Đồ Án Ứng dụng phần mềm HydSim để mô phỏng hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A

MỤC LỤC
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 4
2. Giới thiệu phần mềm HydSim . 5
2.1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm 5
2.1.1. Tạo mô hình trong không gian hai chiều. 5
2.1.2. Nhập thông số ban đầu. 6
2.1.3. Chạy phần mềm để tính toán. 6
2.1.4. Bộ xử lý PP2 (Post-Processor PP2). 6
2.1.5. Bộ xử lý PP3 (Post-Processor PP3). 7
2.2. Giới thiệu các nhóm phần tử trong phần mềm 7
2.2.1. Các nhóm phần tử trong phần mềm 7
2.2.2. Các nhóm phần tử cần thiết cho việc mô phỏng cho hệ thống
nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp piston plunger. 9
3. Khảo sát hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A 47
3.1. Giới thiệu chung về động cơ Dongfeng S1100A 47
3.2. Khảo sát cụ thể hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A 50
3.2.1. Đặc điểm chung về hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A 50
4. Sử dụng phần mềm HydSim mô phỏng hệ thống nhiên liệu
động cơ Dongfeng S1100A 59
4.1. Sơ đồ giải thuật của phương pháp mô phỏng. 59
4.2. Xây dựng sơ đồ hệ thống nhiên liệu và liệt kê các phần tử cần thiết để mô phỏng. 60
4.3. Xây dựng mô hình hệ thống nhiên liệu động cơ Dongfeng S1100A 61
4.3.1. Tạo mô hình khối bơm cao áp. 62
4.3.2. Tạo mô hình khối đường ống cao áp. 63
4.3.3. Tạo mô hình khối vòi phun. 63
4.3.4. Tạo mô hình khối buồng cháy. 63
4.3.5. Kết nối các khối mô hình thành mô hình mô phỏng hệ thống nhiên liệu. 64
4.4. Khai báo dữ liệu đầu vào cho các phần tử 65
4.4.1. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử cam lồi 65
4.4.2. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử piston plunger. 67
4.4.3. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử cửa nạp/ tràn thẳng hàng. 67
4.4.4. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 1. 68
4.4.5. Khai báo dữ liệu đầu vào phần tử áp suất ban đầu của nhiên liệu. 69
4.4.6. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất trước van cao áp. 69
4.4.7. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử van cao áp có vành giảm áp. 70
4.4.8. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng áp suất sau van cao áp. 70
4.4.9. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống cao áp. 71
4.4.10. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống dọc thân vòi phun. 72
4.4.11. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử khoang chuyển tiếp. 72
4.4.12. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử đường ống xiên
dẫn đến khoang nâng kim phun(3 đường). 73
4.4.13. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng nâng kim phun. 73
4.4.14. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử kim phun. 74
4.4.15. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử vòi phun. 74
4.4.16. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử rò rỉ số 2. 77
4.4.17. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử biên áp suất (dầu hồi). 77
4.4.18. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử lò xo kim phun. 78
4.4.19. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử liên kết piston plunger với con đội 79
4.4.20. Khai báo dữ liệu đầu vào cho phần tử buồng cháy. 79
4.5. Khai báo dữ liệu ban đầu cho các phần tử 80
4.5.1. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử cam lồi 80
4.5.2. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử piston plunger. 80
4.5.3. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng trước van cao áp. 80
4.5.4. Khai báo điều kiện ban đầu cho phần tử buồng sau van cao áp. 81
4.5.5. Khai báo điều kiện ban đầu phần tử đường ống cao áp,
lỗ dọc thân vòi phun, lỗ dọc thân kim phun. 81
4.5.6. Khai báo điều kiện ban đầu phần tử kim phun. 81
4.6. Khai báo tính chất nhiên liệu. 82
4.7. Khai báo tính chất khí nạp trong buồng cháy. 82
4.8. Lựa chọn những thông số đầu ra. 83
4.8.1. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử cam lồi 83
4.8.2. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử piston plunger. 84
4.8.3. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử buồng trước van cao áp. 85
4.8.4. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử van cao áp có vành giảm áp. 85
4.8.5. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử khoang nâng kim phun. 86
4.8.6. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử kim phun. 86
4.8.7. Lựa chọn thông số đầu ra của phần tử vòi phun. 87
4.9. Chạy chương trình tính toán. 87
4.9.1. Khai báo hộp thoại "Điều khiển tính toán". 87
4.9.2. Chạy chương trình tính toán. 88
4.10. Xuất kết quả mô phỏng và nhận xét 89
4.10.1. Cách xuất kết quả. 89
4.10.2. Nhận xét kết quả. 89
4.10.3. Đánh giá chung về chất lượng phun nhiên liệu từ kết quả mô phỏng. 97
5. Đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số đến chất lượng
phun nhiên liệu. 97
5.1. Thay đổi tốc độ trục cam 97
5.2. Thay đổi áp suất buồng cháy. 98
6. Kết luận. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO 100
1. Mục đích và ý nghĩa của đề tài
Kể từ khi ra đời cho đến nay, động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Diesel đã không ngừng cải tiến và chế tạo mới những bộ phận, hệ thống nhằm nâng cao hiệu suất, giảm tiêu hao nhiên liệu và ô nhiễm môi trường. Một trong những hệ thống có ảnh hưởng quyết định đến các chỉ tiêu trên đó là hệ thống nhiên liệu và cụ thể là việc phun nhiên liệu vào buồng cháy. Nhiên liệu được cung cấp vào buồng cháy vào thời điểm nào, chất lượng tia phun như thế nào để cho quá trình cháy diễn ra tốt nhất. Vì vậy việc nghiên cứu nhằm làm cho hệ thống nhiên liệu hoạt động tốt nhất, tối ưu nhất luôn nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu. Hiện nay, việc thực hiện những cải tiến trên có thể được tiến hành thuận lợi hơn nhờ sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực công nghệ thông tin. Việc áp dụng các phần mềm tin học để thiết kế, mô phỏng, tính toán không những rút ngắn đáng kể thời gian, công sức cho người thiết kế mà còn cho kết quả rất chính xác.
Với mong muốn tìm hiểu công dụng của các phần mềm tin học chuyên ngành động cơ đốt trong, em đã chọn phần mềm HydSim (Hydraulic Simulation) dùng để mô phỏng, tính toán hệ thống nhiên liệu của động cơ Diesel có tên Dongfeng S1100A. Dùng phần mềm này để mô phỏng tình trạng cung cấp nhiên liệu hiện tại của động cơ. Qua đó đánh giá sự ảnh hưởng của những thông số kết cấu, những điều kiện biên và những thông số vận hành đến chất lượng phun nhiên liệu, đây là cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo, cải thiện hệ thống nhiên liệu nhằm nâng cao chất lượng phun nhiên liệu cho động cơ. Phần mềm này được xây dựng trên cơ sở là thuyết động lực học và dao động chất lỏng của những hệ thống đa phần tử. Có nhiều cách để ứng dụng phần mềm này, ta có thể kết nối các biểu tượng và sau đó nhập các thông số đầu vào của các chi tiết và lấy ra các thông số của việc phun nhiên liệu để khảo sát và kiểm nghiệm hoặc là ngược lại để có nhanh các thông số chính xác của các chi tiết cần thiết kế.
Từ việc mô phỏng, tính toán việc phun nhiên liệu của động cơ Dongfeng S1100A nói riêng, tức là hệ thống nhiên liệu Diesel, ta có thể mở rộng ứng dụng của phần mềm ra cho hệ thống nhiên liệu dùng xăng hoặc các loại nhiên liệu thay thế khác, hệ thống bôi trơn và rộng hơn nữa là phân tích động lực học của những hệ thống thủy lực và thủy cơ.