Rekrutacja do projektu badawczego

Oczekiwania wobec kandydatów:

• Chęć rozwoju
• Studenci 3-4-5 roku
• Mile widziana działalność w kołach naukowych

Oferta:

• możliwości rozwoju inżynierskiego w wymiarze zarówno teoretycznym (faza projektowa) jak i praktycznym (faza wykonawcza i badawcza)
• możliwość wykonania w ramach projektu pracy inżynierskiej, magisterskiej, przejściowej, projektu obliczeniowego, projektu integrującego itp.
• możliwość zaliczenia praktyk studenckich
• warunki finansowe będą omówione na spotkaniu

Opis projektu:
Celem projektu jest dopracowanie technologii, która pozwoli na budowę polskiego zespołu prądotwórczego o podwyższonej sprawności, zasilanego biogazem i wykorzystującego technologię HCCI. Projekt ten jest związany z gwałtownie rosnącym zapotrzebowaniem branży energetyki rozproszonej na wysokosprawne jednostki napędowe umożliwiające czyste spalanie biogazu. Efektem będzie zbudowanie bogato opomiarowanego silnika, o dużym zakresie regulacji, oraz stanowiska badawczego. Umożliwi to określenie zakresu parametrów docelowego (znacznie uproszczonego) silnika przeznaczonego do produkcji seryjnej. Innowacyjna mechanika i nowoczesna automatyka pozwoli na stosowanie w nim zmiennego stopnia sprężania, zmiennych faz rozrządu i regulacji kąta przesunięcia fazowego. Dzięki temu silnik, a co za tym idzie cały zespół prądotwórczy, będzie się cechował wyjątkowo wysoką sprawnością oraz będzie umożliwiał spalanie biogazu w ultra czystej, niskoemisyjnej technologii HCCI.

Kierownik Projektu
dr inż. Paweł Mazuro

WYMAGANIA DLA KANDYDATÓW
(oczywiście nie wszystkie łącznie muszą być spełnione)

- kreatywny zmysł i umiejętność szybkiego projektowania inżynierskiego (np. NX, SolidWorks)

- znajomość programów biurowych (np. Microsoft Office)

- umiejętność optymalizacji wytrzymałościowej konstrukcji (np. Ansys)

- umiejętność optymalizacji przepływowej konstrukcji (np. Boost , Fluent)

- umiejętność optymalizacji komory spalania  (np. AVL Fire)

- zdolność do analizy optymalizacji kinematyki konstrukcji (np. Adams)

- znajomość metalurgii i materiałoznawstwa

- opracowanie wieloetapowych technologii produkcji części

- tworzenie oprogramowania pomocniczego (np. Matlab, programowanie w C)

- obsługa i tworzenie oprogramowania w LabVIEW

- zdolności analityczne niezbędne podczas badań na hamowni

- znajomość elektroniki i automatyki przemysłowej

- umiejętność projektowania systemów hydrauliki siłowej

- umiejętność projektowania systemów regeneracji ciepła (ORC)

- zdolności manualne, umiejętność obsługi elektronarzędzi ręcznych

- ślusarstwo precyzyjne / narzędziowe

- obsługa tokarki, umiejętność spawania będzie dodatkowym atutem

- obsługa maszyn CNC

- prawo jazdy kategoria B

Doświadczenie zawodowe lub aktywna działalność w kołach naukowych będzie dodatkowym atutem.

PRACE POMOCNICZE W PROJEKCIE

Podczas całego projektu będzie konieczne wykonywanie różnych dodatkowych drobnych prac warsztatowych, porządkowych, zakupowych, transportowych oraz innych związanych z organizacją pracy oraz jego miejsca itp. Każdy z uczestników projektu powinien mieć tego świadomość.

ZAKRES MERYTORYCZNY ZADAŃ PROJEKTOWYCH:

TECHNOLOGIA:

1. Azotowanie stali żaroodpornych H25N20S2
2. Azotowanie Inco 718
3. Projekt głowicy do napawania wewnętrznego rur
4. Poszukiwanie i sprowadzanie rur w gatunkach wysokostopowych
5. Rozpoznanie możliwości użycia podczas projektu różnych metod szybkiego prototypowania np. odlewy metodą wosku traconego, „Fast Prototyping”
6. Rozpoznanie obecnych cen i możliwości technologii SMM
7. Pokrycia stopów tytanu oraz inne metody technologiczne zmniejszenia adhezyjności tych stopów
8. Testy materiałowe, obróbki cieplne i obróbki cieplno chemiczne poza ustaloną normą
9. Możliwości zastosowania ceramiki samosmarowej w złożeniu tłok-cylinder oraz  nanopowłoki   stosowane do zmniejszenia tarcia w parach trących
10. Porównanie różnych par przeciwciernych w warunkach tarcia suchego w podwyższonej temperaturze
11. Znalezienie dostawcy i zakup „szczotki do cylindra”
12. Wykonanie pierścieni z 718

ODZYSK ENERGII:

1. Przegląd i porównanie różnych metod odzyskiwania energii cieplnej traconej przez silnik tłokowy (obiegu Stirlinga, obiegu parowego, układu ORC, układu turbocompound) – zebranie  i weryfikacja istniejących prac. Dalsze punkty zadania zostaną określone  w zależności od  wybranej metody.
2. Projekt dwustopniowej turbiny wspomagającej dla tłokowego silnika o mocy 300-400 kW lub
3. Projekt wstępny układu turbocompound klasyczny lub
4. Projekt wstępny układu turbocompound - turbina Ljungströma lub
5. Projekt wstępny układu ORC - turbina Ljungströma lub
6.  Projekt wstępny układu ORC klasyczny.

PROJEKTY POMOCNICZE:

1. Projekt liniowego łożyska wodzikowego dla nietypowych konstrukcji silników tłokowych.
2. Projekt węzła uszczelniającego dławnicy drąga tłokowego.
3. Projekt sprzęgieł przeciążeniowych do układu odzysku mocy.
4. Proste wtryskiwacze lub pompowtryskiwacze dieslowskie. Możliwość wykonania specjalnych    końcówek wtryskowych.

KINEMATYKA:

1. Porównanie: RE vs konwencjonalne układy.
2. Analiza kinematyki i optymalizacja położenia węzłów kinematycznych.
3. Wyznaczenie obciążeń części oraz wyrównoważenie silnika przy pomocy programu NX/ADAMS.

GAZODYNAMIKA:

1. Porównanie sprężarek spiralnych, tłokowych, śrubowych i łopatkowych pod względem  spręży, wydatków masowych, sprawności przy podobnych wymiarach/masach/gabarytach –    zebranie i weryfikacja istniejących prac.
2. Analiza możliwości separacji cylindrów przez maszynę wirnikową.
3. Analiza przepływowa 5-6 różnych projektów koncepcyjnych.
4. Analiza przepływowa 2-3 różnych projektów po uszczegółowieniu różnych detali konstrukcyjnych.
5. Optymalizacja przepływowa wybranej konstrukcji.
6. Projekt sprężarki odśrodkowej do silnika tłokowego o nietypowych parametrach –  kontynuacja.
7. Wyznaczenie obciążenia cieplnego głównych części silnika z uwzględnieniem wszystkich przepływów cieplnych i promieniowania.
8. Analiza mikroszczelin w układach gazodynamicznych.

SPALANIE:

1. Wytypowanie gazu (markera)do metody pomiaru stopnia napełnienia cylindra świeżym ładunkiem oraz reszty spalin w cylindrze.
2. Analiza / optymalizacja położenia wtryskiwaczy, świec żarowych, świec zapłonowych itp.
3. Wpływ różnych katalitycznych wyłożeń komór spalania na przebieg reakcji przedpłomiennych oraz tendencji do samozapłonu.
4. Możliwość prowadzenia procesu reformingu online w cylindrze i komorze spalania jako sposób kontroli procesu HCCI.
5. Wpływ wtrysku wody na emisję NOx i SOx.
6. Przebieg procesu zapłonu i spalania HCCI w komorze o dużej stratyfikacji ładunku.
7. Sterowania zapłonem i spalaniem HCCI poprzez zmienny udział H2O w powietrzu zasilającym silnik.
8. Przebieg procesu zapłonu i spalania w obecności H2O, wpływ na sprawność i emisje.

WYTRZYMAŁOŚĆ:

1. Analiza wstępna 5-6 różnych rozwiązań tulei cylindrowej.
2. Analiza 2-3 różnych projektów tulei cylindrowej po uszczegółowieniu różnych detali  konstrukcyjnych.
3. Optymalizacja wybranej konstrukcji cylindra.
4. Analiza wstępna 20 - 30 różnych rozwiązań tłoka.
5. Analiza 5-6 różnych projektów tłoka po uszczegółowieniu różnych szczegółów  konstrukcyjnych.
6. Optymalizacja wybranej konstrukcji tłoka.
7. Analiza wstępna 5-6 różnych rozwiązań tarczy.
8. Analiza 2-3 różnych projektów tarczy po uszczegółowieniu różnych szczegółów konstrukcyjnych.
9. Optymalizacja wybranej konstrukcji tarczy.
10. Obliczenia stożkowej przekładni zębatej.
11. Rozkład temperatury w gorących częściach silnika, obliczenia cieplne i wytrzymałościowe w zależności od temperatury przy pomocy programu ANSYS. Naniesienie poprawek konstrukcyjnych wynikających z analizy.
12. Obliczenia wytrzymałościowe dla wybranych (mniej istotnych) części silnikowych oraz obliczenia po wprowadzeniu poprawek konstrukcyjnych w projekcie.
13. Wyznaczenie częstości drgań własnych części silnikowych i ewentualne dostrojenie silnika.

INNE:

1. Analiza układu chłodzenia.
2. Rysunki techniczne zabudowy silników do celów wojskowych np. czołgi/transportery itp.
3. Analiza ekonomiczna dla silnika wolnoobrotowego 2-3MW oraz silnika do zastosowań  w pojazdach wojskowych.
4. Przegląd przekładni o regulowanym ciągle stopniu przełożenia (CVT) (sprawność ok. 80-90%).
5. Problemy technologiczne i eksploatacyjne występujące w silnikach o rozrządzie suwakowym; problemy optymalnego luzu, przewodzenia ciepła, zapiekania itp.
6. Zdefiniowanie rynku „gazów niechcianych” i ich potencjału. Określenie  udział których będzie rósł oraz spalanie których nie zostało dotąd opanowane przez dostawców silników energetycznych.
7. Trudności eksploatacyjne silników o przeciwsobnym ruchu tłoków.
8. Możliwość zastosowania wody jako środka smarnego w parze trybologicznej, w wysokich temperaturach.
9. Zbieranie danych literaturowych, prenumeraty, pisanie artykułów.
10. Prowadzenie strony internetowej.
11. Pilnowanie spraw formalnych (co, kiedy, za ile).
12. Pilnowanie terminów sprawozdań.
13. Zakupy zgodnie z procedurami z uwzględnieniem realnych potrzeb.
14. Przygotowanie prezentacji dla Hondy.
15. Przegląd techniczny pomp hydraulicznych.
16. Pozyskanie turbosprężarki ze wspomaganiem elektrycznym oraz niezbędnym sterowaniem.
17. Projekt i wykonanie układu do pomiaru zużycia oleju silnikowego podczas pracy silnika.
18. Wykonanie rysunków 3D wybranego osprzętu silnikowego.