Двигуни внутрішнього згоряння, установки та технічна експлуатація Internal Combustion Engines, Plants and Technical Maintenance Department
МІЦНІСТЬ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ
Тип: обов’язковаВикладач: Митрофанов Олександр СергійовичРік підготовки: 4-йСеместр: 8-йКількість кредитів: 3 Кількість модулів: 1Кількість змістових модулів: 3Загальна кількість годин: 90Вид контролю: залікРобоча програма 2023 р.Робоча програма 2024 р.
Розподіл годин
Загальна інформація
Набуті компетентності
● Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі і практичні роботи у галузі енергетичного машинобудування або у процесі навчання, що передбачає застосування теорії тепломасообміну, технічної термодинаміки, гідрогазодинаміки, трансформації (перетворення) енергії, технічної механіки та методів відповідних наук і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.● Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.● Навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.● Здатність застосовувати свої знання і розуміння для визначення, формулювання і вирішення інженерних завдань з використанням загальновживаних методів.● Здатність застосовувати стандартні методи розрахунку при проектуванні деталей і вузлів енергетичного і технологічного обладнання.● Здатність застосовувати свої знання і розуміння для конструювання суднових ДВЗ та проектування й конструювання їх основних елементів.● Здатність застосовувати свої знання для конструювання транспортних та стаціонарних двигунів, розуміючи їх особливості в порівнянні з судновими ДВЗ та для проектування й конструювання їх основних елементів.
Результати навчання
● Знання і розуміння інженерних наук на рівні, необхідному для досягнення інших результатів освітньої програми, в тому числі певна обізнаність в останніх досягненнях.● Проектувати об’єкти енергетичного машинобудування, застосувати сучасні комерційні та авторські програмні продукти на основі розуміння передових досягнень галузі.● Використовувати обладнання, матеріали та інструменти, інженерні технології і процеси, а також розуміння їх обмежень при вирішенні професійних завдань.
Програма навчальної дисципліни
Модуль 1.
Змістовий модуль 1. Математичне моделювання теплового та напружено-деформованого стану деталей ДВЗ.
Тема 1. Типи елементів конструкцій. Розрахункові схеми і види навантажень деталей ДВЗ. Припущення та гіпотези опору матеріалів. Напруження та їх типи. Деформації та їх типи.
Тема 2. Оцінка міцності вузлів та деталей ДВЗ. Вибір розрахункових режимів.
Тема 3. Розрахунок деталей на міцність з урахуванням впливу змінного навантаження. Оцінка працездатності теплонапружених деталей двигуна.
Змістовий модуль 2. Деталі остову ДВЗ.
Тема 4. Аналіз умов роботи деталей остову ДВЗ та їх навантажень. Розрахункові схем при визначенні напруженого стану деталей остову.
Тема 5. Матеріали деталей остову та допустимі напруги.
Змістовий модуль 3. Деталі кривошипно-шатунного механізму ДВЗ.
Тема 6. Аналіз умов роботи поршнів та їх навантажень. Розрахункові схем при визначенні напруженого стану поршнів. Матеріали поршнів та допустимі напруги. Стаціонарне та нестаціонарне теплове навантаження поршня.
Тема 7. Аналіз умов роботи шатунів та їх навантажень. Розрахункові схем при визначенні напруженого стану шатунів. Методи підвищення несучої здатності шатунів, матеріали шатунів.
Тема 8. Аналіз умов роботи колінчастих валів та їх навантажень. Розрахункові схем при визначенні напруженого стану колінчастих валів. Матеріали та методи зміцнення колінчастих валів. Запас міцності колінчастих валів.
Теми практичних занять
● Розрахунок елементів остову двигуна (фундаментної рами, картера та робочого циліндру) за допомогою модулю Solidworks simulation. ● Розрахунок на міцність деталей поршневої групи за допомогою модулю Solidworks simulation. ● Розрахунок на міцність деталей шатунної групи за допомогою модулю Solidworks simulation. ● Розрахунок на міцність колінчастого валу за допомогою модулю Solidworks simulation.
Перелік контрольних питань
1. Охарактеризувати види напруг та стану, які виникають в деталях при їх деформації.
2. Дати характеристику основним фізичним властивостям матеріалів.
3. Охарактеризувати деформації та напруги, які виникають при розтягуванні та стисненні.
4. Охарактеризувати деформації та напруги, які виникають при вигині.
5. Охарактеризувати деформації та напруги, які виникають при зрізі та зминанні.
6. Охарактеризувати деформації та напруги, які виникають при скручуванні.
7. Поясніть, що таке концентрації напруг та умови їх виникнення.
8. Охарактеризувати види циклів навантаження деталей.
9. Які навантаження діють на деталі ДВЗ та які напруги виникають при цьому?
10. Охарактеризувати види та схеми навантажень деталей ДВЗ.
11. Дати характеристику тепловому навантаженню деталей ЦПГ.
12. Дати характеристику силовому навантаженню деталей ЦПГ.
13. Оцініть працездатність деталей ЦПГ за основними критеріями.
14. Поясніть види спрощень конструкції при складанні розрахункових схем.
15. Проаналізуйте умови роботи шпильок кріплення кришок циліндрів та анкерних болтів.
16. Як визначається сила попереднього затягування болтів та шпильок кріплення кришок циліндрів?
17. Як визначається міцність болтів та шпильок?
18. Проаналізуйте умови роботи блока циліндрів при різних схемах компоновки остова.
19. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для деталей остова.
20. Як визначається міцність блока циліндрів?
21. Проаналізуйте умови роботи кришок циліндра.
22. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для кришок циліндра.
23. Як визначаються температурні напруги у кришці циліндра?
24. Як визначаються механічні напруги в кришці циліндра та сумарні напруги?
25. Проаналізуйте умови роботи фундаментної рами.
26. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для фундаментних рам.
27. Як визначається міцність фундаментної рами?
28. Проаналізуйте умови роботи втулок циліндра.
29. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для втулок циліндра.
30. Як визначаються температурні напруги у втулці циліндра?
31. Як визначаються напруги у втулках циліндра від тиску газів та сумарні напруги?
32. Яким чином виконується перевірка втулки циліндра на вигин від бокової сили?
33. Яким чином виконується перевірка опорного фланця втулки на міцність?
34. Проаналізуйте умови роботи поршня.
35. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для поршнів.
36. Як визначаються температурні напруги в днищі поршня?
37. Як визначити напруги в поршні від тиску газів у циліндрі?
38. Як визначити питомий тиск у бобишці?
39. Як визначити питомий тиск на бокову поверхню поршня?
40. Як виконується розрахунок поршневого пальця на міцність?
41. Як виконується розрахунок на міцність поршневих кілець?
42. Проаналізуйте умови роботи шатуна.
43. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для шатунів.
44. Як виконується розрахунок на міцність стержня шатуна?
45. Як виконується розрахунок на міцність верхньої голівки шатуна.
46. Як виконується розрахунок на міцність нижньої голівки шатуна?
47. Опишіть розрахунок на міцність шатунних болтів.
48. Проаналізуйте умови роботи колінчастого валу.
49. Охарактеризуйте матеріали та допустимі напруги для колінчастого валу.
50. Яким чином здійснюється розрахунок статичної міцності розрахункового коліна колінчатого вала?
51. Опишіть методику визначення розрахункового коліна колінчастого вала.
52. Наведить способи зниження напруженого стану деталей ДВЗ.
Форми поточного та підсумкового контролю
Досягнення здобувача оцінюються за 100-бальною системою Університету.
Рекомендовані джерела інформації
Основна література
1. Коростильов Л. І. Опір матеріалів: Навчальний посібник / Л.І. Коростильов, О. Є. Лугінін, В. В. Спіхтаренко, С. В. Терлич. За редакцією дра техн. наук, професора Л. І. Коростильова. 2-ге вид, перероб. та доп. – Миколаїв: НУК, 2019. – 300 с.
2. Трач В. М., Подворний А. В. Опір матеріалів, теорія пружності та пластичності. Київ: Каравела, 2016. – 434 с.
3. Опір матеріалів: Підручник / Г.С. Писаренко, О.Л. Квітка, Е.С. Уманський; За ред.. Г.С. Писаренка. – 2-ге вид., допов. і перероблене. – К.: Вища шк., 2004. – 655 с.
4. Основи комп’ютерного проектування ДВЗ : навчальний посібник для поглибленого вивчення курсу та отримання практичних навичок при створенні математичних моделей процесів ДВЗ та конструкції окремих вузлів і деталей для студентів спеціальності 142 «Енергетичне машинобудування» (спеціалізація «Двигуни внутрішнього згоряння») / В.С. Наливайко, С.Г. Ткаченко, В.С. Хоменко, Р.Ю. Авдюнін. — Миколаїв : видавець Торубара В.В., 2017. — 138 с.
5. Planchard D. C. Engineering design with SolidWorks 2020. SDC Publications, 2019. – 816 p.
6. Цифрове моделювання об'єктів та динамічних систем: Навчальний посібник / О. В. Муравйов ; КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 75 с.
7. Суднові двигуни внутрішнього згоряння: Підручник / В. С. Наливайко, Б. Г. Тимошевський, С. Г. Ткаченко. Миколаїв : видавець Торубара В. В., 2015. – 332 с.
8. Наливайко В. С. Конструктивні вузли та системи суднових двигунів внутрішнього згоряння : навчальний посібник / В. С. Наливайко, Б. Г. Тимошевський. – Миколаїв : НУК, 2013. – 100 с.
9. Наливайко В. С. Суднові двигуни внутрішнього згоряння: Методичні вказівки до виконання графіко-розрахункових робіт / В. С. Наливайко, С. Г. Ткаченко, В. С. Хоменко. – Миколаїв: НУК, 2012. – 72 с.
10. Марченко А. П., Рязанцев М. К., Шеховцов А. Ф. Двигуни внутрішнього згоряння : серія підручників у 6 т. Т. 1. Розробка конструкції форсованих двигунів наземних транспортних машин / ред. проф. А. П. Марченко та засл. діяча науки України проф. А. Ф. Шеховцова. Харків : Прапор, 2004. – 384 с.
11. Марченко А. П., Рязанцев М. К., Шеховцов А. Ф. Двигуни внутрішнього згоряння : серія підручників у 6 т. Т. 2. Доводка конструкції форсованих двигунів наземних транспортних машин / ред. проф. А. П. Марченко та засл. діяча науки України проф. А. Ф. Шеховцова. Харків : Прапор, 2004. – 288 с.
12. Марченко А. П., Пильов В. О. М. К., Шеховцов А. Ф. Двигуни внутрішнього згоряння : серія підручників у 6 т. Т. 4. Основи САПР ДВЗ / ред. проф. А. П. Марченко та засл. діяча науки України проф. А. Ф. Шеховцова. Харків : Прапор, 2004. – 336 с.
13. Абрамчук Ф. І., Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників у 6 томах. Т.6 Надійність ДВЗ / Ф. І. Абрамчук, М. К. Рязанцев, А. Ф. Шеховцов / ред. проф. А. П. Марченко та засл. діяча науки України проф. А. Ф. Шеховцова. Харків : Прапор, 2004. – 324 с.
14. Основи теорії та динаміки автомобільних двигунів : підручник / В. Ф. Шапко, С. В. Шапко. – Харків : Точка, 2016. – 232 с.
Допоміжна література
1. Булгаков В. М, Адамчук В. В., Черниш О. М., Березовий М. Г., Калетнік Г. М., Яременко В. В. Прикладна механіка. К.: Центр учбової літератури, 2020. 906 с.
2. Комп’ютерна графіка SolidWorks : навчальний посібник / М.М. Козяр, Ю.В. Фещук, О.В. Парафенюк / Херсон: Олді-Плюс, 2018. – 252 с.
3. Інженерна графіка в SolidWorks: Навчальний посібник/ С.І. Пустюльга, В.Р. Самостян, Ю.В. Клак – Луцьк: Вежа, 2018. – 172 с.
4. Системи 3D моделювання: Навчальний посібник/ Пальчевський Б.О., Валецький, Б.П., Вараніцький Т.Л. / Луцьк:, 2016 – 176с.
5. Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю.Ф., Долганов К.Є., Тимченко І.І. Автомобільні двигуни: Підручник. – К.: Арістей, 2004. – 474 с
6. Двигуни внутрішнього згоряння. Теорія [текст]: Підручник / В.Г. Дяченко; За ред. А. П. Марченка. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2008. – 488 с.
7. Sham Tickoo. SolidWorks 2018 for Designers, 16th Edition. Schererville : CADCIM Technologies, 2018. 1987 p.
8. SolidWorks 2018. Learn by doing - Part 1: parts, assembly, drawings, and sheet metal. Tutorial Books, 2018. 532 p.
9. SolidWorks 2018. Learn by doing - Part 2: surface design. Tutorial Books, 2018. 149 p.
Інформаційні ресурси в інтернет
1. Науково-технічний журнал «Двигуни внутрішнього згоряння». Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”.2. Науково-технічний журнал «Суднові енергетичні установки». Націона-льний університет “Одеська морська академія”.