Cơ khí chế tạo máy - Chương 6: Công nghệ mới trên động cơ đốt trong

Chương 6 Công nghệ mới trên động cơ đốt trong TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Kỹ thuật Giao thông Huỳnh Thanh Công htcong@hcmut.edu.vn CÔNG NGHỆ MỚI TRÊN ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG  Variable Valve Timing  Lyù thuyeát chaùy ngheøo  ÑC phun xaêng tröïc tieáp (GDI)  Boä xöû lyù khí thaûi  Hiệu suất của ĐC có thể cải tiến bàng cách dùng VVT với 2 vấn đề:  Tăng moment trên toàn bộ giải tốc độ của ĐC.  Giảm bsfc trên tải trọng của ĐC.  Valve timing tối ưu tại tốc độ cao. Tại tốc độ thấp, tăng 10% khí nạp vào xilanh làm giảm IMEP, do đó inlet valve đóng sớm tại tốc độ thấp. Tổn thất trong suốt QT nạp thảo  Valve timing trong ĐC kiểu cũ được tối ưu cho tốc độ cao, và các valve đóng sau điểm chết. Tại tốc độ thấp, 10% khí nạp bị đẩy ra ngòai, điều này làm giảm IMEP. Do đó, valve nạp sẽ được đóng sớm tại tốc độ thấp. Đồng thời tổn thất trong suốt quá trình trùng điệp trong ĐC. HT VVT giúp cải thiện QT nạp thải trong ĐC. 1. VARIABLE VALVE TIMING 1. VARIABLE VALVE TIMING 2. LÝ THUYẾT CHÁY NGHÈO  Nhằm giảm NOx mà không tăng HC trong ĐC xăng, giới hạn cháy trên được nâng lên đến 1,6.  Điều này có thể thực hiện bằng cách tăng tốc độ xóay lốc của hỗn hợp khí nạp và phun NL trong khí nạp, với HT nạp xóay lốc, tỉ số nén cao, tối ưu valve timinh, và HTĐL hiện đại. Với ĐC cháy nghèo khí thải và bsfc của ĐC giảm nhiều. 2. LÝ THUYẾT CHÁY NGHÈO  Bên cạnh nạp đồng nhất, nạp phân lớp cũng được sử dụng trong ĐC cháy nghèo. QT cháy bắt đầu từ SP trong vùng HH đậm đặc và phát triển đến vùng nghèo, điều này giúp giảm khí thải đặc biệt là NOx. Trong ĐC này, HT nạp đóng vai trò quan trọng nhằm tăng tốc dòng khí nạp và xóay lốc, cũng như 1 HTĐT phức tạp nhằm giảm khả năng cháy misfiring or knocking. 3. ĐC PHUN XĂNG TRỰC TIẾP (GDI)  Những phát triển gần đây đã kết hợp ưu điểm giữa ĐC SI và CI. ĐC GDI giúp ngăn chặn tổn thất xuyên qua họng carburetor tại tải trọng thấp và cho phép cải tiến sự tiêu hao NL đến hơn 20%. ĐC GDI họat động tại tỉ lệ NL nghèo với HTNL hiện đại và kết cấu BC phức tạp góp phần cải thiện quá trình cháy.  Chế độ họat động của ĐC GDI là sự kết hợp giữa ĐC SI và CI. ĐC được điều khiển bởi HTĐT phức tạp:  Tại tải và tốc độ thấp: QT cháy nghèo và nạp phân lớp.  Tại tải trọng và tốc độ cao: ĐC họat động ở trạng thái stoichiometric. 4. BỘ XỬ LÝ KHÍ THẢI  ĐC họat động nghèo có thể giúp giảm NOx, bên cạnh đó việc xử dụng Bộ xúc tác cũng góp phần làm giảm khí thải.  Selective Catalytic Reduction (SCR): kỹ thuật urea (NH) ứng dụng trong Bộ xúc tác giúp chuyển đổi NOx thành N2 và H2O, nó làm việc trong môi trường dư O2.  NOx Storage Reduction: trong suốt quá trình họat động: NO2 được hấp thu trên nền alkali-metal. Khi bề mặt kim lọai đã được điền đầy NO2, họat động sẽ bị ngắt để hỗn hợp giàu không khí đi qua, và quá trình chuyển hóa sẽ diển ra.