Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative analysis of balancing of V6 engines with common and split-pin crankshafts

Mosakowski R.

Combustion Engines

|

2014

|

R. 53, nr 1

3--13

EN

An analysis of balancing of V6 engines equipped with split-pin crankshafts with any cylinder bank angle based on the mathematical relations derived in the paper was carried out. A comparison of the quality of their balancing with engines equipped with common-pin crankshafts was also carried out. The bank angle ranges beneficial for balancing of moments of inertia forces in reciprocating motion were determined. A mathematical relation on the optimum value of the main counterweights in the function of the cylinder bank angle was derived as well. The advantages of the split-pin crankshafts from the point of view of balancing were also indicated also.

PL

Na podstawie wyprowadzonych w pracy zależności przeprowadzono analizę wyrównoważenia silników V6 wyposażonych w wały korbowe o dzielonych czopach korbowych, o dowolnym kącie rozwidlenia cylindrów. Dokonano porównania jakości ich wyrównoważenia z silnikami o konwencjonalnych wałach korbowych. Wyznaczono zakresy kąta rozwidlenia cylindrów korzystne z punktu widzenia wyrównoważenia momentów od sił bezwładności w ruchu postępowo-zwrotnym. Wyprowadzono zależność na wartość optymalną wektora momentu przeciwmas głównych w funkcji kąta rozwidlenia cylindrów. Wskazano na zalety wałów korbowych z dzielonymi czopami korbowymi z punktu widzenia wyrównoważenia.

2

Analysis of balancing of four stroke V6 engines

Mosakowski R.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 4

44--55

EN

Analysis of balance of V6 engines with a common-pin crankshaft depending on a cylinder bank angle and the crank radius to connecting rod length ratios λ based on the relations derived is presented in the paper. The bank angles providing the lowest moment of inertia forces in reciprocating motion for selected λ values were determined. The position of the plane of the main counterweights in order to maximum balance of the moment of the first order inertia forces and degree of its balancing in the function of the cylinder bank angle were also defined in the paper. The position of the balancing shaft with respect to the crankshaft to fully balance the moments of the first order inertia forces was also determined. Apart from the quality of balancing, also other criteria for the selection of the cylinder bank angle of vehicle engines were indicated in the paper.

PL

Na podstawie wyprowadzonych w artykule zależności przedstawiono analizę wyrównoważenia silników widlastych V6 o tradycyjnej konfiguracji wałów korbowych, w zależności od kąta rozwidlenia cylindrów i wartości parametru mechanizmu korbowego λ. Określono wartości kąta rozwidlenia zapewniające najmniejszy maksymalny moment od sił bezwładności w ruchu postępowo-zwrotnym dla kilku wybranych wartości λ. Wyznaczono zależność maksymalnej wartości niewyrównoważonego momentu sił bezwładności w ruchu postępowo-zwrotnym od kąta rozwidlenia cylindrów. Wyznaczono także położenie płaszczyzny przeciwmas głównych w celu maksymalnego wyrównoważenia momentu od sił bezwładności pierwszego rzędu oraz określono stopień ich wyrównoważenia w funkcji kąta rozwidlenia. Ustalono położenie dodatkowych mas na wałku wyrównoważającym w celu pełnego wyrównoważenia momentów od sił bezwładności pierwszego rzędu. Wskazano na inne, poza jakością wyrównoważenia, kryteria doboru kąta rozwidlenia cylindrów silników samochodowych.

3

The reduction of the reaction torque of a straight four-cylinder four-stroke engine

Mosakowski R.

Silniki Spalinowe

|

2010

|

R. 49, nr 3

82-87

EN

The paper presents both the exact and simplified relations on the course of the reaction torque or a single and multicylinder engine, which is transmitted to the vehicle frame or foundation. The formula for the distance between the balance shafts along the vertical axes ensuring a complete elimination of the impact of the forces or inertia on the course of the reaction torque in four-stroke four-cylinder engines is derived in the paper. The criteria for selecting the optimum value of the distance are also derived in the paper. The dependence of the optimum value or the distance on the state of the engine operation and design parameters of the vehicle propulsion system is indicated in the paper. The paper proposes the selection of the optimum shafts distance, for a given type of vehicle, in areas or the engine most frequently used operating states.

PL

W pracy przedstawiono zarówno dokładne jak i uproszczone zależności określające przebieg momentu reakcyjnego silnika, jedno i wielocylindrowego, przenoszonego na ramę pojazdu lub fundament. Wyprowadzono zależność na wartość przesunięcia wałków wyrównoważających zapewniającą całkowite wyeliminowanie wpływu sił bezwładności na przebieg momentu reakcyjnego w silnikach czterosuwowych czterocylindrowych. Wprowadzono kryteria doboru optymalnej wielkości przesunięcia wałków wyrównoważających. Wskazano na zależność optymalnej wartości przesunięcia od stanu pracy silnika i parametrów konstrukcyjnych układu napędowego. Zaproponowano dobór optymalnej wartości dla danego typu samochodu w obszarach, w których silnik najczęściej pracuje.

4

Analysis of balancing of six-cylinder in-line two-stroke internal combustion engines

Mosakowski R.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, nr 4

22-33

EN

Simple relations describing the resultant moments of inertia forces of the first and second order for all sixty possible configurations of the crankshaft in two-stroke four-cylinder engine have been derived in the paper. A comparative analysis of the crankshafts with different arrangements of cranks have been carried out with respect to the resultant moments of the first and second order inertia forces. The comparison has been carried out for two values of the crank throw to connecting rod length ratio, namely l = 0.3 and l = 0.5. The outcomes of the comparative analysis indicate that irrespective of the l value, within the range of its values having practical meanings, the arrangement of cranks 1-5-3-4-2-6 is the best. As a result of 50% balancing of the moment of the first order inertia forces the differences between various configurations of the crankshaft are significantly reduced and configuration 1-4-2-6-3-5 equals with respect to balancing with the commonly used configuration 1-5-3-4-2-6.

PL

W pracy wyprowadzono proste zależności opisujące przebieg momentu od sił bezwładności pierwszego i drugiego rzędu dla wszystkich 60. wariantów wałów korbowych w silniku sześciocylindrowym 2-suwowym rzędowym. Dokonano analizy i porównania poszczególnych wariantów z punktu widzenia momentów wypadkowych od sił bezwładności pierwszego i drugiego rzędu. Porównania dokonano dla dwóch wartości parametru mechanizmu korbowego l = 0,3 i 0,5. Wyniki analizy porównawczej pokazują, że niezależnie od wartości parametru l, w zakresie wartości tego parametru mających praktyczne znaczenie, konfiguracja 1-5-3-4-2-6 jest najlepsza. W następstwie wyrównoważenia składowej pierwszego rzędu momentu od sił bezwładności różnice w jakości wyrównoważenia ulegają znacznemu zmniejszeniu i dla l = 0,5 konfiguracja 1-4-2-6-3-5 zrównuje się pod tym względem z wykorzystywaną powszechnie w praktyce konfiguracją 1-5-3-4-2-6.

5

Analiza wyrównoważenia silników rzędowych dwusuwowych czterocylindrowych

Mosakowski R.

Archiwum Motoryzacji

|

2006

|

Nr 4

343-357

PL

W pracy wyprowadzono proste zależności opisujące przebieg momentu od sił bezwładności pierwszego i drugiego rzędu dla wszystkich wariantów wałów korbowych w silniku czterocylindrowym dwusuwowym rzędowym. Dokonano analizy i porównania poszczególnych wariantów z punktu widzenia momentów wypadkowych od sił bezwładności pierwszego i drugiego rzędu. Porównania dokonano dla dwóch wartości parametru mechanizmu korbowego [lambda] = 0,3 i 0,5. Wyniki porównania wskazują ze dla [lambda] = 0,5 wszystkie konfiguracje wału korbowego, zwłaszcza konfiguracje 1-3-2-4 i 1-2-4-3 można traktować jako prawie równoważne.

EN

Simple relations describing resultant moment of inertia forces of the first and second order for all possible arrangements of cranks in the crankshaft mechanism in the two stroke four cylinder engines have been derived in the paper. A comparative analysis of particular crankshafts, with different arrangements of cranks, have been carried out taking into account resultant moments of inertia forces of the first and second order. The comparison has been carried out for two values of crankshaft mechanism ratio [lambda] = 0,3 and [lambda] = 0,5. The outcomes of the comparative analysis indicate that all possible arrangements of cranks, especially 1-3-2-4 and 1-2-4-3 arrangements may be treated as equivalent.

6

Dobór optymalnego momentu statycznego wałków wyrównoważających w silniku rzędowym czterosuwowym czterocylindrowym

Mosakowski R., Konaszewski S.

Archiwum Motoryzacji

|

2000

|

Nr 2

91-102

PL

W pracy wyprowadzono proste zależności na wartość względnego maksimum sumy składowych siły bezwładności od rzędu trzeciego wzwyż w funkcji parametru mechanizmu korbowego [lambda], zarówno dla jednego cylindra jak również dla całego czterosuwowego silnika rzędowego czterocylindrowego. Przedstawiono także zależność na wartość momentu statycznego przeciwmas umożliwiających maksymalne wyrównoważenie sił bezwładności w ruchu postępowo-zwrotnym. Wyprowadzono również zależności na stopień zmniejszenia wyrównoważenia sił bezwładności drugiego rzędu w funkcji zmiany kąta ustawienia wł?ków wyrównoważających.

EN

Simple expression of relative maximum of the rum of components of inertia forces from the 3rd order and higher in function of arenh mechanism parameter for one cylinder as well for the whole engine have been derived. Also expressions for static moment of inertia of countermasses enabling maximum balance of inertia forces in reciprocating motion are given. Expressions for the ratio of decrease of balancing of second order of inertia forces vs. change of position angle of balancing shafts have been also derived

7

Zależności na parametry kinematyczne mechanizmu korbowego w nowym ujęciu

Mosakowski R.

Archiwum Motoryzacji

|

1999

|

Nr 1/2

21-28

PL

W pracy przedstawiono, w znacznie wygodniejszej postaci niż spotykane dotychczas w literaturze silnikowej, zależności na drogę i przyspieszenie tłoka symetrycznego mechanizmu korbowego, wynikające z rozkładu wyrażenia pierwiastkowego, które spełnia warunki dwumianu Newtona, w szereg potęgowy. Wskazano na konieczność rezygnacji z przybliżonej zależności na drogę tłoka, ale podkreślono jednocześnie potrzebę zachowania uproszczonej zależności na jego przyspieszenie, powstałej przez ograniczenie liczby wyrazów w harmonicznym szeregu potęgowym. Wskazano również na potrzebę poszerzenia zależności na przyspieszenie tłoka w przypadku analizy mechaniki mechanizmów korbowych tkz. silników długoskokowych, w których stosunek długości promienia korby do długości korbowodu osiąga wartości bliskie 0,5. Wyznaczono zależności na względną maksymalną wartość sumy harmonicznych przyspieszeń o rzędzie wyższym od drugiego w funkcji stosunku promienia korby do długości korbowodu.

EN

Accurate relations (1), (2) and (3) for determining the travel, velocity and acceleration of the piston in a symmetrical crank mechanism are given in the paper. Owing to placing the cartesian co-ordinates system in axes of the crankshaft rotation the relation (1) has somewhat simpler form than one met in the relevant literature. The relations for determining the above mentioned parameters, following from the expending the square root expression of the Newton binomial type into the power series, are also presented in the paper [relations (4), (5) and (6)]. Their form, however is simpler and more convenient in notation than those used in text books on internal combustion engines. Relations (7) for calculating coefficients A[2n] have been modified in comparison with those presented in [1]. The necessity of abandoning the approximate relation for piston travel calculation have been unterlined, and instead using accurate relation (1) recommended. The simplified relation (14) for determining piston acceleration is very useful and should be preserved for calculating and analysing inertia forces in to-and-fro motion. The introduction, however, in 80 in shipbuilding industry of super long-stroke engines with the ratio between the storke and bore of the piston close to 4, and the ratio between the crank radius and connecting rod length lambda[równe w przybliżeniu]0,5 necessitates introduction of some modifications to relation (14). As it follows from relation (17) illustrated graphically in Fig. 2 the total maximum relative value of the acceleration components neglected in relation lambda[większe]0,5 exceeds 5% and rises quickly with lambda increase. Therefore, in such applications, or when higher accuracy of calculating pistonacceleration is required it is recommended to use relation (19) instead of (14). The relation (19) was derived by neglecting in relations (7) components with lambda having powers 5 and bigger, reducing that way relations (7) for coefficients A[2n] to the form of relation (18).

8

Uwagi na temat graficznej metody analizy wyrównoważenia wielocylindrowych silników rzędowych

Mosakowski R.

Archiwum Motoryzacji

|

1999

|

Nr 1/2

29-44

PL

W pracy przedstawiono graficzne uzasadnienie na płaszczyźnie liczb zespolonych, na przykładzie silnika dwucylindrowego, słuszności metodyki analizy działania sił bezwładności w ruchu prostoliniowym postępowo-zwrotnym za pomocą zastępczych wektorów wirujących, przyczepionych do osi wału korbowego. Wskazano na błędy w tym zakresie spotykane w literaturze z dziedziny silników spalinowych, w postaci niezgodności z zasadami stosowanymi w matematyce i mechanice technicznej, przy jednoczesnym braku zaznaczania tych niezgodności. Przedstawioną w pracy metodykę analizy graficznej wyrównoważenia wielocylindrowych silników rzędowych, za pomocą zastępczych wektorów wirujących, całkowicie zgodną z zasadami mechaniki, zobrazowano na przykładzie silnika trzycylindrowego. Wskazano na łatwość wyprowadzenia tą drogą zależności na wartości wypadkowych momentów od sił bezwładności w ruchu prostoliniowym postępowo-zwrotnym i obrotowym.

EN

A graphical justification of correctness of the method of analysis of primary and secondary inertia forces in to-and-fro motion by supplementary (fictitious) rotating vectors is presented in the paper. The justification was carried out in the complex numbers plane by defining the inertia forces according to relations (6) and (7). The symbols used in relations (6) and (7) denote: i - number of a cylinder, j - complex number, omega - engine angular speed, alfa - angle, t - time, W' and W'' are defined by relations: W'=m[p]Romega^2, W''= m[p]Romega^2lambda where: m[p] - mass in to-and-fro motion, R - crank radius, lambda - ratio between the crank radius and connecting rod length. The number 0,5W'e^j[omega]t is treated as a vector 0,5W'[i] rotating in the clockwise direction with rotational speed [omega], while the number 0,5W'^-j[omega]t as the vector 0,5W'[i] rotating with the same speed but in opposite direction. In the same way relation (7) is interpreted. The only difference is that vectors 0,5W''[i] rotate with angular speed 2[omega]. For two-cylinder engine the relations depicting inertia forces in the complex form are presented by relations (10) to (13) and illustrated in Fig. 5. For the purposes of analysis of primary and secondary inertia forces P'[b] and P''[b] vectors W' and W'' where introduced. The vectors rotate with angular speed omega and 2omega respectively. Vertical projections of vectors W' and W'' (along cylinder axis) equal values ofP'[b] and P''[b] respectively. Moments M'[w] and M''[w] are defined as vector products, their horizontal projections equal values of real moments of inertia forces M'[b] (first order) and M''[b] (second order). The method of analysis of the inertia forces in to-and-fro motion and their moments are presented graphically in Fig. 6 and 7. As it follows from Fig. 6 and 7 the resultant vectors Sigma W' and SigmaW'' are zero vectors, therefore, resultant vectors SigmaP'[b] and SigmaP''[b] must also be zero vectors. Making use of Fig. 6 and 7 one can easily derive simple relations for SigmaM'[b] and SigmaM''[b] in the form of relations (19) and (20). The centrifugal inertia forces are analysed in Fig. 8 the mistakes made by some authors of textbooks on internal combustion engines in the form of discrepancy from the rules adopted in mechanics in applying this method of analysis of balancing of multicylinder in-line engines are also indicated in the paper by citing Fig. 9a and b and Fig. 10.

9

Mathematical analysis of compressor unit operation with stepwise capacity control

Mosakowski R.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

1998

|

nr 104

145-158

PL

Artykuł zawiera analizę matematyczną pracy agregatu sprężarkowego ze skokową regulacją wydajności, przy założeniu zachowania podkrytycznego stosunku ciśnień podczas poboru powietrza. Wyprowadzono w nim zależności na parametry charakteryzujące przebieg ciśnienia w zbiorniku wyrównawczym w funkcji parametrów bezwymiarowych, przy poborze powietrza zależnym od zmian tego ciśnienia a także zależność przełączenia sprężarki na bieg jałowy oraz jej wartość maksymalną. Wykazano mały wpływ zmiany ciśnienia w przyjętym modelu poboru powietrza na wartości czasu narastania i pełnej zmiany ciśnienia w zbiorniku wyrównawczym oraz na średnią wartość ciśnienia powietrza pobieranego przez użytkowników. Wyprowadzono również proste bezwymiarowe zależności umożliwiające porównywanie efektywności energetycznej agregatów sprężarkowych o stałej prędkości obrotowej, wyposażonych w różne układy skokowej regulacji wydajności. Wprowadzono i zdefiniowano nowe pojęcia. Przeprowadzono weryfikację doświadczalną niektórych zależności.

10

Optimization of slider-rocker mechanism.

Mosakowski R.

Archive of Mechanical Engineering

|

1998

|

Vol. XLV, nr 1

5-18

EN

Optimization of slider-rocker mechanism for changing reciprocating motion into a rotating one has been presented in the papaer. The optimization was carried out for the purpose of obtaining a linear relationship between the angle of the rocker rotation and the slider displacement. Minimization of the root mean square deviation of function values depicting the displacement of the electric servo-motor slider from the value od a linear function was adopted as an optimization criterion. The optimization was carried out by the gradientles Hooke-Jeeves method for the angle range of the rocker rotation from 40°-120°. The errors of rocker position setting in the function of its angle rotation, for the optimized rocker-slider mechanisms, were determined. Examples of plots of parameters depicting properties of the mechanisms for selected ranges of the rocker rotation were also given in the paper.

PL

W pracy przedstawiono optymalizację mechanizmu wahaczowo-suwakowego, służącego do zmiany ruchu postepowo-zwrotnego na ruch obrotowy. Optymalizację przeprowadzono pod kątem uzyskania liniowej zależności kąta obrotu wahacza od przemieszczenia suwaka. Jako kryterium optymalizacyjne przyjeto minimalizację średniokwadratowego odchylania wartosci funkcji opisującej przemieszczenia suwaka siłownika sterującego od wartości funkcji liniowej. Optymalizację przeprowadzono metodą bezgradientową Hook'a-Jeevesa dla zakresu kąt obrotu wahacza od 40° do 120°. Dla mechanizmów wahaczowo-suwakowych o parametrach uzyskanych w wyniku optymalizacji okreslono błędy ustawienia wahacza w funkcji jej obrotu. Podano przykłady przebigu parametrów opisujących własnosci mechanizmu dla wybranych zakresów kąta wahacza.