Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu điều khiển hệ thống phun nhiên liệu CommonRail(CR) khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel-biodiesel

Mục tiêu: Luận án (LA) có mục tiêu là nghiên cứu làm chủ công nghệ điều khiển động cơ diesel CR và thiết kế thành công chương trình điều khiển HTPNL kiểu CR khi sử dụng biodiesel có tỷ lệ là 20% (B20) đảm bảo giữ nguyên mô men và công suất động cơ so với khi dùng ECU nguyên thủy (ECU-NT) sử dụng diesel, cải thiện về đặc tính kỹ thuật và phát thải so với khi dùng ECU-NT sử dụng biodiesel B20.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu điều khiển hệ thống phun nhiên liệu CommonRail(CR) khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel-biodieselMỞ ĐẦUi Lý do chọn đề tài Biodiesel là nguồn năng lượng tái tạo, không độc và dễ phân hủy. Khi sử dụngbiodiesel do có sự thay đổi về thuộc tính của nhiên liệu nên cần có sự điều chỉnhđối với quy luật cung cấp nhiên liệu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng biodiesel. Với động cơ diesel sử dụng hệ thống phun nhiên liệu (HTPNL) kiểu CR, bộđiều khiển ECU có nhiệm vụ nhận thông tin từ các cảm biến, tính toán các thông sốđiều khiển (áp suất phun, số lần và thời điểm phun, áp suất khí tăng áp, tuần hoànkhí thải…) và điều khiển HTPNL cho phù hợp với chế độ vận hành (tải và tốc độ)của động cơ. ECU bao gồm hai phần chính: thiết bị-mạch điện tử (phần cứng) vàchương trình điều khiển (phần mềm). Phần mềm là các chương trình và thuật toánđiều khiển do các hãng sản xuất động cơ phát triển (bí mật công nghệ), phần mềmđược thiết kế phù hợp với từng loại động cơ và loại nhiên liệu sử dụng. Vì vậy, khichuyển sang sử dụng biodiesel thì cần thiết kế lại chương trình điều khiển để độngcơ có thể duy trì được các chỉ tiêu về năng lượng, tính kinh tế và giảm mức phátthải. Nhằm mục đích nghiên cứu làm chủ công nghệ điều khiển động cơ diesel CR,góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển công nghệ thiết kế, lập chươngtrình điều khiển ECU dùng cho động cơ diesel kiểu CR và góp phần thúc đẩy việcsản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học, giảm phụ thuộc nhiên liệu khoáng, giảm ônhiễm môi trường. Do vậy, NCS lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu điều khiển hệ thốngphun nhiên liệu CommonRail(CR) khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu diesel-biodiesel”ii Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án Mục tiêu: Luận án (LA) có mục tiêu là nghiên cứu làm chủ công nghệ điềukhiển động cơ diesel CR và thiết kế thành công chương trình điều khiển HTPNLkiểu CR khi sử dụng biodiesel có tỷ lệ là 20% (B20) đảm bảo giữ nguyên mô menvà công suất động cơ so với khi dùng ECU nguyên thủy (ECU-NT) sử dụng diesel,cải thiện về đặc tính kỹ thuật và phát thải so với khi dùng ECU-NT sử dụngbiodiesel B20. Nội dung của LA bao gồm: Xây dựng mô hình động cơ sử dụng biodiesel B20và diesel đảm bảo tin cậy; Thiết kế mô hình điều khiển HTPNL phù hợp với cácchế độ làm việc khác nhau của động cơ để động cơ khi sử dụng ECU mới (ECU-New) đảm bảo giữ được mô men, công suất và giới hạn khói đen giống như khiđộng cơ sử dụng ECU-NT; Thiết kế bộ điều khiển vòng kín điều khiển áp suất railvà tốc độ không tải để động cơ khi dùng ECU-New hoạt động ổn định ở chế độchuyển tiếp; Thử nghiệm đối chứng trên băng thử động cơ nhằm đánh giá mức độcải thiện về đặc tính kỹ thuật và phát thải của động cơ khi sử dụng ECU-NT vàECU-New.iii Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Động cơ nghiên cứu của LA là động cơ diesel D4CB 2.5TCI-A. Nhiên liệu sửdụng trong luận án này là diesel dầu mỏ và biodiesel B20 (với B100 được sản xuấttừ bã thải của quá trình tinh lọc dầu cọ thành dầu ăn). 1 Phạm vi nghiên cứu của LA giới hạn trong phòng thí nghiệm với các chế độổn định của động cơ từ 1000 đến 3500 vòng/phút, chế độ khởi động, chế độ khôngtải, chế độ tăng tốc. Phần cứng điều khiển sử dụng bộ ECU trắng của hãngWoodward Motohawk có trang bị thêm bộ điều khiển vòi phun CR.iv Phương pháp nghiên cứu LA sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu tổng quan, lýthuyết, mô phỏng và thực nghiệm.v Ý nghĩa khoa học và thực tiễn LA đã đưa ra phương pháp thiết kế chương trình điều khiển HTPNL động cơCR sử dụng nhiên liệu B20 dựa trên MHMP, làm tiền đề cho các nghiên cứu tiếptheo về thiết kế chương trình điều khiển động cơ đốt trong. Kết quả của LA góp phần nâng cao năng lực làm chủ và phát triển công nghệthiết kế, lập chương trình điều khiển ECU; góp phần thúc đẩy việc sản xuất và sửdụng biodiesel, giảm phụ thuộc nhiên liệu khoáng, giảm ô nhiễm môi trường.vi Điểm mới của luận án Luận án đã xây dựng được mô hình mô phỏng động cơ diesel trang bị hệ thốngnhiên liệu common rail làm việc theo thời gian thực sử dụng hai loại nhiên liệudiesel và biodiesel B20. Mô hình đã được xác nhận tính đúng đắn qua bộ thông sốxác định từ thực nghiệm. Thiết kế thành công chương trình điều khiển cho động cơ diesel HyundaiD4CB 2.5TCI-A trang bị hệ thống nhiên liệu common rail sử dụng nhiên liệubiodiesel B20 nhằm giữ nguyên mô men và công suất động cơ so với khi động cơsử dụng nhiên liệu diesel. Kết quả thử nghiệm cho thấy động cơ làm việc bìnhthường ở tất cả các chế độ: ổn định, khởi động, không tải và tăng tốcvii Bố cục luận án Thuyết minh của luận án được trình bày gồm các phần chính sau: Mở đầu; 5Chương; Kết luận chung và hướng phát triển.CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN1.1 Nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel1.1.1 Khái quát chung Trong số các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay nhiênli ...