Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling of rough rotary milling of crankshaft pins

Cieślar Kacper, Płonka Stanisław

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2023

|

z. 121

45--61

EN

The development of the modern automotive industry requires a quick adaptation of new production methods. This is possible thanks to software capable of simulating manufacturing processes. The paper discusses the modeling of the machining operation of a crankshaft’s crankpins for a diesel engine with the use of the planetary milling method. i.e., modeling of milling operation when a disc milling cutter, having its cutting inserts directed inwards, is performing rotary motion, and at the same time, the axis of this milling cutter circulates around the axis of a machined crankpin. For this purpose, a geometrical model of the machining of the crankshaft’s crankpin has been developed. Based on the design documentation of the crankshaft of the 4C90 type diesel engine and the documentation of the Steyr internal disc milling cutter, their CAD models have been developed, and the both models were linked together with suitable kinematic dependencies. In the next step, the crankpin having a length of 25 mm was divided by planes (in quantity lp=21) into 1.25 mm sections. On the main cutting edge of two cutting inserts of the disc milling cutter, points were marked at intersection locations with these planes. Using the Inventor 2016 system, twelve spline curves have been generated for each plane because each plane intersects 12 cutting inserts mounted in cassettes positioned around the circumference of the body of the disc milling cutter. Next, the spline curves were brought to a common coordinate system, rotating them at an angle resulting from the positioning of the cassettes with cutting inserts in the body of the disc milling cutter. Prepared in such a way, spline curves were written in dwg format, which allowed for trimming of the spline curves at the circle with a radius of rcp = 27.90 mm, corresponding to the radius of the crankpin after milling, considering grinding allowance (ø55h6 + 0.80 mm grinding allowance). As a result, it enabled to leave sections of the arcs tangential to the diameter ø55.80 mm and, in such a way, generate the outline of the shape of the crankpin using the REGION command for 21 cross-sections. The outline of the cylindricity of the crankpin was obtained using the strategy of outlines of the roundness, which were generated earlier; this strategy consisted in the collection of 360 points on the circumference of 21 mutually parallel sections cut by planes perpendicular to the axis of the crankpin. To determine the effects of the circular feed rate of the circulating move of the axis of rotation of the internal disc milling cutter on the accuracy of the machining, simulations of the shape of the crankpin were performed for three values of the feedrate: vf = 1200 mm/min; vf = 2100 mm/min and vf = 3000 mm/min. The spline curves with a determined (depending on the duration of the simulation) number of points: 3500, 2100 and 1409 were obtained for each simulation. The calculated cylindricity deviation for the feedrate vf = 1200 mm/min amounted to CYLrck = 0.2272 mm, for the feedrate vf = 2100 mm/min – CYLrck = 0.2406 mm, while for the feedrate vf = 3000 mm/min – CYLrck = 0.2929 mm.

2

Crankshaft geometry modification and strength simulations for a new design of diesel opposed-piston engine

Magryta Paweł, Pietrykowski Konrad

Combustion Engines

|

2023

|

R. 62, nr 3

123--128

EN

The article presents simulation strength calculations of a newly designed crankshaft for a PZL 100 engine with a reciprocating piston design. This engine is the subject of a research and development project co-financed by NCBR. The article presents four successive versions of the crankshaft geometric changes which underwent strength calculations. Such elements as the outer and inner parts of the crankshaft arm were changed in these geometric versions. The geometry of the shaft was changed using Catia v5 software, while strength calculations were carried out in Abaqus software. In summary, one of the presented models was selected for further work due to the possible simplification of the manufacturing process and the reduction of mass and stresses. This model was further investigated in the project.

3

Ensuring the reliability and performance criterias of crankshafts

Kotliar Alexey, Gasanov Magomediemin, Basova Yevheniia, Panamariova Olga, Gubskyi Sergii

Diagnostyka

|

2019

|

Vol. 20, No. 1

23--32

EN

The issues of efficiency improvement of manufacturing crankshafts in order to ensure their reliability and performance criteria are the priorities in modern production of internal combustion engines. Using the capabilities of modern special grinding machines can improve the quality of machining and obtain the necessary running characteristics of crankshafts. In work the questions connected with development of a method of calculation of rigidity of crankshafts for increase of accuracy of their machining, reliability and performance criteria’s are considered. Based on the proposed methodology, numerical calculations have performed and the possibility of determining the deflections and crankshafts rigidity in any section have been justified. The original construction of the following grinding steady rest for CNC grinding machines specified for machining the crankshaft main bearing journal and connecting rod journal is proposed. The construction design of the device allows for compensating the influence of the cutting force on the elastic strain of the part, depending on the change in its rigidity. The practical value of the research includes in develop recommendations for determining the optimal parameters for the round infeed grinding cycle of the crank pins from the point of view of productivity and accuracy.

4

Technological methods of strengthening elements of engines and aggregates for special equipment

Marchenko A., Tkachuk M., Kravchenko S., Veretelnyk O.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2018

|

z. 1/115

73--80

EN

The paper presents the results of experimental and numerical studies of contact interaction of rubbing bodies after technological processing – discrete hardening. Experimental studies were carried out on the example of the contact pair "crankshaft of an internal combustion engine - liners". Numerical simulation was carried out using generalized parametric modeling of complex mechanical systems. To determine the stress-strain state of the elements being studied, the finite element method was chosen. Based on the results of the conducted studies, the efficiency of the proposed method of technological processing of contacting bodies – discrete hardening - was demonstrated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnych i numerycznych badań kontaktu ciał trących po obróbce technologicznej - dyskretnym utwardzaniu. Badania eksperymentalne przeprowadzono na przykładzie pary kontaktowej "wał korbowy silnika spalinowego - wkładki". Symulacja numeryczna została przeprowadzona przy użyciu uogólnionego parametrycznego modelowania złożonych układów mechanicznych. Aby określić stan naprężenie-odkształcenie badanych elementów, wybrano metodę elementów skończonych. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań wykazano skuteczność proponowanej metody technologicznej obróbki ciał stykowych - dyskretne utwardzanie.

5

Selected aspects of production control a crankshaft with a free forging method TR

Pacana A., Czerwińska K.

Zarządzanie Przedsiębiorstwem

|

2018

|

Vol. 21, nr 1

21--25

EN

The quality evaluation shall be the primary objective of acceptance testing of forgings for crankshafts. This paper presents technological issues concerning the production of crankshafts. It also characterizes and presents the scope of application of free forging and discusses the properties of steel used in crankshafts. The research part of the paper includes the analysis of selected test methods for determining the quality of forgings intended for crankshafts.

6

Model proposition of the crankshaft with tortional-bending coupling vibrations

Dąbrowski K., Żurawski M., Rodak D.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 1

41--44

PL

Artykuł przedstawia propozycję modelu wału korbowego uwzględniającego sprzężenie giętno-skrętne drgań. W większości publikacji występuje podejście, w którym pomija się to zjawisko. Autorzy, wykorzystując zmodyfikowany model, przedstawiają wpływ sprzężenia giętno-skrętnego na układ korbowy. Na wstępie artykułu omówiono drgania wału korbowego wymuszane przez siły gazowe. Dalej przedstawiono propozycję modelu układu korbowego. Kolejne rozdziały przedstawiają sposób wyznaczania równań ruchu przyjętego modelu. Następnie na ich podstawie przeprowadzono symulacje numeryczne i omówiono wpływ drgań skrętnych na drgania giętne. Całość podsumowano wnioskami oraz omówieniem możliwości wykorzystania wyników.

EN

This article presents a proposal for a crankshaft model which incorporates torsional-bending vibrations. In most publications this phenomenon is neglected. Authors use a modified model to show the influence of the torsional- bending vibrations on the crank system. The article discusses crankshaft vibration induced by gas forces. Next, the proposed model of the crank system is presented. The following chapters show how to determine the equations of motion of an adopted model. Then numerical simulations were performed on them and was discussed the effect of torsional-bending vibrations on flexural vibration. The whole was summed up by the conclusions and the feasibility of using the results was discussed.

7

Uniwersalny system do pomiarów odchyłek geometrycznych wielkogabarytowych wałów korbowych

Nozdrzykowski K., Kostrzewa W., Kałkowska E.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 12

1094--1096

PL

W artykule zaprezentowano oryginalne, nowatorskie rozwiązanie uniwersalnego systemu do pomiarów odchyłek geometrycznych wielkogabarytowych wałów korbowych z tzw. elastycznym podparciem obiektu mierzonego, eliminującym ugięcia i odkształcenia sprężyste wału pod wpływem ciężaru własnego. Przedstawiono rozwiązania konstrukcyjne najważniejszych elementów systemu, w tym podpór elastycznych i podpór ustalających, których konstrukcja umożliwia – w zależności od potrzeb – ustalenie wału zewnętrznymi czopami w pryzmach albo (po przezbrojeniu) ustalenie wału zewnętrznymi powierzchniami czołowymi w kłach. Zaprezentowano również podstawowe kryteria doboru sił reakcji w elastycznych podporach.

EN

The article presents an original, innovative solution for a universal system for measurements of geometric deviations of large crankshafts with so-called elastic support of the measured object, eliminating deflections and elastic deformations of the shaft under the influence of its own weight. The structural solutions of the most important elements of the system are presented, including flexible supports and retaining supports, the structure of which allows – depending on the needs – the setting of the shaft with external journals in the piles or (after conversion) setting the shaft with external frontal surfaces in the centers. The basic criteria for selection of reaction forces in flexible supports are also presented.

8

Uszczelnienia wałów korbowych o zmniejszonych oporach tarcia

Romanik G., Rogula J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

686--690, CD

PL

W artykule omówiona została współpraca elastomerowego pierścienia uszczelniającego z wałem pod kątem zużycia i strat na pokonanie sił tarcia, konstrukcja klasycznego uszczelnienia oraz uszczelnienia o obniżonym oporze ruchu. Ponieważ układ warga uszczelnienia-wał to specyficzna para cierna, skoncentrowano się na lokalnych warunkach styku w skali mikro jako parametrze decydującym o globalnych oporach ruchu w skali makro. Ponieważ wystąpienie przedwczesnej awarii uszczelnienia mimo niedużych kosztów samego elementu generuje poważne koszty naprawy oraz przestój taboru transportowego problem trwałości i niezawodności pracy opisywanego typu uszczelnień pozostaje wciąż aktualny.

EN

The article discusses the cooperation of the elastomeric sealing ring with the shaft in terms of wear and losses to over-come friction forces, the construction of a classic seal and a seal with reduced resistance to movement. Because the lip-shaft system is a specific friction pair, the focus has been on local micro contact conditions as a parameter that determines global motion resistances on a macro scale. Since the occurrence of premature sealing failure in spite of small costs of the element itself generates serious costs of repair and downtime of the transport fleet, the problem of durability and reliability of the described type of seals remains valid.

9

Charakterystyki mechaniczne elektrycznego układu rozruchowego silnika spalinowego

Pszczółkowski J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 6

661--668, CD

PL

W artykule scharakteryzowano napędzanie wału korbowego przez rozrusznik jako proces diagnostyczny. Omówiono warunki pracy rozrusznika elektrycznego podczas napędzania wału korbowego silnika w aspekcie równowagi momentu oporu silnika i momentu siły wytwarzanego przez układ rozruchowy. Scharakteryzowano źródła oporów w silniku spalinowym oraz omówiono czynniki mające na nie wpływ, wskazano jego składowe oraz zależności pozwalające na ich wyznaczenie. Wskazano zmienność momentu oporu silnika w cyklu jego pracy oraz zmienność momentu i prędkości obrotowej wału korbowego w procesie napędzania wału. Przedstawiono stanowisko oraz metodykę badań rozruchu silnika spalinowego oraz wpływ wartości temperatury i mocy układu rozruchowego na rejestrowane sygnały rozruchu. Wskazano związki przyczynowo-skutkowe momentu oporu silnika i cech – parametrów pracy układu rozruchowego. Wykazano, że wartości sygnałów rejestrowanych podczas napędzania wału korbowego mają cechy parametrów diagnostycznych silnika w aspekcie oceny szczelności przestrzeni nadtłokowej oraz wartości sumarycznych oporów silnika spalinowego.

EN

Engine crankshaft driving by the starter is characterised as a diagnostic process. The article discusses the working conditions of the electric starter when driving the engine crankshaft in terms of the equilibrium of the engine resistance torque and the moment of force generated by starting system. The resistance sources in the internal combustion engine were characterized and factors influencing them were discussed, its components and dependencies allowing for their determination were indicated. The variability of the engine resistance torque in the cycle of its operation as well as the variability of the torque and rotational speed of the crankshaft in the process of propelling the shaft are indicated. The stand and the methodology for testing the engine's internal combustion engine and the influence of the temperature and power of the starting system on registered start signals are presented. The cause and effect relationships of the engine resistance torque and the features – parameters of the starting system operation were indicated. It was shown that the values of signals recorded during the crankshaft driving have the features of engine diagnostic parameters in the aspect of the combustion chamber tightness and the total resistance of the internal combustion engine.

10

Propozycja modelu wału korbowego uwzględniającego sprzężenie giętno-skrętne drgań

Chiliński B., Żurawski M.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 4

43--45

PL

Artykuł przedstawia propozycję modelu wału korbowego uwzględniającego sprzężenie giętno-skrętne drgań. W większości publikacji występuje podejście, w którym pomija się to zjawisko. Autorzy wykorzystując zmodyfikowany model, przedstawiają wpływ sprzężenia giętno-skrętnego na układ korbowy. Na wstępie artykułu omówiono drgania wału korbowego wymuszane przez siły gazowe, a następnie przedstawiono propozycję modelu układu korbowego. Kolejne rozdziały przedstawiają sposób wyznaczania równań ruchu przyjętego modelu. Na ich podstawie przeprowadzono symulacje numeryczne i omówiono wpływ drgań skrętnych na drgania giętne. Całość podsumowano wnioskami oraz omówieniem możliwości wykorzystania wyników.

EN

This article presents a proposal for a model of the crankshaft taking into account tortional-bending coupling vibrations. Most of the publications is an approach which ignores this occurrence. Authors using the modified model, show the effects of crankshaft tortional-bending coupling vibrations. At the outset, the article discusses the crankshaft vibration forced by the gas forces. Further proposes the model of the crankshaft. The following chapters show how to determine the equations of motion adopted model. Then, on the basis of numerical simulations were performed and discussed the impact of torsional vibrations on the flexural vibrations. The whole summarizes the findings and discussing possibility of using the results.

11

Koncepcja stanowiska do pomiaru sprzężonych drgań giętno-skrętnych wału korbowego

Rodak B., Bodych M.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 1

35--37

PL

W artykule przedstawiono koncepcję stanowiska powstałą podczas badań drgań giętno-skrętnych, które były prowadzone w pracowni Wibroakustyki Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej. Stanowisko ma umożliwić identyfikację modelu matematycznego wału korbowego. Celem jest stworzenie jakościowo lepszej metodyki doboru tłumików drgań skrętnych w układach wykorzystujących wały korbowe. W referacie zaprezentowano wstępną koncepcję konstrukcji stanowiska, propozycję metodyki pomiaru oraz modele matematyczne, opisujące badane zjawisko.

EN

The article presents the conception of torsional-bending vlbrat1ons test stand. The test stand enables the Identification of the mathematical model of the crankshaft. The goal is to make better method of selection torsional vibration dampers in crank systems. The paper presents initial plans of test stand's construction, initial mathematic models, proposition of research and measurement methodology.

12

Residual stresses assessment in the marine diesel engine crankshaft 12V38 type

Król K., Wikło M., Olejarczyk K., Kołodziejczyk K., Siemiątkowski Z., Żurowski W., Rucki M.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

117--123

EN

In the paper, the measurement of the marine diesel engine crankshaft residual stresses is presented. The hole drilling strain gauge was chosen because of its simplicity and low cost. Moreover, deflection calculation was made for the load corresponding to its weight and the concentrated force in the chosen bearing conditions. Deflection of the journal and bending rigidity under the concentrated force was calculated as well. In that case, the crankshaft was supported in the neighbouring crank journals. The reduced stresses were calculated according to the Huber – Mises hypothesis. The residual stresses were measured in the marine diesel engine crankshaft type 12V38 after the finishing, with the hole-drilling method. It was found that the residual stresses reach the maximal value of 86 MPa, but for 50% of measuring points, the residual stresses did not exceed the value of 20 MPa. The squeezing stresses were found to be dominant. The measurement results provided important data for further consideration, especially for the correction of the bending deformation of the produced crankshaft.

13

Tarcie oraz jego wpływ na stabilność pracy wybranych wirujących zespołów mechanicznych, Cz. 2

Bik T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

543--546, CD

PL

Opracowanie traktuje o zjawisku tarcia, jego klasyfikacji oraz wpływie na stabilizację pracy wirujących zespołów mechanicznych. Rozważono przypadek wałów korbowych wielocylindrowych silników spalinowych, które na skutek absorbowanych obciążeń wykazują skłonność do drgań skrętnych. Brak tłumienia drgań zagraża zjawiskiem rezonansu oraz uszkodzeniem zespołu. Dla osiągnięcia i utrzymania stanu statecznej pracy wałów korbowych rozpatruje się możliwość rozpraszania energii drgań z wykorzystaniem tarcia wewnętrznego w płynach (olejach silikonowych), które współtworzą pasywne, wiskotyczne tłumiki drgań skrętnych.

EN

This paper is devoted to a friction phenomenon, its classification and influence on work stabilization of the rotating mechanical modules. There has been considered a case of multi-cylinder engines crankshafts that are prone to torsional vibrations due to the absorbed loads. The lack of vibrations damping jeopardizes resonance and module destruction. To achieve and maintain steady work of crankshafts, the possibility of dissipating the mechanical vibrations energy in fluids (silicone oils) is considered. For that purpose, it is intended to use internal friction of the fluids that co-create the passive, viscous torsional vibrations dampers.

14

Tarcie oraz jego wpływ na stabilność pracy wybranych wirujących zespołów mechanicznych, Cz. 1

Bik T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 6

539--542, CD

PL

Opracowanie traktuje o zjawisku tarcia, jego klasyfikacji oraz wpływie na stabilizację pracy wirujących zespołów mechanicznych. Rozważono przypadek wałów korbowych wielocylindrowych silników spalinowych, które na skutek absorbowanych obciążeń wykazują skłonność do drgań skrętnych. Brak tłumienia drgań zagraża zjawiskiem rezonansu oraz uszkodzeniem zespołu. Dla osiągnięcia i utrzymania stanu statecznej pracy wałów korbowych rozpatruje się możliwość rozpraszania energii drgań z wykorzystaniem tarcia wewnętrznego w płynach (olejach silikonowych), które współtworzą pasywne, wiskotyczne tłumiki drgań skrętnych.

EN

This paper is devoted to a friction phenomenon, its classification and influence on work stabilization of the rotating mechanical modules. There has been considered a case of multi-cylinder engines crankshafts that are prone to torsional vibrations due to the absorbed loads. The lack of vibrations damping jeopardizes resonance and module destruction. To achieve and maintain steady work of crankshafts, the possibility of dissipating the mechanical vibrations energy in fluids (silicone oils) is considered. For that purpose, it is intended to use internal friction of the fluids that co-create the passive, viscous torsional vibrations dampers.

15

Analiza wytrzymałościowa wału korbowego silnika tłokowego

Witek L., Woś R.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 12

1415--1418, CD

PL

Praca dotyczy numerycznej analizy naprężeń wału korbowego silnika tłokowego z zapłonem samoczynnym. Wał będący przedmiotem analizy został uszkodzony w trakcie eksploatacji silnika. W pierwszej części pracy opisano obciążenia działające na komponenty silników tłokowych oraz wyjaśniono przyczyny uszkodzeń zmęczeniowych mocno wytężonych części silnika. Następnie opisano budowę modelu numerycznego wału korbowego. W pracy wykorzystano skanowanie wału za pomocą ska-nera 3D w celu jak najwierniejszego odwzorowania jego geometrii. Uzyskaną chmurę punktów przetworzono następnie na model bryłowy, który w kolejnym kroku poddano dyskretyzacji. W dalszym etapie zdefiniowano złożone warunki brzegowe i obciążenia działające na wał korbowy, występujące w trakcie pracy silnika. W definicji obciążeń uwzględniono siły pochodzące od nacisku gazów spalinowych na powierzchnię tłoka. Dodatkowo zdefiniowano siły masowe związane z ruchem obrotowym wału. Wykorzystując metodę elementów skończonych określono następnie poziomy naprężeń w wale korbowym silnika pracującego z maksymalną mocą. W ostatniej części pracy sformułowano wnioski końcowe o charakterze ilościowym oraz jakościowym, wynikające z realizacji pracy.

EN

In this paper the results of nonlinear stress analysis of the crankshaft of piston engine were performed. In first part of the study the real crankshaft geometry was scanned with the use of 3D optical scanner. On the base of obtained geometry the discrete model of crankshaft was created. The complex loads and boundary condition were next defined to considered component. As a result of calculations using finite element method, the stress distribution in the crankshaft was obtained. Obtained results showed that the maximum stress area occurs onto surface of crank pin no. 4, near the oil hole. The crack was detected just in the same zone in shaft. The main conclusion resulting from this work is that the oil hole position should be changed in order to both decrease the stress concentration and increase the fatigue life of the crankshaft.

16

Analiza sygnałów rozruchu silnika spalinowego

Dyga G., Pszczółkowski J.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 12

837--843, CD

PL

W artykule omówiono sygnały rejestrowane podczas napędzania wału korbowego silnika przez rozrusznik oraz opisano wpływ wartości temperatury i mocy układu rozruchowego na rejestrowane sygnały. Przedstawiono stanowisko oraz metodykę badań rozruchu silnika spalinowego. Wskazano źródła oporów w silniku spalinowym oraz omówiono czynniki mające na niego wpływ, wskazano jego składowe oraz zależności pozwalające na jego wyznaczenie. Wykazano, że szczelność przestrzeni nadtłokowej ma istotny wpływ na wartość oporów silnika spalinowego, a przez to na wartość rejestrowanych podczas napędzania wału korbowego sygnałów.

EN

This article discusses the signals recorded during the engine crankshaft driving by the electric starter and describes the effect of the temperature and power of the starter on the recorded signals. The test stand and methodology of the start-up testing of an internal combustion engine are presented. The sources of resistance moment in the internal combustion engine were mentioned and the factors influencing it were discussed, its components and dependencies allowing calculate it are pointed. It has been shown that the piston space tightness has a significant effect on the resistance of the internal combustion engine and hence on the value of the signals recorded during the crankshaft propulsion.

17

Influence of torsional-bending coupling on transverse vibration of piston engine

Dąbrowski Z., Chiliński B.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

76--82

EN

The article presents the analysis of the influence of bending-torsional coupling of vibrations in the crankshaft on transverse vibrations of the engine body. In practice, there is used a simplified model, wherein transverse and torsional oscillations are analyzed independently. With the use of the model of deformable crankshaft, the authors show the influence of bending-torsional coupling on the frequency structure of transverse vibrations. The Introduction presents the problem of vibrations in combustion engines and their modelling. Further, there is presented the elastic model of the crankshaft, together with the applied assumptions and equations of motion describing vibrations in one cylinder combustion engine . Next chapter shows numerical simulation results with their initial analysis. The whole paper is summarized with conclusions about calculations and the possibility to use the results in practice.

18

Model aided design of tuned rubber TVD

Pankiewicz J., Chiliński B., Wądołowski M.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 4

367--374

EN

The rotation of a crankshaft in piston combustion engines results from the acting of tangential forces on the crank, whose value changes with the change of the angle of shaft rotation. This results in torsional vibrations. These vibrations become especially dangerous when the frequency of changes of any components of tangential force is near or equal to the natural frequency of the shaft. It leads to resonant amplification of vibration amplitude and to exceeding the limit values of the angle of shaft torsion. Most often in such cases, various types of torsional vibration dampers are used. In automotive industry, these are usually rubber vibration dampers. Typical torsional vibration damper is an example of a resonant damper, which is designed for the most dangerous resonant frequency of the crankshaft related to the first form of vibration for which the torsional vibrations usually have the greatest amplitude. The design of such a damper involves choosing the inertia moment of the flywheel and the parameters of viscous-elastic element. The article describes the model and the simulation research, which allowed for creating the procedure of designing rubber dampers of torsional vibrations. This procedure can help to reduce the costs of operation tests for the design of optimal torsional vibration damper.

19

The impact of complex forcing on the viscous torsional vibration damper’s work in the crankshaft of the rotating combustion engine

Jagiełowicz-Ryznar C.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2016

|

Vol. 21, no. 4

1017--1023

EN

The numerical calculations results of torsional vibration of the multi-cylinder crankshaft in the serial combustion engine (MC), including a viscous damper (VD), at complex forcing, were shown. In fact, in the MC case the crankshaft rotation forcings spectrum is the sum of harmonic forcing whose amplitude can be compared with the amplitude of the 1st harmonic. A significant impact, in the engine operational velocity, on the vibration damping process of MC, may be the amplitude of the 2nd harmonic of a forcing moment. The calculations results of MC vibration, depending on the amplitude of the 2nd harmonic of the forcing moment, for the first form of the torsional vibration, were shown. Higher forms of torsional vibrations have no practical significance. The calculations assume the optimum damping coefficient VD, when the simple harmonic forcing is equal to the base critical velocity of the MC crankshaft.

20

Analysis of bending-torsional vibrations for diagnostics of the crank system

Burdzik R., Pankiewicz J., Wądołowski M.

Diagnostyka

|

2016

|

Vol. 17, No. 4

79--84

EN

The article presents the model of the crankshaft taking into account the coupling of bending and torsional vibrations. In engineering practice the simplification which is omitting this phenomenon is commonly used. Authors using more complicated model show the influence of bending torsional coupling on the frequency structure of the crank system.At the beginning of the article the problem of vibrations in combustion engine is generally discussed. Then there is presented the analysis of forces distribution in a crank system with the assumption that there is no friction in bearing nodes. Further chapters present two approaches to modeling torsional and bending vibrations in crank systems and indicate the application area of the proposed methodology. In the last but one chapter there were discussed the results of numerical simulations of the proposed model of the crank system. The whole was summarized with synthetic conclusions and plans regarding further research.

PL

Artykuł przedstawia model wału korbowego uwzględniający sprzężenie drgań giętnych i skrętnych. W praktyce inżynierskiej powszechnie stosuje się uproszczenie polegające na pominięciu tego zjawiska. Autorzy wykorzystując bardziej rozbudowany model, pokazują wpływ sprzężenia giętno-skrętnego na strukturę częstotliwościową układu korbowego. Na wstępie artykułu ogólnie omówiono zagadnienie drgań w silnikach spalinowych. Następnie przedstawiono analizę rozkładu sił w układzie korbowym przy założeniu braku tarcia w węzłach łożyskowych. Dalsze rozdziały prezentują dwa podejścia do modelowania drgań skrętnych i giętnych w układach korbowych oraz wskazują na obszar zastosowań proponowanej metodyki. W przedostatnim rozdziałe omówiono wyniki symulacji numerycznych zaproponowanego modelu układu korbowego. Całość podsumowano syntetycznymi wnioskami oraz planami odnośnie dalszych badań.