Mo phong qua trinh chuyen tiep cua dong co d240 tren phan me AVLBoost

Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

=========================================
=================
MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU............................................................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.................................................................................................................................4
1.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.......................................................................................4
1.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI..................................................................................................5
CHƯƠNG 2. MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST...............................................6
2.1. PHẦN MỀM BOOST MƠ PHỎNG NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CHU TRÌNH CƠNG TÁC CỦA
ĐỘNG CƠ...........................................................................................................................................................6
2.1.1. Giới thiệu về phần mềm mô phỏng động cơ BOOST....................................................................6
2.1.2. Tính năng và ứng dụng của phần mềm BOOST............................................................................9
2.1.3. Cơ sở lý thuyết của phần mềm BOOST.........................................................................................9
2.1.3. Các phần tử của phần mềm BOOST...........................................................................................20
2.1.4. Các bước cơ bản để xây dựng một mơ hình................................................................................25
2.2. MƠ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240..........................................................................................................26
2.2.1. Các thông số kỹ thuật của động cơ D240...................................................................................26
2.2.2. Xây dựng mơ hình.......................................................................................................................28
2.2.3. Nhập dữ liệu cho mơ hình...........................................................................................................29
2.2.4. Chạy mơ hình ở chế độ ổn định (chế độ toàn tải).......................................................................53
2.2.5. Xử lý kết quả................................................................................................................................54
CHƯƠNG 3. KẾT NỐI GIỮA PHẦN MỀM BOOST VÀ MATLAB SIMULINK..................................57
3.1. GIỚI THIỆU VỀ MATLAB SIMULINK............................................................................................57
3.1.1. Các khối chức năng có sẵn thường dùng trong phần mềm MATLAB SIMULINK......................59
3.1.2. Tạo mới một khối để mô phỏng trong MATLAB SIMULINK......................................................72
3.1.3. Mô phỏng một khối trong MATLAB SIMULINK.........................................................................73
3.2. ỨNG DỤNG CỦA MATLAB SIMULINK.........................................................................................76

3.3. SỰ TƯƠNG TÁC VÀ HỖ TRỢ LẪN NHAU GIỮA PHẦN MỀM BOOST VÀ PHẦN MỀM
MATLAB SIMULINK.......................................................................................................................................76
3.4. KẾT NỐI BOOST VÀ MATLAB SIMULINK...................................................................................78
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG KẾT NỐI GIỮA BOOST VÀ MATLAB SIMULINK KHẢO SÁT QUÁ
TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ D240....................................................................................................79
4.1. XÂY DỰNG MƠ HÌNH......................................................................................................................79
4.2. GIAO THỨC KẾT NỐI GIỮA BOOST VÀ MATLAB SIMULINK.................................................81
4.3. NHẬP DỮ LIỆU CHO MƠ HÌNH KẾT NỐI.....................................................................................83
4.4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN.......................................................................................85
4.4.1. Kết quả dạng bảng......................................................................................................................85
4.4.2. Kết quả dạng đồ thị, nhận xét và thảo luận................................................................................86
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI...............................................92
5.1. KẾT LUẬN CHUNG..........................................................................................................................92
5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................94
PHỤ LỤC................................................................................................................................................... 95

=================================================
===================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

=========================================
=================

=================================================
===================

Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

============================================
==============
Tên đề tài:

MƠ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG
CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST KẾT NỐI VỚI
MATLAB SIMULINK
LỜI NÓI ĐẦU
Trước sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật, sức lao động của con người dần
dần được giải phóng. Hầu hết các công việc bằng sức người được thay thế bằng các loại máy
móc tinh vi được lập trình sẵn để làm việc thay con người, không những thay thế lao động
chân tay mà nó cịn có thể thay thế cả lao động trí óc. Sự can thiệp của khoa học kỹ thuật
ngày càng thể hiện rõ không chỉ trong các lĩnh vực công nghiệp mà cả trong các lĩnh vực
nông nghiệp. Có thể minh chứng cho điều này một cách rất cụ thể và trực quan, đó là máy vi
tính (computer). Một cơng cụ của thời kì kỹ thuật cao và nó ngày càng được cải thiện. Thử
hỏi nếu một ngày thiếu mày máy vi tính thì thế giới sẽ phải chịu một tổn thất là bao nhiêu,
tất nhiên là khơng thể nào có thể thống kê hết thiệt hại của nó gây ra về cả tinh thần và cả vật
chất.
Việt Nam cũng đang bước vào thời kì phát triển, việc ứng dụng máy vi tính cũng đang
phát triển mạnh. Máy tính dần dần len lõi vào tất cả các ngành, các lĩnh vực. Việc ứng dụng
nó trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, nó giúp chúng ta giải quyết vơ số các vấn đề.
Nói riêng trong cơ sở nghiên cứu khoa học, trong ngành động cơ nói chung và động cơ
đốt trong nói riêng thì việc ứng dụng máy vi tính vào cơng việc là tất yếu. Việc nghiên cứu
các vần đề về các loại động cơ trở nên cấp bách do sự sử dụng các loại động cơ đang phát

triển rất nhanh nhất là ở những nước đang phát triển như Việt Nam. Với nhiều phát minh
khoa học về tất cả các lĩnh vực toán học, vật lý, tin học ... thì ngày càng có nhiều cơng cụ
hơn để có thể khảo sát các loại động cơ hơn. Một trong số các công cụ cần thiết cho việc
nghiên cứu các động cơ đó là có thể xây dựng được một mơ hình mơ phỏng động cơ nhằm
tăng tính trực quan của hệ thống cũng như rút ngắn thời gian nghiên cứu, thời gian chế tạo
thử, giảm chi phí trong thiết kế và nghiên cứu ... Qua các q trình mơ hình hóa và mơ
phỏng có thể làm cho các nhà khoa học có thể tối ưu hóa các q trình cơng tác, các kết cấu
mới phù hợp hơn cho người sử dụng.
Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm có liên quan đến động cơ nói
chung và q trình nhiệt động học của động cơ nói riêng như phần mềm đa phương KIVA,
phần mềm nhiệt động học q trình cơng tác của động cơ PROMO của Đức dựa trên lý
thuyết tính tồn động lực học chất lỏng CFD (computational Fluit Dynamics), các phần mềm
BOOST, FIRE, HYDSIM, EXCITE, GLIDE, TYCON, BRICKS của hãng AVL (cộng hịa
Áo). Các phần mềm này có thể dùng để nghiên cứu một cách chun sâu về các chu trình
cơng tác làm việc của động cơ, có khả năng thiết kế mẫu, thử nghiệm mẫu trên lý thuyết ... Ở
====================================================
================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

============================================
==============
Việt Nam các phầm mềm này mới được đưa vào sử dụng trong vài năm gần đây nên đang ở
giai đoạn nghiên cứu.
Phần mềm BOOST là một phần mềm chun về tính tốn các q trình nhiệt động trong
động cơ và dịng chảy. Phần mềm đã được ứng dung khá rộng rãi ở các nước công nghiệp
phát triển cũng như các hãng ô tô hiện đại. Tại Việt Nam phần mềm cũng đã được một số

cán bộ và sinh viên nghiên cứu và ứng dụng.
Ngồi các phần mềm chun sâu dó cịn có một số phần mềm cũng rất hay được sử dụng
đến như phần mềm MATLAB SIMULINK, một phần mềm chuyên dụng về mơ phỏng và
tính tốn các thơng số. Phần mềm có thể xử lý hầu hết các phép toán một cách đơn giản dựa
trên bộ lệnh có sẵn, hơn nữa nó cịn có khả năng thực hiện việc mơ phỏng các hệ thống trong
cơ học cũng như trong các ngành điện tử. Phần mềm Matlab Simmulink có thể liên kết với
các phần mềm khác như C, C++...
Nói chung, mỗi phần mềm đều có một lợi thế riêng trong một lĩnh vực nhất định, Phần
mềm BOOST thì có khả năng trong việc tính tốn các thơng số chi tiết bên trong động cơ
một cách chi tiết và đáng tin cậy nhưng lại không mềm dẻo, không thể linh động được các
trường hợp mà phải chạy riêng cho từng trường hợp sau đó kết nối lại. Phần mềm MATLAB
SIMULINK lại có khả năng điều khiển, mềm dẻo trong mọi hoạt động, nói một cách chi tiết
hơn đó là điều khiển được các phần tử của BOOST giúp cho phần mềm BOOST có thể hoạt
động một cách chính xác hơn, mềm dẻo hơn. Nhưng với riêng phần mềm MATLAB
SIMULINK thì lại khơng thể tính tốn một cách chính xác các q trình diễn ra bên trong
động cơ. Chính vì thế việc kết hợp hai phầm mềm này lại với nhau là rất cần thiết, nó giúp
cho chúng ta có thể lợi dụng điểm mạnh của phần mềm này để bù vào điểm yếu của phần
mềm kia, nó giúp cho việc mơ phỏng được chính xác và trực quan hơn, mềm dẻo hơn, có thể
nghiên cứu được cả những thông số bên trong động cơ lẫn bên ngoài động cơ, giúp cho các
nhà nghiên cứu đỡ mất thời gian hơn.
Xuất phát từ việc muốn tăng khả năng cho phần mềm BOOST bằng cách kết nối phầm
mềm đó với một phần mềm bên ngồi là MATLAB SIMULINK để giúp cho quá trình
nghiên cứu trở nên dễ dàng hơn, chi tiết hơn và hồn thiện hơn. Tơi đã quyết định chọn đề
tài: “Mơ phỏng q trình chuyển tiếp của động cơ D240 trên phần mềm BOOST kết nối với
MATLAB SIMULINK” với hy vọng có thể đóng góp một phần nào đó trong việc khai thác
có hiệu quả phần mềm BOOST.
Do thời gian thực hiện đề tài ngắn so với tính phức tạp và đa dạng của đề tài, do sự hạn
chế về các thiết bị kiểm chứng bằng thực tế, bên cạnh đó là khả năng có hạn nên đề tài sẽ
khơng tránh khỏi sự thiếu sót và hạn chế, tác giả sẽ tiếp tục đầu tư để có thể hồn thiện thêm.

====================================================
================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============

Chương 1. TỔNG QUAN
Mô phỏng là một công cụ được sử dụng một cách rộng rãi hiện nay, nhất là khi nghành
công nghệ thông tin phát triển một cách nhanh chóng. Mơ phỏng là một cơng cụ hữu ích
trong hầu hết các ngành, các lĩnh vực khác nhau như trong sinh học, trong công nghệ
thông tin, trong kĩ thuật … Mô phỏng giúp cho chúng ta có cái nhìn trực quan hơn, sinh
động hơn về các hệ thống, các công thức, các phản ứng mà rất khó thực hiện và quan sát
trong thực tế. Các phần mềm mô phỏng giúp cho những người nghiên cứu, thiết kế có thể
loại bỏ bớt các thí nghiệm khơng cần thiết, có thể dễ dàng phân tích và nghiên cứu để có
thể giảm bớt chi phí thực nghiệm. Nói riêng trong ngành động cơ đốt trong thì có một số
các phần mềm mô phỏng nhưng nổi bật vẫn là gói phần mềm của hãng AVL trong đó có
phần mềm BOOST. Phần mềm BOOST có một số tính năng nỗi bật như: Mơ phỏng các
q trình cơng tác của động cơ từ một xilanh đến nhiều xilanh, từ động cơ diezel đến
động cơ xăng một cách khá chính xác và có độ tin cậy cao. Phần mềm có thể cung cấp
cho chúng ta tất cả các thông số về nhiệt động học của động cơ đốt trong…
Phần mềm BOOST là một phần mềm được rất nhiều hãng động cơ trên thế giới sử
dụng như Audi, VW, Fiat… và mới được đưa vào Việt Nam mấy năm gần đây. Phần mềm
đã được một số cán bộ và sinh viên nghiên cứu và ứng dụng trong đó có một số đề tài
như: Tăng áp cho động cơ DSC80-TA - Luận án tiến sỹ của Lê Đình Vũ; Mơ phỏng động
cơ D243 do nhà máy Sông Công chế tạo – Luận văn tiến sỹ của Cù Huy Thành.

Quá trình chuyển tiếp của động cơ là quá thay đổi tốc độ của động cơ theo thời gian,
nói cách khác q trình chuyển tiếp là quá trình tăng tốc hay giảm tốc của động cơ. Việc
nghiên cứu quá trình chuyển tiếp là rất quan trọng vì đây là quá trình sát với thực tế nhất,
đây là quá trình mà thực tế bắt buộc phải sử dụng, nghiên cứu quá trình là nghiên cứu cho
thực tế để có thể cải tiến những phần cần thiết để cho phù hợp hơn với thực tế.
Việc mô phỏng quá trình chuyển tiếp của động cơ là hết sức cần thiết, nó có thể giúp
cải tiến các thơng số của xe trên thực tế. Chính vì thế đề tài này nghiên cứu một trong các
cách dùng để mô phỏng động cơ ở chế độ chuyển tiếp để có thể cung cấp thêm một
phương pháp mới trong việc nghiên cứu động cơ, đó là việc sử dụng kết hợp hai phần
mềm BOOST và MATLAB SIMULINK để có thể nghiên cứu quá trình chuyển tiếp của
động cơ.

1.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là động cơ D240, một loại động cơ diezel 4 kỳ, cơng
suất thiết kế là 80 mã lực ở số vịng quay 2200 vòng/phút. Sản phẩm của nhà máy Disoco
sản xuất với kỹ thuật công nghệ của Liên Xô cũ. Hiện nay động cơ D240 vẫn đang được
thị trường Việt Nam chấp nhận. Chính vì thế việc nhiên cứu động cơ D240 là rất cần thiết
nhằm mục đích cải thiện động cơ và khả năng làm việc của động cơ, mặt khác góp phần
vào việc chẩn đốn sửa chửa và phục hồi lại động cơ nhanh chóng để phục vụ cho sản
===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
xuất đưa lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng động cơ. Các số thông số cơ bản của động

cơ D240 được thể hiện trong bảng 1.
Bảng 1: Các thông số cơ bản của động cơ
STT

Thơng số

Kí hiệu

Giá trị

Đơn vị

Ne

80

Mã lực

I

4

1

Cơng suất định mức

2

Số xi lanh

3

Thứ tự nổ

4

Số vịng quay định mức

ne

2200

Vịng/phút

5

Hành trình pittơng

S

125

mm

6

Đường kính xylanh

D

110

mm

7

Chiều dài thanh truyền

L

230

mm

8

Tỷ số nén



16.5

9

Suất tiêu hao nhiên liệu

G

180

g/ml.h

10

Đường kính nấm xupáp nạp

48

mm

11

Đường kính nấm xupáp xả

42

mm

12

Đường kính thân xupáp nạp

11

mm

13

Đường kính thân xupáp xả

11

mm

14

Góc phun sớm



24

Độ TK

15

Góc mở sớm của xupáp nạp

1

10

Độ TK

16

Góc đóng muộn của xupáp nạp

2

46

Độ TK

17

Góc mở sớm của xupáp thải

1

46

Độ TK

18

Góc đóng muộn của supáp thải

2

10

Độ TK

1-3-4-2

Đề tài chủ yếu nghiên cứu về quá trình chuyển tiếp trong động cơ D240 nhờ vào việc
ứng dụng phần mềm mô phỏng động cơ Boost kết hợp với phần mềm mơ phỏng và tính
tốn tốn học Matlab qua đó có thể đưa ra một số kết quả tham khảo.

1.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài đã giải quyết được các vấn đề sau:
Tìm hiểu về phần mềm BOOST
Mô phỏng động cơ D240 trên phần mềm BOOST
===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
Chạy mô phỏng và đưa ra kết quả
Mô phỏng động cơ D240 trên phần mềm BOOST kết hợp với MATLAB SIMULINK
Chạy chương trình để xem quá trình chuyển tiếp của động cơ D240 và rút ra kết luận.

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============

Chương 2. MƠ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240 TRÊN PHẦN

MỀM BOOST
2.1. PHẦN MỀM BOOST MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CHU
TRÌNH CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ
2.1.1. Giới thiệu về phần mềm mô phỏng động cơ BOOST
Phần mềm BOOST là một phần mềm nằm trong bộ phần mềm của hẵng AVL, cửa sổ
khởi động phần mềm BOOST được thể hiện trên hình 1.

Hình 1: Cửa sổ khởi động của phần mềm Boost
Cửa sổ giao diện của phần mềm BOOST khi khởi động xong để chuẩn bị bước vào
q trình xây dựng mơ hình để mơ phỏng được thể hiện ở hình 2.
Thanh cơng cụ Programs, File, Edit, Element, Model, Simulation, Options, Utilities và
Help. Chức năng của các thanh công cụ thể hiện rõ ở phần Help. Các phần tử có sẵn của
chương trình được đặt phía bên trái màn hình. Việc xây dựng mơ hình được thực hiện bên
phải màn hình. Các phần tử được copy từ bên trái màn hình (danh mục các phần tử) và
được đưa sang bên phải màn hình (trong vùng vẽ). Việc sắp xếp, thay đổi kích thước và
hướng của các phần tử được thực hiện bằng các phím chức năng khác nhau.

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============

Hình 2: Cửa sổ giao diện chính của phần mền boost
Các biểu tượng sử dụng theo các chức năng riêng biệt khác nhau. Các chức năng của

các biểu tượng được mô tả cụ thể hơn ở bảng 2:
Bảng 2: Các biểu tượng và chức năng của các biểu tượng trong BOOST
Biểu tượng

Chức năng
File mới
Mở file
Ghi
In
Xố
Cắt
Copy
Dán
Zoom
Chọn đối tượng
Thay đổi đường
Chèn đường
Vẽ đường elíp

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
Biểu tượng

Chức năng
Vẽ hình vng
Tẩy hình
Viết văn bản
Hiện thị đối tượng lên trên
Hiện thị đối tượng xuống sau
Màu và nét đặc trưng
Phông chữ
Phông chữ to
Phơng chữ nhỏ
Để có được mơ hình tính, trước tiên cần phải triển khai việc xây dựng mơ hình trên
vùng vẽ.
Các phần tử sử dụng để xây dựng mơ hình được lựa chọn phù hợp theo từng loại động
cơ. Sau khi đã chọn phần tử, hình dạng, kích thước và hướng của các phần tử trên vùng vẽ
có thể thay đổi được.
Các biểu tượng có chức năng thay đổi hình dạng, kích thước và hướng của phần tử
được thể hiện trên bảng 3:
Bảng 3: Các biểu tượng và chức năng của các biểu tượng
Biểu tượng

Chức năng

Pipe

ống nối giữa hai phần tử

Wire

Dây nối giữa ECU với các phần tử
Nối bình tiêu âm

Đổi chiều dòng chảy
Thay đổi dành dạng ống nối và các dây nối
Xoay phần tử ngược chiều kim đồng hồ một góc 90 độ
Xoay phần tử theo chiều quay đồng hồ một góc 90 độ.
Điều khiển mơ hình
Chạy mơ hình

Sau khi thực hiện xong công việc lựa chọn và định vị các phần tử trên vùng vẽ, tiếp
tục thực hiện việc nối các phần tử với nhau thông qua phần tử ống hoặc dây nối. Phần
cuối của quá trình xây dựng mơ hình là việc đặt các phần tử đo trên ống theo yêu cầu.
===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
2.1.2. Tính năng và ứng dụng của phần mềm BOOST
Phần mềm BOOST có nhiều tính năng và tác dụng trong cả lĩnh vực thiết kế cũng như
thí nghiệm, sau đây là một số tính năng và tác dụng cơ bản:
Mơ phỏng các q trình cơng tác của động cơ với độ chính xác và tính tin cậy cao, tạo
thuận lợi trong mục tiêu thiết kế động cơ hoặc phân tích các q trình nhiệt động học
Có thể mơ phỏng các động cơ từ loại một xilanh đến nhiều xilanh, cho loại động cơ
xăng hay động cơ diezel, động cơ hai kỳ hay động cơ bốn kỳ với dải công suất khác nhau
từ đông cơ cỡ nhỏ như xe máy đến các động cơ cỡ lớn như tàu thuỷ, mô phỏng được các
chế độ làm việc của động cơ.
Xác định các thông số trong quá trình nhiệt động học, dịng chảy trong q trình trao

đổi khí, q trình phun nhiên liệu, q trình cháy ... mà trước kia phải sử dụng phương
pháp kỹ thuật đo phức tạp và tốn kém mới có thể xác định được.
Có khả năng kết nối với các phần mềm khác (liên kết động) như MATLAB để mô
phỏng với các dữ liệu động.
Trong đào tạo có khả năng tái hiện các hình ảnh gần như thực tế một cách trực quan,
mổ xẻ các hiện tượng xảy ra bên trong để giúp học viên có thể quan sát được những phần
mà khơng thể quan sát trực tiếp trên mơ hình thực hoặc nếu quan sát được cũng phải dùng
các thiết bị rất đắt tiền.
Trong sản xuất nó giúp rút ngắn thời gian thiết kế, giảm chi phí và số lượng sản phẩm
mẫu trong q trình thiết kế, tối ưu hố được các q trình cơng tác cũng như kết cấu để
có được động cơ với các tính năng cao.
Loại trừ được một số trường hợp bất thường có thể xảy ra trên thực tế mà không làm
tổn hại đến động cơ thực, lựa chọn được khoảng cần thí nghiệm giúp giảm bớt số lượng
thí nghiệm thực tế, tiết kiệm được thời gian và tiền bạc
Giúp chẩn đoán được những hư hỏng ban đầu có thể xảy ra trong một số trường hợp
làm tăng nhanh tiến độ sữa chữa động cơ
2.1.3. Cơ sở lý thuyết của phần mềm BOOST
Phương trình nhiệt động học thứ nhất
Trong động cơ đốt trong quá trình cháy là q trình khơng thuận nghịch biến năng
lượng hố học thành nhiệt năng. Việc xác định trạng thái của môi chất tại từng thời điểm
của quá trình cần phải biết cụ thể các phản ứng trung gian biến đổi từ hỗn hợp ban đầu
thành sản phẩm cháy cuối cùng. Cho tới nay, các phản ứng đó chỉ mới được xác định đối
với những nhiên liệu đơn giản như hydrogene và methane, ..vv. Tuy nhiên trong tất cả các
trường hợp, chúng ta đều có thể dùng định luật nhiệt động học thứ nhất để xác định mối
tương quan giữa trạng thái đầu và cuối của quá trình cháy.
Việc áp dụng định luật này khơng địi hỏi phải biết diễn biến các giai đoạn trung
gian của quá trình. Định luật nhiệt động học thứ nhất thể hiện mối quan hệ giữa sự biến
thiên của nội năng (hay enthalpie) với sự biến thiên của nhiệt và công. Khi áp dụng định
===================================================
=================

Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
luật này đối với hệ thống mà thành phần hố học của nó thay đổi chúng ta cần phải xác
định trạng thái chuẩn zero của nội năng hay enthanpie của tất cả các chất trong hệ thống.
Trong trường hợp cụ thể thì việc tính tốn q trình cháy trong động cơ đốt trong
được dựa trên phương trình nhiệt động học thứ nhất:
d  mc .u 
dQ
dm
dV dQF
 p c .

  w  hBB . BB
d
d d
d
d

(1-1)

Trong đó:
d  mc .u 
d
dV

 pc .
d
dQF
d
dQ
 w
d
dm
hBB . BB
d

mc
u
pc
V
QF
Qw

hBB
dm BB
d

- biến đổi nội năng bên trong xilanh;
- cơng chu trình thực hiện;
- nhiệt lượng cấp vào;
- tổn thất nhiệt qua vách;
- tổn thất enthalpy do lọt khí;

- khối lượng mơi chất bên trong xilanh;
- nội năng;

- áp suất bên trong xilanh;
- thể tích xilanh;
- nhiệt lượng của nhiên liệu cung cấp;
- nhiệt lượng tổn thất cho thành;
- góc quay trục khuỷu;
- trị số enthalpy;
- biến thiên khối lượng dịng chảy.

Phương trình 1-1 được áp dụng cho cả động cơ hình thành hỗn hợp bên trong và hỗn
hợp bên ngoài. Tuy nhiên sự thay đổi thành phần hỗn hợp của hai trường hợp trên là khác
nhau. Đối với trường hợp quá trình hình thành hỗn hợp bên trong xilanh thì có giả thiết:

Nhiên liệu cấp vào trong xilanh được đốt cháy tức thì.

Hỗn hợp cháy được hồ trộn tức thì với lượng khí sót trong xilanh.
Tỷ lệ A/F giảm liên tục từ giá trị cao ở điểm bắt đầu tới giá trị thấp ở điểm kết thúc
quá trình cháy.
Như vậy phương trình (1-1) sau khi biến đổi sẽ trở thành:
===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
dTc


d


 dQ
 F
 u u p c   d
mc .
 .  
 T p Tc  
1

u 

pc 
 uc 
p  dQ w dm BB
1 



 d
Hu
d





dV


u 
u 
. hBB  uc  pc
 pc c
  mc
p 
 
d


(1-2)

 u mc  
 1 
 
 p Vc  

Trong đó:
Tc - nhiệt độ xilanh;
mc - khối lượng mơi chất trong xilanh;
pc - áp suất trong xilanh;
uc - nội năng riêng của khối lượng môi chất bên trong xilanh;
Hc- nhiệt trị thấp;
 - hệ số dư lượng khơng khí (1/);
 - tỷ lệ tương đương;
Vc - thể tích xilanh.
Việc giải phương trình trên phụ thuộc vào mơ hình q trình cháy, quy luật toả nhiệt
và quá trình truyền nhiệt qua thành xilanh, cũng như áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗn
hợp khí. Cùng với phương trình trạng thái.
1

p c  .mc .Rc .Tc
V

(1-3)

Thiết lập quan hệ giữa áp suất, nhiệt độ và tỷ trọng, từ phương trình 1-2 ta sử dụng
phương pháp Runge-kutta giải để xác định nhiệt độ trong xilanh. Từ đó sẽ xác định được
áp suất thơng qua phương trình trạng thái.
Lý thuyết cháy Vibe
Quá trình cháy chịu ảnh hưởng của rất nhiều thông số, phần mềm AVL-Boost mơ tả
q trình cháy thơng qua đặc tính tỏa nhiệt, chu trình cháy lý thuyết, quá trình cháy do
người sử dụng định nghĩa hoặc đặc tính tỏa nhiệt dự tính. Trong đó cách thức tiếp cận tiện
lợi và phổ biến nhất là sử dụng phương trình cháy Vibe.
Quy luật Vibe được xác định thông qua các tham số như: điểm bắt đầu cháy, thời gian
cháy, tham số đặc trưng cháy “m”. Các thơng số trên có thể là khơng đổi hoặc thay đổi
phụ thuộc vào từng chế độ làm việc của động cơ thơng qua phương trình sau:

dx 6.908

. m  1. y m .e  6.908. y
d
 c

ở đây dx 

dQ
Q

m 1 

(1-4)
(1-5)

===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
  o
y
(1-6)
 c
Trong đó:
Q - nhiệt lượng do nhiên liệu sinh ra;
 - góc quay trục khuỷu;
0 - điểm bắt đầu cháy;
c - khoảng thời gian cháy;
m - tham số đặc trưng cháy;
Tích phân phương trình 1-4 ta có:


dx
x  .d 1  e  6.908. y
(1-7)
d

x - phần trăm khối lượng môi chất đốt cháy.
Hình 3 là đồ thị mơ tả quan hệ tốc độ toả nhiệt và phần trăm khối lượng mơi chất cháy
theo góc quay trục khuỷu (ROHR rate of heat release (tốc độ toả nhiệt)).
m 1

Hình 3. Đồ thị mơ tả tốc độ tỏa nhiệt
Hình 4 là đồ thị mô tả ảnh hưởng của tham số đặc trưng cháy “m” đến hình dạng của
hàm Vibe.

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
Hình 4 : ảnh hưởng của tham số đặc trưng cháy.
Truyền nhiệt
Truyền nhiệt trong xilanh
Quá trình truyền nhiệt từ trong buồng cháy qua thành buồng cháy như nắp xilanh,
piston, và lót xilanh được tính dựa vào phương trình truyền nhiệt sau:
Qwi  Ai . w .Tc  Twi 
(1-8)
Qwi – nhiệt lượng truyền cho thành (nắp xilanh, pittơng, lót xilanh);
Ai – diện tích truyền nhiệt (nắp xilanh, pittơng, lót xilanh);
w – hệ số truyền nhiệt;
Tc – nhiệt độ môi chất trong xilanh;

Twi – nhiệt độ thành (nắp xilanh, pittơng, lót xilanh);
Trong trường hợp nhiệt độ của thành lót xilanh, biến đổi nhiệt độ dọc trục giữa vị trí
ĐCT và ĐCD được tính theo biểu thức sau:
TL TL , DCT .
 TL , DCT
c ln
T
 L , DCD

1  e  c. x
x.c

(1-9)






(1-10)

Trong đó:
TL – nhiệt độ lót xilanh;
TL, ĐCT – nhiệt độ lót xilanh tại vị trí ĐCT;
TL, ĐCD – nhiệt độ lót xilanh tại vị trí ĐCD;
x – dịch chuyển tương đối của pittơng (vị trí thực tế của pittơng so
với tồn bộ hành trình).
Đối với hệ số truyền nhiệt thì phần mềm BOOST cho phép lựa chọn một trong 4 mơ
hình sau:


Woschni 1978


Woschni 1990



Hohenberg


Lorenz (chỉ dùng cho động cơ có buồng cháy ngăn cách).
Mơ hình Woschni 1978 được lựa chọn cho việc tính tốn q trình truyền nhiệt trong
động cơ thử nghiệm D1146TI.
Mơ hình Woschni 1978
Hệ số truyền nhiệt của mơ hình Woschni 1978 được tính theo phương trình sau:
===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
 W 130.D

 0,2

0 ,8

c

 0 , 53
c

. p .T



V .T
.C1 .c m  C 2 . D c ,1 . p c  p c , 0 
p c ,1 .Vc ,1



0 ,8

(1-11)

Trong đó:
C1 = 2,28 + 0,308 .cu/cm;
C2 = 0,00324 đối với động cơ phun trực tiếp;
C2 = 0,00622 đối với động cơ phun gián tiếp;
D - đường kính xilanh;
cm - tốc độ trung bình của pittơng;
cu – tốc độ tiếp tuyến; (cu = .D.nd/60 trong đó nd – tốc độ xốy của
mơi chất, nd = 8,5 n)
VD – thể tích cơng tác của 1 xilanh;
pc - áp suất môi chất trong xilanh;
pc,o - áp suất khí trời;

Tc,1 – nhiệt độ mơi chất trong xilanh tại thời điểm đóng xupáp nạp;
pc,1 - áp suất mơi chất trong xilanh tại thời điểm đóng xupáp nạp.
Trao đổi nhiệt tại cửa nạp, thải
Trong quá trình qt khí, việc lưu tâm đến q trình trao đổi nhiệt tại của nạp và thải
là hết sức quan trọng. Q trình này có thể lớn hơn rất nhiều so với dòng chảy trong
đường ống đơn giản do hệ số truyền nhiệt cao và nhiệt độ trong vùng giữa xupáp và đế
xupáp. Trong Boost mơ hình Zapf hiệu chỉnh được sử dụng để tính tốn cho q trình này.

Td  Tu  Tw 


p
  Aw

m . c p
.e 






 Tw

(1-12)

Hệ số trao đổi nhiệt p phụ thuộc vào hướng của dòng chảy (vào hoặc ra khỏi xilanh):

h 
 p  C 4  C5 . Tu  C6 . Tu2 . Tu0.44 . m 0.5 . d vi 1.5 . 1  0.797 . v 

d vi 






(1-13)

dùng cho dòng chảy ra, và:

h 
 p  C 7  C 8 . Tu  C 9 . Tu2 . Tu0.33 . m 0.68 . d vi 1.68 . 1  0.765 . v 
d vi 

cho dòng chảy vào.
Trong đó:





(1-14)

p – hệ số trao đổi nhiệt tại cửa
Td – Nhiệt độ sau cửa
Tu – nhiệt độ trước cửa
===================================================
=================

Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
Tw – nhiệt độ thành cửa
Aw – diện tích bề mặt cửa
m - lưu lượng khối lượng
cp – nhiệt dung riêng đẳng áp
hv - độ nâng xupáp
dvi - đường kính trong của đế xupáp.
Bảng 4 thể hiện các hệ số sử dụng trong các phương trình ở trên.
Bảng 4: Các hệ số của phương trình trao đổi nhiệt tại cửa nạp và thải
XUPÁP THẢI

XUPÁP NẠP

C4

1.2809

C7

1.5132

C5

7.0451.10-4

C8

7.1625.10-4

C6

4.8035.10-7

C9

5.3719.10-7

Quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất
Phương trình cơ bản
Q trình trao đổi chất được thể hiện thơng qua phương trình khai triển của phương
trình nhiệt động học thứ nhất đã được thể hiện ở (1-1):
d  mc .u 
dV
 p c .

d
d



dQw
dm
  i .hi 
d

d

dme

 d .h

e

(1-15)

Trong đó:
mc – lượng mơi chất bên trong xilanh
u – nội năng;
pc - áp suất bên trong xilanh;
V – thể tích xilanh;
Qw – nhiệt tổn thất qua thành;
dmi – khối lượng phân tử chất khí đi vào xilanh;
dme – khối lượng phân tử chất khí đi ra ngồi xilanh;
hi – enthalpy của chất khí bên trong;
he - enthalpy của chất khí bên ngồi.
Tương tự như đối với q trình cháy, phương trình nhiệt động học thứ nhất có thể khai
triển để xác định sự biến đổi của nhiệt độ trong xilanh theo biểu thức sau:
dTc

d


. 
 u u pc  
mc .

 . 
 T p Tc 
1

dQw

 d

 u m  dV
 pc .1 
. .

 p V  d

===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============

 dm 
 dm
u
u
u d 

  u c  . p  he .
  u c  . p  he .
 mc . . 
(1-16)
p
p
 d 

 d 
 d
e

a

Phương trình 1-16 sử dụng cho động cơ diesel.
Sự thay đổi lượng mơi chất nạp vào xilanh có thể được xác định thơng qua lượng khí
ra và vào xilanh, thể hiện qua biểu thức sau:
dmc
dm
 i 
d
d

dme

 d

(1-17)

Lưu lượng dịng khí nạp và thải

Tốc độ dịng khí tại cửa nạp và thải được tính theo cơng thức viết cho dịng chảy đẳng
entropy mà kể đến hệ số cản dòng được quyết định bởi kích thước đường kính họng.
Từ phương trình bảo tồn năng lượng viết cho dòng ổn định tại miệng hút ta có
phương trình xác định lưu lượng dịng khí nạp:
dm
2
 Aeff . p 01 .

dt
R0 .T01

(1-18)

Trong đó:
dm
- lưu lượng dịng khí;
dt

Aeff – diện tích tiết diện lưu thơng;
p01 - áp suất trước miệng hút;
T01 – nhiệt độ trước miệng hút;
R0 – hằng số chất khí;
Đối với dịng dưới âm.
2
k 1


k  p 2  k  p 2  k 
  



.
k  1  p 01 
 p 01  



(1-19)

p2 - áp suất tĩnh sau miệng hút;
k – hệ số tỷ nhiệt;
Đối với dòng đồng âm (sonic flow)
 2 

  max 
 k 1 

1
k1

.

k
k 1

(1-20)

Diện tích lưu thơng hiệu dụng có thể xác định thơng qua hệ số dòng chảy đo được :
d 2 .
Aeff  . vi

(1-21)
4

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
Trong đó:
 - hệ số dịng dịng chảy tại miệng cửa lưu thơng;
dvi - đường kính đế xupáp
Hệ số dịng chảy  thay đổi theo độ nâng xupáp được xác định thông qua thiết bí thử
nghiệm dịng chảy ổn định. Hệ số dịng chảy  thể hiện tỷ số giữa lưu lượng dòng chảy
thực tế ứng với một độ chênh áp nhất định và lưu lượng dòng chảy đẳng entropy lý thuyết
ở cùng điều kiện biên. Hệ số dòng chảy liên quan đến diện tích tiết diện ngang của ống
nối.
Đường kính bên trong của đế xupáp dùng cho việc xác định độ nâng van định mức
được thể hiện trên hình 5.

Hình 5: Đường kính đế xupáp
Q trình xả khí cháy khỏi xilanh qua cửa xả được trình bày trong mơ hình qt khí.

Q trình qt khí
Mơ hình hịa trộn hồn hảo thường được dùng cho việc tính tốn các động cơ 4 kỳ.
Điều này có nghĩa là hỗn hợp khí thải là hỗn hợp trung bình của các khí trong xilanh, và

năng lượng của khí thải cũng cân bằng với năng lượng trung bình của khí cháy trong
xilanh động cơ. Trong trường hợp này sự thay đổi của lượng khí mới theo góc quay trục
khuỷu được tính theo cơng thức sau:
dm
dR
1
 .1  R . i
d m c
d

(1-22)

R – khí nạp mới.

Truyền nhiệt trong quá trình trao đổi chất.
Truyền nhiệt trong quá trình trao đổi chất được tính tốn tương tự như ở chu trình
cháy. Đối với quá trình trao đổi chất cả hai mơ hình Woschni đều được sử dụng để tính hệ
số truyền nhiệt:
===================================================
=================


Bộ môn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
0 ,8
 w 130.  0, 2 .p 0c,8 .Tc 0,53 . C 3 .c m 

(1-23)
Trong đó:
C3 = 6,18 + 0,417 . cu/cm;
w – hệ số truyền nhiệt;
D - đường kính xilanh;
cm – tốc độ trung bình của pittơng;
cu – tốc độ quay.
Trong quá trình trao đổi chất chỉ cần quan tâm đến q trình truyền nhiệt của dịng khí
nạp và dịng khí xả. Như vậy nhiệt độ khí nạp được tính theo biểu thức sau:
Td Tu  Tw .e



 A . p
 w m .c p







 Tw

(1-24)

Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc trực tiếp vào dịng khí, biểu thức tính hệ số truyền nhiệt
được xác định như sau:

h 

 p  C 4  C5 .Tu  C6 .Tu2 .Tu0, 44 .m 0 , 5 .d vi 1, 5 .1  0,797. v 
d vi 


(1-25)

Cơng thức 1-25 sử dụng tính cho dòng ra.

h 
 p  C7  C8 .Tu  C9 .Tu2 .T 0, 33 .m 0, 68 .d vi 1, 68 .1  0,765. v 
d vi 

Công thức 1-26 sử dụng cho dịng khí chảy vào.

(1-26)

p – hệ số truyền nhiệt tại của nạp và xả;
Td – nhiệt độ dịng chảy xi;
Tu – nhiệt độ dịng chảy ngược;
Tw – nhiệt độ thành tại cửa nạp và xả;
Aw – diện tích cửa nạp và xả;
m - tốc độ dịng chảy;
cp – nhiệt dung riêng đẳng áp;
hv – độ nâng của xupáp;
dvi - đường kính đế xupáp.
Dịng chảy trong đường ống
Động lực học dịng chảy khơng khí một chiều trong đường ống được thể hiện thơng
qua phương trình liên tục,

  .u 

1 dA

  .u. .
(1-27)
t

x

A dx

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
phương trình bảo tồn động lượng
  .u 2  p 
  .u 
1 A F

  .u 2 . .  R
(1-28)
t

x

A x

V

và phương trình năng lượng
 u. E  p  
E
1 dA q w

 u.  E  p  .

t
x
A dx V

(1-29)

ở đây:
 – mật độ
u – tốc độ dịng khí
x – tọa độ dọc trục đường ống
A – diện tích mặt cắt ngang đường ống
t – thời gian
p - áp suất tĩnh
FR – lực ma sat với thành



1

2




2
E – thành phần năng lượng của khí   . c v .T  F . .u 

cv – nhiệt dung riêng đẳng tích
T – nhiệt độ
qw – nhiệt lượng truyền cho thành
Lực ma sát với thành có thể xác địng từ hệ số ma sát với thành f:
FR  f

. . u. u
V

2.D

(1-30)

f – hệ số ma sát với thành
D - đường kính ống
Sử dụng phương trình Reynold, dịng nhiệt truyền cho thành ống có thê tính từ lực ma
sát và chênh lệch nhiệt độ giữa thành và khí:
qw  f

. . u .c p . Tw  T 
(1-31)
V

2 .D

với cP – nhiệt dung riêng đẳng áp
Tw – nhiệt độ thành ống
Trong q trình tích phân số hóa các phương trình bảo tồn (1-27) và (1-29), việc điều
khiển bước thời gian cần phải được quan tâm. Để có được một giải pháp ổn định, tiêu
chuẩn CFL (tiêu chuẩn ổn định được định nghĩa bởi Courant, Friedrichs và Lewy) phải
đáp ứng được:
===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
x
t 
u a

(1-32)

Trong đó:
t – bước thời gian tính
x – chiều dài phần tử tính tốn
u – tốc độ dịng chảy
a – tốc độ âm thanh

Điều này có nghĩa là giữa bước thời gian tính và chiểu dài phần tử tính tốn phải có
một quan hệ nhất định. BOOST thể hiện quan hệ bước thời gian tính và chiều dài phần tử
tính tốn ngay tại lúc bắt đầu q trình tính dựa trên điều kiện ban đầu nhất định trong
đường ống đó. Nếu tiêu chuẩn ở trên không được đáp ứng do các thông số của dịng chảy
thay đổi q lớn thì bước thời gian tính sẽ được tự động hạ xuống.
Đối với đường ống cong:
Boost thể hiện mơ hình đơn giản trong đó có tính đến ảnh hưởng của độ cong của ống
tới tổn thất dịng chảy. Mơ hình đường ống cong trong BOOST làm tăng tổn hao ma sát
với thành ống theo hệ số tổn hao .
 2
(1-33)
2
Hệ số tổn hao này là hàm của độ cong đường ống và tỷ lệ giữa bán kính cong và
đường kính ống. Như vậy bán kính cong dọc theo đương ống cần phải được định nghĩa.
Nó chính là bán kính cong của đường tâm ống.
2.1.3. Các phần tử của phần mềm BOOST
Để có các kết quả với độ chính xác và độ tin cậy cao thì địi hỏi mơ hình mơ phỏng
phải sát với mơ hình thực. Điều này được thể hiện rõ trong phần mềm Boost bằng việc
định nghĩa rất nhiều các phần tử thay thế để sử dụng trong việc xây dựng các mơ hình.
Đồng thời chương trình chính được thực hiện bằng các thuật toán tối ưu với tất cả các
phần tử trong mơ hình. Một số phần tử và tính năng cơ bản được thể hiện trên bảng 4.
p 

STT Phần tử

Kí hiệu

Tính năng và tác dụng

1

Điều kiện biên

Nhiệm vụ: Kết nối mơ hình với điều
kiện bên ngồi như nhiệt độ, áp suất…

2

Điều kiện bên
trong

Quy định điều kiện bên trong ống tại
một vị trí giới hạn của mơ hình. Phần tử
được sử dụng để nghiên cứu, đo đạc và
xác định các điều kiện bên trong ống tại
mọi vị trí. Kết quả đầu ra của phần tử này
cho phép xác định các điều kiện biên của

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
STT Phần tử
Kí hiệu

Tính năng và tác dụng
đường nạp và đường xả. Tại các vị trí đặt
điểm đo sẽ xác định được nhiệt độ và áp
suất theo góc quay trục khuỷu.
3

Điểm đo

Bằng phần tử đo có thể xác định được
các thơng số đặc trưng và trạng thái q
trình lưu động của mơi chất trong ống
theo góc quay trục khuỷu ở bất kì vị trí
nào trên ống thuộc mơ hình. Các vị trí đặt
phần tử đo được xác định trong phạm vi
kích thước cho phép của ống. Thông số
lấy được từ các phần tử đo bao gồm nhiệt
độ, áp suất, tốc độ và lưu lượng dịng mơi
chất, v v... Ngồi ra cịn có khả năng đưa
ra được đặc tính sóng áp suất, tốc độ phía
trước và phía sau vị trí đặt phần tử đo.

4

Ống đục lỗ

Là phần tử thay thế cho bình tiêu âm
trong thực tế của động cơ.

5

Lọc muội than
của động cơ
Diesel

Là phần tử bộ lọc muội than của khí
thải động cơ diesel, được sử dụng trong
trường hợp động cơ có lắp lọc muội than.

6

Đường ống

Phần tử Pipe có nhiệm vụ kết nối các
phần tử thay thế cho các ống nạp, thải
trong thực tế.

7

Xylanh

Phần tử Xilanh trong mơ hình thể hiện
thể tích cơng tác bên trong buồng cháy
của động cơ, cũng có thể được định nghĩa
bằng hành trình dịch chuyển của piston.

8

Bình ổn áp

Phần tử Plenum là phần tử trong mơ

hình thay thế cho các đoạn ống có trạng
thái ổn định về nhiệt độ, áp suất, thành
phần hỗn hợp.

9

Bình ổn áp có
thể tích thay
đổi

Phần tử này bổ sung cho phần tử bình
ổn áp chuẩn trong trường hợp thể tích của
bình ổn áp thay đổi thay đổi theo thời gian
có thể xác định được. Ví dụ hộp cácte và
bơm qt khí có ảnh hưởng nhiều tới sự

===================================================
=================


Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
STT Phần tử
Kí hiệu
Tính năng và tác dụng
thay đổi thể tích. Phần tử này được sử

dụng trong mơ hình để thay thế cho hộp
các te và bơm quét khí của động cơ thực.
10

Tiết lưu

Phần tử tiết lưu được sử dụng để đánh
giá nhân tố cản dịng trong hệ thống. Nó
có thể được sử dụng để nối kết các ống có
kích thước khác nhau hoặc các mơ hình có
tiết diện thay đổi đột ngột, ví dụ như
bướm ga, vòi phun... Phần tử tiết lưu đưa
vào mơ hình để đánh giá tổn thất áp suất
trên hệ thống ống dẫn. Các nguyên nhân
như kích thước tiết diện mặt cắt ngang
ống thay đổi (như bướm tiết lưu, vòi phun,
vv..) hoặc hiện tượng phân dòng trong hệ
thống, cũng như các thay đổi kích thước
ống và những vị trí góc hẹp ống đều gây
ra hiện tượng cản dòng.

11

Van quay

Van quay cũng là một loại van cản
dòng đặc biệt, hệ số cản dịng phụ thuộc
vào thời gian hoặc góc quay của trục
khuỷu. Tốc độ của van quay có thể khác
so với tốc độ động cơ. Phần tử van có

nhiệm vụ thay thế cho thiết bị điều khiển
q trình nạp trên mơ hình thực của động
cơ hai kỳ. Phần tử van quay được sử dụng
để điều khiển lưu lượng dịng mơi chất
theo góc quay trục khuỷu hoặc theo thời
gian. Trong mơ hình của động cơ 2 kỳ có
điều khiển q trình nạp thì phần tử van
quay thường được đưa vào.

12

Phân dịng

Phần tử phân dòng thể hiện sự phân
dòng trên hệ thống ống dẫn. Trong mơ
hình phần tử Junction đóng vai là phần tử
trung gian để kết nối các phần tử ống khi
có hiện tượng phân dịng.

13

Lọc khí

Phần tử có nhiệm vụ thay thế cho bình
lọc khí nạp của mơ hình thực, bằng phần
tử lọc khí trên mơ hình xây dựng sẽ đánh

===================================================
=================

Bộ mơn: Động Lực

Đồ án tốt nghiệp

===========================================
===============
STT Phần tử
Kí hiệu
Tính năng và tác dụng
giá được ảnh hưởng do tổn thất áp suất
gây ra đối với q trình nạp.
14

Vịi phun

Phần tử này thay thế cho vịi phun
trong hoặc chế hồ khí của động cơ xăng.
Đối với động cơ xăng hỗn hợp cháy được
mặc định hình thành bên ngồi buồng
cháy kể cả trường hợp phun xăng.

15

Bộ xúc tác khí
xả

Phần tử này có nhiệm vụ thay thế cho
bộ xúc tác khí xả trên mơ hình thực để
đánh giá ảnh hưởng trên đường xả.

16

Turbo tăng áp

Thay thế cho mơ hình động cơ có sử dụng
Turbo tăng áp.

17

Máy nén khí

Phần tử này sử dụng cho mơ hình động
cơ tăng áp cơ khí. Trong trường hợp tỷ số
tăng áp không đổi và hiệu suất máy nén
không đổi, theo lý thuyết có thể xác định
được đường tốc độ chuẩn hoặc một map.
Nếu một đường tốc độ chuẩn hoặc một
map của máy nén được xác định, thì tỉ số
tăng áp và hiệu suất được xác định theo tỷ
lệ khối lượng tức thời của dòng chảy và
tốc độ của máy nén thực tế.

18

Két làm mát

Phần tử làm mát khí tăng áp chỉ sử
dụng cho mơ hình có làm mát khí tăng áp.
Các dữ liệu đối với phần tử làm mát khí

tăng áp về cơ bản là giống phần tử lọc khí.
Các giá trị về tổn thất áp suất, hiệu suất
làm mát và khối lượng dịng khí ổn định
tương đối được xác định từ bên ngoài.

19

Van xả

Phần tử thay thế cho van xả của tuabin
tăng áp biến áp trong thực tế

20

Kết nối các hệ
thống điện tử

Được sử dụng để kết nối các hệ thống
điện tử, sử dụng cho các mạch điều khiển
trên động cơ.

21

Điều
khiển
động cơ ECU

Sử dụng để thay thế cho hệ thống điều
khiển ECU trên thực tế.

===================================================
=================