Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fuel injector diagnostics based on observations of magnetic flux changes

Więcławski K., Mączak J., Szczurowski K.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 3

89--93

EN

The article discusses mutual relations of the dosage characteristics, current intensity characteristics, and voltage characteristics in the fuel injector electromagnet. Changes in current in the electromagnet’s coil were monitored in the course of dosage by means of the Hall sensor. Change in the Hall voltage is proportional to the changes in density of the magnetic flux generated around the injector coil during its work. The model of the current dependencies was used to determine the injector technical state in the actual time. The presented diagnostics proposition was created on the basis of the injector dosage characteristics obtained due to experimental research. Change in characteristic values, recorded during generation of the fuel dose allows for determination of the injector technical state, regarding both, the current-related and the mechanical parameters. Controlling in the actual time enables corrections in control parameters as a response to changes, as well as quick detection of damage resulting in switching the injector off the operation. This prevents the faulty operation of the injector, which may result in damage to subsequent components depending on its operation, such as the catalytic reactor.

PL

W artykule przedstawiono wzajemne relacje charakterystyk dawkowania z charakterystykami natężenia prądu i napięcia w elektromagnesie wtryskiwacza paliwowego. Zmiany prądowe w cewce elektromagnesu, w trakcie dawkowania obserwowano za pomocą czujnika Halla. Zmiana napięcia Halla jest proporcjonalna do zmian gęstości strumienia magnetycznego, generowanego wokół cewki wtryskiwacza podczas jego pracy. Model zależności wielkości prądowych wykorzystano do określania stanu technicznego wtryskiwacza w czasie bieżącym. Przedstawiona propozycja diagnostyki, powstała na podstawie charakterystyk dawkowania wtryskiwacza uzyskanych dzięki badaniom eksperymentalnym. Zmiana charakterystycznych wartości, zapisywanych w trakcie generowania dawki paliwa, pozwala na określenie stanu technicznego wtryskiwacza, w zakresie parametrów zarówno prądowych jak i mechanicznych. Kontrola w czasie bieżącym, pozwala na korektę parametrów sterowania w odpowiedzi na zmiany oraz szybką detekcję uszkodzeń, skutkującą wyłączeniem wtryskiwacza z eksploatacji. Zapobiega to nieprawidłowej pracy wtryskiwacza, co może spowodować uszkodzenie kolejnych, zależnych od jego pracy podzespołów, takich jak reaktor katalityczny.

2

Electric current characteristics of the injector generating fuel doses

Więcławski K., Mączak J., Szczurowski K.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 4

59--64

EN

In this article, the proposal for modelling the gas (fuel) injector based on observations of changes in the current during operation of the needle is presented. The aim of this work is indicating that the dosage characteristics can be mapped by means of the current characteristics. Moreover, observation of the current allows for determining the actual position of the needle. The time of the real fuel flow and the injector phase position can be determined with a microsecond resolution. The injector core inductance is a constant quantity but as a result of the needle movement and change in the permeability, inductance of the core varies depending on the needle position. These quantities, closely related to the current flowing through the coil, are described by means of differential equations resulting from the Kirchhoff’s law, due to which changes taking place can be substantiated. Control of the flux enables the precise controlling of the injector in the actual time, thanks to the employment of fast analogue-digital converters and phase are taken into consideration.

PL

W artykule zaprezentowano propozycję modelowania wtryskiwacza gazowego (paliwowego), na podstawie obserwacji zmian prądowych, w trakcie wykonywania pracy przez jego iglicę. Celem artykułu jest pokazanie, że można poprzez charakterystyki prądowe, odzwierciedlić charakterystyki dawkowania. Dodatkowo obserwacja prądu, pozwala określić aktualną pozycję iglicy. Możemy określić czas rzeczywistego przepływu paliwa i położenie fazowe wtrysku z precyzją mikrosekundową. Indukcyjność rdzenia wtryskiwacza jest wielkością stałą, ale w wyniku przesuwania iglicy i zmiany przenikalności, indukcyjność rdzenia zmienia się w zależności od położenia iglicy. Wielkości te, ściśle związane z przepływającym przez cewkę prądem, opisane są przez równania różniczkowe wynikające z prawa Kirchhoffa, dzięki czemu potrafimy uzasadnić zachodzące zmiany. Kontrola przepływu, pozwala na precyzyjne sterowanie wtryskiwaczem w czasie bieżącym, dzięki wykorzystaniu szybkich przetworników analogowo-cyfrowych i odpowiednich algorytmów. W sterowaniu uwzględniamy opóźnienia w działaniu impulsowego wtryskiwacza i przesunięcia fazy przepływu.

3

TEG model in Matlab Simulink

Kuchta F., Lubikowski K., Mączak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2017

|

z. 4/113

63--74

EN

For a modern society the most important issue affecting the development of the economy and the level of people's lives by providing access to new technologies is to provide a sufficiently large supply of energy, and adapted to the country's economy price. Nowadays most of the energy needed human is obtained by burning fossil fuels [1]. Data submitted to the publicly available say about 35% share of the oil, 29% share of coal and lignite, 24% share of natural gas, 6% share of hydroelectric power plants and 5% of the share of nuclear power in electricity generation [2,3]. Only 1% belongs to alternative energy sources that include solar power, wind power, other renewable sources, and distributed generation sources or small, local producers of energy and farm prosumer. One way of source energy are thermoelectric generators converting thermal energy into electrical energy [4-9]. TEG cells [10] used to recover waste heat from heat sources such as internal combustion engines or furnaces, in which a lot of energy is wasted as heat radiated to the surroundings. The paper describes a mathematical model created of the TEG in Matlab Simulink to identify the characteristics that will enable the determination of the power realizable from the cell under operating conditions. The model is based on mathematical equations that describe the thermal conductivity cell, the energy supplied to the cell through a heat source SEM occurring in the cell, internal resistance, efficiency of energy conversion, and the voltage and the current flowing in the circuit in series with the link connected to it a load. The model is designed to be able to introduce for the parameters of the cell, and we want to simulate the heat source temperature and the heat receiver. Results from the model was compared with the results of measurements of the real TEG module in a real environment execute in the Integrated Laboratory of the Mechatronics System of Vehicles and Construction Machinery accommodating the Faculty of Automotive and Construction Machinery Warsaw University of Technology 84 Narbutta Street in Warsaw. The article describes the results of a simulation model that simulates the work of a thermoelectric generator.

PL

Dla współczesnego społeczeństwa najważniejszym problemem, wpływającym na rozwój gospodarki oraz na poziom życia ludzi poprzez umożliwienie dostępu do nowych technologii jest zapewnienie odpowiednio dużych dostaw energii, po dostosowanej do gospodarki kraju cenie. Obecnie najwięcej energii potrzebnej człowiekowi uzyskuje się dzięki spalaniu paliw kopalnych [1]. Dane podawane dostępne publicznie mówią o 35% udziale ropy naftowej, 29% udziale węgla kamiennego i brunatnego, 24% udziale gazu ziemnego, 6% udziale elektrowni wodnych oraz 5% udziale elektrowni atomowych w wytwarzaniu energii [2,3]. Zaledwie 1% należy do alternatywnych źródeł energii do których należą elektrownie słoneczne, elektrownie wiatrowe, inne źródła odnawialne, a także źródła generacji rozproszonej czyli mali, lokalni wytwórcy energii oraz gospodarstwa prosumenckie. Jednym ze sposobów pozyskania energii są generatory termoelektryczne przekształcające energię cieplną na energię elektryczną [4-9]. Ogniwa TEG [10] służą do odzyskiwaniu energii odpadowej ze źródeł ciepła takich jak silniki spalinowe lub piece, w których wiele energii jest marnowane w postaci ciepła wypromieniowywanego do otoczenia. W artykule opisano stworzony model matematyczny ogniwa TEG w środowisku Matlab Simulink w celu określania charakterystyk, które umożliwią określenie mocy możliwej do uzyskania z ogniwa w danych warunkach pracy. Model opiera się na równaniach matematycznych opisujących przewodność cieplną ogniwa, energię dostarczaną do ogniwa przez źródło ciepła, SEM występujące na ogniwie, opór wewnętrzny ogniwa, sprawność konwersji energii, oraz napięcie i prąd płynące w obwodzie z ogniwem i szeregowo podłączonym do niego obciążeniem. Model jest tak skonstruowany aby można było do niego wprowadzić parametry ogniwa, które chcemy zasymulować oraz temperatury źródła ciepła oraz odbiornika ciepła. Model został porównany z wynikami pomiarów rzeczywistych modułu TEG w rzeczywistym środowisku wykonane w Zintegrowanym Środowiskowo Laboratorium Mechatroniki Pojazdów i Maszyn Roboczych mieszczącym się na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej przy ulicy Narbutta 84 w Warszawie. Artykuł opisuje wyniki symulacji z modelu opisującego pracę generatora termoelektrycznego.

4

Autonomous agricultural robot - collision avoidance methods overview

Jasiński M., Mączak J., Szulim P., Radkowski S.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2016

|

z. 2/106

37--44

EN

The aim of the paper is to make collision avoidance methods overview, used in navigation system of autonomous robot for sowing and wide row planting. Autonomous work of the robot in range of traction and agronomic processes will be implemented on the basis of data from a many sensors (cameras, sensors position, sensors distance, and others). Positive test results will allow for the use of the robot in organic crops requiring mechanical removal of weeds or in crops with application of selective liquid agrochemicals limited to the minimum. The collision avoidance was divided into two different subproblems: detecting the obstacle and avoiding the obstacle. The obstacles will be detected from the 2D laser scanner measurements with the help of a clustering algorithm. It's was the path tracking method based on the Nonlinear Model Predictive Control (NMPC).

PL

Celem referatu jest przedstawienie metod unikania przeszkód wykorzystanych w systemie nawigacji autonomicznego robota polowego przeznaczonego do siewu i pielęgnacji upraw szerokorzędowych. Autonomiczna praca robota w zakresie trakcji i realizacji procesów agrotechnicznych realizowana będzie na podstawie danych z szeregu czujników (kamery, czujniki położenia, odległości i inne). Pozytywne wyniki badań pozwolą na zastosowanie robota w ekologicznych uprawach wymagających mechanicznego usuwania chwastów, lub w uprawach z ograniczonym do minimum selektywnym stosowaniem ciekłych agrochemikaliów. W metodach unikania przeszkód ważne są dwa cele: wykrycie przeszkody i ominięcie przeszkody. W tym przypadku przeszkoda będzie wykrywana na podstawie pomiarów ze skanera laserowego 2D, z wykorzystaniem algorytmu klasteryzacji. Jest to metoda śledzenia ścieżki na podstawie nieliniowego modelu sterowania predykcyjnego NMPC (Nonlinear Model Predictive Control).

5

Analysis of isothermal thermodynamic processes in the Stirling engine

Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2016

|

z. 2/106

21--29

EN

This work presents a thermodynamic analysis for thermodynamic processes taking place in the Stirling engine working space. The working space was divided into operational sections, which corresponded to the analysed control volume units, including: the compression space, cooler, regenerator, heater, and the expansion space. On the basis of the conducted thermodynamic analysis, useful relations were derived, which will be used in the future to build the advanced, combined model in which energy and heat losses are taken into consideration, as well as the Stirling engine dynamics during the work cycle. Among the most important thermodynamic processes presented in this work, are: heat exchange at the heat exchangers (the cooler, regenerator, heater), and the isothermal heat exchange in the compression and expansion spaces.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono analizę termodynamiczną dla procesów termodynamicznych zachodzących w przestrzeni roboczej silnika Stirlinga. Przestrzeń robocza podzielona została na sekcje robocze, które odpowiadały analizowanym objętościom kontrolnym, m.in: przestrzeni sprężania, chłodnicy, regeneratora, nagrzewnicy oraz przestrzeni rozprężania. Na podstawie przeprowadzonej analizy termodynamicznej wyprowadzono użyteczne zależności, które zostaną w przyszłości wykorzystane do budowy zaawansowanego kombinowanego modelu uwzględniającego straty energii, ciepła oraz dynamikę silnika Stirlinga podczas realizacji cyklu roboczego. Do najważniejszych procesów termodynamicznych przedstawionych w niniejszej pracy zaliczyć należy: wymianę ciepła na wymiennikach ciepła (chłodnicy, regeneratorze, nagrzewnicy) oraz izotermiczną wymianę ciepła w przestrzeniach sprężania oraz rozprężania.

6

Adiabatic analysis of thermodynamic processes in the Stirling engine

Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2016

|

z. 2/106

13--20

EN

This work presents an adiabatic analysis for thermodynamic processes taking place in the Stirling engine working space. The working space was divided into operational sections, which corresponded to the analysed control volume units, including: the compression space, cooler, regenerator, heater, and the expansion space. On the basis of the conducted thermodynamic analysis, useful relations were derived, which will be used in the future to build the advanced, combined model in which energy and heat losses are taken into consideration, as well as the Stirling engine dynamics during the work cycle. Among the most important thermodynamic processes presented in this work, are: heat exchange at the heat exchangers (the cooler, regenerator, heater), as well as the adiabatic heat exchange in the compression and expansion spaces. Moreover, the relations describing the temperature change in the compression and expansion spaces during the work cycle were presented.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono analizę adiabatyczną dla procesów termodynamicznych zachodzących w przestrzeni roboczej silnika Stirlinga. Przestrzeń roboczą podzielono na sekcje robocze, które odpowiadały analizowanym objętością kontrolnym, m.in: przestrzeni sprężania, chłodnicy, regeneratora, nagrzewnicy oraz przestrzeni rozprężania. Na podstawie przeprowadzonej analizy termodynamicznej wyprowadzono użyteczne zależności, które zostaną w przyszłości wykorzystane do budowy zaawansowanego kombinowanego modelu uwzględniającego straty energii, ciepła oraz dynamikę silnika Stirlinga podczas realizacji cyklu roboczego. Do najważniejszych procesów termodynamicznych przedstawionych w niniejszej pracy zaliczyć należy: wymianę ciepła na wymiennikach ciepła (chłodnicy, regeneratorze, nagrzewnicy) oraz adiabatyczną wymianę ciepła w przestrzeniach sprężania oraz rozprężania. Zaprezentowano również zależności opisujące zmianę temperatury w przestrzeniach sprężania oraz rozprężania w trakcie realizacji cyklu roboczego.

7

Badania elektrochemicznych magazynów energii

Chmielewski A., Gontarz Sz., Gumiński R., Mączak J., Szulim P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 10

231--234

PL

W artykule przedstawiono badania stanowiskowe akumulatorów żelowych. Badania przeprowadzono w cyklu statycznym (przy stałym prądzie obciążeniowym) oraz w cyklu dynamicznym (impulsowy prąd rozładowania). W pracy zaprezentowano także towarzyszący pracy baterii wzrost temperatury na jej zaciskach oraz na obudowie. W pracy przedstawiono również wpływ różnych wartości prądu rozładowania na przyrost temperatury oraz zmiany napięcia na zaciskach akumulatora.

EN

This article presents the test bench research on gel batteries. The tests were carried out in the static cycle (with the constant load current), and in the dynamic cycle (impulse discharge current). This work discusses also the temperature increase on the battery terminals and housing, which accompanies the battery operation. Moreover, the influence of different discharge current values on the temperature increase and voltage changes on the battery terminals have been presented in this work.

8

Analiza wpływu parametrów eksploatacyjnych na drgania układu mikrokogeneracyjnego

Chmielewski A., Gontarz S., Gumiński R., Mączak J., Szulim P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 1

45--53

PL

W artykule przedstawiono badania stanowiskowe układu mikrokogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga. Zaprezentowano wpływ takich parametrów eksploatacyjnych jak: prąd obciążenia, średnie ciśnienie gazu roboczego, zmianę napięcia na maszynie elektrycznej, którym towarzyszą przyspieszenia drgań korpusu układu mikrokogeneracyjnego. Badania przeprowadzono dla gazu roboczego, którym był azot. Znaczna liczba powtórzeń pozwoliła na opis wyników badań w ujęciu statystycznym z użyciem takich miar jak: kurtoza, wskaźnik zmienności, współczynnik asymetrii a także funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Badania pozwalają stwierdzić czy przeprowadzony eksperyment jest powtarzalny oraz jak wybrane parametry eksploatacyjne wpływają na przyspieszenia drgań układu mikrokogeneracyjnego.

EN

The article presents a study on the micro-cogeneration test stand with a Stirling engine. It describes the influence of operating parameters such as load current, average working gas pressure and changes of the voltage of the electrical machine, which is accompanied by body vibration acceleration of the micro-cogeneration system. The study was conducted for the working gas, which was nitrogen. A significant number of repetitions allowed the description of the results of research in statistical terms using measures such as kurtosis, variability index, the skewness and the probability density function. The research allow to conclude whether an experiment is repeatable and how the selected operating parameters affect the acceleration of vibrations of the micro-cogeneration system.

9

Model-based research on a micro cogeneration system with Stirling engine

Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J., Szulim M.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 4

295--305

EN

One of the elements and purposes of the climate-energy policy of the European Union is to increase the efficiency of conversion of the energy from fossil fuels. Managing high-temperature heat losses which accompany the technological processes, especially in thermal power engineering, serves this goal. An example of effective use of this heat is through the application of distributed generation devices (including: fuel cells, microturbines, and Stirling engines), which produce in combination electric energy, or mechanical energy and heat. This paper presents research into a micro cogeneration system with a Stirling engine, using nitrogen as a working gas. A crucial element of the research is model-based analysis of changes in selected thermodynamic parameters, including among others: pressure change in the working cylinder. The presented comparison of the research results, as well as the results of simulation, effectively support the prediction processes as regards the system.

10

Autonomous agricultural robot - initial assumptions of project

Jasiński M., Mączak J., Radkowski S., Rogacki R., Mac J., Szczepaniak J., Pawłowski T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2015

|

z. 2/102

49--56

EN

The aim of the paper was to propose conception of autonomous robot for sowing and wide row planting. Autonomous work of the robot in range of traction and agronomic processes will be implemented on the basis of data from a many sensors (cameras, sensors position, sensors distance, and others). Positive test results will allow for the use of the robot in organic crops requiring mechanical removal of weeds or in crops with application of selective liquid agrochemicals limited to the minimum. Until control systems can be perfected and development cost recouped, the growth in autonomous field production systems will come in fits to starts. So that very important is mentioned in this paper, projects initial assumptions.

PL

Celem referatu jest przedstawienie koncepcji autonomicznego robota polowego przeznaczonego do siewu i pielęgnacji upraw szerokorzędowych. Autonomiczna praca robota w zakresie trakcji i realizacji procesów agrotechnicznych realizowana będzie na podstawie danych z szeregu czujników (kamery, czujniki położenia, odległości i inne). Pozytywne wyniki badań pozwolą na zastosowanie robota w ekologicznych uprawach wymagających mechanicznego usuwania chwastów, lub w uprawach z ograniczonym do minimum selektywnym stosowaniem ciekłych agrochemikaliów. Jeżeli nie zmieni się sie projektowanie systemów sterujących pracą jako idealnych i nie obciążonych kosztami, to nie będzie zauważalny rozwój systemów autonomicznych.

11

Badania układu mikrokogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga. Cz. 2

Chmielewski A., Gumiński R., Mączak J., Szulim P.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 5

53--60

PL

W niniejszej pracy przedstawiono badania stanowiskowe układu mikrokogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga. Eksperyment przeprowadzono dla azotu. Badania eksperymentalne przedstawiają informacje o drganiach układu kogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga dla zadanych wartości ciśnienia gazu roboczego przy różnych obciążeniach układu mikrokogeneracyjnego. W pracy przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych wykonywanych dla różnych obciążeń przy stałym ciśnieniu gazu. Duża liczba powtórzeń pozwoliła na opis wyników pomiarów w ujęciu statystycznym (rozkłady gęstości prawdopodobieństwa) oraz ocenę ich powtarzalności.

EN

In this work, the test bench research on the micro cogeneration system with the Stirling engine has been presented. The experiment has been conducted for nitrogen. The experimental research offers information about the vibrations of the cogeneration system with the Stirling engine for the predetermined values of the working gas pressure at different load values of the micro cogeneration system. In the work, the results of the operational research have been shown, which was performed for different load values at the constant gas pressure. A large number of repetitions allowed for a statistical rendering of the description of tests results (the distributions of probability density), as well as evaluation of their repeatability.

12

Badania układu mikrokogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga. Część I

Chmielewski A., Gumiński R., Lubikowski K., Mączak J., Szulim P.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 4

42--48

PL

Poprawa efektywności energetycznej jest kluczowym elementem przy ograniczeniu emisji CO2 oraz przetwarzaniu energii z paliw kopalnych dla państw członkowskich Unii Europejskiej. Dyrektywy 2012/27/UE, 2009/28/WE, 2004/8/EC informują o krokach jakie należy poczynić i jaką technologię wytypować aby nastąpił wzrost efektywności energetycznej. Wśród rozważanych technologii generacji rozproszonej wyróżnia się urządzenia przeznaczone do użycia w gospodarstwach domowych, w tym wytwarzające w skojarzeniu energię elektryczną oraz ciepło użytkowe μCHP (micro combined heat and power), w szczególności μCHP z silnikiem Stirlinga. W artykule przedstawiono rezultaty badań μCHP z silnikiem Stirlinga. Omówione zostały metody regulacji (poprzez zmianę średniego ciśnienia w przestrzeni roboczej oraz zmianę temperatury górnego źródła ciepła) osiągów układu μCHP z silnikiem Stirlinga dla najczęściej stosowanych gazów roboczych m.in: helu, azotu, powietrza oraz argonu. W pracy przedstawiono także przebieg indykatorowy zamknięty oraz otwarty uzyskany podczas badań stanowiskowych dla silnika Stirlinga typu Alfa.

EN

Improvement of energy efficiency is a key element for the member states of the European Union while reducing the CO2 emissions and converting the energy from fossil fuels. The 2012/27/UE, 2009/28/WE, 2004/8/EC Directives inform about the steps which should be made, and about the technology that should be selected in order to enhance the increase of energy efficiency. Among the considered technologies of distributed generation, appliances particularly designed to use in households are to be included, among others the devices producing electric energy and the utility heat in combination - μCHP (micro combined heat and power), especially the μCHP with the Stirling engine. In this article, the results of tests of the μCHP with the Stirling engine have been presented. The control methods (by means of changing the average pressure in the working chamber and the temperature of the upper heat source) of the performance of the μCHP system with the Stirling engine for the most frequently used working gases, including: helium, nitrogen, air, and argon have been discussed. In this paper, the indicator open and closed curves have been shown, obtained from the test bench research for the Alpha-type Stirling engine.

13

Dynamic model of a crankshaft assembly with two degrees of freedom

Chmielewski A., Bogucki Ł., Gumiński R., Mączak J.

Journal of KONES

|

2015

|

Vol. 22, No. 3

275--282

EN

Nowadays, growing attention is directed towards energy efficiency and issues related to respecting energy. An extremely vital role at improving energy efficiency plays the cogeneration technologies. In the 2012/27/UE Directive [1], the gas turbines [2] in combination with heat recovery, combustion engines [3, 4], steam engines [4], fuel cells [5-7], microturbines [8], Rankine organic cycle [9, 10], Stirling engines [11-15], and others, were included among cogeneration technologies, in which electric energy is produced from waste heat in the combined process. In this work, the distributed generation sources have also been addressed. From the perspective of the article herein, the sources equipped with the crankshaft assembly have been particularly emphasised. This mechanism converts chemical energy of, among others, fuel or working element into mechanical energy (the piston reciprocating motion is converted into rotary motion of a crankshaft). In this work, the physical model of the crankshaft assembly has been shown, with two degrees of freedom. On the basis of analysis of the physical model (with the static mass reduction), a single-piston simulation model has been developed of the crankshaft assembly, using the Matlab&Simulink software. On the basis of the analysis of the system, the motion equations have been derived, which served the purpose of building the simulation model. Because of the conducted simulations, the curves of displacement, velocity, and piston acceleration have been presented, and, respectively, the angular displacement, angular velocity, and angular acceleration of the crankshaft. The constructed model should be seen as a part of a multi-piston working mechanism in a, for example, Stirling engine.

14

Model geometryczny układu kogeneracyjnego opartego na silniku gazowym 1 MW

Chmielewski A., Lubikowski K., Mączak J., Szczurowski K.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

570--577

PL

W poprzednim roku w grudniu został przyjęty przez Komisje Europejską nowy budżet programu operacyjnego "Infrastruktura i Środowisko", gdzie dla Polski przewidziane jest blisko 32mld Euro na inwestycje proekologiczne. Program ten skupia się na poprawie atrakcyjności naszego kraju oraz rozwoju efektywnych energetycznie technologii. Szczególnie ważne w tym kontekście stają się układy odzyskiwania energii i zwiększania efektywności transformacji energii przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji zanieczyszczeń do środowiska. W dyrektywie europejskiej nr 2009/28/WE z kwietnia 2009 roku określono wymagania stawiane państwom członkowskim UE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. W artykule Autorzy skupili się na zamodelowaniu geometrycznym układu kogeneracyjnego bazującego na silniku spalinowym zasilanym paliwem produkowanym z wysypiska śmieci. Autorzy zamodelowali geometrycznie układ odzyskiwania energii wykorzystujący ciepło odpadowe silnika (silnik gazowy), przekształcając je na energię elektryczną za pomocą termoelektrycznych generatorów (TEG - ang. thermoelectric generators), wykorzystujących technologię półprzewodnikową. W niniejszej pracy przedstawiono także wyniki badań temperaturowych na powierzchni silnika gazowego oraz układu odprowadzania spalin. Publikacja powstała dzięki finansowaniu z Urzędu Marszałkowskiego Województwa Mazowieckiego.

EN

In the previous year in December has been adopted by the European Commission a new budget for the Operational Programme "The Infrastructure and Environment", where for the Polish intended is close to 32mld Euro for environmental investment. This program focuses on improving the attractiveness of our country and the development of energy efficient technologies. Especially important in this context become the energy recovery systems and increase the efficiency of converting energy with simultaneously reducing emissions of pollutions to the environment. The European Directive 2009/28 / EC of April 2009 set out the requirements for the EU Member States on the case of the promotion of the use of energy from renewable sources. In the article Authors have focused on geometrical modelling of cogeneration system based on internal combustion engine powered by fuel produced from landfill. Authors was realise geometrically model of energy recovery system used waste heat from engine(Gas Engine), transforming them into electrical energy using a thermoelectric generator (TEG - called. Thermoelectric Generators) which use semiconductor technology. The pa-per presents the results of temperature tests on the surface of the gas engine and the exhaust system. This work is the result of the financial support from the Office of Mazovian Voivodeship Marshal.

15

The issue of energy co-generation using thermoelectric generators

Chmielewski A., Lubikowski K., Radkowski S., Wikary M., Mączak J.

Archiwum Motoryzacji

|

2015

|

Vol. 67, no. 1

3--10, 133--140

EN

The development of the renewable energy sources technologies and the energy policy emphasise the energy co-generation systems. In the automotive industry, investments are located in the development of heat pumps, Stirling engines, energy accumulators, gas turbines, piezo mats, suspensions and enfeeblements, linear motors, and other energy retrieval systems retrieving energy that is expelled in the process of the combustion of the fuel and air mixture in conventional combustion engines [1,2] and lost irretrievably. The energy co-generation systems increase efficiency in the use of the energy contained in the fuel and air mixture. Currently, there is a tendency of combination of the energy micro-cogeneration systems with other vehicle systems, e.g. motor control systems, motor power supply systems, safety systems, etc. [3-8]. One of such ways is the retrieval of heat energy thanks to thermoelectric generators (TEG) using the Seebeck effect.

PL

Rozwój technologii odnawialnych źródeł energii i polityka energetyczna kładą nacisk na systemy kogeneracji energii. W przemyśle samochodowym inwestuje się w rozwój pomp cieplnych, silników Stirlinga, akumulatorów energii, turbin gazowych, mat, zawieszeń i wyciszeń piezoelektrycznych, silników liniowych oraz innych systemów odzyskiwania energii, która, wydalana w procesie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w konwencjonalnych silnikach spalinowych [1,2], jest bezpowrotnie tracona. Systemy kogeneracyjne zwiększają efektywność wykorzystania energii zawartej w mieszance paliwowo-powietrznej. Aktualnie istnieje tendencja do łączenia systemów mikrokogeneracji energii wraz z innymi systemami istniejącymi w pojeździe, np. systemami sterowania silnikiem, zasilania silnika, systemami bezpieczeństwa itp. [3-8]. Do jednego z takich sposobów należy odzysk energii cieplnej dzięki termoelektrycznym generatorom (TEG – z ang. thermoelectric generators) wykorzystującym zjawisko Seebecka.

16

Wykorzystanie systemu operacyjnego Android do sterowania platformą mobilną

Andrian S., Mączak J., Szulim P., Walczak D.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2014

|

z. 2/98

5--16

PL

W artykule przeanalizowano możliwości wykorzystania urządzeń mobilnych takich jak smartfony i tablety do sterowania platformami mobilnymi. Zaprezentowano możliwości implementacji bezprzewodowej komunikacji pomiędzy najpopularniejszym systemem operacyjnym wśród telefonów komórkowych i tabletów - Androidem, a platformą mobilną. Do komunikacji pomiędzy platformą a smartfonem wykorzystana została technologia Bluetooth oraz protokół transmisji danych UDP (User Datagram Protocol). Zastosowanie protokołu UDP pozwala na ominięcie buforowania danych, co przekłada się na minimalne obciążenie dla protokołów warstwy aplikacji, a w konsekwencji na szybkość działania aplikacji. Wykonany został układ sterowania robotem, którego zadaniem między innymi jest odczyt oraz odpowiednia konwersja danych z czujników: przyspieszeń oraz orientacji, wbudowanych w telefon. Obsługa wymiany informacji, pomiędzy rdzeniem układu cyfrowego platformy, a telefonem została zrealizowana poprzez dwie aplikacje. Pierwsza z nich napisana w środowisku LabVIEW, odpowiada za implementację układu sterowania oraz nawiązanie komunikacji z urządzeniem sterującym - smartfonem. Druga, napisana w środowisku JAVA, udostępnia w czasie rzeczywistym pozyskiwane z czujników informacje. W ten sposób można jednoznacznie określić położenie telefonu w przestrzeni, a co za tym idzie zdefiniować dla poszczególnych położeń telefonu, wartości prędkości kątowej każdego z kół robota. Ponadto, wykonany układ sterowania jest niezwykle uniwersalny, ponieważ z łatwością może zostać zaimplementowany na dowolnym urządzeniu wyposażonym w CompactRIO, sbRIO lub my-RIO. Urządzenie sterujące również może być dowolne, system operacyjny Android jest wykorzystywany przez szerokie spektrum producentów i ze względu na swoją konwencję otwartości użytkownik nie jest zobligowany do tylko jednej marki. Opracowany układ sterowania zaimplementowany do platformy mobilnej może zostać wykorzystany do celów naukowo- dydaktycznych, poprzez obserwację i analizę wpływu zmian położenia w przestrzeni elementu sterującego na prędkość i przemieszczenie robota.

EN

The paper examines the possibilities of using mobile devices such as smartphones and tablets to control the mobile platforms. The possibilities of implementation of wireless communication between the most popular mobile operating system for phones and tablets-Android and mobile platform are presented. For communication between the platform and the smartphone Bluetooth technology and data transmission protocol UDP (User Datagram Protocol) has been used. The use of UDP protocol allows to avoid the data cache, which translates into a minimum load for the application layer protocols, and in consequence the speed of the application. Robot control system was made, which tasks, among others, is reading and the corresponding conversion of data from sensors: acceleration and orientation, which are built-in phone. The exchange of information support between the core of the digital platform and the phone has been implemented through two applications. First application was created in LabVIEW environment, it is responsible for the implementation of the control system and establishing communication with the control device- smartphone. Second application was created in JAVA environment and it shares in real time the information obtained from device sensors. In this way the location of the phone in the surface can be explicitly specified and in consequence for each device positions the angular velocity of each wheel robot. What is more, the control system is made extremely versatile, as it can easily be implemented on any device equipped with a CompactRIO, sbRIO, or myRIO. The control device is also unrestricted, the Android operating system is used by a wide range of producers and due to its openness convention, user is not obligated to only one brand. Created and implemented robot control system to mobile platform, can be used for the purposes of research and teaching through observation and analysis of the impact of device position change to the velocity and dislocation of the robot.

17

Wpływ drgań na pracę agregatu uprawowo-siewnego z mechatronicznym układem sterowania

Gałęzia A., Gumiński R., Jasiński M., Mączak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2014

|

z. 3/99

61--67

PL

W referacie przedstawiono wpływ drgań na pracę agregatu uprawowo siewnego z mechatronicznym układem sterowania umożliwiającym zwiększenie prędkości roboczej i podwyższenie dokładności wysiewu. Analizę przeprowadzono w celu znalezienia ścieżek propagacji drgań konstrukcji wsporczej na układ sterowania zespołami wysiewającymi czyli w celu minimalizacji drgań siewnika.

EN

In the paper influence of vibrations for mechatronic control system which allows to increase the operating time was presented. This in new mechanical seed drills with seeder unites with speed and increase the accuracy of sowing. This analyses were made in case of finding propagation paths of vibration, transferred from support structure to the control unit of seed drill, i.e. in case of vibrations reduction of seed drill.

18

Projekt nisko-kosztowej macierzy mikrofonów pomiarowych

Bogdziński K., Jasiński M., Mączak J., Szczurowski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2014

|

z. 2/98

27--33

PL

W ramach pracy opracowano i zrealizowano w praktyce koncepcję stanowiska macierzy mikrofonów charakteryzującą się dużymi możliwościami konfiguracyjnymi zarówno w zakresie pozycjonowania jak i doboru osprzętu. W tym celu zaprojektowano ramę umożliwiającą mocowanie mikrofonów w różnych konfiguracjach pomiarowych oraz stworzono program do obsługi tego stanowiska. Opracowany program pozwala na lokalizację źródeł dźwięku na podstawie porównania wartości poziomów dźwięku zarejestrowanych przez mikrofony pomiarowe z możliwością zmiany zakresu badanych częstotliwości. Oprogramowanie zostało napisane w środowisku LabVIEW i wykorzystuje platformę National Instruments cDAQ do akwizycji danych.

EN

During the course of project a concept of microphone array measurement station was designed and created. The microphone array is characterised by wide configuration possibilities for microphone placement and hardware. To achieve this, a frame allowing various microphone mounting points was designed and control software was written. The developed software allows sound source localisation by comparing sound pressure levels registered by the microphones in desired frequency range. The software was written in LabVIEW and utilizes National Instruments cDAQ platform for data acquisition.

19

Model based local fault detection in helical gears

Mączak J.

Vibrations in Physical Systems

|

2014

|

Vol. 26

169--176

EN

In the paper the possibility of model based detection of local faults in helical gears is analysed. Presented methods allow early detection of anomalies in the time vibration signal that could be linked to the fatigue tooth damages like pitting and tooth fracture. They relies on calculation of different signal parameters for the consecutive meshes and allows for acquiring information about the disturbances of the meshing process for particular tooth pairs. They permit the observation of the energy density changes for the consecutive teeth (or tooth pairs) during the normal exploitation of the gearbox. All the described methods are based on analysis of the time signals. Contrary to the methods based on spectral analysis these methods allow for precise localisation of gear defects and linking them to the particular pinion or gear teeth. Additionally they could be used in the procedure of gear manufacturing quality assessment.

20

Badania modalne modelu badawczego agregatu uprawno-siewnego i analiza wpływu drgań na jego pracę

Gałęzia A., Gumiński R., Jasiński M., Mączak J.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

3748--3754

PL

W pracy zaprezentowano wykonanie analizy modalnej na modelu fizycznym siewnika z mechatronicznym układem sterowania w celu określenia częstotliwości rezonansowych. Badany model składał się z zbiornika na ziarno pszenicy, wypełnionym w 15% oraz w 80% ziarnem, będącego pomniejszona kopią rzeczywistego zbiornika. Analizę wykonywano z zastosowaniem wzbudnika drgań pobudzającego strukturę do drgań w zakresie częstotliwości 0 – 400 Hz sygnałem białego szumu. Analiza modalna zbiornika modelu badawczego siewnika została wykonana przy użyciu oprogramowania PULSE Reflex. Analiza danych zarejestrowanych dla modelu badawczego siewnika w obu stanach wypełnienia polegała na wyznaczeniu globalnej estymaty widmowej funkcji przejścia na podstawie, której były wyliczane bieguny diagramu stabilizacyjnego. Wybrane bieguny były następnie przeanalizowane pod kątem wartości MAC (ang. Modal Assurance Criterion). Do wyliczenia diagramu stabilizacyjnego wykorzystano algorytm Rational Fraction Polynomial-Z. Badania wykonano w ramach projektu INNOTECH-K2/IN2/64/182979/NCBR/12.

EN

The paper presents the implementation of a modal analysis on the physical model of the tilling and sowing set equipped with mechatronic control system, in order to determine the resonant frequencies. The tank of test model, which was scaled-down copy of the actual tank, was filled in 15% and 80% with wheat grain. The analysis was performed using the vibration shaker which stimulated vibration structure, in the frequency range 0 - 400 Hz, with a white-noise excitation signal. Modal analysis of the tilling and sowing set tank of research model was made using PULSE Reflex software. Analysis of the data, recorded for the tilling and sowing set research model in both filling states, required calculation of a global estimate of the frequency responce function, basen on which poles of the stabilization diagram were calculated. Selected poles were then analyzed in terms of value of Modal Assurance Criterion (MAC). To calculate the stability diagram of the algorithm Rational Fraction Polynomial-Z algorithm was used. The study was performed within the project INNOTECH-K2/IN2/64/182979/NCBR/12.