
QUÁ TRÌNH PHUN NHIÊN LIỆU VÀ ÁP SUẤT TRONG XI LANH
ĐỘNG CƠ DIESEL HYUNDAI D4CB 2.5 TCI-A BẰNG THỰC NGHIỆM
INVESTIGATING THE EFFECT OF LOAD AND SPEED MODE TO THE PROCESS
OF FUEL INJECTION AND IN-CYLINDER PRESSURE OF HYUNDAI 2.5 TCI-A
DIESEL ENGINE BY EXPERIMENTAL
KS. Phùng Văn Được1a, ThS. Trần Trọng Tuấn1, ThS. Phạm Trung Kiên1
ThS. Dương Quang Minh1, ThS. Nguyễn Gia Nghĩa1, ThS. Vũ Thành Trung1,
ThS. Nguyễn Công Lý1, PGS.TS. Nguyễn Hoàng Vũ1b,
ThS. Khổng Văn Nguyên2, TS. Trần Anh Trung2
1
Học viện Kỹ thuật Quân sự
2
Đại học Bách khoa Hà Nội
a
,
TÓM TẮT
Diễn biến áp suất trong xi lanh là thông số quan trọng nhất để đánh giá chu trình công
tác của động cơ và nó chịu ảnh hưởng của rất nhiều tham số khác nhau (đặc điểm kết cấu
động cơ, hệ thống phun nhiên liệu, hệ thống nạp-thải; thông số vận hành, điều chỉnh...). Việc
tính toán xác định diễn biến áp suất trong xi lanh của động cơ diesel nói chung, động cơ diesel
thế hệ mới nói riêng là phức tạp và phải sử dụng nhiều giả thiết để đơn giản hóa. Bài báo trình
bày kết quả khảo sát ảnh hưởng của thông số vận hành, chế độ tải và tốc độ đến diễn biến áp
suất trong xi lanh của động cơ diesel Hyundai D4CB 2.5 TCI-A trên bệ thử động cơ. Kết quả
thực nghiệm thu được sẽ là cơ sở để phân tích, đánh giá quá trình tạo hỗn hợp và cháy trong
động cơ; đánh giá, hiệu chỉnh mô hình mô phỏng chu trình công tác của động cơ trong các
phần mềm chuyên dụng.
Từ khóa: động cơ D4CB 2.5 TCI-A, chế độ vận hành, quá trình phun, áp suất trong xi lanh
ABSTRACT

The evolution of in-cylinder pressure is the most important parameter for evaluating the
work cycle of the engine and it is influenced by many different parameters (characteristics of
engine structure, fuel injection system, intake and exhaust system; operating and adjusted
parameters...). The calculation identify evolutions of in-cylinder pressure of diesel engines in
general, new generation diesel engine in particular is complex and must use assumptions to
simplify. This paper presents the investigation results the effect of operating parameters, load
and speed mode to evolutions of in-cylinder pressure of Hyundai D4CB 2.5 TCI diesel engine
by experimental. The experimental results will be the basis for analysis and evaluation
process of formed of mixtures and burn in combustion chamber; evaluation and adjustment
the simulation model the work cycle of the engine in the specialized software.
Keywords: diesel engine D4CB 2.5 TCI-A, operating mode, fuel injection, in-cylinder
pressure
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Áp suất trong xi lanh p cyl [bar] là một trong các thông số quan trọng nhất của chu trình
công tác (CTCT) và nó có tác động quyết định đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi
trường của động cơ đốt trong. Chính vì vậy để phân tích, đánh giá chi tiết ảnh hưởng của các
thông số thiết kế, vận hành, điều chỉnh, loại nhiên liệu sử dụng… đến các thông số công tác và
272


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
mức phát thải ô nhiễm của động cơ thì diễn biến p cyl là nguồn dữ liệu quan trọng và tin cậy
nhất.
Diễn biến p cyl có thể bằng tính toán lý thuyết (bằng giải tích [1] hoặc sử dụng các phần
mềm mô phỏng chuyên dụng [7]) hoặc đo thực nghiệm. Việc tính toán lý thuyết diễn biến áp suất
trong xi lanh là phức tạp và phải sử dụng nhiều giả thiết để đơn giản hóa bài toán nên kết quả tính
toán có thể khác xa so với thực tế. Ngoài ra, việc tính toán lý thuyết cũng sẽ gặp phải nhiều khó
khăn hơn đối với các động cơ diesel thế hệ mới, là những động cơ được ứng dụng nhiều công
nghệ hiện đại nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và mức phát thải ô nhiễm [2]. Đo diễn biến p cyl
là công việc phức tạp, có mức chi phí cao và yêu cầu cao về trang thiết bị thực nghiệm [3].

Sử dụng các phần mềm mô phỏng chuyên dụng để tính toán CTCT của động cơ đốt
trong là xu thế tất yếu hiện nay [5], [7]. Để đánh giá, hiệu chỉnh mô hình mô phỏng CTCT có
thể sử dụng các thông số công tác cuối cùng của động cơ (mô men, công suất, suất tiêu hao
nhiên liệu, lượng tiêu thụ khí nạp...). Tuy nhiên, việc đánh giá, hiệu chỉnh mô hình theo diễn
biến p cyl vẫn là phương pháp được ưu tiên nhất trong lĩnh vực động cơ đốt trong.
Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm xác định chi tiết các thông số vận hành (quy
luật cung cấp nhiên liệu, áp suất phun, thể tích nhiên liệu phun, áp suất khí tăng áp) và ảnh
hưởng của các thông số vận hành, chế độ tải và tốc độ đến diễn biến p cyl của động cơ diesel
Hyundai D4CB 2.5 TCI-A trên bệ thử động cơ.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ TRANG THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
2.1. Động cơ thử nghiệm, loại nhiên liệu sử dụng
Hyundai D4CB 2.5 TCI-A là động cơ diesel 4 kỳ, 4 xi lanh bố trí 1 hàng, đường kính xi
lanh/hành trình pít tông 91/96 mm, tỷ số nén 17,6:1, tốc độ ứng với công suất định mức
n=4000 vg/ph, sử dụng hệ thống phun nhiên liệu diesel kiểu CR (CP3), dùng hệ thống tăng áp
tua bin khí thải có van VGT và két làm mát khí tăng áp, dùng hệ thống tuần hoàn khí thải (EGR)
có làm mát khí EGR, sử dụng bộ xử lý khí thải kiểu ô xy hóa và bộ lọc PM, đạt tiêu chuẩn ô
nhiễm Euro III, [4], [10]. Nhiên liệu sử dụng là diesel dầu mỏ (0,05% S) với các thuộc tính của
mẫu nhiên liệu được trình bày chi tiết trong [6], [8].
2.2. Trang thiết bị thực nghiệm
Quá trình thử nghiệm được thực hiện tại Phòng thử động cơ nhiều xi lanh, Viện Cơ khí
Động lực, Đại học Bách Khoa Hà Nội với hệ thống trang thiết bị hiện đại, đồng bộ của hãng
AVL List GmbH [9], [12]. Sơ đồ bố trí các trang thiết bị phục vụ quá trình thử nghiệm được
thể hiện như trên Hình 1. Quá trình thử nghiệm còn sử dụng thiết bị chẩn đoán G-Scan [13]
(theo chuẩn OBD-II) và Oscilloscopes [11] để ghi nhận dữ liệu vận hành của ECU động cơ.

273


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

PUMA
PC

Cable Boom

AVL 733S

AVL 553

K57

FEM

Oscilloscopes

AVL 753

G-Scan

ECU

D4CB 2.5 TCI-A

AVL
Indiset 620

Throttle
pedal

APA 204/E/0934

PC

APA 204/E/0934- phanh thử; AVL 553 - hệ thống kiểm soát nhiệt độ nước làm mát; AVL 753
- hệ thống kiểm soát nhiệt độ nhiên liệu; AVL 733S - thiết bị đo lượng nhiên liệu tiêu thụ;
PUMA - hệ thống tự động hóa thiết bị đo và bệ thử; Cable Boom - hộp nối cáp tín hiệu từ các
cảm biến; FEM - bộ chuyển đổi tín hiệu; K57 - bảng điều khiển; Oscilloscopes - máy hiện
sóng; ECU - bộ điều khiển điện tử của động cơ D4CB; Throttle pedal - bàn đạp chân ga của
động cơ; G-Scan - thiết bị chẩn đoán theo chuẩn OBD-II; AVL Indiset 620 - hệ thống chuyên
dụng ghi nhận dữ liệu trong xi lanh; PC - máy tính.
Hình 1. Sơ đồ bố trí các trang thiết bị thử nghiệm
Để xác định diễn biến p cyl sử dụng cảm biến áp suất (kiểu áp điện) AVL QC33C (được
làm mát bằng nước), có dải đo từ 0 đến 200 bar [9]. Cảm biến áp suất được lắp vào lỗ khoan
tại vị trí lắp buji sấy của xi lanh thứ nhất (Hình 2). Trong quá trình làm việc, cảm biến QC33C
kết hợp với Encoder 364C (bước 0,5 độ góc quay trục khuỷu - GQTK) để xác định giá trị p cyl
ở từng thời điểm tương ứng.
Đường nước làm
mát CB

AVL QC33C

Dây dẫn
tín hiệu

Vòi phun

Hình 2. Vị trí lắp cảm biến AVL QC33C
274

Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Đối với động cơ D4CB 2.5 TCI-A, các yếu tố chính ảnh hưởng đến diễn biến p cyl bao
gồm: áp suất khí tăng áp và lượng tiêu thụ khí nạp, diễn biến quá trình cung cấp nhiên liệu
vào xi lanh, chế độ tải và tốc độ của động cơ. Diễn biến quá trình cung cấp nhiên liệu vào xi
lanh (thời điểm bắt đầu phun, số lần phun, giãn cách giữa các lần phun và khoảng thời gian
duy trì xung phun) được xác định bằng Oscilloscopes. Áp suất khí tăng áp (p kk ), lượng tiêu
thụ khí nạp (Q kk ), áp suất phun (p inj ) được xác định bằng G-Scan, thể tích nhiên liệu cung cấp
cho một chu trình (Vinj) được xác định bằng AVL Fuel Balance 733S.
2.3. Chế độ thử nghiệm
Quá trình thử nghiệm, động cơ được vận hành tại 4 chế độ tải là 100, 75, 50 và 25% tải.
Trong đó, chế độ 100% tải (đặc tính ngoài) tương ứng với 100% hành trình chân ga. Các chế
độ 75, 50 và 25% tải tương ứng với các chế độ 75, 50 và 25% Me max (với Me max được xác
định theo đặc tính ngoài). Tại mỗi chế độ tải, động cơ vận hành trong dải tốc độ của trục
khuỷu từ 1000 đến 3500 vg/ph với bước nhảy là 500 vg/ph. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống
thiết bị phụ trợ của bệ thử và động cơ thử nên không tiến hành thử ở tốc độ ứng với công suất
định mức (khi lắp trên xe, động cơ cũng rất ít khi vận hành ở chế độ này).
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Áp suất khí tăng áp và lượng tiêu thụ khí nạp
Sự thay đổi áp suất khí tăng áp p kk [bar] và lượng tiêu thụ khí nạp Q kk [kg/h] tại các
chế độ tải và tốc độ được trình bày trên Hình 3. Ta thấy:
4

600
pkk -100%

3.5

500

pkk -50%

pkk -25%

Qkk -75%
Qkk -50%
Qkk -25%

400

2.5

Qkk [kg/h]

pkk [bar]

3

Qkk -100%

pkk -75%

2
1.5

300
200

1
100

0.5

0
1000

1500

2000
2500
n [vg/ph]

3000

0
1000

3500

a)

1500

2000
2500
n [vg/ph]

3000

3500

b)

Hình 3. Ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến p kk (a) và Q kk (b)
- p kk và Q kk có xu hướng tăng khi tăng tải. Nguyên nhân là do khi tăng tải sẽ làm tăng
động năng của dòng khí thải tác dụng lên tua bin, do đó làm tăng áp suất khí tăng áp và kéo
theo là lưu lượng dòng khí nạp vào động cơ.
- Riêng ở chế độ 100% tải, p kk và Q kk được duy trì ở giá trị không quá cao (thông qua
sự kiểm soát của ECU với van VGT của tua bin tăng áp) để kiểm soát độ đậm của hỗn hợp
cháy nằm trong khoảng giá trị thích hợp nhằm phát huy công suất của động cơ.
- p kk có giá trị lớn khi động cơ làm việc tại các chế độ 50, 75% tải và trong dải tốc độ từ
2000 đến 2500 vg/ph (p kk max = 2,84 bar ứng với 75% tải và n= 2500 vg/ph). Lượng tiêu thụ
khí nạp đạt lớn nhất Q kk max = 504,7 kg/h tại 100% tải, n = 3500 vg/ph.
- Ở dải tốc độ thấp và trung bình, p kk và Q kk có xu hướng tăng khi tăng tốc độ. Tuy
nhiên, khi tiếp tục tăng tốc độ của động cơ thì p kk và Q kk lại giảm và đạt cực trị tại n= 3000
vg/ph. Hiện tượng này là do tác động của van VGT nhằm hạn chế sự gia tăng quá lớn về phụ
tải cơ-nhiệt tác dụng lên các chi tiết trong buồng cháy, nhất là khi động cơ làm việc ở chế độ
tải và tốc độ lớn.
275


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
3.2. Diễn biến quá trình phun nhiên liệu
Kết quả xác định áp suất phun p inj [bar]; thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình
V inj [mm3] được trình bày trên Hình 4. Kết quả cho thấy: p inj và V inj đều tăng khi tăng tải của
động cơ. Tuy nhiên, mức gia tăng của p inj và V inj không tỷ lệ với mức tăng tải của động cơ.
Khoảng thay đổi của p inj là khá lớn ở từng chế độ tải và trong toàn vùng làm việc của động
cơ. Sự thay đổi này có được là do khả năng điều khiển linh hoạt áp suất trong ống tích áp của
hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu CR. Ở chế độ 100% tải, p inj và V inj đều đạt giá trị lớn nhất
tại tốc độ n=3000 vg/ph (p inj max=1600 bar, V inj max = 73,7 mm3). Ở các chế độ tải cục bộ,
V inj ít thay đổi khi thay đổi tốc độ của động cơ.
90

1800
pinj -100%

1600

80

pinj -75%

Vinj -50%

pinj -50%

70

pinj -25%

Vinj [mm3]

pinj [bar]

1400
1200
1000
800

Vinj -25%

60
50

40
30

600
400
1000

Vinj -100%
Vinj -75%

20
1500

2000
2500
n [vg/ph]

3000

3500

a)

10
1000

1500

2000
2500

n [vg/ph]

3000

3500

b)

Hình 4. Ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến p inj (a) và V inj (b)
Diễn biến xung phun theo GQTK và quy luật thay đổi số lần phun nhiên liệu trong một
CTCT tại các chế độ tải và tốc độ khác nhau được trình bày trên các Hình 5 và 6. Ta thấy:
- Số lần phun có xu hướng giảm khi tăng tốc độ động cơ. Ở dải tốc độ thấp và trung
bình, lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 CTCT được phun thành 3 lần (2 lần phun mồi + 1 lần
phun chính). Ở dải tốc độ cao, nhiên liệu được phun thành 2 lần (1 lần phun mồi + 1 lần phun
chính) hoặc chỉ trong một lần (1 lần phun chính). Riêng tại các chế độ tải thấp (25%; 50%) và
tốc độ thấp (Hình 6 b), nhiên liệu được phun thành 4 lần (2 lần phun mồi + 1 lần phun chính +
1 lần phun bổ sung).
- Góc phun sớm nhiên liệu (xác định qua thời điểm xuất hiện xung phun đầu tiên), giãn
cách giữa các lần phun và khoảng thời gian phun (tính theo GQTK) có xu hướng tăng khi tăng
tốc độ hoặc tăng tải của động cơ. Ở các chế độ tốc độ cao (3000, 3500 vg/ph), số lần phun
giảm nên góc phun sớm nhiên liệu giảm rõ rệt.
- Thời điểm xuất hiện xung phun chính có xu hướng sớm hơn và độ rộng của xung phun
lớn hơn khi tăng tốc độ hoặc tăng tải của động cơ. Riêng tại các chế độ tải nhỏ, trung bình
(25, 50%) và tốc độ thấp (n = 1000, 1500 vg/ph) thì thời điểm xuất hiện xung phun chính rất
muộn (thậm chí sau điểm chết trên - ĐCT).
- Thời điểm xuất hiện xung phun bổ sung (phun lần 4) có xu hướng sớm hơn khi tăng
tải nhưng lại muộn hơn khi tăng tốc độ của động cơ. Độ rộng của xung phun bổ sung có xu
hướng lớn hơn khi tăng tải hoặc tốc độ động cơ.
- Quá trình tăng tốc độ của động cơ, khoảng tốc độ tương ứng với thời điểm xuất hiện
tia phun có 3 lần phun là 1000÷2700 vg/ph; 2 lần phun là 2700÷3500 vg/ph; 1 lần phun là

3500÷3800 vg/ph. Tia phun có 4 lần phun xuất hiện trong khoảng tốc độ 1514÷2000 vg/ph.
Trong quá trình giảm tốc độ, các khoảng tốc độ trên có xu hướng nhỏ hơn một chút.

276


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Uinj - 3500 vg/ph

Uinj - 3000 vg/ph

Uinj - 3000 vg/ph

Uinj - 2500 vg/ph

Uinj - 2500 vg/ph

Uinj - 2000 vg/ph

Uinj - 2000 vg/ph

Uinj - 1500 vg/ph

Uinj - 1500 vg/ph

Uinj - 1000 vg/ph

Uinj - 1000 vg/ph

Uinj

Uinj

Uinj - 3500 vg/ph

-60

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

40

-40

-60

60

-20

a) 25%

0

α [do GQTK]

60

40

20

b) 50%
Uinj - 3500 vg/ph
Uinj - 3000 vg/ph

Uinj - 2500 vg/ph

Uinj - 2500 vg/ph

Uinj - 2000 vg/ph

Uinj - 2000 vg/ph

Uinj - 1500 vg/ph

Uinj - 1500 vg/ph

Uinj - 1400 vg/ph

Uinj - 1000 vg/ph

Uinj

Uinj

Uinj - 3500 vg/ph
Uinj - 3000 vg/ph

-60

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

40

60

-60

-40

c) 75%

-20

0

α [do GQTK]

20

40

60

d) 100%

Hình 5. Diễn biến xung phun theo GQTK tại các chế độ tải và tốc độ
3800 rpm
Phun 1 lần
3500 rpm

3800 rpm
Phun 1 lần
3200 rpm

Phun 2 lần

Phun 2 lần

2000 rpm
1850 rpm

2700 rpm

Phun 4 lần

2600 rpm

Phun 3 lần

1514 rpm

Phun 3 lần

1000 rpm

Phun 4 lần
1350 rpm

1000 rpm

1000 rpm

a) Quy luật thay đổi số lần phun

1000 rpm

b) Quy luật thay đổi số lần phun (4 lần)

theo tốc độ động cơ

theo tốc độ động cơ, ở chế độ tải thấp

Hình 6. Quy luật thay đổi số lần phun theo tốc độ và tải

277


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
3.3. Ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến diễn biến áp suất trong xi lanh
160
140
120
100
80
60
40
20
0

-60

pcyl;Uinj - 1000 - 100%
pcyl;Uinj - 1400 - 75%
pcyl;Uinj - 1000 - 50%
pcyl;Uinj - 1000 - 25%
pcyl - ntt

pcyl [bar]; Uinj

pcyl [bar]; Uinj

Ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến p cyl được trình bày trên Hình 7. Ta thấy:

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

40

160
140
120
100
80
60
40
20
0

-60

60

pcyl;Uinj - 1500 - 100%
pcyl;Uinj - 1500 - 75%
pcyl;Uinj - 1500 - 50%
pcyl;Uinj - 1500 - 25%

-40

pcyl;Uinj - 2000 - 100%
pcyl;Uinj - 2000 - 75%
pcyl;Uinj - 2000 - 50%
pcyl;Uinj - 2000 - 25%

pcyl [bar]; Uinj

pcyl [bar]; Uinj

-60

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

40

160
140
120
100

80
60
40
20
0

-60

60

pcyl;Uinj - 3000 - 100%
pcyl;Uinj - 3000 - 75%
pcyl;Uinj - 3000 - 50%
pcyl;Uinj - 3000 - 25%

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

40

60

40

60

40

60

pcyl;Uinj - 2500 - 75%
pcyl;Uinj - 2500 - 50%
pcyl;Uinj - 2500 - 25%

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

d) n=2500 vg/ph

pcyl [bar]; Uinj

pcyl [bar]; Uinj

-60

20

pcyl;Uinj - 2500 - 100%

c) n=2000 vg/ph
160
140
120
100
80
60
40
20
0

0

α [do GQTK]

b) n=1500 vg/ph

a) n=1000 vg/ph
160
140
120
100
80
60
40
20
0

-20

40

60

e) n= 3000 vg/ph

160
140
120
100
80
60
40
20
0

-60

pcyl;Uinj - 3500 - 100%
pcyl;Uinj - 3500 - 75%
pcyl;Uinj - 3500 - 50%
pcyl;Uinj - 3500 - 25%

-40

-20

0

α [do GQTK]

20

f) n=3500 vg/ph

Hình 7. Ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến diễn biến p cyl
- p cyl có xu hướng tăng sớm hơn với mức độ gia tăng lớn hơn khi tăng tải hoặc tốc độ
của động cơ. Kết quả này đã phản ánh đúng sự thay đổi về góc phun sớm nhiên liệu (Hình 5),
thể tích nhiên liệu cung cấp cho một chu trình Vinj (Hình 4 b), áp suất tăng áp p kk (Hình 3) theo
chế độ tải hoặc tốc độ của động cơ.
278


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
- p cyl có thể xuất hiện 1 hoặc 2 giá trị cực đại. Ở trường hợp xuất hiện 2 giá trị cực đại
thì giá trị cực đại đầu tiên đạt được khi pít tông ở vị trí ĐCT. Thời điểm p cyl đạt giá trị cực đại
(sau khi pít tông đi qua ĐCT) có xu hướng sớm hơn khi tăng tải của động cơ.
- Ở các chế độ tải hoặc tốc độ thấp, do thời điểm phun chính nhiên liệu muộn dẫn đến
quá trình cháy, thời điểm tăng đột biến của p cyl xảy ra muộn và xuất hiện điểm cực đại thứ 2
của p cyl sau khi pít tông đã đi qua ĐCT. Điều này sẽ làm giảm hiệu suất nhiệt của động cơ
nhưng sẽ giúp tăng nhiệt độ khí thải nhằm đảm bảo hiệu suất làm việc của bộ xử lý khí thải
kiểu ô xy hóa và hỗ trợ quá trình tái sinh lọc của bộ lọc PM [2]. Các chế độ xuất hiện lần phun
bổ sung (phun lần 4) cũng nhằm đạt được mục đích như trên.
- Khi động cơ làm việc ở các chế độ 50 và 75% tải tại các tốc độ 2000 và 2500 vg/ph,
p cyl có xu hướng tăng nhanh và có giá trị lớn hơn ở các chế độ khác. p cyl khi pít tông ở khu
vực lân cận ĐCT có giá trị lớn và được duy trì trong khoảng thời gian dài. Nguyên nhân của
hiện tượng trên là do ở các chế độ này, áp suất khi tăng áp và lượng không khí nạp vào động

cơ lớn hơn nhiều khi so sánh với các chế độ tải khác (Hình 3).
- Ở chế độ 100% tải, do p kk và Q kk được ECU kiểm soát nên duy trì được p cyl max
không quá cao (p cyl max = 144,85 [bar] tại tốc độ n = 3500 vg/ph) để giảm phụ tải cơ-nhiệt
cho các chi tiết trong buồng cháy.
- Khi động cơ làm việc ở các chế độ tốc độ 2000 và 2500 vg/ph, p cyl xuất hiện hiện
tượng dao động tương đối lớn. Hiện tượng này có thể do nhiều nguyên nhân gây ra và cần
được tiếp tục nghiên cứu làm rõ.
4. KẾT LUẬN
Bài viết đã trình bày kết quả xác định chi tiết các thông số vận hành; diễn biến quá trình
phun nhiên liệu; ảnh hưởng của chế độ tải và tốc độ đến diễn biến p cyl của động cơ diesel
Hyundai D4CB 2.5 TCI-A bằng thực nghiệm trên bệ thử. Kết quả cho thấy diễn p cyl phản
ánh đúng sự thay đổi của các thông số vận hành và điều khiển của động cơ. Khi tăng tải hoặc
tốc độ sẽ làm tăng áp suất lớn nhất trong xi lanh p cyl max. Tuy nhiên, mức độ gia tăng của p cyl
max không tỷ lệ thuận với mức gia tăng của tải và tốc độ. Ở các chế độ tải và tốc độ thấp, quá
trình cháy và thời điểm xuất hiện sự gia tăng nhanh của p cyl là muộn hơn, sau khi pít tông đã
qua ĐCT.
Dữ liệu thử nghiệm thu được sẽ là cơ sở để phân tích, đánh giá quá trình tạo hỗn hợp và
cháy; đánh giá, hiệu chỉnh mô hình mô phỏng CTCT của động cơ D4CB 2.5 TCI-A [4] trong
các phần mềm chuyên dụng.
LỜI CẢM ƠN
Các tác giả xin chân thành cảm ơn Ban điều hành Đề án Phát triển nhiên liệu sinh học
đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025/Bộ Công thương đã tạo điều kiện để thực hiện nghiên
cứu này (trong khuôn khổ Đề tài cấp Quốc gia mã số ĐT.08.14/NLSH, [4]).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hà Quang Minh, Lý thuyết động cơ, NXB Quân đội nhân dân, 2002.
[2]. Hà Quang Minh, Nguyễn Hoàng Vũ, Phun nhiên liệu điều khiển điện tử trên động cơ đốt
trong, NXB Quân đội nhân dân, 2010.
[3]. Nguyễn Hoàng Vũ, Thử nghiệm động cơ đốt trong, NXB Quân đội nhân dân, 2010.
[4]. Nguyễn Hoàng Vũ, Thuyết minh đề tài NCKH&PTCN cấp Quốc gia, Nghiên cứu, chế
tạo thử nghiệm ECU phù hợp cho việc sử dụng nhiên liệu diesel sinh học với các mức

pha trộn khác nhau, mã số ĐT.08.14/NLSH, thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học
đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025.
279


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
[5]. Nguyễn Hoàng Vũ, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH &PTCN cấp Quốc gia, Nghiên cứu sử
dụng nhiên liệu diesel sinh học (B10 và B20) cho phương tiện cơ giới quân sự, mã số
ĐT.06.12/NLSH, thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến
năm 2025.
[6]. Dương Quang Minh, Nguyễn Gia Nghĩa, Nguyễn Hoàng Vũ, Xây dựng công thức xác
định chỉ số xêtan của hỗn hợp nhiên liệu diesel/biodiesel thông qua một số thuộc tính
hóa-lý; Tạp chí Giao thông Vận tải, 5/2015.
[7]. Nguyen Hoang Vu, Nguyen Trung Kien, Phan Dac Yen, Nguyen Cong Ly, Study on the
Effects of Biodiesel blends B10 and B20 on Performance and Emissions of a Diesel Engine
by using Diesel-RK Software, The 5th AUN/SEED-Net Regional Conference on
New/Renewable Energy; September-2012, p. 128-133.
[8]. Thi Luong Dinh,Vu Nguyen Hoang, Determination of C/H/O fractions and lower heating
values for diesel-biodiesel blends derived from Vietnam, International Journal of
Renewable Energy and Environmental Engineering, Volume 02, No. 03; July-2014.
[9]. AVL List GmbH (2001), Technical Documents & Operating Manual for HUT Project.
[10]. GDS/Manual/Shop Manual/H-1 BUS/2009/D 2.5 TCI-A.
[11]. RIGOL Technologies, User’s Guide DS1000E, DS1000D Series Digital Oscilloscopes,
Sept-2010.
[12].
[13]. />THÔNG TIN TÁC GIẢ
1.

KS. Phùng Văn Được, Học viện Kỹ thuật Quân sự,
, 0974.230.974.

2.

PGS.TS. Nguyễn Hoàng Vũ, Học viện Kỹ thuật Quân sự,
, 0913.226.206.

3.

TS. Trần Anh Trung, Đại học Bách khoa Hà Nội,
, 0969.767.381.

280