ĐỒ ÁN MÔN HỌC ỨNG DỤNG MÁY TÍNH TÌM HIỂU PHẦN MỀM ENGINE ANALYZER PRO V3.3

EAP có nhiều tùy chọn giúp các chuyên gia có thể mô phỏng thiết kế động cơ một các sáng tạo và khác lạ so với các động cơ phổbiến hiện nay, các tính năng chính của phần mềm được liệt kê

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



ĐỒ ÁN MÔN HỌC ỨNG DỤNG MÁY TÍNH

TÌM HIỂU PHẦN MỀM ENGINE ANALYZER PRO

V3.3

GVHD: PGS.TS LÝ VĨNH ĐẠT

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 20222

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC



ĐỒ ÁN MÔN HỌC ỨNG DỤNG MÁY TÍNH

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 20222

Ký tên

PGS.TS Lý Vĩnh Đạt

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

2 Phụ trách Chương 1 Nguyễn Văn Nhiên

Lê Đức Dũng

Hoànthành

3 Phụ trách Chương 2 Nguyễn Quốc Tuấn Hoàn

thành

4 Phụ trách mô phỏng Võ Phi Âu Hoàn

thành

LỜI CẢM ƠN!

Đối với đề tài nghiên cứu mà nhóm chúng em thực hiện lần này, mặc dù đã cốgắng hoàn thành tốt nhất có thể nhưng đâu đó chúng em cũng sẽ có những thiếu sótnhất định Hy vọng sẽ nhận được sự đóng góp ý kiến từ thầy và các bạn Để có đượcnhững nội dung được trình bày trong bài báo cáo chúng em không thể nào không kểđến sự giúp đỡ và tạo điều kiện của:

Bố mẹ ( phụ huynh sinh viên ): Là đấng sinh thành đã sinh ra chúng con và

hết mực thương yêu, dành những gì tốt đẹp nhất cho chúng con Người mà đã chochúng con hy vọng, niềm tin và động lực để chúng con có thể tự tin tiến bước đếnthành công của tương lai sau này Chúng con xin cảm ơn bố mẹ rất nhiều

GV Lý Vĩnh Đạt: Giảng viên hướng dẫn thực hiện đề tài, chúng em chắc chắn

sẽ không bao giờ quên được cách mà thầy đã nhiệt tình giúp đỡ và hướng dẫn kỹ càng

và truyền đạt các kiến thức từ cơ bản đến nâng cao, từ các bước để thực hiện bài báocáo được tốt như vậy Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy

Nhà trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh: Nơi đào

tạo và cung cấp cho chúng em điều kiện học tập, nghiên cứu, cũng như các tài liệu họctập bổ ích Có thể đáp ứng được cho việc lấy thông tin chính xác để thực hiện đề tài.Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

LỜI CẢM ƠN! i

Mục lục ii

Danh mục các hình iv

Danh mục các bảng vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng nghiên cứu 1

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Mục đích nghiên cứu 2

7 Cấu trúc bài tiểu luận 2

NỘI DUNG 3

Chương 1: Tìm hiểu về phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3 3

1.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3 3

1.2 Phần mềm mô phỏng động cơ Engine Analyzer Pro V3.3 4

1.2.1 Các thanh công cụ trên màn hình chính 4

1.2.2 Các chức năng của thanh công cụ 7

1.3 Ứng dụng của phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3 18

CHƯƠNG 2: Sử dụng phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3 để mô phỏng động cơ 2003 Ford Focus Stock 19

2.1 Cách khởi động chương trình 19

2.2 Lựa chọn động cơ trực tiếp từ phần mềm (2003 Ford Focus Stock) 20

2.3 Bảng số liệu, đồ thị và mô phỏng hoạt động của piston và cylinder 30

2.3.1 Bảng số liệu 30

2.3.2 Đồ thị 33

2.3.3 Mô phỏng hoạt động của piston, cylinder 37

KẾT LUẬN 40

Danh mục các hình

Hình 1.1: Màn hình giao diện chính của phần mềm EAP V3.3 4

Hình 1.2: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Short Block Specs” 7

Hình 1.3: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Cylinder Head Specs” 9

Hình 1.4: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Intake System Specs” 11

Hình 1.5: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Exhaust System Specs” 12

Hình 1.6: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Cam/Valve Train Specs” 13

Hình 1.7: Giao diện của thanh công cụ “Turbo/Supercharger Specs” 15

Hình 1.8 Giao diện của thanh công cụ “Calculate Performance Conditions” 16

Hình 2.1: Cách khởi động phần mềm EAP v3.3 19

Hình 2.2: Biểu tượng EAP 19

Hình 2.3: Cửa sổ cảnh báo 20

Hình 2.4: Giao diện chính của EAP 20

Hình 2.5: Các thông số thân máy trên cửa sổ Short Block Specs 21

Hình 2.6: Thông số Calculated Specs 22

Hình 2.7: Các thông số nắp máy trên cửa sổ Cylinder Head Specs 23

Hình 2.8: Thí nghiệm về dòng khí nạp trong cổng nạp 24

Hình 2.9: Các thông số của hệ thống nạp trên cửa sổ Intake System Specs 25

Hình 2.10: Các thông số của hệ thống xả trên cửa sổ Exhaust System Specs 26

Hình 2.11: Các thông số,đặc điểm của hệ thống cam và xupap trên cửa sổ Cam/Valve Train Specs 27

Hình 2.12: Cửa sổ lựa chọn hệ thống tăng áp 28

Hình 2.13: Các điều kiện để bắt đầu vận hành động cơ trên cửa sổ 29

Hình 2.14: Cửa sổ tính toán các dữ liệu của bảng số liệu 30

Hình 2.15: Cửa sổ tính toán kiểu “Normal” 31

Hình 2.16: Bảng số liệu đầy đủ sau khi đã được tính toán theo số vòng quay của động cơ RPM 31

Hình 2.17: Tính năng và chức năng của cửa sổ màn hình kết quả 32

Hình 2.18: Kết quả được biểu diễn bằng đồ thị 33

Hình 2.19: Giao diện tab chọn data của chức năng “Single Data Graphs” 35

Hình 2.20: Giao diện tab chọn data của chức năng “Mixed Data Graphs” 36

Hình 2.21: Giao diện tab của chức năng “Single Data Graphs” trong “Format” 36

Hình 2.22: Giao diện tab của chức năng “Mixed Data Graphs” trong “Format” 37

Hình 2.23: Giao diện của chức năng “See-Engine” 37

Hình 2.24: Các nút trên thanh công cụ của “See-Engine” 37 Hình 2.25: Hiệu ứng thể hiện chu trình làm việc trong các kỳ của động cơ 38 Hình 2.27: Các nút chức năng còn lại 39

Danh mục các bảng

Bảng 1.1: Các chức năng của thanh công cụ trên giao diện chính của màn hình 4

Bảng 1.2: Các chức năng của thanh công cụ “Short Block Specs” 7

Bảng 1.3: Các chức năng của thanh công cụ “Cylinder Head Specs” 9

Bảng 1.4: Các chức năng của thanh công cụ “Intake System Specs” 11

Bảng 1.5: Các chức năng của thanh công cụ “Exhaust System Specs” 12

Bảng 1.6: Các chức năng của thanh công cụ “Cam/Valve Train Specs” 13

Bảng 1.7: Các chức năng của thanh công cụ “Turbo/Supercharger Specs” 15

Bảng 1.8: Các chức năng của thanh công cụ “Calculate Performance Conditions” 16

Bảng 2.1: Chú thích các thông số được phần mềm tính toán 22

Bảng 2.2: Chức năng của các nút lệnh trên thanh công cụ 33

Bảng 2.3: Chức năng các công cụ trong giao diện GRAPH 34

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Với sự phát triển của khoa học và công nghệ trong mọi lĩnh vực, các loại máy móchiện đại được ra đời và dần thay thế các công việc của con người từ đơn giản nhất đếnphức tạp nhất Có thể nói “máy vi tính” là phát minh vĩ đại nhất mà loài người đã làm ra.Máy vi tính là công cụ số một để dùng trong việc sử dụng các phần mềm mô phỏng nhằmphục vụ cho việc nghiên cứu hầu hết các lĩnh vực trong khoa học kỹ thuật nói chung vàđối với lĩnh vực công nghệ kỹ thuật ô tô nói riêng Việc ứng dụng công nghệ thông tinvào lĩnh vực ô tô có thể giúp cho người đọc mô phỏng được quá trình thí nghiệm củamình trên máy tính cá nhân và cho kết quả nhanh và chính xác nhất Hiện tại với tìnhhình phát triển của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô đã có rất nhiều phần mềm được sửdụng để nghiên cứu, trong đó có hai loại phần mềm chính được ứng dụng rộng rãi đó làphần mềm để thiết kế và phần mềm mô phỏng động cơ Về phần mềm thiết kế thì có thểnhắc tới: Catia, Solid Work, Còn đối với phần mềm mô phỏng động cơ có những phầnmềm tiện ích như: Engine Analyzer Pro, AVL Boost, Matlab,…

Trong đó phần mềm Engine Analyzer Pro được rất nhiều chuyên gia trong lĩnhvực ô tô đánh giá là một phần mềm vô cùng hữu ích cho việc mô phỏng động cơ đốttrong, cho ra được kết quả gần đúng với việc thực nghiệm nhất Vì vậy nhóm chúng emquyết định chọn đề tài “ Tìm hiểu và ứng dụng phần mềm Engine Analyzer Pro trong môphỏng động cơ đốt trong” để tìm hiểu và xây dựng các phương pháp sử dụng cũng nhưứng dụng các tính năng của phần mềm Với hy vọng sẽ cung cấp cho người đọc một tàiliệu hữu ích khi muốn tìm hiểu về phần mềm này

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phần mêm ENGINE ANALYZER PRO V3.3 để mô phỏngcác thiết bị, động cơ cần thí nghiệm, từ đó dễ dàng tính toán, đo lường, kiểm tra động cơcần thí nghiệm Qua đó có thể chỉnh sửa bổ sung mà không cần phải tốn nhiều công sức,kinh tế

3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3, sử dụng phần

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp tham khảo, sưu tầm tài liệu chuyên ngành kỹ thuật ô tô

- Phương pháp mô phỏng sử dụng phần mềm Engine Analyzer Pro

- Phương pháp tra cứu internet, từ điển chuyên ngành kỹ thuật ô tô

- Áp dụng các phương pháp nghiên cứu: quan sát, tư duy, kiểm tra,

6 Mục đích nghiên cứu

- Củng cố và nâng cao kiến thức chuyên môn

- Nghiên cứu nhằm cải tiến tăng cường tính trực quan và tính ứng dụng của phươngtiện trong giảng dạy thực hành

- Giúp cho sinh viên nâng cao tinh thần trách nhiệm, lòng say mê học hỏi, sáng tạo

và sự đam mê nghề nghiệp

7 Cấu trúc bài tiểu luận

Ngoài phần mở đầu, nội dung, kết luận, đề tài gồm có 2 chương được bố cục nhưsau:

- Chương 1: Tìm hiểu phần mềm Engine Analyzer Pro v3.3

- Chương 2: Sử dụng phần mềm Engine Analyzer Pro v3.3 mô phỏng động cơ 2003Ford Focus Stock

NỘI DUNG

Chương 1: Tìm hiểu về phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3

1.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm Engine Analyzer Pro V3.3

ENGINE ANALYZER PRO V3.3 (EAP) là chương trình do tập đoànPerformance Trends sản xuất, nó là một phần mềm xây dựng và tính toán động cơ mộtcách chuyên nghiệp Các tay đua và kỹ sư có thể hiểu và dự đoán được nhiều khía cạnh

về công suất động cơ một cách đầy đủ nhất EAP có nhiều tùy chọn giúp các chuyên gia

có thể mô phỏng thiết kế động cơ một các sáng tạo và khác lạ so với các động cơ phổbiến hiện nay, các tính năng chính của phần mềm được liệt kê dưới đây:

Tính năng đặc điểm:

- Tính toán các thông số mỗi bước nhảy mỗi 4 độ trục khuỷu, động lực học nâng hạxupap, diện tích cổng nạp, thải, áp xuất xy lanh, để có độ chính xác cao trong tínhtoán tổn thất nhiệt người ta chia 0.1 độ để tính toán

- Mô phỏng đồ thị lực tác dụng lên xupap nạp và xả chính xác hơn

- Cung cấp độ thị dòng khí nạp, xả một cách đầy đủ, chính xác với độ chia đồ thịlên đến 8 điểm hành trình

- Thay đổi các thời điểm đóng mở xupap thông qua việc điều chỉnh trục cam, có thể

hỗ trợ điều chỉnh các loại xupapkhác nhau ( như cam Dr, cam loại CompetitionCam, cam loại Doctor Dr và nhiều loại khác )

- Với tính năng “ Cycle plot” cho phép vẽ hành trình nâng hạ xupap tại mọi thờiđiểm trong một chu kỳ, lưu lượng qua xupap, áp suất trong xy lanh, áp suất tácdụng lên xupap trong kì nổ, gia tốc piston và nhiều thông số khác

- Chức năng “RPM plot” cho phép vẽ đồ thị công suất

- Cung cấp các thông số đầu vào để mô phỏng động cơ như kích thước ổ bi, cáckhớp một chiều, độ rò rỉ khí nạp, xả và độ rò rỉ của nhiên liệu trong xy lanh quaxéc măng, chiều dài thanh truyền, góc đánh lửa, chỉ số octan (xăng), xetan(Diesel) của nhiên liệu…

- Thành lập thư viện để lưu các kết quả của thí nghiệm, thay đổi thông số các tập tàiliệu đã lưu một cách đơn giản và nhanh chóng

- Các thông số được xây dựng đầy đủ và cụ thể để người dùng lựa chọn như tỉ sốnén, hành trình cam…

- Cho phép xuất các dữ liệu làm cơ sở dữ liệu để tính toán hoặc làm tài liệu cho cácphần mềm khác

- Mô phỏng chi tiết về hệ thống tăng áp, siêu nạp trên động cơ

1.2 Phần mềm mô phỏng động cơ Engine Analyzer Pro V3.3

1.2.1 Các thanh công cụ trên màn hình chính

Phần mềm mô phỏng động cơ ENGINE ANALYZER PRO V3.3 (EAP V3.3) làphần mềm của hãng Performance Trend, Cửa sổ giao diện của phần mềm EAP V3.3 khikhởi động xong, để chuẩn bị bước vào quá trình xây dựng mô hình mô phỏng được thểhiện ở hình 1.1 Các thanh công cụ này giúp chúng ta sử dụng các thao tác ban đầu nhưtạo file mới, lưu file đã thiết lập, mở các file mẫu để nhằm mục đích thực hiện các bướcthiết lập tiếp theo cho các thông số của động cơ

Hình 1.1: Màn hình giao diện chính của phần mềm EAP V3.3

Cửa sổ giao diện của phần mềm EAP V3.3 khi khởi động xong, để chuẩn bị bướcvào quá trình xây dựng mô hình mô phỏng được thể hiện ở hình 1.1: Thanh công cụ File(engine), calc HP, Help, Perferences Các chức năng được thể hiện như sau:

Bảng 1.1: Các chức năng của thanh công cụ trên giao diện chính của màn hình

File

( Tài liệu)

Open Example Engine from Performances Trends

Mở các file mẫu động cơ cósẵn trong thư viện phần mềm

Open one of saved Engines

( Ctrl + O)

Mở các file mẫu của động cơ

đã lưu ở các thiết lập trước

Save Egine(Ctrl + S) Lưu thông tin đã thiết lập xong

mà không cần chỉnh sửa thêm

Save Engine as (Ctrl + B)

Lưu và muốn chỉnh sửa thôngtin của động cơ trước khi lưu

Open from Extrenal Drive

(Floppy or CD)

Mở các file mẫu đãđược thiết l ngoài máy tính

(USB,

CD)

Save to Extrenal Drive(Floppy or CD)

Lưu các file đã được thiết lậpngoài máy tính (USB, CD)

Import individual File Các file cá nhân quan trọng

Import All Files from Earlier Engine Analyzer

Transfer Program to Another

Display User’s Manual (with

Hiển thị hướng dẫn để xemcác file đã lưu (có thể muốnthay đổi các thông số hoặc

không)

Display V2.1 readme.doc File (Changes in old V2.1)

Giới thiệu sơ bộ về phiên

Restart Display Help Tips Các thao tác hướng dẫn khởi

động lại màn hình giao diện

Open from

Engine

Open Example Engine from

( Ctrl + O)

Save

complete

Engine

thông cho động cơ

Help Hướng dẫn thiết lập thông số

1.2.2 Các chức năng của thanh công cụ

 Short Block Specs

Khi nhấp chuột vào nút “Short Block Specs” ở góc trái màn hình giao diện

chính,phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số cho bộ phận thân máy nhưhình dưới:

Hình 1.2: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Short Block Specs”

Bảng 1.2: Các chức năng của thanh công cụ “Short Block Specs”

# of cylinder Số xylanh của động cơ

Water Pump & Drive Bơm nước và cách dẫn động

Engine + Dyno inertia /

Crank Design

Động cơ và lực quán tính/ kiểu trục khuỷu

 Cylinder Head Specs

Khi nhấp chuột vào nút “Cylinder Head Specs” ở góc trái màn hình giao diện

chính,phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số cho bộ phận nắp máy như

hình dưới:

Hình 1.3: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Cylinder Head Specs”

Bảng 1.3: Các chức năng của thanh công cụ “Cylinder Head Specs”

Intake

port specs

liệu, inch

đơn

hệ số dòng khí nạp

Combustion Chamber Compression Ratio Chamber Design

Buồng đốt

Tỉ số nénKiểu buồng đốt

Exhaust port

specs

Use Single flow Coef Use Flow Table

Sử dụng hệ số dòng khí thải đơn

Sử dụng bảng để tính toán cho hệ

số dòng khí thải

Material/ Coating Burn Rating

Vật liệu/ phủ cách nhiệt

Tỉ lệ cháy của nhiên liệu

 Intake System Specs

Khi nhấp chuột vào nút “Intake System Specs”trên màn hình giao diện chính, phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số cho hệ thống nạp như hình dưới:

Hình 1.4: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Intake System Specs”

Bảng 1.4: Các chức năng của thanh công cụ “Intake System Specs”

 Exhaust System Specs Các nút lệnh Chức năng

Runner Dia @ Head,

in

Đường kính đường ống nạp, inch

phút

Khi nhấp chuột vào nút “Exhaust System Specs” trên màn hình giao diện chính,

phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số cho hệ thống khí thải như hìnhdưới:

Hình 1.5: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Exhaust System Specs”

Bảng 1.5: Các chức năng của thanh công cụ “Exhaust System Specs”

Đường kính trong đoạn thứ 1, inch

Chiều dài đoạn thứ 1, inch

Section 2 , inside Dia , in Đường kính trong đoạn thứ 2, inch

Đường kính trong đoạn thứ 3, inch

Chiều dài đoạn thứ 3, inch

Runner Flow Coef Hệ số dòng không khí của ống nạp

Exhaust/ muffler system

Open head Full exhaust

Hệ thống xả/hệ thống giảm tiếng ồn

động cơKhông có hệ thống xả

Hệ thống xả đầy đủ

Collector specs No

collector Simple collector Detailed cllector

Các thông số ống thu khí xảKhông ống thu khí xảỐng thu khi xả đơn giảnỐng thu khí xả phức tạp

 Cam/Valve Train Specs

Khi nhấp chuột vào nút “Cam/Valve Train Specs” trên màn hình giao diện chính,

phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số cho hành trình cam và xupap nhưhình dưới:

Hình 1.6: Màn hình giao diện của thanh công cụ “Cam/Valve Train Specs”

Bảng 1.6: Các chức năng của thanh công cụ “Cam/Valve Train Specs”

“độ

Designed Valve Lash,

 Turbo/Supercharger Specs

Khi nhấp chuột vào nút “Turbo/Supercharger Specs” trên màn hình giao diện

chính, phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập những thông số cho các kiểu siêu nạp,tăng áp cho thông số của bô tăng áp, siêu nạp như hình dưới:

Bảng 1.7: Các chức năng của thanh công cụ “Turbo/Supercharger Specs”

khí thải

 Calculate Performance Conditions

Khi nhấp chuột vào nút “Calculate Performance Conditions” trênmàn hình giao

diện chính, phần mềm sẽ hiển thị cửa sổ để thiết lập các thông số nhằm mục đích đảm

bảo thực hiện các điều kiện tính toán như hình dưới

Hình 1.8 Giao diện của thanh công cụ “Calculate Performance Conditions”

Bảng 1.8: Các chức năng của thanh công cụ “Calculate Performance Conditions”

Barometric Pressure, “ hg” Áp suất khí trời

Dew Point, deg F Độ phun tơi của nhiên liệu

Fuel specs:

Type ( fuel)

Fuel octane ( RM)/2

Thông số của nhiên liệu:

Loại nhiên liệuChỉ số octan của nhiên liệu (xăng), cetan (diesel)