Václav Píštěk

Testing of the mechatronic robotic system of the differential lock control on a truck

This article deals with testing the algorithm developed for autonomous control lock of the differential in a truck. Hardware for hardware in the loop testing of robotic systems or automotive systems is used and the proposed control algorithm was implemented into it. The system was applied to a vehicle with 8 × 8 drive and control algorithm evaluates input sensor values to set robotic console control. It is an actuator which consists of electrovalve, pneumatic cylinder, console, special dog clutch and feedback limit switch. This robotic console is used to lock the truck differentials. Verification of the correct algorithm operation was performed by manoeuvres and the response of the whole system was monitored. The aim was to get the reaction times of this mechatronic robotic system and evaluate them.

Crankshaft development of a two-stroke compression-ignition engine with contra-running pistons

SHRNUTI Tento članek se zabyva navrhem, porovnanim různych variant a vyběrem vhodneho řešeni klikovych hřidelů pro dvoudoby vznětovy přeplňovany letecky motor s protiběžnymi pisty a souproudym vyplachovanim. Navrh variant klikovych hřidelů je proveden na zakladě analyzy vyvaženi celeho hnaciho ustroji a zahrnuje v sobě různe kombinace požadavků na pevnost, hmotnost a pravě i vyvaženi. Všechny varianty jsou s využitim postupů MKP a MBS podrobeny dynamickym simulacim pro cele spektrum provoznich otaček a vhodne řešeni je zvoleno na zakladě kriteria minimalizace torsniho kmitani, unavove životnosti časti motoru a zatiženi hlavnich ložisek. ABSTRACT The paper is focused on designing and comparing different options, and then selecting the most suitable crankshaft design for a two -stroke CI engine with contra -running pistons and through -flow scavenging. The crankshaft variants are based on analysis performed with the powertrain balance and include various combinations of requirements for strength, weight and balance. Applying FEM and MBS procedures, all variants undergo dynamic simulations across the whole spectrum of operation speeds. A suitable design is selected with reference to the criteria of minimizing torsional vibrations, fatigue life of individual engine parts, and the main bearing load.

Dynamic Simulation of Progressive Crank Train

This paper presents computational approaches for verification of conceptual study of low-friction-losses crank train design and its vibration analysis. The decrease of friction losses is realized by reduction of crankshaft main bearings number while the influence of a crankshaft pulley torsional vibration and main bearings load are investigated. The computational model is assembled as well as numerically solved in a Multi-Body System whereas the modally reduced bodies are incorporated into it and hydrodynamic problem is also taken into account.

Improvements in Computational Modelling of Slide Bearings

Shrnutí Zaměrem tohoto članku je představit inovace v oblasti vypočtoveho modelovani kluznych ložisek pohonnych jednotek. Tyto inovace spočivaji, mimo jine, v rozšiřeni modelu o podminky smišeneho mazani. Vstupni data pro detailni vypočty jednotlivych kluznych ložisek jsou poskytovana vypočtovym modelem pohonne jednotky vyšši urovně, tzv. virtualnim motorem. Vysledky těchto vypočtů slouži jako teměř nezbytne informace pro spravny navrh parametrů různych typů kluznych ložisek. Prezentovane metody jsou založeny na novych programovych nastrojich, vyvinutych autory během vyzkumu, a take na komerčně dostupnych aplikacich typu ANSYS nebo ADAMS. Vypočtove modely pohonnych jednotek vyšši urovně zahrnuji pružna tělesa na zakladě redukovanych MKP modelů. Nově vyvinute vysoce specializovane programove nastroje jsou sestaveny v programovacich jazycich Fortran a Matlab. Abstract The intent of this paper is to present new improvements in the modelling of a powertrain slide bearing incorporating mixed lubrication conditions. The Virtual Engine as a model of the powertrain provides input data for detailed calculations of individual slide bearings. The results of these calculations serve as essential information for the correct parameter design of various types of slide bearings. The presented methods are based on new software tools developed by the authors during the research and also on commercial tools such as ANSYS or ADAMS. The computational models of the target powertrains incorporate flexible bodies (based on conversed FE models). The newly developed and highly specialized software tools are written in Fortran and Matlab.

Schwingungsdämpfung in Verbrennungsmotoren

motoren erfordert eine komplexe Konzeption des Kurbelgetriebes, d. h. die organische Kopplung der Kurbelwelle einschlieslich deren klassischer Bestandteile mit dem Dampfer von Torsionsschwingungen nicht nur als Zubehor oder Erganzung, sondern als integralen Bestandteil des gesamten Systems. Die bisher verwendeten Vorgehensweisen zur Losung gehen von der klassischen Vorstellung der Anwendung des dynamischen Dampfers als Zusatzsystem mit einem Freiheitsgrad aus, wobei dessen Kopplung an das Grundsystem durch das rheologische Zwei-Parameter Modell in Parallelanordnung (Kelvin-Modell) realisiert ist. In der Gegenwart ist der Silikondampfer unumstritten der am meisten verbreitete Typ des dynamischen Dampfers der Torsionsschwingungen der Kurbelwellen, der an Motoren verschiedenster Grose und Bestimmung verwendet wird, s. Bild 1.1. Beim Entwurf des Silikondampfers werden sehr gute Ubereinstimmungen zwischen den Ergebnissen moderner Berechnungsmethoden und nachfolgender experimenteller Uberprufung unter Respektierung der viskoelastischen Eigenschaften der Silikonole [1] erreicht.

A Computational Model of ATV Vehicle for Real-Time Simulation

The paper deals with the description of a computational model of an ATV vehicle in Simulink software. This computational model is created using the basic elements of own library and represents the main driveline parts for the simulation of longitudinal and lateral vehicle dynamics. The article describes the design and function of the computational model and demonstrates the usage of an ATV model in the NI VeriStand software. It can be simulated on the hardware for real-time testing. A simulation of drive is then done to verify the functionality of the assembled model.

Parameter Identification of Rheological Models Using Optimization Algorithms

The paper presents results of the application of optimization software GAMS and CONOPT solver for nonlinear optimization problems to identify multi-parameter elastomer rheological models. The solution is based on the experimentally set frequency-dependent dynamic stiffness of the elastomeric parts. Measured waveforms of dynamic stiffness are approximated using multi-parameter rheological models. The CONOPT solver has shown a significantly faster convergence and better accuracy of the calculation compared with the classical non-linear Gauss-Newton least square optimization technique.

Overview of Computational Models Used for Mixed Lubrication

The ability to describe a mixed lubrication regime correctly has higher and higher importance along with the continued downsizing trend. Therefore, this paper deals with the application of different methods for determining the contact pressure in slide bearings, as well as the description of several strategies of 3D rough surfaces computer modelling. Furthermore, in this paper are shown result example of surface roughness generation and analysis results of slide bearing operated under different lubrication regimes.

A conceptual study of a cranktrain with low friction losses

Shrnutí Tento článek popisuje výpočtový přístup pro ověření koncepční studie klikového mechanismu s nízkými třecími ztrátami a analysu jeho vibrací. Snížení třecích ztrát je dosaženo snížením počtu hlavních ložisek klikového hřídele, přičemž se sleduje torsní kmitání řemenice klikového hřídele a zatížení hlavních ložisek. Výpočtový model zahrnuje modálně redukovaná pružná tělesa, hydrodynamická ložiska a je sestaven i numericky řešen v prostředí Multi-Body System. ABSTRACT This article presents computational approaches for verification of a conceptual study of a low-friction-loss cranktrain design and its vibration analysis. A decrease in friction losses is achieved by reduction of the number of crankshaft main bearings whilst the influence of a crankshaft pulley torsional vibration and main bearing loads are investigated. The computational model is assembled and numerically solved in a Multi-Body System into which are incorporated modally reduced bodies, whilst the hydrodynamic aspect is also taken into account.

Simulation Approaches for the Solution of Cranktrain Vibrations

Shrnutí Vývoj moderních pohonných jednotek vyžaduje využívání pokročilých výpočtových metod, nutných k požadovanému zkrácení času tohoto vývoje společně s minimalizací nákladů na něj. Moderní výpočtové modely jsou stále složitější a umožnují řešit mnoho různých fyzikálních problémů. V případě dynamiky pohonných jednotek a životnosti jejich komponent lze využít několik různých přístupů. Prvním z nich je přístup zahrnující samostatné řešení každého subsystému pohonné jednotky. Druhý přístup využívá model pohonné jednotky obsahující všechny hlavní subsystémy, jako klikový mechanismus, ventilový rozvod, pohon rozvodů nebo vstřikovací čerpadlo, a řeší všechny tyto subsystémy současně i s jejich vzájemným ovlivněním. Cílem článku je pomocí vybraných výsledků prezentovat silné a slabé stránky obou přístupů. Výpočty a experimenty jsou prováděny na traktorovém vznětovém šestiválcovém motoru. Abstract The development of modern powertrains requires the use of advanced CAE tools enabling a reduction in engine development times and costs. Modern computational models are becoming ever more complicated and enable integration of many physical problems. Concentrating on powertrain dynamics and component fatigue, a few basic approaches can be used to arrive at a solution. The first approach incorporates a separate dynamics solution of the powertrain parts. The second one solves a complete powertrain model including all significant parts, such as cranktrain, valvetrain, gear timing drive and injection pump. The paper deals with dynamics and fatigue analyses solved using different approaches. Computed and measured results relate to a tractor compression-ignition in-line six-cylinder engine.