Marcin Kluczyk
Analiza kinematyki i dynamiki układu korbowo-tłokowego jednocylindrowego czterosuwowego silnika ZS
An analysis of the kinematics and dynamics of a shaft-piston system in a single cylinder four-stroke engine ZS

W artykule przedstawiono analizę kinematyki i dynamiki układu korbowo-tłokowego silnika jednocylindrowego zrealizowaną numerycznie w środowisku Matlab. Wszystkie pomiary oraz obliczenia oparto na jednocylindrowym silniku doświadczalnym znajdującym się w Laboratorium Eksploatacji Siłowni Okrętowych Akademii Marynarki Wojennej. Zaprezentowano równania niezbędne w opisie kinematyki oraz dynamiki układów korbowo-tłokowych, które stały się podstawą do stworzenia algorytmu umożliwiającego symulację obciążeń dynamicznych związanych z pracą jednocylindrowego silnika tłokowego. Obliczenia sił gazowych zastąpiono przebiegiem zmian ciśnienia zarejestrowanym podczas indykowania silnika. Opracowany algorytm pozwala na symulację dynamiki wolnossącego jednocylindrowego czterosuwowego silnika ZS. Artykuł jest pierwszym etapem pracy, która ma na celu numeryczną symulację drgań silnika wielocylindrowego.

Słowa kluczowe:
silnik, układ korbowo-tłokowy, kinematyka, dynamika, symulacja, Matlab.

This article presents an analysis of the kinematics and dynamics of a piston-shaft system in a single cylinder done numerically in the Matlab environment. All the measurements and calculations are based on an experimental single cylinder engine located in the Power Plant Operation Laboratory at the Naval Academy. Gdynia Naval Academy. It presents equations indispensable to describe the kinematics and dynamics of piston-shaft systems. They are used to develop an algorithm which enables simulating dynamic loads during the work of the single cylinder piston engine. Calculations of gas forces are replaced for the distribution of changes in pressure recorded during engine indication. The algorithm developed can be used to simulate the dynamics of the naturally aspirated single cylinder four stroke engine ZS. The article is the first stage of the work whose aim is numerical simulation of vibrations in a multi cylinder engine.

Keywords:
engine, shaft-piston system, kinematics, dynamics, symulation, Matlab.