ОРГАНІЗАЦІЯ РОБОЧИХ ПРОЦЕСІВ ТА КОНСТРУЮВАННЯ ДВИГУНІВ НЕТРАДИЦІЙНИХ СХЕМ
Тип: вибірковаВикладач: Митрофанов Олександр СергійовичРік підготовки: 1-йСеместр: 2-йКількість кредитів: 5 Кількість модулів: 1Кількість змістових модулів: 4Загальна кількість годин: 150Вид контролю: залікРобоча програма 2024 р.
Мета
Rритичний аналіз конструкції та організації робочого процесу сучасних традиційних двигунів внутрішнього згоряння для визначення можливих шляхів поліпшення показників роботи перспективних ДВЗ шляхом застосування нетрадиційних конструктивних або термодинамічних схем.
Результати навчання
● знати основні недоліки конструкції та організації робочого циклу двигунів, виконаних за традиційними схемами;● знати конструкцію, принцип дії, недоліки та переваги двигунів Ванкеля, Стірлінга, двигунів с безшатунними механізмами різного типу, роторно-лопатевого двигуна, двигуна з вільно рухомими поршнями тощо; ● вміти виконувати порівняльні розрахунки робочих циклів двигунів нетрадиційних схем, виконувати розрахунки кінематики силових механізмів, а також ескізне конструювання двигунів нетрадиційних схем; ● мати уявлення про можливості сучасного конструювання ДВЗ за допомогою пакетів 3D графіки, основи уточненого розрахунку робочого циклу ДВЗ на базі вирішення системи диференційних рівнянь, перспективи впровадження двигунів нетрадиційних схем в масове виробництво.
Модуль 1.
Змістовий модуль №1. Системний підхід до аналізу альтернативних схем двигунів, нетрадиційні робочі цикли в рамках традиційних конструктивних схем.
Тема №1. Визначення ДВЗ традиційної схеми, виділення принципових вад та недоліків традиційних схем та класифікація нетрадиційних двигунів.
Тема №2. Системний підхід до порівняльного аналізу двигунів різних схем та проектування нових двигунів.
Тема №3. Альтернативні робочі цикли двигунів традиційних схем, поршневі двигуни з продовженим розширенням, поршневі двигуни, що працюють за циклом Аткінсона.
Тема №4. Двигуни традиційних схем, що працюють з використанням альтернативного палива.
Тема №5. Рідко вживані схеми традиційних ДВЗ. Авіаційні зіркоподібні ДВЗ з повітряним охолодженням, автомобільні двигуни з повітряним охолодженням, двигуни з протилежно рухомими поршнями, двотактні двигуни з нетрадиційними схемами продувки.
Змістовий модуль №2. Поршневі ДВЗ з альтернативними силовими механізмами.
Тема №6. Визначення вад та переваг центрального кривошипно-шатунного механізму та різновидів КШМ. Класифікація та коротка характеристика альтернативних силових механізмів поршневих двигунів.
Тема №7. Двигуни з «безшатунними» силовими механізмами еліпсографічного та гіпоциклічного типу: двигуни Парсонса, Бурлє, Баландіна, Мюррєя, Вуля.
Тема №8. Двигуни з багатоважільними механізмами, двигуни з механізмом типу «скошена шайба» та ін. ДВЗ з вільно рухомими поршнями: дизель-компресори з вільно рухомими поршнями, генератори газу високих параметрів з вільно рухомими поршнями, будівельні дизель-молоти.
Змістовий модуль №3. Роторно-поршневі ДВЗ.
Тема №9. Визначення недоліків та переваг системи поршень-циліндр для забезпечення порожнини змінного об’єму. Класифікація та коротка характеристика альтернативних схем організації порожнини змінного об’єму для забезпечення в ній робочого циклу ДВЗ.
Тема №10. Особливості конструкції, робочого циклу, проектування та розрахунку роторно-поршневого двигуна Ванкеля. Переваги та недоліки двигуна Ванкеля.
Тема №11. Особливості конструкції, робочого циклу, проектування та розрахунку роторно-лопатєвого двигуна. Переваги та недоліки роторно-лопатєвого двигуна. Ротативні двигуни аксіального типу, торовидні та сферовидні двигуни, роторно-поршневі двигуни інших схем.
Змістовий модуль №4. Двигуни з зовнішнім підведенням енергії.
Тема №12. Визначення вад та переваг двигунів внутрішнього згоряння, в порівнянні з двигунами зовнішнього згоряння. Двигуни зовнішнього згоряння як альтернатива сучасним ДВЗ.
Тема №13. Особливості робочого циклу та різновиди двигуна Стірлінга. Розрахунок робочого циклу та особливості проектування.
Тема №14. Аналіз робочих характеристик виконаних двигунів Стірлінга. Конструкція двигунів з зовнішнім підведенням тепла.
Тема №15. Розширювальні машини, що використовують енергію стисненого газу.
● Порівняння альтернативних силових механізмів поршневих двигунів з кривошипно-шатунним механізмом.● Розрахунок кінематики та динаміки двигуна з «безшатунними» силовими механізмами● Основи розрахунку робочого процесу вільно-поршневого двигуна● Порівняльна оцінка різних варіантів організації герметичної робочої порожнини змінного об’єму ● Побудова робочого профілю двигуна Ванкеля● Проектування роторно-лопатєвих двигунів● Створення технологічної схеми математичної моделі робочого циклу двигунів Стірлінга різни типів● Підходи до конструювання двигунів Стірлінга різного ступеня форсування
Досягнення здобувача оцінюються за 100-бальною системою Університету.
Основна література
1. 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.
2. 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.
3. Двигуни внутрішнього згоряння. Теорія : Підручник / В.Г. Дяченко; За ред. А. П. Марченка. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2008. – 488 с.
4. Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю.Ф., Долганов К.Є., Тимченко І.І. Автомобільні двигуни: Підручник. – К.: Арістей, 2004. – 474 с
5. 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.
6. 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.
7. Planchard D. C. Engineering design with SolidWorks 2020. SDC Publications, 2019. – 816 p.
8. Sham Tickoo. SolidWorks 2018 for Designers, 16th Edition. Schererville : CADCIM Technologies, 2018. – 1987 p.
9. SolidWorks 2018. Learn by doing - Part 1: parts, assembly, drawings, and sheet metal. Tutorial Books, 2018. 532 p.
10. SolidWorks 2018. Learn by doing - Part 2: surface design. Tutorial Books, 2018. – 149 p.
11. Програмування мовою Visual Basic/VBA. Навчальний посібник. – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2004. – 240 с.
12. Microsoft Excel VBA Programming FOR DUMMIES / by John Walkenbach. – 2nd edition. Wiley Publishing, Inc. – 433 р.
13. Кундрат А. М., Кундрат М. М. Науково-технічні обчислення засобами MathCAD та MS Excel. Навч. посібник. – Рівне: НУВГП, 2014. – 252 с.
14. Петрик М. Mathcad-технології в інженерних задачах теорії розрахунку і конструювання. – Тернопіль: ТДТУ ім. Ів. Пулюя, 2000. – 154 с.
15. Mathsoft Mathcad 11. User’s Guide. USA: Mathsoft Engineering & Education, Inc., November, 2002. – 480 р.
16. Method and device for additional thermal heating for motor vehicle equipped compressed air injection : пат. США №6305171В1 F01K 7/34 / Negre Guy, Negre Cyril; опубл. 23.10.2001.
17. Комбінована силова установка автотранспортного засобу : пат. 100503 Україна МПК 7 В60К 6/00 / О. І. Воронков, І. М. Нікітченко, Е. В. Тесленко, О. Ю. Ліньков, А. О. Назаров; заявник та патентовласник Харківський національний автомобільно-дорожній університет. № u201501594; заявл. 24.02.2015 р.; опубл. 27.07.2015 р., Бюл. № 14.
18. Воронков О. І., Лісіна О. Ю., Нікітченко І. М. Визначення часу перетину в золотниковому розподільнику пневмодвигуна. Автомобильный транспорт: сб. науч. тр. ХНАДУ. 2014. Вып. 34. С. 39–43.
19. Qihui Y., Cai M., Shi Y., Yuan C. Dimensionless Study on Efficiency and Speed Characteristics Of a Compressed Air engine. Beijing University of Aeronautics and Astronautics. 2015. № 137 (4).
20. Поршнева машина : пат. на винахід України № 120489 / О. С. Митрофанов, Ю. В. Шабалін, Т. Ф. Бірюк, Л. О. Єфеніна. № a201902189; заявл. 10.09.2019 р.; опубл.10.12.2019 р. Бюл. № 23.
Допоміжна література
1. Козяр М. М., Фещук Ю. В., Парфенюк О. В. Комп’ютерна графіка. SolidWorks : навчальний посібник. Херсон : ОЛДІ-ПЛЮС, 2018. – 252 с.
2. Козяр М. М., Парфенюк О. В. Чотиривимірне моделювання технічних об'єктів засобами САПР: електронний навчальний посібник. Рівне : НУВГП, 2018. 313 с.
3. Комп’ютерна графіка SolidWorks : навчальний посібник / М. М. Козяр, Ю.В. Фещук, О.В. Парафенюк / Херсон: Олді-Плюс, 2018. – 252 с.
4. Інженерна графіка в SolidWorks: Навчальний посібник/ С. І. Пустюльга, В. Р. Самостян, Ю. В. Клак. – Луцьк: Вежа, 2018. – 172 с.
5. Системи 3D моделювання: Навчальний посібник / Б. О. Пальчевський, Б.П. Валецький, Т. Л. Вараніцький. –Луцьк, 2016. – 176 с.
6. Цифрове моделювання об'єктів та динамічних систем: Навчальний посібник / О. В. Муравйов ; КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 75 с.
7. Mytrofanov O. S. Analysis of the development and current state of the use of power plants based on pneumatic engines. Shipbuilding & marine infastructure. Миколаїв : НУК, 2018. № 2 (10). С. 14–26.
8. Blair G. P. The basic design of two-stroke engines / G. P. Blair. – SAE, 1993. – 672 p.
9. Design and Development of Pneumatic Hybrid Vehicle (PHV) / Franco Antony, P. J. Albert, P. R. Rimin, Rino Disney, M. S. Sooraj, Sreevalsan S. Menon. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology. 2014. 3 (6). Р. 13184–13191.
10. Mytrofanov O., Proskurin A., Poznanskyi A. Determining the effective indicators of a rotary-piston motor operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 5/8 (107). Р. 80–85. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.211425.
Інформаційні ресурси в інтернет
Розрахунковий сервіс Blitz-PRO. Режим доступу: http://blitzpro.zeddmalam.com/application/index