Ứng dụng phần mềm FLUENT tính toán mô phỏng quá trình cháy động cơ vikyno RV125 2 sử dụng hệ thống nhiên liệu kép CNG diesel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN ĐÌNH QUÝ

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FLUENT TÍNH TOÁN
MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2
SỬ DỤNG HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU KÉP CNG-DIESEL

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 60520116

S K C0 0 4 4 7 3

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

UẬN V N THẠC S
NGU ỄN Đ NH QU

ỨNG DỤNG PH N M M F UENT TÍNH TO N M
PHỎNG QU TR NH CH
S

Đ NG C

VIK NO RV125-2

DỤNG HỆ THỐNG NHI N IỆU K P CNG-DIESEL

NGÀNH: KỸ THUẬT C

KHÍ Đ NG ỰC - 60520116

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

UẬN V N THẠC S
NGU ỄN Đ NH QU

ỨNG DỤNG PH N M M F UENT TÍNH TO N M
PHỎNG QU TR NH CH
S

Đ NG C

VIKYNO RV125-2

DỤNG HỆ THỐNG NHI N IỆU K P CNG-DIESEL

NGÀNH: KỸ THUẬT C
Hƣớng

KHÍ Đ NG ỰC - 60520116

n kho họ : PGS TS Tr n T

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2014

n Hả T n


ỊCH KHOA HỌC
I

ỊCH S

ƯỢC

Họ & tên:

N uyễn Đìn Quý

Ngày, tháng, năm sinh:
Quê quán:

01/02/1980

Phú V ng, Thừ Thiên Huế

Giới tính:

Nam

Nơi sinh:

Huế

Dân tộ :

Kinh

Chứ vụ, đơn vị ông tá trƣớ khi họ tập, nghiên ứu: Giảng viên, kho Công nghệ Ô tô,
Trƣờng C o Đẳng Nghề ĐăkLăk.
Chỗ ở riêng hoặ đị

hỉ liên lạ :

Hò Thuận, TP Buôn M Thuột, ĐăkLăk.

Điện thoại ơ qu n:

Điện thoại i động:

Fax:

E-mail:

0905 876 239

II QU TR NH ĐÀO TẠO
1 Đạ

ọc:

Hệ đào tạo:

Chính quy tập trung

Nơi họ (trƣờng, thành phố):
Ngành họ :

Thời gi n đào tạo từ 08/1998 đến 12/2003
Trƣờng Đại họ Bá h kho Đà Nẵng, TP Đà Nẵng.

Cơ khí Động lự

Tên đồ án, luận án hoặ môn thi tốt nghiệp: Khảo sát Hệ thống phun xăng Điện tử trên
Động ơ A16DMS lắp trên xe D ewoo Nubir II.
Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp:
Ngƣời hƣớng

n:

Trƣờng Đại họ Bá h kho Đà Nẵng.

PGS.TS Trần Th nh Hải Tùng

2 T ạc sĩ:
Hệ đào tạo:

Chính quy tập trung

Nơi họ (trƣờng, thành phố):
Ngành họ :

Thời gi n đào tạo từ 10/2012 đến 10/2014
Trƣờng Đại họ Sƣ phạm Kỹ thuật TP HCM.

Kỹ thuật Cơ khí Động lự

Tên luận văn:

ng ụng phần mềm Fluent tính toán mô ph ng quá tr nh háy động

ơ Vikyno RV125-2 sử ụng hệ thống nhiên liệu k p CNG-Diesel.
Ngày & nơi bảo vệ luận văn:
Ngƣời hƣớng

n:

Trƣờng Đại họ Sƣ phạm Kỹ thuật TP HCM.

PGS.TS Trần Th nh Hải Tùng

3 Trìn độ n oạ n ữ:

tiếng Anh – tr nh độ B1

i

4 Học vị, ọc àm, c ức vụ kỹ t uật được c ín t ức cấp; số bằn , n ày & nơ cấp:
Nơ cấp

C uyên n àn đào tạo

Văn bằn

ĐHBK Đà Nẵng

Cơ khí Động lự

Kỹ sƣ

III QU TR NH C NG T C CHU
T ờ

n

07/2004 - 07/2010
08/2010 - 09/2012

Số

ệu bằn

B 494246

N ày cấp

22/03/2004

N M N KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Côn v ệc đảm
n ệm

Nơ côn tác
Trung tâm Đăng kiểm xe ơ giới 4701S
Kho Công nghệ Ô tô, Trƣờng C o Đẳng Nghề
ĐăkLăk

Đăng kiểm viên
Giảng viên

IV C C C NG TR NH KHOA HỌC ĐÃ C NG BỐ

X C NHẬN CỦA C

QUAN C

ĐI HỌC

(Ký tên, đóng ấu)

Ngày 12 tháng 11 năm 2014
Ngƣời kh i ký tên

NGU ỄN Đ NH QU

ii

ỜI CAM ĐOAN
Tôi xin

m đo n đây là ông tr nh nghiên ứu ủ tôi.

Cá số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thự và hƣ từng đƣợ

i

ông bố trong bất kỳ ông tr nh nào khá .
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2014
Tá giả

NGU ỄN Đ NH QU

iii


ỜI CẢM

N

Để hoàn thành luận văn này tôi xin hân thành ảm ơn và tri ân đến:
- PGS.TS Trần Th nh Hải Tùng đã tận t nh hƣớng

n kho họ và tạo mọi

điều kiện thuận lợi ho tôi trong thời gi n họ tập, nghiên ứu hoàn thành luận văn.

- NCS.ThS Huỳnh Phƣớ Sơn đã nhiệt t nh giúp đ và ó những ý kiến đóng
góp quý báu.
- Quý Thầy, Cô kho Cơ khí Động lự , phòng Đào tạo và tất ả á Thầy, Cô
đã giảng ạy trong suốt quá tr nh họ tập tại Trƣờng Đại họ Sƣ phạm Kỹ thuật
Tp.HCM.
- B n Giám hiệu Trƣờng C o Đẳng Nghề ĐăkLăk đã tạo điều kiện để tôi ó
thể hoàn thành khó họ .
- Cá

nh, hị họ viên lớp C o họ Kỹ thuật Cơ khí Động lự - CKO12B, Đại

họ Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM ùng tất ả ngƣời thân đã góp ý kiến, động viên tôi
trong suốt thời gi n họ tập.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 11 năm 2014
Ngƣời nghiên ứu

NGU ỄN Đ NH QU

iv


T M TẮT
Hiện n y nhu ầu sử ụng động ơ đốt trong ở nƣớ t nói hung và động ơ
Diesel nói riêng là rất lớn. Trong đó ó động ơ iesel Vikyno RV125-2 một xi
l nh, ông suất 12.5HP đ ng đƣợ sử ụng rất rộng rãi trong l nh vự sản xuất nông
nghiệp. Tuy nhiên, o hệ thống nhiên liệu ủ động ơ này đƣợ điều khiển hoàn
toàn b ng ơ khí nên khi hoạt động, động ơ này v n hƣ đáp ứng đƣợ

á yêu

ầu kỹ thuật, gây ô nhiễm môi trƣờng và tiêu h o nhiên liệu lớn.
Bên ạnh đó là sự ạn kiệt ủ nguồn nhiên liệu l ng truyền thống (xăng và
iesel)

ng nhƣ vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ á loại động ơ đốt trong sử ụng

nhiên liệu xăng và ầu iesel ngày àng trở nên nghiêm trọng. Khí thiên nhiên n n
(CNG) đƣợ đánh giá là nguồn nhiên liệu sạ h và ó trữ lƣợng lớn ó thể đƣợ sử
ụng th y thế ho á nhiên liệu truyền thống trên á động ơ đốt trong.
Hƣớng nghiên ứu ải tạo hệ thống nhiên liệu iesel ơ khí thông thƣờng
thành hệ thống sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel điều khiển b ng điện tử CRDI
trên động ơ Vikyno RV125-2 đƣợ thự hiện.
Đề tài này s sử ụng phần mềm động lự họ thủy khí FLUENT để xây
ựng mô h nh tính toán mô ph ng quá tr nh háy ủ động ơ Vikyno RV125-2
ùng nhiên liệu k p CNG-Diesel. Từ đó, phân tí h và đánh giá kết quả mô ph ng
đồng thời so sánh với kết quả thự nghiệm để hoàn thiện mô h nh. Kết quả nghiên
ứu mô ph ng giúp ho việ định hƣớng thiết kế, hế tạo hệ thống điều khiển ung
ấp nhiên liệu k p CNG- iesel trên mô h nh thự nghiệm. Nghiên ứu này
ý ngh

ho ph p giảm bớt á thử nghiệm phứ tạp, giảm hi phí

ng ó

ng nhƣ tiết

kiệm thời gi n thử nghiệm. Sự phù hợp giữ mô ph ng và thự nghiệm khẳng định
tính hính xá và kho họ trong nghiên ứu.

v

ABSTRACT
Nowaday, the needs of using internal combustion engines at our country are
great, especial diesel engines. Diesel engine Vikyno RV125-2 with one cylinder,
capacity 12,5HP is being used widely in agriculture. However, due to its's fuel
system is controlled by mechanical, so while Vikyno RV125-2 is working, it is not
reponse many technical requirements, environmental pollutants and waste fuel.
Besides, the exhausted of traditional liquid fuels (gasoline and diesel) and
environmental pollution from internal combustion engines using gasoline and diesel
fuel is becoming more and more serious. Compressed natural gas (CNG) is
considered a clean fuel and have large of reserves can be used as a substitute for
traditional fuels in the internal combustion engine.
Rehabilitation researching system diesel fuel into conventional mechanical
systems using dual fuel CNG-Diesel electronically controlled CRDI (Common Rail
Diesel Injection) engine Vikyno on RV125-2 be done.
This thesis will use Computational Fluid Dynamics (CFD) Software
FLUENT to build computational models simulate combustion engine Vikyno
RV125-2 dual fuel CNG-diesel. Since then, analyzing and evaluating simulation
results to compare with experimental results in order to complete the model. The
results of simulation help us to orient the design, manufacturing controling system
provides dual-fuel CNG-diesel in experimental models. This researching allows
significant reduction in test complexity, reduce costs and save time trial. The match
between simulation and experiment confirm the accuracy and scientific research.

vi


MỤC ỤC
LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................... i

LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv
T M TẮT ...................................................................................................................v
MỤC LỤC ................................................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................x
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... xii
DANH MỤC CÁC H NH ẢNH ............................................................................. xiii
CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN ................................................................................1

1.1 Tổng quan chung về l nh vự nghiên ứu .............................................................1
1.1.1 Nhu cầu sử dụng động ơ đốt trong tại Việt Nam .........................................1
1.1.2 T nh h nh sản xuất, nhu cầu sử dụng động ơ iesel 1 xil nh tại Việt Nam .1
1.1.3 Nhiên liệu th y thế .........................................................................................3
1.1.4 T nh h nh nghiên ứu sử ụng CNG trên thế giới..........................................7
1.1.5 T nh h nh nghiên ứu sử ụng CNG tại Việt N m ........................................9
1.2 Mụ tiêu và đối tƣợng nghiên ứu ......................................................................11
1.2.1 Mụ tiêu nghiên ứu.....................................................................................11
1.2.2 Đối tƣợng nghiên ứu...................................................................................12
1.3 Nhiệm vụ và giới hạn ủ đề tài ..........................................................................12
1.3.1 Nhiệm vụ củ đề tài......................................................................................12
1.3.2 Giới hạn củ đề tài .......................................................................................12
1.4 Ý ngh kho họ và thự tiễn ủ đề tài ............................................................12
1.5 Phƣơng pháp nghiên ứu .....................................................................................12
1.6 Kết luận ...............................................................................................................13
CHƢƠNG 2
2.1 Lý thuyết ủ

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................14

òng hảy rối ................................................................................14

2.2 Lý thuyết quá tr nh háy nhiên liệu khí ..............................................................17
2.2.1. Lý thuyết háy ủ hỗn hợp không hò trộn trƣớ .....................................17
2.2.1.1 Lý thuyết về thành phần hỗn hợp .........................................................17

vii


. Định ngh thành phần hỗn hợp ...............................................................17
b. Cá phƣơng tr nh huyển đối với thành phần hỗn hợp ............................19
. Thành phần hỗn hợp theo hệ số tƣơng đƣơng ..........................................20
. Mối qu n hệ giữ f với thành phần khối lƣợng á hất, khối lƣợng riêng
và nhiệt độ ....................................................................................................21
2.2.1.2. Mô h nh tƣơng tá giữ rối và hó họ ...............................................22
. Mô tả hàm mật độ xá suất ......................................................................22
b. Đạo hàm á giá trị đại lƣợng trung b nh từ thành phần hỗn hợp ...........23
. Dạng giả định ủ hàm p f ......................................................................24
2.2.2 Lý thuyết quá tr nh háy hỗn hợp hò trộn trƣớ ........................................26
2.2.2.1 Tổng qu n .............................................................................................26
2.2.2.2 L n tràn màng lử .................................................................................27
2.2.2.3 Tố độ màng lử rối .............................................................................28
2.2.2.4 Tố độ màng lử

hảy tầng ..................................................................29

2.2.2.5 Mô h nh háy hỗn hợp hò trộn trƣớ trong FLUENT ........................30
. Tính toán nhiệt độ ....................................................................................30
b. Tính toán khối lƣợng riêng ......................................................................31
2.2.3 Lý thuyết quá tr nh háy hò trộn trƣớ

ụ bộ ...........................................32

2.2.3.1 Tổng qu n .............................................................................................32
2.2.3.2 Tính toán á đại lƣợng ........................................................................32
2.2.3.3. Tố độ màng lử

hảy tầng .................................................................33

. Cơ sở ữ liệu tố độ màng lử

hảy tầng .................................................33

b. Tổng qu n xá định tố độ háy hảy tầng b ng thự nghiệm ................35
2.3 Đặ điểm hung ủ hệ thống nhiên liệu k p CNG-Diesel ................................38
2.4 Giới thiệu phần mềm FLUENT ..........................................................................39
2.4.1 Giới thiệu về phần mềm động lự họ thủy khí FLUENT 6.3 ....................39
2.4.2 Giới thiệu về phần mềm GAMBIT 2.4 ........................................................41
2.5 Kết luận ...............................................................................................................43
CHƢƠNG 3

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2...........44

3.1 Giới thiệu về động ơ Diesel Vikyno RV125-2 ..................................................44
3.1.1 Giới thiệu hung ...........................................................................................44
3.1.2 Hệ thống nhiên liệu động ơ Vikyno RV125-2 ...........................................47

viii

3.2 Hệ thống nhiên liệu k p CNG-Diesel trên động ơ Vikyno RV125-2 ...............48
3.2.1 Cấu tạo hung ...............................................................................................48
3.2.2 Nguyên lý hoạt động ủ hệ thống CRDI sử ụng nhiên liệu k p...............52
3.3 Kết luận ...............................................................................................................53
CHƢƠNG 4

MÔ H NH H A QUÁ TR NH CHÁY NHIÊN LIỆU K P CNG-

DIESEL TRONG ĐỘNG CƠ VIKYNO RV125-2 ..................................................54
4.1 Tính toán mô ph ng quá tr nh háy ....................................................................54
4.1.1 Thiết lập mô h nh trên G mbit 2.4 với á điều kiện biên ...........................54
4.1.1.1 Kí h thƣớ h nh họ

ủ mô h nh ........................................................54

4.1.1.2 Phƣơng pháp hi lƣới mô h nh ...........................................................55
4.1.1.3 Thiết lập mô h nh trên GAMBIT .........................................................56
4.1.2 Tính toán mô ph ng với phần mềm FLUENT .............................................58
4.1.2.1 Cài đặt á thông số mô h nh ...............................................................58
4.1.2.2 Khởi động tính toán và xử lý kết quả ...................................................59
4.2 Đánh giá quá tr nh háy ......................................................................................59
4.2.1 Diễn biến quá tr nh háy ..............................................................................59
4.2.2 Đánh giá ảnh hƣởng ủ

á yếu tố vận hành ..............................................65

4.2.2.1 Ảnh hƣởng ủ gó phun sớm ..............................................................65
4.2.2.2 Ảnh hƣởng ủ độ đậm đặ hỗn hợp ....................................................67
4.2.2.3 Ảnh hƣởng ủ tố độ động ơ đến quá tr nh háy ..............................71
4.3 So sánh kết quả mô ph ng với thự nghiệm .......................................................75

4.3.1 Đo ông suất ủ động ơ ............................................................................75
4.3.2 So sánh kết quả ho bởi mô ph ng và thự nghiệm ....................................76
4.4 Kết luận ...............................................................................................................77
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRI N ................................................................79
A. Kết luận ................................................................................................................79
B. Hƣớng phát triển ủ đề tài ..................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................81

ix


DANH MỤC C C K HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
1. C C K HIỆU MẪU TỰ A TINH
 Vh

[cm3]

Thể tí h ông tá

 Vc

[cm3]

Thể tí h buồng háy

 S

[mm]

Hành tr nh piston

 D

[mm]

Đƣờng kính xil nh

 n

[v/ph]

Số vòng qu y trụ khuỷu

 i

Số xi l nh

 Wi

[J]

Công hỉ thị hu tr nh

 Ni

[kW]

Công suất hỉ thị

 Ne

[kW]

Công suất ó í h

2. C C K HIỆU MẪU TỰ H

ẠP

 

Tỉ số n n

 

Số kỳ

 s

Gó phun sớm (độ)

 λ

Hệ số ƣ lƣợng không khí

 nl

Khối lƣợng riêng ủ nhiên liệu, kg/m3

 kk

Khối lƣợng riêng ủ không khí, kg/m3

 

Hệ số tƣơng đƣơng, độ đậm đặ

ủ hỗn hợp

3. C C CHỮ VIẾT TẮT
 A/F

Tỉ lệ không khí/nhiên liệu

 QHV

Nhiệt trị thể tí h ủ nhiên liệu

 ĐCT

Điểm hết trên

 ĐCD

Điểm hết ƣới

 CRDI

Common Rail Diesel Injection

x

Hệ thống phun ầu điện tử


 CNG

Compressed Natural Gas

Khí thiên nhiên n n

 CFD Computational Fluid Dynamics Mô ph ng ĐLH thủy khí trên máy tính
 LNG

Liquefied Natural Gas

Khí thiên nhiên hó l ng

 LPG

Liquefied Petroleum Gas

Khí ầu m hó l ng

 RNG

Re-Normalisation Group

Mô h nh k - ɛ đơn giản hó theo nhóm

 RSM

Reynolds Stress Models

Mô h nh ứng suất Reynol s

 LES

Large Eddy Simulation

Mô h nh xoáy lớn

 EVM

Eddy Viscovity Models

Mô h nh độ nhớt động

 EDC

Eddy-Dissipation-Concept

Mô h nh tiêu tán xoáy rối

 SLF

Steady Laminar Flamelet

Ngọn lử

 ULF

Unsteady Laminar Flamelet

 SAE

Society of Automotive Engineers

Ngọn lử

hảy tầng ổn định

hảy tầng không ổn định

Hiệp hội kỹ sƣ ô tô Ho Kỳ

 VEAM

Tổng ông ty Máy Động lự & Máy Nông nghiệp Việt N m

 SVEAM

Công ty TNHHMTV Động ơ & Máy Nông nghiệp Miền N m

xi


DANH MỤC C C BẢNG
Bản 1 1 Nguồn động lự

ùng trong nông nghiệp nông thôn. .................................1

Bản 1 2 Thành phần nguyên tố, đặ tính ủ CNG và nhiên liệu iesel. .................5
Bản 2 1 Giá trị ủ

á hệ số ủ phƣơng tr nh 2.47 ..............................................35

Bản 2 2 Giá trị á hệ số phƣơng tr nh 2.49 ...........................................................36
Bản 3 1 Thông số kỹ thuật ủ động ơ Vikyno RV125-2. ...................................45
Bản 4 1 Cá thông số tiêu biểu ủ mô h nh mô ph ng .........................................60
Bản 4 2 Giá trị thành phần hỗn hợp (f) theo hệ số tƣơng đƣơng (). .....................67
Bản 4 3 Giá trị đo đặ tính ngoài ủ động ơ Vikyno RV125-2. .........................75

xii


DANH MỤC C C H NH ẢNH
Hìn 1 1 Biểu đồ phân bố trữ lƣợng CNG trên toàn ầu............................................7
Hìn 1 2 Ô tô Bus Super Aero City_CNG

o Hyun i sản xuất. .............................8

Hìn 1 3 Biểu đồ ự kiến tăng trƣởng ủ việ sử ụng CNG ..................................9
Hìn 1 4 Trạm ung ấp khí CNG tại V ng Tàu .....................................................10
Hìn 2 1 Qu n hệ giữ ffuel, fsec và fox. ......................................................................18
Hìn 2 2 Qu n hệ giữ ffuel, fsec và psec .....................................................................18
Hìn 2 3 Biểu iễn đồ thị hàm mật độ xá suất p(f)[12] ............................................23
Hìn 2 4 Ví ụ hàm p f elt k p.. ..........................................................................24
Hìn 2 5 Sự phụ thuộ logi

ủ

2
á đại lƣợng trung b nh ̅ vào f , f ' và mô h nh

hó họ (hệ thống đoạn nhiệt, một thành phần hỗn hợp)[12] ......................25
Hìn 2 6 Ảnh hƣởng ủ áp suất đến biến thiên tố độ háy CH4 theo  ở nhiệt độ
400K [21] .....................................................................................................34
Hìn 2 7 Ảnh hƣởng áp suất đến biến thiên tố độ háy theo nhiệt độ ở  = 1 .......34
Hìn 2 8 Ảnh hƣởng ủ nhiệt độ đến tố độ háy hảy tầng ủ hỗn hợp CH 4
không khí bị làm bẩn ở p =3,5 tm và  = 1 [22] ........................................36
Hìn 2 9. Ảnh hƣởng ủ áp suất đến tố độ háy hảy tầng ủ hỗn hợp CH 4không khí bị làm bẩn ở T=350K và  = 1 [22] ............................................37
Hìn 2 10 Kết quả thự nghiệm biến thiên tố độ háy hảy tầng theo tỉ lệ á

hất

khí làm bẩn hỗn hợp khá nh u (Ngọn lử CH4/không khí, p = 0,1 MP ,
T= 393 K,  = 1) [23] ...................................................................................37
Hìn

2 11 Ảnh hƣởng

ủ

CO2 đến tố

độ

CH4/không khí ở áp suất 1b r và 298K

[24]

háy

hảy tầng

ủ

hỗn hợp

................................................38

Hìn 3 1 Động ơ Vikyno RV125-2 ........................................................................44
Hìn 3 2 Đồ thị đặ tính ngoài ủ động ơ theo nhà sản xuất.[29] ..........................46
Hìn 3 3 Mặt ắt ng ng động ơ RV125-2[9] ...........................................................46
Hìn 3 4 Mặt ắt ọ động ơ RV125-2[9] ...............................................................47
Hìn 3 5 Hệ thống nhiên liệu nguyên thủy động ơ RV125-2[8]..............................48

xiii


Hìn 3 6 Sơ đồ khối hệ thống CRDI sử ụng nhiên liệu k p CNG-Diesel[8]...........49
Hìn 3 7 Sơ đồ ấu tạo ủ hệ thống CRDI sử ụng nhiên liệu k p CNG–Diesel
trên động ơ Vikyno RV125-2[8] ...............................................................49
Hìn 3 8 Mô h nh động ơ Vikyno RV125-2 nh n từ bên phải. ..............................50
Hìn 3 9 Mô h nh động ơ Vikyno RV125-2 nh n từ bên trái. ................................50
Hìn 3 10 Bảng điều khiển động ơ Vikyno RV 125-2. ..........................................51
Hìn 3 11 Cơ ấu

n động bơm

o áp. .................................................................51

Hìn 3 12 Cảm biến áp suất ống r il. .......................................................................51
Hìn 3 13 Cảm biến tố độ động ơ. ........................................................................51
Hìn 3 14 Toàn bộ hệ thống s u khi lắp đặt. ............................................................51
Hìn 3 15 Sơ đồ khối điều khiển phun Diesel và khí CNG b ng điện tử ủ hệ
thống CRDI trên động ơ Vikyno RV125-2[8]...........................................52
Hìn 4 1 Sơ đồ xi l nh và buồng háy động ơ. ......................................................54
Hìn 4 2 Mô h nh buồng háy và xi l nh động ơ VikynoRV125-2. ......................56
Hìn 4 3 Chi lƣới mô h nh buồng háy và xi l nh động ơ ở ạng 3D..................57
Hìn 4 4 Xá lập điều kiện biên ho mô h nh ..........................................................57
Hìn 4 5 Diễn biến nồng độ CH4 và nhiệt độ trong buồng háy động ơ Vikyno
RV125-2 (n = 2200 vòng/phút; s = 20;  = 1). ......................................61
Hìn 4 6 Trƣờng tố độ ủ môi hất ông tá trong buồng háy động ơ Vikyno
RV125-2 ở vị trí 330 (n=2200 v/p; s =20;  = 1). ................................61
Hìn 4 7 Biến thiên nồng độ O2 trong quá tr nh háy nhiên liệu k p ủ động ơ
Vikyno RV125-2 (n=2200 v/p; s =20;  = 1).........................................62
Hìn 4 8 Biến thiên nồng độ CH4 trong quá tr nh háy nhiên liệu k p ủ động ơ
Vikyno RV125-2 (n=2200 v/p; s =20;  = 1).........................................62
Hìn 4 9 Biến thiên nhiệt độ trong quá tr nh háy nhiên liệu k p CNG-Diesel ủ
động ơ Vikyno RV125-2 (n=2200 v/p; s =20;  = 1). ..........................63
Hìn 4 10 Biến thiên áp suất trong quá tr nh háy nhiên liệu k p CNG-Diesel ủ
động ơ Vikyno RV125-2 (n = 2200 v/p; s =20;  = 1).........................63
Hìn 4 11 Đồ thị ông hỉ thị ủ động ơ Vikyno RV125-2 ùng nhiên liệu k p
CNG-Diesel (n = 2200 v/p; s =20;  = 1). .............................................64

xiv

Hìn 4 12 Sự h nh thành nồng độ CO trong quá tr nh háy nhiên liệu k p động ơ
Vikyno RV125-2 (n = 2200 v/p; s =20;  = 1).......................................64
Hìn 4 13 Áp suất hỉ thị trong quá tr nh háy nhiên liệu k p ứng với s: 10, 20,
30, 40 độ, n = 2000 v/p;  = 1 ...................................................................65
Hìn 4 14 Đồ thị ông hỉ thị ứng với s : 10, 20, 30, 40 độ, n = 2000 v/p;  = 1,.66
Hìn 4 15 Ảnh hƣởng ủ gó phun sớm đến ông hỉ thị hu tr nh Wi (s : 10, 20,
30, 40 độ, n = 2000 v/p;  = 1. ...................................................................66
Hìn 4 16 Biến thiên nồng độ O2 (n = 2000v/p; s = 200). ......................................67
Hìn 4 17 Biến thiên nồng độ CH4 (n = 2000v/p; s = 200). ...................................68
Hìn 4 18 Sự phát sinh nồng độ CO trong quá tr nh háy nhiên liệu k p (n =
2000v/p; s = 200) ......................................................................................68
Hìn 4 19 Biến thiên nhiệt độ trung b nh ủ môi hất trong buồng háy (n = 2000
v/p; s = 200) ..............................................................................................69
Hìn 4 20 Áp suất hỉ thị theo độ đậm đặ

ủ hỗn hợp theo gó qu y trụ khuỷu (n

= 2000 v/p; s = 200) ..................................................................................69
Hìn 4 21 Công hỉ thị ủ động ơ Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu k p (n =
2000 v/p; s = 200) .....................................................................................70
Hìn 4 22 Biến thiên ông hỉ thị ủ

hu tr nh theo độ đậm đặ hỗn hợp. ............70

Hìn 4 23 Diễn biến quá tr nh háy động ơ Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu
k p (s = 350; s = 200,  = 1) .................................................................71
Hìn 4 24 Diễn biến quá tr nh háy động ơ Vikyno RV125-2 sử ụng nhiên liệu
k p (s = 360; s = 200,  = 1) .................................................................72
Hìn 4 25 Áp suất hỉ thị ủ
Hìn 4 26 Công hỉ thị ủ

hu tr nh theo tố độ động ơ ( = 1, s = 200). .......73
hu tr nh theo tố độ động ơ ( = 1, s = 200)............73

Hìn 4 27 Đồ thị ông hỉ thị hu tr nh (Wi) theo tố độ động ơ (=1, s=200) ....74
Hìn 4 28 Đồ thị ông suất hỉ thị (Ni) theo tố độ động ơ ( = 1, s = 200) ........74
Hìn 4 29 Toàn ảnh quá tr nh thử nghiệm động ơ ................................................75
Hìn 4 30 Biểu đồ mô men động ơ .........................................................................76
Hìn 4 31 Biểu đồ ông suất động ơ ......................................................................76
Hìn 4 32 So sánh ông suất ó í h ủ động ơ giữ mô ph ng và thự nghiệm ..77

xv


CHƯ NG 1

TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan chung về lĩn vực n

ên cứu

1.1.1 Nhu c u sử dụng độn cơ đốt trong tại Việt Nam
Hiện n y ở nƣớ t , động ơ đốt trong đƣợ sử ụng rất phổ biến trong á
l nh vự s u:
- Cơ giới hoá khâu làm đất, thu hoạ h nông sản.
- Máy hế biến nông sản.
- Xe ơ giới phụ vụ nông nghiệp nông thôn.
- Phƣơng tiện đƣờng thủy.
- Động ơ t nh tại k o máy phát điện, máy bơm nƣớ …
- Phƣơng tiện gi o thông vận tải…vv..

Theo thống kê ủ tổng ụ Thống kê tính đến năm 2011 th số lƣợng máy
mó phụ vụ ho quá tr nh ơ giới hó trong nông nghiệp và nông thôn đã và đ ng
tăng lên đáng kể so với năm 2007 (Bảng 1.1)
Bảng 1.1 Nguồn động lực dùng trong nông nghiệp nông thôn. [1]
Máy k o,
máy ày
trung
12-35HP

Máy k o,
máy ày
nh ƣới
12HP

Động ơ,
máy phát
điện

Phƣơng tiện
vận huyển
trên đƣờng
bộ

Phƣơng tiện
vận huyển
trên đƣờng
thủy

Năm

Số lƣợng

Máy k o,
máy ày
lớn 35 HP

2011

Cái

32700

207112

275131

776261

202664

153790

2007

Cái

24380

105180

266098

600000

70289

95.735

1.1.2 Tìn

ìn sản xuất và nhu c u sử dụng độn cơ d esel 1 xi lanh tại Việt Nam

Trƣớ nhu ầu rất lớn ủ động ơ đốt trong, t thấy đƣợ r ng động ơ
Diesel ó ông suất nh mà phổ biến nhất là động ơ 1 xi lanh đ ng đƣợ sử ụng
rất rộng rãi trong l nh vự nông nghiệp tại á vùng nông thôn. Đây hính là nguồn
động lự đƣợ ƣ

huộng trong ông uộ

ơ giới hoá nông nghiệp hiện n y.

Đất nƣớ t vốn là một đất nƣớ nông nghiệp. V vậy trong hiến lƣợ phát
triển kinh tế nh m đẩy nh nh mụ tiêu ông nghiệp hoá, hiện đại hó đất nƣớ , việ

1


phát triển nền sản xuất nông nghiệp theo hƣớng hiện đại là một mụ tiêu và yêu ầu
ấp thiết.
Trong t nh h nh nguồn l o động trong l nh vự nông nghiệp ngày àng

huyển s ng á l nh vự khá , nên húng t phải nh nh hóng ứng ụng những tiến
bộ kho họ và ông nghệ, đẩy mạnh điện khí hoá và ơ giới hoá nh m tăng iện
tí h kh i thá , tăng sản lƣợng tiêu thụ và năng suất, đáp ứng nhu ầu trong nƣớc
ng nhƣ xuất khẩu.
Để tăng tỉ lệ ơ giới hoá nông nghiệp th việ sử ụng động ơ đốt trong
ng hiếm một phần rất lớn. Khảo sát sơ bộ đặ điểm ơ ấu nông nghiệp á khu
vự miền Trung – Tây Nguyên – N m Bộ t nhận thấy:
M ền Đôn N m bộ: Đồng N i, B nh Dƣơng, B nh Phƣớ , Tây Ninh…vv...
Nông nghiệp phát triển hủ yếu là ây ông nghiệp, lú nƣớ , ho màu… o
đặ tính vùng là đ ng trong quá tr nh h nh thành và phát triển á khu ông nghiệp
o vậy việ thu hút l o động từ nông ân huyển s ng ông nhân với tố độ rất lớn
n tới t nh trạng thiếu thốn nguồn nhân ông trầm trọng. Việ

ơ giới hoá nông

nghiệp lại àng trở nên ần thiết ở khu vự này. Yêu ầu nguồn động lự phụ vụ từ
khâu làm đất, hăm só , thu hoạ h ây ông nghiệp, ây lú và ho màu là rất bứ
thiết.
M ền Trun – Tây N uyên: ĐắkLắk, Đắk Nông, Gi L i, Kon Tum, Lâm
Đồng, Quảng N m, Quảng Ngãi, B nh Định, Phú Yên, B nh Thuận,…vv...
Là vùng đất phát triển hủ yếu là ây ông nghiệp nhƣ:
điều… Nhu ầu ho việ

o su, à phê, tiêu,

hăm só , tƣới nƣớ … là vô ùng lớn. Với đặ tính ủ

á loại ây trên gần nhƣ mỗi gi đ nh thâm

nh ây ông nghiệp đều ó iện tí h

khá lớn, o điều kiện đị lý là vùng đồi núi á h x khu đô thị o vậy nhu ầu vận
huyển b ng xe ông nông là rất ần thiết.
M ền Tây – N m bộ: Long An, Tiền Gi ng, V nh Long, Cần Thơ, An
Gi ng, Kiêng Gi ng, Bến Tre, Trà Vinh…vv…
Ngành nông nghiệp phát triển rất đ

ạng từ lú nƣớ , trái ây ăn quả đến

nuôi trồng thủy hải sản... Nhu ầu hủ yếu là máy động lự phụ vụ á khâu làm

2


đất, hăm só , thu hoạ h và s u thu hoạ h là rất cao. Với ngành nuôi trồng thủy sản
th nhu ầu lại àng lớn và đặ biệt là á máy ó hất lƣợng

o.

Qua đó, t nhận thấy nhu ầu sử ụng động ơ đốt trong nói hung và động
ơ iesel nói riêng trong hoạt động sản xuất nông nghiệp nông thôn là rất lớn. Thự
trạng hiện n y là lƣợng máy mó phụ vụ ho nông nghiệp v n hƣ thể đáp ứng
nhu ầu ngƣời nông ân về ả hất lƣợng và số lƣợng.
Hiện nay, thị trƣờng động ơ iesel

nh ( ƣới 30 mã lự ), máy k o và

máy nông nghiệp ó thể phân làm 3 mảng hính:
- Sản phẩm nội địa.
- Sản phẩm ủ Trung Quốc.

- Sản phẩm đƣợ nhập khẩu từ Nhật, Hàn Quốc...
Sản phẩm nội địa chủ yếu o á đơn vị của Tổng ông ty Máy Động lự và
Máy Nông nghiệp Việt Nam (VEAM) sản xuất và lắp ráp. Trong đó ông ty TNHH
MTV Động ơ và Máy Nông nghiệp Miền Nam (SVEAM) đã ho r đời rất nhiều
thế hệ động ơ RV ự trên á thiết kế m u của KUBOTA (Nhật Bản). Trong số
đó ó động ơ diesel Vikyno RV125-2 một xi l nh, ó ông suất 12,5 HP.

[29]

Tuy

nhiên, o hệ thống nhiên liệu đƣợ điều khiển hoàn toàn b ng ơ khí nên khi hoạt
động, động ơ này v n hƣ đáp ứng đƣợ
tố k m, độ khói

á yêu ầu kỹ thuật nhƣ khả năng gi

o, gây ô nhiễm môi trƣờng và suất tiêu h o nhiên liệu lớn. Đây

ng là một nhƣợ điểm tồn tại trên hầu hết á loại động ơ iesel sử dụng trong
nông nghiệp hiện nay.
1 1 3 N ên l ệu t

yt

Hiện n y, trên thế giới nói hung và Việt N m nói riêng vấn đề ô nhiễm môi
trƣờng từ á loại động ơ đốt trong sử ụng nhiên liệu xăng và ầu iesel ngày
àng trở nên nghiêm trọng. Bên ạnh đó là sự cạn kiệt của nguồn năng lƣợng truyền
thống. Theo dự đoán ủ
lƣợng dầu m

á nhà kho họ th với tố độ kh i thá hiện nay, trữ

òn lại củ Trái Đất

ng hỉ đủ ho on ngƣời kh i thá trong vòng

không quá 40 năm nữa. Tất cả những điều này ảnh hƣởng không nh tới sự phát
triển của nền ông nghiệp động ơ đốt trong trong nƣớ và thế giới.

3


S

K

L

0

0

2

1

5

4