Đồ án tốt nghiệp - Nghiên cứu mô phỏng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Hydroge

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU HYDROGEN

GVHD

: PGS. TS LÝ VĨNH ĐẠT

SVTH

: NGUYỄN TẤN KIỆT

MSSV

: 20145110

SVTH

: TRƯƠNG TẤN THỊNH

MSSV

: 20145623

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 202

LỜI CẢM ƠN
Bốn năm học tập tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã
trôi qua đầy ắp kỷ niệm, là hành trang quý giá cho chúng em trên con đường tương lai.
Trước tiên, xin được gửi lời tri ân sâu sắc đến Ban Giám hiệu nhà trường. Nhờ sự
quan tâm và đầu tư của quý vị, cơ sở vật chất khang trang, hiện đại cùng thư viện phong
phú đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập và nghiên cứu hiệu quả. Môi trường
học tập năng động, sáng tạo tại trường là nguồn cảm hứng cho những dự án mà chúng
em thực hiện.
Lời tri ân tiếp theo xin được gửi đến PGS. TS Lý Vĩnh Đạt, Thầy trưởng Bộ môn Động
cơ. Thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và dìu dắt chúng em vượt qua
những khó khăn, thử thách trong quá trình nghiên cứu. Sự tâm huyết và nhiệt huyết của
Thầy là động lực to lớn giúp chúng em hoàn thành đề tài một cách trọn vẹn nhất.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô giáo trong Bộ môn
Động cơ, Bộ môn Khung gầm và Bộ môn Điện ngành Công nghệ Kỹ Thuật Ô tô. Nhờ
sự truyền đạt tận tình, chu đáo của các thầy cô, chúng em đã được tiếp cận những kiến
thức chuyên sâu, cập nhật nhất về lĩnh vực ô tô và thực hành trên các thiết bị hiện đại.
Nhân dịp này, chúng em kính chúc quý thầy cô sức khỏe, dồi dào nhiệt huyết và thành
công trong sự nghiệp giảng dạy. Chúc gia đình và bạn bè luôn hạnh phúc, an khang.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. HCM, ngày 30 tháng 05 năm 2024
Sinh viên 1

Sinh viên 2

Nguyễn Tấn Kiệt

Trương Tấn Thịnh

i

TÓM TẮT
Động cơ đốt trong đóng nhiệm vụ then chốt trong đời sống hiện đại, nhưng cũng là
nguồn phát thải khí độc hại đáng kể. Trọng tâm của nghiên cứu này là việc xác định ảnh
hưởng của nhiên liệu Hydrogen lên năng suất và tiêu thụ khí thải của động cơ 2AR-FE
áp dụng ứng dụng mô phỏng AVL BOOST.
Mô hình động cơ 2AR-FE được phát triển và mô phỏng hoạt động với các phần trăm
nhiên liệu Hydrogen riêng biệt (25%, 50%, 75%). Kết quả thể hiện:
•

Hiệu suất động cơ:
o

Công suất giảm nhẹ so với nhiên liệu Xăng: 1.79% (25% Hydrogen),
6.01% (50% Hydrogen), 15.82% (75% Hydrogen).

o

Moment giảm nhẹ so với nhiên liệu Xăng: 2% (25% Hydrogen), 6.5%
(50% Hydro
...

...
ipe 35
Pipe 36
Pipe 37
Pipe 38
Pipe 39
Pipe 40
Pipe 41
Pipe 42
Pipe 43
Pipe 44
Pipe 45
Pipe 46
Pipe 47

80
80
80
100
100
100
100
290
290
290
290
300
970
350
350

40
40
40
40
40
40
40
43
43
46
46
50
50
50
50

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

0.019
0.019
0.019
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.019
0.019
0.019
0.019

Phụ lục 1.5. Giá trị hệ số ma sát theo vật liệu và đường ống
Vật liệu
Đường kính ống [mm]
(độ nhám [mm])
30
60
100
Plastics (0.0015)
0.011
0.01
0.01
Thép mới (0.05)
0.023
0.019
0.017
Thép cũ (0.17)
0.032
0.027
0.023
Gang (0.25 – 0.5) 0.037 – 0.044 0.029 – 0.037 0.026 – 0.031

1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5

590
590
590
550
550
550
550
500
500
500
500
390
375
370
370

150
0.01
0.016
0.021
0.023 – 0.028

92

PHỤ LỤC 2. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ LIÊN QUAN ĐẾN XUPAP
Phụ lục 2.1 Mô hình nhiều xupap và cách tính hệ số hệ số Scale Factor.

-

Đường kính xupap nạp là 35.5 mm.

-

Đường kính xupap thải là 30.5 mm.

-

Đối với xupap nạp: ???????????? = ???????? ???? ???????? 2 = 1 × 36.52 = 0.946

-

Đối với xupap thải: ???????????? = ???????? ???? ???????? 2 = 1 × 31.52 = 0.9375

???? 2

35.52

????????

???? 2

30.52

????????

93

Phụ lục 2.2. Cách tính các thông số độ nâng xupap
Phụ lục 2.2.1. Cách tính độ nâng xupap

Góc phân phối khí của động cơ
Độ nâng xupap nạp và xupap thải qua công thức sau:

Trong đó:
????: Là độ nâng xupap tại góc mở ????????????.
????????????????: Là độ nâng tối đa của xupap
cr: Là góc quay tức thời của trục khuỷu
op: Là góc xupap bắt đầu mở
cl: Là góc xupap đóng

94

Phụ lục 2.2.2. Độ nâng xupap nạp
STT
Góc [0]
1
357
2
366
3
375
4
384
5
393.04762
6
402.09524
7
411.14286
8
420.19048
9
429.2381
10
438.28571
11
447.33
12
456.38095
13
465.42857
14
474.47619
15
483.52381
16
492.57193
17
501.61905
18
510.667
19
519.71429
20
528.7619
21
537.80932
22
546.85714
23
555.90476
24
564.95238
25
574
26
583
27
592
28
601

Độ nâng [mm]
0
0.129
0.509
1.12
1.9337
2.903
3.977
5.097
6.202
7.232
8.132
8.856
9.358
9.617
9.617
9.358
8.856
8.132
7.232
6.202
5.097
3.977
2.903
1.9337
1.12
0.509
0.129
0

95

Phụ lục 2.2.3. Độ nâng xupap thải
STT
Góc [0]
1
120
2
129
3
138
4
147.056
5
156.111
6
165.167
7
174.222
8
183.278
9
192.333
10
201.389
11
210.444
12
219.5
13
228.556
14
237.611
15
246.667
16
255.722
17
364.778
18
273.833
19
282.889
20
291.944
21
301
22
310
23
319
24
328
25
337
26
346
27
355
28
364

Độ nâng [mm]
0
0.129
0.509
1.124
1.94
2.911
3.987
5.107
6.213
7.243
8.142
8.862
9.363
9.619
9.615
9.352
8.843
8.117
7.213
6.08
5.073
3.96
2.892
1.929
1.12
0.509
0.129
0

96