2

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Транспортная энергетика» является формирование у

студентов представления о будущей профессии. Получение базовых знаний об основных

положениях термодинамики, теоретических основ рабочих процессов транспортных силовых установок, систем работы силовых установок, систем энергоснабжения подвижного

состава транспортных систем и предприятий, а также изучение показателей энергоемкости транспортной продукции, методов снижения энергозатрат и энергосберегающих технологий.

Дисциплина «Транспортная энергетика» формирует теоретические знания, практические навыки, вырабатывает компетенции, которые дают возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности: производственно-технологическую; расчетно-проектную; экспериментально-исследовательскую; организационноуправленческую.

В области производственно-технологической деятельности целью дисциплины является научить студента организовывать и производить транспортную работу в соответствии с действующими требованиями нормативно-технической документации и стандартов.

Для выполнения бакалаврами расчетно-проектной деятельности дисциплина дает основу грамотного подхода к разработке технологии, обоснованию технической, экологической безопасности и экономической эффективности транспортной работы.

Для экспериментально-исследовательской деятельности знание дисциплины позволяет обоснованно подходить к выполнению экспериментальных и лабораторных исследований, подготовке технических отчетов.

Для ведения организационно-управленческой деятельности дисциплина учит умению проводить технико-экономический анализ с обоснованием принимаемых решений.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Транспортная энергетика» относится к базовой части профессионального цикла Б.3 и опирается на знания, полученные при изучении дисциплин согласно таблице.

Название дисциплины Разделы Теоретическая механика Все разделы Прикладная механика Физики Кинематика и динамика поступательного и вращательного движений. Основы термодинамики.

Математики Линейная алгебра. Аналитическая геометрия «Транспортная энергетика» является дисциплиной, формирующей у студентов общее представление о силовых установках используемых на автомобильном транспорте.

При ее изучении студент знакомится с особенностями эксплуатации транспортных силовых установок, а также с основными системами работы силовых установок, методами снижения энергозатрат и энергосберегающими технологиями. Это позволяет осознанно подойти в дальнейшем к изучению других дисциплин профессионального цикла, таких как «Техника транспорта, обслуживание и ремонт», «Транспортная ифраструктура», «Организация транспортных услуг и безопасность транспортного процесса» и др., в рамках которых происходит более подробное рассмотрение всех аспектов технологии транспортных процессов.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование компетенции ПК-5.

ПК-5 (общепрофессиональная компетенция). Студент должен быть способен осуществлять экспертизу технической документации, надзор и контроль состояния и эксплуатации подвижного состава, объектов транспортной инфраструктуры, выявлять резервы, устанавливать причины неисправностей и недостатков в работе, принимать меры по их устранению и повышению эффективности использования, а именно:

знать: 1) классификацию транспортных силовых установок; 2) основные системы транспортных силовых установок; 3) основные положения термодинамики и теплотехники; 4) теоретические основы рабочих процессов транспортных силовых установок;

5) системы энергоснабжения подвижного состава транспортных систем и предприятий;

6) методы снижения энергозатрат и энергосберегающие технологии.

владеть: 1) основными способами и методами расчета транспортных силовых установок.

3.1. Матрица соотнесения тем учебной дисциплины и формируемых в них компетенций ПК- Разделы Количество Знать Владеть дисциплины часов 1 2 3 4 5 6 1.1 + + + + 1.2 + + + 1.3 + + 1.4 + + 1.5 + 1.6 + 1. 1.8 + + + 1.9 + + Всего 4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы 108 ч.

4.1. Лекционные занятия Объем в часах Неделя Раздел дисциплины (темы лекций и их содержание) семестра ОФ ЗФ ЗФу 1.1 Классификация силовых установок - двигателей внутреннего сгорания (ДВС), основные понятия и определения. Индикаторные диаграммы ДВС. Процесс наполнения, параметры и основные факторы, влияющие на процесс наполнения в бензиновых ДВС и дизелях [1, 4].

1.2 Процесс наполнения, параметры и основные факторы, влияющие на процесс наполнения в бензиновых ДВС и дизелях.

3 2 0, Процесс сжатия, основные параметры и факторы, влияющие на процесс сжатия в бензиновых ДВС и дизелях [1, 7, 8, 10].

1.3 Сгорание топлива в бензиновых двигателях. Основные параметры процесса. Факторы, влияющие на протекание процесса в бензиновых двигателях. Сгорание топлива в дизелях. Основные 5 2 0,5 0, параметры и факторы, влияющие на протекание процесса в дизелях [7, 8, 10].

Объем в часах Неделя Раздел дисциплины (темы лекций и их содержание) семестра ОФ ЗФ ЗФу 1.4 Процесс расширения и выпуска отработавших газов. Показатели работы двигателя [2, 7, 8, 10].

1.5 Системы впрыска легкого топлива (СВЛТ), схемы систем с непосредственным впрыском топлива в цилиндр, СВЛТ с впрыском топлива во впускной коллектор. Система впрыска К-Джетроник, КЕ-Джетроник, L-Джетроник. Системы впрыска Моно-Джетроник.

1.6 Система питания газобаллонных автомобилей, работающих на сжатых природных газах (СПГ). Система питания автомобилей, работающих на сжиженных нефтяных газах (СжНГ) [2, 4].

1.7 Система питания дизелей. Общее устройство системы. Конструкция топливных насосов высокого давления. Конструкция подкачивающих насосов [1, 2, 3].

1.8 Проблемы рациональной эксплуатации силовых энергетических установок, способы решения этих проблем. Системы энергообеспечения транспортных систем и транспортных предприятий 1.9 Методы снижения энергозатрат. Использование энергосберегающих технологий как одного из способов защиты окружающей ВСЕГО Скоростная характеристика карбюраторного двигателя [7, 14].

Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя [7, 15].

Индицирование двигателей внутреннего сгорания Регулировочная характеристика карбюраторного Регулировочная характеристика карбюраторного ВСЕГО 4.3. Контрольная работа (для студентов заочного обучения) Контрольная работа состоит из теоретического вопроса и двух практических.

Темы теоретических вопросов отражают содержание тех разделов, которые не рассматривались на лекциях, но которые предусмотрены для самостоятельного изучения.

В практической части выполняется расчёт по индивидуальным исходным данным.

Все вопросы, рассматриваемые в контрольной работе, изучаются студентами самостоятельно. Задание выдается на установочной лекции. Изучение вопросов и выполнение работы производится в течение нескольких месяцев перед сессией, в которой изучается эта дисциплина на занятиях с преподавателем, что соответствует принципам заочного обучения.

дисциплины недели 4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента Промежуточный контроль (экзамен) *) - проставляется в строке «неделя семестра» при отсутствии пропуска занятий Учебная работа проводится с использованием как традиционных технологий, так и современных интерактивных. Лекции проводятся в традиционной форме. Лабораторные занятия позволяют преподавателю более индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения. В рамках лабораторных работ применяются следующие интерактивные методы:

– «мозговой штурм» (4 ч);

– работа в группах (4 ч);

– выступление студентов в роли обучающего (4 ч);

– решение ситуационных задач (4 ч).

В целом интерактивные формы занимают 16 ч, т. е. 31,37 % от общего числа аудиторных занятий, что соответствует требованиям ФГОС.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Оценочными средствами для текущего контроля являются коллоквиумы (Кол), проводимые для усвоения лекционного материала и лабораторных работ, а также письменный отчет по результатам выполнения всего комплекса лабораторных работ (От) и выполнение расчетно-графических работ (РГР).

Коллоквиум проводится по результатам выполнения каждой лабораторной работы.

В результате группового собеседования преподаватель решает вопрос о защите студентом соответствующей лабораторной работы. Всего предусмотрено 17 лабораторных работ, контрольные вопросы по которым, выносимые на коллоквиум, приведены ниже.

1. Кривошипно-шатунный механизм 1. Назначение кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

2. Из каких групп деталей состоит КШМ.

3. Какие детали КШМ относятся к подвижным, а какие к неподвижным.

4. Назначение и основные элементы коленчатого вала.

5. Назначение шатунов.

6. Назначение поршней.

7. Какую роль в механизме играет маховик.

8. Какие разновидности поршневых колец существуют.

9. Назначение компрессионных и маслосъемных колец.

10. Назначение вкладышей.

11. Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала.

12. Назначение полуколец коленчатого вала.

2. Газораспределительный механизм 1. Назначение газораспределительного механизма (ГРМ).

2. Варианты компоновок ГРМ: ОНV, ОНС, SV.

3. Из каких деталей состоит каждый вид ГРМ.

4. Назначение толкателя, штанги, коромысла и распределительного вала.

5. Виды привода распределительного вала. Их особенности, достоинства и недостатки.

6. Соотношение углов поворота распределительного и коленчатого валов.

3. Система охлаждения 1. Назначение и виды систем охлаждения двигателей.

2. Основные детали воздушного и жидкостного охлаждения.

3. Принцип действия и способ привода жидкостного насоса.

4. Рубашка охлаждения двигателя.

5. Малый и большой круги охлаждения.

6. Назначение и принцип действия термостата.

7. Назначение и устройство радиатора охлаждения.

8. Паровой и воздушный клапан радиатора.

9. Назначение расширительного бочка.

4. Система смазки 1. Назначение системы смазки.

2. Какие функции масло выполняет в двигателе.

3. Что значит «комбинированная система смазки».

4. Какие детали в двигателе смазываются под давлением, какие разбрызгиванием, а какие самотеком.

5. Назначение и принцип работы фильтра-центрифуги.

6. Назначение и принцип работы фильтра щелевого типа.

7. Назначение перепускного и запорного клапанов масляного фильтра.

5. Система питания дизелей 1. Назначение и основные элементы системы питания дизеля.

2. Разделенная и неразделенная топливная аппаратура.

3. Назначение топливного насоса низкого давления.

4. Назначение топливного насоса высокого давления (ТНВД).

5. ТНВД секционного и барабанного типов.

6. Работа насосной секции ТНВД.

7. Назначение и роль, выполняемая рейкой ТНВД.

8. Назначение и принцип действия всережимного и двухрежимного регуляторов частоты вращения коленчатого вала дизеля.

9. Муфта опережения впрыска.

6. Система питания бензиновых двигателей 1. В чем основные преимущества систем впрыска легкого топлива (СВЛТ) по сравнению с карбюратором.

2. Несогласованный моновпрыск.

3. Впрыск топлива во впускные коллектора.

4. Непосредственный впрыск.

5. Системы непрерывного впрыска топлива с золотниковым регулированием типа КДжетроник.

6. Системы циклического впрыска с электронным регулированием типа L-Джетроник.

7. Принцип работы электромагнитной форсунки.

7. Система зажигания 1. Назначение системы зажигания бензинового двигателя.

2. Основные условия возникновения электрической искры в цилиндре двигателя.

3. Назначение катушки зажигания.

4. Основные виды систем зажигания.

5. Назначение прерывателя.

6. В чем разница между прерывателем и коммутатором.

7. Назначение и принцип работы центробежного и вакуумного регуляторов угла опережения зажигания.

8. Методы и средства испытания двигателей 1. Какие существуют виды испытаний автомобильных двигателей?

2. Почему в стандартах на испытание двигателей содержатся требования к условиям проведения испытания?

3. Какие параметры нужно измерить, чтобы определить мощность двигателя?

4. Объясните по рис. 1 принцип действия механического тормоза. Перечислите его достоинства и недостатки.

5. Объясните по рис. 2 принцип действия лопастного гидротормоза. Перечислите его достоинства и недостатки.

6. Объясните по рис. 3 принцип действия штифтового гидротормоза. Перечислите его достоинства и недостатки.

7. Объясните по рис. 4 принцип действия электрического тормоза. Перечислите его достоинства и недостатки.

8. Объясните по рис. 5 принцип действия индукторного тормоза. Перечислите его достоинства и недостатки.

9. Прокомментируйте рис. 7. Какова стабильность работы механического гидравлического и электрического тормозов?

10. Прокомментируйте рис. 8. Что характерно для каждого из участков внешней характеристики тормоза?

11. Как установить соответствие тормоза двигателю?

12. Какие существуют способы определения расхода топлива? В чём их сущность?

13. Какие существуют способы определения расхода воздуха? В чём сущность?

14. Как измеряют температуру отработавших газов и охлаждающей жидкости?

15. Как работает система охлаждения двигателя, установленного на стенде? Почему на двигатель не устанавливаются радиатор?

9. Характеристика холостого хода 1. Что такое характеристика холостого хода двигателя?

2. Объясните характер изменения основных показателей рабочего процесса двигателя по характеристике холостого хода.

3. Какие полезные для практики сведения можно получить из характеристики холостого хода?

4. Какие существуют различия в характеристиках холостого хода карбюраторного двигателя и дизеля?

5. Какова методика снятия характеристики холостого хода?

6. В чем заключается метод сопоставления часовых расходов топлива для определения механических потерь двигателя? Какие допущения в нем принимаются?

10. Скоростная характеристика карбюраторного двигателя 1. Что называется скоростной характеристикой двигателя?

2. Чем отличается внешняя скоростная характеристика от частичной?

3. Какие показатели можно определить по внешней скоростной характеристике?

4. Объясните характер изменения по внешней скоростной характеристике следующих показателей рабочего процесса: M e, N e, Gt, g e, Gв, v ,.

5. Что такое коэффициент запаса крутящего момента?

6. Что такое максимальная и номинальная мощность?

7. Чем определяется минимальная и максимальная скорость вращения коленчатого вала?

11. Нагрузочная характеристика карбюраторного двигателя 1. Что называется нагрузочной характеристикой?

2. Объясните характер изменения показателей рабочего процесса двигателя по нагрузочной характеристике (рис. 1).

3. Какие данные можно получить из нагрузочной характеристики?

4. Какие дозирующие системы имеются в карбюраторе и на каких нагрузочных режимах они работают?

5. Почему экономайзер, служащий для обогащения смеси, получил название от слова «экономия»?

6. Что такое мощностной и экономичный состав смеси?

7. Что такое смешанное регулирование мощности двигателя, качественное регулирование, количественное регулирование? В каких двигателях применяются эти способы регулирования?

12. Индицирование двигателей внутреннего сгорания 1. Что такое индикаторная диаграмма?

2. Какие данные можно получить по индикаторной диаграмме?

3. Какие существуют разновидности индикаторов?

4. Объясните принцип действия пневмоэлектрического индикатора МАИ-2.

5. Для чего гильза 10 индикатора приводится во вращение?

6. Каково назначение пневмогидравлического бачка 4? Почему на плунжер давление передают через жидкость, а не газ?

7. Какова последовательность действий при записи индикаторной диаграммы?

8. Как осуществляется тарировка индикаторной диаграммы?

9. Как осуществляется отметка зажигания и мертвых точек?

Каким требованиям должен удовлетворять электроконтактный датчик давления?

Опишите методику обработки индикаторной диаграммы.

13. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по углу опережения зажигания Что называется утлом опережения зажигания ?

Что называется регулировочной характеристикой по углу опережения зажигания?

3. Сколько и какие фазы горения различают в карбюраторном двигателе?

4. Как должны располагаться фазы горения относительно ВМТ?

5. Как изменяются максимальные давления и температура цикла при изменении угла опережения зажигания?

6. Как влияет режим работы двигателя (скорость, нагрузка) на величину оптимального утла опережения зажигания?

7. Как осуществляется на двигателе автоматическая коррекция угла опережения зажигания при изменении режима работы?

8. Какова методика снятия регулировочной характеристики по углу опережения зажигания?

9. Как получить характеристики центробежного и вакуумного регуляторов?

14. Механические потери двигателя 1. Что такое мощность механических потерь двигателя?

2. Какая существует связь между индикаторной мощностью, эффективной мощностью и мощностью механических потерь двигателя?

3. Что такое механический КПД двигателя?

4. Какие существуют методы определения мощности механических потерь? В чем их достоинства и недостатки?

5. Почему изменяется мощность механических потерь в отключаемом цилиндре?

6. Что такое работа насосных ходов? От чего она зависит?

15. Регулировочная характеристика карбюраторного двигателя по составу смеси 1. Что называют коэффициентом избытка воздуха? Какие смеси называются богатыми, бедными и стехиометрическими?

2. Почему мощность и экономичность двигателя изменяются при изменении коэффициента избытка воздуха?

3. Какие продукты сгорания содержатся в отработавших газах при работе двигателя на богатых и на бедных смесях?

4. Что называют пределом эффективного обеднения смеси? Что ограничивает его величину в карбюраторном двигателе?

5. Почему наибольшее значение Pi и мощности двигателя достигается при обогащенной смеси ( 0,85 0,95 ), а не при стехиометрическом составе?

6. Что называется регулировочной характеристикой по составу смеси? Для чего она определяется?

7. Каков порядок испытаний при определении регулировочной характеристики по составу смеси? Каким образом регулируется подача топлива при снятии характеристики?

8. Что такое зона регулирования, мощностной и экономический составы смеси и каковы их значения в современных двигателях?

9. Как на основании регулировочной характеристики по составу смеси выбрать регулировку карбюратора при работе с полностью открытым дросселем и при частных нагрузках?

10. Почему при прикрытии дросселя уменьшается коэффициент избытка воздуха, соответствующий экономическому составу смеси?

16. Тепловой баланс ДВС Что такое внешний тепловой баланс двигателя?

Какие потери тепла включают в себя основные составляющие теплового баланса?

3. Объясните характер изменения основных составляющих теплового баланса в зависимости от нагрузки двигателя.

4. Какие существуют различия во внешнем тепловом балансе карбюраторного двигателя и дизеля?

5. Работа каких систем двигателя определяет характер изменения Qнс при изменении нагрузки двигателя?

6. Какие параметры нужно измерить, чтобы определить Qt, Qе, Qохл, Qгф, Qнс, Qост.

17. Экологические показатели двигателей 1. Основные вредные соединения, содержащиеся в отработавших газах бензиновых двигателей.

2. Основные вредные соединения, содержащиеся в отработавших газах дизелей.

3. Какие вредные соединения нормируются в отработавших газах бензиновых двигателей согласно ГОСТ.

4. Какие вредные соединения нормируются в отработавших газах дизелей согласно ГОСТ.

5. Методика измерения оксида углерода и углеводородов в отработавших газах бензиновых двигателей.

6. Методика измерения дымности отработавших газов дизелей.

7. Основные пути снижение вредных выбросов от бензиновых двигателей и дизелей.

Выполнение отчета по лабораторным работам (От) Часть лабораторных работ требует непосредственного измерения параметров работы двигателей с последующими вычислениями и построениями различных графических зависимостей, поэтому по этим работам выполняется письменный отчет. В отчет необходимо свести результаты измерений, вычислений и графических зависимостей по лабораторным работам с №9 по №17 включительно. Отчет выполняется согласно требованием к технической документации на листах формата А4 по ГОСТ 2.105 – 95.

Перед коллоквиумами студент показывает отчет по отдельным лабораторным работам, а преподаватель проверяет правильность оформления и расчетов. Если отчет выполнен правильно и в случае удовлетворительного ответа на вопросы коллоквиума выполнение лабораторной работы засчитывается. По выполнению всех письменных лабораторных работ студент оформляет единый письменный отчет по всем работам и сдает его преподавателю.

Выполнение расчетно-графических работ (РГР) - 2 расчетно-графические работы (позволяют оценить приобретенные навыки студентов по применению на практике теоретических знаний по соответствующим темам). Далее представлены этапы выполнения каждой расчетно-графической работы и примеры задания на расчетно-графические работы.

РГР № 1. «Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания»

1 Расчет параметров рабочего тела 2 Расчет процесса наполнения 3 Расчет процесса сжатия 4 Расчет процесса сгорания 5 Расчет процесса расширения 6 Индикаторные показатели рабочего цикла 7 Эффективные показатели рабочего цикла 8 Основные параметры цилиндра двигателя 9 Построение индикаторной диаграммы РГР № 2. «Тепловой баланс двигателя»

1. Определение общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом Qt.

2. Определение теплоты эквивалентной эффективной работе 3. Определение физической теплоты унесенной с отработавшими газами 4. Определение теплоты, потерянной вследствие химической неполноты сгорания Qнс.

5. Определение теплоты, переданной охлаждающей жидкости 6. Определение остаточного члена теплового баланса Оценочные параметры промежуточной аттестации (ПА) Экзаменационные вопросы 1. Термодинамические циклы с подводом тепла при Р=соnst и V=const.

2. Термодинамические циклы с подводом тепла при V=const.

3. Действительные циклы поршневых ДВС.

4. Индикаторная диаграмма 4-тактного бензинового двигателя.

5. Индикаторная диаграмма 4-тактного дизеля.

6. Процесс впуска. Опережение впуска. Запаздывание впуска. Параметры процесса.

7. Факторы, влияющие на процесс впуска.

8. Факторы, влияющие на процесс сжатия.

9. Процесс сгорания топлива в бензиновых двигателях. Параметры процесса.

10. Влияние конструктивных факторов на процесс сгорания в бензиновых двигателях.

11. Детонационное сгорание.

12. Процесс сгорания топлива в дизелях. Параметры процесса.

13. Влияние конструктивных факторов на процесс сгорания в дизелях.

14. Самовоспламенение топлива.

15. Процесс расширения. Параметры процесса.

16. Процесс выпуска. Параметры процесса.

17. Фазы газораспределения.

18. Коэффициент остаточных газов. Его численные значения для различных типов 19. Коэффициент избытка воздуха. Определение. Численные значения для различных типов двигателей.

20. Состав продуктов сгорания при 1.

22. Коэффициент наполнения. Определение. Численные значения для различных типов двигателей.

23. Индикаторные показатели работы двигателя.

24. Механические показатели работы двигателя.

25. Эффективные показатели работы двигателя.

26. Тепловой баланс двигателя и его составляющие при >1.