Разработка и тестирование прототипа программного обеспечения для имитационного моделирования эффективных показателей двигателя внутреннего сгорания с учетом механических потерь в основных узлах и агрегатах (заключительный)

Количество: страниц - 73; приложений - 1; иллюстраций - 44; таблиц 2. Разработан и интегрирован расчетный модуль для моделирования стартера двигателя в виде задания раскручивающего момента по определенному закону. Модуль представлен в программном обеспечении как модель связи, который может быть подключен к модели элемента, описывающего кривошипно-шатунный механизм двигателя. Модуль имеет графический интерфейс для настройки параметров стартера. Разработан и интегрирован расчетный модуль для моделирования механических передач в виде расчет передающих моментов в передаче (цепной, ременной, зубчатоременной) и механических потерь в передаче. Динамические эффекты в этих моделях передач описаны в приближении классической вязко-упругой связи. Cубмодели мехпотерь реализованы как варианты с постоянным КПД, так и соответствующими квазистатическими моделями механических потерь. Разработан и интегрирован расчетный модуль для моделирования механических потерь в осевом вентиляторе. Разработан и интегрирован расчетный модуль для моделирования механических потерь в центробежном водяном насосе. Разработан и интегрирован расчетный модуль для моделирования механических потерь в шестеренном масляном насосе. Проведено тестирование разработанного прототипа программного обеспечения и сравнение получаемых данных с характеристиками двигателя 6ЧН9/9 (6-цилиндровый, четырехтактный, оппозитный, с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (дизель) с газотурбинным наддувом (ГТН)). Показано соответствие прототипа требованиям технического задания: время расчета одного рабочего цикла двигателя не превышает 10 секунд, а погрешность моделирования индикаторной мощности, давления в камере сгорания и механических потерь для режимной точки по внешней скоростной характеристике составляет менее 10. Прототип обеспечивает моделирование двигателей внутреннего сгорания с диаметром цилиндра в диапазоне 15...250 мм. Разработанный прототип программного обеспечения предназначен для: - прогнозирования основных показателей и механических потерь в двигателях внутреннего сгорания; - применения нуль- и одномерных математических моделей для численного анализа работы систем и механизмов двигателя; - проведения анализа на этапах проектирования и доводки, включая создание начальных и граничных условий для более сложных моделирующих задач, таких как трехмерное моделирование. Программное обеспечение смогут применять в качестве инструмента для расчетов и оптимизации ДВС, энергетических установок и транспортных средств компании, занимающиеся разработкой. Разработанное ПО предоставляет пользователям мощные инструменты для имитационного моделирования и анализа двигателей внутреннего сгорания. ПО позволяет вычислять ряд показателей (при этом учитывая особенности двигателей весьма произвольных схем): 1) Прогнозирование полных наборов из шести индикаторных и эффективных показателей ДВС. 2) Время моделирования рабочего цикла двигателя не превышает 10 секунд. 3) Поддержка модельных конфигураций с диаметром цилиндра в диапазоне 15...250 мм. 4) Погрешность в расчете не превышает 10% для ключевых показателей по скоростным характеристикам ДВС. Применение разработанного программного обеспечения позволяет снизить трудозатраты на этапах разработки и проектирования ДВС. Дальнейшие направления развития разработанного ПО: 1) Разработка и интеграция модулей элементов транспортных средств для моделирования энергетических установок в составе транспорта. 2) Разработка и интеграция шаблонов типовых решений, применяемых в современных ДВС (шаблоны систем впрыска, систем нейтрализации отработавших газов, типовые схемы кривошипно-шатунного механизма и т.д.) 3) Совершенствование графического интерфейса пользователя, в том числе на основе тестирования с потенциальными потребителями. Программа для моделирования потребителя механической энергии: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024686657. - Правообладатель: ООО "Альбея". - М.: Роспатент, 11.11.2024. Все запланированные работы первого и второго этапов в соответствии с Техническим заданием и Календарным планом были успешно завершены