Модуль 1. Теоретичні основи роботи двигунів внутрішнього згоряння
Змістовий модуль 1. Загальні відомості про ДВЗ.
Тема №1. ДВЗ як джерело енергії. Історія виникнення та розвитку ДВЗ. Тема №2. Схеми роботи чотиритактних ДВЗ. Тема №3. Схеми роботи двотактних ДВЗ. Тема №4. Способи сумішоутворення чотиритактних та двотактних ДВЗ. Тема №5. Палива для ДВЗ: нафтові та альтернативні. Основні характеристики та властивості.
Змістовий модуль 2. Ідеальні термодинамічні цикли ДВЗ.
Тема №1. Термодинамічні основи робочих циклів ДВЗ. Тема №2. Дослідження та оптимізація термодинамічних циклів. Тема №3. Зв'язок між ідеальними термодинамічними циклами та реальним циклом ДВЗ.
Модуль 2. Теоретичні основи розрахунку параметрів роботи двигунів внутрішнього згоряння
Змістовий модуль 3. Розрахунок реального циклу ДВЗ.
Тема №1. Основні припущення та система розрахункового циклу ДВЗ. Тема №2. Розрахунок процесів наповнення та стиснення. Тема №3. Розрахунок процесів згоряння, розширення та випуску. Тема №4. Індикаторні та ефективні показники робочого циклу.
Змістовий модуль 4. Характеристики та режими роботи ДВЗ
Тема №1. Класифікація характеристик та режимів роботи ДВЗ. Тема №2. Особливості формування швидкісних характеристик ДВЗ. Тема №3. Особливості формування гвинтової характеристики ДВЗ. Тема №4. Особливості формування навантажувальних характеристик ДВЗ.
Модуль 3. Розрахунок робочого циклу двигуна (курсовий проєкт).

● Ознайомлення з конструкцією та принципом дії різних типів ДВЗ. Класифікація, маркування та позначення ДВЗ за його кресленням та основними характеристиками.
● Порівняння роботи чотиритактних ДВЗ з наддувом та без наддуву.
● Оцінка якості газообміну двотактних ДВЗ з різними типами продувок.
● Порівняння способів сумішоутворення у ДВЗ з примусовим запалюванням: карбюрація, впорскування палива, форкамерне сумішоутворення.
● Порівняння різних типів палива за їх екологічними, вартісними та енергетичними характеристиками.
● Визначення роботи та термічного ККД поршневого ДВЗ при ізобарному, ізохорному та змішаному підводі тепла.
● Порівняння циклів з підведенням тепла при ізобарному, ізохорному та змішаному підводі тепла.
● Порівняння циклів поршневих та комбінованих двигунів; визначення шляхів підвищення ефективності роботи ДВЗ.
● Ознайомлення з методиками розрахунку реального циклу ДВЗ.
● Визначення параметрів робочого тіла в кінці процесу наповнення. Вибір ступеня стиску для двигунів різного типу та різного призначення. Визначення параметрів робочого тіла в кінці процесу стиснення. ● Визначення параметрів робочого тіла в кінці процесу розширення. Визначення температури та тиску відхідних газів у випускному колекторі. ● Побудова теоретичної та дійсної індикаторної діаграми двотактного та чотиритактного двигуна. ● Порівняння усталених та неусталених режимів роботи ДВЗ. ● Побудова часткових швидкісних характеристик ДВЗ з самозапалюванням. ● Побудова стендової гвинтової характеристики суднових ДВЗ. ● Розрахунок навантажувальних характеристик ДВЗ з примусовим запалюванням.

Лабораторна робота №1. Визначення конструктивних співвідношень деталей ДВЗ.
Лабораторна робота №2. Перевірка фаз газорозподілу чотиритактного ДВЗ.
Лабораторна робота №3. Перевірка фаз газорозподілу двотактного ДВЗ.
Лабораторна робота №4. Випробування паливного насосу високого тиску блочного типу.
Лабораторна робота №5. Визначення ефективних та індикаторних показників двигуна 8ЧН 12/12.
Лабораторна робота №6. Випробування двигуна 8ЧН 12/12 по навантажувальній характеристиці.

Тема курсового проєкту: Розрахунок робочого циклу двигуна (марка)
Зміст курсового проєкту
1. Розрахунково-пояснювальна записка (25...40 арк.):
● опис конструкції двигуна та його основних систем;
● вибір основних параметрів робочого циклу;
● розрахунок еталонного ідеального циклу двигуна для номінального режиму роботи;
● розрахунок номінального режиму роботи двигуна за методикою Гріневецького-Мазінга;
● порівняння результатів розрахунків номінального режиму роботи.
2. Графична частина:
● креслення поперечного перерізу двигуна; ● побудова та порівняння індикаторних діаграм робочого процесу двигуна, отриманих двома способами розрахунку (ідеальний цикл, методика Гріневецького-Мазінга).
Бланк завдання на виконання курсового проєкту
Теми курсових проєктів (2024/2025 н.р.)
Графік консультацій з курсового проєкту (2024/2025 н.р. - професор Тимошевський Б.Г., доцент Проскурін А.Ю.)
Методичні вказівки для виконання курсового проєкту
Прототип курсового проєкту №1  Прототип курсового проєкту №2

1. Надати визначення ДВЗ. Основні етапи розвитку ДВЗ: атмосферні (робочий хід поршня виконується за рахунок атмосферного тиску), ДВЗ без попереднього стиску робочого тіла (двигун Лєнуара), ДВЗ з попереднім стиском робочого тіла (двигун Отто, двигун Дизеля). Намалювати відповідні пояснюючі схеми.
2. Навести класифікацію ДВЗ.
3. Вміти визначити основні параметри двигуна за його позначенням згідно до ДСТУ. Наприклад розшифрувати позначення 6ЧН12/14; 8ЧПРН2А30/38; 6ДКРН45/120- 7.
4. Намалювати конструктивну схеми чотиритактного ДВЗ, вказати основні елементи конструкції та їх призначення. Пояснити схему роботи.
5. Намалювати конструктивну схеми двотактного ДВЗ, вказати основні елементи конструкції та їх призначення. Пояснити схему роботи.
6. Намалювати конструктивну схеми двотактного ДВЗ з протилежно рухаючимися поршнями (ПРП). Вказати основні елементи конструкції та призначення, пояснити схему роботи.
7. Пояснити відміну в організації робочого процесу двигуна з запаленням палива від стиску, та двигуна з примусовим запаленням палива.
8. Що є робочим тілом ДВЗ? Навести основні характеристики. Чи допустимо при вивченні робочих процесів ДВЗ розглядати робоче тіло як суміш ідеальних газів?
9. Палива, що виробляються з нафти. Легкі, моторні та важкі палива. Дати визначення основним фізико – хімічним властивостям палив, що впливають на робочий процес двигуна.
10. Навести масовий склад дизельного палива та бензину, вказати теплоту згоряння вказаних палив.
11. Дати визначення октанового числа бензину, пояснити відмінність визначення цього показника за моторним та дослідницьким методами.
12. Дати визначення цетанового числа дизельного палива. В чому відмінність між літнім, зимнім та арктичним сортами дизельного палива?
13. Надати стислий перелік альтернативних палив для ДВЗ (не нафтового походження) з короткою характеристикою кожного з них.
14. Навести основні припущення при дослідженні зворотних термодинамічних циклів. Дати визначення термічного ККД зворотного циклу ηt, середнього тиску зворотного термодинамічного тиску Pt.
15. Визначити термічний ККД термодинамічного циклу поршневого двигуна з ізохорним підведенням тепла за такими вихідними даними: ступінь стиску ε = 9, показник адіабати повітря k = 1,41.
16. Визначити термічний ККД термодинамічного циклу поршневого двигуна з ізобарним підведенням тепла за такими вихідними даними: ступінь стиску ε = 16, показник адіабати повітря k = 1,41, ступінь попереднього розширення ρ = 1,8.
17. Визначити термічний ККД термодинамічного циклу поршневого двигуна з змішаним підведенням тепла за такими вихідними даними: ступінь стиску ε = 14, показник адіабати повітря k = 1,41, ступінь підвищення тиску при згорянні λ = 1,5, ступінь попереднього розширення ρ = 1,2.
18. Намалювати діаграму термодинамічного циклу комбінованого двигуна з імпульсною турбіною (поршневий двигун з турбокомпресором) в PV та ST координатах.
19. Порівняти між собою цикли поршневого двигуна з ізохорним та ізобарним підведенням тепла за умови однакової кількості підведеної теплоти q1 та ступені стиску ε.
20. Порівняти між собою цикли поршневого двигуна з ізохорним, ізобарним та змішаним способом підводу тепла за умови однакового максимального тиску циклу Pz та при однаковій кількості підведеного тепла q1.
21. В чому полягає відмінність розрахункового циклу ДВЗ від зворотного термодинамічного циклу?
22. Параметри, що характеризують процес наповнення. Навести формулу визначення коефіцієнту наповнення ηн.
23. Надати характеристику процесу теплообміну між робочим тілом та охолоджуючими рідинами під час процесу стиснення. Навести приблизні значення показника політропи стиснення для двигунів з різним типом сумішоутворення.
24. Що таке геометрична та дійсна степінь стиснення?
25. Дати визначення коефіцієнта надлишку повітря при згорянні палива. Навести орієнтовне значення коефіцієнту надлишку повітря для бензинових, газових та дизельних двигунів.
26. В чому полягає різниця між теоретичним та дійсним коефіцієнтом молекулярної зміни? Навести орієнтовне значення теоретичного коефіцієнту молекулярної зміни для дизельного палива.
27. На підставі якого закону визначається середня теплоємність суміші газів в циліндрі двигуна для будь-якого положення колінчастого валу?
28. Дати визначення коефіцієнту використання теплоти.
29. Який характер теплообміну між робочим тілом та стінками робочого циліндру під час такту розширення? Навести приблизне значення середнього показника політропи розширення.
30. Як спрощено можна визначити температуру випускних газів у випускному колекторі двигуна.
31. Дати визначення індикаторним показникам робочого циклу. За якими вихідними даними розраховуються індикаторні показники?
32. Намалювати індикаторну діаграму робочого циклу чотиритактного двигуна та кругову діаграму фаз газорозподілу. Що таке коефіцієнт закруглення індикаторної діаграми та яке значення цього коефіцієнту притаманно для чотиритактних двигунів?
33. Намалювати індикаторну діаграму робочого циклу двотактного двигуна та кругову діаграму фаз газорозподілу. Яке значення цього коефіцієнту закруглення індикаторної діаграми приймають при аналізі індикаторної діаграми двотактних двигунів і чому?
34. Чому використовують поняття середнього індикаторного тиску при порівнянні рівня форсованості різних двигунів?
35. Визначити індикаторну потужність двигуна за такими параметрами: кількість циліндрів iц = 6, робочий обом циліндра Vц = 0,5 дм3, частота обертання колінчастого валу n = 2000 об/хв, середній індикаторний тиск Pi = 0,98 МПа.
36. Визначити індикаторну потужність чотиритактного двигуна за такими параметрами: кількість циліндрів iц = 6, робочий обом циліндра Vц = 0,5 дм3, частота обертання колінчастого валу n = 2000 об/хв, середній індикаторний тиск Pi = 0,98 МПа.
37. Визначити індикаторну потужність двотактного дизельного двигуна за такими параметрами: кількість циліндрів iц = 8, робочий обом циліндра Vц = 2 дм3, частота обертання колінчастого валу n = 800 об/хв, коефіцієнт наповнення ηн = 0,92, коефіцієнт надлишку повітря α = 1,9, густина повітря в ресивері ρs = 2,2 г/м3, індикаторний ККД циклу ηi = 0,48.
38. Назвати види механічних втрат в двигунах. Що таке середній тиск механічних втрат, механічний ККД двигуна?
39. Дати визначення основним ефективним показникам робочого циклу двигуна: середньому ефективному тиску, ефективній потужності, ефективному ККД двигуна та питомої ефективної витрати пального.
40. Навести основні залежності, що використовуються для побудови розрахункової індикаторної діаграми робочого циклу двигуна. Побудувати індикаторну діаграму безнаддувного чотиритактного двигуна за такими вихідними даними: максимальний тиск згоряння Pz = 6,5 МПа, степінь стиснення ε = 14, степінь попереднього розширення ρ = 1,25, показник політропи стиснення n1 = 1,35, показник політропи розширення n2 = 1,28.
41. Побудувати індикаторну діаграму двотактного двигуна за такими вихідними даними: максимальний тиск згоряння Pz = 8,5 МПа, дійсна степінь стиснення ε = 13, степінь попереднього розширення ρ = 1,2, показник політропи стиснення n1 = 1,33, показник політропи розширення n2 = 1,27, тиск продув очного повітря Ps = 0,15 МПа.
42. Назвати основні шкідливі речовини які утворюються при роботі двигуна. Яка відмінність складу токсичних викидів для бензинового, дизельного та газового двигуна.
43. Назвіть основні засоби зменшення токсичності двигунів з примусовим запаленням палива. Що таке каталітичний нейтралізатор відхідних газів?
44. Назвіть основні засоби зменшення токсичності відпрацьованих газів дизельного двигуна. Що таке сажевий фільтр? Яким чином застосування рециркуляції відхідних газів дозволяє зменшити викиди окислів азоту?
45. Намалювати схему елементарного карбюратора, пояснити принцип сумішоутворення у карбюраторних двигунах.
46. Які переваги та недоліки мають електронні системи розподільного впорскування бензину у впускних трубопровід в порівнянні з карбюратором? Намалювати принципову схему системи впорскування з визначенням основних елементів.
47. Які типи сумішоутворення використовуються в газових двигунах?
48. Способи організації пошарового сумішоутворення в двигунах з примусовим запаленням.
49. Що таке диференційна та інтегральна характеристики впорскування пального.
50. Перелічити основні фактори, що впливають на процеси розпилювання палива, розвиток та структуру паливної струї.
51. Пояснити особливості процесів сумішоутворення у дизельних двигунах з розділеними камерами згоряння: передкамерами та вихровими камерами.
52. Пояснити сутність сумішоутворення в напіврозділених камерах згоряння дизельних двигунів. Які основні типи сумішоутворення при цьому реалізуються?
53. Яким чином можна покращити сумішоутворення у дизельних двигунах з відкритою камерою згоряння?
54. Що таке концентраційні границі запалення палива? Наведіть орієнтовне значення нижньої та верхньої границі для бензину, природного газу.
55. Що таке характеристики тепловиділення? Намалювати принциповий вигляд характеристик тепловиділення дизельного двигуна з відкритою камерою згоряння, перелічити основні фази процесу згоряння.
56. Намалювати принциповий вигляд характеристик тепловиділення бензинового двигуна, перелічити основні фази процесу згоряння.
57. Пояснити вплив величини кута випередження запалення на вигляд індикаторної діаграми бензинового двигуна. Що таке оптимальний кут випередження запалення.
58. Перелічити основні порушення протікання процесу згоряння двигуна з примусовим запаленням (бензинового двигуна), пояснити їх сутність.
59. Який сенс використання багатоступінчатого процесу впорскування пального в дизельних двигунах з відкритою камерою згоряння.
60. Пояснити принцип дії паливного насосу високого тиску багатоплунжерного типу (тобто з індивідуальним плунжером для обслуговування кожного циліндра). Намалювати принципову схему.
61. Пояснити принцип дій розподільчного паливного насосу високого тиску плунжерного типу. Намалювати принципову схему.
62. Пояснити принцип дії акумуляторної системи впорскування пального (типу common rail).
63. Записати рівняння Вібе для визначення швидкості тепловиділення. Намалювати принциповий вигляд кривих тепловиділення, розрахованих за цим рівнянням. Визначити границі застосування такого підходу.
64. Коротко охарактеризуйте більш точні підходи до моделювання процесу вигоряння палива: метод Разлєйцева М.Ф., двовимірна та тривимірна CFD симуляція.
65. Намалювати кругову діаграму фаз газорозподілу чотиритактного дизельного двигуна з наддувом та без наддуву. Вказати приблизне значення фаз газорозподілу, основні фази процесів впуску та випуску. Пояснити причину відмінності фаз газорозподілу двигунів з наддувом та без наддуву.
66. Намалювати кругову індикаторну діаграму двотактного дизельного двигуна з контурною продувкою. Вказати основні фази процесів впуску та випуску. Пояснити симетричність фаз газорозподілу відносно НМТ поршня. Чому на деяких двигунах встановлювалися золотникові клапани на випускних (або впускних) вікнах?
67. Що таке доля ходу поршня, втрачена на газообмін? Яке вона приймає значення в двотактних та чотиритактних двигунах?
68. Намалювати круглву індикаторну діаграму двотактних двигунів з прямоточними схемами продувки: прямоточно - клапаною та прямоточно – щілинною. Вказати основні фази процесів впуску та випуску. Які переваги та недоліки прямоточної продувки в порівнянні з контурними системами?
69. Який вплив на робочий цикл чотиритактних двигунів різних типів (з зовнішнім та внутрішнім способами сумішоутворення) має кут перекриття впускних та випускних органів газообміну? Навести орієнтовне значення кута перекриття для різних двигунів.
70. Навести визначення та розрахункові формули основних параметрів, що характеризують якість процесу газообміну: коефіцієнта наповнення, коефіцієнта продувки, коефіцієнта надлишку продувочного повітря, коефіцієнта залишкових газів.
71. Що таке діаграма живого перерізу органів газорозподілу?
72. Що таке надкритичний випуск? Чому дорівнює швидкість відхідних газів в мінімальному перерізі органу газовипускну при надкритичному випуску, як її розрахувати?
73. Пояснити методику розрахунку процесів газообміну в рамках диференційного розрахунку робочого циклу ДВЗ.
74. Яка мета переслідується при наддуві ДВЗ? Які основні різновиди наддуву існують?
75. Пояснити чому газотурбінний наддув дозволяє поліпшити економічність двигуна?
76. Що таке комбіновані системи наддуву двигуна? Яка область використання таких систем наддуву?
77. Навести сумісну гідравлічну характеристику двигуна та характеристику відцентрового компресору. Пояснити з яких міркувань підбирається турбокомпресор для наддуву.
78. Навести сумісну гідравлічну характеристику двигуна та компресора об’ємного типу. Які переваги та недоліки притаманні системам механічного наддуву в порівнянні з турбонаддувом?
79. Навести характеристику турбіни турбокомпресору в параметрах Gtпр, ηt = f (nпр, Пt). Пояснити необхідність регулювання турбокомпресора.
80. Навести рівняння балансу потужностей компресору та турбіни турбокомпресора для випадку ізобарного наддуву. Яким чином необхідно доповнити отримане рівняння для імпульсних систем наддуву?
81. Яким чином відбувається віддача тепла від робочого тіла стінкам циліндру?
82. Які фактори визначають кількість тепла, що відводиться до охолоджуючих рідин від робочого тіла?
83. Які основні підходи до розрахунку теплообміну в циліндрі ДВЗ ви знаєте (інтегральний, диференційний, CFD)?
84. Що таке середній коефіцієнт тепловіддачі від газу до стінок циліндру та результуюча температура газів в циліндрі? Яким чином вони визначаються?
85. Навести основні методи розрахунку теплового стану деталей циліндро-поршневої групи: уявлення про одновимірний тепловий потік через плоску стінку, метод кінцевих різниць для двовимірного теплового потоку, метод кінцевих елементів.
86. Які фактори визначають допустимі температури для деталей циліндро-поршневої групи?
87. Що характеризують критерії теплової напруженості?
88. Що таке зовнішній тепловий баланс двигуна? Навести рівняння зовнішнього теплового балансу комбінованого двигуна. Вказати приблизно відносну частку кожного компоненту рівняння.
89. Що таке утилізація теплових втрат? Навести приклади системи утилізації.
90. Дати визначення усталеному та неусталеному режимам роботи ДВЗ.
91. Що таке характеристика роботи двигуна? Які види характеристик двигунів ви знаєте?
92. Навести типову залежність крутного моменту від частоти обертання колінчастого вали двигуна для зовнішньої швидкісної характеристики транспортного дизельного та бензинового двигунів без наддуву. Який тип двигуна більш пристосований для роботи в складі транспортного засобу і чому?
93. Що таке коефіцієнт пристосовуваності та швидкісний коефіцієнт?
94. Особливості протікання зовнішньої швидкісної характеристики транспортного дизельного двигуна з регульованим та нерегульованим вільним газотурбінним наддувом. Які переваги надає регулювання турбокомпресору?
95. Визначити гвинтову характеристику. Яким чином змінюються основні показники робочого циклу безнаддувного дизельного двигуна при роботі за гвинтовою характеристикою.
96. Яким чином змінюються основні показники робочого циклу двигуна з примусовим запаленням при роботі по навантажувальній характеристиці?
97. Що таке обмежувальні характеристики? Які обмежувальні характеристики ви знаєте?
98. Навести приклади характеристик регулювання бензинових та дизельних двигунів.
99. Дати характеристику основним засобам регулювання ДВЗ: кількісному, якісному та змішаному. Вказати в яких типах двигунів знаходить втіленням той чи інший тип регулювання та пояснити чому.
100. Яким чином визначається значення механічного ККД двигуна при роботі за тепловозною характеристикою якщо відоме значення механічного ККД на номінальному режимі роботи?

Основна література
1. Дяченко В. Г. Двигуни внутрішнього згоряння. Теорія : підручник. Харків : НТУ “ХПІ”, 2008. – 488 с.2. Наливайко В. С., Тимошевський Б. Г., Ткаченко С. Г. Суднові двигуни внутрішнього згоряння : підруч. Миколаїв : Вид-во Торубара В.В., 2015. – 332 с.3. Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К. Є., Тимченко І. І. Автомобільні двигуни : підручник. Київ : Арістей, 2006. – 476 с. 4. Шапко В. Ф., Шапко С. В. Основи теорії та динаміки автомобільних двигунів : підручник. Харків : Точка, 2016. – 232 с.5. Артюх О. М., Дударенко О. В., Кузьмін В. В., Сосик А. Ю., Щербина А. В. Транспортні енергетичні установки : навч. посіб. Запоріжжя : НУ «Запорізька політехніка», 2021. – 264 с.6. Тимошевський Б. Г., Митрофанов О. С., Проскурін А. Ю. Основи технічної експлуатації суднових двигунів внутрішнього згоряння : навч. посіб. Миколаїв : видавець Торубара В.В., 2024. – 302 с.
Допоміжна література
1. Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників у 6 томах / за редакцією проф. А.П. Марченка, засл. діяча науки України проф. А.Ф Шеховцова. Харків: Видавн. центр НТУ “ХПІ”, 2004. Т. 1: Розробка конструкцій форсованих двигунів наземних транспортних машин. 493 с.2. Challen B., Baranescu R. Diesel Engine Reference Book. Second edition Butterworth-Heinemann, 1999. – 675 р.3. Lakshminarayanan P. A., Avinash Kumar Agarwal. Design and Development of Heavy Duty Diesel Engines. Springer, 2020. – 912 р.4. Черниш І. І., Кар’янський С. А., Оженко Є. М. Сучасні суднові дизелі: особливості конструкції, експлуатації та автоматизованого управління. Одеса : НУ «ОМА», 2019. – 217 с.5. Grieshabe, H., Raatz, T. (2014). Basic principles of the diesel engine. In: Reif, K. (eds) Diesel Engine Management. Bosch Professional Automotive Information. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-03981-3_36. Latarche M. Pounder’s marine diesel engines and gas turbines. Tenth edition. Elsevier Ltd, 2021. – 930 р.7. Bennett S. Modern Diesel Technology: Light Duty Diesels. New York: Delmar, 2012. – 412 р.

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”.3. https://www.man-es.com/marine/4. https://wingd.com/products-solutions/engines/