Nghiên cứu tối ưu quá trình nạp và hình thành hỗn hợp của động cơ diesel vikyno RV195
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.05 MB, 134 trang )
Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------------
VƯƠNG NHƯ LONG
NGHIÊN CỨU TỐI ƯU QÚA TRÌNH NẠP VÀ
HÌNH THÀNH HỖN HP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL
VIKYNO – RV195
Chuyên ngành : Kỹ Thuật Ôtô-Máy Kéo
Mã số:
60.52.53
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tp. HCM, thaùng 09/2005
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày . . . . tháng . . . . năm 2005.
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : VƯƠNG NHƯ LONG
Ngày, tháng, năm sinh : 19 – 08 – 1979
Chuyên ngành : Kỹ thuật Ôtô- Máy kéo
Phái:
Nam
Nơi sinh: Hưng Yên
MSHV: 01303297
I- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU TỐI ƯU QÚA TRÌNH NẠP VÀ HÌNH THÀNH HỖN
HP CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL VIKYNO – RV195
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tổng Quan
2. Khảo Sát Và Đánh Giá Động Cơ Diesel 1 Xi-Lanh Cỡ Nhỏ Đang Chế
Tạo, Sử Dụng Trên Thế Giới Và Việt Nam
3. Nghiên Cứu Cơ Sở Lý Thuyết Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn
Hợp Của Động Cơ Diesel
4. Nghiên Cứu Tốu Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thanh Hỗn Hợp Của
Động Cơ RV-195 Bằng Phần Mềm Boost
5. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Của Đề Tài
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 12-2004
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30-09-2005
V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. NGUYỄN HỮU HƯỜNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM NGÀNH
BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
TS. Nguyễn Hữu Hường PGS.TS. Pham Xuân Mai
KS.Ngô Xuân Ngát.
Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành
thông qua.
Ngày … tháng … năm 2005
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH
Luận văn cao học
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt hai năm học vừa qua Tôi đã được sự giúp đỡ, động viên, khuyến
khích của cơ quan, gia đình, các Thầy/Cô và các bạn cùng lớp Cao học khoá 14
ngành Ôtô- Máy kéo đã giúp Tôi trong công việc cũng như nghiên cứu.
Trước tiên, Tôi vô cùng biết ơn sự tận tình hướng dẫn của Thầy TS Nguyễn
Hữu Hường. Thầy đã luôn động viên giúp đỡ Tôi từ những ngày đầu tới khi hoàn
thành luận văn. Đồng thời Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Ths Huỳnh
Thanh Công, người đã tận tình hướng dẫn Tôi làm quen và sử dụng phần mềm mô
phỏng BOOST; là phần mềm đã và đang được sử dụng trong nghiên cứu thiết kế
động cơ đốt trong. Xin chân thành cảm ơn tất cả những gì Thầy đã truyền đạt và
dạy dỗ cho Tôi.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý Thầy/Cô trường Đại Học Bách Khoa
Tp.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm quý
báu trong suốt hai năm học vừa qua.
Cuối cùng Tôi xin cảm ơn Cha, Mẹ, gia đình đã luôn động viên và giúp đỡ, tạo
điều kiện tốt nhất cho tôi trên suốt con đường học vấn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày 19 tháng 08 năm 2005.
Học viên thực hiện
KS. Vương Như Long
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
TÓM TẮT
Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài luận văn thạc só “Nghiên cứu tối ưu qúa
trình nạp và hình thành hỗn hợp của động cơ diesel VIKYNO – RV195” được
trình bày theo trình tự logic sau:
Chương 1:
Tiến hành tìm hiểu các vấn đề liên quan đến đề tài, cách tiếp cận và
nghiên cứu đề tài.
Chương 2:
Khảo sát các loại động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ đang sử dụng trên thế
giới và ở Việt Nam. Từ đó rút ra được: nhu cầu của thị trường Việt Nam đối với
mặt hàng này là rất lớn, khả năng chế tạo động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ ở Việt
Nam. Với nhu cầu thực tế và khả năng chế tạo động cơ diesel cỡ nhỏ ở trong
nước đòi hỏi phải nghiên cứu, phân tích các tính năng kỹ thuật của động cơ
diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ nói chung và động cơ RV-195 nói riêng. Từ đó rút ra
những thiếu sót của động cơ RV-195 để tiến hành nghiên cứu, cải tiến và hoàn
thiện động cơ RV-195.
Qua các phân tích trên, nhận thấy hệ thống nạp của động cơ RV-195 còn
thiếu sót làm cho hiệu suất nạp của động cơ thấp, do đó phải nghiên cứu tối ưu
qúa trình nạp của động cơ RV-195.
Chương 3:
Nghiên cứu lý thuyết qúa trình nạp và hình thành hỗn hợp, các yếu tố ảnh
hưởng đến hiệu suất nạp, các phương pháp nâng cao hiệu suất nạp động cơ như:
tăng số lượng xupáp, thay đổi kích thước và kết cấu đường ống nạp, dùng thiết bị
tăng áp, thay đổi biên dạng cam và góc phối khí. Từ đó rút ra được các phương
pháp để tối ưu qúa trình nạp và hình thành hỗn hợp của động cơ RV-195.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương 4:
Qua các phương pháp rút ra ở chương 3, tiến hành mô phỏng trên phần
mềm Boost các phương án:
1. Thay đổi biên dạng cam
2. Thay đổi góc phối khí
3. Thay đổi kích thước đường ống nạp
Với việc chạy mô phỏng nhiều lần trong từng phương án, rút ra được các
vấn đề cần cải tiến để hệ thống nạp của động cơ RV-195 được tối ưu.
Chương 5:
Kết luận chung những vấn đề đã đạt được trong phạm vi nghiên cứu của
đề tài. Các hướng (vấn đề) cần nghiên cứu tiếp của đề tài để qúa trình nạp và
hình thành hỗn hợp của động cơ RV-195 được hoàn thiện hơn.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
MỤC LỤC
Mục lục
Trang
Lời Cảm tạ
Tóm Tắt
Mục lục
Chương I: Tổng Quan
1.1
Tình hình nghiên có liên quan đến đề tài trong và ngoài
nước
1.2
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3
Ý nghóa thực tiễn của đề tài
1.4
Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu
Chương II: Khảo Sát Và Đánh Giá Động Cơ Diesel 1 Xi-Lanh Cỡ Nhỏ
Đang Chế Tạo, Sử Dụng Trên Thế Giới Và Việt Nam
2.1
Khảo sát tổng quan và phạm vi ứng dụng của các loại
động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
2.1.1
Sản xuất và sử dụng động cơ diesel 1 xi-lanh trên thế giới
2.1.1.1
Động cơ nghiên cứu
2.1.1.2
Động cơ phục vụ sản xuất
2.1.1.3
Phạm vi sử dụng
2.1.2
Sản xuất và sử dụng tại Việt nam
2.1.2.1
Sản xuất tại Việt nam
2.1.2.2
Khai thác và sử dụng tại Việt nam
2.2
Khảo sát hệ thống nạp của các loại động cơ diesel 1 xilanh cỡ nhỏ trên thế giới
2.3
Khảo sát và đánh giá động cơ VIKYNO, đặc biệt là động
cơ
RV-195
2.3.1
Khả năng nghiên cứu, chế tạo động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ
nhỏ tại VIKYNO
2.3.1.1
Các loại động cơ sản xuất tại VIKYNO
2.3.1.2
Khả năng nghiên cứu, chế tạo của công ty VIKYNO
2.3.2
Đánh giá các tính năng kỹ thuật của động cơ RV-195
2.3.2.1
Thông số kỹ thuật của động cơ RV-195
2.3.2.2
Kết cấu đường ống nạp của động cơ RV-195
2.3.2.3
Độ nâng xupáp và pha phối khí của động cơ RV-195
2.3.2.4
Khảo sát các đặc tính của động cơ RV-195 bằng phần mềm
BOOST
2.3.2.4.1 Giới thiệu chung về phần mềm mô phỏng BOOST
2.3.2.4.1 Cấu trúc cơ sở của phần mềm BOOST
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
1
1
1
1
2
3
3
3
3
4
5
5
6
6
8
8
10
10
16
16
17
20
21
22
22
23
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
2.3.2.4.3
2.3.2.4.4
2.3.2.4.5
2.3.2.5
2.3.3
2.4
Mục lục
Mô hình mô phỏng
27
Kết qủa mô phỏng
34
Nhận xét kết qủa mô phỏng
35
Đánh giá tính năng kỹ thuật của động cơ RV-195
36
Những điểm còn tồn tại của động cơ RV-195 đặc biệt là
những tồn tại của hệ thống nạp
37
Kết luận
37
Chương III: Nghiên Cứu Lý Thuyết Qúa Trình Nạp Và Hình Thành
Hỗn Hợp Của Động Cơ Diesel
3.1
Khái niệm chung về qúa trình nạp
3.2
Nghiên cứu lý thuyết hình thành hỗn hợp trong động cơ
diesel phun trực tiếp
3.2.1
Nghiên cứu đường ống nạp
3.2.1.1
Đường ống nạp
3.2.1.2
nh hưởng của kết cấu đường ống nạp đối với lưu chất
3.2.1.3
nh hưởng của tiết diện ống tới lưu chất
3.2.1.4
Hiệu ứng động của dao động áp suất trong qúa trình thay
đổi môi chất
3.2.2
Ngiên cứu qúa trình hình thành tia phun
3.2.3
Nghiên cứu đặc tính bay hơi của hạt nhiên liệu trong dòng
khí vận động xoáy lốc
3.2.4
Nghiên cứu qúa trình hòa trộn và khuếch tán của dòng khí
vào chùm hạt nhiên liệu trong tia phun
3.3
Nghiên cứu các phương pháp cải thiện qúa trình nạp và
hình thành hỗn hợp
3.3.1
Hiệu suất nạp động cơ
3.3.1.1
Định nghóa
3.3.1.2
Phương trình tổng quát của hiệu suất nạp
3.3.1.3
nh hưởng của một số yếu tố tới hiệu suất nạp của động cơ
4 kỳ
3.3.2
Phương pháp cải tiến đường nạp
3.3.2.1
Tăng số lượng xupáp
3.3.2.2
Thay đổi kết cấu đường ống nạp
3.3.3
Phương pháp sử dụng thiết bị tăng áp
3.3.3.1
Tăng áp động cơ bằng dẫn động cơ khí
3.3.3.2
Tăng áp nhờ năng lượng khí thải
3.3.4
Phương án thay đổi góc phối khí
3.4
Kết luận
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
39
39
41
41
41
42
45
45
53
54
55
56
56
56
57
58
64
65
65
66
67
68
71
73
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Mục lục
Chương IV: Nghiên Cứu Tối Ưu Qúa Trình Nạp Và Hình Thành Hỗn
Hợp Của Động Cơ RV-195 Bằng Phân Mềm BOOST
4.1
Sơ đồ giải thuật tối ưu qúa trình nạp của động cơ RV-195
4.2
Các phương án tối ưu qúa trình nạp và hình thành hỗn
hợp
4.2.1
Phương án 1 – thay đổi biên dạng cam
4.2.1.1
Độ nâng xupáp và pha phối khí của phương án 1
4.2.1.2
Kết qủa mô phỏng
4.2.1.3
Nhận xét
4.2.2
Phương án 2 – thay đổi góc phối khí
4.2.2.1
Kết qủa mô phỏng
4.2.2.2
Nhận xét
4.2.3
Phương án 3 – thay đổi kích thước đường ống nạp
4.2.3.1
Phân tích kết cấu đường ống nạp ở các trường hợp
4.2.3.2
Kết qủa mô phỏng
4.2.3.3
Nhận xét
4.3
Hướng thiết kế cải tiến
4.4
Phân tích và đánh giá kết qủa
Chương V: Kết Luận Và Hướng Phát Triển Đề Tài
5.1
Kết luận
5.2
Hướng phát triển đề tài
Tài liệu tham khảo
Phụ lục 1
Phụ lục 2
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
74
74
76
76
77
82
83
84
85
89
89
90
90
93
93
95
99
99
100
101
102
111
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương I:
Chương 01: Tổng quan
TỔNG QUAN
1.1 Tình hình nghiên liên quan đến đề tài trong và ngoài nước.
Trong phần này, đề tài tập trung tìm hiểu các đề tài liên quan đã nghiên
cứu trong và ngoài nước theo hướng nghiên cứu tối ưu quá trình hình thành hỗn
hợp cũng như các biện pháp nâng cao hiệu suất nạp và công suất đối với các loại
động cơ Diesel 1 xi-lanh hiện nay.
Cùng với sự phát triển của ngành điều khiển tự động, ngành động cơ cũng
có những phát triển vượt bậc; với việc ứng dụng điều khiển tự động vào điều
khiển các qúa trình của động cơ, một trong các qúa trình đó là qúa trình nạp.
Hiện nay các đề tài nghiên cứu về qúa trình nạp của động cơ chủ yếu tập trung
vào việc ứng dụng điều khiển tự động để thay đổi tiết diện lưu thông, chiều dài
ống nạp, thời gian đóng mở xupáp theo tốc độ động cơ sao cho với mỗi tốc độ
khác nhau động cơ đều có hiệu suất nạp cao nhất.
1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng chính của đề tài là nghiên cứu động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
hiện đang được sử dụng tại Việt nam do Công ty VYKINO (Biên hòa) chế tạo,
đặc biệt là model RV195.
Phạm vi nghiên cứu tập trung chủ yếu vào việc tìm ra các biện pháp tối ưu
quá trình hình thành hỗn hợp bên trong động cơ phun trực tiếp này, từ đó đề xuất
các phương án nâng cao hiệu suất nạp và công suất có ích của động cơ.
1.3 Ý nghóa thực tiễn của đề tài.
Động cơ VIKYNO - RV195 hiện đang được sử dụng rất phổ biến trong nông
nghiệp tại Việt nam. Các nghiên cứu chuyên sâu nhằm hoàn thiện loại động cơ sẽ góp
phần nâng cao hiệu năng và giảm giá thành động cơ; từ đó tìm ra các loại vật liệu và
nhiên liệu mới hiệu quả hơn.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
1
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương 01: Tổng quan
1.4 Phương pháp tiếp cận và nghiên cứu.
Đề tài tập trung nghiên cứu các lý thuyết liên quan đến quá trình hình
thành hỗn hợp, các phương pháp cải thiện quá trình nạp cũng như các biện pháp
nâng cao công suất động cơ.
Phần nghiên cứu kiểm tra đánh giá sẽ được thực hiện bằng các phần mềm
thông dụng hiện nay tại Phòng Thí nghiệm Động cơ đốt trong, Khoa Kỹ thuật
Giao thông; đặc biệt là trên phần mền BOOST của hãng AVL.
Các tài liệu nghiên cứu sẽ được cập nhật tại thư viện trường, trên internet
hoặc được cung cấp bởi các nhà sản xuất động cơ.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
2
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II:
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘNG CƠ DIESEL 1
XI-LANH CỢ NHỎ ĐANG CHẾ TẠO, SỬ DỤNG
TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.
2.1 Khảo sát tổng quan và phạm vi ứng dụng của các loại động cơ Diesel 1
xi-lanh cỡ nhỏ
Trong lịch sử phát triển của loài người, một trong những thành tựu vó đại nhất là
phát minh ra động cơ đốt trong. Từ khi ra đời đến nay động cơ đốt trong nói chung
và động cơ Diesel nói riêng không ngừng được nghiên cứu, cải tiến và ngày càng
hoàn thiện. Có thể nói ngày nay động cơ Diesel có mặt ở khắp nơi trên thế giới,
chúng mang lại những lợi ích vô cùng to lớn cho con người.
2.1.1 Sản xuất và sử dụng động cơ Diesel 1 xi-lanh trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng thuộc nhiều quốc gia sản xuất động cơ
Diesel nổi tiếng như: KOBUTA, CUMMINS, ISUZU, YANMA… Tuy nhiên nói về
sản xuất động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ thì ta có thể chia làm 2 xu hướng: động cơ
nghiên cứu và động cơ phục vụ sản xuất.
2.1.1.1 Động cơ nghiên cứu
Hình 2.1: Động cơ nghiên cứu của hãng AVL
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
3
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Động cơ nghiên cứu là loại động cơ đặc biệt mà khi thiết kế chế tạo người ta
đặc biệt lưu ý tới tính bền và khả năng thay đổi các thông số trong động cơ. Hầu
như các hệ thống đều có khả năng chịu bền nhiệt và cơ học cao, đồng thời trong qúa
trình thử nghiệm ta có thể thay đổi các thông số để đạt được kết qủa đầu ra như
mong muốn.
Động cơ nghiên cứu chủ yếu được lắp đặt trong các phòng thí nghiệm của các
trường đại học, viện nghiên cứu hay phòng nghiên cứu phát triển sản phẩm mới của
các công ty sản xuất động cơ. Mục đích chủ yếu là để nghiên cứu cải tiến động cơ
ngày càng hoàn thiện cũng như cho ra đời các mẫu động cơ mới đáp ứng tốt hơn nhu
cầu của người sử dụng.
2.1.1.2 Động cơ phục vụ sản xuất
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất động cơ Diesel. Nhưng đối
với động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ được dùng phổ biến hiện nay là động cơ của
các hãng: YANMA, KUBOTA, FUJIKURA… của Nhật và một số hãng của Trung
Quốc như: CHANGCHAI Co., Ltd, CHANGFA GROUP…
Changchai Co., Ltd
ChangFa Group
Hình 2.2: Một số động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Nói chung các hãng động cơ đều đưa ra những loại động cơ có mẫu mã đẹp,
tính năng cao và giá cả phải chăng. Đây là những đối thủ cạnh tranh đáng kể cho
các nhà sản xuất động cơ của Việt Nam.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
4
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
2.1.1.3 Phạm vi sử dụng
Ưu điểm rất lớn của động cơ Diesel là số vòng quay nhỏ, mômen xoắn lớn, đặc
biệt là rất dễ sử dụng và bảo dưỡng. Do những ưu điểm trên nên hiện nay trên thế
giới động cơ Diesel 1 xi-lanh được sử dụng làm nguồn động lực chính cho các thiết
bị ở các lónh vực nông – lâm - ngư nghiệp như:
- Phát nguồn động lực cho các máy canh tác nông nghiệp: máy cày, máy xới,
máy bừa, máy bơm nước, máy phun thuốc trừ sâu, máy gieo hạt, máy gặt đập
có công suất nhỏ…vv.
- Phát nguồn động lực cho các máy chế biến nông sản thô sau thu hoạch: máy
xay xát, máy sàng…vv.
- Phát nguồn động lực cho các máy phục vụ sinh hoạt nông thôn: máy phát
điện, máy bơm nước, máy hàn điện …, có công suất nhỏ.
- Nguồn phát động lực cho các phương tiện vận chuyển nông thôn: xe công
nông, xuồng máy, ghe máy…vv.
2.1.2 Sản xuất và sử dụng tại Việt Nam
Việt Nam là một nước nông nghiệp đồng thời lại có những vùng đất lâm
nghiệp rộng lớn, trù phú cũng như hệ thống sông ngòi chằng chịt và hàng ngàn km
bờ biển. Do đó việc sản xuất và sử dụng động cơ Diesel 1 xi-lanh ở Việt Nam là hết
sức cần thiết và nó sẽ mang lại nguồn lợi về kinh tế rất lớn.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
5
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
2.1.2.1 Sản xuất tại Việt Nam
Sản phẩm cung cấp cho thị trường
Ngành công nghiệp động cơ của
Việt Nam còn kém phát triển. Hiện nay,
30000
25000
Sản phẩm
việc chế tạo động cơ ở Việt Nam chủ
yếu do sự chuyển giao thiết kế và công
nghệ của một số hãng trên thế giới như:
20000
15000
10000
5000
0
KOBUTA, YNMA… ở Việt Nam, việc
2001
2002 Năm 2003
2004
Hình 2.3: Sản lượng cung cấp cho thị
trường từ 2001 đến nay (Theo VEAM)
sản suất động cơ Diesel và các phụ tùng
động cơ do các công ty: VIKYNO,
VINAPPRO, Công ty Diesel Sông Công, Công ty Phụ tùng máy số 1, Công ty cơ khí
Trần Hưng Đạo, Công ty Phụ tùng máy số 2…đảm trách.
2.1.2.2 Khai thác và sử dụng tại Việt Nam
Tại Việt Nam hiện nay, động cơ Diesel có công suất nhỏ được sử dụng rất rộng
rãi tại các vùng nông thôn. Đây chính là nguồn động lực chủ yếu trong công cuộc cơ
giới hóa nông thôn ở nước ta.
-
Tại hai đồng bằng lớn của nước ta là Bắc Bộ và Nam Bộ: loại động cơ này
được sử dụng rất phổ biến, nó được dùng làm nguồn động lực để thay thế
sức người như: “máy cày, máy xới, máy bừa, máy gieo hạt, máy gặt đập, máy
bơm nước…vv ” phục vụ trong công tác đồng áng. Mặt khác, nó còn được
chọn làm nguồn động lực phục vụ trong sinh hoạt, chế biến nông sản và
làm phương tiện vận chuyển.
-
Tại các vùng cao nguyên: động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ thường được
chọn làm nguồn động lực để làm các máy phục vụ lâm nghiệp như: “máy
bơm nước, máy phun thuốc trừ sâu, máy phát điện, máy xay xát…vv”. Mặt
khác, nó còn được chọn là nguồn động lực cho các phương tiện vận chuyển
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
6
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
nông thôn như “ các loại xe độ chế, xe công nông” để phục vụ cho công tác
vận chuyển nông phẩm tại các trang trại, rẫy nương, nông trường cà phê,
cao su …vv.
-
Tại các vùng ven biển và những vùng có mạng lưới sông ngòi chằng chịt:
loại động cơ này được dùng làm nguồn động lực cho các thiết bị chuyên
chở đường sông, đường biển cỡ nhỏ.
Theo nghiên cứu dự báo của thị trường động cơ một xi-lanh tại Việt nam của
Tổng công ty Máy động lực Việt Nam (VEAM), chúng ta có các thông tin như sau:
+ Các sản phẩm động lực do Việt Nam sản xuất từ năm 2001 đến 2004.
(Đơn vị: cái)
Tên sản phẩm
Năm 2001
Năm 2002
Năm 2003
Năm 2004
Động cơ Diesel
14809
15066
18263
24000
Máy kéo
1756
2496
2447
2700
+ Nhu cầu thị trường sử dụng động cơ có dãy công suất nhỏ hơn 40 ML từ 2001
đến 2010.
(Đơn vị: cái)
Sản phẩm
Động cơ Diesel
Nhu cầu thị trường
80.000
110.000
115.000
số lượn g động cơ
Nhìn chung, các loại động cơ
Diesel một xi-lanh công suất nhỏ (ứng
với dãy công suất 5…40 ML), thường sử
dụng rất rộng rãi tại các vùng nông
24.000
140000
80.000
119.000
Nhu cầu thị trường
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Năm
thôn và một phần nhỏ cho các công
Hình 2.4: Dự báo nhu cầu thị trường động
cơ công suất nhỏ (Theo dự báo của VEAM).
việc công nghiệp tại thành thị của tất cả
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
Kế hoạch sản xuất của VEAM
7
HVTH: KS. Vương Nhö Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
các nước, bởi tính kinh tế và dãy công suất làm việc của nó rất tương thích với các
yêu cầu công suất nhỏ và rất dễ sử dụng, giá thành phù hợp với người sử dụng.
2.2 Khảo sát hệ thống nạp của các loại động cơ Diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
trên thế giới
Xu hướng cải tiến để tăng hiệu suất nạp của động cơ Diesel hiện nay là tối
ưu hóa kết cấu của đường ống nạp sao cho động cơ đạt hiệu suất nạp tốt nhất ở
những số vòng quay khác nhau. Hiện nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của
ngành điều khiển tự động được ứng dụng vào động cơ, đã mở ra một hướng mới cho
việc tăng hiệu suất nạp động cơ, đó là: thay đổi hành trình đóng mở xupáp; thay đổi
chiều dài đường nạp khi động cơ làm việc ở những tốc độ khác nhau. Tuy nhiên
việc thay đổi hành trình đóng mở xupáp, thay đổi chiều dài đường ống nạp chủ yếu
áp dụng trên động cơ nhiều xi-lanh, có công suất lớn và có tốc độ làm việc thường
xuyên thay đổi. Còn ở động cơ 1 xi-lanh, công suất nhỏ thì hầu như không được áp
dụng vì hiệu qủa kinh tế không cao.
2.3 Khảo sát và đánh giá động cơ VIKYNO, đặc biệt là động cơ RV - 195
Công ty Máy Nông Nghiệp Miền Nam với tên giao dịch là VIKYNO - viết tắt
từ cụm từ Việt Nam Kỹ Nghệ Nông Cơ, là doanh nghiệp hàng đầu trong lónh vực
nông ngư cơ tại Việt Nam. VIKYNO trực thuộc TỔNG CÔNG TY MÁY ĐỘNG
LỰC VÀ MÁY NÔNG NGHIỆP / BỘ CÔNG NGHIỆP.
VIKYNO là công ty chuyên:
Sản xuất kinh doanh các loại máy nổ từ 5 đến 30 mã lực (ML) theo
công nghệ tiên tiến của KUBOTA (Nhật Bản); các loại máy công tác
phục vụ nông lâm ngư nghiệp và phụ tùng thay thế …
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
8
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Gia công và xuất khẩu các sản phẩm cơ khí theo đơn đặt hàng trong và
ngoài nước.
Dịch vụ hậu mãi và chăm sóc khách hàng chu đáo.
Máy xới tay MK120
Máy phun thuốc MPT260
Động cơ Diesel RV125-2
Động cơ xăng 168F-2
Máy bơm nước BAS2
Máy bơm nước BN250
Bơm thổi khí BTK5
Máy phát điện MF5
Hình 2.5: Một số sản phẩm của VIKYNO
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
9
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
2.3.1 Khả năng nghiên cứu, chế tạo động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ tại
VIKYNO.
2.3.1.1
Các loại động cơ sản xuất tại VIKYNO
Hiện tại công ty VIKYNO đang sản suất 2 loại động cơ: động cơ xăng và
động cơ diesel cỡ nhỏ.
¾ Động cơ xăng: Công ty chủ yếu sản xuất
động cơ xăng 4 kỳ, 1 xi-lanh cỡ nhỏ. Hiện
nay công ty đã sản xuất các loại động cơ
168F, 168F-L với công suất 5,5 (ML) và
168F-2, 168F-2L với công suất 6,5 (ML).
Hình 2.6: Động cơ xăng sản
xuất tại VIKYNO
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT:
KIỂU
168F
168F-2
168F-2L
4 kỳ, 1 xi-lanh, xi-lanh nghiêng 25o so với
Loại
phương ngang
Đường kính x hành trình pittông (mm)
Thể tích xi-lanh
168F-L
(cm3)
68x45
68x54
163
196
Công suất định mức
(ML/v/p)
4,6/3600
4,6/1800
5,5/3600
5,5/1800
Công suất tối đa
(ML/v/p)
5,5/3600
5,5/1800
6,5/3600
6,5/1800
Mômen xoắn cực đại
(kGm/v/p)
0,92/3000 1,92/1500 1,12/3000 2,24/1500
Tỷ số nén
8,5
Nhiên liệu
Xăng
Thể tích thùng nhiên liệu
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
(lít)
3,6
10
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Suất tiêu hao nhiên liệu
(g/ML/h)
Dung tích nhớt bôi trơn
250
(lít)
0,6
Hệ thống khởi động
Kéo giật bằng tay
Hệ thống làm mát
Gió
Hệ thống đánh lửa
Điện tử
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài x rộng x cao
(mm)
14
16
16
18
362-312-
365-344-
376-324-
376-352-
335
335
335
335
¾ Động cơ diesel: là loại động cơ 4 kỳ, 1 xi-lanh. Chia làm 3 kiểu: kiểu D, kiểu
RV và kiểu EV có dải công suất từ 5 (ML) tới 30 (ML).
Kiểu D: Gồm các loại D9, D9N, D9H.
Hình 2.7a: Động cơ D9N
Hình 2.7b: Động cơ D9H
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT:
KIỂU
D9
Loại
D9H
4 kỳ, 1 xi-lanh nằm ngang
Đường kính x hành trình pittông mm)
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
D9N
90x105
11
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Thể tích xi-lanh
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
(cm3)
667
Công suất định mức
(ML/v/p)
7,5/1800
Công suất tối đa
(ML/v/p)
9/2200
(kGm/v/p)
4,04/1500
Mômen xoắn cực đại
Tỷ số nén
16,5
Nhiên liệu
Diesel
Thể tích thùng nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
(lít)
11
(g/ML/h)
200
Hệ thống đốt nhiên liệu
Dung tích nhớt bôi trơn
Phun gián tiếp
(lít)
2
Hệ thống khởi động
Tay quay
Hệ thống làm mát
Thể tích nước làm mát
(lít)
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài x rộng x cao
(mm)
139
Két nước
Thùng nước
3
11
137
135
755x440x521 708x440x521 715x440x521
Kiểu RV: Gồm các loại RV50, RV50N, RV50H, RV60, RV60N, RV60H,
RV70, RV70N, RV70H, RV95, RV95N, RV95H, RV105, RV105N, RV105H,
RV125-2, RV125N-2, RV125H-2, RV165, RV165N, RV165H, RV195N,
RV195H. Các ký hiệu RV-là kiểu, 50, 60…-là công suất (5, 6…mã lực), N-két
nước, H-thùng nước, 2-số trục cân bằng. Do đó các loại động cơ có cùng công
suất mà khác nhau ở các ký hiệu N, H thì có cùng các thông số kỹ thuật chỉ
khác nhau là: nếu có ký hiện N thì hệ thống làm mát dùng két nước, còn H
thì hệ thống làm mát dùng thùng nước.
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
12
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Hình 2.8a: Động cơ RV
Hình 2.8b: Động cơ RV-H
Hình 2.8b: Động cơ RV-N
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT:
KIỂU
RV50
Loại
RV70
4 kỳ, 1 xi-lanh nằm ngang
Đường kính x hành trình pittông (mm)
Thể tích xi-lanh
RV60
(cm3)
72x75
76x75
80x75
305
340
376
Công suất định mức
(ML/v/p)
4,5/2200
5/2200
6/2200
Công suất tối đa
(ML/v/p)
5/2400
6/2400
7/2400
(kGm/v/p)
1,62/1800
1,94/1800
2,26/1800
Mômen xoắn cực đại
Tỷ số nén
24
Nhiên liệu
Diesel
Thể tích thùng nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
(lít)
7,5
(g/ML/h)
203
Hệ thống đốt nhiên liệu
Dung tích nhớt bôi trơn
Phun gián tiếp
(lít)
2
Hệ thống khởi động
Tay quay
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài x rộng x cao
(mm)
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
65
66
68
619x322x435 619x322x435 619x322x435
13
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
KIỂU
RV80
Loại
RV95
RV155
4 kỳ, 1 xi-lanh nằm ngang
Đường kính x hành trình pittông (mm)
(cm3)
Thể tích xi-lanh
82x84
86x84
88x90
443
487
547
Công suất định mức
(ML/v/p)
7/2200
8/2200
9/2200
Công suất tối đa
(ML/v/p)
8/2400
9,5/2400
10,5/2400
(kGm/v/p)
2,63/1800
3,08/1800
3,4/1800
Mômen xoắn cực đại
Tỷ số nén
18
Nhiên liệu
Diesel
Thể tích thùng nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
(lít)
9,5
(g/ML/h)
185
Hệ thống đốt nhiên liệu
Dung tích nhớt bôi trơn
Phun trực tiếp
(lít)
2
Hệ thống khởi động
2,5
Tay quay
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài – rộng – cao
(mm)
KIỂU
97
82
92
714x353x466 714x353x466 747x360x472
RV125-2
Loại
RV165
RV195
4 kỳ, 1 xi-lanh nằm ngang
Đường kính x hành trình pittông (mm)
Thể tích xi-lanh
10,5
(cm3)
94x90
110x100
110x105
624
950
997
Công suất định mức
(ML/v/p)
10,5/2200
14,5/2200
16/2200
Công suất tối đa
(ML/v/p)
12,5/2400
16,5/2400
19/2200
(kGm/v/p)
4,04/1800
Mômen xoắn cực đại
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
14
6/1800
HVTH: KS. Vương Nhö Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Tỷ số nén
18
20
18,5
Nhiên liệu
Diesel
Thể tích thùng nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
(lít)
10,5
(g/ML/h)
17
185
Hệ thống đốt nhiên liệu
190
Phun trực tiếp
Dung tích nhớt bôi trơn
(lít)
2,8
4,8
Hệ thống khởi động
Tay quay – khởi động điện
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài x rộng x cao
(mm)
105
180
182
747x370x472 871x453x625 871x453x625
Kiểu EV: Gồm các loại EV2100-N,
EV2100-H, EV2400-N, EV2400-H,
EV2600-N, EV2600-H. Các ký hiệu
N-két nước, H-thùng nước. Do đó các
loại động cơ có cùng công suất mà
khác nhau ở các ký hiệu N, H thì có
cùng các thông số kỹ thuật chỉ khác
Hình 2.9: Động cơ kiểu EV
nhau là: nếu có ký hiện N thì hệ
thống làm mát dùng két nước, còn H
thì hệ thống làm mát dùng thùng nước.
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT:
KIỂU
EV2100
Loại
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
EV2600
4 kỳ, 1 xi-lanh nằm ngang
Đường kính x hành trình pittông(mm)
Thể tích xi-lanh
EV2400
110x105
116x105
118x108
997
1109
1181
(cm3)
15
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Công suất định mức
(ML/v/p)
16/2200
17/2200
20/2200
Công suất tối đa
(ML/v/p)
19/2200
22/2200
25/2400
(kGm/v/p)
7,42/1200
8,3/1200
8,92/1400
16
17
16,5
Mômen xoắn cực đại
Tỷ số nén
Nhiên liệu
Diesel
Thể tích thùng nhiên liệu
Suất tiêu hao nhiên liệu
(lít)
16
(g/ML/h)
165
Hệ thống đốt nhiên liệu
Dung tích nhớt bôi trơn
Phun trực tiếp
(lít)
5
Hệ thống khởi động
Tay quay
Trọng lượng tịnh
(kG)
Dài x rộng x cao
(mm)
2.3.1.2
184-177
190-184
192-185
943x453x667
Khả năng nghiên cứu, chế tạo
VIKYNO là một trong những Công ty có khả năng nghiên cứu, chế tạo và lắp
ráp động cơ diesel cỡ nhỏ mạnh nhất Việt Nam hiện nay. Ngoài kim phun và bơm
cao áp phải nhập từ nước ngoài, các chi tiết còn lại đều do Công ty tự sản xuất hoặc
nhập phôi từ các Công ty thành viên trong VEAM. Các chi tiết được tiến hành gia
công, lắp ráp và chạy thử để cho ra đời những động cơ mang nhãn hiệu VIKYNO.
2.3.2 Đánh giá các tính năng kỹ thuật của động cơ RV – 195
Động cơ RV195 là động cơ Diesel một xi-lanh được nghiên cứu và sản xuất
dựa trên thiết kế của động cơ Diesel RV165 và EV24, do công ty VIKYNO chế tạo.
Đây là dạng động cơ tónh tại, xi-lanh đặt nằm ngang, kích thước bao của động cơ
như sau: L×B×H = 871×460×625 (mm).
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
16
HVTH: KS. Vương Như Long
Luận văn cao học
Chương II: Khảo sát và đánh giá động cơ diesel 1 xi-lanh cỡ nhỏ
Hình 2.10: Động cơ diesel RV – 195
2.3.2.1
TT
Thông số kỹ thuật của động cơ RV – 195
HỆ THỐNG
NỘI DUNG
ĐƠN VỊ
Số xi-lanh
01
Thông số
chung
1
Đường kính xi-lanh (D)
mm
110
Hành trình pittông (S)
mm
105
Thể tích công tác (Vh)
cm3
997
ng nạp dạng tiếp tuyến, xoáy
Tỷ số nén
18,5
Tốc độ cực đại (tức thời)
V/ph
2510
Công suất cực đại
ML/v/p
19/2200
Mô men xoắn cực đại
kGm/v/p
6/1800
kg
182
mm
54
mm
7
Khối lượng tịnh
02
Hệ thống phát Chiều cao từ đỉnh pittông tới
lực
đường tâm chốt
Chiều dày đỉnh pittông
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Hường
GIÁ TRỊ
17
HVTH: KS. Vương Như Long
