Budowa silników spalinowych i napędów hybrydowych

stacjonarne

I stopnia

wybieralny

W 24/+ ; C 14/+ ; L 14/+; Razem: 52

 Termodynamika techniczna.

Wymagania wstępne: znajomość obiegów termodynamicznych silników cieplnych, praw gazowych.

 Podstawy konstrukcji maszyn.

Wymagania wstępne: znajomość podstaw projektowania konstrukcji

i urządzeń

 Budowa pojazdów mechanicznych.

Wymagania wstępne: Znajomość budowy podstawowych układów silnika spalinowego oraz parametrów silników elektrycznych

semestr studiów V/ mechanika i budowa maszyn / logistyka wojskowa

dr inż. Leszek Szczęch

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach /24

2. Udział w laboratoriach /14

3. Udział w ćwicz. audytoryjnych /14

4. Udział w projektach /0

5. Udział w seminariach /0

6. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 19,2

7. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 21

8. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 14

9. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

10. Samodzielne przygotowanie do projektów / 0

11. Udział w konsultacjach (1+2+3+4+5) / 7,8

12. Przygotowanie do egzaminu (1+2+3+4+5) / 0

13. Przygotowanie do zaliczenia (1+2+3+4+5) / 20,8

14. Udział w egzaminie / 0

15. Sumaryczne obciążenie pracą studenta ( poz. 1÷13) 134,8 / 52 = 2,59 = 4,5 pkt ECTS

16. Zajęcia z udziałem nauczycieli ( poz. 1+2+3+4+5 +11+14): 59,8 / 52 = 1,15 = 2,0 pkt ECTS

17. Zajęcia o charakterze praktycznym ( poz. 2+3+4+5+7+8+9+10) 63 / 52 = 1,21 = 2,0 pkt ECTS

Obiegi pracy silników spalinowych. Wskaźniki pracy silników. Zasilanie paliwem i spalanie w silnikach o ZI. Zasilanie paliwem i spalanie w silnikach o ZS. Zasilanie powietrzem silników tłokowych. Doładowanie silników. Mechanika układu korbowo-tłokowego. Mechanika układu rozrządu. Układy chłodzenia i smarowania. Układy rozruchowe. Paliwa alternatywne i odnawialne. Hybrydowe układy napędowe pojazdów. Elektryczne układy napędowe. Zasada działania ogniwa paliwowego.

Pełny opis: Wykład /metody dydaktyczne

1. Obiegi pracy silników spalinowych. Wskaźniki pracy silników.

Silniki tłokowe o spalaniu wewnętrznym i ich obiegi. Silniki tłokowe o spalaniu zewnętrznym i ich obiegi. Wykres indykatorowy silnika tłokowego. Parametry indykowane i użyteczne silników. Równanie mocy silnika. Sprawność silnika. Wskaźniki porównawcze silników. / 2 godz.

2. Zasilanie paliwem i spalanie w silnikach o ZI.

Parametry mieszanki paliwowo-powietrznej. Zapłon mieszanki i przebieg spalania. Spalanie detonacyjne. Czynniki wpływające na przebieg spalania. Gaźnikowe i wtryskowe tworzenie mieszanki. / 2 godz.

3. Zasilanie paliwem i spalanie w silnikach o ZS

Tworzenie mieszanki w silnikach o ZS. Parametry strugi paliwa. Charakterystyka dawkowania pompy wtryskowej. Korekcja dawki. Procesy w okresie samozapłonu. Przebieg spalania mieszanki niejednorodnej. Wady i zalety różnych komór spalania. Zadania regulatorów w silnikach o ZS. Rozwiązania regulatorów mechanicznych i elektronicznych. Charakterystyka dawkowania pompy wtryskowej. / 2 godz.

4. Zasilanie powietrzem silników tłokowych. Doładowanie silników.

Wymiana ładunku w silniku wolnossącym i doładowanym. Turbosprężarki i sprężarki mechaniczne. Doładowanie bezsprężarkowe. / 2 godz.

5. Mechanika układu korbowo-tłokowego.

Kinematyka i dynamika układu korbowo-tłokowego. Wyrównoważenie silnika. Drgania skrętne wału korbowego. Tłumiki drgań skrętnych. Wyznaczanie obciążeń w mechanizmie korbowym. Obliczenia wytrzymałościowe wybranych elementów mechanizmu korbowego. / 2 godz.

6. Mechanika układu rozrządu.

Kinematyka układu rozrządu. Redukcja mas w układzie rozrządu. Dynamika układu rozrządu. Krzywka harmoniczna i syntetyczna. Sterowanie fazami rozrządu silnika. Obliczanie obciążeń mechanizmu rozrządu. Wyznaczanie charakterystyki sprężyny zaworowej. / 2 godz.

7. Układy chłodzenia i smarowania. Układy rozruchowe..

Bilans cieplny silnika. Rozwiązania układów chłodzenia. Zadania układu smarowania. Obliczenia układów chłodzenia i smarowania. Rozwiązania układów rozruchowych. / 2 godz.

8. Hybrydowe układy napędowe pojazdów.

Pojęcie układu hybrydowego. Rodzaje układów hybrydowych. Układy szeregowe i równoległe. Niekonwencjonalne źródła i akumulatory energii. / 2 godz.

9. Zasady odzysku energii.

Rekuperacja energii elektrycznej w pojazdach elektrycznych

i hybrydowych. / 2 godz.

10. Elektryczne układy napędowe.

Silniki prądu stałego, Silniki z stojanami elektro-magnetycznymi, silniki z magnesami trwałymi. Silniki prądu przemiennego, silniki indukcyjne, silniki o zmiennej reluktancji. Sterowanie silnikami prądu stałego. Sterowanie silnikami prądu przemiennego / 2 godz.

11. Zasada działania ogniwa paliwowego.

Rodzaje ogniw paliwowych. Budowa i działanie ogniwa paliwowego z membraną protonoprzepuszczalną (PEMFC). Charakterystyka prądowo napięciowa ogniwa paliwowego. Układ zasilania z ogniwem paliwowym. / 2 godz.

12. Bezpieczeństwo układów hybrydowych.

Obsługa elementów układu hybrydowego. Obsługa i utylizacja baterii pojazdu elektrycznego i hybrydowego. Zabezpieczenia układów elektrycznych i hybrydowych. / 2 godz.

Ćwiczenia / Ćwiczenia audytoryjne i rachunkowe

1. Metodyka wyznaczania charakterystyk silników. / 2 godz.

2. Układy zasilania silników o ZI i ZS. / 2 godz.

3. Regulatory prędkości obrotowej. / 2 godz.

4. Generatory energii i ogniwa paliwowe. / 2 godz.

5. Metodyka doboru silnika elektrycznego do pojazdu / 2 godz.

6. Rozwiązania pojazdów elektrycznych. Przykłady konstrukcji napędów elektrycznych / 2 godz.

7. Rozwiązania układów sterowania pojazdów hybrydowych. Przykłady konstrukcji układów sterowania baterią. / 2 godz.

Laboratoria / Laboratoria z praktycznym wykonaniem badań silników spalinowych i hybrydowego układu napędowego

Pomiary parametrów i wyznaczanie charakterystyk układów napędowych.

• Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych. / 2 godz.

• Charakterystyka ogniwa paliwowego. / 2 godz.

• Charakterystyka elektrycznego układu napędowego. / 2 godz.

• Charakterystyka hybrydowego układu napędowego. / 2 godz.

• Elektroliza wody. / 2godz.

• Bilans energii układu hybrydowego z ogniwem paliwowym. / 2 godz.

• Sterowanie silnikami prądu stałego i przemiennego. / 2 godz.

podstawowa:

• M. Karczewski, L. Szczęch, G. Trawiński, Silniki pojazdów samochodowych, WSiP, Warszawa 2013

• J. Merkisz, I. Pielecha, Alternatywne napędy pojazdów. Politechnika Poznańska 2006.

• Z. Kneba, S. Makowski, Zasilanie i sterowanie silników, WKiŁ 2004

• Czerwiński A.: Akumulatory, baterie, ogniwa, WKŁ, Warszawa 2005,

uzupełniająca:

• Hybrid Vehicle and Fuel Cell technology, US Department of Energy, 2005

symbol / efekt kształcenia / odniesienie do efektów kierunku

W1 / Zna budowę i procesy zachodzące podczas pracy silników spalinowych i hybrydowych układów napędowych;/ K_W06, K_W08, KW_21, W_28B_3;

W2 / Zna typowe charakterystyki układów napędowych i potrafi prowadzić badania na stanowiskach badawczych; / K_W18

U1 / Rozumie zasady wykorzystania hybrydowych układów napędowych pojazdów;/ K_U01, K_U08, K_U12, K_U13,

K1 / Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotowy do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania i ich wpływ na środowisko;/ K_K02, K_K03, K_28B_1

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia.

 Warunkiem zaliczenia przedmiotu są pozytywne oceny z dwóch prac kontrolnych, ćwiczeń audytoryjnych oraz z ćwiczeń laboratoryjnych.

 Warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie pozytywnych ocen w czasie ćwiczeń i uzyskanie pozytywnej oceny zadania rachunkowego.

 Warunkiem zaliczenia ćwiczenia laboratoryjnego jest uzyskanie pozytywnej oceny z odpowiedzi na pytania wykładowcy oraz oceny wykonanego sprawozdania laboratoryjnego. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen z wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.

efekty W1, U1 - sprawdzenie podczas zaliczenia przedmiotu;

efekty W1, U1 - sprawdzenie na ćwiczeniach;

efekty W1, U1, K1 - zaliczenie sprawozdania z laboratorium.