5 października 2022

fpazdziernik2014


Silniki dwusuwowe królowały w niższych pojemnościach skokowych przez dziesięciolecia. Jeszcze w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku rozwijano konstrukcje większych pojemności przeznaczone do samochodów. Dwusuwy miały niezaprzeczalne zalety. Jedną z nich była prostota budowy, a co za tym idzie niższe koszty produkcji od silnika czterosuwowego. Poza tym pozwalały na osiąganie znacznie wyższej mocy z litra pojemności. Okupione to było zwiększonym zużyciem paliwa i toksycznym składem spalin.

Ryszard Romanowski

Smarowanie dwusuwów odbywało się przy pomocy oleju dodanego do paliwa. Wprowadzenie dozowników nie wpłynęło na znacząca zmianę składu spalin. Podobnie jak rozrządy realizowane przy pomocy zaworu membranowego lub obrotowego zwanego stawidłem. Przez lata rozwoju zmieniał się system przepłukiwania, od prostego poprzecznego, poprzez zwrotne, zwane również pętlicowymi, z różną ilością kanałów, wielostrumieniowe, przelotowe, sprężane dodatkowym tłokiem itd. Przez cały czas rozwoju silnika dwusuwowego jednym z ważniejszych parametrów była tzw. szkodliwa pojemność skrzyni korbowej, miejsca w którym odbywało się wstępne sprężenie mieszanki. Nie próbowano dokonywać przełomowych zmian i już w latach siedemdziesiątych dwusuwy zaczęły stawać się domeną wyłącznie najmniejszych jednośladów i sprzętu takiego jak np. piły łańcuchowe.

Przewod-wydechowy
Przewód wydechowy jest wypełniony gazami spalinowymi z poprzedniego cyklu o ciśnieniu atmosferycznym. W cylindrze znajdują się świeże gazy spalinowe pod ciśnieniem.

Wpłynęły na to również dyktowane przez wielkich producentów zmiany regulaminów sportowych. Szybkie dwusuwy królewskiej niegdyś klasy 500 w wyścigach motocyklowych zastąpiły czterosuwy. Zachowanie osiągów poprzedników wymogło podwójne zwiększenie pojemności skokowej. Podobnie dzieje się w innych sportach motocyklowych. Ciekawe, że bardzo kłopotliwy w porównaniu z dwusuwem silnik o wirującym tłoku, zwany silnikiem Wankla, rozwijany tylko przez firmę Mazda, został wycofany z produkcji dopiero w 2012 roku, ponieważ bez kosztownych zmian nie był w stanie sprostać normom czystości w stylu Euro VI. Według krążących pogłosek pieniądze, które miałyby zasilić prace nad silnikiem do niszowego, sportowego modelu firma wolała poświęcić na znacznie lepiej sprzedający się system Skyactiv. Przy czym nikt z przedstawicieli Mazdy nie mówi, że Wankla odłożono do lamusa. Nasuwa się pytanie, dlaczego skomplikowany w porównaniu do dwusuwu silnik z wirującym tłokiem można było wprowadzić w XXI wiek, a prosty silnik dwusuwowy odesłany został do muzeum.
Współcześni wynalazcy, nawet dysponujący niewielkimi możliwościami laboratoryjnymi i oczywiście finansowymi, starają się jednak zastąpić biura projektowe wielkich koncernów.
Twórcą ciekawego rozwiązania silnika dwusuwowego o płukaniu pulsacyjnym jest pan Walenty Rosiński. Jego konstrukcja pozbawiona jest skrzyni korbowej służącej do wstępnego sprężania mieszanki. Silnik przepłukiwany jest czystym powietrzem.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014


Podczas konstruowania coraz to nowszych produktów, silny nacisk kładzie się na niebanalny wygląd, lecz także na inne walory użytkowe. W przemyśle konsumenckim objawia się to często dość futurystycznymi kształtami tworzonych produktów, zaprojektowanymi z myślą o zaintrygowaniu klienta swoją niecodzienną prezencją. Do tego celu bardzo często stosuje się mniej lub bardziej zaawansowane modelowanie powierzchniowe, umożliwiające uzyskanie dowolnych kształtów oraz bardzo łagodnych i delikatnych przejść pomiędzy powierzchniami. Taki sposób modelowania jest szeroko  obecny w branży automotive. Tutaj konstruktorzy spotykają się z najtrudniejszymi w wykonaniu modelami powłokowymi. Wynika to z faktu, iż muszą one spełniać bardzo rygorystyczne wymogi dotyczące zarówno tolerancji wykonania, jak i spełnienia wysokich wymogów estetycznych.

Bernard Pacula

Przykładem konstrukcji, gdzie modelowanie powierzchniowe jest stosowane w dużym stopniu jest motocykl (Rys. 1). Jak widać na pierwszy rzut oka, wiele kształtów pojazdu wymaga bardzo starannego zamodelowania i odpowiedniej stylistyki. Oczywiście, nie do każdego elementu modelowanie powierzchniowe jest konieczne. Tak naprawdę, cała konstrukcja poza osłonami, czyli można rzec – karoseria motoru, wykonywana jest bryłowo. Nie ma sensu angażowania zaawansowanego modelowania powierzchniowego tam, gdzie nie ma problemu by bardzo skomplikowane kształty można było tworzyć metodą bryłową. Patrząc na konstrukcję nośną oraz główne podzespoły motocykla (Rys. 2) widać, że poza zewnętrzną, wyprofilowaną geometrią, nie ma wewnątrz tak skomplikowanych kształtów aby modelowanie bryłowe nie miało dać rady.

Modelowanie-powierzchniowe-konstrukcji-motocykla
Rys. 2

Wspomniane wcześniej obiekty wymagające podejścia powłokowego, konstruowane są w kontekście całego złożenia, aby dopasować ich kształt do pozostałej części pojazdu. Pracę nad osłonami należy rozpocząć od przygotowania modelu, tak aby mieć zamodelowane wszystkie obiekty, które muszą zmieścić się wewnątrz konstrukcji. Przykład złożenia przygotowanego do tego kroku widać na rysunku 3.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014


Podnośnia statków w Niederfienow łączy Odrę, poprzez Hawelę i Łabę, z europejskim systemem dróg wodnych. Nie jest jedyną ani największą na świecie ale posiada niepowtarzalny urok ogromnego dzieła dawnej sztuki inżynierskiej i doskonale komponuje się w krajobraz odrzańskiej pradoliny.

Ryszard Romanowski

Ten ogromny obiekt działa w ruchu ciągłym od 21 marca 1934 roku do dzisiaj i przez ten cały okres miał tylko siedemdziesiąt jeden dni nieplanowanych przestojów. Niestety, powoli zaczyna się stawać tzw. wąskim gardłem szlaku. Projektanci bowiem nie przewidzieli ogromnych rzecznych kontenerowców i zestawów barek, których długość przekracza 100 m. Dlatego też w 1992 roku rozpoczęto prace projektowe nad nową podnośnią, której oddanie do użytku przewiduje się w przyszłym roku. Zasada działania nowego obiektu będzie podobna do starej podnośni, która zdążyła już udowodnić swoją niezawodność.

podnosnia Niederfinow

Windą ze Szczecina do Berlina
Problemy techniczne budowniczych europejskiego systemu dróg wodnych występowały już w średniowieczu. Jako przykład często podaje się kanał, który z rozkazu Karola Wielkiego miał połączyć Men z Dunajem. Jego budowę rozpoczęto w 793 roku, a na zakończenie trzeba było czekać aż 1200 lat. Pierwszy kanał łączący Odrę z Hawelą wyposażony w jedenaście śluz komorowych zaczęto budować w 1605 roku. Niestety, budowa się przeciągała, a wojna trzydziestoletnia całkowicie ją udaremniła. Koncepcja powróciła za rządów Fryderyka Wielkiego i w czerwcu 1746 roku pierwsza 100-tonowa barka z solą dotarła do Odry. Kanał wyposażony w siedemnaście śluz w roku 1906 osiągnął granicę swej przepustowości i Wilhelm II zarządził budowę drogi wodnej Berlin – Szczecin dla statków dużej nośności.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014


Rysowanie i modelowanie bezpośrednie w procesie projektowania ma swoje niezaprzeczalne zalety. Modelowanie takie jest szybkie i umożliwia łatwe tworzenie geometrii ale także szybkie tworzenie modyfikacji. Brak jednak parametrów, którymi można sterować, jest w przypadkach częstych zmian dość kłopotliwy. Szczególnie ma to miejsce, gdy konstrukcja jest, a raczej powinna być powiązana różnymi zależnościami wymiarowo – geometrycznymi.

Krystian Binarski

W celu przedstawienia sposobu podejścia do parametryzacji konstrukcji, wykonamy model telefonu, a raczej smartfona – w programie BricsCAD. Będzie to oczywiście uproszczona, gdyż jednobryłowa konstrukcja.
Pracę rozpoczniemy od wybrania szablonu modelowania 3D. Po jego wybraniu dostępna jest przestrzeń robocza, w której można rozpocząć modelowanie. Tworzenie rozpoczniemy od narysowania profilu podstawy. Jako że mamy tutaj do czynienia z programem parametrycznym, to nie ma konieczności skupiania się na dokładnym wprowadzeniu wymiarów, gdyż modyfikacja wymiarowa jest możliwa w dowolnym momencie, także już na etapie elementu bryłowego (Rys. 1).

parametryzacja modelowaniu 1
Rys. 1

Po narysowaniu profilu można wykonać wyciągnięcie narysowanego profilu – najprościej przez zaznaczenie krawędzi i wybranie wyciągnięcia (extrude) na odpowiednią wysokość (Rys. 2).
W tym momencie geometria nie ma widocznych wymiarów ani nie posiada jeszcze żadnych zdefiniowanych parametrów, którymi można sterować. Mając tak utworzoną bryłę podstawową należy zdefiniować gabaryty modelu. W tym celu należy skorzystać z więzów 3D, a więc narzędzi dostępnych w pasku 3D Constraints. Jeśli nie jest wyświetlane okienko Mechanical Browser, należy włączyć je, aby można było śledzić zarówno nadawane parametry jak i – w późniejszym etapie – zmienne.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014


Generacja siatki na potrzeby symulacji komputerowej przepływu jest istotnym elementem w całym procesie przygotowania modelu. Od jakości i gęstości siatki zależy jakość uzyskanych w symulacji wyników, jednocześnie proces generacji siatki może być bardzo pracochłonny, w wielu przypadkach określając efektywność danego projektu. Programy do generacji siatek obliczeniowych oferują różne podejścia i możliwości, próbując skrócić zarówno czas manualnej pracy z modelem jak i czas jaki potrzebują same algorytmy siatkujące. Jednym z nich jest program ANSYS Fluent Meshing (następca TGrid).

Adam Piechna

Razem z wydaniem ANSYS Workbench w wersji 15.0, TGrid stał się integralną częścią programu Fluent, jednocześnie zostało do niego wprowadzonych szereg nowych opcji. Jedną z ważniejszych nowości w programie jest możliwość bezpośredniego wczytania geometrii w jednym z formatów CAD (w TGrid formatem wejściowym była powierzchniowa siatka trójkątna). Obecnie program Fluent stał się platformą, w której mamy możliwość przygotowania modelu do analizy, bez korzystania z dodatkowych programów.

Naszym celem będzie generacja siatki powierzchniowej fragmentu katalizatora samochodu osobowego. Dostarczona geometria w formacie CAD przedstawiona jest na rysunku 1.

Model-CAD-katalizatora-samochodowego
Rys. 1  Model CAD katalizatora samochodowego

Pierwszym etapem pracy jest import geometrii do programu ANSYS Fluent Meshing. Podczas importu program dokonuje teselacji (fasetowania) geometrii, w wyniku której powstaje powierzchniowa siatka trójkątna. Przy ustawieniach domyślnych stworzona siatka powierzchniowa będzie stosunkowo rzadka (podobny efekt można uzyskać przy eksporcie geometrii fasetowej z programu Gambit) i służy do obejrzenia modelu i identyfikacji rozmiaru elementów istotnych z punktu widzenia symulacji. Po inspekcji modelu jako minimalny rozmiar elementów przyjmujemy 0,5 mm, a jako maksymalny 16 mm. Dokonujemy ponownego importu, tym razem z włączoną opcją Conformal Tesselation. Kontroluje ona dokładność odwzorowania geometrii za pomocą Funkcji Rozmiaru (Size Function), zagęszczając siatkę na krzywiźnie i w szczelinach. Jako kąt zagęszczenia krzywizn (Curvature Normal Angle) podajemy 15o (co odpowiada dużej dokładności odwzorowania krzywizny). Dodatkowo zaznaczamy opcję Edge Proximity i wpisujemy 1, jako liczbę komórek w szczelinie. Ustawienia zagęszczania siatki zapisujemy zaznaczając Save Size Field. Wykorzystamy je ponownie w poźniejszej części ćwiczenia. Po ponownym imporcie uzyskujemy znacznie dokładniejszą siatkę trójkątów odwzorowującą kształt katalizatora (Rys. 2). Należy zwrócić uwagę, że nie jest to jeszcze siatka, którą możemy wykorzystać na potrzeby analizy CFD.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014