i
MC LC
MC LC .......................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. iv
LI CẢM ƠN ................................................................................................... v
DANH MC CÁC HÌNH VẼ/ SƠ ĐỒ ........................................................... vi
DANH MC CÁC BNG BIU ................................................................... xii
DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CH VIT TT .................................... xiv
M ĐẦU ........................................................................................................... 1
i. S cn thiết của đề tài ..................................................................................................... 1
ii. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 2
iii. Đối tượng và phm vi nghiên cu ............................................................................... 2
iv. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................. 2
v. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tin ......................................................................... 3
vi. Tính mi của đề tài ....................................................................................................... 3
vii. Các ni dung chính ca đề tài ..................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TNG QUAN ............................................................................. 4
1.1. Tng quan v nhiên liu sinh hc .............................................................................. 4
1.1.1. S cn thiết phi nghiên cu và ng dng nhiên liu sinh hc ............................ 4
1.1.2. Các loi nhiên liu sinh học được s dụng trên phương tiện ................................ 5
1.2. Nhiên liu cồn ethanol và xăng sinh hc ................................................................... 6
1.2.1. Nhiên liu cn ethanol ............................................................................................. 6
1.2.2. Xăng sinh học ........................................................................................................... 9
1.2.3. Sn xut và s dng cồn ethanol và xăng sinh học trên phương tiện ................ 10
1.3. Các nghiên cu s dụng xăng sinh học có t l cn ethanol lớn trên động cơ xăng
............................................................................................................................................ 13
1.3.1. Các nghiên cu trên thế gii ................................................................................. 13
1.3.2. Các nghiên cu ti Vit Nam................................................................................. 25
1.4. Kết luận Chương 1 .................................................................................................... 28
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYT ............................................................... 29
2.1. Quá trình cháy của động cơ xăng khi sử dụng xăng sinh học ............................... 29
2.1.1. Quá trình cháy trong động cơ xăng ...................................................................... 29
2.1.2. Quá trình cháy ca động cơ xăng khi sử dng xăng sinh học ............................ 31
ii
2.2. Lý thuyết mô phỏng động cơ xăng khi sử dng xăng sinh học ............................. 34
2.2.1. Mô hình hn hp nhiên liu .................................................................................. 34
2.2.2. Mô hình cháy .......................................................................................................... 34
2.2.3. Mô hình truyn nhit ............................................................................................. 42
2.2.4. Mô hình phát thi ................................................................................................... 45
2.2.5. Mt s mô hình ph khác ...................................................................................... 47
2.3. H thống điều khiển điện t trên động cơ phun xăng khi sử dng xăng sinh học có
t l cn ethanol ln ti 100% ......................................................................................... 51
2.3.1. Cu to h thống điều khiển điện t trên động cơ ............................................... 51
2.3.2. Cơ sởthuyết chuyển đổit s dụng xăng thông thường sang s dụng xăng sinh
hc có t l cn ethanol ti 100% .................................................................................... 54
2.3.3. B d liu chuẩn trong động khi sử dụng xăng sinh hc t l cn ethanol
ln ti 100% ...................................................................................................................... 58
2.4. Kết luận chương 2 ..................................................................................................... 61
CHƯƠNG 3. PHỎNG ĐỘNG PHUN XĂNG ĐIỆN T KHI S
DỤNG XĂNG SINH HỌC CÓ T L CN ETHANOL TI 100% .......... 62
3.1. Đối tượng nghiên cu và xây dựng mô hình động cơ ............................................ 62
3.1.1. Đối tượng nghiên cu ............................................................................................ 62
3.1.2. Xây dựng mô hình động cơ .................................................................................... 63
3.2. Đánh giá khả năng thích ng ca ECU nguyên bản trên động ô phun xăng
đin t khi s dụng xăng sinh học có t l cn ethanol ti 100% ................................ 64
3.2.1. Hiu chuẩn mô hình và đánh giá khả năng thích ứng ca ECU nguyên bn ... 65
3.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của xăng sinh hc t l cn ethanol ln ti tham s ca
mô hình cháy Fractal ....................................................................................................... 80
3.2.3. Xác định h s dư lượng không khí
ca hn hp cháy vi các t l cn ethanol
khác nhau ......................................................................................................................... 81
3.3. Nghiên cu mô phng xây dng b thông s chun với xăng sinh học ................ 82
3.3.1. Tính toán mô phỏng lượng nhiên liệu phun đảm bo h s lượng không khí
= 1 .................................................................................................................................. 82
3.3.2. Tính toán góc đánh lửa sm để mô men động cơ đạt Memax khi s dụng xăng sinh
hc ..................................................................................................................................... 87
3.4. Kết luận chương 3....................................................................................................... 92
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THC NGHIM ............................................ 94
4.1. Đối tượng, nhiên liu và trang thiết b phc v nghiên cu thc nghim ........... 93
4.1.1. Đối tượng th nghim ............................................................................................ 93
4.1.2. Nhiên liu th nghim ........................................................................................... 93
iii
4.1.3. Trang thiết b th nghim ...................................................................................... 94
4.2. Th nghim hiu chun mô hình mô phng và b thông s chuẩn động cơ khi sử
dụng xăng sinh học có t l cn ethanol ti 100% ........................................................ 96
4.2.1. Mục tiêu, phương pháp và chế độ th nghim ..................................................... 96
4.2.2. Kết qu th nghim ................................................................................................ 98
4.3. Thiết kế, chế to b điu khin ECU ph khi s dụng xăng sinh hc t l cn
ethanol ti 100% ............................................................................................................ 102
4.3.1. Thiết kế chế to b điều khin ECU ph cho động cơ Toyota 1NZ-FE ............ 102
4.3.2. Nghiên cu np b thông s chun lên ECU ph .............................................. 109
4.4. Th nghiệm đánh giá tính năng kinh tế, k thut phát thải động xăng khi
đưc lp thêm ECU ph trên băng thử động cơ ......................................................... 110
4.4.1. Mục tiêu, phương pháp và chế độ th nghim ................................................... 110
4.4.2. Kết qu th nghiệm trên băng thử động cơ ........................................................ 110
4.5. Th nghiệm tính năng kinh tế, k thut phát thi của xe ô được lp thêm
ECU ph trên băng thử ô tô .......................................................................................... 115
4.5.1. Mục tiêu, phương pháp và chế độ th nghim ................................................... 115
4.5.2. Kết qu th nghim vi ô tô nguyên bản khi chưa lắp ECU ph ...................... 116
4.5.3. Kết qu th nghim với ô tô được lp thêm ECU ph ....................................... 119
4.6. Kết luận Chương 4 .................................................................................................. 123
KT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIN CỦA ĐỀ TÀI ............. 125
Kết lun chung: .............................................................................................................. 125
ng phát trin của đề tài: ......................................................................................... 126
TÀI LIU THAM KHO ............................................................................. 127
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CA LUN ÁN ........ 137
PH LC
iv
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây đ tài nghiên cu do tôi thc hin. Lun n c s dng mt
phn kt qu do tôi nhm nghiên cứu thực hiện trong Đ tài cp nhà ớc “Nghiên cứu
thiết kế chế to h thng phun nhiên liệu điện t cung cấp xăng sinh học t l cn
etanol ti 100% (E100) cho động ô xe máy sử dng nhiên liu linh hot”, s
ĐT.09.2014/NLSH do PGS.TS Phm Hu Tuyn ch nhiệm đề tài t chc ch trì
Trường Đại hc Bách khoa Ni, thuc Đề án Phát trin nhiên liu sinh học đn năm 2015,
tm nhìn đn năm 2025, do B Công Thương qun lý. Tôi đã được ch nhiệm đề tài đồng ý
cho s dng mt phn kt qu của Đề tài cấp nhà nước và vic vit lun án.
Tôi xin cam đoan cc số liu kt qu nêu trong lun án trung thực chưa từng được
ai công b trong các công trình nào khác.
Hà Ni, ngày tháng năm 2018
Tp th gio viên hướng dn
PGS.TS Phm Hu Tuyn PGS.TS Phạm Văn Thể
Nghiên cu sinh
Nguyn Khánh Tùng
LỜI CM ƠN
Tôi xin chân thành cm ơn Trường Đại hc Bách khoa Hà Ni, Vin Sau đại hc, Vin
khí Đng lc, B môn Đng đốt trong, Phòng thí nghiệm Đng đốt trong đã cho
phép và giúp đỡ tôi thc hin lun án trong thi gian hc tp, nghiên cu tại Trường Đại hc
Bách khoa Hà Ni.
Tôi xin bày t lòng bit ơn sâu sắc đn PGS.TS Phm Hu Tuyn PGS.TS. Phm
Văn Thể đã chu đo, tn tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi thc hin và hoàn thành lun án.
Tôi xin chân thành cm ơn Lãnh đạo Cc ng dng Phát trin công ngh - B Khoa
hc và Công nghệ, Ban điều hành đề án Phát trin nhiên liu sinh hc - B Công thương và
cc đồng nghiệp đã ủng h, tạo điều kin thun lợi để tôi có th hoàn thành lun án.
Tôi xin chân thành cm ơn cc Gio sư, Ph Gio sư, Tin cc nhà khoa học đã
dành thời gian quý bu để đọc và góp ý giúp tôi hoàn thin lun án.
Cui cùng, xin gi li cm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người đã luôn
đng viên khuyn khích trong sut thi gian tham gia nghiên cu thc hin công trình
này.
Nghiên cu sinh
Nguyn Khánh Tùng