Dieselmoottorin esisuunnittelun kehittäminen simuloimalla

Diplomityö tehtiin Wärtsilä Finland Oy:n toimeksiannosta. Työ kohdistui yrityksen suunnittelemien keskinopeudella pyörivien nelitahti dieselmoottoreiden esisuunnittelun kehittämiseen. Esisuunnittelun osuus koko tuotesuunnittelussa on merkittävä, minkä vuoksi esisuunnitteluprosessin tehostaminen vaikuttaa koko tuotesuunnitteluprosessiin ja sen lopputuloksiin. Tällä hetkellä esisuunnitteluprosessi on jakautunut useaan eri vaiheeseen ja eri tiimeille, mikä aiheuttaa ongelmia esisuunnittelun läpiviemisessä. Työn tavoitteena oli tutkia nykyaikaisen kaupallisen simulointiohjelmiston soveltuvuutta kohdeyrityksessä esisuunnitteluprosessin eri vaiheiden yhdistämiseen. Työssä selvitettiin esisuunnittelun alussa käytettäviä suunnitteluparametreja, ja niiden hyödyntämistä suunniteltaessa simulointimallia kaupalliseen ohjelmistoon. Vaatimuksena oli, että ohjelmiston on toimittava parametreilla, jotka jo nyt ovat yrityksessä käytössä. Lisäksi simulointimallin antamat tulokset oli oltava hyödynnettävissä yksiselitteisesti yrityksen myöhemmissä tuotesuunnitteluvaiheissa. Myös mallin luomiseen tarvittavien parametrien määrä tuli pitää mahdollisimman pienenä. Esisuunnittelumallin toteuttamisessa tutkittiin kaupallisen AVL Excite Designer - ohjelmiston soveltuvuutta. Ohjelmisto ei soveltunut täysin tuottamaan halutun muotoisia tuloksia annetuilla parametreilla. Ohjelmiston muokkaaminen vaatimuksia vastaavaksi osoittautui työmäärältään suureksi. Yhtenä ratkaisuna olisi kaupallisen ohjelmiston käyttämisen sijaan suunnitella kyseiseen ongelmaan paremmin soveltuva oma ohjelmisto, jolloin toimivuus ja pitkän tähtäimen käyttövarmuus paranisi.

Master’s thesis was done under assignment of Wärtsilä Finland Ltd. The target of the thesis was developing preliminary design of medium speed diesel engine using simulation. The stage of preliminary design has an important part in product design process. Therefore, effective Preliminary design stage has an influence into the product design process and the end of the project. Nowadays the preliminary design process proceeds trough different stages and teams. Interfaces between the stages produce problems in follow-through of the process. The objective was to study the possibilities of commercial simulation software to connect the different study stages in preliminary design process. The objective was to find out the parameters used at the beginning of the preliminary design process and their usability to build a model in a commercial simulation program. The demand was that the commercial program has to work with the parameters that are already used by the company. Also the results given by the simulation model have to be in a usable form for later product design process. Furthermore the quantity of the parameters has to be as minimum as possible. In creating a preliminary design model the suitability of AVL Excite Designer program was studied. The program was not able to produce the expected results with the given parameters. The forming of the program proved to be arduous. One solution would be instead of using a commercial program creating a new simulation program for that unique purpose. This would increase functionality and reliability in long-term.