Hnací ústrojí I (FSI-QH1)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Hnací ústrojí 1 je seznámit studenty se soudobými
koncepcemi hnacích ústrojí spalovacích motorů a výpočtovými
modely pro stanovení vnitřních a vnějších sil, návrh optimálního
vyvážení víceválcových pístových strojů a nerovnoměrnosti chodu.
Tyto výpočtové modely jsou výchozím prostředkem pro volbu
optimální koncepce a konstruování spalovacích motorů.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Hnací ústrojí 1 umožňuje studentům získat znalosti o
uspořádání hnacích ústrojí spalovacích motorů a výpočtových
modelech pro stanovení průběhů vnitřních a vnějších sil a
točivého momentu, navrh optimální konfigurace hnacího ústrojí
z hlediska vyváženosti u motorů řadových, vidlicových, i v
nekonvenčním uspořádání, jakož i kontrolu nerovnoměrnosti chodu.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Předmět Hnací ústrojí 1 má seznámit studenty se základními
koncepcemi a uspořádáním hnacích ústrojí spalovacích motorů,
přičemž hlavní důraz je kladen na pístové stroje. Výpočtové
modely hnacích ústrojí spalovacích motorů jsou základním
prostředkem pro nalezení optimálních koncepcí a parametrů
soudobých pohonných jednotek.
Mechanismy spalovacích motorů. Kinematika a dynamika klikového
mechanismu. Vnitřní a vnější síly ve spalovacích motorech.
Točivý moment motoru, harmonická analýza. Síly v ložiskách
pístového stroje. Vyvažování setrvačných sil a momentů u
řadových motorů, aplikace vyvažovacích hřídelů. Dynamika
V motorů a motorů s nekonvenčním uspořádáním hnacích ústrojí.
Nerovnoměrnost chodu spalovacího motoru, návrh setrvačníku.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
Orientace v probíraných problémech a schopnost jejich řešení,
prověřovaná a prezentovaná v zadaných příkladech. Podmínkou udělení
zápočtu je samostatné vypracování (absolvování) zadaných úloh
bez závažných nedostatků. Průběžná kontrola studia je prováděna
při kontrole příkladů současně s ověřením požadovaných znalostí.
Zkouška:
Při zkoušce jsou prověřovány a hodnoceny znalosti fyzikální podstaty
probíraných problémů, jejich matematický popis na probrané úrovni
a aplikace na řešených příkladech. Zkouška se skládá z písemné
části (kontrolního testu) a z části ústní. Do klasifikačního hodnocení
se zahrnují:
1. Hodnocení práce ve cvičeních (hodnocení vypracovaných úloh).
2. Výsledek písemné části zkoušky (kontrolního testu).
3. Výsledek ústní části zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení na počítači  14 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Mechanismy spalovacích motorů. Klikový mechanismus.
2. Kinematika centrického a excentrického klikového mechanismu.
3. Kinematika klikového mechanismu s vedlejší ojnicí.
4. Určení vnitřních a vnějších sil v klikovém mechanismu.
5. Síly působící na píst. Síla tangenciální a radiální.
6. Točivý moment spalovacího motoru, harmonické složky.
7. Zatížení ojničních a hlavních ložisek pístového stroje.
8. Vyvažování setrvačných sil a momentů v klikovém mechanismu.
9. Vyvažování klikového ústrojí řadových pístových strojů.
10. Vyvažovací hřídele u řadových pístových spalovacích motorů.
11. Vyvažování klikového mechanismu vidlicových motorů.
12. Nekonvenční uspořádání hnacích ústrojí spalovacích motorů.
13. Vyvažování VR- a V-motorů s přesazenými klikovými čepy.
14. Nerovnoměrnost chodu spalovacího motoru, setrvačník.
    Cvičení na počítači 1. Efektivní prostředky inženýrských výpočtů, výpočetní technika.
2. Prostředky pro výpočty v oboru, programový celek Mathcad.
3. Využití Mathcadu, práce se soubory dat, výpočty silového zatížení.
4. Kinematika klikového mechanismu. Zjištění průběhu dráhy pístu.
5. Kinematika klikového mechanismu. Rychlost a zrychlení pístu.
6. Indikátorový p-alfa diagram, sestrojení p-V diagramu motoru.
7. Průběh primárních a sekundárních sil na píst, průběh boční síly.
8. Síly přenášené pístním čepem, průběh sil přenášených ojnicí.
9. Průběh radiálních a tangenciálních sil, krouticí moment 1 válce.
10. Polární diagram zatížení ojničního ložiska.
11. Krouticí momenty na zalomeních víceválcového řadového motoru.
12. Krouticí momenty na hlavních čepech řadového motoru.
13. Průběh krouticích momentů na ojničních čepech řadového motoru.
14. Vyvažování motoru. Analytické vyjádření, numerické ověření.
Literatura - základní:
1. Maass, H.: Gestaltung und Hauptabmessungen der Verbrennungskraftmaschine, , 0
2. Maass, H. - Klier,H.: Kräfte, Momente und deren Ausgleich in der Verbrennungskraftmaschine, , 0
Literatura - doporučená:
1. Píštěk, V.: Aplikovaná mechanika, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Dopravní a manipulační technika 02 Dopravní a manipulační technika-spalovací motory zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
M2301-5 prezenční studium Dopravní a manipulační technika 01 Dopravní a manipulační technika-motorová vozidla zá,zk 6 Povinný 2 1 Z