Nghiên cứu thiết lập chế độ cháy do nén hỗn hợp đồng nhất (HCCI) trong động cơ diesel (Tóm tắt LA tiến sĩ)

-1MỞ ĐẦU
i. Lý do chọn đề tài
Mô hình cháy HCCI với các ưu điểm về hiệu suất nhiệt cao và phát
thải NOx và PM rất nhỏ là một trong những hướng nghiên cứu phát
triển động cơ trong tương lai, bên cạnh đó động cơ này rất thích hợp sử
dụng các loại nhiên liệu thay thế có nguồn gốc sinh học. Đó là lý do
em chọn đề tài: Nghiên cứu thiết lập chế độ cháy do nén hỗn hợp đồng
nhất (HCCI) trong động cơ diesel.
ii. Mục đích nghiên cứu
 Thiết lập được động cơ cháy theo nguyên lý HCCI với nhiên liệu nheptan phun trước xu páp nạp trên cơ sở chuyển đổi từ động cơ
diesel truyền thống; Đánh giá so sánh các thông số chỉ thị, có ích và
các phát thải chủ yếu của động cơ HCCI được thiết lập với động cơ
diesel nguyên bản;
 Đánh giá ảnh hưởng của tỷ số nén, tỷ lệ EGR và nhiệt độ sấy nóng
khí nạp đến thời điểm bắt đầu cháy của động cơ HCCI đã thiết lập;
iii. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là động cơ diesel một xy lanh, 4 kỳ không
tăng áp, làm mát bằng không khí.
Nhiên liệu dùng trong thử nghiệm là n – heptan
Các nội dung nghiên cứu thực hiện tại Phòng thí nghiệm Động cơ
đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
iv. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu sử dụng trong luận án là sự kết hợp chặt
chẽ giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, cụ thể:
 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình hình thành hỗn hợp và cháy
trong động cơ HCCI;
 Nghiên cứu mô phỏng quá trình cháy động cơ HCCI sử dụng nhiên
liệu n-heptan;
 Thiết kế và chế tạo các chi tiết và hệ thống chuyển đổi từ động cơ
diesel nguyên bản sang động cơ cháy theo nguyên lý HCCI;
 Thực nghiệm đánh giá khả năng thiết lập quá trình cháy theo

nguyên lý HCCI và đánh giá, so sánh các thông số chỉ thị, có ích và
các phát thải chủ yếu (NOx, PM, CO, CO2, HC) của động cơ HCCI
với động cơ diesel nguyên bản;
 Thực nghiệm khảo sát, đánh giá các thông số (tỷ số nén, tỷ lệ khí
thải luân hồi) ảnh hưởng đến khả năng mở rộng vùng làm việc của
động cơ HCCI đã thiết lập.
v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Khẳng định được khả năng thiết lập được động cơ HCCI.


-2Xác định được xu hướng ảnh hưởng của các thông số điều chỉnh
như tỷ số nén của động cơ, tỷ lệ khí thải luân hồi và nhiệt độ không khí
nạp đến thời điểm bắt đầu cháy của động cơ HCCI.
Trên cơ sở đó đánh giá được khả năng mở rộng phạm vi điều khiển
quá trình cháy HCCI, một loại động cơ cháy theo nguyên lý mới, đang
được nghiên cứu phát triển trên thế giới.
Đưa ra được những định hướng cụ thể trong việc khẳng định khả
năng thiết lập và mở rộng vùng làm việc của động cơ HCCI.
vi. Điểm mới của luận án
Thiết lập được quá trình cháy HCCI cho động cơ diesel 1 xy lanh,
tại một số chế độ tải và tốc độ động cơ có tính năng kinh tế, kỹ thuật
tương đương động cơ diesel truyền thống, phát thải NOx và bồ hóng
rất thấp.
vii. Bố cục luận án
 Mở đầu
 Chương 1. Tổng quan
 Chương 2. Cơ sở lý thuyết về quá trình hình thành hỗn hợp và cháy
trong động cơ HCCI
 Chương 3. Thiết kế, chế tạo hệ thống cung cấp n – heptan và mô
phỏng động cơ HCCI

 Chương 4. Nghiên cứu thực nghiệm
 Kết luận chung và hướng phát triển.
Chƣơng 1. Tổng quan
1.1. Động cơ HCCI
Đối với động cơ diesel chuyển đổi sang HCCI hỗn hợp được hoà
trộn từ rất sớm, nên có thể tạo được hỗn hợp đồng nhất, kết quả dẫn
đến hỗn hợp tự cháy khi piston tiến gần đến ĐCT, với động cơ xăng
quá trình còn được gọi là “dieseling” do tính chất giai đoạn này giống
với quá trình cháy trên động cơ diesel: cháy không cần tia lửa điện.
Thực tế, những nghiên cứu đầu tiên về động cơ xăng cháy theo nguyên
lý HCCI/CAI do Onishi [43] và Noguchi [30] cùng cộng sự của mình
trong năm 1979 đã thúc đẩy các nhà khoa học sau này tiếp tục nghiên
cứu nhằm điều khiển quá trình cháy không đồng đều giúp cho quá
trình cháy nghèo trở nên ổn định hơn.
1.2. Nguyên lý của động cơ HCCI
Trên động cơ xăng nguyên bản, màng lửa lan tràn bắt nguồn từ
bugi, trong khi trên động cơ hoạt động với nguyên lý HCCI, không có
hiện tượng lan tràn màng lửa trong xylanh, quá trình cháy diễn ra đồng
thời ở mọi vị trí trong xylanh.


-3Đối với động cơ diesel HCCI, hỗn hợp nhiên liệu và không khí
được hình thành từ trước (trên đường nạp hoặc trong xylanh). Sau đó
hỗn hợp được nén lên đến nhiệt độ tự cháy vào cuối kỳ nén, tương tự
như với động cơ diesel.
1.3. Ƣu, nhƣợc điểm của động cơ HCCI
• Hiệu suất nhiệt cao, phát thải dạng hạt PM và NOx thấp
• Không thể điều khiển một cách trực tiếp quá trình cháy;
• Phát thải CO và HC cao;
• Vùng làm việc tập trung ở tải nhỏ, tốc độ thâp.

1.4. Các phƣơng pháp thiết lập chế độ cháy HCCI
Trong vòng hai thập niên trở lại đây, một số lượng lớn thuật ngữ
đã được gán cho các mô hình cháy mới của động cơ, bao gồm ATAC
(Active Thermo- Atmospheric Combustion) [33], TS (Toyota-Soken)
[30], ARC (Active Radical Combustion) [11] trên động cơ 2 kỳ, CIHC
(Compression-Ignited Homogenous Charge) [26], Homogenous
Charge Compression Ignition (HCCI) [37], Controlled Auto-ignition
(CAI) [30,44,19,21], UNIBUS (Uniform Bulky Combustion System)
[62], PREDIC (PREmixed lean DIesel Combustion) [29], MK
(Modulated Kinetics) [10], Premixed Charge Compression Ignition
(PCCI) [63], OKP (Optimised Kinetic Process) [42], ... Tất cả các
thuật ngữ trên đều mô tả 2 nguyên lý của mô hình cháy mới: (1) hỗn
hợp nhiên liệu và không khí được hình thành từ trước, và (2) hỗn hợp
tự cháy.
1.5. Tình hình nghiên cứu và sử dụng HCCI
1.5.1. Tình hình nghiên cứu về HCCI trên thế giới
1.5.1.1. Giải pháp về hình thành hỗn hợp cháy
Đối với động cơ hình thành hoà khí bên ngoài, cách đơn giản nhất
là phun nhiên liệu trực tiếp vào đường nạp (PFI). Đối với các trường
hợp hình thành hoà khí bên trong, có hai phương án: Phun sớm và
phun muộn. Phun sớm là giải pháp được sử dụng nhiều nhất cho động
cơ HCCI sử dụng nhiên liệu diesel vì có thời gian cháy trễ lớn.
1.5.1.2. Các nghiên cứu về điều khiển quá trình cháy động cơ
HCCI
Để điều khiển quá trình cháy diễn ra đúng thời điểm, phương pháp
được sử dụng là điều khiển vòng tuần hoàn kín (closed loop control).


-41.5.1.3. Giải pháp khi sử dụng lƣỡng nhiên liệu
 Ethanol và Diethyl Ether: Mack và cộng sự [50]

 Lưỡng nhiên liệu LPG và xăng: Kitae Yeom
 Lưỡng nhiên liệu diesel và khí sinh học: S. Swami Nathan
 Iso-octane và n-heptane, ethanol và n-heptane: Olsson cùng
cộng sự [31, 32]
1.5.1.4. Điều khiển lƣợng khí sót trong xylanh
Fiveland SB cùng cộng sự [20] nghiên cứu điều khiển lượng khí sót
trong xylanh thông qua việc sử dụng pha phối khí linh hoạt (variable
valve actuation - VVA. Hệ thống cơ điện tử dẫn động xupap đã được
sử dụng trên động cơ cỡ lớn một xylanh để điều khiển độ nâng và thời
gian nâng xupap, quá trình cháy diễn ra trễ hơn.
1.5.1.5. Điều khiển hiệu suất nén
Strandh cùng cộng sự [35] đã điều khiển pha cháy của mỗi xylanh
riêng biệt nhờ thay đổi góc đóng muộn xupap nạp, khi đóng muộn
xupap nạp, hiệu suất nén của động cơ sẽ giảm xuống, giảm nhiệt độ
cuối quá trình nén, vì vậy thời điểm CA50 trễ hơn
1.5.1.6. Điều khiển tỷ số nén
Haraldsson [8,9] cũng như Hyvönen cùng cộng sự [16] đã kết luận
rằng dải làm việc của động cơ HCCI có thể được mở rộng nhờ gia
nhiệt khí nạp và thay đổi tỷ số nén (ở dải cao) khi so sánh với động cơ
CAI xăng ở tỷ số nén thấp và lượng khí sót lớn.
1.5.1.7. Điều khiển tỷ lệ luân hồi khí thải
Luân hồi nội tại: Khí sót được giữ lại trong xy lanh thông qua
thay đổi góc đóng mở pha phối khí, thời điểm cháy diễn ra càng sớm.
Luân hồi ngoài: Khi tăng tỷ lệ khí luân hồi và duy trì nhiệt độ khí
nạp không đổi thời điểm cháy diễn ra muộn hơn, áp suất lớn lớn nhất
trong xilanh giảm, tốc độ tăng áp suất giảm động cơ làm việc êm hơn.
1.5.1.8. Điều khiển nhiệt độ sấy nóng khí nạp
Tăng nhiệt độ sấy nóng khí nạp, thời điểm đạt nhiệt độ tự cháy
của nhiên liệu sớm hơn, quá trình cháy diễn ra sớm, tốc độ toả nhiệt
nhanh, động cơ làm việc rung giật, độ ồn lớn. Từ 210C đến 660C tại

cùng một lượng nhiên liệu cung cấp (Φ =0,3).
1.5.1.9. Nhiên liệu thay thế sử dụng cho động cơ HCCI
• Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu hydro: Goldsborough [17], Marinov
NM [37] Fiveland và Assanis [16]
• Nghiên cứu sử dụng khí mêtan hoặc hydro làm nhiên liệu: Ng và
Thomson [41]
• Sử dụng nhiên liệu ethanol: n-heptan, DME và methyl decanoate
đốt cháy theo cơ chế HCCI: Hofmann [22]


-5• Nghiên cứu sử dụng DME: Curran HJ [10, 11], Dongwon Jung a
[13], Fischer SL [15], Hyung Jun Kim [24]
• Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu DEE Can Cinar và cộng sự
[7]
• nghiên cứu thay thế n-heptan cho diesel, và một hỗn hợp của 2/3 nheptan và 1/3 methyl butanoate: Brakora và Reitz [6]
• Nghiên cứu dùng nhiên liệu biodiesel: Akhilendra Pratap Singh [5],
D. Ganesh [12], Herbinet O [21] , Szybist JP [53]
1.5.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
 Các công trình nghiên cứu tại Việt Nam hiện đang dừng lại việc mô
phỏng trên phần mềm chuyên dụng hoặc thực nghiệm kiểm chứng
việc thiết lập mô hình cháy HCCI
 Chưa thực nghiệm nhằm điều khiển thời điểm cháy của động cơ
HCCI cũng như chưa có nghiên cứu thực nghiệm nào trong nước
kiểm chứng các kết quả mô phỏng.
1.6. Kết luận chƣơng 1
 Lựa chọn giải pháp: Hình thành hỗn hợp đồng nhất cung cấp cho
động cơ nhằm thiết lập quá trình cháy HCCI cho động cơ diesel
 Nghiên cứu mô hình hóa và mô phỏng quá trên phần mềm chuyên
dụng quá trình cháy HCCI trên động cơ cụ thể nhằm kiểm tra khả
năng thiết lập quá trình cháy HCCI trước khi nghiên cứu thực

nghiệm.
 Các thông số: Thay đổi tỷ số nén, nhiệt độ sấy khí nạp, tỷ lệ EGR
để điều khiển thời điểm bắt đầu cháy
 Lựa chọn nhiên liệu n-heptan để nghiên cứu mô phỏng
Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết về quá trình hình thành hỗn hợp và
cháy trong động cơ HCCI
2.1. Các phƣơng pháp hình thành hỗn hợp trên động cơ HCCI
Theo phương pháp phun nhiên liệu có 2 phương pháp hình thành
hỗn hợp trên động cơ HCCI:
 Hình thành hỗn hợp đồng nhất bên ngoài.
 Hỗn hợp hình thành đồng nhất bên trong.


-62.2. Quá trình cháy của động cơ HCCI
Tính chất toả nhiệt của quá trình cháy HCCI cũng có một vài điểm
khác biệt so với quá trình cháy thông thường như trên hình 2.9. Trên
động cơ HCCI do quá trình cháy diễn ra gần như đồng thời, không có
hiện tượng lan tràn màng lửa, vì vậy tổng lượng nhiệt toả ra được tính
bằng tổng nhiệt lượng các vùng dq từ quá trình cháy hỗn hợp trong
xylanh với khối lượng mỗi vùng là m (hình 2.9c).

Hình 2.9. Đặc tính tỏa nhiệt của các loại động cơ

2.3. Các thông số đặc trƣng của quá trình cháy
2.3.1 Tốc độ tỏa nhiệt trong xy lanh động cơ
Tốc độ tỏa
nhiệt trong xy lanh
có hai giá trị cực
đại tương ứng với
hai đỉnh của ngọn

lửa lạnh và ngọn
lửa nóng đặc trưng
cho quá trình cháy Hình 2.12. Tốc độ tỏa nhiệt trong xylanh theo góc
quay trục khuỷu
của động cơ HCCI.
2.3.2 Xác định thời điểm bắt đầu cháy
SOC 1

Hình 2.13. Đạo hàm tốc độ tỏa
nhiệt trong xylanh theo góc quay
trục khuỷu

Hình 2.14. Phương pháp cô lập các
điểm cực đại

Thời điểm bắt đầu quá trình cháy xác định thông qua cực trị của tốc
độ tỏa nhiệt theo GQTK (hình 2.12), giá trị điểm cực đại của đạo hàm
tốc độ tỏa nhiệt tương ứng với thời điểm bắt đầu quá trình cháy của


-7ngọn lửa nóng SOC 2. Sau khi xác định được điểm cực đại đầu tiên thì
xác định SOC1 bằng cách đưa các giá trị lân cận điểm cực đại đầu tiên
về giá trị bằng 0 thông qua phương pháp cô lập các điểm cực đại (Hình
2.14), giá trị cực trị còn lại được xác định là SOC 1.
2.4. Cơ sở lý thuyết thiết kế các chi tiết, hệ thống cho động cơ
HCCI chuyển đổi từ động cơ diesel 1 xy lanh
2.4.1. Phƣơng án cung cấp n – heptan cho động cơ HCCI
Để chuyển đổi quá trình cháy của động cơ diesel sang HCCI mà
không phải thay đổi gì về kết cấu thì giải pháp phun n – heptan trên
đường nạp là đơn giản và phù hợp nhất.

2.4.2. Lựa chọn phƣơng án mở rộng vùng làm việc cho động cơ
HCCI
Để mở rộng vùng làm việc cho động cơ HCCI có 3 phương án:
Thay đổi tỷ số nén, thay đổi tỷ lệ luân hồi, thay đổi nhiệt độ khí nạp.
2.5. Cơ sở lý thuyết mô phỏng quá trình công tác động cơ HCCI
trên phần mềm AVL-Boost
2.5.1. Cơ sở lý thuyết tính toán mô hình cháy HCCI trên AVL –
Boost
Phƣơng trình chuyển đổi năng lƣợng
Phương trình tính toán trạng thái nhiệt động học trong xy lanh
động cơ dựa vào phương trình nhiệt động học 1 [6]:
d (mcu )
dQ
dm
dm
dm
dm
dV dQF
 - pc

-  w - hBB BB   i hi -  e h - qev . f . ev
2.32
d
d d
d
d
d
d
dt
2.5.2. Mô hình cháy HCCI một vùng trên AVL - BOOST

Đối với mô hình cháy HCCI, thông số dQF/dα trong phương trình
2.32 được tính toán như sau [6]:
(2.38)
Tỷ lệ khối lượng của các thành phần được tính như sau:
(2.39)
2.6. Kết luận
• Lựa chọn phương án chuyển đổi quá trình cháy cho động cơ diesel
truyền thống sang HCCI: phun n - heptan trên đường nạp.
• Đưa ra cơ sở lý thuyết về tính toán, thiết kế trong quá trình chuyển
đổi động cơ truyền thống sang HCCI.
• Đưa ra các giải pháp mở rộng vùng làm việc cho động cơ HCCI.


-8• Nghiên cứu cơ sở lý thuyết trước khi tiến hành xây dựng mô hình
mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng nhằm củng cố thêm về lý
thuyết trước khi tiến hành thực nghiệm.
Chƣơng 3. Thiết kế, chế tạo hệ thống cung cấp n – heptan và mô
phỏng động cơ HCCI
3.1. Thiết kế và chế tạo các chi tiết, hệ thống cho động cơ HCCI
chuyển đổi từ động cơ diesel 1 xy lanh
3.1.1. Thiết kế và điều chỉnh đƣờng ống nạp

Hình 3.1. Kết cấu đường ống nạp
động cơ Kubota BD178F(E)

Hình 3.2. Đường nạp động cơ
Kubota BD178F(E) được chế tạo

Đường ống nạp được thiết kế và chế tạo như hình 3.1 và hình 3.2.
3.1.2. Thiết kế và điều chỉnh đƣờng ống thải

Đường ống thải được thiết kế chế tạo như hình 3.3 và hình 3.4.

Hình 3.3. Kết cấu đường ống thải và
mặt bích động cơ Kubota
BD178F(E)

Hình 3.4. Đường ống thải và mặt
bích động cơ Kubota BD178F(E)
đã được chế tạo

3.1.3. Thiết kế và chế tạo hệ thống luân hồi khí thải
Đường ống luân hồi được thiết kế chế tạo như hình 3.8 và hình 3.9.

Hình 3.8. Kết cấu ống luân hồi khí
thải và mặt bích

Hình 3.9. Ống luân hồi khí thải lắp
trên động cơ Kubota BD178F(E)


-93.2. Sơ đồ lắp đặt hệ thống thí nghiệm động cơ HCCI
Sau khi hoàn thiện
công việc chế tạo các
chi tiết, hệ thống trên
động cơ tác giả đưa ra
sơ đồ bố lắp đặt các chi
tiết như hình 3.14, sơ đồ
bố trí gàng khoa học, dễ
dàng tháo lắp, có thể
thực nghiệm riêng từng

thông số mà không phải Hình 3.14. Sơ đồ lắp đặt hệ thống thí nghiệm
tháo lắp, gá đặt lại
động cơ HCCI
3.3. Mô phỏng động cơ HCCI
3.3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng
Đối tƣợng mô phỏng: Đối tượng nghiên cứu là động cơ một xy lanh
Kubota BD178F(E) với các thông số kỹ thuật như trên bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các thông số cơ bản của động cơ thử nghiệm
Thông số
Giá trị
Đường kính xylanh D, [mm]
78
Hành trình piston S, [mm]
57
Thể tích công tác Vh, [cm3]
273
Tỷ số nén của động cơ
20:1
Công suất định mức Neđm/ nđm , [kW/vg/ph]
4,0/ 3200
Mômen cực đại Memax/nM , [Nm/vg/ph]

13/2000

Suất tiêu hao nhiên liệu gemin/ nge , [g/kW.h/vg/ph]

378/2400

Mô hình mô phỏng
a) Phun n –

heptan
trên
đường nạp

a)

b)
Hình 3.15. Mô hình mô phỏng động cơ hoạt động theo
nguyên lý HCCI trong AVL – Boost

b) Thay đổi tỷ
số nén, tỷ lệ
khí luân hồi và
nhiệt độ khí
nạp

3.3.2. Chế độ mô phỏng
 Mô phỏng thiết lập quá trình cháy HCCI: Tốc độ từ 1200 vg/ph đến


- 10 3200 vg/ph; khoảng chia 400 vg/ph; chế độ tải: 10%, 20%, 30% và 50%
tương ứng với mô men là: 1,24 (N.m); 2,48 (N.m); 3,72 (N.m) và 6,2 (N.m).
3.3.3. Đánh giá tính chính xác của mô hình mô phỏng
Sai lệch cực đại
giữa mô phỏng và
thực nghiệm đối với
mô men, suất tiêu
hao nhiên liệu của
động cơ lần lượt là:
5,12% và 5,48% sai

Hình 3.16. Kết quả so sánh công suất, mô men và
lệch trung bình là:
suất tiêu hao nhiên liệu giữa mô phỏng và thực
3,6% và 3,0%.
nghiệm của động cơ diesel Kubota BD178F(E)

3.3.4. Kết quả mô phỏng thiết lập quá trình cháy HCCI trên động cơ
diesel
Đặc tính cháy HCCI của động cơ
Đặc tính cháy HCCI của động cơ bao gồm: Áp suất, tốc độ tăng áp
suất, tốc độ tỏa nhiệt, nhiệt độ trong xy lanh, hệ số dư lượng không khí
λ và thời điểm bắt đầu cháy của động cơ, các kết quả mô phỏng được
thể hiện qua các hình 3.17 đến 3.22.
Tại tốc độ nhỏ hơn 2400vg/ph, tải nhỏ hơn 30% áp suất ổn định, tốc
độ cao và tải cao động cơ HCCI có xu hướng cháy sớm hơn, áp suất
không ổn định (Hình 3.17).
Tăng tải của động cơ, giá trị cực đại của tốc độ tăng áp suât tăng
dần, trên 50% tải tốc độ tăng áp suất tăng đột ngột, động cơ làm HCCI
việc không ổn định nữa, trên 2400 vg/ph tốc độ tăng áp suất không
theo quy luật nữa (Hình 3.18).
đường tốc độ tỏa nhiệt có hai đỉnh đặc trưng cho ngọn lửa lạnh và
ngọn lửa nóng (Hình3.19).
Nhiệt độ trong xy lanh của động cơ được thể hiện qua hình 3.20, khi
tăng tải và tốc độ nhiệt độ tăng, giá trị cực đại tăng dần và nhỏ hơn 2000oK.

Hình 3.17. Áp suất trong xy lanh của
động cơ HCCI mô phỏng tại 2400
vg/ph

Hình 3.18. Tốc độ tăng áp suất

trong xy lanh của động cơ HCCI mô
phỏng tại 2400 vg/ph


- 11 -

Hình 3.19. Tốc độ tỏa nhiệt của động
cơ HCCI khi mô phỏng 2400 vg/ph

Hình 3.20. Nhiệt độ trong xy lanh của
động cơ HCCI mô phỏng 2400 vg/ph

Hình 3.21. Hệ số dư không khí của
động cơ HCCI khi mô phỏng

Hình 3.22. Thời điểm bắt đầu cháy
của động cơ HCCI khi mô phỏng

λ giảm dần khi tăng tải và tăng tốc độ nên thời điểm bắt đầu cháy sẽ
sớm dần (Hình 3.21).
SOC1, SOC2 giảm dần khi tăng tải và tăng tốc độ, quá trình cháy
ngày càng sớm trước ĐCT sẽ ảnh hưởng tới các chỉ tiêu kỹ thuật của
động cơ (Hình 3.22).
Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ HCCI mô phỏng
Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ HCCI khi mô phỏng
được thể hiện qua hình 3.23 và hình 3.24.

Hình 3.23. Các thông số có ích của động cơ HCCI khi mô phỏng

- 12 Động cơ HCCI phát huy được thông số có ích tương đương với
động cơ diesel nguyên bản tại cùng chế độ tải và tốc độ, tại các chế độ
tải nhỏ hơn 30% và tốc độ nhỏ hơn 2400 vg/ph thì các thông số chỉ thị
có xu hướng tăng, tại 50% tải và tốc độ lớn hơn 2400 vg/ph thì các
thông số chỉ thị giảm nhanh.

Hình 3.24. Các thông số chỉ thị của động cơ HCCI khi mô phỏng

3.4. Kết luận chƣơng 3
 Đưa ra phương án thiết kế cải tạo hệ thống nạp thải nhằm thiết lập
quá trình cháy HCCI cho động cơ.
 Thiết kế, chế tạo, hệ thống luân hồi khí thải, bộ gia nhiệt khí nạp,
thay đổi độ dày đệm nắp máy nhằm mở rộng vùng làm việc cho
động cơ HCCI đã thiết lập được.
 Kết quả mô phỏng: Động cơ diesel chuyển đổi sang hoạt động theo
nguyên lý HCCI hoạt động ổn định tại 2000vg/ph và 30% tải.
CHƢƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.1. Mục đích thử nghiệm
Thiết lập chế độ cháy HCCI cho động cơ đốt trong với phương án:
Phun n – heptan trên đường nạp.
Thử nghiệm nhằm mở rộng vùng làm việc của động cơ HCCI với 3
phương án: Thay đổi tỷ số nén; Thay đổi tỷ lệ khí luân hồi và thay đổi
nhiệt độ khí nạp.
4.2. Đối tƣợng và nhiên liệu thử nghiệm
4.2.1. Đối tƣợng thử nghiệm
Động cơ thử nghiệm có các thông số như bảng 3.1
4.2.2. Nhiên liệu thử nghiệm
Tính chất của nhiên liệu thử nghiệm thể hiện trong bảng 4.1.

- 13 STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Bảng 4.1. Tính chất của nhiên liệu thử nghiệm
Tính chất
PP thử nghiệm
Giá trị
Công thức hoá học, [-]
n-C7H16
Độ nhớt động học ở 40oC, [mm2/s]
ASTM D445 - 00
0,567
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, [oC]
ASTM D93 - 02
-4
Tỷ trọng ở 15oC, [g/cm3]
ASTM D1298 - 05 0,68873
Áp suất hơi ở 37,8oC, [PSIG]
ASTM D323 - 99
1,8
Nhiệt trị, [Kcal/kg]
ASTM D240 - 02 11,125

Hàm lượng n – heptan, [%]
GC/MS
97,5
Trị số cetane, [-]
56
Hệ số A/F, [-]
15,132

4.3. Quy trình và phạm vi thử nghiệm
4.3.1. Xác định đặc tính ngoài thực tế của động cơ thử nghiệm
4.3.2 Xây dựng đặc tính vòi phun
4.3.3. Thực nghiệm thiết lập đặc tính cháy HCCI
4.3.4 Thực nghiệm nhằm đánh giá khả năng mở rộng dải làm việc
cho động cơ HCCI đƣợc thiết lập
Thử nghiệm với các giải pháp:
 Giảm tỷ số nén của động cơ từ 20 xuống 14,87
 Thay đổi tỷ lệ luân hồi từ 10% ÷ 30%, khoảng chia: 5%;
 Thay đổi nhiệt độ khí nạp từ 50oC ÷ 90oC, khoảng chia: 10oC
Chế độ tốc độ từ 2000(vg/ph) ÷ 2800(vg/ph), khoảng chia: 400vg/ph,
tải 30%, 50%.
4.4. Sơ đồ bố trí thử nghiệm và các trang thiết bị chính
4.4.1. Sơ đồ bố trí thử nghiệm
Sơ đồ bố trí thử nghiệm lắp trên băng thử như trên hình 4.5, 4.6.

Hình 4.5. Sơ đồ bố trí thử nghiệm

Hình 4.6. Lắp đặt động cơ thử
nghiệm trên băng thử

4.4.2. Trang thiết bị thử nghiệm

 Băng thử động cơ DW16
 Cân nhiên liệu (Fuel Balance) AVL733S
 Tủ phân tích khí CEB-II
 Thiết bị Smoke meter

 ECU điều khiển: ECM‐0565‐128‐0701‐C


- 14 4.5. Kết quả thử nghiệm và thảo luận
4.5.1. Thiết lập động cơ HCCI
4.5.1.1. Đặc tính cháy của động cơ
 Biến thiên áp suất trong xy lanh động cơ
Hình 4.8a và 4.8b tương ứng là đồ thị áp suất trong xy lanh của
động cơ diesel và động cơ HCCI.
• Động cơ diesel nguyên bản hoạt động ổn định, duy trì tốt công suất
tại các chế độ thử nghiệm
• Cùng tốc độ và tải áp suất của động cơ HCCI gần bằng áp suất của
động cơ nguyên bản. Động cơ chuyển đổi chỉ làm việc ổn định
trong vùng tải nhỏ 10% - 20% tải, tại chế độ 30% tải xuất hiện cháy
“kích nổ”, cháy sớm, động cơ làm việc rung ồn hơn.
• Tại tốc độ 2400vg/ph không thể duy trì chế độ cháy HCCI tại 30%
tải, 20% tải đã bắt đầu xuất hiện hiện tượng cháy sớm.

a)

b)
n = 2000 vg/ph

Hình 4.8. Áp suất trong xy lanh a) Động cơ diesel; b) Động cơ HCCI

Tốc độ tỏa nhiệt

a)

b)
n = 2000 vg/ph

Hình 4.10. Tốc độ tỏa nhiệt a)Động cơ diesel

b) Động cơ HCCI

Hình 4.10a và hình 4.10b là các đồ thị tốc độ tỏa nhiệt của động cơ
nguyên bản và động cơ HCCI. Tốc độ tỏa nhiệt của động cơ HCCI có
sự thay đổi rõ rệt so với động cơ diesel, đường tốc độ tỏa nhiệt của
động cơ thực nghiệm khi chuyển sang hình thức hình thành hỗn hợp
đồng nhất bên ngoài xy lanh thông qua giải pháp sử dụng n – heptan
phun trên đường nạp có hình dạng tuân theo đúng lý thuyết về nguyên
lý cháy HCCI.


- 15 -

λ của động cơ HCCI nhỏ hơn do n – heptan phun trên đường
nạp chiếm chỗ của không khí (Hình 4.11). SOC1 và SOC 2 giảm
dần, quá trình cháy diễn ra quá sớm trước ĐCT (Hình 4.12).

Hình 4.11. Hệ số dư không khí của động
cơ HCCI

Hình 4.12. Thời điểm bắt đầu cháy

của động cơ HCCI

4.5.1.2. Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ khi thiết lập đặc
tính cháy HCCI

Hình 4.13. Các thông số có ích của động cơ khi thiết lập đặc tính cháy HCCI

Động cơ HCCI có mô men, áp suất chỉ thị và hiệu suất chỉ thị
ngang bằng với động cơ diesel tại chế độ tải 10% tải và 20% tải, tốc độ
thấp 1200vg/ph đến 2000vg/ph, tại các chế độ còn lại các thông số có
ích và chỉ thị của động cơ HCCI giảm dần do chế độ cháy HCCI không
ổn định (Hình 4.13 và hình 4.14).


- 16 -

Hình 4.14. Các thông số chỉ thị của động cơ khi thiết lập đặc tính cháy HCCI

4.5.1.3. Phát thải của động cơ chuyển đổi sang HCCI

Hình 4.15. Phát thải NOx của động cơ khi thiết lập đặc tính cháy HCCI

Phát thải NOx (Hình 4.15)của động cơ HCCI thấp hơn so với động
cơ diesel rất nhiều, tính trung bình tại chế độ tải từ 10% đến 30% cho
tất cả các tốc độ tỷ lệ phát thải NOx của động cơ nguyên bản cao hơn
động cơ HCCI lần lượt là 389, 405 và 108 lần.
Trong quá trình thực nghiệm không đo được thành phần phát thải
PM của động cơ HCCI.
Phát thải CO của động cơ HCCI rất cao tại chế độ tải thấp và giảm
dần khi tăng tải. Khi tính trung bình tại chế độ tải từ 10% đến 30% cho

tất cả các tốc độ tỷ lệ HC của động cơ HCCI tăng so với động cơ diesel


- 17 nguyên bản là: 4,6; 1,93 và 1,34 lần. lúc, khi đó thời gian cháy sẽ ngắn
lại cho nên lượng CO không kịp ô xi hóa thành CO2 tăng.
Phát thải CO2 của động cơ HCCI so với động cơ nguyên bản ít
hơn, khi tăng tải CO2 của động cơ HCCI cũng giảm dần. Khi tính trung
bình tại chế độ tải từ 10% đến 30% cho tất cả các tốc độ tỷ lệ giảm
phát thải CO2 của động cơ HCCI so với động cơ diesel lần lượt là:
14,1%, 8,1% và 0,3%. Phát thải CO2 giảm là do lượng CO ô xi hóa
thành thành CO2 giảm.

Hình 4.19. Phát thải HC của động cơ khi thiết lập đặc tính cháy HCCI

Phát thải HC (hình 4.19) của động cơ HCCI lớn hơn so với động cơ
diesel nguyên bản. Do quá trình cháy xảy ra gần như đồng thời nên
phần hòa khí ở ngoài rìa tâm cháy sẽ không kịp cháy dẫn đến HC tăng
cao. Khi tính trung bình tại chế độ tải từ 10% đến 30% cho tất cả các
tốc độ tỷ lệ tăng HC của động cơ HCCI so động cơ diesel lần lượt là:
3,2; 3,4 và 3 lần.
4.5.2. Khả năng mở rộng vùng làm việc của động cơ HCCI khi
thay đổi tỷ số nén
4.5.2.1. Đặc tính cháy HCCI của động cơ khi thay đổi tỷ số nén
Giảm tỷ số nén áp suất và tốc độ tăng áp suất của động cơ HCCI
đều giảm, thời điểm đạt giá trị cực đại cũng muộn dần.
Khi giảm dần tỷ số nén động cơ
vẫn hoạt động theo nguyên lý
cháy HCCI, điều đó được thể hiện
qua đường đặc tính tốc độ tỏa
nhiệt vẫn tuân theo đúng lý thuyết

cháy HCCI (Hình 4.22). λ tăng
dần khi giảm dần tỷ số nén (Hình Hình 4.22. Tốc độ tỏa nhiệt của động
4.23). Thời điểm bắt đầu cháy sẽ cơ tại các tỷ số nén thay đổi tại 2000
diễn ra muộn hơn (Hình 4.24)
vg/ph và 30% tải


- 18 -

Hình 4.23. Hệ số dư không khí của
động cơ khi thay đổi tỷ số nén tại
2000 vg/ph và 30% tải

Hình 4.24. Thời điểm bắt đầu cháy
với các tỷ số nén thay đổi tại
2000vg/ph và 30% tải

4.5.2.2. Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ khi thay đổi tỷ
số nén

Hình 4.25. Các thông số có ích
của động cơ khi thay đổi tỷ số
nén tại 2000 vg/ph và 30% tải

Hình 4.26. Các thông số chỉ thị của
động cơ khi thay đổi tỷ số nén tại
2000 vg/ph và 30% tải

• Tại cùng tỷ số nén 20, động cơ chuyển đổi sang HCCI có công suất,
mô men, áp suất chỉ thị, hiệu suất chỉ thị nhỏ hơn so với động cơ

diesel nguyên bản.
• Khi giảm dần tỷ số nén động cơ HCCI làm việc ổn định hơn, phát
huy được công suất có ích ngang bằng với động cơ diesel nguyên
bản.
 Với động cơ HCCI khi giảm tỷ số nén đến 16,93 áp suất chỉ thị và
hiệu suất chỉ thị tăng dần do thời điểm bắt đầu cháy muộn dần,
công của quá trình giãn nở tăng. Tiếp tục giảm tỷ số nén áp suất
trong xy lanh giảm dần nên áp suất chỉ thị và hiệu suất chỉ thị giảm


- 19 4.5.2.3. Phát thải của động cơ khi thay đổi tỷ số nén

Hình 4.27. Phát thải PM và NOx của
động cơ HCCI khi thay đổi tỷ số nén
tại 2000 vg/ph và 30% tải

Hình 4.28. Phát thải CO, HC, CO2
của động cơ HCCI các tỷ số nén
thay đổi tại 2000 vg/ph và 30% tải

Khi tỷ số nén giảm từ 20 xuống 18 thấy rằng NOx không thay đổi
nhiều, sau đó NOx tăng nhanh và đạt giá trị lớn nhất tại tỷ số nén 16,3,
tiêp tục giảm tỷ số nén NOx cũng giảm dần, không phát hiện thành
phần PM trong khí xả (Hình 4.27).
Phát thải CO, HC, CO2 của động cơ HCCI khi giảm tỷ số nén có xu
hướng tăng (Hình 4.28)).
4.5.3. Kết quả mở rộng vùng làm việc của động cơ HCCI khi thay
đổi tỷ lệ khí luân hồi
4.5.3.1. Đặc tính cháy của động cơ HCCI khi thay đổi tỷ lệ luân hồi
Khi tăng tỷ lệ luân hồi, mật độ hòa khí loãng hơn, giảm tốc độ cháy

nên áp suất, tốc độ tăng áp suất và tốc độ tỏa nhiệt giảm, thời điểm đạt
giá trị cực đại cũng muộn hơn, đồng thời đặc tính tỏa nhiệt vẫn tuân
theo lý thuyết cháy HCCI.

Khi tăng tỷ lệ luân hồi λ
giảm dần (Hình 4.32). Bên
cạnh đó lượng khí luân hồi
tăng giúp pha loãng hòa
khí, làm giảm tốc độ cháy
và đẩy thời điểm bắt đầu
cháy muộn lại.

Hình 4.32. Hệ số dư không khí của
động cơ tại 2400 vg/ph, 50% tải khi
thay đổi tỷ lệ EGR

Hình 4.31. Tốc độ tỏa nhiệt của
động cơ HCCI tại 2400 vg/ph,
50% tải khi thay đổi tỷ lệ EGR

Hình 4.33. Thời điểm bắt đầu cháy
của động cơ HCCI tại 2400 vg/ph,
50% tải khi thay đổi tỷ lệ EGR


- 20 4.5.3.2. Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ HCCI khi thay
đổi tỷ lệ luân hồi

Hình 4.34. Thông số có ích của động
cơ HCCI 2400 vg/ph, 50% tải khi

thay đổi tỷ lệ EGR

Hình 4.35. Thông số chỉ thị của động
cơ HCCI 2400 vg/ph, 50% tải khi
thay đổi tỷ lệ EGR

Khi tăng tỷ lệ luân hồi các thông số chỉ thị và có ích của động cơ HCCI
có xu hướng tăng dần, đến 20% EGR thì giảm do chế độ cháy HCCI dần trở
lên không ổn định, lớn hơn 30% EGR thì các thông số giảm rất nhanh,
không duy trì được đặc tính cháy HCCI nữa (Hình 4.34 và hình 4.35).
4.5.3.3. Phát thải của động cơ HCCI khi thay đổi tỷ lệ luân hồi
4.5.4. Kết quả mở rộng vùng làm việc của động cơ HCCI khi thay
đổi nhiệt độ sấy nóng khí nạp
4.5.4.1. Đặc tính cháy của động cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ sấy
nóng khí nạp
Giá trị cực đại của áp suất gần như không thay đổi nhưng đỉnh đạt
giá trị cực có xu hướng sớm hơn khi tăng nhiệt độ sấy nóng khí nạp.
Khi nhiệt độ khí nạp tăng dần, tôc độ tăng áp suất cũng tăng theo.
Tăng nhiệt độ khí nạp động cơ
vẫn hoạt động theo nguyên lý
cháy HCCI (Hình 4.40).
λ tăng dần khi nhiệt độ khí nạp
tăng (Hình 4.41).
Quá trình cháy sẽ diễn ra sớm
hơn làm cho thời điểm bắt đầu Hình 4.40. Tốc độ tỏa nhiệt của động
cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ khí
cháy cũng sớm trước ĐCT (Hình
nạp tại 2400 vg/ph và 30% tải
4.42)

Hình 4.41. Hệ số dư không khí của
động cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ
khí nạp tại 2400 vg/ph và 30% tải

Hình 4.42. Thời điểm bắt đầu cháy
của động cơ HCCI khi thay đổi nhiệt
độ khí nạptại 2400 vg/ph và 30% tải


- 21 4.5.4.2. Các thông số có ích và chỉ thị của động cơ HCCI khi thay
đổi nhiệt độ sấy nóng khí nạp

Hình 4.43. Thông số có ích của động
cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ khí
nạp tại 2400 vg/ph và 30% tải

Hình 4.44. Thông số chỉ thị của động
cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ khí
nạp tại 2400 vg/ph và 30% tải

Mô men, áp suất chỉ thị và hiệu suất chỉ thị có xu hướng giảm khi
tăng nhiệt độ sấy nóng khí nạp, đến 90oC các thông số chỉ thị cũng
giảm rất nhanh.
4.5.4.3. Phát thải của động cơ HCCI khi thay đổi nhiệt độ sấy nóng
khí nạp
4.6. Đánh giá kết quả mô phỏng và thử nghiệm
Kết quả thực nghiệm và mô phỏng được so sánh đại diện đối với
động cơ Kubota BD178F(E) chuyển sang hoạt động theo quá trình
cháy HCCI. Dữ liệu thực nghiệm được sử dụng trong mô hình mô
phỏng động cơ Kubota BD178F(E) trên phần mềm AVL – Boost. Sai

lệch giữa mô phỏng và thực nghiệm được trình bày qua bảng sau:
Thiết lập HCCI
STT

Thông
số

1

Thay đổi ε

Sai lệch cực
đại, (%)

Sai lệch
TB, (%)

Sai lệch cực
đại, (%)

Sai lệch
TB, (%)

Me

8,39

1,33

8,74

2,8

2

SOC1

5,83

3,23

3,45

2,54

3

SOC2

6,06

4,24

5,88

5,1

4

pi

6,48

1,11

8,07

2,68

5

ηi

6,13

1,65

9,23

5,97

6

Gnl

6,41

1,42

6,41

3,92

7

λ

6,04

2,56

4,46

2,41


- 22 Thay đổi %EGR
Thông
STT
số

Thay đổi nhiệt độ khí nạp

Sai lệch cực
đại, (%)

Sai lệch
TB, (%)

Sai lệch cực

đại, (%)

Sai lệch
TB, (%)

1

Me

4,27

3,8

4,84

3,58

2

SOC1

5,81

4,76

5,05

4,07

3

SOC2

7,27

2,86

5,71

3,7

4

pi

6,09

4,83

4,05

3,3

5

ηi

4,58

3,86

4,14

3,48

6

Gnl

5,68

2,72

4,24

3,05

7

λ

4,94

2,0

4,76

4,15

Với mức sai lệch nhỏ ở trên, có thể khẳng định rằng mô hình do

luận án phát triển là phù hợp, đồng thời cũng khẳng định độ tin cậy của
các dữ liệu sử dụng trong luận án.
4.7. Kết luận chƣơng 4
 Thử nghiệm thành công việc chuyển đổi quá trình cháy của động cơ
diesel truyền thống sang HCCI, động cơ làm việc ổn định tại
1600vg/ph và 10% ÷ 20% tải.
 Khi giảm tỷ số nén động cơ làm việc ổn định tới 30% tải, 2000
vg/ph, thời điểm bắt đầu cháy diễn ra muộn hơn, không nên giảm tỷ
số nén xuống thấp hơn 14,87.
 Khi thay đổi tỷ lệ luân hồi, tại tỷ số nén 15,4 động cơ HCCI hoạt
động ổn định tại chế độ nhỏ hơn 50% tải, tốc độ 2400 vg/ph tăng tỷ
lệ luân hồi thời điểm bắt đầu cháy muộn dần, động cơ HCCI làm
việc hiệu quả tại 20% EGR.
 Khi thay đổi nhiệt độ khí nạp, tại tỷ số nén 15,4 động cơ HCCI hoạt
động ổn định tại chế độ 30% tải, tốc độ 2400 vg/ph, tăng nhiệt độ
khí nạp thời điểm bắt đầu cháy muộn dần, động cơ HCCI làm việc
hiệu quả tại 50oC÷70oC.


- 23 KẾT LUẬN CHUNG
Luận án đã phân tích, đánh giá được tình hình nghiên cứu sử dụng
động cơ HCCI (Homogenous charge compression ignition – Cháy do
nén hỗn hợp đồng nhất) trên thế giới và tại Việt Nam, đưa ra được giải
pháp thiết lập quá trình cháy HCCI trên động cơ diesel một xy lanh,
bốn kỳ, không tăng áp, với phương án phun nhiên liệu n – heptan trên
đường nạp, đồng thời đưa ra được các phương án mở rộng vùng làm
việc cho động cơ HCCI đã thiết lập là: Thay đổi tỷ số nén, thay đổi tỷ
lệ khí luân hồi và thay đổi nhiệt độ khí nạp.
Đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng một chiều động cơ
HCCI phun nhiên liệu trên đường nạp, sử dụng nhiên liệu n-heptan

trên cơ sở động cơ diesel Kubota BD178F(E) trên phần mềm AVLBoost. Đánh giá ảnh hưởng của một số thông số điều khiển đến quá
trình cháy của động cơ HCCI, là cơ sở để giải thích, đánh giá kết quả
thực nghiệm. Mô hình mô phỏng đã được kiểm nghiệm với kết quả
thực nghiệm đảm bảo độ tin cậy.
Đã nghiên cứu tính toán thiết kế chế tạo hệ thống cung cấp n –
heptan trên đường nạp, hệ thống luân hồi khí xả, bộ gia nhiệt khí nạp
và các đệm nắp máy có độ dày khác nhau nhằm thiết lập và mở rộng
vùng làm việc cho động cơ HCCI, đưa ra sơ đồ lắp ráp và bố trí thử
nghiệm đảm bảo dễ dàng lắp đặt và điều chỉnh đáp ứng được yêu cầu
làm việc và đảm bảo độ tin cậy để sử dụng trong nghiên cứu thực
nghiệm của đề tài.
Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và thiết lập thành công động
cơ làm việc theo nguyên lý HCCI với giải pháp phun nhiên liệu trên
đường nạp, đánh giá, so sánh các thông số chỉ thị, có ích và các phát
thải của động cơ HCCI với động cơ diesel nguyên bản. Kết quả cho
thấy động cơ HCCI chuyển đổi hoạt động ổn định tại chế độ tốc độ và
tải thấp từ 1600 vg/ph đến 2000 vg/ph và 10% tải đến 20% tải, thời
điểm bắt đầu cháy diễn ra quá sớm trước ĐCT làm ảnh hưởng đến các
chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật của động cơ.
Đã tiến hành thực nghiệm khảo sát, đánh giá các thông số (tỷ số
nén, tỷ lệ khí thải luân hồi, và nhiệt độ sấy nóng khí nạp) ảnh hưởng
đến khả năng mở rộng vùng làm việc. Ảnh hưởng của các thông số này
đến động cơ HCCI như sau:
 Khi giảm tỷ số nén từ 20:1 xuống 14,87:1 thông qua việc thay
đổi độ dày đệm nắp máy, không áp dụng luân hồi khí xả và nhiệt độ
sấy nóng khí nạp giữ nguyên, thấy rằng động cơ làm việc ổn định
tới 30% tải, 2000 vg/ph với bất kỳ tỷ số nén nào thuộc dải khảo sát.


- 24 Thời điểm bắt đầu cháy diễn ra muộn hơn, nhưng giảm tỷ số nén

ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của động cơ, không nên giảm tỷ
số nén xuống thấp hơn 14,87.
 Thử nghiệm ảnh hưởng của luân hồi khí xả đến quá trình cháy
HCCI thấy rằng: tại tỷ số nén 15,4, tỷ lệ luân hồi 25%, động cơ
HCCI có thể hoạt động ổn định tại chế độ nhỏ hơn 50% tải, tốc độ
2400 vg/ph, , thời điểm bắt đầu cháy muộn dần khi tăng tỷ lệ luân
hồi.
 Thử nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ khí nạp tới quá trình cháy
HCCI thấy rằng: tại tỷ số nén 15,4, nhiệt độ khí nạp tăng từ 50oC
đến 70oC, động cơ làm việc ổn định tại 2400vg/ph, 30% tải, thời
điểm bắt đầu cháy sớm dần.
PHƢƠNG HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
 Nghiên cứu thiết lập động cơ HCCI sử dụng nhiên liệu truyền
thống, phổ biến trên thị trường.
 Tiếp tục nghiên cứu các giải pháp có thể mở rộng dải tải trọng
làm việc của động cơ HCCI
 Nghiên cứu điều khiển thời điểm cháy của động cơ HCCI bằng
cách sử dụng dụng xúc tác hoặc nhiên liệu kép.