Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of piston ring pack configuration on blowby and friction losses in a marine two-stroke engine

Wolff A.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 3

164--170

EN

In the paper a comprehensive model of a piston ring pack motion on an oil film has been presented. The local thickness of the oil film can be compared to height of the combined surface roughness of a cylinder liner and piston rings. Equations describing the mixed lubrication problem based on the empirical mathematical model formulated in works of Patir, Cheng and Greenwood, Tripp have been combined and used in this paper. In addition a model of gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed. The main parts of the model and software have been experimentally verified abroad by the author at the marine engine designing centre. For the selected two-stroke marine engine, the influence of the number of piston rings used and the type of the top ring lock (straight or overlapped) on blowby to piston underside and on friction losses of the piston-ring-cylinder (PRC) system have been investigated. The developed model and software can be useful for optimization of the PRC system design.

2

Modelowanie i symulacja numeryczna procesu wymiany ciepła w hamulcach samochodowych

Wolff A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2016

|

z. 112

411--421

PL

W artykule przedstawiono 2 rodzaje 2-wymiarowych osiowo-symetrycznych modeli nieustalonego przewodnictwa cieplnego w hamulcach (tarczowych i bębnowych): model klasyczny i z tzw. pulsującym źródłem ciepła. Zastosowano stosowne warunki brzegowe zagadnienia, opisujące ciepło generowane w hamulcu oraz odprowadzane do otoczenia. Zagadnienie rozwiązano przy użyciu metody elementów skończonych. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń uzyskane z użyciem 2 wspomnianych rodzajów modeli. W przypadku modelu z pulsującym źródłem ciepła zobrazowano zjawisko wahań temperatury na powierzchni ciernej, wynikające z kontaktu okładzin z wirnikiem hamulca tylko na części jego obwodu. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora, przedstawiono tu nowe wyniki obliczeń.

EN

In the paper two kinds of two-dimensional axisymmetric models of the transient heat conduction in brake rotors (discs and drums) are presented: classical one and so called model with pulsating heat source. The relevant boundary conditions, that describe the heat generated in the brake and the heat transferred to ambient air, have been used. The problem has been solved by the use of the finite element method. Exemplary results of simulation using two mentioned kinds of models and the differences between them are presented. Especially the effect of temperature pulsation on friction surface, resulting from intermittent contact, has been shown in the case of the model with pulsating heat source. In contrast to the previous papers of the author, new calculation results have been presented.

3

Ocena ryzyka wybuchu a problemy zapewnienia bezpiecznej produkcji w warunkach zagrożenia wybuchem. Cz. 2

Wolff A.

Napędy i Sterowanie

|

2016

|

R. 18, nr 10

94--97

PL

Ryzyko i problemy wynikające z zapisów Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. w sprawie minimalnych wymagań, dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej (Dyrektywa Atex 137). Problemy oceny ryzyka wybuchu wynikające ze stosowanej metodologii oceny ryzyka.

4

Ocena ryzyka wybuchu a problemy zapewnienia bezpiecznej produkcji w warunkach zagrożenia wybuchem. Cz. 1

Wolff A.

Napędy i Sterowanie

|

2016

|

R. 18, nr 10

88--92

PL

Ryzyko i problemy wynikające z zapisów Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r. w sprawie minimalnych wymagań, dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, związanych z możliwością wystąpienia w miejscu pracy atmosfery wybuchowej (Dyrektywa Atex 137).

5

Próby mikronizacji węgla kamiennego w młynie elektromagnetycznym na potrzeby wytwarzania paliw zawiesinowych

Robak J., Micorek T., Ignasiak K., Wolff A.

Karbo

|

2015

|

Nr 4

119--124

PL

Rozdrobnienie węgla (średnia średnica ziaren i udział poszczególnych frakcji ziarnowych) stosowanego do wytwarzania zawiesinowych paliw węglowych jest najistotniejszym elementem wpływającym na ich właściwości. Grubsze ziarna węglowe umożliwiają uzyskanie zawiesin o dużym zagęszczeniu ciał stałych i tym samym wysokiej wartości opałowej paliwa, lecz łatwo sedymentujących. Z kolei ziarna węglowe o mniejszych rozmiarach umożliwiają otrzymywanie zawiesin wodnych trudniej ulegających sedymentacji i bardziej podatnych na konwersję, jednak o wysokiej lepkości, niekorzystnej z punktu widzenia aplikacji paliwa. Obniżenie lepkości oraz poprawę stabilności skoncentrowanych zawiesin osiągnąć można między innymi poprzez wykorzystywanie fazy stałej o zróżnicowanym składzie ziarnowym – odpowiednie zmielenie węgla jest więc podstawowym warunkiem uzyskania paliwa w formie zawiesiny o odpowiednich walorach użytkowych. W pracy zaprezentowano wyniki badań dotyczące mokrego mielenia węgla w młynie elektromagnetycznym pod kątem wytwarzania paliwa w formie zawiesiny. W badaniach wykorzystano młyn typu WZB.MAGØ100, produkcji firmy ELTRAF w Lublińcu. Jako mielniki zastosowano walce z materiału ferromagnetycznego o średnicy 1,0 i długości 10 mm. Materiałem do badań była zawiesina wodna o koncentracji 50 %, przygotowana z flotokoncentratu węgla kamiennego. W przeprowadzonych badaniach czynnikami zmiennymi było natężenie przepływu mieliwa w postaci zawiesiny węgla w wodzie oraz stopień nachylenia komory roboczej młyna. Przeprowadzone badania wskazują, że wykorzystanie w produkcji paliw zawiesinowych młynów elektromagnetycznych jest jednym z możliwych rozwiązań technologicznych. Efektywność procesu mielenia węgla w młynie elektromagnetycznym zależna jest zarówno od czasu przebywania cząstek w przestrzeni roboczej młyna, jak i od stopnia nachylenia młyna, decydującego o wypełnieniu tej przestrzeni. Mielenie węgla, realizowane na mokro w systemie ciągłym, pozwoliło na prawie czterokrotne zmniejszenie średniego wymiaru ziaren węglowych po ok. 30 s przebywania cząstek w przestrzeni roboczej. Uzyskany produkt mielenia charakteryzował się rozkładem uziarnienia normalnym, jednomodalnym.

EN

Micronization of coal (average diameter of particles and share of individual grain fractions) used in coal slurry fuels is the most important element influencing on the properties of the final fuel. Coarse coal particles enable to obtain suspensions of high concentration of solids and high calorific value, but susceptible to sedimentation. In opposite, fine particles allow to obtain suspensions, which are more resistant to sediment and easier to convert, but characterize with higher viscosity, what is an disadvantage regarding its further application as a fuel. Both, lowering of the viscosity and improvement of the stability of a coal slurry can be achieved by using solid phase, i.e. coal, with variable size distribution. Hence, proper coal milling is the key factor in obtaining slurry fuels of satisfying utility values. In the paper, the results of the research on the wet coal milling using electromagnetic mill for production of coal slurry fuel are shown. During the study, the electromagnetic mill type WZB.MAGØ100, manufactured by ELTRAF in Lubliniec, was used. As the grinding aid, ferromagnetic rollers with diameter of 1.0 mm and 10 mm length, were used. Coal-water slurry with concentration of solid at the level of 50 %, based on hard-coal flotoconcentrate, was used as the study material. Flow of grinding material in a form of coal-water suspension and slope of the working chamber of the mill were variable parameters during the experiments. The study indicated that the use of electromagnetic mill in slurry fuel production was one of the possible technological solutions. The eficiency of milling in electromagnetic mill depended on residence time of particles in the working chamber of the mill as well as on the slope of the mill chamber, which was crucial for optimum filling of the chamber volume. Wet coal milling realized in a continuous mode enable almost quadruple decrease of coal particles size after approximately 30 s of residence time in the workspace. The obtained product characterized with normal, mono-modal particle size distribution.

6

Numeryczna analiza wymiany ciepła w cylindrze dwusuwowego silnika okrętowego

Wolff A.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

849--857

PL

W artykule przedstawiono analizę procesu wymiany ciepła w cylindrze dwusuwowego silnika okrętowego o długim skoku tłoka. Wykorzystano obliczenia termodynamiczno-przepływowe CFD cyklu pracy silnika w dotyczące komory spalania oraz w objętości pod tłokiem, które udostępnił ośrodek konstrukcyjny silników okrętowych „Wärtsilä” w Szwajcarii. Opracowano program komputerowy do wyznaczania uśrednionych w cyklu pracy silnika rozkładów współczynnika przejmowania ciepła, temperatury gazu i gęstości strumienia ciepła wzdłuż tworzącej cylindra. W artykule przedstawiono porównanie wspomnianych rozkładów uzyskanych z użyciem obliczeń CFD oraz formuł empirycznych Woschniego, względnie Bulatiego. Opracowane metody obliczeń mogą być wykorzystane do wyznaczania maksymalnych wartości temperatur i ich gradientów, a w konsekwencji naprężeń termicznych i odkształceń elementów komory spalania silnika, a w szczególności tulei cylindrowej.

EN

In the paper an analysis of the heat transfer in cylinder of a long-stroke marine engine was presented. For this purpose CFD results of thermal and flow processes during engine cycle in combustion chamber and under piston were applied. They were made available to the author by the marine engine designing centre ”Wärtsilä” in Switzerland. A special computer program was developed for calculation of engine cycle averaged distributions of heat transfer coefficient, gas temperature and heat flux along the cylinder liner. In the paper an appropriate comparison between these distributions obtained by the use of CFD results and based on empirical equations of Woschni or Bulaty was presented. The developed calculation methods can be utilized for evaluation of maximal temperatures and their gradients, and thus thermal stresses and deformations of combustion chamber parts of an engine, in particular of the cylinder liner.

7

Zagrożenia procesowe i wybuchowe na liniach podawania oraz mielenia węgla i biomasy

Wolff A.

Napędy i Sterowanie

|

2014

|

R. 16, nr 10

44--52

PL

W artykule omówiono wybrane problemy techniczne i procesowe układów nawęglania oraz instalacji biomasy w energetyce z punktu widzenia zapewnienia bezpieczeństwa procesowego i wybuchowego (konstruktywna ochrona przed wybuchem). Przedstawiono ponadto zagrożenia, które niosą za sobą zanieczyszczenia zawarte w surowcach dostarczanych do układów nawęglania i instalacji przyjęcia biomasy leśnej. Omówiono wady i zalety konstruktywnych technik zabezpieczenia przed wybuchem w przypadku ich stosowania do zabezpieczenia silosów i zbiorników magazynowych oraz instalacji odpylania (filtry). Materiał zawiera ponadto wyjaśnienie znaczenia odpylania/aspiracji w układach nawęglania i instalacjach biomasy oraz praktyczne znaczenie wybranych parametrów palności i wybuchowości pyłów węgli i biomasy. Omówiono również racjonalne techniki zabezpieczenia młynów wentylatorów.

8

Inwentaryzacja instalacji procesowych na przykładzie Górażdże Cement SA

Ledwig M., Wolff A.

Napędy i Sterowanie

|

2014

|

R. 16, nr 11

94--95

PL

Nie wszyscy zdają sobie sprawę z przewagi cyfrowego modelu instalacji procesowej nad dokumentacją papierową. Nie każdy również wie, że inwentaryzację można wykonać praktycznie dla każdej instalacji. Prace te, choć złożone, przynoszą wiele korzyści użytkownikowi.

9

Modelowanie procesów przepływowych w układzie tłok-pierścienie-cylinder silnika spalinowego

Wolff A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 251

3--205

PL

Rozprawa dotyczy procesów przepływowych w układzie tłok-pierścienie-cylinder (TPC) silnika spalinowego. W jednym z początkowych rozdziałów dokonano przeglądu publikacji na temat zjawisk fizycznych towarzyszących funkcjonowaniu pierścieni tłokowych, metod modelowania oraz metod badań empirycznych rozpatrywanych zjawisk. Wnioski wysnute z przeglądu literatury posłużyły do sformułowania celów oraz zakresu rozprawy. Z funkcjonowaniem pakietu pierścieni związane są następujące zjawiska fizyczne: przepływ gazu przez szczeliny złożenia TPC, smarowanie hydrodynamiczne w szczelinie między powierzchnią pierścienia i gładzią cylindrową, tarcie mieszane w układzie pierścień-gładź cylindrowa, przepływ oleju i jego dystrybucja na powierzchni cylindra, kątowe odkształcenia pierścieni, zmiany lepkości oleju spowodowane zróżnicowaniem temperatury gładzi cylindrowej. W głównej części rozprawy przedstawiono zbudowany przez autora kompleksowy model procesów przepływowych towarzyszących pracy pierścieni tłokowych. Zawiera on dodatkowo zaczerpnięte z literatury modele cząstkowe, takie jak np. opracowany przez Patira i Chenga model przepływu oleju w szczelinie między chropowatymi powierzchniami oraz model sprężystego kontaktu chropowatych powierzchni zaproponowany przez Greenwooda i Trippa. Podczas pracy pierścieni tłokowych następuje przepływ dwu różnych płynów: pierścienie ślizgają się po cienkiej warstwie oleju, a ponadto występuje przepływ gazu przez szczeliny układu tłok-pierścienie-cylinder. Modele przepływu gazu oraz tarcia płynnego i mieszanego są ze sobą sprzężone. Umożliwia to rozwiązywanie skomplikowanych zagadnień, takich jak osiowe drgania pierścieni w rowkach tłoka i wynikające z tego zmiany warunków smarowania pierścieni. W rozprawie przedstawiono metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych (cząstkowych i zwyczajnych) opisujących wymienione procesy fizyczne. Opracowano program symulacyjny wykorzystujący przedstawione modele: przepływu gazu, przepływu oleju oraz oddziaływania chropowatości powierzchni pierścieni i gładzi cylindrowej. Jest to prawdopodobnie najbardziej uniwersalny program tego typu w Polsce. Weryfikację modelu symulacyjnego przeprowadzono dla dwóch okrętowych silników spalinowych o zapłonie samoczynnym. Pierwszy z nich (o mniejszych wymiarach) to silnik czterosuwowy, a drugi – dwusuwowy. Prace te wykonano w ramach kilku staży odbytych przez autora w ośrodku konstrukcyjnym silników okrętowych Wärtsilä (w Winterthur w Szwajcarii). Wykorzystano wyniki pomiarów nieustalonego ciśnienia gazu w cylindrze silnika, między pierścieniami oraz w skrzyni korbowej. W przypadku silnika czterosuwowego dostępne były ponadto wyniki pomiarów osiowych przemieszczeń pierścieni w rowkach tłoka, a także natężenia przedmuchu gazu do skrzyni korbowej. Natomiast weryfikacja empiryczna modelu hydrodynamiki pierścieni obejmowała wykorzystanie wyników pomiarów objętości oleju zgarnianego przez dławnicę dwusuwowego silnika okrętowego. Uzyskano zadowalającą zgodność ilościową i jakościową wyników obliczeń symulacyjnych i badań empirycznych. Opierając się na serii obliczeń numerycznych, przeprowadzono analizę wpływu wybranych wielkości fizycznych i geometrycznych złożenia TPC na jego funkcjonowanie. Na podstawie wyników obliczeń uzyskano informacje dotyczące zakresu stosowalności proponowanych modeli. W podsumowaniu pracy przedstawiono wnioski i wymieniono najważniejsze osiągnięcia własne autora. Wskazano także na kierunki i możliwości prowadzenia dalszych badań. W załączniku 1 podano krótką charakterystykę opracowanych programów symulacyjnych, a w załączniku 2 – opis opracowanej przez autora animacji komputerowej funkcjonowania pakietu pierścieni tłokowych.

EN

This work deals with the modelling and simulation of the tribological system piston-rings-cylinder of an internal combustion engine. The initial part of the work includes a relevant bibliography study of piston rings operation and presents methods of its modelling. As a conclusion, the aims and scope of the work have been formulated. Many physical phenomena are associated with ring pack operation, such as: inter-ring gas dynamics for blow-by and blow-back behavior, hydrodynamic action in the gap between the ring land and cylinder liner, mixed lubrication at the ring face-liner conjunction for friction considerations, oil transport for distribution of lubricant along the liner, twist motion of rings, liner temperature influence on the oil viscosity. The main part of this work presents a complex model of piston ring pack operation developed by the author. Among his own models, it includes several models taken from literature, like: a model of viscous oil flow between rough gap surfaces formulated by Patir & Cheng and an elastic contact model of Greenwood & Tripp. The motion of two different fluids has to be considered. At first, the rings slide on a thin layer of oil. Independently there exists the flow of exhaust gases through crevices among the piston, rings and cylinder liner. The models of gas flow, hydrodynamic and mixed lubrication are coupled. It enables to resolve detailed events such as eventual axial ring fl utter in piston grooves and also resulting changes of lubrication phenomena. Numerical methods of solving (partial and ordinary) differential equations describing the above mentioned physical phenomena have been discussed. Using accessible to the author results of experimental measurements, the verification of the developed mathematical model and software has been carried out. Taking into account results of numerical simulations, the influence analysis of chosen physical and geometrical parameters on piston ring pack operation has been done. On the basis of calculation results, some conclusions concerning the application range of the proposed models have been presented. In the summary of the work, final conclusions and main scientific achievements of the author are presented. Remarks on further possible research work are also given. In the Appendix, a computer animation of the ring pack operation, developed by the author, is described. The work is closed by the references which are referred to by the author.

10

Analiza numeryczna i eksperymentalna procesu wymiany ciepła w hamulcach samochodowych

Wolff A.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 14

250-261

PL

W artykule przedstawiono dwuwymiarowy, osiowo-symetryczny model nieustalonego przewodnictwa cieplnego w hamulcach samochodowych, wprowadzając stosowne warunki brzegowe opisujące wywiązywanie się ciepła w hamulcu oraz odpływu ciepła do otoczenia. Zagadnienie rozwiązano metodą elementów skończonych i podano wyniki symulacji cyfrowych dla samochodu osobowego średniej klasy. Opisano ponadto badania eksperymentalne temperatur par ciernych hamulca tarczowego na szybkoobrotowym stanowisku rolkowym. Badania te były podstawą przeprowadzonej weryfikacji modelu matematycznego wymiany ciepła w hamulcu (w fazie generowania ciepła). Następnie przedstawiono zastosowaną metodę identyfikacji współczynnika przejmowania ciepła między hamulcem i otoczeniem (w fazie chłodzenia hamulca po zakończonym hamowaniu). Polegała ona na rozwiązaniu tzw. odwrotnego zagadnienia nieustalonego przewodnictwa cieplnego.

EN

In the paper the two-dimensional, axi-symmetrical model of transient heat conduction in automotive brakes has been introduced. The relevant boundary conditions, that describe the heat generated in the brake and the heat transferred to ambient air, have been used. The problem was solved by the use of the finite element method and computational results for a middle-class automobile have been presented. Experimental temperature tests of a disc brake at the high-speed roll-stand have been also described. These tests made the base for verification of the mathematical model of heat transfer in brakes (during the period of heat generating). Then the identification method of the convective heat transfer coefficient with ambient air (during the period of brake cooling after the finished brake application) was introduced. It was based on the solution of the inverse transient heat conduction problem.

11

Influence of engine load on piston ring pack operation of a marine two - stroke engine

Wolff A.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 2

557-568

EN

A set of piston rings is used to form a dynamic gas seal between the piston and cylinder wall. Many physical phenomena are associated with the operation of the system piston-ring-cylinder (PRC), such as: inter-ring gas dynamics for the labyrinth seal, hydrodynamic lubrication and mixed friction in gaps between the rings and cylinder liner, oil flow and distribution of lubricant along the liner, twist motion of rings, liner temperature influence on the oil viscosity. A complex model of the PRC system has been developed by the author. Among own models it includes several sub-models taken from literature, like: a model of viscous oil flow between rough gap surfaces formulated by Patir and Cheng and an elastic contact model of Greenwood and Tripp. The main parts of the mathematical model and software have been experimentally verified abroad by the author at the marine engine-designing centre. A relatively good qualitative and quantitative compatibility between the experimental measurements and calculated results has been achieved. In contrast to the previous papers of the author, new calculation results for a marine two-stroke engine have been presented. These results concern influence of engine load on piston ring pack operation of the analysed engine. They include basic physical quantities associated with gas and oil flow in the piston-ring-cylinder system of the engine. The developed model can be utilized for: evaluation of gas leakage through the sealing ring set, prediction of lubrication conditions of piston rings and oil consumption, defining areas of the possible cylinder liner wear and profile changes of piston rings sliding surfaces, and thus can be useful for optimization of the PRC system design.

12

Modelowanie i symulacja numeryczna funkcjonowania pakietu pierścieni tłokowych dwusuwowego silnika okrętowego

Wolff A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2011

|

z. 1/82

5--17

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością pierścieni i gładzi cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga [3,4] oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Trippa [1]. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni, jak i model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przemieszczeń w rowkach tłoka. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora dotyczących silników samochodowych, przedstawiono wyniki obliczeń dotyczące dwusuwowego silnika okrętowego. Obejmują one podstawowe wielkości fizyczne związane z procesami przepływu gazu i oleju w układzie tłok-pierścienie-cylinder rozpatrywanego silnika.

EN

The paper presents a model of a ring pack motion on an oil film. The thickness of the oil film can be compared to the thickness of the combined surface of a cylinder liner and piston rings roughness. Equations which describe the complex lubrication problem are based on the empirical mathematical model formulated by Patir, Cheng [3,4] and Greenwood, Tripp [1] The models have been combined and used in this paper. A model of a gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed. In addition the models of ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been elaborated. Unlike the previous author’s papers on automobile engines, some calculation results concerning a marine two-stroke engine are presented. These results include basic physical quantities associated with gas and oil flow processes in the system piston-ring-cylinder for the analyzed engine.

13

Analiza numeryczna funkcjonowania pakietu pierścieni tłokowych dwusuwowego silnika okrętowego

Wolff A.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością pierścieni i gładzi cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga [8,9] oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Trippa [4]. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni, jak i model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przemieszczeń w rowkach tłoka. Główne człony modelu matematycznego oraz oprogramowania zostały zweryfikowane eksperymentalnie przez autora w zagranicznym ośrodku konstrukcyjnym silników okrętowych. W odróżnieniu od poprzednich artykułów dotyczących silników samochodowych, przedstawiono nowe wyniki obliczeń dla dwusuwowego silnika okrętowego. Opracowany model i oprogramowanie mogą być przydatne przy optymalizowaniu konstrukcji układu tłok-pierścienie-cylinder.

EN

In the paper a complex model of a piston ring pack motion on an oil film has been presented. The local thickness of the oil film can be compared to height of the combined surface roughness of a cylinder liner and piston rings. Equations describing the mixed lubrication problem based on the empirical mathematical model formulated in works of Patir, Cheng [8,9] and Greenwood, Tripp [4] have been combined and used in this paper. In addition models of gas flow through the labyrinth seal of piston rings, ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been developed. The main parts of the mathematical model and software have been experimentally verified abroad by the author at the marine engine designing centre. In contrast to the previous papers of the author concerning automobile engines, new calculation results for a marine two-stroke engine have been presented. The developed model and software can be utilized for optimization of the piston-ring-cylinder system design.

14

Możliwości osiągania założonych stanów cieplnych hamulców samochodowych w warunkach badań na szybkoobrotowym stanowisku rolkowym

Wolff A.

Logistyka

|

2010

|

nr 4

CD-CD

PL

Temperatura powierzchni ciernej hamulca w istotny sposób wpływa na skuteczność hamowania. Artykuł opisuje proces wymiany ciepła w hamulcach samochodowych. Stosując opracowany program metody elementów skończonych, wyznaczono rozkład temperatury w materiale tarczy hamulcowej lekkiego samochodu dostawczego. Jako wstępne kryterium zgodności stanów cieplnych hamulca w warunkach hamowania na drodze i na stanowisku rolkowym założono bilans energii akumulowanej w wirniku hamulca. Jako bardziej wiarygodne kryterium zgodności przyjęto równość średnich temperatur powierzchni ciernej hamulca. Przedstawiona metoda umożliwia uzyskiwanie na stanowisku rolkowym analogicznych stanów cieplnych hamulców samochodowych, jakie występują w warunkach hamowania na drodze. W oparciu o tę metodę możliwe jest obliczenie czasu trwania i siły hamowania na szybkoobrotowym stanowisku rolkowym. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora, przedstawiono tu nowe wyniki obliczeń.

EN

The temperature of a brake friction surface influences significantly the braking effectiveness. The paper describes a heat transfer process in car brakes. Using a developed program of finite element method, the temperature distribution in a disc brake material of a light truck has been calculated. As a preliminary consistency criterion of the brake thermal state in road and roll-stand braking conditions, a balance of the energy cumulated in the brake rotor has been taken into account. As the most reliable consistency criterion an equality of average temperatures of the friction surface has been assumed. The presented method allows to achieve on a roll-stand the analogical thermal states of automotive brakes, which are observed during braking in road conditions. Basing on this method, it is possible to calculate the braking time and force for a high-speed roll-stand. In contrast to the previous papers of the author, new calculation results have been presented.

15

A method to achieve comparable thermal states of car brakes during braking on the road and on a high-speed roll-stand

Wolff A.

Archives of Transport

|

2010

|

Vol. 22, iss. 2

259-273

EN

The temperature of a brake friction surface influences significantly the braking effectiveness. The paper describes a heat transfer process in car brakes. Using a developed program of finite element method, the temperature distributions in brake rotors (disc and drum brake) of a light truck have been calculated. As a preliminary consistency criterion of the brake thermal state in road and roll-stand braking conditions, a balance of the energy cumulated in the brake rotor has been taken into account. As the most reliable consistency criterion an equality of average temperatures of the friction surface has been assumed. The presented method allows to achieve on a roll-stand the analogical thermal states of automotive brakes, which are observed during braking in road conditions. Basing on this method, it is possible to calculate the braking time and force for a high-speed roll-stand. In contrast to the previous papers of the author, new calculation results have been presented.

PL

Temperatura powierzchni ciernej hamulca w istotny sposób wpływa na skuteczność hamowania. Artykuł opisuje proces wymiany ciepła w hamulcach samochodowych. Stosując opracowany program metody elementów skończonych, wyznaczono rozkłady temperatur w wirnikach hamulców (tarczy i bębna) lekkiego samochodu dostawczego. Jako wstępne kryterium zgodności stanów cieplnych hamulca w warunkach hamowania na drodze i na stanowisku rolkowym założono bilans energii akumulowanej w wirniku hamulca. Jako bardziej wiarygodne kryterium zgodności przyjęto równość średnich temperatur powierzchni ciernej hamulca. Przedstawiona metoda umożliwia uzyskiwanie na stanowisku rolkowym analogicznych stanów cieplnych hamulców samochodowych, jakie występują w warunkach hamowania na drodze. W oparciu o tę metodę możliwe jest obliczenie czasu trwania i siły hamowania na szybkoobrotowym stanowisku rolkowym. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora, przedstawiono tu nowe wyniki obliczeń.

16

Numerical analysis of piston ring pack operation

Wolff A.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, nr 2

128-141

EN

In the paper a model of a piston ring pack motion on an oil film has been analysed. The local oil film thickness can be compared to height of the combined roughness of mating surfaces of piston rings and cylinder liner. Equations describing the mixed lubrication problem based on the empirical mathematical model formulated in works of Patir, Cheng [6, 7] and Greenwood, Tripp [3] have been combined [12] and used in this paper. A model of a gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed [13, 15]. In addition models of ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been applied [14, 15]. In contrast to the previous papers of the author, an experimental verification of the main parts of developed mathematical model and software has been presented. A relatively good compatibility between the experimental measurements and calculated results has been achieved. In addition this study presents the simulation results for an automobile internal combustion engine.

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością powierzchni roboczych pierścieni tłokowych i tulei cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga [6, 7] oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Trippa [3]. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni [13, 15] oraz model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przeskoków w rowkach tłoka [14, 15]. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora, w niniejszym przedstawiono eksperymentalną weryfikację głównych członów opracowanego kompleksowego modelu matematycznego oraz oprogramowania. Uzyskano relatywnie dobrą zgodność ilościową i jakościową wyników obliczeń symulacyjnych i badań eksperymentalnych. Ponadto przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych dla samochodowego silnika spalinowego.

17

Zabezpieczenie instalacji procesowych przed skutkami wybuchów poprzez odpowietrzenie, tłumienie i odcięcie

Wolff A., Laszuk A., Wolff B.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 4

362-369

18

Experimental verification of the model of piston ring pack operation of an internal combustion engine

Wolff A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. LVI, nr 1

73-90

EN

In the paper, the author analyses a model of a ring pack motion on an oil film. The local thickness of the oil film can be compared to the height of the combined surface roughness of a cylinder liner and piston rings. Equations describing the mixed lubrication problem based on the empirical mathematical model formulated in works by Patir, Cheng and Greenwood, Tripp have been combined and used in this paper. A model of a gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed. In addition, models of ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been applied. In contrast to the previous papers of the author, an experimental verification of the main parts of developed mathematical model and software has been presented. A relatively good compatibility between the experimental measurements and calculated results has been achieved.

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością pierścieni i gładzi cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Trippa. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni, jak i model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przeskoków w rowkach tłoka. W odróżnieniu od poprzednich artykułów autora, przedstawiono eksperymentalną weryfikację głównych członów opracowanego kompleksowego modelu matematycznego oraz oprogramowania. Uzyskano relatywnie dobrą zgodność ilościową i jakościową wyników obliczeń symulacyjnych i badań eksperymentalnych.

19

Modelowanie matematyczne i symulacja numeryczna działania pakietu pierścieni tłokowych silnika spalinowego

Wolff A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2008

|

z. 2/69

5-15

PL

W artykule przedstawiono kompleksowy model ruchu pakietu pierścieni tłokowych po filmie olejowym o grubości porównywalnej z sumaryczną chropowatością pierścieni i gładzi cylindrowej. Zaadaptowano model przepływu oleju w szczelinie o chropowatych ściankach Patira i Chenga [3, 4] oraz model elastycznego kontaktu chropowatych powierzchni Greenwooda i Tripa [1]. Opracowano także model przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni, jak i model odkształceń kątowych pierścieni i ich pionowych przeskoków w rowkach tłoka. Wyniki obliczeń symulacyjnych przedstawiono w formie wykresów.

EN

In the paper a model of a ring pack motion on an oil film has been analysed. The local thickness of the oil film can be compared to height of the combined surface roughness of a cylinder liner and piston rings. Equations describing the mixed lubrication problem based on the empirical mathematical model formulated in works of Patir, Cheng [5, 6] and Greenwood, Trip [2] have been combined and used in this paper. A model of a gas flow through the labyrinth seal of piston rings has been developed. In addition models of ring twist effects and axial ring motion in piston grooves have been applied. Results of numerical simulations have been presented.

20

Badania symulacyjne przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe pierścieni tłokowych

Wolff A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2007

|

z. 2/65

39-70

PL

W artykule przedstawiono model nieustalonego przepływu gazu przez uszczelnienie labiryntowe: tłok-pierscienie-cylinder. W formie wykresów pokazano przykładowe wyniki symulacji pracy pakietu trzech pierścieni współpracujących z gładzią cylindra silnika o zapłonie iskrowym. Przeanalizowano dynamike przepływu gazu oraz przeprowadzono studium parametryczne z tym związane. Pozwoliło to na dokonanie oceny wpływu najważniejszych parametrów tego uszczelnienia na uzyskiwane ciśnienia gazu obciążające pierścienie oraz na przedmuch gazu do skrzyni korbowej. Wyniki badań symulacyjnych wskazują na potrzebę uwzględniania: nierównomiernego zużycia gładzi cylindrowej oraz jej deformacji mechanicznych i termicznych, odkszta łceń cieplnych tłoka i pierścieni tłokowych, wymiany ciepła między przepływającym gazem i ściankami labiryntu, stopnia zanieczyszczenia objętości między i zapierścienionych oraz dynamiki przeskoków pierścieni w rowkach tłoka.

EN

In the paper a model of transient gas flow through the labirynth sealing: piston-rings-cylinder has been presented. The results of calculations for a ring pack ofthree piston rings operating on a cylinder liner of a spark ignition internal combustion engine have been shown. The analysis of the gas dynamics and a parametric study considering this phenomenon have been carried out. It allowed to evaluate the influence of the most important parameters of this sealing on the gas pressure acting on the rings and blow-by to the crankcase. The simulation results show the necessity of taking into account the following parameters: uneven wear of cylinder liner and its thermal and mechanical deformation, thermal deformation of piston and piston rings, heat transfer between the flowing gas and the labyrinth walls, rate of decrease of gas volumes among the rings due to contamination products, dynamics of axial ring displacements in piston grooves.