Ảnh hưởng của nhiên liệu, tỷ số nén và góc đánh lửa sớm đến quá trình cháy hỗn hợp xăng - ethanol trong động cơ Daewoo

Bài viết Ảnh hưởng của nhiên liệu, tỷ số nén và góc đánh lửa sớm đến quá trình cháy hỗn hợp xăng - ethanol trong động cơ Daewoo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu, các thông số kết cấu, vận hành đến quá trình cháy và tính năng của động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng xăng pha ethanol.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của nhiên liệu, tỷ số nén và góc đánh lửa sớm đến quá trình cháy hỗn hợp xăng - ethanol trong động cơ Daewoo 22 Bùi Văn Ga, Bùi Văn Tấn, Nguyễn Văn Đông ẢNH HƯỞNG CỦA NHIÊN LIỆU, TỶ SỐ NÉN VÀ GÓC ĐÁNH LỬA SỚM ĐẾN QUÁ TRÌNH CHÁY HỖN HỢP XĂNG - ETHANOL TRONG ĐỘNG CƠ DAEWOO EFFECTS OF FUEL COMPONENTS, COMPRESSION RATIO AND ADVANCE IGNITION TIMING TO COMBUSTION OF GASOLINE - ETHANOL BLENDED FUEL IN DAEWOO ENGINE Bùi Văn Ga1, Bùi Văn Tấn2, Nguyễn Văn Đông3 1 Bộ Giáo dục và Đào tạo; buivanga@dongcobiogas.com 2 Trường Cao đẳng Công nghiệp Thừa Thiên Huế 3 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Tóm tắt - Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Abtract - The paper presents the research results of effects of fuel thành phần nhiên liệu, các thông số kết cấu, vận hành đến quá components, structural and operational parameters on the combustion in trình cháy và tính năng của động cơ đánh lửa cưỡng bức sử dụng spark ignition engines using gasoline-ethanol blended fuel. The results xăng pha ethanol. Khi tăng hàm lượng ethanol pha vào xăng từ have shown that while increasing ethanol content in fuel mixture from 10% 10% lên 20%, công chỉ thị chu trình của động cơ giảm nhẹ khoảng to 20%, indicated engine cycle work slightly decreases about 1% if 1% nếu giữ nguyên góc đánh lửa sớm. Khi hàm lượng cồn trong advanced ignition is kept constant. Compression ratio of the engine can be xăng tăng thì có thể tăng tỷ số nén động cơ. Với động cơ Daewoo increased with increasing methanol component in fuel mixture. Indicated sử dụng xăng E15, khi tăng tỉ số nén từ 9,5 lên 10,3 thì công chỉ engine cycle work of Daewoo engines using E15 gasoline-ethanol thị chu trình tăng khoảng 12%. Góc đánh lửa sớm tối ưu của động blended fuel increases about 12% as compression ratio increases from cơ với tỷ số nén nguyên thủy 9,5 thay đổi từ 25 đến 32 trong 9.5 to 10.3. Optimal advanced ignition angle of Daewoo engines fueled phạm vi tốc độ động cơ từ 1500 vòng/phút đến 4000 vòng/phút. with E15 with original compression ratio of 9.5 increases from 25 to 32 Góc đánh lửa sớm tối ưu giảm khi tăng tỷ số nén động cơ nhưng as engine speed increases from 1500rpm to 4000rpm. Optimal advanced tăng nhẹ theo hàm lượng cồn trong xăng. Khi tăng hàm lượng cồn ignition angle decreases with increasing compression ratio but slightly trong xăng từ 10% lên 20% thì góc đánh lửa sớm tối ưu tăng increases with ethanol content in fuel mixture. As ethanol content in fuel khoảng 2-3 ở tốc độ động cơ 1500 vòng/phút. mixture increases from 10% to 20%, the optimal advanced ignition angle increases approximately 2-3 at the engine speed of 1500rpm. Từ khóa – năng lượng tái tại; nhiên liệu thay thế, bộ hòa trộn Key words - Renewable energy; alternative fuel; gasoline-ethanol xăng-ethanol; mô phỏng; Ansys Fluent. blended fuel combustion; modeling; Ansys Fluent. 1. Giới thiệu phần khác nhau. Kết quả cho thấy momen lớn nhất khi Xăng pha ethanol đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều động cơ chạy ở 5000 vòng/phút đạt được với góc đánh lửa nước trên thế giới với tỉ lệ pha chế khác nhau. Theo qui sớm là 30, 35 và 40 ứng với xăng E10, E30 và E85 [4]. định của Chính phủ Việt Nam, xăng pha 5% thể tích ethanol (gọi là xăng E5) được sử dụng rộng rãi trên toàn quốc từ ngày 1-12-2015. Ethanol là hợp chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng đẳng của cồn etylic, có số octane cao hơn so với xăng. Do đó Ethanol có thể được sử dụng để nâng cao trị số octane của nhiên liệu nhằm cải thiện hiệu quả của quá trình cháy trong động cơ đốt trong [1]. Mustafa Koc nghiên cứu ảnh hưởng của xăng pha ethanol E50 và E85 đến tính năng động cơ và mức độ phát ô nhiễm ở tỷ số nén 10 và 11 và tốc độ động cơ biến thiên từ 1500 đến 5000 vòng/phút. Kết quả cho thấy khi pha ethanol vào xăng, momen động cơ và tiêu hao nhiên liệu tăng, nhưng mức độ phát thải ô nhiễm giảm [2]. Nghiên Hình 1. Chia lưới xi lanh và buồng cháy động cơ Daewoo cứu này cũng cho thấy xăng pha ethanol cho phép tăng tỷ số nén động cơ mà không xảy ra kích nổ. Do nhiệt ẩn hóa Trong nghiên cứu này chúng tôi khảo sát quá trình cháy hơi của ethanol và nhiệt độ bốc cháy của ethanol cao hơn và tính năng động cơ khi sử dụng xăng pha ethanol với hàm xăng nên thời gian cháy trễ của ethanol bị kéo dài. Vì vậy, lượng khác nhau. Ảnh hướng của góc đánh lửa sớm và tỷ để tăng hiệu quả động cơ sử dụng xăng pha ethanol chúng số nén động cơ cũng được khảo sát, đánh giá. ta cần tăng góc đánh lửa sớm của động cơ theo hàm lượng Thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm thí nghiệm ethanol. Richie Daniel nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng động cơ-ô tô, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà của góc đánh lửa sớm đến tính năng động cơ sử dụng xăng Nẵng. Hệ thống thí nghiệm được trang bị đồng bộ của hãng pha ethanol [3]. Kết quả cho thấy ở tốc độ 1500 vòng/phút, AVL. Mô tả chi tiết hệ thống thí nghiệm động cơ được trình góc đánh lửa sớm động cơ sử dụng xăng khoảng 7-8, trong bày trong [5]. Động cơ Daewoo A16DMS được cải tạo để khi đó góc đánh lửa sớm của ethanol khoảng 22 [3]. thí nghiệm sử dụng hỗn hợp xăng ...