Problems of Mathematical Modeling of the Marine Diesel Engine Working Cycle for the Diagnostic Purposes

Abstract:

In the paper the first phase of a mathematical model construction of processes occurring in the cylinder during the working cycle of marine internal combustion engine is presented. The physical model of the mechanical and thermodynamic processes taking place when marine diesel engine drives a synchronous generator is described. In addition, assumptions of the mathematical model developed for marine engine diagnostics are discussed. The input parameters of the model and some simplifying assumptions have been presented. In parallel with the mathematical model, a computer program was created to facilitate carrying out the calculations. Descriptions of the mathematical model and a computer program are illustrated by means of graphs of selected parameters of combustion engine as a function of rotation angle of the crankshaft.

• Periodical: Solid State Phenomena (Volume 236)
• Pages: 212-219
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.236.212
• Online since: July 2015
• Authors: Aleksy Cwalina, Tomasz Kniaziewicz, Marcin Zacharewicz
• Keywords: Diesel Engine, Modeling, Physical Processes

References

[1] Cwalina A., Zacharewicz M., Conception and practical application of a measuring device for energetic parameters measurement of a mechatronic object, Solid State Phenomena 2012/180.

DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.180.185

[2] Cwalina A., Zacharewicz M., Preliminary investigations of a generating set of the ship's Power station In the aspect of diagnosing selected parts of its construction al structure, Combustion engines 4/(2011).

[3] Cwalina A., Zacharewicz M., Research on energetic processes in a marine diesel engine driving a synchronous generator for diagnostic purposes Part – 1 physical model of the processes, Journal of Polish CIMAC, Gdańsk (2013).

[4] Cwalina A., Zacharewicz M., The conception of diagnosing the technical condition of marine diesel engine driving a synchronous generator, Polish Journal of Environmental Studies Vol. 20 No. 5A.

[5] Girtler, J., i inni, Identyfikacja stanu technicznego układów korbowo – tłokowych silników o zapłonie samoczynnym, ze szczególnym uwzględnieniem emisji akustycznej jako sygnału diagnostycznego, Opracowanie w ramach projektu badawczego MNiSW nr: N504 043 31/3480.

[6] Kowalski J., Assessment of the 3-d combustion model in the marine 4-stroke engine, Journal of Polish CIMAC Vol. 9 No 1 (2014).

[7] Kowalski J., 3d mesh model for rans numerical research on marine 4- stroke engine, Journal of Polish CIMAC Vol. 9 No 1 (2014).

[8] Korczewski Z., Endoskopia silników okrętowych, AMW, Gdynia (2008).

[9] Korczewski Z., Diagnostyka eksploatacyjna silników okrętowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Radomskiej, Transport nr 2(23)/(2005).

[10] Korczewski Z., Pojawa B., Diagnostyka endoskopowa silników okrętowych, XXXII Ogólnopolskie Sympozjum Diagnostyka Maszyn, Węgierska Górka, 28. 02-05. 03. (2005).

[11] Korczewski Z., Failures' identification of cylinder liners of marine diesel engines in operation, Journal of Polish CIMAC, Diagnosis, Reliability and Safety, Vol. 2, No. 2/ (2007).

[12] Lamas M.I., Rodriguez C.G., Rebollido J.M., numerical model to study the valve overlap period in the WÄRTSILÄ 6l 46 four-stroke marine engine, Polish Maritime Research v. 19 Issue 1 (2012).

DOI: 10.2478/v10012-012-0004-8

[13] Łutowicz, M., Identyfikacja procesu sprężania okrętowego tłokowego silnika spalinowego dla potrzeb diagnostyki jego przestrzeni roboczych, Rozprawa Doktorska, AMW, Gdynia (2006).

[14] Polanowski S., Studium metod analizy wykresów indykatorowych w aspekcie diagnostyki silników okrętowych, AMW, Gdynia (2007).

[15] Rychter T., Teodorczyk A., Modelowanie matematyczne roboczego cyklu silnika tłokowego, PWN, Warszawa (1990).

[16] Sobieszczański, M., Modelowanie procesów zasilania w silnikach spalinowych, WKŁ, Warszawa (2000).

[17] Zacharewicz M., Metoda diagnozowania przestrzeni roboczych silnika okrętowego na podstawie parametrów procesów gazodynamicznych w kanale zasilającym turbosprężarkę, Rozprawa doktorska, AMW (2009).

[18] Zadrąg R. i inni, Modele identyfikacji stanu technicznego silnika na podstawie oceny emisji składników spalin, Sprawozdanie z projektu badawczego nr 4T12D 055 29, AMW, Gdynia (2008).