Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studium możliwości skrętnych ciągników z wielkogabarytowymi naczepami

Zniszczyński A., Koszałka G.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2015

|

R. 22, nr 12

1742--1746, CD

PL

W ramach projektu badawczego zmierzającego do opracowanie w firmie Wielton konstrukcji nowej specjalistycznej naczepy wielkogabarytowej, przeprowadzono badania symulacyjne możliwości skrętnych tej naczepy w trakcie jej przejazdu przez wąskie rondo. Wyniki tych badań miały na celu określenie możliwości spełnienia wymagań prawnych w zakresie zwrotności naczepy. Symulacje przeprowadzono przy pomocy specjalnie przygotowanego arkusza kalkulacyjnego, który pozwalał na analizę przemieszczeń kół zestawu ciągnik-naczepa przy założeniu ich toczenia bez poślizgu bocznego. Arkusz określał przebieg zmian wartości kątów skrętu kół naczepy, a także jej zachodzenie na zakręcie oraz ścinanie zakrętu. Pozwalał również prześledzić wpływ zmianach parametrów geometrycznych ciągnika i naczepy na manewrowość całego zestawu. W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych symulacji, wskazano na pożądane cechy systemu skrętnego naczepy sprzyjające pokonywaniu przez nią wąskich zakrętów.

EN

As part of a research project aimed at designing a new special-purpose multi-axle semitrailer for transporting large machines and equipment run at Wielton company, a simulation study on the maneuverability of the semitrailer during passing through a tight corner was performed. The aim of this study was to determine whether the semitrailer would meet the legal requirements regarding maneuverability. The simulations were carried out using a specially designed spreadsheet. The spreadsheet enabled analysis of the movements of the wheels of the tractor-trailer combination, with the assumption that they roll without skidding. It also described changes in the steering angles of trailer wheels, as well as off-tracking and corner-cutting during turning. The spreadsheet also allowed to analyze the impact of geometrical parameters of the tractor and trailer on the maneuverability of the whole tractortrailer combination. This paper presents the results of the simulations and points to the desired features of a semitrailer steering system that facilitate negotiating tight corners.

2

Changes in performance and wear of small diesel engine during durability test

Koszałka G., Suchecki A.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

34--40

EN

Changes in engine performance and efficiency, the tightness of ring-pack and wear of piston group parts during long-lasting bench durability test were investigated. The tests were conducted on 2 modern automotive diesel engines. The parameters analysed improved in the initial period of engine operation and then they started to deteriorate gradually; however, the rates of change were different for different parameters. The rate of change was the highest in the case of lubricating oil consumption (100% increase during the test). The blowby increased in that period of time by 25-60%, depending on the condition of engine operation. The changes in power and specific fuel consumption were much smaller – only a few percent. Moreover, using the previously developed method utilizing the simulations made with the use of the ring-pack model, the durability of the piston group was predicted. The predicted durability was equal to 300,000 km.

PL

W artykule zaprezentowano analizę zmian mocy i sprawności silnika oraz szczelności układu tłok–pierścienie–cylinder, a także zużycia elementów silnika podczas długotrwałych badań stanowiskowych. Obiektem badań był nowoczesny, samochodowy silnik o zapłonie samoczynnym. Wartości analizowanych parametrów uległy poprawie w początkowym okresie pracy silnika, po czym zaczęły ulegać stopniowemu pogarszaniu, przy czym szybkość zmian dla poszczególnych parametrów była różna. Najszybciej wraz z czasem pracy silnika wzrastało zużycie oleju silnikowego (wzrost w czasie testu o około 100%). Natężenie przedmuchów spalin wzrosło w tym czasie od 25 do 60%, w zależności od warunków pracy silnika, natomiast moc i jednostkowe zużycie paliwa zmieniły się tylko o kilka procent. Ponadto, z wykorzystaniem opracowanej wcześniej metody, bazującej na symulacjach prowadzonych z użyciem matematycznego modelu uszczelnienia pierścieniowego, dokonano oceny trwałości zespołu TPC silnika. Prognozowana trwałość wyniosła 300 000 km.

3

Mathematical model of piston ring sealing in combustion engine

Koszałka G., Guzik M

Polish Maritime Research

|

2014

|

nr 4

66--78

EN

This paper presents a mathematical model of piston-rings-cylinder sealing (TPC) of a combustion engine. The developed model is an itegrated model of gas flow through gaps in TPC unit , displacements and twisting motions of piston rings in ring grooves as well as generation of oil film between ring face surfaces and cylinder liner. Thermal deformations and wear of TPC unit elements as well as heat exchange between flowing gas and surrounding walls , were taken into account in the model. The paper contains descriptions of: assumptions used for developing the model , the model itself, its numerical solution as well as its computer application for carrying out simulation tests.

4

Model of operational changes in the combustion chamber tightness of a diesel engine

Koszałka G.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 1

133--139

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań szczelności komory spalania silnika o zapłonie samoczynnym w czasie długotrwałej eksploatacji. Badania przeprowadzono na 5 egzemplarzach sześciocylindrowego silnika wykorzystywanego do napędu samochodów ciężarowych. Zmiany szczelności w zakresie przebiegów 0–500 tys. km określono na podstawie wyników pomiarów: spadku ciśnienia z wykorzystaniem próbnika szczelności komory spalania, maksymalnego ciśnienie sprężania w cylindrach oraz natężenia przedmuchów spalin do skrzyni korbowej w różnych warunkach pracy silnika. Wyniki badań poddano analizie statystycznej. Opracowano stochastyczne modele zmian szczelności komory spalania silnika w funkcji przebiegu samochodu. Model opisuje przebieg wartości średniej wybranego parametru diagnostycznego w czasie oraz granic obszaru prawdopodobnych zmian tego parametru. Wyniki badań wykazały, że zarówno prędkość jak i charakter zmian w funkcji czasu eksploatacji były różne dla różnych parametrów. Najmniejszą dynamiką zmian wyróżniało się maksymalne ciśnienie sprężania (spadek o mniej niż 20% w zakresie przebiegów samochodu: 0–500 tys. km), średnią dynamiką – wskaźnik szczelności, a największą – natężenie przedmuchów spalin (3-krotny wzrost przy 2200 obr/min), przy czym dla dwóch pierwszych parametrów szybkość zmian zwiększała się wraz z przebiegiem samochodu, natomiast w przypadku przedmuchów spalin zmiany miały charakter liniowy. Wyznaczono również pola rozproszeń (zmian odchyleń standardowych) dla badanych parametrów diagnostycznych.

EN

The paper presents the results of tightness testing of an internal combustion engine combustion chamber during long-term operation. The tests were conducted on 5 six-cylinder diesel engines used in motor trucks. Changes in tightness for the distance range 0–500,000 km were determined based on the measurement results of the following: pressure drop measured using a cylinder leakdown tester, maximum compression pressure in the cylinders, and the blow-by flow rate at different engine operating conditions. The obtained test results were analyzed statistically. Stochastic models of changes in engine combustion chamber tightness versus distance traveled were developed. Each model describes the time history of the mean value of a selected diagnostic parameter and the limits of probable changes in this parameter. The test results have shown that both the rate and character of changes as a function of engine operation time differed depending on a parameter. The maximum compression pressure was characterized by the lowest dynamics of changes (a decrease by less than 20% for the distance range 0–500,000 km), the cylinder leakage was characterized by a moderate change dynamics, while the blow-by flow rate exhibited the highest dynamics of changes (a threefold increase at 2200 rpm). It should also be mentioned that in the case of the first two parameters, the rate of changes increased with the distance traveled, whereas in the case of the blow-by the observed changes were linear. Also, dispersion fields (i.e. changes in standard deviations) were calculated for the tested diagnostic parameters.

5

Simulation research into the influence of the combustion chamber blowby on the efficiency of a diesel engine

Koszałka G., Gęca M., Suchecki A.

Combustion Engines

|

2014

|

R. 53, nr 3

73--79

EN

Combustion chamber leakage, caused mainly by blowby, results in a reduced engine performance and higher fuel consumption. The blowby rate is, to some extent, determined by the design of the piston-ring-cylinder assembly (PRC) and the blowby rate varies throughout the life of an engine due to wear of the said assembly. The paper presents a quantitative evaluation of the influence of the combustion chamber blowby on the engine performance and fuel consumption on the example of two diesel engines: older generation naturally aspirated indirect injection diesel engine and a modern turbocharged direct injection engine. The assessment was made based on a simulation research using the AVL Boost software and the input data for the calculations were ascertained based on measurements performed on actual objects. The results have shown that a reduction of the blowby by half compared to the values occurring in engines of good technical condition would increase the maximum torque and power by approx. 0.5% for both investigated engines. The results of the simulation have also shown that increases in the blowby occurring in engines after long service lead to increased fuel consumption from 1% to 7% and the lower the engine speed and load the greater theses values.

PL

Nieszczelności komory spalania silnika spalinowego, spowodowane głównie przedmuchami spalin do skrzyni korbowej, są przyczyną mniejszych osiągów silnika oraz większego zużycia paliwa. Wartości natężenia przedmuchów spalin mogą być, w pewnym zakresie, kształtowane przez konstrukcję układu tłok–pierścienie–cylinder (TPC), ponadto zmieniają się one w czasie eksploatacji silnika na skutek zużycia układu TPC. W artykule dokonano ilościowej oceny wpływu nieszczelności komory spalania na osiągi i zużycie paliwa na przykładzie dwóch silników o zapłonie samoczynnym: starszej generacji niedoładowanego silnika z wtryskiem pośrednim oraz nowoczesnego, turbodoładowanego silnika z wtryskiem bezpośrednim. Oceny dokonano na podstawie badań symulacyjnych prowadzonych z wykorzystaniem programu AVL Boost, przy czym dane wejściowe do obliczeń ustalono na podstawie pomiarów przeprowadzonych na obiektach rzeczywistych. Wyniki badań wykazały, że zmniejszenie o połowę przedmuchów spalin, w stosunku do wartości spotykanych w silnikach będących w bardzo dobrym stanie technicznym, pozwoliłoby na zwiększenie maksymalnego momentu obrotowego i mocy maksymalnej o około 0,5% dla obu badanych silników. Wyniki symulacji wykazały również, że spotykane w eksploatacji wzrosty natężenia przedmuchów spalin powodują wzrost zużycia paliwa od 1% do 7%, przy czym wartości te są tym większe, im mniejsze są obciążenie silnika i jego prędkość obrotowa.

6

Wpływ tolerancji wykonania elementów grupy tłokowej silnika spalinowego na natężenie przedmuchów spalin

Koszałka G.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2014

|

R. 15, nr 5

75-77

PL

Wykorzystując matematyczny model uszczelnienia pierścieniowego, przeanalizowano wpływ tolerancji wykonania tłoka, pierścieni tłokowych i cylindra na natężenie przedmuchów spalin w nowoczesnym silniku o zapłonie samoczynnym stosowanym do napędu samochodów osobowych. Wyniki symulacji wykazały, że wahania przedmuchów związane z tolerancjami mogą sięgać 40% wartości średniej, co jest wartością większą od wartości rzeczywistej obserwowanej w przypadku analizowanego silnika. Obserwowane podczas prób kontrolnych, wykonywanych na silnikach opuszczających linię technologiczną, duże wahania natężenia przedmuchów mogą więc być związane z niepowtarzalnością produkcji elementów układu TPC.

EN

Paper discussed the influence of production tolerances of the piston, piston rings and cylinder on the on the blow-by rate in a modern car diesel engine. The study were carried using a mathematical model of a ring pack. The results showed that the blow-by variations related to the said tolerances may reach 40% of the average value, which is a greater value than the actual variations observed in the case of the analysed engine. Significant blow-by variations observed in newly manufactured engines might thus be related to the non-reproducibility of production of the piston assembly elements.

7

A modular low- bed semi-trailer for transportation of machines and other heavy and big loads

Koszałka G., Niewczas A., Kaczor M., Taratuta L., Głowacz Ł.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 3

237--244

EN

The paper presents the assumptions made and solutions used in a newly designed low-bed semi-trailer for the transportation of heavy and oversized loads, especially heavy self-propelled road machinery. During the design phase, special attention was paid to the versatility of the semi-trailer. The semi-trailer consists of 4 main modules: a hydraulic removable gooseneck allowing for coupling the semi-trailer to a tractor unit, an extendable low bed, a 2- axle bogie and a 3-axle bogie. The modules can be combined in different ways to create different configurations of the semi-trailer. Owing to that, the carrying capacity of the semi-trailer can be easily matched to the equipment carried. Depending on the current needs, the semi-trailer can have 2, 3 or 5 axles, a payload from 28 to 65 tons, and a length from 13.2 to 20.1 m. Wheeled and caterpillar vehicles can drive onto the lowbed from the front, after the gooseneck has been detached. The length and width of the bed can be adjusted within the range of 2 and 0.6 m, respectively. An important advantage of this semi-trailer is the fact that in a 2-axle configuration it meets the regulations for standard trailers and can be driven in public roads and carry normal loads without a special permission. Thanks to the fact that all its wheels are steered and controlled by a hydraulic steering system, the semi-trailer has very good manoeuvrability despite its long length. The semi-trailer meets rigorous safety demands – it is equipped with a braking system with ABS/EBS, an advanced load fixing system, marking and lighting systems and others. Research and development experiments performed during the design process, among others those concerning the steering system and optimization of the supporting structure of the semi-trailer using FEM analysis, are characterized in this paper.

8

Changes in blow-by and compression pressure of a diesel engine during a bench durability test

Koszałka G., Suchecki A.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

34--39

EN

This paper presents changes in the tightness of a combustion chamber during a 1200-hour bench durability test. The study was conducted on three four-cylinder turbocharged DI diesel engines with a capacity of 1.3 dm3. The changes in the tightness were determined on the basis of the results of periodical measurements of the blow-by flow rate under different conditions of engine operation and measurements of maximum compression pressure in the cylinders. The results showed that the maximum compression pressure remained at the same level during a long period of engine operation, corresponding to a distance of 150 000 km covered by a car. After that period, the pressure started to decrease (after a distance of 200 000 km, it had dropped by 10%). The blow-by flow rate decreased in the initial period of engine operation and then it started to rise linearly at full engine load. The rate of increase depended on engine speed – it was the smallest at low speeds (20% increase in the time range of 100–1200 hours, which corresponded to a distance of 16 000–192 000 km covered by a car – at 1000 rpm), and the highest at 4000 rpm (an increase of 70% in the same time range).

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań zmian szczelności komory spalania podczas 1200-godzinnej stanowiskowej próby trwałościowej. Badania przeprowadzono na trzech egzemplarzach 4-cylindrowego, turbodoładowanego silnika o zapłonie samoczynnym z wtryskiem bezpośrednim i objętości skokowej 1,3 dm3. Zmiany szczelności przestrzeni roboczej silnika ustalone zostały na podstawie okresowych pomiarów natężenia przedmuchów spalin w różnych warunkach pracy silnika oraz pomiarów maksymalnego ciśnienia sprężania w poszczególnych cylindrach. Wyniki badań wskazują, że maksymalne ciśnienie sprężania przez długi okres pracy silnika, odpowiadający 150 tys. km przebiegu samochodu, nie ulega zmniejszeniu. Po tym okresie zaczyna spadać (spadek przy przebiegu 200 tys. km wynosił 10%). Natężenie przedmuchów spalin w pierwszym okresie eksploatacji silnika spada, po czym, przy pełnym obciążeniu silnika, zaczyna liniowo wzrastać, przy czym szybkość wzrostu zależy od prędkości obrotowej silnika – najwolniej przy małych prędkościach (wzrost o 20% przy 1000 obr/min, w zakresie od 100 do 1200 godzin pracy silnika w teście), a najszybciej przy prędkości znamionowej 4000 obr/min (wzrost o 70%).

9

A research stand for the testing of the sealing properties of the piston–rings–cylinder assembly in a combustion engine

Koszałka G., Hunicz J., Kordos P.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 2

54--62

EN

The paper discusses research assumptions and describes a test stand for the investigations of the sealing properties of the piston rings. The research stand includes an engine brake together with a control system, a research engine and a lubrication and engine thermal state stabilization systems. The engine was fitted with a research piston containing a measuring device enabling the recording of fast varying quantities such as the pressures in the space between the rings, axial displacements of the oil sealing rings in the piston grooves and the temperatures of the gas blown through the seal.

PL

W artykule omówiono założenia oraz opisano zbudowane stanowisko do badania zjawisk związanych z uszczelniającym działaniem pakietu pierścieni tłokowych. Stanowisko składa się z hamulca silnikowego wraz z układem sterowania, silnika badawczego oraz układu smarowania i stabilizacji jego stanu cieplnego. Silnik wyposażony jest w tłok badawczy zawierający układ pomiarowy, umożliwiający pomiar i rejestrację szybkozmiennych wielkości, m.in. ciśnień w przestrzeniach międzypierścieniowych, osiowych przemieszczeń pierścieni uszczelniających w rowkach pierścieniowych tłoka oraz temperatur gazu przepływającego przez uszczelnienie.

10

Proposal of the semi-trailer additional lighting reducing road traffic risk

Koszałka G., Olejnik K.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2012

|

nr 31 (103)

122-127

EN

The interviews conducted with the drivers and analysis of possible sources of collisions and accidents show that at night, on unlit areas, truck drivers towing trailers or semitrailers have insufficient observation area around the vehicle. This insufficient amount of information reaching the driver is the cause of many accidents and collisions. The article describes the risks associated with the lack of visibility of the area around the semitrailer and presents solutions allowing to reduce the identified risks. The solution is to use additional contour lights, and lights illuminating the road in the area, which is run over by the semi-trailer wheels. Based on the simulation studies and laboratory studies of light distribution, the appropriate lamps have been selected and installed on the trailer. Then the field tests were carried out on the real object, which confirmed the usefulness of the proposed lamps and showed that it is possible to support the vehicle driver in obtaining information from areas previously invisible.

11

Analiza wpływu wybranych własności paliw na proces ich rozpylania przez wtryskiwacze

Ignaciuk P., Gil L., Koszałka G.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2012

|

R. 19, nr 9

2487--2492, CD

PL

Zasadniczym problemem we współczesnych silnikach o zapłonie samoczynnym jest uzyskanie odpowiednio niskiej emisji związków toksycznych. Problem ten jest ścisłe związany z rozpyleniem paliwa przez wtryskiwacze. Poznanie przebiegu procesu rozpylania może ułatwić podejmowania odpowiednio skutecznych działań w kierunku obniżenia emisji związków toksycznych przez silniki zasilane różnymi paliwami. W artykule przedstawiono wyniki badań nad procesem wtrysku klasycznego oleju napędowego i biopaliwa opartego na estrach metylowych oleju lnianki siewnej.

EN

The main problem of modern Diesel engines is obtaining the lowest emission of toxic compounds in the exhaust gases. The level of toxic emissions in raw exhaust is strictly related to the fuel atomization realized by injectors. The knowledge about the course of injection enables more efficient approach towards reduction of toxic emissions in engines fueled with different types of fuel. The paper presents results of investigations on fuel injection of typical Diesel fuel and biofuel based on methyl esters of camelina seed.

12

Analiza sił w elementach mocujących ładunki na pojazdach samochodowych

Stokłosa J., Koszałka G., Gil L.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 12

94-100

PL

Zabezpieczenie ładunku w czasie transportu sprowadza się do zrównoważenia sił bezwładności działających na ładunek w czasie przemieszczania się pojazdu, powstających w czasie przyspieszania, hamowania, pokonywania zakrętów, wykonywania manewrów wyprzedzania itp. Siły tarcia występujące pomiędzy powierzchnią podłogi części ładunkowej pojazdu i ładunkiem są niewystarczające do tego, aby ładunek nie uległ przesunięciu. Ruchy pionowe podczas jazdy spowodowane przez wyboje i drgania pochodzące od nawierzchni drogi zmniejszają siłę oporu wynikającą z tarcia. Do mocowania ładunków na pojazdach stosuje się elastyczne elementy, takie jak: taśmy, liny, łańcuchy wyposażone w urządzenia mechaniczne (zapadki, klamry, napinacze) wywołujące i utrzymujące siłę rozciągającą w zestawach do utwierdzania ładunków. Kierowca odpowiedzialny za zabezpieczenie ładunku w czasie transportu powinien dobrać odpowiednią liczbę odciągów mocujących przyjmując za podstawę decyzji ciężar i gabaryty ładunku, sposób mocowania, rodzaj i parametry wytrzymałościowe elementów mocujących. Norma PN-EN 12195-1 podaje wzory do wyznaczenia liczby elementów mocujących, z których powinny korzystać osoby odpowiedzialne za mocowanie ładunków. Punkty mocowania na konstrukcji nośnej pojazdu zgodnie z normą EN 12640 dla pojazdów o DMC powyżej 12 ton powinny wytrzymać siłę rozciągająca 2000 daN (norma EN12640 zaleca jednak 4000 daN). W artykule poddano analizie wytrzymałościowej elementy mocujące ładunki, w różnych skrajnych sytuacjach występujących w procesie przewozowym, aby stwierdzić, czy dobór liczby i rodzajów elementów mocujących na podstawie norm oraz wytycznych zabezpiecza w sposób pewny przewożony ładunek.

EN

Forces acting on lashing equipment in different trafficsituations were analyzed. the aim of the analysis was to findif matching the type and number of fastening devices on the bases of existing standards and guidelines fully guarantee the safety of carried loads. Results of simulations showed that lashings for restraining cargo on a vehicle selected on the basis of instructions given in transport handbooks secure the cargo in the case of accelerations up to 1 g. However in extreme situations, when inertia force is bigger and comes from accelerations acting in various directions, forces acting on some lashings are higher then permissible. That can make a danger to safety in road transport.

13

An assessment of trailer suspension dynamic behavior via vibration measurements

Hunicz J., Koszałka G., Golec M., Taratuta L.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 4

333-338

EN

A dynamic response of a semi-trailer suspension to a real road profile under two different loads was investigated in this study. The trailer was a low loader for transporting heavy and large loads which configuration could be adjusted to the current needs. During the described investigation the vehicle was composed of: detachable gooseneck, maximally extended low bed and 5 hydraulically steered axles comprised 2-axle and 3-axle assemblies. The experiments were performed for unloaded and loaded with 60 tons trailer, that was equal to maximum trailer pay load. Acceleration measurements at unsprung and sprung parts of the vehicle were applied. As a test surface a railway track crossing was chosen. Acceleration time series were analysed by the means of power spectral density. The isolation of free vibration and forced vibration frequencies and effectiveness of suspension damping over wide frequency range was done. Two characteristic signal bands were identified. In the frequency range up to 10 Hz vehicle vibration energy decreased for the load increase for both, sprung and unsprung parts. In contrast, in the range between 10 and 25 Hz at higher load increase of vibration energy was noticed, however only at unsprung mass. Data analysis revealed complexity of vehicle vertical acceleration as a response to the road profile. Nevertheless, it allowed for estimation of the trailer dynamic loads under real road conditions.

14

A numerical model for calculation of piston rings wetted area in a combustion engine

Guzik M., Koszałka G., Niewczas A.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 3

156-164

EN

Assumptions made while modelling the oil film between the ring and the cylinder liner in IC engines, especially concerning the boundaries of the wetted area of the ring face surface, were discussed and the assumptions adopted for the developed model were presented in this study. It was assumed that the model should take into account partially flooded lubrication, which meant that the boundaries of the ring wetted area had to be determined. Based on the adopted assumptions, a model for calculation of the oil film thickness between the cylinder and moving rings, and thickness of the oil film left on the cylinder by the ring pack was developed. A computer application operating in the Windows operation system was developed to carry out numerical calculations. The results of initial numerical calculations were also presented. The proposed model can be utilized to determine the effects of the ring pack geometry, especially the geometry of the ring surface, on parameters of lubrication. These parameters, including the oil film thickness, distribution of pressure in oil film or tangential force, are crucial for friction and wear of cooperating surfaces, oil consumption, and flow of gas from the combustion chamber to the crankcase, thus playing a role in the durability, fuel consumption and emission of an engine.

15

Wykorzystanie mes w analizie struktury nośnej ramy naczepy o zmiennych parametrach eksploatacyjnych

Dębski H., Koszałka G., Ferdynus M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2012

|

Vol. 14, No. 2

107-114

PL

W pracy zaprezentowano numeryczną analizę konstrukcji ramy naczepy o zmiennej długości i podwyższonej nośności przeznaczonej do transportu ładunków ponadnormatywnych. Prowadzone badania miały na celu opracowanie adekwatnych modeli numerycznych MES umożliwiających identyfikację wytężenia konstrukcji oraz stanu odkształcenia w warunkach obciążeń eksploatacyjnych. Zastosowanym do analizy narzędziem numerycznym był program Abaqus/Standard, umożliwiający prowadzenie obliczeń w zakresie geometrycznie nieliniowym z wykorzystaniem przyrostowo-iteracyjnej metody Newtona-Raphsona. W wyniku przeprowadzonych prac ustalono newralgiczne obszary ramy w których występowały niebezpieczne naprężenia. Umożliwiło to modyfikację konstrukcji pozwalającą na zmniejszenie naprężeń do bezpiecznego poziomu.

EN

This work presents a numerical analysis of the structure of a trailer frame of adjustable length and an increased load capacity designed for the transportation of oversize loads. The study was aimed at developing adequate numerical FEM models which would allow identification of the effort of the structure and the state of strain under operating loads. The analysis was carried out using ABAQUS/Standard, a numerical tool which enables calculations in the geometrically nonlinear range with the use of the incremental-iterative Newton-Raphson method. As a result of the analysis, trouble areas in the frame were found in which dangerous stresses occurred. This enabled modification of the structure, leading to a reduction of the stresses to a safe level.

16

Numerical simulation of the ring twists during diesel engine operation

Koszałka G., Guzik M., Niewczas A.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

EN

The paper presents a mathematical model of ring pack of a diesel engine. A submodel of ring twists is described in details. Numerical algorithms applied and computer program worked out are characterised. A method of input data determination and results of simulations are also described. The results of initial simulations investigating the effect of engine operation condition on ring twists are presented. The possible applications of the results of calculations in engine design is also discussed in the paper.

PL

W artykule przedstawiono matematyczny model uszczelnienia tłok-pierścienie-cylinder silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym, w szczególności podmodel opisujący skręcenia pierścieni tłokowych. Scharakteryzowano założenia modelu oraz opracowaną aplikację komputerową. Opisano sposób wyznaczania danych wejściowych oraz przedstawiono wyniki wstępnych badań wpływu warunków pracy silnika na skręcenia pierścieni. Omówiono możliwe obszary wykorzystania wyników badań symulacyjnych prowadzonych z wykorzystanie opracowanego programu komputerowego.

17

Analiza numeryczna przyczyn uszkodzeń głowicy i zaworów silnika o zapłonie samoczynnym

Hejwowski T., Dębski H., Koszałka G.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych wykonanych metodą elementów skończonych rozkładów naprężeń, temperatury i przemieszczeń. Rozpatrywanym silnikiem był wolnossący silnik o zapłonie samoczynnym typu 4C90. Obliczenia wykonano przy pomocy programu ABAQUS/Standard. Rozważanymi elementami silnika były zawory dolotowy i wylotowy oraz głowica. Wyniki analiz numerycznych identyfikują mechanizm uszkodzenia głowic jako zmęczenie niskocyklowe spowodowane cyklicznym włączaniem i wyłączaniem silnika i poprawnie określają lokalizację pęknięć. Rezultaty obliczeń udowodniły, że występuje znaczny poślizg na powierzchni kontaktu grzybka i gniazda, co jest spowodowane wzajemnym przemieszczeniem gniazd i zaworów i jest przyczyną zużywania adhezyjnego. Wysoka temperatura powierzchni przylgni zaworu wylotowego powoduje intensywną korozję. Przeprowadzone obliczenia numeryczne umożliwiają szczegółową analizę przyczyn uszkodzeń silnika ZS.

EN

In the paper, the results of FEM calculations of stress, temperature and displacement distributions are presented. The considered engine was naturally aspirated diesel engine of 4C90 type. The numerical calculations were performed by means of ABAQUS/Standard software. The considered elements of the engine were cylinder head, inlet and exhaust valves. The results of numerical analysis identify mechanism of failure of cylinder head as low cycle fatigue caused by cyclic switching on and off the engine and provide precisely locations of cracks. Results of calculations proved that there is the considerable slip at the surface of contact of valve with valve insert, which is caused by the relative displacement of valves and inserts. It is the cause of adhesive wear. High temperature of exhaust valve surface accelerates corrosion. The carried out numerical calculations enable to analyze in detail failure causes of diesel engine.

18

Uniwersalna naczepa o zmiennej długości do przewozu maszyn

Koszałka G., Niewczas A., Dębski H., Kaczor M., Taratuta L., Krzyżak A.

Postępy Nauki i Techniki

|

2011

|

nr 11

71-80

PL

W artykule przedstawiono założenia konstrukcyjne oraz zastosowane rozwiązania w nowoskonstruowanej naczepie do przewozu ładunków nienormatywnych, w szczególności maszyn samojezdnych. Podczas projektowania naczepy szczególny nacisk położono na jej uniwersalność. Naczepa może służyć do przewozu ładunków ponadgabarytowych dzięki możliwości jej wydłużenia oraz po-szerzenia, natomiast cięższych od normatywnych - dzięki zastosowaniu 4 osi. Zaletą naczepy jest to, że w stanie złożonym spełnia wszystkie wymagania stawiane pojazdom normatywnym, a więc może poruszać się po drogach i przewozić ładunki normatywne bez specjalnych zezwoleń. W artykule zaprezentowano również przykłady wykorzystania analiz MES w procesie konstruowania naczepy.

EN

Design assumptions and solutions used in the newly constructed semitrailer for transpor-tation of oversized and heavy loads, especially self-propelled machines, are presented in the paper. During the design process a special attention was paid to its versatility. The semitrailer can be used for transportation of oversized loads thanks to the loading platform that can be extended in length and in breadth and for transportation of heavier than standard loads thanks to its 4 axles. The big advantage of the semitrailer is that when it is not extended it meets all the requirements for standard vehicles and thus it can be used on roads as standard semitrailer and carry standard loads without any special permissions. Some examples of applying FEM strength analysis during design process are also presented in the paper.

19

Badania symulacyjne skręceń pierścieni tłokowych w zespole tłok-pierścienie-cylinder

Guzik M., Niewczas A., Koszałka G.

Modelowanie Inżynierskie

|

2011

|

T. 10, nr 41

125-134

PL

W pracy przedstawiono analizę zjawiska skręcania pierścieni tłokowych podczas współpracy z tuleją cylindrową oraz półkami tłoka w silniku spalinowym. Zamieszczono skrócony opis założeń przyjętych przy tworzeniu matematycznego modelu działania pakietu pierścieni. Szczegółowo opisano opracowany program komputerowy oraz dokonano ogólnej analizy otrzymanych wyników obliczeń. Wskazano również na możliwość wykorzystania wyników obliczeń w procesie konstrukcji silników spalinowych i maszyn roboczych.

EN

A description of the piston ring twists phenomena in IC engine resulting from cooperation of the ring with cylinder liner and ring groove is presented in the paper. Assumptions to a mathematical model and solutions used to build a numerical model simulating ring pack performance are presented. The paper also contains the initial results of calculations made with the use of a computer application of the model and preliminary discussion of the results.

20

Design of a frame to a semi low-loader

Koszałka G., Dębski H., Dziurka M., Kaczor M.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 2

215-223

EN

The paper presents the process of design of a frame for a semi low loader for the transportation of oversize loads, especially wheeled and tracked machines. After considering different solutions of a frame, a central beam was chosen and an initial design was developed. The initial model of the frame was analyzed with the use of FEM and was then modified. Two final versions of the frame were prepared. One of them was used in a 4 axle trailer with a load deck that can be extended in length and width to carry oversize and heavy loads. An important advantage of the trailer is its versatility and the fact that in a non-extended state it meets the regulations for standard trailers and can carry loads without a special permission. The paper focuses on the application of FEM analysis in the design of the part of the beam where highest stresses were located. A design solution for a ladder frame, a schematic image of a box-type central beam, a design solution for rear ramps, geometrical models of semitrailer frame with boundary conditions, stress distributions in a non-extended and extended frame model, a section of the rear part of the frame with sliding plates visible and a pin guide bar for blocking frame extension, stress distribution in the front part of the frame, single and double supporting rib, side wall supporting plate and stress distribution after the use of plates and one supporting rib, stress distribution after the employment of plates and two supporting ribs, stress distribution in the alternative gooseneck design, main dimensions of the semitrailer, extended semitrailer are presented in the paper.