Technologia I Inżynieria

Przegląd układów sterowania silników o zapłonie samoczynnym (silników ZS, zwanych także wysokoprężnymi). Opisano budowę różnych układów wtryskowych, sterowanie doprowadzeniem powietrza z uwzględnieniem recyrkulacji spalin i różnych rodzajów doładowania, sterowane elektronicznie i mechanicznie różnego rodzaju pompy wtryskowe oraz urządzenia wspomagające rozruch silnika wysokoprężnego.

Wydana z okazji rocznicy 70-lecia komunikacji miejskiej w Szczecinku książka z powodzeniem łączy rzetelność badawczą z przystępną narracją. Autor prowadzi czytelnika przez kolejne etapy rozwoju transportu zbiorowego w mieście – od przedwojennych początków i prób uruchomienia tramwajów, przez pierwszy okres powojenny, następnie funkcjonowanie w strukturach przedsiębiorstwa wojewódzkiego z siedzibą w Koszalinie, aż po współczesność i działalność obecnej spółki Komunikacja Miejska sp. z o.o. w Szczecinku.

Na szczególne uznanie zasługuje szerokie wykorzystanie materiałów źródłowych – od prasy lokalnej po dokumenty urzędowe – co nadaje opracowaniu solidny fundament i wiarygodność. Autor nie ogranicza się przy tym do suchej faktografii. Umiejętnie osadza rozwój komunikacji miejskiej w szerszym kontekście społecznym i gospodarczym, pokazując, jak zmieniające się potrzeby mieszkańców wpływały na kształt sieci, tabor i organizację przewozów – zarówno autobusowych, jak również statków i rowerów miejskich.

Cennym elementem książki jest także uchwycenie momentów przełomowych – zarówno tych związanych z transformacją ustrojową, jak i późniejszą modernizacją systemu transportowego. Czytelnik znajdzie tu opisy zmian organizacyjnych, inwestycji oraz prób dostosowania komunikacji do nowych realiów, w tym również wątków związanych z wprowadzaniem nowoczesnych rozwiązań, takich jak autobusy elektryczne. Całość uzupełnia ponad 500 w większości kolorowych fotografii, dokumentów archiwalnych, schematów oraz tabele eksploatacyjne i taborowe.

Publikacja wyróżnia się klarownym językiem i logiczną strukturą, dzięki czemu może zainteresować nie tylko pasjonatów transportu czy historii regionalnej, ale również szersze grono czytelników.

Budowa i działanie elektronicznych systemów sterowania silników o zapłonie iskrowym (benzynowych). Zawiera podstawy teoretyczne działania silników spalinowych, opis zintegrowanego sterowania poszczególnych układów silników o zapłonie iskrowym, w tym układ zasilania powietrzem, rozrządu, recyrkulacji spalin, doładowania, wtrysku benzyny (pośredniego i bezpośredniego), zapłonowego oraz wylotowego z katalitycznym oczyszczaniem spalin. Uwzględniono najnowsze rozwiązania, m. in. zmienne fazy rozrządu, kolektory dolotowe o zmiennej długości, doładowanie mechaniczne i turbodoładowanie, zapłon mikroprocesorowy, układ oczyszczania spalin o dwóch katalizatorach i dwóch sondach lambda. Nowe wydanie rozszerzono m.in. o sterowanie ruchem strumienia ładunku i doładowanie mechaniczne. 

Thermal spraying is one of the most universal techniques for depositing feedstock materials on a substrate. It allows the production of metallic, ceramic, and composite coatings on both metallic and ceramic substrates. Spray deposition involves ejecting heated or cold particles of feedstock material at high velocity toward the substrate. In the final stage of the process, the substrate and the formed coating are cooled to ambient temperature, resulting in residual stresses due to differences in the thermal, physical, and mechanical properties of the feedstock materials and the substrate. The residual stress state of the coating and substrate has a significant effect on their strength, thermal shock resistance, and fatigue life under cyclically varying thermal loads.

Monografia prezentuje rozwój koncepcji silnika turbowałowego pracującego zgodnie z obiegiem termodynamicznym Humphreya. Niniejsze badania mają charakter koncepcyjno-symulacyjny. Podstawowym narzędziem badawczym wykorzystywanym w pracy była 3-wymiarowa analiza numeryczna CFD (ang. Computational Fluid Dynamics). Analizowano przepływ gazów w układzie ruchomych zaworów, proces spalania, rozprężanie gazów, generowanie momentu obrotowego w turbinie, a także chłodzenie silnika. Wyniki symulacji pozwalały przeprowadzić bilans energetyczny dla poszczególnych wariantów silnika, dzięki któremu można było oszacować sprawność energetyczną modelu symulacyjnego silnika. W pracy przedstawiono warianty pośrednie silnika oraz stopniową eliminację jego wad, które doprowadziły do finalnej bardzo obiecującej koncepcji silnika.

W książce omówiono zasady działania, rodzaje zagrożeń i sposoby ochrony ludzi i urządzeń elektroenergetycznych przy ich obsłudze, w tym oddziaływanie pól elektromagnetycznych, ochrona przed szkodliwym promieniowaniem i zagrożenia związane z występowaniem elektryczności statycznej.

Omówiono również podstawy ochrony przeciwprzepięciowej i zasady stosowania urządzeń elektrycznych w warunkach zagrożenia wybuchowego.

Zagadnienia bezpieczeństwa eksploatacji zostały przedstawione w aspekcie obowiązujących norm i przepisów przy uwzględnieniu europejskiego systemu certyfikacji i dyrektyw.

Książka przeznaczona jest dla pracowników służby BHP, jak również dla osób prowadzących eksploatację i sprawujących nadzór nad eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (uprawnienia do eksploatacji) oraz pracowników kierujących czynnościami osób wykonujących prace w zakresie eksploatacji (uprawnienia dozoru).

WYDANIE zawiera dodatkowe informacje na temat badań i pomiarów eksploatacyjnych niektórych urządzeń elektroenergetycznych (transformatory, linie kablowe, urządzenia napędowe, spawarki, urządzenia prostownikowe i akumulatorowe).

Książka została wzbogacona o pytania kontrolne wraz z odpowiedziami.

Przewody elektryczne stanowią podstawowy element każdej instalacji elektrycznej stanowiącej wyposażenie budynku. Od ich poprawnego doboru zależy również bezpieczeństwo osób użytkujących instalację oraz bezpieczeństwo pożarowe budynku. Zasady doboru przewodów są jednoznacznie określone w normach przedmiotowych, z których jednak projektanci elektrycy nie zawsze korzystają, co w konsekwencji powoduje, że projektowana instalacja może mieć wiele błędów.

Bardzo istotne jest dobranie właściwych zabezpieczeń przewodów i kabli. Problematyka doboru zabezpieczeń przeciążeniowych oraz zabezpieczeń zwarciowych przewodów i kabli niskiego napięcia jest związana z ich roboczą i zwarciową obciążalnością prądową. Pierwszym krokiem jest ustalenie wartości spodziewanego prądu obciążenia IB, który stanowi podstawę doboru prądu znamionowego zabezpieczenia In oraz wstępnego doboru obciążalności długotrwałej Iz przewodu. Drugim krokiem jest dobór prądu znamionowego i/lub nastawczego zabezpieczenia nadprądowego w taki sposób, aby wytrzymały prąd IB spodziewanego obciążenia oraz prądy załączeniowe, będące prądami normalnego użytkowania. Trzecim krokiem jest dobór przekroju przewodu w taki sposób, aby spełniał on wymagania w zakresie wytrzymałości mechanicznej, obciążalności cieplnej długotrwałej i zwarciowej, dopuszczalnego spadku napięcia oraz warunki ochrony przeciwporażeniowej zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.

Osobnym problemem jest dobór przewodów do zasilania urządzeń ppoż., które muszą funkcjonować w czasie pożaru, kiedy występuje wysoka temperatura powodująca znaczny wzrost rezystancji przewodów zasilających. Zagadnienia te nie zostały dotychczas objęte normalizacją, w związku z czym często projektanci nieświadomie popełniają podczas projektowania instalacji wiele błędów, mimo że pozornie dobór przewodów został wykonany zgodnie z obowiązującymi przepisami i normami.

Generalnie w obwodach bezpieczeństwa, do których należy zaliczyć urządzenia ppoż., takie jak np. oświetlenie awaryjne, pompy pożarowe, pompy tryskaczowe, DSO oraz dźwigi dla ekip ratowniczych, a także obwody bezpieczeństwa w ruchu lotniczym, kolejowym, drogowym i wodnym oraz w obwodach kontroli dostępu, nie należy stosować wyłączników różnicowoprądowych oraz zabezpieczeń przeciążeniowych. W obwodach tych w celu wyeliminowania przypadkowych zadziałań, prądy znamionowe lub nastawcze zabezpieczeń zwarciowych należy zawyżyć o jeden lub dwa stopnie w porównaniu z zwartością wynikającą ze zwykłych zasad ich doboru. Przy doborze zabezpieczeń należy również pamiętać o zachowaniu wybiórczości ich działania z zabezpieczeniami usytuowanymi na niższych stopniach zabezpieczeń.

Niniejsze opracowanie w zamierzeniu Autora ma być podręczną „ściągą” dla projektantów i wykonawców, z której będą mogli zawsze skorzystać w warunkach budowy. Czytelników, którzy chcieliby pogłębić swoją wiedzę w zakresie doboru przewodów i kabli nn oraz ich zabezpieczania, zachęcamy do lektury książki pt. „Ochrona przeciwporażeniowa oraz dobór przewodów i ich zabezpieczeń w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia”, naszego autorstwa, wydanej w ramach serii wydawniczej „Zeszyty dla elektryków”.

Aktualne wydanie uwzględnia zmiany wynikłe z wycofania bez zastąpienia w dniu 10 maja 2017 r. przez prezesa PKN normy PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów.

Zawarte w publikacji tabele dopuszczalnej obciążalności prądowej przewodów są zgodne z wymaganiami normy PN-HD 60364-5-52:2011 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie

Julian Wiatr

Zwięzły informator przedstawiający budowę i działanie elektronicznych układów adaptacyjnej regulacji prędkości jazdy ACC, z uwzględnieniem poszczególnych elementów tych układów i ich sterowania elektronicznego. Opisano m.in. działanie układów wykrywania obiektów na drodze przed pojazdem, poszczególne funkcje oraz czujniki układu ACC zamontowane w pojeździe, a także transmisję danych między sterownikami pojazdu. Przejrzyste rysunki ułatwiają zrozumienie treści informatora.

Od Autorów / 7

1 Pojęcia podstawowe / 11
1.1 Wielkości – definicje i oznaczenia / 11
1.2 Zasady zachowania i funkcje termodynamiczne / 16
1.2.1 Zasada zachowania substancji (masy) / 16
1.2.2 Zasada zachowania energii – bilans energii / 18
1.2.3 Zasada zachowania pędu / 21
1.3 Pierwsza zasada termodynamiki / 22
1.4 Praca mechaniczna / 25
1.4.1 Praca bezwzględna (objętościowa) / 25
1.4.2 Praca użyteczna / 27
1.4.3 Praca techniczna, indykowana, wewnętrzna, efektywna / 28
1.5 Druga zasada termodynamiki / 31
1.6 Podstawowe zależności termodynamiczne / 35
1.7 Pojęcia uzupełniające / 41

2 Przemiany termodynamiczne / 47
2.1 Rodzaje przemian fazowych / 47
2.1.1 Termodynamika przejść fazowych / 51
2.1.2 Wrzenie i skraplanie / 56
2.1.3 Wykresy fazowe / 60
2.1.4 Szczególne przypadki wykresów fazowych / 64
2.2 Przemiany termodynamiczne / 65
2.2.1 Przemiana izotermiczna / 65
2.2.2 Przemiana izochoryczna / 67
2.2.3 Przemiana izobaryczna / 68
2.2.4 Przemiana izentropowa / 69
2.2.5 Przemiana adiabatyczna dq = 0 / 72
2.2.6 Przemiana politropowa / 73
2.3 Topnienie lodu / 74
2.4 Sublimacja / 78
2.4.1 Suchy lód – stały dwutlenek węgla / 79

3 Roztwory i mieszaniny oziębiające / 81
3.1 Roztwory dwuskładnikowe – pojęcia podstawowe / 81
3.2 Roztwory doskonałe / 83
3.3 Roztwory rzeczywiste / 87
3.3.1 Ciepło mieszania roztworu / 90
3.3.2 Entalpia roztworu / 94
3.3.3 Właściwa pojemność cieplna roztworu / 96
3.3.4 Entropia roztworu / 96
3.4 Mieszaniny eutektyczne / 97
3.4.1 Chłodzenie lodem z solą / 98
3.5 Lód z roztworów eutektycznych / 108
3.6 Solanki – nośniki zimna / 109
3.6.1 Zasady doboru solanek / 111
3.7 Lód binarny (zawiesina lodowa) / 113
3.7.1 Własności fizyczne i cieplne zawiesiny lodowej / 114
3.8 Specjalne wykresy równowagi fazowej / 117
3.9 Proces wrzenia roztworu dwuskładnikowego / 120
3.10 Proces skraplania roztworu dwuskładnikowego / 124

4 Oziębianie przez ekspansję gazów. Proces s = const / 127
4.1 Ekspansja gazu doskonałego / 127
4.1.1 Spadek temperatury podczas ekspansji gazu w przemianach politropowych / 128
4.1.2 Ciepło przemiany politropowej / 130
4.2 Ekspansja gazu rzeczywistego / 136

5 Swobodny wypływ sprężonego gazu / 141

6 Ekspansja gazu przez dławienie. Efekt Joule’a–Thomsona / 145
6.1 Elementarny różniczkowy efekt Joule’a–Thomsona / 146
6.2 Krzywa inwersji / 148
6.3 Izotermiczny efekt dławienia / 154
6.4 Całkowy efekt Joule’a–Thomsona / 156
6.5 Wartości elementarnego efektu Joule’a–Thomsona / 158
6.6 Efekt dławienia w skraplarkach Joule’a–Thomsona / 162
6.7 Efekt dławienia w ziębiarkach sprężarkowych / 164
6.7.1 Rurki kapilarne / 164
6.7.2 Proces dławienia ziębnika w rurce kapilarnej / 165
6.7.3 Proces dławienia dwufazowego ziębnika / 168
6.7.4 Diabatyczność procesu dławienia. Wpływ wymiany ciepła / 171
6.7.5 Warunki powstawania przepływów krytycznych / 174

7 Efekt wirowy / 183
7.1 Podstawy teoretyczne działania rury wirowej Ranque’a / 184
7.2 Ocena pracy rury Ranque’a / 187
7.3 Geometria rury wirowej / 189
7.4 Wpływ parametrów gazu zasilającego na charakterystyki pracy rury wirowej / 191
7.5 Rura Ranque’a w systemie ziębienia / 194
7.6 Obliczanie i projektowanie efektu wirowego i rury Ranque’a / 195

8 Efekt termoelektryczny / 199
8.1 Zjawiska termoelektryczne / 199
8.2 Termodynamika ziębniczego i grzejnego obiegu termoelektrycznego / 202
8.3 Parametry pracy termoelementu / 209
8.3.1 Maksymalna wydajność ziębnicza termoelementu Q0 max / 210
8.3.2 Maksymalna wartość współczynnika efektywności ziębniczej εmax / 211
8.3.3 Parametry geometryczne termoelementu / 214
8.3.4 Optymalne warunki pracy termoelementu / 215
8.4 Własności materiałów termoelektrycznych / 216
8.4.1 Przewodność elektryczna / 217
8.4.2 Przewodność cieplna / 219
8.4.3 Współczynnik siły termoelektrycznej / 220
8.4.4 Maksymalizacja wartości parametru Z / 221
8.5 Straty energetyczne urządzenia termoelektrycznego / 224
8.5.1 Stopień doskonałości termobaterii / 226
8.5.2 Straty układu zasilania / 227

9 Rozcieńczanie 3He w 4He / 231

10 Oziębianie przez adiabatyczne zestalanie 3He / 237

11 Desorpcja gazów / 243
11.1 Podstawowe zależności i teoria adsorpcji / 243
11.2 Desorpcja helu / 249

12 Rozmagnesowanie adiabatyczne / 251
12.1 Energia namagnesowania / 252
12.2 Substancje paramagnetyczne / 253
12.3 Zjawisko magnetokaloryczne / 255
12.4 Teoria rozmagnesowania adiabatycznego / 257
12.5 Realizacja procesu / 261
12.6 Najniższe temperatury. Rozmagnesowanie jądrowe / 265

Bibliografia / 267
Abstract / 271

Niniejszy skrypt zawiera ćwiczenia laboratoryjne z zakresu elektrotechniki i elektroniki. Przeznaczony jest przede wszystkim dla studentów Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej, odrabiających ćwiczenia na studiach inżynierskich w ramach laboratorium elektrotechniki i elektroniki.

Skrypt może stanowić pomoc zarówno dla słuchaczy studiów stacjonarnych, jak i niestacjonarnych. Może się okazać przydatny również na kierunkach mechanicznych innych wydziałów.

Intencją stworzenia skryptu było umożliwienie studentom lepszego przygotowania się do zajęć laboratoryjnych w tym obszarze wiedzy. Oprócz opisu zasadniczo proponowanego przebiegu ćwiczenia zasugerowano również możliwości co do rozszerzenia badań z wykorzystaniem istniejących na stanowisku środków technicznych. Poza prezentacją stanowiska i propozycją przebiegu ćwiczenia w opisie każdego z nich studenci znajdą krótką część merytoryczną oraz wskazówki, jaka wiedza z poprzednich etapów kształcenia jest niezbędna do wykonania ćwiczenia.

Myśl o produkcji motocykli kontynuujących tradycje przedwojennego Sokoła towarzyszyła wielu pokoleniom Polaków. W wytwórni WSK projektowano produkcję motocykla noszącego tę historyczną nazwę. Był to atrakcyjny model - WSK M30 "Sokół". Niestety, pozostał w fazie prototypu, bowiem zakończono produkcję motocykli w Polsce. Znak firmowy WSK nosiło przeszło dwa miliony jednośladów, które dla wielu były jedyną szansą na motoryzację. O motocyklu WSK marzyło wielu młodych ludzi, później, często wyszydzane, "wueski" powoli znikały z naszych dróg.
Książka ta będzie pomocna miłośnikom dawnej motoryzacji pragnącym przywrócić świetność swojej "wuesce". Zawiera opisy ostatnich prototypów WSK M26 i M30 "Sokół" , zasady eksploatacji i obsługi WSK z silnikami o pojemności 125 cm³ i 175 cm³.

SHL – ten znak firmowy pojawił się na polskich motocyklach w roku 1938, a po wojennej zawierusze ponownie w roku 1947. Okres największej popularności i zarazem świetności SHL-ek przypada na lata sześćdziesiąte. I chociaż wyprodukowano ich znacznie mniej niż motocykli WSK, czy WFM, to pomimo upływu ponad trzydziestu lat od zakończenia produkcji, dzięki swojej solidności wiele z nich dotrwało do czasów współczesnych.
Książka będzie pomocna dla miłośników dawnych motocykli, pragnących przywrócić sprawność i blask „drzemiących”, zapomnianych SHL-ek.
Zainteresowani Czytelnicy znajdą w książce wiadomości z zakresu budowy i obsługi motocykli SHL produkowanych w latach 1957-1961 z silnikiem o pojemności 150 cm3: M06-U i M06-T oraz produkowanych w latach 1961-1970 z silnikami o pojemności 175 cm3: M11, M11 Lux, M11W, M11W Lux, M17 Gazela. Wskazówki eksploatacyjne, sposób wyszukiwania usterek i określanie ich przyczyn, opisy napraw możliwych do wykonania we własnym zakresie (z ewentualnym wykorzystaniem przedstawionych w książce przyrządów specjalnych) oraz usprawnienia motocykli.

Książka ma na celu umożliwienie zapoznania się studentom z podstawowymi technologiami i procesami odlewniczymi. W książce przedstawiono 15 ćwiczeń laboratoryjnych. Każde ćwiczenie poprzedzono obszernym wprowadzeniem teoretycznym. Tematyka ćwiczeń obejmuje podstawową wiedzę z zakresu technologii formy i procesu formowania oraz przygotowania masy formierskiej wraz z jej utylizacją po procesie odlewania. Przedstawiono również metody topienia metali i stopów, diagnostyki ciekłego metalu oraz podstawowe metody określania jakości odlewów. Książka zawiera także opis precyzyjnych metod wykonywania odlewów części maszyn i odlewów artystycznych.

Praca jest poświęcona problematyce poszukiwania i doboru parametrów opisujących stan techniczny stalowej obręczy koła, z uwzględnieniem cech drganiowych i geometrycznych obręczy. Takimi parametrami są: wartość dyspersji częstotliwości drgań własnych, wartość dyspersji modalnego współczynnika tłumienia oraz wartość bicia stóp obręczy koła. W celu ich identyfikacji obręcz powinna być pozbawiona opony i umieszczona na stanowisku diagnostycznym wyposażonym w czujniki drgań, kąta obrotu oraz do pomiaru bicia stopy obręczy. Stan obręczy identyfikowany jest podczas jej drgań swobodnych, dlatego stanowisko powinno być wyposażone we wzbudnik drgań mechanicznych.

Przeanalizowano podstawy teoretyczne i praktyczne procesu funkcjonowania stalowej obręczy koła w strukturze pojazdu samochodowego. W wyniku przeprowadzonych badań klasyczny model matematyczny drgań stalowej obręczy koła - opisany równaniem ruchu układu o jednym stopniu swobody z tłumieniem lepkościowym - zastąpiono modelem numerycznym opartym na metodzie elementów skończonych (MES), co umożliwiło uwzględnienie złożonej geometrii i rzeczywistych warunków brzegowych, a tym samym uzyskanie bardziej wiarygodnych wyników symulacji.

Zastosowanie fuzji danych pozyskanych z modeli analitycznych (matematycznego, modalnego, MES) i modeli symptomowych (wyników badań laboratoryjnych, literaturowych) pozwoliło na opracowanie modelu diagnostycznego w postaci binarnej macierzy diagnostycznej obręczy koła. W wyniku przeprowadzonych badań eksploatacyjnych (laboratoryjnych i terenowych) zidentyfikowano proces zużycia i parametry stanu to zużycie opisujące, co odzwierciedlono przyjętym modelem diagnostycznym. Analiza uzyskanych wyników badań pozwoliła następnie na opracowanie algorytmu diagnostyczno-prognostycznego stanu stalowej obręczy koła na podstawie zidentyfikowanych parametrów drganiowych i geometrycznych. Wynik prac umożliwił opracowanie nowej koncepcji metody identyfikacji i prognozowania stanu technicznego stalowej obręczy koła.
Prezentowana metoda diagnostyczna jest oryginalnym podejściem autora pracy, zarówno ze względu na konstrukcję stanowiska i aparatury pomiarowej, jak i na złożoność modelu matematycznego opisującego procedurę identyfikacji i prognozowania stanu stalowej obręczy koła.

[Opis okładki: na okładce przedstawiono stalową obręcz na ciemnym tle]

Intensywny rozwój systemów mechatronicznych nastąpił pierwotnie w dziedzinie uzbrojenia i sprzętu wojskowego, by szybko znaleźć właściwe i rozległe miejsce w konstrukcji cywilnych pojazdów samochodowych. Współczesny samochód jest złożonym systemem technicznym, którego konstrukcja i produkcja są oparte na najnowszych osiągnięciach wielu różnych dziedzin nauki. Synteza mechaniki i budowy maszyn, elektroniki i elektrotechniki, automatyki i teorii sterowania, informatyki, inżynierii materiałowej, chemii i biologii prowadzi wprost do powstania inteligentnych systemów mechatronicznych.

Prezentowana praca, na którą składa się aż jedenaście bogato ilustrowanych rozdziałów, powstała z myślą o studentach wydziałów mechanicznych politechnik, szczególnie kierunków mechanika i budowa maszyn oraz mechatronika o specjalnościach samochodowych. Podręcznik może być także wykorzystywany przez uczniów techników samochodowych oraz pracowników technicznej obsługi motoryzacji, szczególnie przez rzeczoznawców samochodowych i biegłych sądowych w tej dziedzinie.