Teorie transformace energie pohonné jednotky (FSI-QTS)

Akademický rok 2024/2025
Garant: prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Student musí mít znalosti odpovídající předmětům teoretického základu bakalářského studia v oblasti vzdělávání strojírenství, zejména termomechaniky.

Vazby k jiným předmětům:
povinná korekvizita: Traktory [QT]
Obsah předmětu (anotace):

Předmět seznamuje studenty programu s poznatky z oblasti teorie pohonných jednotek se zaměřením zejména na termodynamiku pracovních cyklů, spalování a přenos tepla. Součástí je teorie transformace energie. V předmětu je zahrnuta všech druhů pohonů tedy využití uhlovodíkových plaiv, alternativních polaiv, vodíku, sysntetických paliv a elektřiny.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním elaborátů a splněním podmínek případného kontrolního testu. Zkouška ověřuje znalosti získané na přednáškách i ve cvičeních, je písemná zahrnující test v e-learningu a může mít ústní část ověřující znalosti po písemné části.

Výuka ve cvičeních je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů a ve zcela výjimečných případech je řešena individuálně s garantem předmětu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  10 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  3 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Historie vývoje a rozdělení pohonných jednotek. Základy termodynamiky pracovních plynových cyklů.

  2. Teorie tepelných plynových cyklů (ideální a teoretické).

  3. Cykly dvoudobých spalovacích motorů. Charakteristiky spalovacích motorů, měření a jejich využití. Přeměny energie, účinnosti pohonů. Mechanická účinnost.

  4. Paliva pro spalovací motory, spalování, termochemie. Vodík. Syntetická paliva.

  5. Indikace spalovacích motorů, měření parametrů pohonných jednotek. Typy pohonných jednotek

  6. Emise spalovacích motorů, teorie vzniku, měření, metody snižování emisí, emisní předpisy. Emise produkované automobilovou dopravou. 

  7. Přenost tepla a tepelný management. Reálné cykly spalovacích motorů. Modelování reálných cyklů spalovacích motorů.

  8. Regulace spalovacích motorů. Přeplňování spalovacích motorů.

  9. Modelování přeplňování spalovacích motorů.

  10. Výměna náplně válce. Teorie prodění plynů.

  11. Vnější a vnitřní příprava směsi zážehové motory.

  12. Vznětové motory příprava směsi.

  13. Teorie zapalování, mazání a chlazení motorů.
    Laboratorní cvičení

  1. Pravidla práce v laboratořích a měření spalovacích motorů. Bezpečnostní pravidla.

  2. Zkoušení spalovacích motorů.

  3. Měření na válcové zkušebně.

  4. Vnější otáčková charakteristika.

  5. Měření emisí.

  6. Indikace.

  7. Detonační spalování.

  8. Optimalizace bohatosti, předstihu zážehu.

  9. Emise měření.

  10. Mechanická a plnící účinnost.


    Cvičení s počítačovou podporou

  1. Základní výpočty cyklů spalovací motorů MATLAB.

  2. Seznámení s prostředím GT-SUITE a přístupem k 0D a 1D modelování

  3. Modelování reálných cyklů v prostředí GT-SUITE.


Literatura - základní:
1. TAYLOR, Charles Fayette. The internal-combustion engine in theory and practice. 2nd ed., rev. Cambridge, Mass.: M.I.T. Press, 1985. ISBN 978-0-262-20051-6.
2. CATON, J. A. An introduction to thermodynamic cycle simulations for internal combustion engines. Chichester, West Sussex: Wiley, [2015]. ISBN 978-111-9037-569.
3. HIERETH, Hermann a P. H. W. PRENNINGER. Charging the internal combustion engine. New York: Springer, c2007. ISBN 978-3-211-33033-3.
4. ÇENGEL, Yunus A. a Michael A. BOLES. Thermodynamics an engineering approach. 8. New York: McGraw-Hill, 2015, 1115 s. ISBN 978-0-07-339817-4.
5.

INCROPERA, Frank, David DEWITT, Theodore BERGMAN a Adrienne LAVINE. Principles of heat and mass transfer. 7th ed., international student version. Singapore: John Wiley, c2013, xxiii, 1048 s. ISBN 978-0-470-64615-1.
Literatura - doporučená:
1. STONE, Richard. Introduction to internal combustion engines. 4th ed. Basingstoke: Palgrave Macmillan, c2012. ISBN 978-0-230-57663-6.
2. MACEK, Jan. Spalovací motory. 2. vyd. V Praze: České vysoké učení technické, 2012. ISBN 978-80-01-05015-6.
3. KIRKPATRICK, Allan T. a Colin R. FERGUSON. Internal combustion engines: applied thermosciences. Third. United Kingdom: John Wiley, 2016. ISBN 978-1-118-53331-4.
4. HIERETH, Hermann a P. H. W. PRENNINGER. Charging the internal combustion engine. New York: Springer, c2007. ISBN 978-3-211-33033-3.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ADI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
N-AAE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 6 Volitelný 1 1 Z