Investigação de desempenho de protótipos de bombas injetoras diesel e redesign usando Gêmeos Digitais

Investigation of diesel injection pumps prototypes' performance and redesign using Digital Twins

HEEREN, Rafael; DIAS, Matheus Henrique

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Uma bomba de injeção diesel inovadora foi criada, e durante os testes dos protótipos o desempenho deles foi incongruente com as expectativas. Para investigar isso, cada um foi totalmente medido e convertido em um gêmeo digital no software de simulação de sistema Amesim. Com os protótipos virtuais em mãos, seu desempenho foi simulado sob as mesmas condições dos testes físicos. Os modelos de cada protótipo puderam explicar por que eles apresentaram resultados inconsistentes. Um DOE fatorial completo foi criado para avaliar os contribuintes geométricos mais significativos. Em seguida, três propostas de design foram avaliadas e dois designs foram descartados com esses resultados. Um estudo de sensibilidade foi conduzido para o design original e o melhor design obtido. Melhorias para o design foram sugeridas usando esses resultados. Finalmente, novos protótipos foram produzidos de acordo com o novo design, foram testados e medidos e novamente convertidos em um gêmeo digital. Os modelos apresentaram o mesmo desempenho que as medições, sendo considerados validados. Tanto o design nominal quanto os gêmeos digitais do protótipo apresentaram resultados dentro do desempenho desejado do design, então o problema foi considerado resolvido.

An innovative diesel injection pump was created, and during the testing of the initial prototypes, the performance of the prototypes was incongruent to expectations. To investigate this, each prototype was fully measured and converted into a digital twin in the Amesim system simulation software. With the virtual prototypes at hand, their hydraulic performance was simulated under the same conditions of the physical tests. The models from each prototype could explain why they presented inconsistent results. A full factorial DOE was created to evaluate the most significant geometric contributors. Then, three design proposals were evaluated and two designs were discarded with these results. A sensitivity study was conducted for the original design and the best design achieved. Design improvements to the valve were suggested using these results. Finally, new prototypes were produced according to the new design, they were tested and measured and again converted into a digital twin. The models presented the same performance as the measurements, being considered validated. Both the nominal design as well the digital twins of the prototype presented results within the targeted performance of the design, so the issue was considered solved.

Palavras-chave: - -

DOI: 10.5151/simea2025-PAP37

Referências bibliográficas

• [1] Diesel-Engine Management, 4th Edition. Robert Bosch GmbH, ISBN: 978-0-470-02689-2

Como citar:

HEEREN, Rafael; DIAS, Matheus Henrique; "Investigação de desempenho de protótipos de bombas injetoras diesel e redesign usando Gêmeos Digitais", p-173-179. In: Anais do XXXII Simpósio Internacional de Engenharia. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 23577592, DOI 10.5151/simea2025-PAP37