XÂY DỰNG bản đồ LƯỢNG NHIÊN LIỆU CUNG cấp của vòi PHUN COMMONRAIL KIỂU điện từ KHI sử DỤNG BIODIESEL TRÊN TOÀN VÙNG làm VIỆC BẰNG THỰC NGHIỆM

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

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LƯỢNG NHIÊN LIỆU CUNG CẤP CỦA VÒI PHUN
COMMONRAIL KIỂU ĐIỆN TỪ KHI SỬ DỤNG BIODIESEL
TRÊN TOÀN VÙNG LÀM VIỆC BẰNG THỰC NGHIỆM
EXPERIMENTAL MAPPING OF BIODIESEL SUPPLIED FROM A COMMONRAIL
INJECTOR FOR WHOLE ENGINE WORKING CONDITION
KS. Vũ Đức Mạnh1a, ThS. Nguyễn Gia Nghĩa1, 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
Khác với hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) diesel kiểu cơ khí truyền thống, lượng
nhiên liệu cung cấp (IQ–Injection Quantity) của vòi phun trên HTPNL diesel kiểu
CommonRail (CR) chỉ phụ thuộc vào các tham số chính là áp suất trong ống tích áp (prail), độ
rộng xung phun (ET-Energizing Time) và thuộc tính của nhiên liệu (khối lượng riêng, độ
nhớt). Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm xây dựng bản đồ IQ của vòi
phun CR kiểu điện từ trên toàn vùng làm việc (prail =400÷1600 bar, ET=300÷2000 µs); khi sử
dụng diesel dầu mỏ (B0) và các loại biodiesel khác nhau (B10, B20, B40, B60, B80 và B100)
trên bệ thử vòi phun kiểu CR4. Kết quả nghiên cứu phục vụ cho việc khai thác, tính toán chu
trình công tác của các loại động cơ diesel sử dụng vòi phun này. Ngoài ra, bản đồ lượng phun
thu được sẽ phục vụ trực tiếp cho việc lập chương trình điều khiển cho ECU của động cơ
diesel Huyndai 2.5 TCI-A khi chuyển sang sử dụng biodiesel.
Từ khóa: vòi phun CR kiểu điện từ, lượng nhiên liệu phun, biodiesel, bệ thử vòi phun
kiểu CR4 H2

ABSTRACT
Unlike the traditional diesel-fuel injection system such as mechanical injection, fuel
injection quantity (IQ) of a CommonRail (CR) injector mainly depends on the fuel-rail
pressure (prail), injector pulse width (ET-Energizing Time) and fuel properties (density and
viscosity). This work experimentally tests the amount of fuel injected from a CR electroinjector operating under a wide range of working conditions (prail =400÷1600 bar and
ET=300÷2000 µs) using a common rail testing bench CR4. The fuels tested here include
petroleum diesel (B0) and various blends of biodiesel (B10, B20, B40, B60, B80 and B100).
The results could be useful for biodiesel utilisations as well as for computing the fuel-air cycle
of common rail diesel engines. Also, the injection map will be used in the future to develop an
ECU for a compression ignition engine, 2.5 TCI-A Hyundai engine, when operating with
biodiesel.
Keywords: solenoid CR injector, injection quantity, biodiesel, common rail testing
bench CR4

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Lượng nhiên liệu cung cấp (IQ) của vòi phun ứng với các chế độ, điều kiện vận hành
khác nhau là thông số quan trọng phục vụ việc khai thác, tính toán chu trình công tác, thiết kế
và chế tạo HTPNL, lập chương trình điều khiển ECU của động cơ diesel. IQ có thể xác định
299


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
bằng tính toán lý thuyết hoặc đo thực nghiệm. Việc tính toán xác định IQ là công việc phức
tạp, đòi hỏi nhiều dữ liệu đầu vào và bắt buộc phải sử dụng khá nhiều giả thiết nhằm đơn giản
hóa bài toán nên kết quả cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm [4], [5].
Đối với HTPNL diesel kiểu cơ khí truyền thống, diễn biến áp suất phun phụ thuộc chủ
yếu vào biên dạng (cố định) của cam dẫn động bơm cao áp (BCA), chế độ tải, tốc độ của động
cơ [4], [5] và áp suất phun là tham số quyết định thời gian mở vòi phun (VP) để cung cấp
nhiên liệu vào xi lanh. Với HTPNL kiểu này, khi cố định các thông số vận hành khác (chế độ
tải và tốc độ, áp suất bắt đầu nâng kim phun…) thì áp suất phun, đặc tính vật lý của nhiên liệu

(khối lượng riêng, độ nhớt) có ảnh hưởng nhất định tới lượng phun của VP. Trong đó, áp suất
phun ít ảnh hưởng đến lượng phun mà chủ yếu ảnh hưởng tới mức độ phun tơi. Khối lượng
riêng, độ nhớt của nhiên liệu có ảnh hưởng đến diễn biến áp suất phun nên sẽ ảnh hưởng đến
lượng nhiên liệu cung cấp của VP [4], [5], [6].
160

Pressure, MPa

120

80
CommonRail

40

EUI
Pump-line-nozzle
0
500

1500

2500

3500

4500

Engine speed, rpm

Hình 1. Quan hệ giữa áp suất phun và tốc độ động cơ, [15]
Đối với HTPNL diesel kiểu CR, áp suất phun (prail) cao hơn, không phụ thuộc vào biên
dạng cam của BCA và tốc độ động cơ, có khả năng thay đổi trong một dải rộng tùy theo chế
độ vận hành. Đối với HTPNL kiểu CR dùng VP kiểu điện từ (Solenoid CR Injector) thì IQ sẽ
phụ thuộc chủ yếu vào prail, ET và khối lượng riêng, độ nhớt của nhiên liệu [3].
Bài báo trình bày kết quả thực nghiệm xây dựng bản đồ IQ của vòi phun CR kiểu điện
từ trên toàn vùng làm việc (prail=400÷1600 bar, ET=300÷2000 µs), khi sử dụng diesel dầu mỏ
(B0) và các loại biodiesel khác nhau (B10, B20, B40, B60, B80 và B100) trên bệ thử vòi phun
kiểu CR4. Kết quả nghiên cứu phục vụ cho việc khai thác, tính toán chu trình công tác của các
loại động cơ diesel sử dụng vòi phun này. Ngoài ra, bản đồ lượng phun thu được sẽ phục vụ
trực tiếp cho việc lập chương trình điều khiển ECU của động cơ diesel Huyndai 2.5 TCI-A
khi chuyển sang sử dụng nhiên liệu diesel sinh học [1].
2. TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM
2.1. Trang thiết bị
Quá trình thử nghiệm sử dụng Bệ thử vòi phun kiểu CR4 (Italia) (thông số kỹ thuật
được trình bày trong Bảng 1) [10] và Cân điện tử SHINKO GS-ALC (dải đo 03 kg, độ
chính xác 0,1g) [11] với sơ đồ bố trí như trên Hình 2.

300


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
19

ECU
18
17

16
15

14

12

1

2

3 4

11 10

9

5

0,01
5g

6

7

ON/
OFF

13

8

1-Thùng nhiên liệu; 2-Bầu lọc; 3-Bơm chuyển; 4-Đồng hồ áp suất; 5-Bầu lọc dầu (nhiên liệu
hồi); 6-Giá lắp BCA; 7-Khớp nối; 8-Động cơ điện (3 pha); 9-BCA; 10-Nhiên liệu cao áp; 11Van điều chỉnh áp suất BCA; 12-Bộ điều chỉnh áp suất bơm chuyển; 13-Cân điện tử; 14-Cốc
hứng nhiên liệu; 15-Van xả nhiên liệu; 16-Cốc đo lượng nhiên liệu hồi; 17-Cốc đo đo lượng
nhiên liệu phun; 18-Vòi phun CR; 19-Bộ chia nhiên liệu.
Hình 2. Sơ đồ bố trí trang thiết bị thử nghiệm
TT

Bảng 1. Thông số kỹ thuật chính của bệ thử vòi phun CR4, [10]
Thông số
Đơn vị
Giá trị

1

Nguồn (3 pha)

V

400

2

Số VP có thể thử cùng lúc

cái

4

3

Tốc độ BCA có thể mô phỏng

vg/ph

200 ÷3000

4

Áp suất ống tích áp (prail) có thể mô phỏng

bar

200 ÷2000

5

Độ rộng xung phun

μs

160÷2000

6

Các loại BCA có thể kiểm tra

CP1, CP3, Delphi, Siemens

2.2. Vòi phun thử nghiệm
Quá trình thử nghiệm sử dụng vòi phun CR kiểu điện từ (hãng Bosch) dùng trên động

cơ diesel 2.5 TCI-A (lắp trên xe Huyndai/Starex). Đây là loại VP đang được sử dụng rộng rãi
trên các HTPNL kiểu CR. Trước khi thử VP này được kiểm tra, hiệu chỉnh tại đại lý ủy quyền
của hãng Bosch.
2.3. Nhiên liệu thử nghiệm
Nhiên liệu biodiesel tinh khiết (B100) là sản phẩm của đề tài [2], được sản xuất từ bã
thải của quá trình tinh lọc dầu cọ thô thành dầu ăn. Kết quả phân tích [2], [8] cho thấy các
thuộc tính của B100 hoàn toàn thỏa mãn TCVN 7717:2007; QCVN 1: 2009/BKHCN và
ASTM D 6751. Nhiên liệu diesel dầu mỏ (B0) là sản phẩm diesel thương mại (0,05 %S) lưu
thông trên thị trường. Kết quả phân tích [2] cho thấy các thuộc tính của B0 hoàn toàn thỏa
mãn TCVN 5689:2005 và QCVN 1: 2009/BKHCN. Các loại hỗn hợp (theo thể tích) của
biodiesel với diesel sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm 0% (B0), 10% (B10), 20% (B20),
40% (B40), 60% (B60), 80% (B00) và 100% (B100). Kết quả phân tích khối lượng riêng và
độ nhớt của các loại hỗn hợp được trình bày trong Bảng 2.
301


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

TT

Bảng 2. Khối lượng riêng và độ nhớt của các hỗn hợp nhiên liệu mẫu, [7]
Kết quả đo
Đơn
Phương
Tên chỉ tiêu
vị
pháp
B0
B10 B20 B40 B60 B80 B100

1

Khối lượng
riêng

2

Độ nhớt động
học

kg/l

ASTM
D1298

0,821 0,825 0,828 0,834 0,842 0,848 0,856

mm2/s

ASTM
D445

3,11

3,22

3,32

3,60

3,85

4,21

4,60

2.4. Chế độ thử nghiệm
Để xây dựng bản đồ lượng phun IQ trên toàn vùng làm việc, chế độ thử nghiệm được
lựa chọn như sau:
- Áp suất phun prail: thay đổi từ 400 đến 1600 bar với bước thay đổi về áp suất là 200
bar. Đây là khoảng áp suất làm việc thực tế của VP trên HTPNL kiểu CR thế hệ 2 [3], [12].
- Độ rộng xung phun ET: thay đổi từ 300 đến 2000 μs với bước thay đổi về độ rộng
xung phun là 100μs khi ET<1000μs, là 500μs khi ET>1000μs.
3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của prail và ET tới IQ

200.0

400
800
1200
1600

160.0
120.0

IQ[mg]

IQ[mg]

Kết quả xác định lượng phun IQ cho các loại hỗn hợp B0, B40, B80, B100 ứng với các
giá trị prail, ET khác nhau được thể hiện trên Hình 3 và 4. Ta thấy:
600
1000
1400

200.0
160.0
120.0

80.0

80.0

40.0

40.0

0.0
200

700

400
800
1200
1600

1200

1700

0.0

2200
ET[μs]

200

400
800
1200
1600

160.0
120.0

700

1200

1700

2200
ET[μs]

1700

2200
ET[μs]

b) IQ của B40
IQ[mg]

IQ [mg]

a) IQ của B0
200.0

600
1000
1400

600
1000
1400

200.0

400
800
1200
1600

160.0
120.0

80.0

80.0

40.0

40.0

0.0

600
1000
1400

0.0
200

700

1200

1700

2200
ET[μs]

200

c) IQ của B80

700

1200

d) IQ của B100

Hình 3. Ảnh hưởng của prail, ET tới lượng phun IQ

302


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

200

0.000

200

180

24.13

180

160

48.25

160

140

72.38

140

120

96.50

120

96.50

100

120.6

100

120.6

80

144.8

80

144.8

60

168.9

60

168.9

40

193.0

40

0.000

48.25
72.38

193.0

20

20
20

IQ [m g]

IQ [m g]

24.13

16
00

000

18

14
00

00

16

12

00

14

00

ET[ 12
s]

10

00

10

80

00

80

0

0
60

60

0
40

40

0

2

00

00

p

16

00

00
00
18

14
00

00

r]
[ba
rail

16

12

00

14

00

ET[ 1200 0
0
s]
10

0

0

a) B0

10

80

80

0

0
60

60

0
40

40

00

0

00

r]
[ba
p rail

0

0

b) B100

Hình 4. Đồ thị IQ (3D) của vòi phun trên toàn vùng làm việc khi dùng B0 và B100
- Quy luật tác động của prail, ET đến các loại hỗn hợp là giống nhau và phù hợp với các
kết quả đã công bố [3], [9], [12].
- Với prail cao, đồ thị lượng phun IQ có sự phân chia thành 2 vùng rõ rệt: phi tuyến và
tuyến tính. Tuy nhiên, với dải prail thấp (400 đến 600 bar) thì đồ thị IQ theo quy luật phi tuyến.
Khi tăng áp suất phun prail thời điểm chuyển tiếp giữa 2 vùng này có xu hướng xuất hiện sớm
hơn (xét theo thời gian mở vòi phun ET).
3.2. Ảnh hưởng của prail tới IQ

200.0

IQ [mg]

IQ[mg]

Ảnh hưởng của prail đến IQ của hỗn hợp B60 ứng với các giá trị ET khác nhau được
trình bày trên Hình 5. Ta thấy, ứng với cùng giá trị của ET, IQ sẽ tăng tuyến tính khi tăng prail.
Thời gian mở VP càng dài thì mức độ ảnh hưởng này càng lớn. Đây là sự khác biệt của
HTPNL kiểu CR khi so sánh với HTPNL kiểu cơ khí truyền thống.
160.0

120.0

120.0
100.0
Δmax=7,9mg
80.0

80.0

60.0

40.0
40.0
0.0
400
300
700

800
400
800

1200
500
900

1600
prail[bar]
600
1000

Hình 5. Ảnh hưởng của prail đến IQ

20.0
0.0
400

800

1200

1600
prail[bar]

Hình 6. Ảnh hưởng của prail tới IQ của
các loại hỗn hợp ứng với ET= 800 μs

của hỗn hợp B60

Ảnh hưởng của prail tới IQ của các loại hỗn hợp diesel/biodiesel khác nhau ứng với thời
gian mở vòi phun ET=800μs được trình bày trên Hình 6. Ta thấy, khi tăng tỷ lệ pha trộn của
hỗn hợp có xu hướng làm giảm IQ của VP và ảnh hưởng này rõ nét hơn ở vùng prail lớn. Tuy
nhiên, quy luật thay đổi này không thực sự rõ nét và cần được tiếp tục nghiên cứu.
3.3. Ảnh hưởng của ET tới IQ
Ảnh hưởng của ET đến IQ tại các giá trị prail khác nhau (400, 800, 1200 và 1600 bar)
của các loại hỗn hợp nhiên liệu được trình bày trên Hình 6. Ta thấy, ứng với cùng một giá trị
khảo sát của prail, thời điểm chuyển tiếp giữa vùng phi tuyến và tuyến tính gần như không thay
303

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

100.0

B0
B20
B40
B80

80.0
60.0

160.0

B0
B20
B40
B80

IQ[mg]

IQ [mg]

đổi khi thay đổi tỷ lệ pha trộn của hỗn hợp. Thời điểm chuyển tiếp này giảm rõ rệt khi tăng
prail (vào khoảng 1000 μs với áp suất 800 bar, khoảng 900 μs ứng với prail=1200bar và khoảng
800μs ứng với prail =1600 bar). Chênh lệch lớn nhất về IQ giữa các loại hỗn hợp tại các chế độ
khảo sát là: IQ max=2,8 mg (với prail=400 bar), IQ max=8,3 mg (với prail=800 bar), IQ
max=7,9 mg (với prail=1200 bar), IQ max=12,5 mg (với prail=1600 bar).
B10
B30

B60
B100

120.0

B10
B30
B60
B100

80.0
40.0

ΔIQmax=8,3mg
40.0

ΔIQmax=2,8 mg

20.0

0.0

0.0
300

600

900

1200

1500

300

1800 2100
ET [μs]

150.0
120.0

1200

1500

1800

2100

b) Với prail=800 bar
IQ [mg]

IQ[mg]

B0
B20
B40
B80

900

ET[μs]

a) Với prail=400 bar
180.0

600

B10
B30
B60
B100

210.0

B0
B20
B40
B80

180.0
150.0

B10
B30
B60
B100

120.0

90.0

ΔIQmax=7,9mg

ΔIQmax=12,5mg

90.0

60.0

60.0

30.0

30.0

0.0

0.0
300

600

900

1200

1500

1800 2100

ET[μs]

300

c) Với prail=1200 bar

600

900

1200

1500

1800 2100
ET[μs]

d) Với prail=1600 bar

Hình 7. Sự phụ thuộc của IQ vào ET tại các giá trị prail khác nhau
3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn tới IQ

90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0

10.0
0.0

300
400
500
600
700
800
900
1000
1500
2000
0

20

40

60

80

IQ[mg]

IQ[mg]

Ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn đến IQ ứng với các giá trị ET khác nhau, tại prail=400 bar
và prail=1000 bar được trình bày trên Hình 8. Ta thấy, khi giữ nguyên ET và prail, việc thay đổi
tỷ lệ pha trộn của hỗn hợp nhìn chung ít ảnh hưởng đến IQ.

160.0
140.0
300
400
500
600
700
800
900
1000
1500
2000

120.0
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
0

100

20

40

60

80

100

Tỷ lệ Biodiesel (%)

Tỷ lệ Biodiesel (%)

a) Với prail=400 bar

b) Với prail=1000 bar

Hình 8. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn, ET đến IQ
Ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn, prail đến IQ tại ET= 600 μs và ET=1000 μs được trình bày
trên Hình 9. Ta thấy, với cùng giá trị ET=600 μs (Hình 9 a), khi tăng prail thì mức độ thay đổi
304


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

80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0

400
600
800
1000
1200
1400
1600

IQ[mg]

IQ[mg]

về IQ có xu hướng tăng khi tăng tỷ lệ pha trộn. Tuy nhiên, quy luật thay đổi là chưa rõ ràng
và cần được tiếp tục nghiên cứu. Ngoài ra, khi tăng thời gian mở vòi phun ET (Hình 9 b), ảnh
hưởng của tỷ lệ pha trộn đến IQ sẽ giảm.
140.0
120.0

400
600
800
1000
1200
1400
1600

100.0
80.0
60.0
40.0

20.0

0

20

40
60
Tỷ lệ Biodiesel (%)

80

0

100

a) Với ET=600μs

20

40
60
80
Tỷ lệ Biodiesel (%)

a)

100

Với ET=1000μs

Hình 9. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha trộn, prail đến IQ
Tổng hợp mức độ sai lệch về lượng phun IQ (tính theo %) của các loại hỗn hợp khi so
sánh với nhiên liệu diesel (B0) tại áp suất phun prail=1200 bar được trình bày trong Bảng 3. Ta
thấy đa phần lượng cấp của vòi phun IQ khi dùng hỗn hợp biodiesel nhỏ hơn so với khi dùng
diesel tại cùng chế độ khảo sát.
Bảng 3. Mức độ sai lệch về IQ (%) của các loại hỗn hợp so với diesel, tại prail=1200 bar
Sai lệch về IQ, [%]
Tỷ lệ pha trộn, [%]

ET
(μs)

10

20

30

40

60

80

100

300

-13,5

-15,5

-10,7

-34,5

-35,7

-20,2

-14,3

400

6,2

4,8

3,6

-3,0

-3,6

1,8

4,8

500

5,8

4,0

-1,2

-2,8

3,6

2,0

5,2

600

4,5

3,4

0,3

-0,3

3,1

-2,3

2,5

700

-0,1

-0,4

-5,9

-2,8

-2,2

-2,8

-0,9

800

-4,4

-6,2

-5,7

-9,9

-9,9

-5,4

-3,4

900

-1,6

-2,8

-4,9

-7,5

-7,3

-4,3

-2,0

1000

-0,4

-0,9

-0,9

-0,3

-1,1

-0,8

-0,4

1500

0,2

-0,2

-1,2

-1,1

-1,1

1,3

-0,3

2000

1,5

1,1

1,6

1,4

1,2

2,8

1,1

3.5. Nhận xét chung
- Với cùng điều kiện vận hành (cố định prail và ET), tỷ lệ pha trộn của hỗn hợp có ảnh
hưởng ít đến lượng phun IQ. Điều này là phù hợp vì B0 và B100 có sự chênh lệch không lớn
về khối lượng riêng (<5 %) (Bảng 2).
- Với khu vực prail và ET nhỏ thì sự sai lệch về IQ giữa diesel và các hỗn hợp dieselbiodiesel là đáng kể. Khi thời gian mở vòi phun càng dài thì ảnh hưởng của khối lượng riêng
và độ nhớt của nhiên liệu tới IQ càng giảm. Khi thời gian mở vòi phun ngắn (ET=300÷400μs)
thì chênh lệch về IQ giữa B0 và B60 lên đến hơn 30%. Khi ET đủ dài thì sự sai lệch này là
khá nhỏ (chênh lệch lớn nhất về IQ giữa B0 và các loại biodiesel là dưới 10%) (Bảng 3).
305


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
4. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ LƯỢNG PHUN THEO prail, ET
Với dữ liệu thực nghiệm xác định IQ theo prail, ET (với số lượng điểm khảo sát là hữu
hạn) cần xây dựng được bản đồ lượng phun trên toàn vùng làm việc: IQ=f(prail, ET) để phục
vụ các mục đích sử dụng khác nhau.
Từ các dữ liệu đã có, ta xác định lượng phun IQ(p,t) theo prail và ET thỏa mãn điều kiện:
pi≤p≤pi+1, tk≤t≤tk+1 (Hình 10). Trong đó, pi– prail thực nghiệm tại 7 điểm (i=1…7); tk - ET thực
nghiệm tại 10 điểm (k=1…10); p,t - prail, ET của IQ cần tìm.
Sử dụng phương pháp nội suy tuyến tính đồ thị 3 chiều [14] ta có công thức xác định
IQ(p,t):

 pi1  p  tk 1  t   IQ p , t  p  pi  tk 1  t  

 i1 k 
 pi1  pi  tk 1  tk 
 pi1  pi  tk 1  tk 
 pi1  p  t  tk   IQ p , t
 p  pi  t  tk 
 IQ  pi , tk 1 
 i1 k 1 
 pi1  pi  tk 1  tk 
 pi1  pi  tk 1  tk 

IQ  p, t   IQ  pi , tk 

Sai số về lượng phun IQ khi tính
toán nội suy theo công thức (1) với kết quả
đo thực nghiệm đối với nhiên liệu B0 được
tổng hợp trong Bảng 4. Ta thấy, mức sai số
lớn tập trung ở vùng làm việc có prail thấp
và ET ngắn (prail =400 bar, ET khoảng
300÷400 μs). Tuy nhiên, đây không phải là
vùng làm việc thường xuyên của HTPNL
kiểu CR. Ngoài vùng làm việc nêu trên,
mức sai số về IQ là khá tốt (<10 %) ngoại
trừ một số điểm kỳ dị (prail=1000 bar và
ET=300 μs; prail=1600 bar và ET=400 μs,
prail=1400 bar và ET=500 μs). Do vậy, có
thể sử dụng công thức (1) để xác định IQ
của vòi phun trên toàn vùng làm việc dựa
theo dữ liệu thực nghiệm đã có.

ET

(1)

IQ(pi+1, tk+1)

IQ(pi, tk+1)

tk+1
t

IQ(p,t)

tk
IQ(pi, tk)

pi

IQ(pi+1, tk)

pi+1

p

prail

Hình 10. Sơ đồ xác định IQ theo prail và ET

Bảng 4. Mức độ sai lệch về IQ (%) giữa tính toán (theo công thức 1)
và thực nghiệm đối với nhiên liệu diesel (B0)
Sai số về IQ, [%]

prail, [bar]

ET, [μs]
300

400

500

600

700

800

900

1000

1500

2000

400

-

-20,9

27,9

8,8

5,5

3,1

1,1

2,4

-6,2

-

500

-

-7,0

6,6

6,1

3,2

1,9

2,0

-3,7

-6,3

-

600

8,3

-5,4

-0,6

1,1

-0,6

-1,7

-1,1

-9,3

-8,3

-1,3

700

-

-4,3

1,3

2,3

4,0

1,1

0,8

-7,2

-2,8

-

800

7,9

-2,8

2,1

1,2

5,5

0,6

-0,7

-8,3

-0,2

-0,5

900

-

-2,0

0,4

-1,1

5,5

0,4

-0,1

-8,3

1,8

-

1000

10,8

-0,2

-1,3

-2,8

5,5

0,6

-1,0

-8,3

2,2

0,0

1100

-

0,0

1,9

-0,8

4,5

-0,8

-3,0

-4,3

2,9

-

306


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
1200

-6,4

-0,9

6,3

2,1

5,0

-2,0

-5,5

-2,4

2,6

-0,3

1300

-

0,0

8,2

-3,0

1,3

-2,3

-3,2

-0,8

3,9

-

1400

-0,9

4,8

11,7

-4,5

-1,0

-3,3

-1,3

-0,1

5,2

0,1

1500

-

8,6

2,0

-5,0

0,8

-3,0

-2,0

0,3

3,8

-

1600

-

16,0

-4,9

-4,7

1,9

-3,0

-2,8

1,8

2,6

-

5. KẾT LUẬN
Đã xác định được bản đồ lượng phun IQ của vòi phun CR kiểu điện từ trên toàn vùng
làm việc ứng với 7 loại nhiên liệu khác nhau (B0, B10, B20, B40, B60, B80 và B100) theo áp
suất bình tích áp prail và thời gian mở vòi phun ET. Những dữ liệu này có thể sử dụng cho
nhiều mục đích khác nhau.
Với biodiesel có nguồn gốc dầu cọ trong nghiên cứu này, tác động của tỷ lệ pha trộn
đến lượng phun là không lớn, nhất là trong dải áp suất phun prail > 400 bar và thời gian mở vòi
phun ET > 400 μs.
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 NCKH& PTCN cấp Quốc gia mã số ĐT.08.14/NLSH.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] 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 biodiesel 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).

[2] 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).
[3] Hà Quang Minh, Nguyễn Hoàng Vũ, Phun nhiên liệu điều khiển điện tử trên động cơ đốt
trong, Giáo trình cao học, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội -2010.
[4] Nguyễn Hoàng Vũ, Lại Văn Định, Hà Quang Minh, “Xây dựng mô hình mô phỏng hệ
thống phun nhiên liệu trên động cơ diesel”, Tạp chí Giao thông vận tải, 12/2004.
[5] Nguyễn Công Lý, Phan Đắc Yến, Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Hoàng Vũ, “Tính toán
mô phỏng hệ thống phun nhiên liệu của động cơ diesel B2 bằng phần mềm Inject32”, Tạp
chí Khoa học & Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 148, 06/2012.
[6] Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Hoàng Vũ, Phan Đắc Yến, “Ảnh hưởng của nhiên liệu
diesel sinh học đến quy luật cung cấp nhiên liệu của động cơ diesel”, Tạp chí Khoa học
& Kỹ thuật, Học viện KTQS, số 155, 06/2013.
[7] Dương Quang Minh, Nguyễn Gia Nghĩa, Nguyễn Hoàng Vũ, “Xây dựng công thức tính
chỉ số xêtan của hỗn hợp nhiên liệu diesel/biodiesel thông qua một số thuộc tính hóa-lý”,
Tạp chí Giao thông vận tải, 05/2015.
[8] V.H Nguyen, H.T.T Vu, H.M DO, J.Y Woo, H.H Jun; “Esterification of waste fatty acid
from palm oil refining process into biodiesel by heterogeneous catalysis: fuel properties
of B10, B20 blends”. International Journal of Renewable Energy and Environmental
Engineering, Vol. 01, No. 01, 2013, p 1-5.
307


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
[9] Claudio Dongiovanni, Claudio Dongiovanni and Marco Coppo (2010). Accurate
Modelling of an Injector for Common Rail Systems, Fuel Injection, Daniela Siano (Ed.),
ISBN: 978-953-307-116-9, InTech, DOI: 10.5772/9728. Available from:
/>[10] Spin Company. Operation and Maintenance Manual of COMMON RAIL TESTING
BENCH CR4 H2, 2008.

[11] Vibra Scales JSC, Operation Manual of electronic balance Shinko Seri.
[12] Lin Jin-jih, Common Rail Direct Injection Diesel Engine in Hyundai Tucson, Automobile
Maintenance Advanced Course for the Industrial Technical Instructors, 2011.
[13] Tomasz Knefel, Technical assessment of Common Rail injectors on the ground of
overflow bench tests, Eksploatacja I Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2012;
Vol 14, issue1: 42-53.
[14] Henry R.Kang, Computational Color Technology, SPIE Press Monographs Vol.159,
Society of Photo Optical, 2006.
[15] www.DieselNet.com
THÔNG TIN TÁC GIẢ
1.

KS. Vũ Đức Mạnh, Học viện Kỹ thuật Quân sự,
, 0963412178.

2.

ThS. Nguyễn Gia Nghĩa. Học viện Kỹ thuật Quân sự,
, 0986503199.

3.

PGS.TS. Nguyễn Hoàng Vũ, Học viện Kỹ thuật Quân sự,
, 0913226206.

4.

ThS. Khổng Văn Nguyên, Đại học Bách khoa Hà Nội,
, 0984761582.

5.

TS. Trần Anh Trung, Đại học Bách khoa Hà Nội,
, 0969767381.

308