Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Реклама
Л\
ПНИПУ1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Пермский национальный исследовательский
политехнический университет
Автодорожный факультет
(наименование
факультета и
кафедра «Автомобили и технологические машины»
кафедры, ведущей
дисциплину)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
д-р. те^*4УЛйу^тте. Лобов
Ж,
2013 г.
«А7 .»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИИ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«Автомобильные двигатели. Элементы расчета и эксплуатационная
надежность»
(наименование дисциплины по учебному тану)
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Основная образовательная программа подготовки
бакалавров
(бакатавров/магистров/специатстов)
Направление
190600.62 «Эксплуатация транспортиртехнологических машин и комплексов»
(код и
наименование)
Профиль подготовки бакалавра
1 т
'
„.
„
„
г
Автомобильный сервис
(номер и нсш-иенование профиля маг программы специализации)
Квалификация (степень) выпускника:
бакалавр
(бакапавр /магистр
Специальное звание выпускника:
Выпускающая кафедра:
бакалавр-инженер
Автомобили и технологические машины
(наименование
Форма обучения:
Курс: 3
кафедры)
очная
Семестр(ы): 5.6
Трудоёмкость:
- кредитов по рабочему учебному плану:
- часов по рабочему учебному плану:
Виды контроля:
Экзамен: 6
специалист)
Зачёт: 5
7 ЗЕ
252 ч
Курсовой проект: - нет
Пермь 2013
Курсовая работа: - 6
Рабочая программа дисциплины «Автомобильные двигатели. Элементы расчета и экс­
плуатационная надежность»
разработана на основании:
• федерального государственного образовательного стандарта высшего профессиональ­
ного образования, утверждённого приказом министерства образования и науки Российской
Федерации «8» декабря 2009 г. номер государственной регистрации «706» по направлению
190600.62 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов ;
• компетентностной модели выпускника ООП по направлению 190600.62 Эксплуатация
транспортно-технологических машин и комплексов, профилю подготовки «Автомобильный
сервис», утвержденной «24» июня 2013i.;
• базового учебного плана очной формы обучения, по направлению 190600.62 Эксплуа­
тация транспортно-технологических машин и комплексов, профилю подготовки «Автомо­
бильный сервис» утверждённого «29» августа 2011 г.;
Разработчик
д-р. гехн. наук, профессор
Н.В. Лобов
(>чепая степень !вание)
Рецензент
канд. техн. наук, доцент
(ученая степень. !вамие)
(инициалы, фамилия)
К.Г. Пугин
одпись)
(инициалы, фамилия)
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры автомобили и
технологические машины «05» июня 2013 г.. протокол №35;
Заведующий кафедрой,
ведущей дисциплину
канд. техн. наук, доценг
(\чепая степень, шание)
К.Г. Пугин
(подпись)
(инициалы, фамилия)
Рабочая программа одобрена учебно-методической комиссией автодорожного факуль­
тета «11» июня 2013 г, протокол №10;
Председатель учебно-методической комиссии
автодорожного факультета
канд. техн. наук, доцент
(\чспая степень шание)
К.Г. Пугин
(полнись)
(инициалы фамилия)
полнись)
(инициалы фачи шя)
СОГЛАСОВАНО
Заведующий выпускающей
кафедрой автомобили и техноло1ическис машины
К.Г'. Пугин
канд. чехи, наук, доценч
(ученая степень звание)
Начальник управления образовательных программ,
канд. техн. наук, доцент
(ученая степень, шание)
Д. С. Репецкий
(пбжтись)
(инициалы, фамилия)
3
1. Общие положения
1.1. Цель учебной дисциплины - формирование комплекса знаний, умений и навы­
ков в области теории рабочих процессов автомобильных двигателей внутреннего сгорания
(ДВС), принятия технически обоснованного решения по анализу причин отказов, выбору
способов эксплуатации, сервиса и ремонта силовых установок для подвижного состава авто­
транспорта с целью рационального использования топливно-энергетических ресурсов.
В процессе изучения данной дисциплины студент расширяет и углубляет следующие
компетенции:
- владение знаниями технических условий и правил рациональной эксплуатации транс­
портной техники, причин и последствий прекращения ее работоспособности (ПК-15).
- готовность к участию в составе коллектива исполнителей к деятельности по организа­
ции управления качеством эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
(ПК-23)
- способность использовать методы принятия решений о рациональных формах под­
держания и восстановления работоспособности транспортных и технологических машин и
оборудования (ПК-36).
1.2. Задачи дисциплины:
• изучение физических процессов протекающих в ДВС;
• формирование умения:
проведения испытаний силовых агрегатов в стационарных условиях и условиях экс­
плуатации;
готовить заключение о техническом состоянии силового агрегата в целом;
• формирование навыков:
конструирования и проведения расчета различных элементов ДВС;
определения причин неисправности, поломки или отказа деталей и узлов силовых аг­
регатов двигателя;
подготовки рекомендаций по предупреждению неисправностей, поломок или отказов
деталей и узлов силовых агрегатов двигателя;
1.3. Объектом освоения дисциплины являются
физические процессы, протекающие в силовых агрегатах транспортных средств, являющиеся
основой для последующих прочностных расчетов и прогнозов по надежности конструкции.
1.4. Место дисциплины в структуре профессиональной подготовки выпускников.
Дисциплина Автомобильные двигатели. Элементы расчета и эксплуатационная
надежность относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин и являет­
ся обязательной при освоении ООП по профилю "Автомобильный сервис".
После изучения дисциплины обучающийся должен освоить части указанные в пункте
1.1 компетенций и демонстрировать следующие результаты:
• знать:
- основы конструкции ДВС;
- закономерности преобразования в ДВС химической энергии топлива в механиче­
скую работу;
- влияния основных конструктивных, режимно-эксплуатационных и атмосферноклиматических факторов на протекание рабочих процессов в ДВС;
- формирование показателей работы и характеристик двигателей, воздействия на ок­
ружающую среду;
4
- современные методы улучшения технико-экономических показателей и снижения
токсичности выпуска;
- основные направления развития силовых установок автомобильного транспорта;
• уметь:
- проводить испытания силовых агрегатов в стационарных условиях и условиях экс­
плуатации;
- готовить заключение о техническом состоянии силового агрегата;
• владеть навыками:
- конструирования и проведения расчётов различных элементов ДВС; проведения и
анализа причин неисправностей, отказов и поломок деталей и узлов силовых агрега­
тов автомобильного транспорта;
- выдачей рекомендаций по предупреждению неисправностей, отказов и поломок де­
талей и узлов силовых агрегатов автомобильного транспорта в будущем;
- конструирования и проведения расчета различных элементов ДВС;
В таблице 1 приведены предшествующие и последующие дисциплины, направленные
на формирование компетенций, заявленных в пункте 1.1.
Таблица 1 - Дисциплины, направленные на формирование компетенций
Код
Наименование компетенции
Предшествующие
дисциплины
Последующие дисцип­
лины
(группы
дисциплин)
Профессиональные компетенции
Владение знаниями технических Конструкция и экс­ Основы
технологии
условий и правил рациональной плуатационные свойст­ технического обслужи­
эксплуатации транспортной техни­ ва ТиТТМО. Силовые вания и текущего ремон­
ПК-15
та;
ки, причин и последствий прекра­ агрегаты;
щения ее работоспособности;
Производственная
Готовность к участию в составе
коллектива исполнителей к деятель­
практика;
ности по организации управления
ПК-23 качеством эксплуатации транспорт­
но-технологических машин и ком­
плексов;
технологии Ресурсосбережение при
Способность использовать методы Основы
принятия решений о рациональных производства и ремонта техническом обслужива­
нии и ремонте автомо­
формах поддержания и восстанов­ ТиТТМО;
ПК-36 ления работоспособности транс­ Ремонт узлов и агрега­ билей;
портных и технологических машин тов шасси автомобиля;
и оборудования;
2. Требования к результатам освоения учебной дисциплины
Учебная дисциплина обеспечивает формирование части компетенций ПК-15, ПК-23,
ПК-36.
5
2.1. Дисциплинарная карта компетенции ПК-15
Код
ПК-15
Формулировка компетенции:
Владение знаниями технических условий и правил рациональной экс­
плуатации транспортной техники, причин и последствий прекращения
ее работоспособности
Формулировка дисциплинарной части компетенции:
Способность рациональной эксплуатации силовых агрегатов транс­
портной техники, в соответствии с техническими условиями и правила­
ми.
Требования к компонентному составу компетенции
Виды учебной
Средства оценки
работы
Тестовые
вопросы
В результате освоения компетенции студент
Лекции.
для
текущего
и ру­
Знает:
Самостоятельная
- методы конструирования ДВС
работа студентов бежного контроля.
-закономерности преобразования в ДВС хими­ по изучению тео­
ческой энергии топлива в механическую работу; ретического мате­
-закономерности влияния основных конструк­ риала.
тивных параметров ДВС и режимов его работы
на формирование мощностных, техникоэкономических и экологических показателей;
-причинно-следственные связи между режима­
ми работы двигателя, используемые при этом
эксплуатационные материалы и его работоспо­
собность - надежность.
Лабораторные ра­ Отчёт по лабора­
Умеет:
торным работам.
- проводить испытания силовых агрегатов в боты.
стационарных условиях на нагрузочных стен­
дах по стандартным характеристикам: скорост­
ной и нагрузочной характеристике;
- проводить испытания силовых агрегатов в
условиях эксплуатации по требованиям тех.
регламента и давать заключение о техническом
состоянии силового агрегата.
Практические за­ Отчёт по практике.
Владеет:
- методами конструирования автомобильных нятия.
Вопросы к курсовой
двигателей на базе прототипа. На основании Курсовая работа.
работе и экзамену.
анализа сил действующих в ДВС может произ­ Самостоятельная
вести силовой расчет элементов конструкции и работа по подго­
дать прогноз по надежности конструкции;
товке к экзамену.
- методами анализа, позволяющего определять
причину неисправностей, отказов и поломки
двигателя и узлов силовых агрегатов.
Перечень компонентов
6
2.2. Дисциплинарная карта компетенции ПК-23
Формулировка компетенции
Готовность к участию в составе коллектива исполнителей к дея­
тельности по организации управления качеством эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
Код
ПК-23
Формулировка дисциплинарной части компетенции:
Умение управлять качеством эксплуатации силовых агрегатов
БЗ.В.1.
Требования к компонентному составу компетенции
Виды учебной
Средства оценки
работы
Лекции.
Тестовые
вопросы
В результате освоения компетенции студент
Самостоятельная
для текущего и ру­
Знает:
- основу рабочих процессов, происходящих в работа студентов бежного контроля.
по изучению тео­
силовых агрегатах при эксплуатации;
ретического
мате­
-причинно-следственные связи между качест­
риала.
вом эксплуатации (эксплуатационными режи­
мами и реализацией рабочего процесса) сило­
вого агрегата и его надежностью работы;
Лабораторные ра­ Отчёт по лаборатор­
Умеет:
ным работам.
-прогнозировать ресурс работы силового агре­ боты.
гата в зависимости от качества эксплуатации
силового агрегата;
Практические за­ Отчёт по практике.
Владеет:
нятия.
Вопросы к курсовой
Курсовая работа.
работе и экзамену.
Самостоятельная
работа по подго­
товке к экзамену.
Перечень компонентов
2.3. Дисциплинарная карта компетенции ПК-36
Код
ПК-36
Формулировка компетенции
Способность использовать методы принятия решений о рацио­
нальных формах поддержания и восстановления работоспособности
транспортных и технологических машин и оборудования
Код
Формулировка дисциплинарной части компетенции:
Умение выбирать рациональные формы поддержания и восстанов­
ления работоспособности силовых агрегатов
ПК-36
БЗ.В.1.
7
Требования к компонентному составу компетенции
Виды учебной
работы
Лекции.
В результате освоения компетенции
Самостоятельная
Знает:
работа
студентов
- устройство силовых агрегатов;
по
изучению
тео­
- рабочие процессы, происходящие в силовых
ретического мате­
агрегатах;
- способы поддержания объекта в исправном риала.
состоянии и способы восстановления работо­
способности.
Умеет:
Лабораторные ра­
- готовить рекомендации по технически гра­ боты.
мотной эксплуатации силовых агрегатов ТС;
- выбирать рациональные способы восстанов­
ления силовых агрегатов.
Практические за­
Владеет:
нятия.
Курсовая работа.
Самостоятельная
работа по подго­
товке к экзамену.
Перечень компонентов
Средства оценки
Тестовые вопросы
для текущего и ру­
бежного контроля.
Отчёт по лаборатор­
ным работам.
Отчёт по практике.
Вопросы к курсовой
работе и экзамену.
3. Структура учебной дисциплины по видам и формам учебной работы
Таблица 2 - Объём и виды учебной работы
№
п.п.
1
1
2
3
4
5
Виды учебной работы
2
Аудиторная работа
-в том числе в интерактивной форме
- лекции (Л)
-в том числе в интерактивной форме
- практические занятия (ПЗ)
-в том числе в интерактивной форме
- лабораторные работы (ЛР)
-в том числе в интерактивной форме
Контроль самостоятельной работы (КСР)
Самостоятельная работа студентов (СРС)
- изучение теоретического материала
- индивидуальные задания
- курсовая работа
- подготовка отчета по лабораторным рабо­
там
Итоговая аттестация по дисциплине:
зачет, экзамен
Трудоёмкость дисциплины, всего:
в часах (ч)
в зачётных единицах (ЗЕ)
Трудоёмкость
по семестрам
4
3
40
42
10
10
18
18
6
6
12
12
2
2
10
12
2
2
4
4
63
63
14
25
9
28
18
0
12
20
0
36
109
107
всего
5
82
20
36
12
24
4
22
4
8
126
39
36
18
32
36
252 (7)
8
4. Содержание учебной дисциплины
4.1. Модульный тематический план
Таблица 3 - Тематический план по модулям учебной дисциплины
Номер
Номер
учеб­
раздела
ного мо­ дисци­
дуля
плины
1
2
Номер
темы
дисци­
плины
3
Тема 1
Тема 2
1
ТемаЗ
1
Тема 4
Тема 5
2
Тема 6
Итого по модулю:
Тема 7
2
Тема 8
Тема 9
2
Тема 10
3
Тема 11
Тема 12
Итого по модулю:
Тема 13
Тема 14
4
Тема 15
3
Тема 16
Тема 17
5
Тема 18
Итого по модулю:
Тема 19
5
Тема 20
Тема 21
4
Тема 22
6
Тема 23
Тема 24
Итого по модулю:
Итоговая аттестация:
Всего:
Количество часов (очная форма обучения)
аудиторная работа
всего
Л
пз
ЛР
КСР
4
2
5
2
6
7
8
2
2
2
6
14
2
6
2
8
8
2
28
8
8
8
2
2
6
34
2
2
2
8
2
2
2
2
2
10
2
2
2
2
2
2
12
Итог.
атт.
самостоя
тельная
работа
9
10
1
2
9
2
2
6
3
22
1
6
3
1
2
12
16
4
41
1
2
4
6
2
4
0
6
6
6
4
4
4
12
2
2
2
9
9
9
2
2
8
39
4
4
6
6
1
12
4
10
1
2
1
2
2
2
6
82
2
2
2
6
36
0
8
24
0
22
1
2
8
4
24
36
36
126
Трудо­
ём­
кость,
ч/ЗЕ
11
2
9
4
4
8
9
36
8
9
2
20
24
6
69
17
17
17
4
4
14
73
4
4
8
8
2
4
30
44
252
9
4.2. Содержание разделов и тем учебной дисциплины
Модуль 1. Теоретические основы рабочих процессов автомобильных двигателей
Л-8ч,ПЗ-6ч,ЛР-0ч,СРС-22ч.
Раздел 1. Особенности протекания рабочего процесса ДВС.
Тема 1. Принципы, показатели и условия работы двигателей.
Вводные положения. Терминология. Классификация и общее рассмотрение ра­
боты, действительных циклов и показателей работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Классификация двигателей внутреннего сгорания. Компоновочные схемы. Принципы рабо­
ты, показатели и условия эксплуатации. Общее рассмотрение действительных циклов двига­
телей с искровым зажиганием и дизелей. Основные показатели работы ДВС. Условия их
эксплуатации.
Тема 2. Термодинамические и действительные циклы двигателей.
Изучается самостоятельно
Анализ термодинамических циклов по индикаторным диаграммам. Анализ влияния со­
става рабочего тела, теплообмена, конструктивных, режимных и регулировочных парамет­
ров, условий окружающей среды, характеристик тепловыделения и изношенности двигате­
лей на показатели расчетных циклов.
Тема 3. Топлива. Рабочие тела и их свойства.
Элементарный состав топлив. Химические реакции полного окисления компонентов
топлива. Минимальное количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгора­
ния топлива. Коэффициент избытка воздуха. Количество и состав свежего заряда. Теорети­
ческий состав и количество продуктов сгорания топлива при избытке воздуха. Теплота сго­
рания топлива и горючей смеси. Основные сведения об альтернативных топливах автомо­
бильных ДВС.
Тема 4. Процессы действительных циклов ДВС:
Условия протекания процессов газообмена в 4-тактных двигателях. Отдельные периоды
процессов газообмена. Особенности протекания процессов газообмена при наличии колеба­
тельных процессов в системах впуска и выпуска, влияние подогрева заряда. Фазы газорас­
пределения. Образование направленного вихревого движения заряда в цилиндре в процессе
впуска. Коэффициент остаточных газов. Коэффициенты продувки и дозарядки. Коэффициент
наполнения, как параметр, оценивающий совершенство процессов газообмена. Особенности
газообмена при наддуве. Особенности газообмена в двухтактных двигателях. Влияние режи­
мов работы двигателя и условий окружающей среды на коэффициент наполнения и массовое
наполнение цилиндров.
Раздел 2. Физические процессы четырехтактного ДВС.
Тема 5. Процесс сжатия.
Изучается самостоятельно
Цели осуществления процесса сжатия. Теплообмен между рабочим телом и стенками
цилиндра в процессе сжатия. Влияние основных режимных факторов, технического состоя­
ния двигателя и условий окружающей среды на параметры в конце сжатия. Образование и
трансформация движения заряда в процессе сжатия. Факторы, обуславливающие выбор ве­
личины степени сжатия.
10
Тема 6. Процесс смесеобразования и горения.
Основы кинетики химических реакций. Объемное воспламенение. Период задержки
воспламенения. Воспламенение гомогенной смеси от электрической искры. Нормальная ско­
рость распространения пламени, факторы, на нее влияющие. Понятие о пределах распро­
странения пламени. Турбулентное горение. Понятие о диффузионном горении.
Основные требования к процессам смесеобразования в бензиновых двигателях (дозиро­
вание топлива, расслоение и гомогенизация смеси). Распыливание бензина. Образование то­
пливной пленки, фракционирование топлива при центральной его подаче, количественная и
качественная неравномерность распределения смеси по цилиндрам. Роль подогрева смеси.
Влияние режима работы двигателя на качество смесеобразования, в том числе, в процессах
запуска и прогрева двигателя. Повышение качества смесеобразования при впрыскивании
бензина.
Требования к смесеобразованию в дизелях. Процесс впрыскивания топлива. Характери­
стики впрыскивания. Основные влияющие факторы. Влияние режима работы дизеля, усло­
вий окружающей среды на процессы смесеобразования.
Фазы процесса сгорания. Формирование и распространение фронта турбулентного пла­
мени в камере сгорания. Догорание смеси. Влияние эксплуатационных и режимных факто­
ров на процесс сгорания в бензиновых двигателях: установки угла опережения зажигания,
состава смеси, теплового состояния двигателя, нагарообразования на поверхностях камеры
сгорания, снижения компрессии цилиндров, параметров окружающей среды, скоростного и
нагрузочного режимов. Детонационное сгорание. Причины, вызывающие появление детона­
ционного сгорания. Внешние признаки детонации. Отрицательные последствия эксплуата­
ции двигателя с детонацией. Преждевременное воспламенение и факторы его вызывающие.
Отрицательные последствия эксплуатации двигателя с преждевременным воспламенением.
Фазы тепловыделения и процесса сгорания. Период задержки воспламенения и его за­
висимость от сорта топлива, параметров заряда в момент начала впрыскивания, скоростного
и нагрузочного режимов. Скорость нарастания давления в процессе сгорания. Фазы основно­
го горения и догорания, их сущность и особенности. Влияние конструктивных, эксплуатаци­
онных и режимных факторов на процесс сгорания.
Модуль 2. Взаимосвязь эксплуатационных режимов работы ДВС и его надежности
Л-10ч,ПЗ-6ч,ЛР-12ч,СРС-41ч.
Раздел 2. Физические процессы четырехтактного ДВС.
Тема 7. Процессы расширения и выпуска.
Изучается самостоятельно
Особенности процесса расширения в действительном цикле. Теплоотдача в стенки и
догорание топлива. Влияние на процесс выпуска состояния выпускной системы и типа сис­
темы наддува.
Тема 8. Индикаторные показатели.
Индикаторный К.П.Д и среднее индикаторное давление. Влияние на них состава смеси,
угла опережения воспламенения, утечек заряда, атмосферных условий, применения наддува,
режима работы двигателя, состояния двигателя. Индикаторный крутящий момент и индика­
торная мощность. Расчет индикаторной диаграммы.
Раздел 3. Характеристики двигателей внутреннего сгорания.
Тема 9. Эффективные показатели
Эффективный КПД двигателя и удельный эффективный расход топлива. Среднее эф­
фективное давление. Эффективный крутящий момент и мощность. Механический КПД. Со­
ставляющие механических потерь. Потери на трение, их распределение по основным узлам
двигателя. Потери на приведение в действие вспомогательных механизмов. Потери на
процессы газообмена. Среднее давление механических потерь. Механические потери в дви­
гателях с наддувом. Влияние теплового состояния двигателя, режимных факторов на меха­
нические потери. Влияние на его величину режима работы, выбора смазочного масла, тепло­
вого, а также технического состояния двигателя. Влияние на эффективные показатели двига­
теля его технического состояния, эксплуатационных регулировок, условий окружающей сре­
ды и режимов работы. Определение основных параметров двигателей.
Тема 10. Характеристики двигателей.
Регулировочные, скоростные и нагрузочные характеристики ДВС. Характеристики при
работе на переходных и неустановившихся режимах. Характеристики, позволяющие опреде­
лить техническое состояние и правильность регулировки двигателя, его отдельный узлов и
систем. Определение компрессии в цилиндрах. Определение характеристик систем питания.
Обкатка двигателя. Определение механических потерь двигателя. Скоростные и нагрузочные
характеристики двигателей с искровым зажиганием. Скоростные с регуляторной ветвью и
нагрузочные характеристики дизелей.
Тема 11. Токсичность и дымность отработавших газов.
Автомобильный двигатель как источник токсичных выбросов. Образование токсичных
продуктов сгорания. Влияние основных режимных, регулировочных факторов и техническо­
го состояния на экологические параметры двигателей с искровым зажиганием и дизелей.
Основные способы снижения токсичности и дымности отработавших газов двигателей с ис­
кровым зажиганием и дизелей.
Тема 12. Влияние условий эксплуатации и состояния ДВС на показатели качества их
работы. Силовые энергетические установки будущего.
Влияние условий эксплуатации и состояния двигателей на процессы газообмена, сжа­
тия, смесеобразования, сгорания, индикаторные показатели, механические потери и эффек­
тивные показатели. Перспективные силовые энергетические установки: комбинированные
двигатели, гибридные силовые установки, двигатели на альтернативном топливе, водород­
ный двигатель. Топливные элементы.
Модуль 3. Кинематика и динамика автомобильных двигателей
Л - 12 ч, ПЗ -12 ч, ЛР -10 ч, СРС -39 ч.
Раздел 4. Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме
(КШМ).
Тема 13. Кинематика кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Типы КШМ автомобильных двигателей. Конструктивные соотношения в КШМ. их
влияние на параметры двигателя. Кинематика элементов КШМ.
Тема 14. Динамика кривошипно -шатунного механизма (КШМ).
Динамика КШМ, силы давления газов, силы инерции подвижных масс, суммарные си­
лы и моменты, действующие в КШМ
Тема 15. Силы, нагружающие шейки коленчатого вала.
Силы, действующие на шейки коленчатого вала. Определение суммарного крутящего
момента.
Тема 16. Диаграмма износа шатунной шейки. Изучается самостоятельно.
Методика построения диаграммы. Мероприятия по повышению надежности сопряже­
ния.
Раздел 5. Уравновешивание ДВС.
Тема 17. Уравновешенность и уравновешивание двигателя.
Причины неуравновешенности и условия уравновешенности двигателей.
Тема 18. Способы уравновешивания ДВС.
Принципы уравновешивания сил инерции возвратно-поступательно и вращательно
движущихся масс двигателя и моментов от них.
Модуль 4. Конструкция и расчет автомобильных двигателей
Л-6ч,ПЗ-0ч,ЛР-0ч,СРС-24ч.
Раздел 5. Уравновешивание ДВС.
Тема 19. Уравновешивание двигателя разных компоновочных схем.
Изучается самостоятельно.
Принципы анализа уравновешенности однорядных и многорядных одновальных двига­
телей.
Тема 20 Равномерность хода и колебания двигателя на подвеске.
Изучается самостоятельно.
Равномерность хода двигателя, подбор маховика. Понятие о колебаниях двигателя на
подвеске, расчетная схема и понятие о связанных колебаниях.
Раздел 6. Основы конструирования и расчет деталей двигателя на прочность.
Тема 21. Основные принципы конструирования автомобильных двигателей. Расчет
элементов КШМ. Картер и поршневая группа.
Определение расчетных режимов и схем. Расчет деталей на прочность с учетом пере­
менных нагрузок. Конструктивные и технологические методы упрочнения деталей и узлов
двигателя. Цилиндровая группа и картеры. Конструктивный подбор корпусных элементов
двигателя. Расчет напряженного состояния элементов силовой схемы и газового стыка дви­
гателя. Конструктивный обзор поршневых и шатунных групп автотракторных двигателей.
Расчет элементов поршневых групп (поршня, пальцев, колец) на прочность. Расчет шатун­
ных групп на прочность.
Тема 22. Основные принципы конструирования автомобильных двигателей. Расчет
элементов КШМ. Коленчатый вал.
Конструктивный обзор коленчатых валов. Расчет на прочность, методы упрочнения ко­
ленчатых валов.
Колебания коленчатых валов, классификация колебаний, причины, выбывающие коле­
бания. Предпосылки к расчету вала на крутильные и изгибные колебания.
Тема 23. Механизм газораспределения.
Конструктивный обзор механизмов газораспределения. Определение основных пара­
метров механизма, профилирование и оценка эффективности профилей кулачков. Силы, дей­
ствующие в клапанном механизме. Расчет механизма газораспределения.
Тема 24. Основы конструирования систем смазки и охлаждения.
Изучается самостоятельно.
Смазочная система, классификация систем, требования к маслам. Расчет цилиндриче­
ского подшипника, принцип расчета агрегатов смазочных систем.
Система охлаждения автомобильных двигателей. Классификация систем, конст­
руктивные особенности основных элементов жидкостных систем - радиаторов, насосов, вен­
тиляторов. Предпосылки и расчет системы жидкостного охлаждения.
4.3. Перечень тем практических занятий
Таблица 4 - Темы практических занятий
№ Номер темы
Наименование темы практического занятия
п.п. дисциплины
1
2
3
Тема 5
Обоснование выбора исходных данных для расчета двигателя
1
2
Тема 6
Определение параметров Р и Т четырехтактного цикла для прототипа
двигателя
3
Определение индикаторных и эффективных параметров работы двига­
Тема 7
теля
4
Тема 8
Построение диаграммы P-V и расчет теплового баланса.
5
Тема 13
6
Тема 14
7
Тема 15
8
Тема 16
Определение кинематических показателей кривошипно-шатунного
механизма.
Определение динамических показателей кривошипно-шатунного ме­
ханизма. Построение развертки индикаторной диаграммы.
Определение сил действующих на шатунную шейку. Определение
суммарного крутящего момента
Построение диаграммы износа шатунной шейки.
4.4. Перечень тем лабораторных работ
Таблица 5 - Темы лабораторных работ
№
п.п.
1
1
Номер темы
дисциплины
2
Тема 10
2
Тема 10
3
Проведение испытаний ДВС на нагрузочном тормозном стенде для
испытания автомобильных двигателей
Снятие скоростной характеристики двигателя
3
Тема 10
Снятие нагрузочной характеристики двигателя
4
Тема 11
5
Тема 11
Испытание бензинового двигателя в условиях эксплуатации. Опре­
деление объема вредных выбросов.
Испытание дизельного двигателя в условиях эксплуатации. Опре­
деление объема вредных выбросов.
Наименование темы лабораторной работы
4.5. Виды самостоятельной работы студентов
Таблица 6 - Виды самостоятельной работы студентов (СРС)
Номер
темы
дисциплины
1
Вид самостоятельной работы студентов
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Трудоёмкость,
часов
1
2
0
14
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
работам
1
0
0
1
2
0
1
2
0
3
2
0
3
2
0
1
2
0
1
2
0
1
2
0
1
0
10
1
0
10
1
2
0
1
2
8
1
2
8
1
2
8
1
2
0
1
0
0
1
0
8
15
19
20
21
22
23
24
1
0
0
1
2
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
18
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Изучение теоретического материала
Индивидуальные задания
Подготовка отчета по лабораторным работам
Курсовая работа
Итого:
в ч / в ЗЕ
126
4.5.1. Изучение теоретического материала
Тематика вопросов для самостоятельного изучения:
Тема 2. Термодинамические и действительные циклы двигателей.
Тема 5. Процесс сжатия.
Тема 7. Процесс расширения и выпуска.
Тема 16. Диаграмма износа шатунной шейки.
Тема 19. Уравновешивание двигателя различных компоновочных схем.
Тема 20. Равномерность хода и колебания двигателя на подвеске.
Тема 24. Основы конструирования систем смазки и охлаждения.
•
•
•
•
•
4.5.2. Индивидуальное задание
Индивидуальные задания выполняются каждым студентом на темы:
тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания, построение индикаторной диаграм­
мы (Темы 1,3,4-9,12-16,20);
кинематика кривошипно-шатунного механизма - расчет и построение зависимостей
перемещения, скорости, ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала (Тема
13);
динамика кривошипно-шатунного механизма - определение сил действующих в кривошипно-шатунном механизме и их зависимость от угла поворота коленчатого вала,
построение развертки индикаторной диаграммы (Тема 14);
определение сил действующих на шатунную шейку. Определение суммарного крутя­
щего момента (Темы 15, 16)
построение диаграммы износа шатунной шейки (Темы 16, 20)
4.5.3. Курсовая работа
Выполняется типовая курсовая работа на тему: «Исследование работы четырехтакт­
ного автомобильного двигателя» (указывается марка прототипа, например, ВАЗ - 2111).
В состав курсовой работы входят (с оформлением расчетно-пояснительной за­
писки):
• теоретическая часть;
• тепловой расчет двигателя по его прототипу и построение индикаторной диаграммы;
• кинематический расчет двигателя
• динамический расчет двигателя;
• чертеж продольного или поперечного разреза двигателя (наиболее информативного)
• расчетно-пояснительная записка с обоснованием принятых решений, определением
размерности двигателя, расчетом индикаторной диаграммы, динамическим и прочностным рас­
четами.
5. Образовательные технологии, используемые
для формирования компетенций
Проведение лекционных занятий по дисциплине основывается на активном методе обу­
чения, при котором учащиеся не пассивные слушатели, а активные участники занятия, отве­
чающие на вопросы преподавателя. Вопросы преподавателя нацелены на активизацию про­
цессов усвоения материала. Преподаватель заранее намечает список вопросов, стимулирую­
щих ассоциативное мышление и установления связей с ранее освоенным материалом.
Проведение лабораторных занятий основывается на интерактивном методе обучения,
при которой учащиеся взаимодействуют не только с преподавателем, но и друг с другом.
При этом доминирует активность учащихся в процессе обучения. Место преподавателя в ин­
терактивных занятиях сводится к направлению деятельности учащихся на достижение целей
занятия.
6 Управление и контроль освоения компетенций
6.1 Текущий контроль освоения заданных
дисциплинарных частей компетенций
Текущий контроль освоения дисциплинарных частей компетенций проводится в сле­
дующих формах:
• опрос для анализа усвоения материала предыдущей лекции;
• защита аналитического обзора по тематике самостоятельного изучения теоретическо­
го материала.
6.2 Рубежный и промежуточный контроль освоения заданных
дисциплинарных частей компетенций
Рубежный контроль освоения дисциплинарных частей компетенций проводится по
окончании модулей дисциплины в следующих формах:
• тестовый контроль знаний по разделам изучаемого материла. Проводится после каж­
дых четырех лекций. Всего шесть тестов (модуль 1,2,3,4);
• защита лабораторных работ (модуль 2,3);
• защита курсовой работы (модуль 1,2,3,4);
17
6.3 Итоговый контроль освоения заданных
дисциплинарных частей компетенций
1)Зачёт
Условия проставления зачёта по дисциплине:
- итоговый контроль уровня освоения компетенции производится в виде зачёта;
- зачёт по дисциплине выставляется по итогам проведения рубежного контроля по вы­
полнении всех индивидуальных заданий по видам СРС, практических занятий и лаборатор­
ных работ.
2) Экзамен
- Экзамен по дисциплине проводится в устной форме по билетам. Билет содержит два
теоретических вопроса и одно практическое задание. Практическое задание состоит в
определении причины отказа двигателя (студенту представляется неисправный элемент
конструкции и описание внешних условий при которых он был изъят).
Фонды оценочных средств, включающие типовые задания, контрольные работы, тесты
и методы оценки, критерии оценивания, перечень контрольных точек и таблица планирова­
ния результатов обучения, контрольные задания к экзамену позволяющие оценить результа­
ты освоения данной дисциплины, входят в состав УМКД на правах отдельного документа.
6.4 Виды текущего, рубежного и итогового контроля освоения элементов
и частей компетенций
Таблица 7 - Виды контроля освоения элементов и частей компетенций
Контролируемые результаты освоения
дисциплины (ЗУВы)
Знает: закономерности преобразования в
ДВС химической энергии топлива в механи­
ческую работу (ПК-15);
- закономерности влияния основных конст­
руктивных параметров ДВС и режимов его
работы на формирование мощностных, эко­
номических и экологических показателей (ПК15);
- причинно-следственные связи между режи­
мами работы двигателя, используемых при
этом эксплуатационных материалов и его ра­
ботоспособностью - надежностью (ПК-15);
- основу рабочих процессов, происходящих в
силовых агрегатах при эксплуатации (ПК-23);
-причинно-следственные связи между качест­
вом эксплуатации (эксплуатационными ре­
жимами и реализацией рабочего процесса)
силового агрегата и его надежностью работы
(ПК-23);
- устройство силовых агрегатов (ПК-36);
- рабочие процессы, происходящие в силовых
агрегатах (ПК-36);
- способы поддержания объекта в исправном
состоянии и способы восстановления работо­
способности (ПК-36);
Вид контроля
*тт
РТ
+
+
+
+
+
+
+
КР
+
Трен.
(ЛР)
Зачёт
(экза­
мен)
+
+
+
+
ГР
(КР)
+
+
18
Умеет: проводить испытания силовых агре­
гатов в стационарных условиях на нагрузоч­
ных стендах по стандартным характеристи­
кам: скоростной и нагрузочной характери­
стике (ПК-15);
- проводить испытания силовых агрегатов в
условиях эксплуатации по требованиям тех.
регламента и давать заключение о техниче­
ском состоянии силового агрегата (ПК-15);
-прогнозировать ресурс работы силового аг­
регата в зависимости от качества эксплуата­
ции силового агрегата (ПК-23);
- готовить рекомендации по технически гра­
мотной эксплуатации силовых агрегатов ТС
(ПК-36);
- выбирать рациональные способы восста­
новления силовых агрегатов (ПК-36);
Владеет: методами конструирования автомо­
бильных двигателей на базе прототипа. На
основании анализа сил действующих в ДВС
может произвести силовой расчет элементов
конструкции и дать прогноз по надежности
конструкции (ПК-15);
- методами системного анализа, позволяюще­
го определять причину неисправностей, отка­
зов и поломки двигателя и узлов силовых аг­
регатов, давать рекомендаций по их преду­
преждению в будущем (ПК-15);
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
*ТТ - текущее тестирование (контроль знаний по теме);
РТ - рубежное тестирование по модулю;
КР - рубежная контрольная работа по модулю (оценка умений);
ГР (КР) - индивидуальные графические или курсовые работы (оценка умений и владений);
Трен. (ЛР) - выполнение тренажей и лабораторных работ с подготовкой отчёта (оценка
владения).
19
7 График учебного процесса по дисциплине
Таблица 8 - График учебного процесса по дисциплине
Вид работы
'аспределение часов по учебным неделям
1
2
4
5
6
7
8
9
10
Р1
Раздел:
Лекции
3
2
2
2
2
12
13
14
15
16
17
18
Ито
го
2
18
РЗ
2
2
2
Практические
занятия
11
Р2
2
2
2
2
2
2
10
Семинары
4
Лабораторные
работы
4
4
12
8
КСР
Подготовка к
занятиям
Самостоя­
тельное изуче­
ние материала
Модуль:
Контр, тести­
рование
Дисциплин.
контроль
Ml
М2
+
+
зачет
/экза­
мен
20
8 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
8.1 Карта обеспеченности дисциплины учебно-методической литературой
Профессиональный цикл
БЗ.В.01
Автомобильные двигатели.
Элементы расчета и эксплуа­
тационная надежность
(цикл дисциплины)
базовая часть цикла
вариативная часть цикла
обязательная
по выбору студен­
та
(индекс и полное название дис­
циплины)
190600.62
(код направления подго­
товки /
специальности)
Эксплуатация транспортно-технологических машин и
комплексов, профиль Автомобильный сервис
(полное название направления подготовки /специально­
сти)
Уровень
подготовки:
специалист
бакалавр
(аббревиатура направления
специальности)
2011
Форма
обучения:
очная
заочная
очно-заочная
магистр
Семестр(-ы):
5,6
Количество групп:
I
(год утверждения
Количество студентов: 20
учебного плана
ООП)
профессор
Лобов Николай Владимирович
(фамилия, имя, отчество преподавателя)
(должность)
автодорожный
(факультет)
[email protected]
автомобили и технологические машины
(контактная информация)
(кафедра)
№
1
1
2
->
j
Библиографическое описание
(автор, заглавие, вид издания, место, издательство,
год издания, количество страниц)
2
1 Основная литература
А.И. Колчин. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - 3-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2008. - 496 с.
В.Н. Луканин, К.А. Морозов. А.С. Хачиян и др. Под ред. В.Н. Луканина. Двига­
тели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов - 2-е изда­
ние перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2007. - 479 с.
В.Н. Луканин, К.А. Морозов. А.С. Хачиян и др. Под ред. В.Н. Луканина. Двига­
тели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.2. Динамика и конструирование - 2-е из­
дание перераб. и доп. - М.: Высшая школа 2007. - 400 с.
Количество
экземпляров
в библиотеке
СПИСОК ИЗДАНИИ
3
40
84
80
1
2
21
2 Дополнительная литература
2.1 Учебные и научные издания
А.С Орлин, М.Г. Круглов и др. Двигатели внутреннего сгорания.
Теория поршневых и комбинированных
двигателей. М: Машиностроение, 1983. -256 с
Черепанов Л.Б. Основы проектирования и расчет элементов двигателя внутрен­
него сгорания. Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2005. -105 с.
2.2 Периодические издания
2.3 Нормативно-технические
1
80
издания
2.4 Официальные издания
Основные данные об обеспеченности на 5 июня 2013 г.
(дата составления рабочей программы)
Основная литература
| х | обеспечена
Дополнительная литература
| х | обеспечена
Зав. отделом комплектования
научной библиотеки
не обеспечена
|
| не обеспечена
Н.В. Тюрикова
Данные об обеспеченности на
(дата составления рабочей программы)
Основная литература
|
| обеспечена
|
| не обеспечена
Дополнительная литература
|
| обеспечена
|
| не обеспечена
Зав. отделом комплектования
научной библиотеки
Н.В. Тюрикова
8.2 Компьютерные обучающие и контролирующие программы
Программы, используемые для обучения и контроля, не разработаны.
8.3 Аудио- и видео-пособия
Таблица 10 - Используемые аудио- и видео-пособия
Вид аудио-, видео-пособия
Наименование учебного пособия
аудиокино­
теле­
слайды
пособие
фильм
фильм
5
4
3
2
1
Принцип работы двигателя внутреннего
+
сгорания
+
Конструкция системы смазки, системы
озлаждения двигателей Ford
+
Курс лекций по дисциплине автомобильные
двигатели
22
9 Материально-техническое обеспечение дисциплины
9.1 Специализированные лаборатории и классы
Таблица 11 - Специализированные лаборатории и классы
№
п.п.
Название
1
2
Помещения
Площадь,
Принадлежность
Номер
2
м
(кафедра)
аудитории
3
4
5
Количество
посадочных
мест
6
1
Класс лабораторного
оборудования
Кафедра ATM
227
52
24
2
Класс лабораторного
оборудования
Кафедра ATM
117
140
15
9.2 Основное учебное оборудование
Таблица 12 - Учебное оборудование
№
п.п.
1
1
2
Наименование и марка
оборудования (стенда,
макета, плаката)
2
Стенд нагрузочный с
двигателем МЗМА-412
Стенд нагрузочный НАМИ
с двигателем ВАЗ-2110
Форма приобретения /
Кол-во,
владения
ед.
(собственность, оперативное
управление, аренда и т.п.)
4
3
Номер
аудитории
5
1
Оперативное управление
227
1
Оперативное управление
227
3
Модуль-тестер МТ-4
1
Оперативное управление
227
4
Газоанализатор
Автотест-02
1
Оперативное управление
117
5
Дымомер Мета
1
Оперативное управление
117
6
Двигатель внутреннего
сгорания на поворотном
стенде - кантователе ОМ
628 фирмы Mersedes Bens
1
Оперативное управление
117
7
Двигатель внутреннего
сгорания на поворотном
стенде - кантователе М
113 фирмы Mersedes Bens
1
Оперативное управление
117
8
Двигатель внутреннего
сгорания на поворотном
стенде - кантователе М
271 фирмы Mersedes Bens
1
Оперативное управление
117
23
Лист регистрации изменений
№
п.п.
1
1
2
3
4
Содержание изменения
2
Дата,
номер протокола
заседания
кафедры.
Подпись
заведующего
кафедрой
3
Скачать