Nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol

TÓM TẮT

Việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng các loại nhiên liệu thay thế đang là xu hướng chung của

nhiều nước trên thế giới nhằm làm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, đảm bảo an ninh

năng lượng cũng như giảm tác động tới môi trường đặc biệt là khí gây hiệu ứng nhà kính. Trong đó,

ethanol được xem là một trong các nhiên liệu tiềm năng sử dụng cho động cơ diesel. Đã có nhiều

công trình trong và ngoài nước nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng

lưỡng nhiên liệu như diesel-LPG, diesel-CNG. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào xây dựng mô hình

truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol có đặc tính lý hóa khác với

các nhiên liệu trên. Bài báo này trình bày nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ

diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol bằng phần mềm Matlab simulink. Kết quả cho thấy

diễn biến áp suất trong xy lanh động cơ giữa mô hình và thực nghiệm đảm bảo chính xác, do đó có

thể sử dụng mô hình này để xây dựng mô hình cháy của động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu dieselethanol.

pdf 6 trang phuongnguyen 8420
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol

Nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số Đặc biệt 2018 64
KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRUYỀN NHIỆT 
CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG LƯỠNG NHIÊN LIỆU 
DIESEL-ETHANOL 
THE STUDY OF THE CONSTRUCTION HEAT TRANSFER MODEL OF DIESEL ENGINES 
USING DUAL FUEL DIESEL-ETHANOL 
Nguyễn Thành Bắc1,*, Trần Anh Trung2 
KÝ HIỆU 
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 
A m2 Diện tích tức thời của thành buồng công tác xy lanh 
dmin/dt kg/s Tốc độ thay đổi lượng khí nạp 
dmout/dt kg/s Tốc độ thay đổi lượng khí thải 
dQhr/dt J/s Tốc độ tỏa nhiệt 
dQht/dθ J/s Tốc độ truyền nhiệt cho xy lanh 
dQht/dθ J/o Tốc độ truyền nhiệt cho xy lanh 
dU/dt J/s Tốc độ biến thiên nội năng do nhiệt độ khí thay đổi 
dV/dt m3/s Tốc độ thay đổi thể tích công tác của xy lanh 
 - Chỉ số gama 
hg W/m2.K Hệ số truyền nhiệt 
hin J Entanpi của khí nạp 
hout J Entanpi của khí thải 
mair kg Lượng không khí 
p N/m2 Áp suất xy lanh 
 o Góc quay trục khuỷu 
R J/kg.K Hằng số khí 
Sp m/s Tốc độ trung bình của piston 
T K Nhiệt độ xy lanh 
Tw K Nhiệt độ vách xy lanh 
V m3 Thể tích xy lanh 
 rad/s Tốc độ góc của động cơ 
TÓM TẮT 
Việc nghiên cứu phát triển và ứng dụng các loại nhiên liệu thay thế đang là xu hướng chung của 
nhiều nước trên thế giới nhằm làm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, đảm bảo an ninh 
năng lượng cũng như giảm tác động tới môi trường đặc biệt là khí gây hiệu ứng nhà kính. Trong đó, 
ethanol được xem là một trong các nhiên liệu tiềm năng sử dụng cho động cơ diesel. Đã có nhiều 
công trình trong và ngoài nước nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng 
lưỡng nhiên liệu như diesel-LPG, diesel-CNG. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào xây dựng mô hình 
truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol có đặc tính lý hóa khác với 
các nhiên liệu trên. Bài báo này trình bày nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ 
diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol bằng phần mềm Matlab simulink. Kết quả cho thấy 
diễn biến áp suất trong xy lanh động cơ giữa mô hình và thực nghiệm đảm bảo chính xác, do đó có 
thể sử dụng mô hình này để xây dựng mô hình cháy của động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-
ethanol. 
Từ khóa: Lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol; lưỡng nhiên liệu; mô hình truyền nhiệt; mô hình cháy; 
mô hình động cơ diesel-ethanol. 
ABSTRACT 
The research, development and application of alternative fuels are general trend in many 
countries around the world to reduce dependence on fossil fuels, energy security as well as reducing 
environmental impact particularly the greenhouse gases. In particular, ethanol is considered as one 
of the potential fuel used for diesel engines. There have been many projects in the world and 
Vietnam to study the construction of the heat transfer model of diesel engines used dual-fuel such as 
diesel LPG, diesel-CNG. However, no study to model heat transfer of diesel engine used dual fuel 
diesel-ethanol has different physical and chemical characteristics which are quite different with those 
of the above-mentioned ones. This paper presents the study of the construction heat transfer model 
of diesel engines using dual fuel diesel-ethanol by Matlab simulink software. The results show that 
the pressure variation in the engine cylinder between the model and the experiment is accurate, so 
model can be used to build a combustion model of diessel engines using dual fuel diesel-ethanol. 
Keywords: Dual fuel diesel-ethanol; dual fuel; heat transfer model; combustion model; diesel-
ethanol engine model. 
1Khoa Công nghệ Ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 
2Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 
*Email: ntbac.haui.hust@gmail.com 
Ngày nhận bài: 15/01/2018 
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 30/3/2018 
Ngày chấp nhận đăng: 25/10/2018 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số Đặc biệt 2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 65
CHỮ VIẾT TẮT 
APA 100 Băng thử động lực học cao 
AVL 553 thiết bị cung cấp và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát 
AVL 733S Thiết bị đo tiêu hao nhiên liệu 
AVL 735S Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ nhiên liệu 
CNG Khí thiên nhiên (Compressed Natural Gas) 
D4BB Động cơ diesel 4 kỳ 4 xy lanh 
DME Dimethyl Ether 
ECU Bộ điều khiển điện tử 
IDI Buồng cháy ngăn cách (Indirect Injection) 
LPG Khí hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas) 
QC33C Cảm biến áp suất xy lanh 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Cho đến nay một số nhiên liệu tiềm năng và có khả 
năng thay thế cho nhiên liệu truyền thống của động cơ đốt 
trong đã được tìm ra như biogas, dầu thực vật, cồn, khí 
thiên nhiên CNG, khí hóa lỏng LPG, DME và hyđrô. 
Trong đó, cồn êtylíc thường được gọi ethanol là nhiên 
liệu sinh học có thể sử dụng thay thế cho nhiên liệu của 
động cơ diesel [2]. Đã có nhiều công trình trong và ngoài 
nước nghiên cứu xây dựng mô hình truyền nhiệt của động 
cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu như diesel-LPG, diesel-
CNG. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào xây dựng mô hình 
truyền nhiệt của động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu 
diesel-ethanol có đặc tính lý hóa khác với các nhiên liệu trên. 
Trong khuôn khổ bài báo này, nhóm tác giả trình bày 
phương pháp xây dựng mô hình truyền nhiệt cho động cơ 
diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol, đây là một 
mô hình phức tạp ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác của 
mô hình động cơ. Mô hình này được đưa vào mô hình động 
cơ, trên cơ sở đánh giá áp suất xy lanh của mô hình với thực 
nghiệm để đánh giá tính chính xác của mô hình. 
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ ĐỘ THỰC NGHIỆM 
Nghiên cứu sử dụng hai loại nhiên liệu là diesel và 
ethanol với một số tính chất cơ bản được trình bày trong 
bảng 1. 
Bảng 1. Các thông số kỹ thuật của nhiên liệu diesel và ethanol [7] 
Thông số Diesel Ethanol 
Khối lượng riêng ở 20oC (kg/m3) 856 785 
Hệ số không khí lý thuyết (kgkk/kgnl) 14,7 8,96 
Nhiệt trị thấp (MJ/kg) 41,66 26,8 
Nhiệt hóa hơi (kJ/kg) 270 840 
Nhiệt độ tự cháy (K) 500 665 
Trị số xê tan 45 ÷ 50 5 ÷ 8 
Hàm lượng các bon (% khối lượng) 87 52,2 
Hàm lượng hydro (% khối lượng) 13 13 
Hàm lượng ô xy (% khối lượng) 0 34,8 
Động cơ thử nghiệm được lựa chọn là loại động cơ 
diesel D4BB 4 xy lanh, 4 kỳ, buồng cháy phân chia IDI 
(Indirect Injection), sử dụng bơm phân phối lắp trên xe tải 
1,25 tấn của hãng Huyndai, các thông số cơ bản của động 
cơ được trình bày trong bảng 2. Động cơ được đặt trên 
băng thử động lực học cao APA 100 thuộc Phòng thí 
nghiệm Động cơ đốt trong, Trường Đại học Bách khoa Hà 
Nội. Đi kèm là các thiết bị đo kiểm bao gồm: thiết bị đo tiêu 
hao và điều chỉnh nhiệt độ nhiên liệu kiểu khối lượng AVL 
733S và 735S; cảm biến áp suất xy lanh QC33C và thiết bị 
thu nhận dữ liệu Indicating với phần mềm Indiwin có chức 
năng đo diễn biến áp suất trong xylanh theo góc quay trục 
khuỷu; thiết bị cung cấp và điều chỉnh nhiệt độ nước làm 
mát AVL 553; vòi phun ethanol được điều khiển bởi ECU 
MotoHawk ECM‐0565‐128‐0702‐C [8] của hãng Woodward, 
đặc tính mối quan hệ giữa thời gian phun và lượng phun 
được xây dựng trước khi lắp lên động cơ. Các thông số đầu 
vào của ECU, hệ thống cung cấp và vị trí lắp vòi phun 
ethanol được giới thiệu trên hình 1. 
Chế độ thực nghiệm: 
Thứ nhất: tải của động cơ được lựa chọn ở 100%, 75% và 
50% của giá trị mô men lớn nhất khi thực nghiệm động cơ 
sử dụng nhiên liệu diesel gốc, cụ thể là 165, 121 và 81(Nm) 
trong hai trường hợp: tốc độ động cơ được cố định tại vùng 
mô men lớn nhất 2000 vg/ph và tốc độ động cơ thay đổi từ 
1000  3500 vg/ph với bước nhảy 500 vg/ph. 
Thứ hai: thời điểm bắt đầu phun ethanol của từng vòi 
phun được điều khiển độc lập tại vị trí cuối nén đầu cháy 
của mỗi xy lanh và phun lên xupáp nạp nhằm tận dụng 
nhiệt của xupáp giúp ethanol bay hơi tốt hơn. 
Thứ ba: lượng ethanol thay thế được điều khiển tăng lên 
bao nhiêu thì lượng diesel được điểu khiển giảm đi tương 
ứng và ngược lại bằng cách điều khiển ga để đảm bảo cố 
định mô men lần lượt ở 100%, 75% và 50%. Đồng thời 
lượng ethanol thay thế lớn nhất được giới hạn tại hệ số  
lớn hơn hoặc bằng 1,2 và hiện tượng kích nổ xác định từ 
cảm biến kích nổ gắn trên động cơ. Góc phun sớm diesel 
bằng 15 (độ) trước điểm chết trên. 
Thứ tư: Giá trị áp suất trong xy lanh trong quá trình thực 
nghiệm được ghi nhận bằng thiết bị thu nhận dữ liệu 
Indicating với phần mềm Indiwin có chức năng đo diễn 
biến áp suất trong xylanh theo góc quay trục khuỷu. 
Bảng 2. Những thông số cơ bản của động cơ D4BB 
Thông số Giá trị 
Kiểu động cơ Động cơ diesel 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng, 8 xu páp, buồng cháy ngăn cách. 
Đường kính/hành trình D/S (mm) 91,1/100 
Dung tích xy lanh (cm3) 2607 
Công suất lớn nhất (kW - vg/ph) 59 - 4000 
Mô men lớn nhất (N.m - vg/ph) 165 - 2200 
Tỷ số nén ε 22 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số Đặc biệt 2018 66
KHOA HỌC
Hình 1. Sơ đồ bố trí thiết bị thực nghiệm 
1- Cảm biến nhiệt độ nhiên liệu diesel; 2-Bơm cao áp; 3- Cảm biến vị trí ga; 
4- Lọc không khí; 5- Bơm ethanol; 6- Thùng chứa ethanol; 7- Lọc ethanol; 8- Cảm 
biến lưu lượng không khí; 9- Cảm biến kích nổ; 10- Cảm biến trục cam; 11- Cảm 
biến tốc độ động cơ; 12- Cảm biến nhiệt độ dung dịch làm mát ra khỏi động cơ; 
13- Thiết bị cung cấp và điều khiển nhiệt độ dung dịch làm mát động cơ;14- Cảm 
biến nhiệt độ dung dịch làm mát vào động cơ; 15- Cảm biến ; 16- Cảm biến áp 
suất xy lanh; 17- Vòi phun diesel; 18- Vòi phun ethanol; 19- Máy tính; 20- Thiết 
bị phân tích khí xả; 21- Thiết bị xử lý trung tâm; 22- Thiết bị đo áp suất xy lanh; 
23- Thiết bị cung cấp, đo tiêu hao và điều chỉnh nhiệt độ nhiên liệu; A-Tín hiệu 
vào; B-Tín hiệu ra; ECU- Bộ điều khiển điện tử. 
3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TRUYỀN NHIỆT 
3.1. Cơ sở lý thuyết xây dựng mô hình truyền nhiệt 
Nhiệt truyền cho xy lanh được xác định theo định luật 
Newton, theo các nghiên cứu [3-5] nhiệt lượng truyền cho 
xy lanh được xác định như sau: 
W. . ( ).
ht ht
g
E
dQ dQ dt 1A h T T
d dt d
  
 (J/rad) 
(1) 
Trong đó: 
A: Diện tích tức thời của thành buồng công tác xy lanh 
(m2); 
hg: Hệ số truyền nhiệt (W/m2.K); 
T: Nhiệt độ khí thể trong xy lanh (K); 
Tw: Nhiệt độ vách xi lanh (K); 
e: Vận tốc góc của trục khuỷu động cơ (rad/s). 
Hệ số truyền nhiệt hg có nhiều phương pháp tính khác 
nhau như: Annand, Woschni, Le Feuvre, Nusselt, Briling, 
Elser, Eichelberg, Trong bài báo này, nhóm tác giả sử 
dụng phương pháp Eichelberg vì phương pháp này đơn 
giản, phù hợp với động cơ buồng cháy ngăn cách, đồng 
thời khi áp dụng vào mô hình đảm báo chính xác. 
Theo phương pháp này hệ số truyền nhiệt được xác 
định theo nghiên cứu [6] như sau: 
hg = 2,43. (p.T)1/2. (Sp)1/3 (W/m2.K) (2) 
Trong đó: 
p: Áp suất xy lanh (kN/m2); 
T: Nhiệt độ khí thể trong xy lanh (K); 
Sp: Tốc độ trung bình của piston (m/s). 
Từ đó ta xác định được nhiệt lượng truyền qua vách 
xy lanh theo biểu thức (1). 
3.2. Cơ sở lý thuyết tính toán áp suất xy lanh 
Để tính toán áp suất xy lanh ta sử dụng phương trình 
nhiệt động thứ nhất cho môi chất trong xy lanh được giới 
thiệu trong công thức sau: 
. . .ht outhr inin out
dQ dmdQ dmdU dVp h h
dt dt dt dt dt dt
 (J/s) (3) 
Trong đó: dQhr/dt: Tốc độ tỏa nhiệt (J/s); dU/dt: Tốc độ 
biến thiên nội năng do nhiệt độ khí thay đổi (J/s); p: Áp suất 
xy lanh (N/m2); dV/dt: Tốc độ thay đổi thể tích công tác của 
xy lanh (m3/s); dQht/dt: Tốc độ truyền nhiệt cho xy lanh (J/s); 
hin: Entanpi của khí nạp (J/kg); hout: Entanpi của khí thải 
(J/kg); dmin/dt: Tốc độ thay đổi lượng khí nạp (kg/s); 
dmout/dt: Tốc độ thay đổi lượng khí thải (kg/s). 
Sử dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng 
p.V = mair.R.T, vi phân hai vế rồi thế vào phương trình (3) 
ta được: 
. . . .
. .
hr
ht outin
in out
dQ dV 1 dpp V
dt 1 dt 1 dt
dQ dmdmh h
dt dt dt

  
 (J/s) 
(4) 
Hay: 
. .
. .
.
hthr
outin
in out
dQdQ dVp
dt 1 dt dt
dmdmh hdp dt dt
1dt V
1

 
 
 (N/m2.s) (5) 
Trong đó: 
: Chỉ số đoạn nhiệt; 
V: Thể tích công tác của xy lanh. 
4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 
Trên cơ sở lý thuyết trên, nhóm tác giả đã xây dựng 
được mô hình truyền nhiệt của động cơ diesel D4BB khi sử 
dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol bằng phần mềm 
Matlab simulink, cụ thể được thể hiện trên Hình 2. 
Sau khi xây dựng được mô hình truyền nhiệt, nhóm tác 
giả tiến hành xây dựng mô hình cháy [1], từ đó xây dựng 
mô hình động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-
ethanol. 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số Đặc biệt 2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 67
Hình 2. Mô hình truyền nhiệt 
Tcyl_1- Nhiệt độ xy lanh số 1 (K); ne- Tốc độ động cơ (vg/ph); Sp- Tốc độ 
trung bình của piston; function xi- Hàm xác định chuyển vị của piston; Ahp- Diện 
tích truyền nhiệt (m2); Tcool- Nhiệt độ nước làm mát; Function hg by Eichelberg 
stone- Khối xác định hệ số truyền nhiệt theo phương pháp Eichelberg hg; 
Function dQht by Eichelberg stone (W/m2.K)- Khối xác định tốc độ truyền nhiệt 
theo phương pháp Eichelberg (J/rad). 
Để đánh giá độ tin cậy của mô hình truyền nhiệt, nhóm 
tác giả tiến hành so sánh áp suất xy lanh từ mô hình mô 
phỏng với áp suất đo từ thực nghiệm. Để đánh giá sai số 
trung bình của áp suất xy lanh trong một chu kỳ ta sử dụng 
biểu thức (6). 
Sai số trung bình . %
720 720
model exp0 0
720
exp0
p p
p 100
p
 (6) 
Trong đó: 
pmodel: Áp suất xy lanh trên mô hình động cơ (N/m2); 
pexp: Áp suất xy lanh thực nghiệm động cơ (N/m2). 
Đánh giá sai số trung bình của áp suất xy lanh động cơ 
được thực hiện trong hai trường hợp sau: Động cơ sử dụng 
nhiên liệu diesel nguyên bản và động cơ sử dụng lưỡng 
nhiên liệu diesel-ethanol. Hai trường hợp này lần lượt được 
trình bày sau đây. 
Trường hợp động cơ sử dụng nhiên liệu diesel gốc: 
Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực 
nghiệm động cơ sử dụng nhiên liệu diesel nguyên bản 
theo tốc độ động cơ thay đổi trong khoảng từ 1000 vg/ph 
đến 3500 vg/ph ở chế độ 100% tải được thể hiện cụ thể 
trên hình 3. 
Kết quả cho thấy: Thời điểm bắt đầu cháy giữa mô 
phỏng và thực nghiệm là phù hợp có sai lệch không đáng 
kể. Sườn tăng và giảm của đường diễn biến áp suất giữa 
mô phỏng và thực nghiệm bám sát nhau. Sai số trung bình 
của áp suất xy lanh đều nhỏ hơn 1,24% giữa mô phỏng và 
thực nghiệm động cơ sử dụng nhiên liệu diesel nguyên bản 
trên toàn dải tốc độ động cơ ở chế độ 100% tải. 
a) Tại các tốc độ động cơ lần lượt là 1000; 1500; 2000 (vg/ph) 
b) Tại các tốc độ động cơ lần lượt là 2500; 3000; 3500 (vg/ph) 
Hình 3. Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm động cơ sử 
dụng nhiên liệu diesel nguyên bản 
P_model- Áp suất xy lanh trên mô hình; P_exp- Áp suất xy lanh thực nghiệm 
Trường hợp động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-
ethanol: 
Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm 
động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol tại tốc độ 
động cơ 2000 (vg/ph) ở các chế độ 50%, 75%, 100% tải với 
các tỷ lệ ethanol thay thế khác nhau được thể hiện cụ thể lần 
lượt trên các hình 4 đến 6 và bảng 3. 
Trong trường hợp động cơ sử dụng lưỡng nhiên liệu 
diesel-ethanol, kết quả cho thấy thời điểm bắt đầu cháy là 
phù hợp sai lệch không đáng kể; sườn tăng và giảm áp suất 
bám sát nhau; sai số trung bình của áp suất xy lanh giữa mô 
phỏng và thực nghiệm động cơ tại tốc độ động cơ 2000 
(vg/ph) với các tỷ lệ ethanol thay thế khác nhau ở các chế độ 
50%, 75%, 100% tải đạt 2,76% tại 50% tải, 3,65% tại 75% tải 
và 2,41% tại 100% tải. Từ đó cho thấy sai số trung bình của 
áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm trong cả ba 
chế độ tải đạt 2,94%. 
Từ các phân tích trên cho thấy mô hình truyền nhiệt đảm 
bảo tin cậy, từ đó cho phép có thể sử dụng mô hình này để 
xây dựng mô hình cháy và mô hình động cơ sử dụng lưỡng 
nhiên liệu diesel-ethanol. 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số Đặc biệt 2018 68
KHOA HỌC
a) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 0% 
b) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 25,88% 
Hình 4. Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm động cơ 
lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol tại chế độ tốc độ động cơ 2000 (vg/ph) và 50% tải 
EDxx- Tỷ lệ ethanol thay thế với xx là số % ethanol theo khối lượng. 
a) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 19,29% 
b) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 26,29% 
Hình 5. Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm động cơ 
lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol tại chế độ tốc độ động cơ 2000 (vg/ph) và 75% tải 
Bảng 3. Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm đông cơ lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol tại chế độ tốc độ động cơ 2000 (vg/ph) với các chế độ tải 
50%, 75% và 100% 
Tải: 50% 75% 100% 
Tỷ lệ thay thế 
(%): 0 25,88 19,29 26,51 7,68 19,77 
TT CA (deg) model (bar) exp (bar) model (bar) exp (bar) model (bar) exp (bar) model (bar) exp (bar) model (bar) exp (bar) model (bar) exp (bar) 
1 -40 9,39 9,27 9,39 8,92 9,39 8,03 9,39 8,07 9,39 8,96 9,39 8,98 
2 -30 14,79 14,50 14,79 14,01 14,79 12,38 14,79 12,45 14,79 14,13 14,79 14,12 
3 -20 24,38 23,62 24,38 22,82 24,38 20,19 24,38 20,21 24,38 23,05 24,38 23,04 
4 -10 40,31 38,33 40,31 37,23 40,31 34,30 40,31 34,27 40,31 37,95 40,31 37,86 
5 0 47,40 46,73 46,37 44,87 46,53 45,33 46,38 44,96 54,79 55,43 53,68 53,57 
6 10 65,55 66,52 64,85 67,38 70,90 72,22 72,70 73,70 77,74 77,44 76,33 78,37 
7 20 48,24 46,10 48,77 47,19 59,60 58,47 61,26 60,60 57,94 56,44 59,59 57,28 
8 30 30,94 29,62 31,34 29,56 38,53 39,52 38,06 39,70 40,10 38,32 40,54 38,62 
9 40 19,52 18,92 19,78 18,80 23,98 25,94 23,21 25,37 27,54 26,73 27,13 26,53 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số Đặc biệt 2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 69
a) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 7,68% 
b) Tỷ lệ ethanol thay thế bằng 19,77% 
Hình 6. Diễn biến áp suất xy lanh giữa mô phỏng và thực nghiệm động cơ 
lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol tại chế độ tốc độ động cơ 2000 (vg/ph) và 100% tải 
5. KẾT LUẬN 
Từ các kết quả nghiên cứu đã phân tích ở trên, cho thấy 
mô hình truyền nhiệt đã xây dựng đảm bảo chính xác, có 
thể sử dụng mô hình để xây dựng mô hình cháy, đồng thời 
là cơ sở cho xây dựng mô hình động cơ diesel D4BB khi sử 
dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Nguyễn Thành Bắc, Phạm Minh Tuấn và Trần Anh Trung, 2016. "Nghiên 
cứu xây dựng mô hình cháy động cơ diesel sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel-ethanol". 
Số đặc biệt tháng 9 - Tạp chí Cơ khí Việt Nam, tr. 27-32. 
[2]. F. G. Kremer and A. Fachetti, 2000. "Alcohol as automotive Fuel – 
Brazilian Experience". Presented at CEC/SAE Spring Fuels & Lubricants Meeting & 
Exposition, France. 
[3]. John B.Heywood, 1988. "Internal combustion engine fundamentals". 
New York McGraw-Hill, Inc. 
[4]. P.A. Lakshminarayanan và Yogesh V. Aghav, 201.) "Modelling diesel 
combustion". Springer Science + Business Media B.V. 
[5]. Lars Eriksson, Lars Nielsen, (2014) "Modeling and control of engines and 
drivelines", John Wiley and Sons Ltd. 
[6]. Carlos Adolfo Finol Parra, 2008. "Heat transfer investigations in a 
modern diesel engine". Department of Mechanical Engineering University of Bath 
-. 
[7]. Andrzej Kowalewicz và Zbigniew Pajączek, 2003. "Dual fuel engine 
fuelled with ethanol and diesel fuel". Journal of KONES Internal Combustion 
Engines, vol.10, No1-2 
[8]. Woodward, 2015. "MotoHawk ECM‐0565‐128‐0702‐C". Woodward, ed. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_xay_dung_mo_hinh_truyen_nhiet_cua_dong_co_diesel.pdf