Modelowanie i analiza dynamiki zespołu wału korbowego silnika spalinowego

• Autorzy: Kopeć S. , Witek A.

Warianty tytułu

EN

Modelling and analysis of dynamics of an internal combustion engine crankshaft

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań analitycznych jest układ rzeczywisty składający się z wału korbowego silnika wysokoprężnego podpartego w łożyskach głównych i obciążonego siłami zmiennymi w czasie. Właściwości dynamiczne rzeczywistego, ciągłego układu masowo-tłumiąco-spreźystego opisano za pomocą modelu obliczeniowego, na który składają się: model wału korbowego zbudowany z elementów belkowych z zastępczymi masami skupionymi, model ślizgowych łożysk głównych w postaci podpór sprężysto-tłumiących oraz model zmiennych w czasie sił wymuszających drgania wału. W wyniku rozwiązania przy zadanych warunkach początkowych różniczkowych równań ruchu modelu zespołu obliczono czasowe charakterystyki drgań wybranych punktów wału. Na specjalnym stanowisku badawczym wykonano weryfikacyjne badania doświadczalne drgań wału korbowego silnika S 359. Potwierdzono dobrą zgodność otrzymanych charakterystyk analitycznych i doświadczalnych, a tym samym wystarczającą do dalszych badań adekwatność modelu do obiektu rzeczywistego.

EN

The paper presents investigations of a real system consisting of a diesel engine crankshaft supported by main journal bearings to which time dependent forces were applied. The dynamics of the real, continuous mass-spring-damping system was described using a computational model consisting of beam-mass FEM model of the crankshaft, a model of the main sliding bearings (represented as spring-damping supports) and a model of time dependent forces exciting vibrations of the crankshaft. By solving the differential motion equations of the system's model for the given initial conditions the time characteristics of some selected points of the crankshaft were calculated. The experiments verifying the investigations carried out on the vibrations of the S 359 engine's crankshaft were conducted on a special test stand. The analytical and experimental characteristics obtained in the study showed such goodness of fit that it would suggest that further studies on the adequacy of the model to the real object are definitely necessary.

Słowa kluczowe

PL

wał korbowy; dynamika wału; modelowanie; weryfikacja modelu

EN

crankshaft's dynamics; crankshafts; modelling; model verification

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 26, nr 2
• Strony: 247--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Kopeć S.

autor

Witek A.

• Dr inż. - Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Szczecińskiej

Bibliografia

• [1] Bielawski P., Transfer function of a cranked Engine Shaft, in: Explo - Diesel & Gas Turbine '01, Gdansk-Mie/dzyzdroje-Kopenhaga 2001.
• [2] Cempel C-, Tomaszewski F., Diagnostyka maszyn. Zasady ogólne. Przykłady zastosowań, Radom, Międzyresortowe Centrum Naukowe Eksploatacji Majątku Trwałego 1992.
• [3] Jakubczak M., Ocena stanu sprawności technicznej silnika o zapłonie samoczynnym na podstawie analizy drgań skrętnych wału korbowego, rozprawa doklorska, Warszawa, Wojskowa Akademia Techniczna 1997 (praca niepublikowana).
• [4] Jędrzejowski J., Obliczanie tłokowego silnika spalinowego, Warszawa, WNT 1971.
• [5] Kiciński J., Teoria i badania hydrodynamicznych poprzecznych łożysk ślizgowych, Wrocław, Wydawnictwo Polskiej Akademii Nauk 1994.
• [6] Kopeć S., Odwzorowanie modelu bryłowego do modelu belkowego z masami skupionymi na przykładzie wału korbowego, in: XLIV Sympozjon PTMTS „Modelowanie w mechanice", Wisła 2005, Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej Politechniki Śląskiej.