Non linear modelling of a single piston diesel engine with symbolic mathematics

Abstract

Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της δυναμικής κινητήρων. Συγκεκριμένα προσεγγίζεται η κίνηση ενός μονοκύλινδρου πετρελαιοκινητήρα, ελαστικά εδρασμένου σε μια άκαμπτη βάση. Η ανάλυση βασίζεται σε μια απλοποιημένη, αφαιρετική και μη γραμμική μοντελοποίηση του κινητήρα, με χρήση συμβολικών μαθηματικών, σαν ένα ανάστροφο και περιορισμένο διπλό εκκρεμές στο οποίο εφαρμόζονται σταδιακά αποσβέσεις και κρουστικά φορτία. Από τα αποτελέσματα συνάγεται ότι η ευρύτερη ταλαντωτική συμπεριφορά του συστήματος εξαρτάται τόσο από το μέγεθος των συντελεστών απόσβεσης όσο και από την σύζευξη μεταξύ του εκκρεμούς (κινητήρα) και της έδρασης.

The dynamics of rotating systems is the topic of this thesis. As a familiar example of a simple rotating device, which can be used to demonstrate well-known features, the motion of a mono-cylinder reciprocating engine, flexible mounted in a rigid surface is analysed. Based on the abstract modelling as a double pendulum damping and periodic parametric impacts given by impulses are introduced step by step and various forms are derived. In particular, it is shown that not only the size of the ‘coupling’ between the engine and the mounting but also damping factors, govern the resulting oscillations. Besides the specific results concerning the motion of the system, the example can serve as a simple illustration of complicated dynamics in the presence of wave impacts or defects.