Projekts “MASOC KC atbalsts digitālu produktu izstrādei” (ID. Nr. 2.2.1.3.i.0/1/24/A/CFLA/007)
Projektu līdzfinansē Latvijas Atveseļošanas un noturības mehānisma plāna 2.2. reformu un investīciju virziena “Uzņēmumu digitālā transformācija un inovācijas” 2.2.1.3.i. investīcijas “Atbalsts jaunu produktu un pakalpojumu ieviešanai uzņēmējdarbībā” ietvaros.
Pētniecības projekts Nr. D.3.1 “Pasažieru vilciena ūdeņraža iekšdedzes dzinēja kontroles sistēma”
Pētniecības projekta mērķis ir izpētīt un izstrādāt pasažieru vilcieniem piemērotu ūdeņraža iekšdedzes dzinēja kontroles sistēmu, ar kuras palīdzību tiks nodrošināta visu pārējo ūdeņraža pārbūves komplekta apakšsistēmu automatizācija. Lai sasniegtu projekta mērķi, SIA DIGAS 14 mēnešu laikā īstenos divas rūpnieciskā pētījuma aktivitātes un trīs eksperimentālās izstrādes aktivitātes. Rūpniecisko pētījumu aktivitāšu ietvaros tiks veikta pasažieru vilciena dzinēja konstrukcijas un ar ūdeņradi saistīto parametru izpēte un analīze, un attiecīgās tehnoloģijas koncepcijas un tehniskā dizaina izstrāde. Šo aktivitāšu rezultātā iegūtās zināšanas kalpos par pamatu eksperimentālajai izstrādei, kuras rezultātā tiks izstrādāts pilna mēroga ūdeņraža dzinēja kontroles sistēmas prototips. Tas tiks uzstādīts uz ūdeņradi pārbūvētā pasažieru vilciena, ļaujot to testēt un demonstrēt reālā dzelzceļa vidē. Visu piecu aktivitāšu rezultātā ūdeņraža dzinēja kontroles sistēma tiks attīstīta no TLR 4 uz TRL7, to plaši demonstrējot uz pirmā Eiropā pārbūvētā ūdeņraža pasažieru vilciena ar iekšdedzes dzinēju.
Galvenās aktivitātes:
- Pasažieru vilciena dzinēja konstrukcijas un ar ūdeņradi saistīto parametru rūpnieciskā izpēte un analīze.
- Ūdeņraža dzinēja kontroles sistēmas tehnoloģijas izstrāde pasažieru vilcienu dzinējiem un sistēmas koncepcijas dizaina izstrāde
- Pasažieru vilcienu ūdeņraža dzinēju kontroles sistēmas komponentu eksperimentālā izstrāde
- Ūdeņraža dzinēja kontroles sistēmas prototipu eksperimentālā izstrāde balstoties uz iepriekšējo aktivitāšu rezultātiem , un to iekšējā testēšana
- Eksperimentāli izstrādātā prototipa uzstādīšana uz pasažieru vilciena dzinēja un tā pilna mēroga testēšana un demonstrācija tā reālajā darbības vidē.
Projektu īsteno SIA “DIGAS”
Laika posmā no 01.01.2025. līdz 28.02.2025. tika veikti šādi darbi:
Šajā darbības pārskatā ir izklāstīti rezultāti 1. uzdevumā – Pasažieru vilciena iekšdedzes dzinēja konstrukcijas pētījums, kas veikts kā daļa no pētniecības projekta par ūdeņraža iekšdedzes dzinēja (H2-ICE) vadības sistēmas izstrādi pasažieru vilcieniem. 1. uzdevums tika sadalīts divos galvenajos apakšuzdevumos:
Dzinēja mehāniskās konstrukcijas īpašību izpēte (1.a uzdevums). Rūpnieciskie pētījumi, kas veikti ar NS DM’90 DMU dzinēju, īpaši Cummins NTA 855 R4, sniedza kritisku ieskatu tā mehāniskajā struktūrā, gāzes apmaiņas fāzēs un slodzes īpašībās. Lai noteiktu ūdeņraža pielāgošanas iespējamību, tika veikta visaptveroša sadegšanas kameras ģeometrijas, vārstu laika un ieplūdes/izplūdes sistēmu analīze.
Daļa no šīs izmeklēšanas ietvēra dzinēja pamatdaļu 3D skenēšanu, kas nodrošināja augstas precizitātes digitālos modeļus rūpniecisko pētījumu vajadzībām. Šie modeļi bija būtiski, lai novērtētu mehāniskās integrācijas ierobežojumus, nodrošinot, ka plānotās modifikācijas atbilst dzinēja esošajam dizainam. Šīs fāzes rezultāti veido pamatu nākotnes ūdeņraža degvielas iesmidzināšanai un sadegšanas simulācijām, atbalstot optimizētas vadības stratēģijas izstrādi.
To kritisko komponentu identificēšana un izpēte, ko ietekmē pāreja uz ūdeņradi (1.b uzdevums). Pārejai uz ūdeņraža sadedzināšanu ir nepieciešamas būtiskas izmaiņas esošajās degvielas piegādes, aizdedzes un sensoru sistēmās. Rūpnieciskajos pētījumos tika identificēti galvenie pielāgošanās komponenti, tostarp:
Degvielas iesmidzināšanas sistēma: pāreja no dīzeļdegvielas tiešās iesmidzināšanas (DI) sistēmas uz portu degvielas iesmidzināšanas (PFI) ūdeņraža sistēmu, lai nodrošinātu stabilu sadegšanu un novērstu pretreakciju.
Aizdedzes sistēma: dīzeļdegvielas kompresijaizdedzes nomaiņa ar dzirksteļaizdedzes sistēmu, kas degvielas inžektoru vietā prasa integrēt augstas enerģijas aizdedzes spoles un aizdedzes sveces.
Sensoru tīkls: ūdeņraža specifisku sensoru, tostarp spiediena, klauvēšanas un skābekļa sensoru, ieviešana, lai uzraudzītu un regulētu degšanas efektivitāti un emisijas.
Šajā tehniskajā ziņojumā ir izklāstīta konkrēta tehniskā informācija par pasažieru vilcienu dīzeļdzinēju, kas attiecas uz ūdeņraža dzinēju vadības sistēmas izstrādi. Tajā ir iekļautas Cummins NTA 855 R4 tehniskās specifikācijas, detalizēti norādot:
- Sadegšanas kameras ģeometrija, vārsta laiks un slodzes raksturlielumi
- Dīzeļdzinēju bāzes parametri un ūdeņraža pielāgošanās mērķi
- Ūdeņraža komponentu izkārtojumi un integrācijas ierobežojumi
1. uzdevuma rezultāti kalpo par pamatu turpmākiem rūpnieciskajiem pētījumiem, kas koncentrējas uz ūdeņraža sadegšanas dinamiku, vadības automatizāciju un matemātisko modelēšanu. Šie secinājumi ir kritiski svarīgi, lai nodrošinātu nevainojamu pāreju no dīzeļdegvielas uz ūdeņradi, optimizētu degvielas efektivitāti un panāktu atbilstību ūdeņraža dzelzceļa drošības standartiem.