Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 183 trang nguyenduy 10/04/2024 220
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel

Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiên liệu diesel sinh học b10, b20 đến các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng và môi trường của động cơ diesel
ưu hóa 
toàn bộ CTCT của động cơ diesel có thể kể đến như sau: 
 - Cho phép đánh giá chi tiết tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình 
phun nhiên liệu, quá trình hình thành hỗn hợp; động học quá trình cháy và sự hình 
thành các chất ô nhiễm. 
 - Cho phép tính toán ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu, các thuộc tính của 
nhiên liệu đến quá trình hình thành hỗn hợp, động học quá trình cháy và sự hình 
thành các chất ô nhiễm. Có thư viện dữ liệu về các loại nhiên liệu sinh học (trong đó 
có biodiesel) khá phong phú, cho phép cập nhật trực tiếp về thuộc tính của các loại 
nhiên liệu mới. 
 - Chức năng tối ưu hóa đa tham số cho phép tối ưu hóa về thiết kế, quá trình 
cung cấp nhiên liệu, cơ cấu phối khí nhằm đạt được sự thỏa hiệp của 2 mục tiêu 
lớn nhất là giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ ô nhiễm (NOx, PM). 
 - Kết hợp mô phỏng nhiệt động với việc dự báo trường nhiệt độ các chi tiết 
(pít tông, xi lanh, nắp máy). 
 - Cho phép liên kết với các phần mềm mô phỏng khác phục vụ mục đích 
thiết kế tổng thể phương tiện (kiểm tra sự tương thích của động cơ diesel với 
phương tiện sử dụng chúng về mức tiêu thụ nhiên liệu, mức phát thải ô nhiễm ). 
 Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của phần mềm, cũng như mục đích 
nghiên cứu của Luận án, NCS lựa chọn phần mềm Diesel-RK làm công cụ tính toán 
CTCT, các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ B2 khi sử dụng B0 
và biodiesel B10, B20. 
2.5. Kết luận Chƣơng 2 
 - Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết tính toán HTPNL của động cơ diesel, đã phân 
tích, lựa chọn được công cụ tính toán phù hợp là phần mềm mô phỏng chuyên dụng 
Inject32 nhằm mục đích đánh giá ảnh hưởng của B10, B20 đến QLCCNL; xác định 
QLCCNL làm dữ liệu đầu vào cho quá trình tính toán CTCT của động cơ B2. 
 - Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết tính toán CTCT và các thông số công tác 
của động cơ; mô hình tính toán hàm lượng NOx và độ khói khí thải diesel, đã phân 
tích lựa chọn được công cụ nghiên cứu phù hợp là phần mềm mô phỏng chuyên 
dụng Diesel-RK phục vụ mục đích đánh giá ảnh hưởng của B10, B20 đến các chỉ 
tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ B2. 
 57 
 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG XÁC ĐỊNH ẢNH HƢỞNG 
 CỦA B10, B20 ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, NĂNG LƢỢNG, 
 MÔI TRƢỜNG CỦA ĐỘNG CƠ B2 
3.1. Lựa chọn đối tƣợng nghiên cứu 
 Đối tượng nghiên cứu của luận án là động cơ diesel B2, đây là động cơ 4 kỳ, 
buồng cháy thống nhất, 12 xi lanh, bố trí hình chữ V, phun nhiên liệu trực tiếp, 
dùng bơm cao áp kiểu dãy và vòi phun kín, làm mát bằng nước; Góc phun sớm 320 
trước ĐCT; áp suất bắt đầu nâng kim phun 20 [MPa]. Động cơ diesel B2 có công 
suất định mức theo thiết kế là 382 [kW] tại n=2000 [vg/ph]; mô men xoắn lớn nhất 
theo thiết kế là 2158 [N.m] tại số vòng quay trục khuỷu n=1200 [vg/ph]. Mặt cắt 
ngang của động cơ B2 được giới thiệu trên Hình 3.1. 
 8 9 12 
 10 11 13 
 14 
 7 
 15 
 6 
 5 16 
 4 
 17 
 3 
 18 
 2 1 
 19 
 20 
 21 
 Hình 3.1. Mặt cắt ngang của động cơ B2, [114] 
1- hộp trục khuỷu; 2- thanh truyền chính; 3- ống lót xi lanh; 4- khối thân máy; 5- 
pít tông; 6- nắp máy; 7- vòi phun; 8- ống dẫn khí; 9- van khởi động khí nén; 10- 
đường ống cao áp; 11- bơm cao áp; 12- xu páp nạp; 13- trục cam nạp; 14- trục 
cam thải; 15- nắp máy; 16- xu páp thải; 17- thanh truyền phụ; 18- bầu lọc dầu bôi 
trơn; 19- chốt đầu to thanh truyền phụ; 20- nắp ổ trục khuỷu; 21- đáy các te. 
 58 
 Tại Việt Nam, do họ động cơ B2 có công suất lớn, độ bền cao, kết cấu khá 
gọn nhẹ nên được sử dụng nhiều trên các phương tiện chuyên chở tại các mỏ khai 
thác khoáng sản (xe tải, đầu kéo xe lửa...), trên phương tiện vận tải thủy, các trên 
dàn khoan dầu khí và một số phương tiện cơ giới quân sự (PTCGQS). 
 Hàng năm, các PTCGQS trong Quân đội đang tiêu thụ một lượng lớn nhiên 
liệu diesel phục vụ công tác huấn luyện, chuyên chở Việc nghiên cứu sử dụng 
biodiesel B10, B20 cho động cơ diesel B2 lắp trên nhóm phương tiện này sẽ góp 
phần sử dụng hiệu quả hơn các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất công nghiệp, 
nông nghiệp; góp phần chủ động về nguồn cung nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm 
môi trường. 
 Động cơ B2 có nhiều đặc điểm kỹ thuật, công nghệ tương đồng với các động 
cơ diesel dùng hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) kiểu cơ khí truyền thống có 
nguồn gốc từ Liên xô đang được sử dụng khá nhiều tại Việt Nam. Do vậy, những 
kết quả nghiên cứu sử dụng B10, B20 cho động cơ B2 có khả năng mở rộng áp 
dụng cho các động cơ khác có cùng đặc điểm công nghệ và xuất xứ. 
 Chính vì vậy, động cơ B2 đã được lựa chọn là đối tượng nghiên cứu của Đề 
tài NCKH & PTCN cấp Nhà nước “Nghiên cứu sử dụng nhiên liệu diesel sinh học 
(B10 và B20) cho phương tiện cơ giới quân sự”, mã số ĐT.06.12/NLSH, [23]. 
Trong đó, luận án của NCS là một sản phẩm đào tạo Sau đại học của Đề tài trên. 
3.2. Tính toán quy luật cung cấp nhiên liệu của động cơ B2 bằng phần mềm mô 
phỏng Inject32 
 Để tính toán các chỉ tiêu kinh tế, năng lượng, môi trường của động cơ B2 
bằng phần mềm mô phỏng Diesel-RK cần có một loạt các dữ liệu đầu vào, trong đó 
cần có các dữ liệu quan trọng về QLCCNL. Do vậy, trước hết cần tính toán 
QLCCNL của động cơ B2 khi sử dụng các loại nhiên liệu (B0, B10, B20) bằng 
phần mềm Inject32. 
3.2.1. Hệ thống phun nhiên liệu của động cơ B2 
 Động cơ B2 dùng HTPNL kiểu cơ khí truyền thống, bao gồm bơm thấp áp - 
bầu lọc tinh nhiên liệu - bơm cao áp (kiểu dãy BOSCH) - đường ống cao áp - vòi 
phun (Hình 3.2). Đối với HTPNL kiểu cơ khí truyền thống của động cơ B2, khi tính 
toán QLCCNL, người ta chỉ quan tâm đến 3 bộ phận chính, đó là bơm cao áp 
(BCA), đường ống cao áp, vòi phun (VP), [103, 119]. 
 59 
 6 
 7 
 5 3 
 4 
 8 
 2 
 1 
 Hình 3.2. Kết cấu HTPNL của động cơ B2, [114] 
 1- bơm thấp áp; 2,4- đường ống dẫn thấp áp; 3- bầu lọc tinh nhiên liệu; 
 5- bơm cao áp; 6- đường ống cao áp; 7- vòi phun; 8- buồng cháy. 
3.2.2. Xây dựng mô hình và xác định các thông số đầu vào 
 Căn cứ theo đặc điểm kết cấu của HTPNL, mô hình tính QLCCNL của động 
cơ diesel B2 trong phần mềm Inject32 được lựa chọn như trên Hình 3.3. 
 Hình 3.3. Mô hình tính QLCCNL của động cơ diesel B2 trong Inject32, [129] 
 Khi đã xác lập các chế độ tính toán và khai báo các thông số cầ n thi ết của 
các bộ phận vào các khối tương ứng trong mô hình tính toán (Hình 3.3), chạy phần 
mềm Inject32, gói dữ liệu đầu vào và chế độ tính đã lựa chọn sẽ được gửi về máy 
 60 
chủ (đặt tại Đại học Kỹ thuật Quốc gia Bauman). Sau đó, kết quả tính sẽ được máy 
chủ gửi lại cho người sử dụng để xử lý. 
 Để tính toán xác định QLCCNL của động cơ B2, cần xác định được các nhóm 
thông số đầu vào và khai báo các thông số này trong Inject32, bao gồm: Hệ thống dẫn 
động bơm cao áp (20 thông số), Bộ đôi pít tông –xi lanh BCA (25 thông số), Van cao 
áp (21 thông số), Đường ống cao áp (8 thông số), Vòi phun (10 thông số). 
 Các thông số đầu vào được xác định trên cơ sở bộ bản vẽ chế tạo các chi tiết 
của HTPNL (Nhà máy Z153/TCKT), theo tài liệu kỹ thuật của động cơ B2, [114] và 
theo khuyến nghị của phần mềm Inject32, [129]. Các thông số đầu vào phục vụ việc 
tính toán QLCCNL trong Inject32 được NCS trình bày chi tiết trong Phụ lục 1. 
3.2.3. Thuộc tính của nhiên liệu dùng cho phần mềm Inject32 
 Nhiên liệu dùng cho nghiên cứu của luận án gồm 3 loại B0, B10 và B20. 
Trong đó: Nhiên liệu diesel dầu mỏ (B0) được bán trên thị trường (mua trực tiếp từ 
Trạm cung cấp xăng dầu của Petrolimex); Nhiên liệu diesel sinh học gốc B100 là 
sản phẩm của đề tài mã số ĐT.06.12/NLSH, được điều chế từ bã thải của quá trình 
tinh lọc dầu cọ thô thành dầu ăn, [23]; Biodiesel B10 và B20 được phối trộn (theo tỷ 
lệ thể tích của B100 với B0) theo QTCN của đề tài mã số ĐT.06.12/NLSH, [23]. 
 Bảng 3.1. Các thông số về nhiên liệu cần cho Inject32, [129]. 
 Loại nhiên liệu 
TT Tên thông số Đơn vị 
 B0 B10 B20 
 1 Nhiệt độ nhiên liệu trong khoang BCA oC 35 35 35 
 2 Nhiệt độ nhiên liệu trong khoang VP oC 45 45 45 
 3 Khối lƣợng riêng của nhiên liệu kg/m3 835,6 839,1 842,1 
 (tại 20oC và 0,1MPa) 
 4 Độ nhớt động học (tại 20oC và cSt 4,66 4,76 5,0 
 0,1MPa), cSt 
 5 Sức căng bề mặt (tại 20 oC) N/m 0,028 0,0296 0,0312 
 6 Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ làm việc MPa 0,0477 0,0456 0,0432 
 trung bình 
 Để tính toán QLCCNL của động cơ B2 khi sử dụng B0, B10, B20 bằng phần 
mềm Inject32 cần phải xác định một số thuộc tính của nhiên liệu làm thông số đầu vào 
(Bảng 3.1). Trong đó, khối lượng riêng và độ nhớt động học của các mẫu nhiên liệu 
B0, B10, B20 ở nhiệt độ 200C được NCS phân tích bằng thực nghiệm tại PTN 
Trọng điểm Quốc gia về Công nghệ lọc & hóa dầu (thuộc Viện Hóa học Công 
nghiệp Việt Nam) và Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng 1 
(Quatest 1) với phương pháp và quy trình phân tích tuân thủ theo các TCVN và 
 61 
ASTM tương ứng (được NCS trình bày chi tiết trong Chương 4). Các thông số còn 
lại cần cho quá trình tính toán được NCS chọn theo khuyến nghị của Inject32 [129]. 
3.2.4. Chế độ, trình tự tính toán và phương pháp đánh giá tác động của B10, B20 
đến quy luật cung cấp nhiên liệu 
 - Chế độ tính toán, khảo sát: QLCCNL được tính toán theo đặc tính ngoài 
(ứng với 100% hành trình của thanh răng BCA) trong toàn dải tốc độ vận hành của 
động cơ, n=12002000 vg/ph; khi so sánh ở cùng chế độ tốc độ sẽ chọn tốc độ định 
mức, n=2000 vg/ph. 
 - Trình tự tính toán: việc tính toán QLCCNL của động cơ B2 khi sử dụng B0, 
B10, B20 được thực hiện theo các bước sau: 
 + Bước 1: Xây dựng mô hình và tính toán xác định QLCCNL khi sử dụng 
B0, đánh giá sơ bộ về mức độ phù hợp của kết quả thu được so với thông số kỹ 
thuật theo thiết kế. 
 + Bước 2: Sử dụng giá trị lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình đo thực 
nghiệm, khi động cơ sử dụng B0 để hiệu chỉnh mô hình đã xây dựng sơ bộ trên cơ 
sở các tham số hiệu chỉnh cho phép của Inject32. 
 + Bước 3: Sử dụng mô hình đã hiệu chỉnh để tính toán xác định QLCCNL 
động cơ B2 khi sử dụng nhiên liệu B10, B20. 
 - Phương pháp đánh giá tác động của B10, B20: tác động của B10, B20 đến 
các thông số của QLCCNL được so sánh đối chứng với các thông số tương ứng của 
cùng đối tượng nghiên cứu, cùng chế độ và điều kiện vận hành, khi sử dụng B0. 
 Trong quá trình tính toán QLCCNL của động cơ B2, NCS sử dụng một số 
giả thiết sau: 
 + Bỏ qua độ rơ của cơ cấu dẫn động pít tông BCA; 
 + Chưa xét đến sự biến dạng của các chi tiết, các khoang trên đường truyền 
nhiên liệu cao áp; 
 + Chưa xét đến sự thay đổi áp suất môi chất công tác trong xi lanh động cơ 
trong suốt quá trình phun nhiên liệu (pxl = hằng số). 
3.2.5. Đánh giá, hiệu chỉnh mô hình tính quy luật cung cấp nhiên liệu 
 Về nguyên tắc, việc đánh giá, hiệu chỉnh mô hình tính QLCCNL sẽ đạt kết 
quả tốt nhất nếu có được một số thông số đo thực nghiệm như [15], [24], [129]: diễn 
biến áp suất cuối đường ống cao áp; diễn biến độ nâng kim phun; diễn biến lượng 
nhiên liệu cung cấp cho một chu trình 
 62 
 Tuy nhiên, đây là những thông số có sự thay đổi lớn về giá trị trong một 
khoảng gian rất ngắn và bị tác động mạnh bởi các hiện tượng thủy động xuất hiện 
trong HTPNL. Ngoài ra, tất cả các thông số đo này đều cần được biểu diễn theo góc 
quay của trục cam (hoặc trục khuỷu). Chính vì vậy, việc xác định các thông số này 
cần có các cảm biến, hệ thống thu thập dữ liệu có độ chính xác và tốc độ lấy mẫu 
cao. Do khó khăn về điều kiện thực nghiệm, NCS chỉ sử dụng một thông số đo thực 
nghiệm (được NCS trình bày trong Chương 4) là lượng nhiên liệu cấp cho một chu 
trình (gct) để hiệu chỉnh mô hình tính QLCCNL. 
 170
 gct - B0 - LT
 160
 gct - B0 - TN
 gct [mg/ct]
 150
 140
 130
 120
 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000
 n [vg/ph]
Hình 3.4. Kết quả tính toán và thực nghiệm xác định lượng nhiên liệu cung cấp 
 cho 1 chu trình của phân bơm cao áp, ở chế độ 100% tải 
 Sau khi hiệu chỉnh mô hình, NCS tiến hành tính toán QLCCNL. Kết quả tính 
toán được so sánh với thực nghiệm lượng nhiên liệu cấp cho một chu trình gct khi sử 
dụng nhiên liệu B0 được trình bày trong Bảng 3.2 và trên Hình 3.4. 
 Bảng 3.2. So sánh lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình 
 ở chế độ 100% tải giữa tính toán và thực nghiệm 
 Tốc độ động cơ Lƣợng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình gct, (mg/ct) 
 (vg/ph) 
 Lý thuyết Thực nghiệm Sai số (%) 
 1200 156,78 155,02 1,14 
 1300 150,67 150,01 0,44 
 1400 144,76 146,01 -0,86 
 1500 139,02 140,01 -0,71 
 1600 135,07 136,01 -0,69 
 1700 131,45 133,01 -1,17 
 63 
 1800 128,17 130,01 -1,42 
 1900 125,28 127,01 -1,36 
 2000 122,53 123,51 -0,79 
 Dữ liệu trong Bảng 3.2 và diễn biến sự thay đổi gct theo đặc tính ngoài trên 
Hình 3.4 cho thấy: kết quả tính toán lý thuyết về gct là phù hợp với kết quả đo thực 
nghiệm trên toàn dải tốc độ 1200 vg/ph đến 2000 vg/ph và phù hợp với đặc tính 
cung cấp của BCA (ký hiệu HK-10) lắp trên động cơ B2, [114]. Sai số lớn nhất về 
gct giữa tính toán và thực nghiệm là 1,17 %. Do vậy, mô hình tính QLCCNL được 
xây dựng, hiệu chỉnh trong phần mềm Inject32 có đủ độ tin cậy cần thiết và có thể 
sử dụng để tính toán QLCCNL của động cơ B2 khi sử dụng B10, B20. 
3.2.6. Kết quả tính toán quy luật cung cấp nhiên liệu 
 Kết quả tính toán về diễn biến áp suất trong khoang xi lanh BCA, pH [MPa]; 
trong khoang đầu nối (khoang van cao áp), p’H [MPa]; trong khoang vòi phun, p 
[MPa] được trình bày tương ứng trên Hình 3.5, 3.6 và 3.7 và trong Bảng 3.3. 
 60
 p H - B0 p H - B10 p H - B20 
 50
 [MPa]
 H
 p
 40
 30
 20
 10
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 Hình 3.5. Diễn biến áp suất khoang xi lanh BCA (pH) tại n = 2000 vg/ph 
 Ta thấy, diễn biến áp suất trong khoang xi lanh BCA và khoang đầu nối là 
phù hợp với biên dạng cam của BCA, [114] và một số kết quả nghiên cứu đã công 
bố về họ BCA HK-10, [129]. Về cơ bản diễn biến áp suất trong khoang xi lanh 
BCA và khoang đầu nối có hình dạng giống nhau khi sử dụng 3 loại nhiên liệu B0, 
B10 và B20. Tuy nhiên, có sự gia tăng nhẹ về áp suất lớn nhất pH max và p’H max 
 64 
khi sử dụng biodiesel. Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do B10 và B20 có 
độ nhớt lớn hơn so với B0 (Bảng 3.1). 
 60 p' - B0 p' - B10 p' - B20 
 H H H 
 [MPa]
 H 50
 p'
 40
 30
 20
 10
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 Hình 3.6. Diễn biến áp suất khoang đầu nối (p’H) tại n=2000 vg/ph 
 Tương tự như vậy, diễn biến áp suất trong khoang vòi phun có hình dạng 
giống nhau khi sử dụng B0, B10 và B20; và cũng xuất hiện sự gia tăng nhẹ về p 
max khi sử dụng biodiesel. Tổng hợp kết quả tính toán sự thay đổi về áp suất lớn 
nhất trong các khoang pH max, p’H max và p max khi sử dụng B0, B10 và B20 được 
trình bày trong Bảng 3.3. 
 60
 p - B0 p  - B10 p  - B20
  
 50
 [MPa]
 
 P 40
 30
 20
 10
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 Hình 3.7. Diễn biến áp suất khoang vòi phun p tại n=2000 vg/ph 
 65 
 Bảng 3.3. Kết quả tính toán áp suất lớn nhất trong các khoang xi lanh BCA 
 (pH max ), khoang đầu nối (p’H max), khoang vòi phun ( p max), 
 tại n = 2000 vg/ph, khi sử dụng B0, B10 và B20 
 Loại nhiên liệu 
 B10 B20 
TT Thông số Thay đổi Thay đổi 
 B0 Giá 
 Giá trị so với so với 
 trị 
 B0, (%) B0, (%) 
 1 pH max, [MPa] 52,49 53,53 +1,98 54,04 +2,95 
 ’
 2 p H max [MPa] 51,64 52,85 +2,36 53,34 +3,31 
 3 p max, [MPa] 52,87 53,78 +1,72 54,19 +2,50 
 4 Thời điểm đạt pH max, [độ GQTC] 41,08 41,08 - 41,08 - 
 ’
 5 Thời điểm đạt p Hmax, [độ GQTC] 41,60 41,60 - 41,60 - 
 6 Thời điểm đạt p max, [độ GQTC] 41,60 41,60 - 41,60 - 
 Dữ liệu trong Bảng 3.3 cho thấy: áp suất lớn nhất trong khoang xi lanh BCA 
 khi sử dụng biodiesel có sự gia tăng nhẹ (khi sử dụng B10 pH max tăng 1,98 % và 
 khi sử dụng B20 pH max tăng 2,95 %) so với khi sử dụng B0. Áp suất lớn nhất trong 
 ’
 khoang đầu nối p H khi sử dụng B10 tăng 2,36%, khi sử dụng B20 tăng 3,31% so với 
 B0. Khi sử dụng B10 và B20, p max tăng nhẹ so với khi dùng B0 (p max tăng lớn 
 nhất là 1,72 % khi sử dụng B10 và tăng 2,5 % khi sử dụng B20). Nguyên nhân là do 
 sự gia tăng về khối lượng riêng, độ nhớt động học của biodiesel (B10, B20) so với 
 ’
 diesel (B0). Thời điểm đạt max của pH, p H, p không thay đổi khi sử dụng 3 loại 
 nhiên liệu B0, B10 và B20. 
 Kết quả tính toán các thông số chính của QLCCNL, bao gồm: diễn biến áp 
 ’
 suất phun, p  [MPa]; diễn biến tốc độ phun, q [ml/s]; diễn biến lượng nhiên liệu 
 phun theo góc quay trục cam g [mg] tại n=2000 vg/ph; mức độ phun tơi, d32 [μm] 
 khi sử dụng B0, B10, B20 được trình bày tương ứng trên các Hình 3.8, 3.9, 3.10, 
 3.11 và Bảng 3.4. Ta thấy: 
 - Quy luật thay đổi các thông số chính của QLCCNL (diễn biến áp suất phun, 
 diễn biến tốc độ phun, diễn biến lượng nhiên liệu cung cấp cho 1 chu trình) khi sử 
 dụng B0, B10, B20 là tương tự nhau. Không có sự khác biệt về thời điểm đạt tốc độ 
 phun cực đại q max, thời điểm bắt đầu phun và khoảng thời gian phun khi sử dụng 
 B0, B10, B20. 
 ’
 - Tại n=2000 vg/ph, áp suất phun lớn nhất p  max tăng 3,07% khi sử dụng 
 B10 và tăng 4,11% khi dùng B20 so với khi sử dụng B0. 
 66 
 - Tốc độ phun lớn nhất q max có sự gia tăng nhẹ, khi dùng B10 q max tăng 
0,12% và khi dùng B20 q max tăng 0,99% so với khi sử dụng B0. 
 - Tại n=2000 vg/ph, khi dùng biodiesel gct có sự gia tăng nhẹ so với khi sử 
dụng B0 (mức tăng lớn nhất về gct là 0,64% khi dùng B10 và 1,37% khi dùng B20). 
Nguyên nhân là do sự gia tăng về khối lượng riêng của biodiesel so với B0 (Bảng 
3.1) ứng với cùng một thể tích nhiên liệu cung cấp của phân bơm. 
 60
 p' - B0 p' - B10 p' - B20
 [MPa] 50
 
 ’
 P
 40
 30
 20
 10
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 ‘
Hình 3.8. Diễn biến áp suất phun (p  ) khi sử dụng B0, B10, B20 tại n = 2000 vg/ph 
 90 q - B0 q - B10 q - B20
 80
 q [ml/s] 70
 60
 50
 40
 30
 20
 10
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 Hình 3.9. Diễn biến tốc độ phun (q) tại n = 2000 vg/ph 
 67 
 140
 g - B0 g - B10 g - B20
 120
 g [mg]
 100
 80
 60
 40
 20
 0
 25 30 35 40 45 50 55
 GQTC [độ]
 Hình 3.10. Diễn biến lưu lượng phun 
 theo góc quay trục cam khi sử dụng B0, B10, B20 tại n=2000 vg/ph 
 - Khi sử dụng B10 và B20, mức độ phun tơi (đánh giá thông qua đường kính 
trung bình của hạt nhiên liệu-d32) là kém hơn so với khi sử dụng B0 (tại n=2000 
vg/ph, d32 tăng 1,65% khi dùng B10 và tăng 4,16% khi dùng B20). Sự gia tăng của 
d32 nêu trên có thể giải thích là do sự gia tăng về tỷ trọng, độ nhớt và sức căng mặt 
ngoài của biodiesel (Bảng 3.1) khi tăng tỷ lệ pha trộn của biodiesel cũng như khi so 
sánh các thuộc tính của chúng với B0. 
 32,0
 m] m]
 μ
 31,6
 d32[ 
 31,2
 30,8
 30,4
 30,0
 29,6
 B0 B10 B20 
 Hình 3.11. Sự thay đổi d32 khi sử dụng B0, B10, B20 tại n = 2000 vg/ph 
 68 
 Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả tính toán các thông số chính của QLCCNL 
 khi sử dụng B0, B10 và B20 tại n=2000 vg/ph 
 Loại nhiên liệu 
 B10 B20 
 TT Thông số Thay đổi Thay đổi 
 B0 Giá Giá 
 so với so với 
 trị trị 
 B0, (%) B0, (%) 
 Áp suất phun lớn nhất p’ max 
 1  53,07 54,70 +3,07 55,25 +4,11 
 [Mpa] 
 Tốc độ phun lớn nhất q max, 
 2 76,44 76,53 +0,12 77,2 +0,99 
 [ml/s] 
 3 Lượng nhiên liệu cấp cho một 
 122,53 123,31 +0,64 124,2 +1,37 
 chu trình gct, [mg/ct] 
 4 Đường kính trung bình của hạt 
 30,44 30,94 +1,65 31,71 +4,16 
 nhiên liệu d32, [μm] 
 5 Thời điểm đạt qmax; p’ max
  , 40,04 40,04 - 40,04 - 
 [độ GQTC] 
 6 Thời gian phun, [độ GQTC] 17,68 17,68 - 17,68 - 
 Tổng hợp kết quả tính toán xác định ảnh hưởng của B10, B20 đến gct trên 
toàn bộ dải tốc độ vận hành của động cơ B2 được trình bày tương ứng trong Bảng 
3.5 và Hình 3.12. Ta thấy, trên toàn dải tốc độ vận hành, khi sử dụng biodiesel sẽ 
làm gia tăng nhẹ về gct so với khi sử dụng B0 (mức tăng cao nhất của gct khi dùng 
B10 là 1,46% tại n=1200 vg/ph; khi dùng B20 là 2,62% ở n=1200 vg/ph). 
 Bảng 3.5. Tổng hợp kết quả tính toán ảnh hưởng 
 của B10, B20 đến gct trên toàn dải tốc độ vận hành 
 Lƣợng nhiên liệ

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_anh_huong_cua_nhien_lieu_diesel_sinh_hoc.pdf
  • pdfThong tin dong gop moi cua LA_NCS Yen_K31.pdf
  • pdfTrich yeu LATS_NCS Phan Dac Yen_K31.pdf
  • pdfTT_LATS_NCS Phan Dac Yen_K31.pdf