Luận án: Cải tiến đường nạp động cơ diesel 16.5 HP cho nông lâm ngư nghiệp - Lê Việt Hùng

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 05 năm 2019 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Lê Việt Hùng iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy hướng dẫn chính của tôi là PGS. Thầy đã luôn động viên và định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tôi cũng thật sự biết ơn thầy hướng dẫn thứ hai là PGS. Nguyễn Anh Thi. Thầy đã định hướng nghiên cứu, cung cấp tài liệu và theo sát quá trình nghiên cứu của tôi. Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô tại Khoa Xây dựng và Phòng Đào tạo đã hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Tp.

Hồ Chí Minh. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và tất cả bạn bè và đồng nghiệp của tôi tại Tổng công ty máy động lực và máy nông nghiệp Việt Nam (VEAM) và Công ty SVEAM, những người đã tin tưởng và luôn động viên tinh thần cho tôi trong suốt khoảng thời gian thực hiện luận án. Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng 5 năm 2019 Nghiên cứu sinh Lê Việt Hùng v CÁC KẾT QUẢ ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1. Le Viet Hung, Do Van Dung, Nguyen Anh Thi, Luong Huynh Giang.

“Performance characteristics of small Diesel DI engine using different geometry intake parts”. Journal of Key Engineering Materials (KEM), 2019, ISSN: 1013 - 9826. Le Viet Hung, Do Van Dung, Nguyen Anh Thi. “Improve Intake Port/Valve Of RV165-2 Engine By Simulation Method”.

International Conference on Fluid Machinery and Automation Systems - ICFMAS2018, Ha Noi City, Vietnam, pp. Hung – Le Viet, Dung – Do Van, Giang – Luong Huynh, Thanh – Doan Minh. “Evaluation Of RV165-2 Engine Performance”. The Fourth International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD2018), HoChiMinh City, Vietnam, 2018.

Le Viet Hung, Do Van Dung, Nguyen Anh Thi, Luong Huynh Giang, Vo Van An, Do Minh Dung. “Improving characteristics of diesel engine by changing the engine's charging and design method ”. Journal of Science Technology Technical Universities, 2019. Lê Việt Hùng, Phạm Văn Giang, Trần Thị Thu Hương, Nguyễn Anh Thi.

“Nghiên cứu số hóa mô hình 3D đường nạp, thải và buồng cháy làm cơ sở mô phỏng động cơ diesel”. Tạp chí giao thông vận tải, số 11, tr. Lê Việt Hùng, Khổng Vũ Quảng, Nguyễn Đức Khánh, Phạm Văn Trọng. “Nghiên cứu mô phỏng đánh giá phát thải độc hại của động cơ máy nông nghiệp RV165-2 và động cơ Kubota RT155 theo tiêu chuẩn ISO 8178”, Tạp chí khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, số 64, tr.

Lê Việt Hùng, Nguyễn Văn Giang, Võ Khắc Hoàng, Đào Chí Cường, Đỗ Văn Dũng, Nguyễn Anh Thi. “Nghiên cứu quá trình nạp-nén của động cơ Diesel buồng vi cháy thống nhất bằng phần mềm Ansys-ICE”. Tạp chí giao thông vận tải, số 04, tr. Võ Danh Toàn, Nguyễn Thanh Tuấn, Lê Việt Hùng, Lương Huỳnh Giang, Huỳnh Thanh Công.

“Mô phỏng nâng cao tính năng làm việc cho động cơ diesel 1 xi-lanh bằng thiết kế cải tiến họng nạp”. Tạp chí phát triển KH&CN, tập 16, số K3 – 2015. vii MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan iv Lời cảm ơn v Các kết quả đã công bố vi Mục lục viii Danh sách ký hiệu khoa học/chữ viết tắt xiv Danh sách các hình xviii Danh sách các bảng xxiii Chương 1: TỔNG QUAN 1 1. Các nghiên cứu liên quan 9 1.

Các nghiên cứu trong nước 9 1. Các nghiên cứu ngoài nước 11 1. Mục tiêu nghiên cứu 40 1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 40 1.

Phương pháp nghiên cứu 41 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 42 1. Các nội dung chínhtrong đề tài 43 1. Lưu đồ thể hiện các vấn đề nghiên cứu trong luận án 45 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CẢI TIẾN CỤM HỌNG NẠP ĐỘNG CƠ VIKYNO RV165-2 47 2.

Cơ sở lý thuyết về động cơ đốt trong 47 2. Công suất có ích của động cơ 47 2. Quá trình nạp và hiệu suất nạp 48 viii 2. Ảnh hưởng của hình dạng họng nạp đến hiệu suất nạp và đặc tính của dòng không khí nạp trong động cơ Diesel 51 2.

Ảnh hưởng của hình dạng họng nạp đến hiệu suất nạp 51 2. Ảnh hưởng của hình dạng họng nạp đến tính chất dòng không khí nạp 55 2. Tính toán quá trình nạp động cơ VIKYNO RV165-2 58 2. Cơ sở lý thuyết về động lực học lưu chất và tính toán mô phỏng trong Ansys – Fluent 58 2.

Các phương trình bảo toàn 58 2. Phương trình bảo toàn khối lượng 58 2. Phương trình bảo toàn động lượng 60 2. Phương trình bảo toàn năng lượng 61 2.

Phương trình Navier-Stokes 62 2. Mô hình Cold Flow Analysis trong module IC Engine của Ansys 64 2. Mô hình dòng chảy rối 65 2. Cơ sở lý thuyết mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) 66 2.

Hàm kích hoạt 67 2. Quá trình lan truyền thẳng của mạng nơ-ron 68 2. Quá trình lan truyền ngược của mạng nơ-ron 69 2. Giải thuật tiến hóa vi phân 69 2.

Quá trình khởi tạo 70 2. Quá trình đột biến 70 2. Quá trình lai tạo 71 ix 2. Quá trình chọn lọc 71 2.

Điều kiện dừng của giải thuật DE 71 2. Kết luận 72 Chương 3: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN CỤM HỌNG NẠP ĐỘNG CƠ VIKYNO RV165-2 73 3. Đo đạc, đánh giá tính năng hoạt động của động cơ VIKYNO RV165-2 hiện hữu 73 3. Thực nghiệm đánh giá 73 3.

Giới thiệu sơ lược các thiết bị dùng trong quá trình thực nghiệm 74 3. Nguyên lý đo và quy trình thực hiện quá trình thực nghiệm 77 3. Cải tiến họng nạp bên ngoài nắp xylanh (Cổ nối bộ lọc gió) 78 3. Sơ đồ thực nghiệm và nguyên lý vận hành 81 3.

Các thiết bị thí nghiệm tại công ty SVEAM 82 3. Phương pháp đo và xử lý số liệu 83 3. Phương pháp đo 83 3. Phương pháp xử lý số liệu 84 3.

Cải tiến biên dạng họng nạp bên trong nắp xylanh 85 3. Tham số hóa cụm họng nạp động cơ VIKYNO RV165-2 85 3. Xác định tham số 85 3. So sánh mô hình 3D cụm họng nạp dựng bằng phương pháp hiện hữu và phương pháp tham số 91 3.

Xây dựng - hiện thực quy trình tự động tính toán mô phỏng kì nạp và nén của động cơ VIKYNO RV165-2 và thực nghiệm đối chứng 95 3. Xây dựng - hiện thực quy trình tự động tính toán mô phỏng kì nạp và nén của động cơ VIKYNO RV165-2 95 x 3. Thực nghiệm đối chứng kết quả mô phỏng trong Ansys–Fluent 103 3. Tối ưu hóa cụm họng nạp động cơ VIKYNO RV165-2 bằng phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo và phương pháp tối ưu tiến hóa vi phân 111 3.

Quá trình thực hiện 111 3. Kết quả xấp xi bằng mạng nơ-ron nhân tạo 113 3. Xây dựng mối quan hệ giữa hệ số nạp và hệ số xoáy 120 3. Kết luận 124 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 126 4.

Kết quả đo đánh giá tính năng hoạt động của động cơ VIKYNO RV165-2 hiện hữu 126 4. Kết quả cải tiến họng nạp bên ngoài nắp xylanh (cổ nối bộ lọc gió) 127 4. Đặc tính làm việc của động cơ 127 4. Suất tiêu hao nhiên liệu tại công suất định mức 128 4.2 Hệ số nạp 129 4.3 Nhận xét kết quả cải tiến hình dạng họng nạp bên ngoài nắp xylanh 129 4.

Kết quả cải tiến toàn bộ họng nạp của động cơ VIKYNO RV165-2 130 4. Kết quả mô phỏng bằng phần mềm ANSYS-FLUENT 131 4. Kết quả so sánh hệ số nạp 131 4. Kết quả so sánh hệ số xoáy 134 4.3 Kết quả so sánh trường vận tốc, áp suất và nhiệt độ 135 4.2 Kết quả thực nghiệm 145 4.

Kết quả thực nghiệm đo các thông số vận hành của động cơ VIKYNO RV165-2 sau cải tiến 145 xi 4.2 So sánh kết quả thực nghiệm giữa động cơ hiện hữu và động cơ VIKYNO RV165-2 sau khi cải tiến 146 4.3 Nhận xét kết quả thực nghiệm của động cơ VIKYNO RV165-2 sau khi cải tiến toàn bộ hình dạng họng (bên trong lẫn bên ngoài nắp xylanh) 148 4.4 Kết luận 149 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 150 5.1 Kết quả đạt được của luận án 150 5.2 Đóng góp mới của luận án 150 5.