Инновационный подход к исследованию влияния альтернативных видов топлива на виброактивность двигателей внутреннего сгорания

Обоснование. Использование аммиака (NH₃) в качестве добавки к дизельному топливу представляет значительный интерес для решения экологических и эксплуатационных проблем, таких как сокращение выбросов вредных веществ и повышение эффективности двигателей. Однако влияние аммиака на вибрационные характеристики дизельных двигателей остаётся малоизученным, что требует детального исследования.

Цель работы — анализ влияния аммиака (NH₃) в качестве добавки к дизельному топливу на вибрационные характеристики дизельного двигателя с помощью искусственной нейронной сети (ИНС), разработанной для прогнозирования этих параметров.

Методы. В работе использованы методы моделирования на основе искусственной нейронной сети. Для создания и обучения нейросети применялись фреймворки TensorFlow и Keras. В качестве входных данных использовались параметры двигателя (диаметр цилиндра, частота вращения, степень сжатия и др.) и характеристики топливных смесей с содержанием NH₃ (5%, 10%, 15%). Точность модели оценивалась на основе экспериментальных данных.

Результаты. Разработанная ИНС продемонстрировала высокую точность прогнозирования вибраций, достигая 98,67%. Экспериментальные данные показали, что увеличение концентрации аммиака в топливной смеси приводит к росту вибрационной активности двигателя. Максимальная амплитуда вибрации составила 11,67 м/с² при концентрации NH₃ 15%. Полученные результаты указывают на потенциальные риски ухудшения эксплуатационных характеристик двигателя при использовании аммиака, несмотря на его экологические преимущества.

Заключение. Исследование показало, что добавление аммиака в дизельное топливо приводит к повышению вибрационной активности двигателя, что может негативно сказаться на его надежности и долговечности. Несмотря на высокую точность прогноза нейронной сети, выявленное увеличение вибрации требует дополнительного изучения. Для безопасного применения NH₃ в качестве топливной добавки необходимы дальнейшие исследования, направленные на оптимизацию состава смеси и изучение влияния других факторов, таких как давление и температура.