УДОСКОНАЛЕННЯ МОДЕЛІ ЗГОРЯННЯ ПАЛИВА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПРИ ЗАСТОСУВАННІ ЇЇ В ЦИФРОВОМУ ДВІЙНИКУ

Abstract

Застосування цифрових двійників є перспективним рішенням для підвищення ефективності роботи суднових енергетичних установок, зокрема їхніх важливих компонентів – суднових двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ). Цифровий двійник, який реалізується на зовнішньому сервері, або як складова частина локальної системи моніторингу двигуна, використовується для автоматичної обробки даних із сенсорів, які встановлені на двигуні, накопичення статистики, визначення поточного технічного стану двигуна, ефективності його застосування, ідентифікації можливих несправностей і ухвалення рішень щодо змін у програмах експлуатації. Ключовим елементом цифрового двійника є математична модель робочого циклу суднового дизеля. У роботі розглядається окреме питання застосування цифрових двійників, що застосовуються для моніторингу технічного стану та діагностики несправностей суднових двигунів внутрішнього згоряння, а саме проблема синтезу характеристик тепловиділення в циліндрі двигуна. Мета роботи – удосконалення моделі згоряння палива, яка застосовується для синтезу характеристик тепловиділення, завдяки врахуванню змінного середнього діаметра крапель паливного факела протягом процесу впорскування, адже відомо, що на початку та наприкінці процесу впорскування спостерігається погіршення умов розпилювання пального. Результати. У результаті виконання досліджень з’ясований механізм впливу значення середнього діаметра розпилу на взаємопов’язані процеси випаровування та вигоряння палива; показано, що врахування змінного характеру тонкості розпилу протягом процесу впорскування суттєво впливає як на перебіг процесів тепловиділення, так і на утворення шкідливих речовин. Висновки. Отже, урахування змінного значення середнього діаметра крапель палива протягом процесу впорскування дозволяє більш точно відобразити реальні процеси у двигуні, збільшити можливості налаштування й адаптування цифрового двійника. Водночас використання повною мірою отриманих додаткових можливостей моделі потребує оцінки або вимірювання характеристик впорскування палива під час роботи двигуна, вирішення цього завдання становить перспективу майбутніх досліджень.