Validatie rekstrookjes van glasvezel als alternatieve methode van cilinderdrukmetingen voor dieselmotoren

Over de opdracht

De Koninklijke Marine heeft een groot aantal dieselmotoren in de schepen liggen. Door middel van cilinderdruk metingen kan er erg veel informatie over de staat van de motor en het verbrandingsproces worden vergaard. Deze informatie kan dan gebruikt worden voor bijvoorbeeld conditie monitoring, diagnose stellen of predictive maintenance uitvoeren.

Deze systemen gebruiken over het algemeen high-frequency druksensoren die in de cilinder geplaatst zijn. Deze systemen zijn erg duur en moeilijk te integreren. Daarom willen we een simpeler, alternatief systeem testen. Namelijk een systeem dat ‘rekstrookjes van glasvezel’ op de ringen onder de cilinderkopbouten plaatst en de rek in deze ringen kan meten. De vraag is daarbij dus of de data die gegenereerd word, gebruikt kan worden als alternatief voor cilinderdrukmetingen. Hiervoor is onderzoek nodig naar het gebruik van dit systeem, en wat er gedaan moet worden met het signaal om de data bruikbaar te maken voor bijvoorbeeld analyse van de staat van de cilinder.

Wat ga je doen

Je afstuderen zal starten met een literatuuronderzoek naar de werking van van maritieme vier-slag (diesel)motoren. Specifiek naar het in-cilinderproces (o.a. pressure traces, heat release), en wat deze informatie over de staat/werking van de motor zegt. Daarnaast ga je uitzoeken hoe de techniek van de rekstrookjes werkt en hoe dit gerelateerd kan worden aan het in-cilinderproces. Hier zal ook een stukje data interpretatie en analyse bij zitten.

Het systeem is al aangekocht en kan dus geplaatst worden op een aantal cilinders van een gasmotor die in het motoren lab in Den Helder staat. Je zal dit lab bezoeken, en meedenken over de meetopstelling en het meetprotocol. Daarnaast is er ook de mogelijkheid om metingen bij te wonen. Bij deze stappen zal je meekijken met het hoofd lab en een PhD kandidaat van de TU Delft, die zich hier mee bezig houdt bij de Nederlandse Defensie Academie (NLDA).

Daarna start je daadwerkelijke onderzoek naar de mogelijkheid om de vergaarde data te gebruiken als vervanging voor cilinderdrukmetingen. De motor is al uitvoerig getest en is voorzien van twee cilinderdruk-meetsystemen, dus deze data ga je gebruiken om het nieuwe systeem mee te vergelijken. Dit zal je doen onder begeleiding van de technische experts van Afdeling Maritiem Systemen, het engineering bureau voor de Koninklijke Marine, samen met de PhD kandidaat vanuit de NLDA. Hier zul je de verschillende mogelijkheden afwegen om het gemeten druksignaal te vertalen naar de krachten die op de cilinderbouten werken. Denk hierbij vooral aan natuurkundige relaties (balans van druk‑ en kernkrachten, momentenanalyse, etc.) en, eventueel, eenvoudige data‑analyses om de correlatie tussen druk en kracht kwantitatief te beschrijven. Het is aan jou om de meest passende benadering te kiezen, deze te onderbouwen met metingen en/of simulaties, en te beoordelen of het verkregen model robuust is voor deze specifieke motor en hoe goed het zich laat vertalen naar andere motoren.

Het doel is om te onderzoeken of dit relatief goedkope, en relatief gemakkelijk te installeren systeem gebruikt kan worden als een valide optie om cilinderdruk data te verkrijgen.

Wie zoeken wij

Wij zoeken een enthousiaste en zelfstandige student met affiniteit (Marine) schepen. Je bent oplossingsgericht, analytisch maar ook praktisch ingesteld, kunt goed samenwerken en je vindt het leuk om innovatieve oplossingen te bedenken.

• Je bent een master afstudeerstudent Werktuigbouwkunde, Maritieme techniek of vergelijkbaar
• Je hebt interesse in Defensie en affiniteit met de scheepvaart, (verbrandings)motoren en voortstuwing
• Je hebt de nieuwsgierigheid om een grote en complexe organisatie in korte tijd te leren kennen
• Je bent assertief, neemt initiatief en bent niet bang om eventuele uitdagingen aan te gaan 

Om stage te lopen bij het ministerie van Defensie, moet je een stageovereenkomst en geheimhoudingsverklaring ondertekenen en in dit geval onderga je ook een veiligheidsonderzoek. Dit noemen we ook wel een screening. Je kunt pas starten als je screening is afgerond. De startdatum is daarom in overleg en kan later zijn dan 3 augustus 2026.

Voor een volledige sollicitatie is het noodzakelijk om zowel je cv als een motivatiebrief mee te sturen. Indien één van deze documenten ontbreekt, kunnen we de sollicitatie helaas niet in behandeling nemen.