Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przepustowość wlotów nadrzędnych w modelach wykorzystujących automaty komórkowe

Smoczyński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

1273--1279, CD

PL

W artykule przedstawiono metodę obliczania przepustowości wlotów nadrzędnych w modelu ruchu wykorzystującym automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu dla skrzyżowań bez sygnalizacji świetlnej określa instrukcja wydana przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie może zostać ona użyta w pewnych przypadkach, związanych szczególnie z blokowaniem strumienia pojazdów na wylotach skrzyżowania. Nie może być ona także wykorzystana dla zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano użycie automatu komórkowego do modelowania skrzyżowań tego typu. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono o zasady ruchu na skrzyżowaniach z pierwszeństwem przejazdu, możliwość uwzględnienia pojazdów ciężkich oraz procedury zachowania bezpiecznej odległości pomiędzy pojazdami. Przewidziano możliwość stosowania w modelu obiektów blokujących strumień pojazdów – na przykład przejść dla pieszych. Zaproponowano i szczegółowo omówiono sposób obliczenia przepustowości wlotów nadrzędnych skrzyżowań z pierwszeństwem przejazdu. Przygotowano i przetestowano uproszczony model małego, jednopasowego, czterowlotowego skrzyżowania bez sygnalizacji świetlnej. Przeprowadzono szereg symulacji, które pokazały podobieństwa i różnice pomiędzy wynikami uzyskiwanymi z wykorzystaniem obowiązującej procedury obliczeniowej oraz automatu komórkowego. Uzyskano dobrą zgodność z obowiązującą procedurą obliczeniową, szczególnie w zakresie średnich i małych obciążeń. Wyniki uzyskiwane z symulacji dla dużych obciążeń były mniejsze niż uzyskiwane zgodnie z obowiązującą instrukcją. Przetestowane elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli skrzyżowań dowolnego rodzaju, nawet nietypowych oraz symulację sytuacji nieuwzględnionych w obowiązującej instrukcji obliczeniowej.

EN

This paper shows a method of calculation of capacity of the priority entries in a cellular automata model. The method of calculating the capacity and lost time for some types of priority intersections was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instruction. However, this instruction should not be used for some cases, especially those including phenomenon that cause blocking the traffic stream on intersection exits. This instruction also should not be used in case of changing load too. Usage of a cellular automata for modeling of traffic for this kind of intersections was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia traffic rules on the priority intersections, possibility of using heavy vehicles and procedures of keeping safe distance between vehicles. Possibility of using objects which block the stream of vehicles, such as pedestrian crossings, was included. The method of calculating capacities for priority entries was proposed and examined. Simplified model of small, one-lane, four-entry priority intersection was prepared and tested. A multiple simulations were conducted. Similarities and differences between the results from two calculating methods: obligatory instruction and the model of priority intersection using a cellular automata were shown and analyzed. Such model was consistent with obligatory method of calculation, especially for small and medium loads. For large loads, the capacities from cellular automata model were smaller then calculated with obligatory method. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of priority intersections, even untypical. It will be possible to simulate situations not taken into account in obligatory method of the priority intersections calculations.

2

Natężenie nasycenia relacji dla skrzyżowań z sygnalizacją świetlną modelowanych z wykorzystaniem automatów komórkowych

Smoczyński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

1267--1272, CD

PL

W artykule przedstawiono metodę obliczania natężeń nasycenia dla relacji na skrzyżowaniu z sygnalizacją świetlną w modelu ruchu wykorzystującym automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu dla skrzyżowań z sygnalizacja świetlną określa instrukcja wydana przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie może zostać ona użyta w pewnych przypadkach, związanych szczególnie z blokowaniem strumienia pojazdów na wylotach takiego skrzyżowania. Nie może być ona także wykorzystana dla zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano użycie automatu komórkowego do modelowania skrzyżowań z sygnalizacją świetlną. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono o zasady ruchu na skrzyżowaniach z sygnalizacją świetlną, możliwość uwzględnienia pojazdów ciężkich oraz procedury zachowania bezpiecznej odległości pomiędzy pojazdami. Przewidziano możliwość zmniejszania prędkości pojazdów, umożliwiając w ten sposób symulację rzeczywistych warunków ruchu. Zaproponowano i szczegółowo omówiono sposób obliczenia natężenia nasycenia dla relacji na skrzyżowaniu z sygnalizacją świetlną. Przygotowano i przetestowano uproszczony model małego, jednopasowego, czterowlotowego skrzyżowania z sygnalizacją świetlną. Przeprowadzono szereg symulacji, które pokazały podobieństwa i różnice pomiędzy wynikami uzyskiwanymi z wykorzystaniem obowiązującej procedury obliczeniowej oraz automatu komórkowego. Wykazano możliwość kształtowania w proponowanym modelu dowolnych wartości natężeń nasycenia dla poszczególnych relacji i różnych organizacji ruchu na skrzyżowaniu z sygnalizacją świetlną. Przetestowane elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli dowolnych skrzyżowań z sygnalizacją świetlną, nawet nietypowych, oraz symulację sytuacji nieuwzględnionych w obowiązującej instrukcji obliczeniowe.

EN

This paper shows a method of calculation of the saturation flows for vehicle streams in the signalised intersection in a cellular automata model. The method of calculating capacity and lost time for some types of signalised intersections was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instruction. However, this instruction should not be used for some cases, especially those including phenomenon that cause blocking the traffic stream on intersection exits. This instruction also should not be used in case of changing load. Usage of a cellular automata for modelling the traffic for signalized intersections was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia traffic rules on the signalised intersections, possibility of using heavy vehicles and procedures of keeping safe distance between vehicles. Possibility of decreasing of vehicle speed, making it possible to simulate the real conditions of traffic, was included. The method of calculating saturation flow for vehicle streams was proposed and examined. Simplified model of small, one-lane, four-entry signalised intersection was prepared and tested. A number of simulations were made. Similarities and differences between the results from two calculating methods: obligatory instruction and the model of signalised intersection using a cellular automata were shown and analysed. Possibility of receiving any values of saturation flow for vehicle streams in proposed model was shown and analysed. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of signalised intersections, even untypical. It will be possible to simulate situations not taken into account in obligatory method of the signalised intersections calculations.

3

Przepustowość rond w modelach wykorzystujących automaty komórkowe

Smoczyński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

679--683

PL

W artykule przedstawiono metodę obliczania przepustowości rond w modelu ruchu wykorzystującym automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu dla rond określa instrukcja wydana przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie może zostać ona użyta w pewnych przypadkach, związanych szczególnie z blokowaniem strumienia pojazdów na wylotach. Nie może być ona także wykorzystana dla zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano więc wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono o zasady ruchu na rondach, procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz możliwość uwzględnienia pojazdów ciężkich. Przewidziano możliwość stosowania w modelu obiektów blokujących strumień pojazdów – na przykład przejść dla pieszych. Zaproponowano i szczegółowo omówiono sposób obliczenia przepustowości rzeczywistej wlotów i całego ronda oraz przepustowości możliwej poszczególnych wlotów. Przygotowano i przetestowano uproszczony model jednopasowego, czterowlotowego ronda. Przeprowadzono szereg symulacji, które pokazały podobieństwa i różnice pomiędzy wynikami uzyskiwanymi z wykorzystaniem obowiązującej procedury obliczeniowej oraz automatu komórkowego. Uzyskano dobrą zgodność z obowiązującą procedurą obliczeniową, szczególnie w zakresie dużych obciążeń i nierównomiernego obciążenia wlotów ronda. Ze względu na dyskretny charakter modelu niezbędne jest przygotowanie zakresów wartości parametrów wejściowych zależnych od parametrów ronda. Przetestowane elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli rond dowolnego rodzaju oraz symulację sytuacji nieuwzględnionych w obowiązującej instrukcji obliczeniowej dla rond.

EN

This paper shows a method of calculation of the capacity of the roundabouts in a cellular automata model. The method of calculating capacity and lost time for some types of roundabouts was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instruction. However this instruction should not be used for some cases, especially those including phenomenon that cause blocking the traffic stream on roundabout exits. This instruction should not be used in case of changing load too. Usage of a cellular automata was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia traffic rules on the roundabouts, procedures of keeping safe velocity and possibility of using heavy vehicles. Possibility of using objects which block the stream of vehicles, such as pedestrian crossings was included. The method of calculating real capacities for entries and whole roundabout and possible capacities for entries was proposed and examined. Simplified model of one-lane, four-entry roundabout was prepared and tested. A number of simulations were made. Similarities and differences between the results from two calculating methods: obligatory instruction and the model of roundabout using a cellular automata were shown and analyzed. Such model was consistent with obligatory method of calculation, especially for large loads and uneven loads of roundabout entries. Due to discreet character of proposed model, it is crucial to prepare the range of entry parameters that depend on roundabout parameters. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of roundabouts. It will be possible to simulate of the situations not taken into account in obligatory method of roundabouts calculations.

4

Modelowanie nietypowych sytuacji na skrzyżowaniach z wykorzystaniem automatu komórkowego

Smoczyński M., Wąsowicz A.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

718--722

PL

W artykule przedstawiono metodę modelowania nietypowych sytuacji na skrzyżowaniach w modelu ruchu wykorzystującym automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu dla skrzyżowań określają instrukcje wydane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie mogą zostać one użyte w pewnych przypadkach, związanych szczególnie z blokowaniem strumienia pojazdów na wylotach skrzyżowań. Nie mogą być one także wykorzystane dla zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano więc i przeanalizowano wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono o zasady ruchu na skrzyżowaniach, procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz uwzględniono pojazdy ciężkie. Jako przykład pokazano model skrzyżowania z sygnalizacją świetlną, na którym stwierdzono istnienie nietypowych sytuacji. Pokazano możliwość generowania niezależnych strumieni pojazdów ciężkich, na przykładzie autobusów komunikacji miejskiej. Pokazano przykład blokowania strumienia pojazdów na wylocie przez sygnalizację sąsiedniego skrzyżowania. W przypadku silnego obciążenia ruchem powodowało to całkowite zablokowanie badanego skrzyżowania. Pokazano także przykład blokowania pojazdów na wylocie przez wąski, dwupasowy wylot skrzyżowania. Powodowało to niemożliwość jednoczesnego opuszczenia skrzyżowania przez dwa pojazdy ciężkie, pomimo istnienia dwupasowego wylotu. Obliczono i pokazano jak blokowanie wylotu skrzyżowania wpływa na natężenie nasycenia oraz przepustowość relacji. Porównano wyniki uzyskane z wykorzystaniem obowiązującej procedury obliczeniowej oraz automatu komórkowego. Zaproponowany model pozwala na symulację sytuacji nieuwzględnionych w obowiązujących instrukcjach obliczeniowych dla skrzyżowań.

EN

This paper shows a method of modelling unusual situations on intersections in a cellular automata model. The method of calculating capacity and lost time for certain intersection types was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instructions. However, these instructions should not be used in some cases, especially those including blocking the traffic stream on intersection exits. These instructions should not be used also in case of changing load. Usage of cellular automata was proposed and analysed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by, inter alia, traffic rules on intersections, procedures of keeping safe velocity, and possibility of including heavy vehicles. Intersection with traffic lights, on which occurrence of unusual situations was observed, was shown as an example. Possibility of generating independent streams of heavy vehicles, for example city buses, was shown. An example of blocking the stream of vehicles on the intersection exit by adjacent intersection with traffic lights was presented. In case of heavy traffic load, it caused a complete blockage of the analysed intersection. Moreover, an example of blocking two-lane, narrow intersection exit by vehicles was shown and analysed. This prevented two heavy vehicles from simultaneously leaving the intersection, despite existence of two-lane exit. The impact of blocking the intersection exit on saturation flow and capacity was calculated and analysed. Results of calculations using obligatory instruction and the cellular automata model were presented and compared. The proposed model allows to simulate situations not included in the obligatory instructions.

5

Strumień pojazdów w modelach ruchu drogowego wykorzystujących automaty komórkowe

Smoczyński M.

Logistyka

|

2015

|

nr 3

4458--4465, CD 1

PL

W artykule przedstawiono model ruchu wykorzystujący automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu skrzyżowań i rond określają instrukcje wydane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie mogą zostać one użyte w przypadku niektórych skrzyżowań oraz w przypadku zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano więc wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono między innymi o procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz możliwość uwzględnienia pojazdów długich. Wprowadzono parametr określający prawdopodobieństwo zdarzenia losowego zmniejszającego prędkość pojazdów. Sprawdzono charakterystykę modelowanego w ten sposób strumienia ruchu pojazdów. Wyznaczono trzy podstawowe parametry strumienia pojazdów: natężenie, gęstość i średnią prędkość. Wyznaczono także trzy fundamentalne zależności: natężenia ruchu od jego gęstości, prędkości ruchu od jego gęstości oraz przepływu od prędkości. Uzyskane w ten sposób zależności wykazały zadowalającą zgodność z literaturą. Ze względu na dyskretny charakter modelu niezbędne jest przygotowanie zakresów wartości parametrów wejściowych zależnych od warunków ruchu pojazdów. Tak przygotowany model zostanie wykorzystany do budowy modeli skrzyżowań dowolnego rodzaju.

EN

This paper shows a cellular automata model for traffic. The methods of calculating capacity and lost time for intersections and roundabouts were shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instructions. However these instructions should not be used for some types of intersections and in case of changing load. Usage of the cellular automata was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia procedures of keeping safe velocity and possibility of using long vehicles. Parameter describing the probability of random event, which decreases the speed of the vehicles, was introduced. Characteristics of the traffic stream estimated by this model were tested. Three basic parameters of the traffic stream: flow, density and average speed were calculated and analysed. Three fundamental relationships: flow-density, speed-density and float-speed also were calculated and analysed. Parameters and relationships from this model were consistent with references. Due to discreet character of proposed model, it is crucial to prepare the range of entry parameters that depend on traffic conditions. This model will be used to build models of any kind of intersections.

6

Model ruchu na rondzie jednopasowym wykorzystujący automat komórkowy

Smoczyński M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

9693--9702

PL

W artykule przedstawiono model ruchu na rondzie jednopasowym wykorzystujący automat komórkowy. Sposób obliczania przepustowości i warunków ruchu rond określa instrukcja wydana przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie może zostać ona użyta w przypadku niektórych rond oraz w przypadku silnie zmiennych obciążeń ruchem. Nie uwzględnia też zjawisk powodujących blokowanie strumieni ruchu na wylotach z ronda. Zaproponowano więc wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono między innymi o procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz możliwość uwzględnienia pojazdów długich. Przewidziano możliwość stosowania w modelu obiektów blokujących strumień pojazdów – przejść dla pieszych, przejazdów kolejowych, przystanków autobusowych, itp. Zaproponowano sposób obliczenia strat czasu na wlotach oraz przepustowości rzeczywistej i możliwej. Przygotowano i przetestowano uproszczony modeljednopasowego, czterowlotowego ronda, który wykazał dobrą zgodność z obowiązującą procedurą obliczeniową, szczególnie w zakresie dużych obciążeń i nierównomiernego obciążenia wlotów ronda. Ze względu na dyskretny charakter modelu niezbędne jest przygotowanie zakresów wartości parametrów wejściowych zależnych od parametrów ronda. Elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli rond dowolnego rodzaju.

EN

This paper shows a cellular automata model for one-lane roundabout traffic. The methodof calculating capacity and lost time for some types of roundabouts was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instruction. However this instruction should not be used for some types of roundabouts and in case of changing load. The calculating model does not include phenomenon that cause blocking the traffic stream on roundabout exits. Usage of a cellular automata was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia procedures of keeping safe velocity and possibility of using long vehicles. Possibility of using objects which block the stream of vehicles, such as pedestrian and railway crossings, bus stops etc. was included. The method of calculating real and possible capacities and lost time was proposed. Simplified model of one-lane, four-entry roundabout was prepared and tested. Such model was consistent with obligatory method of calculation, especially for large loads and uneven loads of roundabout entries. Due to discreet character of proposed model, it is crucial to prepare the range of entry parameters that depend on roundabout parameters. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of roundabouts.

7

Automat komórkowy w modelowaniu ruchu na małym skrzyżowaniu

Smoczyński M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

9703--9712

PL

W artykule przedstawiono model ruchu na małym skrzyżowaniu wykorzystujący automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu skrzyżowań określają instrukcje wydane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie mogą zostać one użyte w przypadku niektórych skrzyżowań oraz w przypadku zmiennych obciążeń ruchem. Nie uwzględniają też części zjawisk powodujących blokowanie strumieni ruchu na wylotach zeskrzyżowania. Zaproponowano więc wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono między innymi o procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz możliwość uwzględnienia pojazdów długich. Przewidziano możliwość stosowania w modelu obiektów blokujących strumień pojazdów: przejść dla pieszych, przejazdów kolejowych, przystanków autobusowych, itp. Zaproponowano sposób obliczenia strat czasu na wlotach oraz przepustowości rzeczywistej. Przygotowano i przetestowano uproszczone modelejednopasowego, czterowlotowego,małego skrzyżowania: z pierwszeństwem przejazdu, bez pierwszeństwa przejazdu oraz z sygnalizacją świetlną.Modele wykazały dobrą zgodność z obowiązującymi procedurami obliczeniowymi, szczególnie podczas nierównomiernego obciążenia wlotów. Ze względu na dyskretny charakter modelu niezbędne jest przygotowanie zakresów wartości parametrów wejściowych zależnych od parametrów skrzyżowania i warunków ruchu. Elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli skrzyżowań dowolnego rodzaju.

EN

This paper shows a cellular automata model for smallintersection traffic. The methodsof calculating capacity and lost time for intersections were shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instructions. However these instructions should not be used for some types of intersectionsand in case of changing load. The calculating models did not include some phenomenon that cause blocking the traffic stream on intersection exits. Usage of a cellular automata was proposed. Basic Nagel-Schreckenbergmodel was extended by inter alia procedures of keeping safe velocity and possibility of using long vehicles. Possibility of using objects which block the stream of vehicles, such as pedestrian and railway crossings, bus stops etc. was included. The method of calculating real capacities and lost time was proposed. Simplified models of one-lane, four-entry priority, non-priority and signalizedsmall intersectionswere prepared and tested. Such models were consistent with obligatory methods of calculation, especially for uneven loads of intersection entries. Due to discreet character of proposed model, it is crucial to prepare the range of entry parameters that depend on intersection parameters and traffic conditions. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of intersections.

8

Simulation research of the hydraulic drive for valves of internal combustion engine

Szydłowski T., Smoczyński M.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 2

385--391

EN

This paper describes simulation research of single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion engines. The proposed drive was composed of commercial servovalve and typical hydraulic single-acting actuator. Research was performed for the prepared and verified model of this drive. In the paper mainly analysed was the impact of control signals on course of valve lift and its characteristic parameters like: delay of start of valve movement in opposition to the start of the control signal, the time of opening and closing of the valve, the valve lifting time, the course of valve lift, fill factor of the area under the valve lift curve and velocity of the valve subsidence. Special attention was given to the closing movement of the valve. Drive control was limited to step control signal. In the final phase of closing the valve, the control method had to slow down and stop the valve, but without a significant influence on the valve closing phase. During research the fill factor of the area under the valve lift curve was calculated and compared with values obtained for the classic drive with cam. A number of simulations allowed to determine the optimal control signal for the course with deceleration of the valve. Based on simulation studies it was found that comparable fill factors of the area under the valve lift curve for cam drive and analyzed electrohydraulic drive were obtained up to over 4000 rpm speed. Above this speed the factor was significantly smaller for hydraulic drive. For low engine speeds the values of factor were acceptable and amounted to about 0.7. Unfortunately for the valve opening times for engine speed 6000 rpm, tested drive did not provide the full opening of the valve and the fill factor of the area under the valve lift curve was unsatisfactory. In this research, the frequency characteristics of the servovalve published by their manufacturers were used. It demonstrated that because of the delay and response speed of the valve is necessary to use units generating a control signal ahead in relation to the desired moment of opening the valve.

9

Experimental research of properties of hydraulic drive for valves of internal combustion engines

Szydłowski T., Smoczyński M.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 1

351--358

EN

This paper describes a research stand and results of experimental research of single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion engines. The research stand of the hydraulic valve drive was consisted of: typical valve drive for high-speed internal combustion engine, commercial hydraulic actuator, commercial hydraulic accumulator and electrically controlled hydraulic distributor, which controlled the flow of oil supply to the hydraulic actuator. Rexroth commercial servovalve was used as hydraulic distributor for this valve drive. Components of hydraulic valve drive were mounted to specially designed research sleeve. On this sleeve complete drive, which consisted of a hydraulic cylinder and servovalve, was mounted. Drive control was performed in an open loop with a use of rectangular control signal. Displacement of the valve was measured by an optical displacement sensor. Tests were performed for constant lift of the valve, supply pressure set in the range of 6 to 10 MPa and at fixed temperature of the working medium and different initial deflections of valve spring. The behaviour of the drive was researched for bipolar and a rectangular control signals. Such range of measurements was to determine inter alia: the impact of the supply pressure and the control signals values on the drive work. Obtained results were used to verify the simulation model in a wide range of variation of the characteristic parameters of the electro-hydraulic actuator. The results of experimental measurements like valve movement and pressures in the drive were shown and analysed in this paper. With a reference to the valve movement, a detailed calculations of the valve kinematics were performed. Special attention was given to the opening and closing velocities of the valve, depending on the servo control signal. Subsidence valve velocity during its return movement was calculated. This subsidence valve velocity is an important parameter in terms of the applicability of this drive for the internal combustion engines. Valve opening time delay in opposition to the current control signal was also specified and discussed. Obtained results allowed to conclude that the proposed drive provides acceptable kinematic parameters for high-speed engines at supply pressures of at least 8 to 10 MPa. During the measurements acceptable valve subsidence speeds were obtained. It was found that there is a possibility of adjustment of this parameter by setting the slider servovalve negative overlap. Results became the basis of development of the model of this type of the drive. Further simulation studies will allow to evaluate the applicability of such valve drive for internal combustion engines. Further simulation studies allow to compare the proposed solution with known literature hydraulic valve drives.

10

Verification of the model of single-acting hydraulic drive for cylinder valves of internal combustion engines

Smoczyński M., Szydłowski T.

Archiwum Motoryzacji

|

2013

|

Nr 4

63--76, 157--170

EN

An extended and verified model of single-acting hydraulic drive for cylinder valves of internal combustion (IC) piston engines has been presented. In a physical model of the valve drive system proposed, a Caterpillar electric control valve from the HEUI fuel system was used as a distributor and the function of an actuator was performed by a commercially available hydraulic cylinder. Experimental and verification tests were carried out on the physical model built on a test stand. In the model prepared, electrical, mechanical, and hydraulic parts may be discerned. The model of the valve drive system was divided into sub-models representing the control system, distributor electromagnet solenoid with variable inductance, distributor spool with the electromagnet armature, hydraulic actuator, valve with valve spring, distributor working chamber, flows through the supply gap and drain gap in the distributor, and the actuator working chamber. The models, whether originally prepared or extended during the verification tests, as well as the verification of the sub-models representing the control system and distributor electromagnet solenoid have been discussed in detail. The structure of the entire model and the relationships between input and output data of individual sub-models have been shown. The profiles of voltage and current of the control signal as well as the profiles of valve displacement and other valve motion parameters obtained from experiments have been compared with the corresponding profiles obtained from simulations. Good consistence between the experimental and simulation profiles of the valve displacement was obtained. The model thus prepared and verified became a tool for examining the properties of a single-acting hydraulic drive for the valves of internal combustion engines.

PL

W artykule został opisany uzupełniony i zweryfikowany model hydraulicznego napędu jednostronnego działania dla zaworów rozrządu tłokowego silnika spalinowego. W proponowanym napędzie, jako rozdzielacz wykorzystano elektrozawór Caterpillar z systemu HEUI. Jako element wykonawczy zastosowano komercyjny siłownik hydrauliczny. Badania eksperymentalne i weryfikacyjne przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska badawczego. Przygotowany model składał się z następujących części: elektrycznej, mechanicznej oraz hydraulicznej. Model napędu został podzielony na modele: układu sterującego, cewki elektromagnesu rozdzielacza o zmiennej indukcyjności, suwaka rozdzielacza wraz ze zworą, siłownika hydraulicznego, zaworu i sprężyny zaworowej, komory roboczej rozdzielacza, przepływu przez szczelinę zasilającą i przelewową rozdzielacza oraz komory roboczej siłownika. Szczegółowo omówiono modele przygotowane lub uzupełnione podczas badań weryfikacyjnych oraz weryfikację modelu układu sterującego i cewki elektromagnesu rozdzielacza. Pokazano strukturę całego modelu , a także zależności pomiędzy danymi wejściowymi i wyjściowymi poszczególnych modeli składowych. Porównano przebiegi napięcia oraz natężenia prądu sygnału sterującego uzyskane z badań eksperymentalnych i z symulacji, jak również przebieg wzniosu oraz parametry ruchu zaworu uzyskane z badań eksperymentalnych oraz z symulacji. Uzyskano dużą zgodność przebiegów wzniosu zaworu otrzymanych z badań eksperymentalnych oraz badań symulacyjnych. Tak przygotowany i zweryfikowany model stał się narzędziem do badań właściwości hydraulicznego napędu jednostronnego działania dla zaworów silnikowych tłokowego silnika spalinowego.

11

Experimental research on single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion engines

Smoczyński M., Szydłowski T.

Archiwum Motoryzacji

|

2013

|

Nr 3

53--63, 137--147

EN

Experimental research on single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion (IC) piston engines and the test setup used for this purpose have been described. The test setup presented consisted of typical poppet valve assembly of a high-speed IC engine, commercial hydraulic actuator, and electrically operated hydraulic distributor, which controlled the flow of the working fluid supplied to the hydraulic actuator. In the test setup, a Caterpillar solenoid valve of the HEUI fuel system was used as the distributor. Time histories of the current control signal, valve displacement, and system working pressures for different values of the hydraulic actuator supply pressure and for different distributor opening time intervals were measured and analysed, wit h results of the measurements and analyses having been presented in this paper. Based on the valve displacement vs. time curves recorded, the valve kinematics has been analysed in details. The properties of the valve drive system of this type have been discussed and values of the basic motion parameters characterizing this drive have been given. Special attention has been drawn to the valve motion delay measured from the beginning of the current control signal, valve opening and closing times, velocities, and accelerations, and impact of the actuator supply pressure on the valve motion. The results obtained were taken as a basis for developing a model of the valve drive system of this type. Further simulation tests will be needed to assess the applicability of such a valve drive system to IC piston engines. They would also enable the comparing of the solution proposed with the hydraulically operated engine valve actuation systems known from the literature.

PL

W artykule opisano stanowisko badawcze i badania eksperymentalne hydraulicznego napędu jednostronnego działania dla zaworów rozrządu tłokowego silnika spalinowego. Zaprezentowano stanowisko badawcze składające się z typowego zaworu rozrządu szybkoobrotowego silnika spalinowego, komercyjnego siłownika hydraulicznego i rozdzielacza sterującego przepływem czynnika zasilającego siłownik hydrauliczny. Jako rozdzielacz wykorzystano elektrozawór Caterpillar z systemu HEUI. Przedstawiono wyniki pomiarów przebiegów czasowych prądowego sygnału sterującego, wzniosu zaworu oraz ciśnień roboczych w układzie dla różnych wartości ciśnień zasilających siłownik hydrauliczny oraz różnych czasów otwarcia rozdzielacza. W oparciu o zarejestrowane przebiegi wzniosów zaworu przeprowadzono szczegółową analizę kinematyki zaworu. W artykule omówiono właściwości oraz podano wartości podstawowych parametrów ruchu charakteryzujące taki napęd. Szczególną uwagę zwrócono na opóźnienie ruchu zaworu w stosunku do początku prądowego sygnału sterującego, czasy i prędkości i przyspieszenia otwierania i zamykania zaworu oraz wpływ ciśnienia zasilania na ruch zaworu. Uzyskane wyniki stały się podstawą do opracowania modelu napędu tego typu. Dalsze badania symulacyjne pozwolą na ocenę możliwości zastosowania takiego napędu w tłokowych silnikach spalinowych. Umożliwią również porównanie proponowanego rozwiązania ze znanymi z literatury hydraulicznymi napędami rozrządu.

12

Examining the properties of single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion engines

Smoczyński M., Szydłowski T.

Archiwum Motoryzacji

|

2013

|

Nr 2

64--77, 181--193

EN

The paper presents examination of the properties of single-acting hydraulic drive for valves of internal combustion (IC) piston engines. In the valve actuation system proposed, a Caterpillar solenoid valve of the HEUI fuel system and a commercial hydraulic actuator were used as the distributor and final control element, respectively. The examination was carried out on a specially prepared model of the valve actuation system under consideration. The influence of various construction parameters of the system on the course of the valve displacement process was examined, with analysing such characteristic parameters of the process as delay in the start of the valve motion measured from the beginning of the current control signal, valve opening and closing times, time of the valve kept open, valve displacement vs. time curve, filling ratio of the area under the valve lift curve, and velocity of the valve hitting its seat. The construction parameters whose impacts were analysed included oil supply pressure, total working space volume, power supply voltage, distributor solenoid force, cross-sections of the distributor supply and overflow gaps, total mass of moving distributor parts, engine valve mass, actuator piston diameter, and valve spring characteristic curve. The necessity of using high supply pressures and high control voltages has been proven. Guidelines for designing engine valve actuation systems of this type have been given. It has been shown that due to low capacity, the distributor of the type used are only suitable for the hydraulic actuation of small valves of high-speed IC engines. Evidence has been produced that systems to advance the control signal in relation to the required valve opening instant must be applied to compensate for the valve actuation delay and the limited valve opening velocity. The fact that the valve displacement vs. time curve may be shaped within a relatively wide range has also been pointed out.

PL

W artykule opisano badania właściwości hydraulicznego napędu jednostronnego działania dla zaworów rozrządu tłokowego silnika spalinowego. W proponowanym napędzie jako rozdzielacz wykorzystano elektrozawór Caterpillar z systemu HEUI. Jako element wykonawczy zastosowano komercyjny siłownik hydrauliczny. Badania przeprowadzono dla przygotowanego modelu takiego napędu. Analizowano wpływ różnych parametrów konstrukcyjnych na przebieg wzniosu zaworu oraz jego charakterystyczne parametry: opóźnienie rozpoczęcia ruchu zaworu w stosunku do początku sygnału sterującego, czas otwierania i zamykania zaworu, czas otwarcia zaworu, przebieg wzniosu zaworu, wskaźnik wypełnienia pola pod krzywą wzniosu oraz prędkość osiadania zaworu w gnieździe. Jako parametry konstrukcyjne takiego napędu szczegółowo przeanalizowano: ciśnienie zasilania, objętość komory roboczej, napięcie zasilania, siłę elektromagnesu rozdzielacza, przekrój szczeliny zasilającej i przelewowej, masy części ruchomych rozdzielacza, masę zaworu, średnicę tłoka siłownika hydraulicznego oraz charakterystykę sprężyny zaworowej. Wykazano konieczność stosowania dużych ciśnień zasilających oraz dużych napięć sterujących. Podano wytyczne do konstrukcji napędu takiego typu. Wykazano, że ze względu na niewielki wydatek rozdzielacze takiego typu nadają się tylko do napędu małych zaworów szybkoobrotowych silników spalinowych. Dowiedziono, że ze względu na zwłokę zadziałania oraz szybkość otwierania zaworu konieczne jest stosowanie układów wypracowujących wyprzedzenie sygnału sterującego w stosunku do żądanej chwili otwarcia zaworu. Zwrócono także uwagę na stosunkowo dużą możliwość kształtowania przebiegu krzywej wzniosu zaworu.

13

Konstrukcja ESP - urządzenia stabilizacji toru jazdy

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 3/84

19-28

PL

W pracy przedstawiono przebieg prac prowadzonych w KPiPBM nad układem ESP, przeznaczonym dla pojazdów z pneumatycznym układem uruchamiania hamulców. Podane są przesłanki przyjęte do opracowania własnego rozwiązania oraz opisano zasadę działania tego urządzenia. Zaprezentowano wersję prototypową, która została zainstalowana w autobusie badawczym.

EN

The paper presents the investigations carried out in KPiPBM PŁ concerned with EPS device designated for vehicles equipped with pneumatic braking system. The assumptions of a new, own solution are described as well as the principles oft its operation. The prototype version is presented, which was installed in a test bus.

14

Koncepcja ESP - urządzenia stabilizacji toru jazdy

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 3/84

5--18

PL

W pracy omówiono tendencje rozwojowe urządzeń kontroli poślizgu – ABS, ASR i ESP oraz ich wpływ na bezpieczeństwo ruchu. W szczególności odniesiono się do działania układów stabilizacji toru jazdy ESP. Przedstawiono również przebieg prac prowadzonych w KPiPBM nad układem ESP, przeznaczonym dla pojazdów z pneumatycznym układem uruchamiania hamulców. Podane są przesłanki przyjęte do opracowania własnego rozwiązania oraz opisano zasadę działania tego urządzenia.

EN

The paper describes the development of automatic devices cotrolling wheel slip – ABS, TRC and ESP and their influence upon the road safety. Particularly the main attention was paid on the device which assures vehicle stability motion control - ESP. Paralelly the results of investigations of ESP carried out in KPiPBM PŁ are presented. This device is designated for vehicles equipped with pneumatic braking system. The accepted assumptions are described as well as the algorithm of its operation.

15

Elektrycznie uruchamiane hamulce dla pojazdów użytkowych - koncepcja i konstrukcja

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 2/83

81-86

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie elektrycznie uruchamianych hamulców do pojazdów z instalacją pneumatyczną. Kluczowym elementem rozwiązania jest prototypowy zawór elektropneumatyczny sterowany cyfrowo. Przedstawiono możliwości rozszerzenia funkcjonalności o kontrolę poślizgu realizowaną dotychczas przez takie urządzenia jak ABS, ASR, ESP czy BAS. Na obecnym etapie prac prowadzone są badania modulatora i przygotowywany jest kompletny zestaw do zabudowy w pojeździe badawczym.

EN

Paper presents the solution of electrically controlled brakes for vehicles equipped with pneumatic braking system. The main element of the solution is the prototype of electropneumatic modulator, steered digitally. The possibilities of extensing its functionality are described, such as slip control obtained till now by different devices such as ABS, TCS, ESP or BAS. At a moment the modulator is tested and the whole system is prepared to fit to the vehicle.

16

Cyfrowo sterowany modulator ciśnienia do hamulców elektrycznych pojazdów użytkowych

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 3/84

49--56

PL

W pracy przedstawiono cyfrowo sterowany modulator ciśnienia przeznaczony dla elektrycznie uruchamianych hamulców pojazdu użytkowego. Dla ilustracji istoty działania zaworu podano jego schemat ideowy i rysunek konstrukcyjny. Przedstawiono przykładowe wstępne wyniki badań tego modulatora - skonstruowanego i wykonanego w Instytucie Pojazdów, Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Łódzkiej.

EN

The paper presents the concept of digitally controlled modulator valve designed for electrically operated brakes of utility vehicles. Its schematic diagram and the construction draw is shown. The principles of valve operation obtained during tests on a special test rig are demonstrated. The modulator valve is an original concept designed in Vehicle Research Institute of Technical University of Lodz.

17

Badania ESP - urządzenia stabilizacji toru jazdy

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 5/86

61--70

PL

W pracy omówiono badania stanowiskowe i drogowe urządzenia ESP własnej konstrukcji. Przedstawiono wybrane przebiegi czasowe wielkości fizycznych uzyskane podczas badań na poligonie badawczym.

EN

The paper presents the results of rig and road tests of ESP construction developed in KPiPDM PŁ. The graphs of chosen physical quantities of vehicle movement are shown which were obtained during researches on a special prepared test road.

18

Elektrycznie uruchamiane hamulce dla pojazdów użytkowych - koncepcja, konstrukcja, badania

Gołaszewski A., Smoczyński M., Surmiński K., Szosland A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2010

|

z. 1/77

119-128

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie elektrycznie uruchamianych hamulców do pojazdów z instalacją pneumatyczną. Kluczowym elementem rozwiązania jest prototypowy zawór elektropneumatyczny sterowany cyfrowo. Dla ilustracji istoty działania zaworu podano jego schemat ideowy. Przedstawiono także przykładowe wstępne wyniki badań tego modulatora. Przedstawiono możliwości rozszerzenia funkcjonalności o kontrolę poślizgu realizowaną dotychczas przez takie urządzenia jak ABS, ASR, ESP czy BAS. Na obecnym etapie prac prowadzone są badania modulatora i przygotowywany jest kompletny zestaw do zabudowy w pojeździe badawczym.

EN

The paper presents the solution of electrically operated braking system for vehicles equipped with pneumatic installation. The main element of the solution is a prototype of the electropneumatic valve digitally controlled. The possible extense of functionality of the solution is a slip control realized in such devices as ABS, TCS, ESP or BAS. At the present stage of researches the investigations of the prototype are finished and it is prepared the complete valve for the implementation into a vehicle.

19

Motion properties of hydraulically actuated valve train

Zbierski K., Smoczyński M.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 3

517-526

EN

This paper shows motion properties of hydraulically actuated engine valve train. The experimental model of the hydraulic valve drive is to be presented in this paper. It consists of parts: engine valve, hydraulic actuator and electric control hydraulic distributor, which control the flow of supply oil to the hydraulic actuator. It is hydraulic single-acting drive for valves of internal combustion engines. The methodology of the experimental research is to be explained. The measurements of the valve movement for the different supply pressures and for different opening distributor times were realized in this research. The recorded valve motion was base to detail analysis of velocity and acceleration of the engine valve motion. The researches show possibility of short opening time for typical valve of the high-speed internat combustion engine. Called attention to high speed and stroke against seat, while valve is closing. Especially called attention to possibility to formatting of the course of the valve lift. It may be used for better load exchange in internal combustion engines. The paper points out on the power supply of the system with the working pressure about 15 MPa what gives: smaller delay movement of the timing valve, quicker its opening, and also the large value of stroke of the timing valve.

PL

W artykule opisano właściwości ruchu zaworu rozrządu wymuszanego hydraulicznie. Zaprezentowano model doświadczalny składający się z zaworu rozrządu, siłownika hydraulicznego i rozdzielacza sterującego przepływem oleju zasilającego siłownik hydrauliczny. Jest to model hydraulicznego napędu zaworu jednostronnego działania. Uzasadniono przyjętą metodykę badań oraz przeprowadzono pomiary przebiegów wzniosu zaworu przy różnych wartościach ciśnień zasilających siłownik hydrauliczny i różnych czasach otwarcia rozdzielacza. W oparciu o zarejestrowane przebiegi wzniosów zaworu przeprowadzono szczegółową analizę prędkości i przyspieszeń zaworu. Pokazano możliwość uzyskania krótkiego czasu otwarcia dla typowego zaworu szybkoobrotowego silnika spalinowego. Zwrócono uwagę na dużą prędkość i uderzenie zaworu o gniazdo w chwili jego zamykania. Zwrócono także uwagę na stosunkowo dużą możliwość kształtowania krzywej wzniosu. Może zostać ona wykorzystana dla polepszenia wymiany ładunku w tłokowych silnikach spalinowych. Artykuł zwraca uwagę na zasilaniu układu ciśnieniem roboczym o wartości około 15 MPa, co daje: mniejsze opóźnienie ruchu zaworu rozrządu, szybsze jego otwieranie, a także dużą wartość skoku zaworu rozrządu.

20

Model of hydraulic single-acting driye for valves of internal combustion engine

Smoczyński M., Szydłowski T.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 1

465-472

EN

This paper shows the conception and the model of hydraulic single-acting valve drive for internal combustion engines. This drive should give free control for valve lift, valve opening and valve closing time. It consists of parts: electric control valve and hydraulic actuator, whose piston is connected with engine valve and return spring. One of the basic components of high pressure HEUI injector for the Diesel engine - electric valve with solenoid was chosen as electric control valve. Principle of operation, physical and mathematical model of this drive is to be presented in this paper. Presented model consists of electrical, mechanical and hydraulic subsystems: slide of control valve with solenoid coil, power piston of hydraulic actuator with return spring and hydraulic components. Describe the dynamic behaviour of the solenoid was based on non-linear magnetic circuit model. Movement of valve slide and power piston of actuator was based on the motion equation. Description of hydraulic subsystems was based of one-dimensional, compressible flow model. After full system identification basic parameters of this drive (like supply oil pressure or valve lift) will be calculated and analyzed for better load exchange in internal combustion engines.