ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

MM802 ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ

Κατηγορία Μαθήματος: Προπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Υ1
Κωδικός Γραμματείας: ΕΝ0900
Εξάμηνο:
8° (Εαρινό)

Διάρκεια:

5 ώρες/εβδ.
ECTS Units:
6
Τομέας:
Ενέργειας, Βιομηχανικών Διεργασιών και Αντιρρυπαντικής Τεχνολογίας
Διδάσκων:
Σταματέλλος Τάσος
 
 
 

Σκοπός
Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των Μηχανών Εσωτερικής Καύσης. Ο φοιτητής θα πρέπει να κατανοήσει το σχεδιασμό και τη λειτουργία του βασικού εξοπλισμού των ΜΕΚ, (εμβολοφόρες ΜΕΚ – αεριοστρόβιλοι), τους βασικούς τύπους θαλάμων καύσης (βενζινοκινητήρας, diesel, GDI), και να καταστεί ικανός να φέρει σε πέρας βασικούς υπολογισμούς σε κύρια εξαρτήματα των ΜΕΚ, υποσυστημάτων τους, ζυγοστάθμισης, καθώς και να κατανοεί τα συστήματα ελέγχου και διάγνωσής τους (engine management systems).
Περιεχόμενα
Ιστορική εξέλιξη ΜΕΚ. Κύκλοι και ιδανικά μοντέλα κύκλων (εμβολοφόρες – αεριοστρόβιλοι). Κατασκευαστική μορφή, υλικά και ονοματολογία μερών και εξαρτημάτων. Κύριες κατηγορίες εμβολοφόρων ΜΕΚ. Κινητήρες οχημάτων. Ναυτικοί κινητήρες. Κινητήρες για στατικές εφαρμογές. Αεροπορικοί κινητήρες. Αεριοστρόβιλοι. Βασικές παράμετροι σχεδιασμού και λειτουργίας εμβολοφόρων ΜΕΚ. Θερμοχημεία καύσιμων μιγμάτων αέρα-καυσίμου. Λογισμικό προσδιορισμού θερμοφυσικών ιδιοτήτων. Υπολογισμοί λόγου αέρα με βάση τη σύσταση του καυσαερίου. Διεργασίες εναλλαγής αερίων σε ΜΕΚ. Ροή μέσα από σύστημα εισαγωγής – βαλβίδες – σύστημα εξαγωγής. Προπαρασκευή μίγματος σε βενζινοκινητήρα. Ροή της γόμωσης μεσα στον κύλινδρο. Καύση σε βενζινοκινητήρα. Θερμοδυναμική ανάλυση, υπολογισμός γραμμής καύσης με ανάλυση δυναμοδεικτικού διαγράμματος, δομή φλόγας, ταχύτητες διάδοσης, κτύπημα. Καύση σε κινητήρα diesel. Απευθείας και έμμεση έγχυση καυσίμου – συστήματα έγχυσης, συμπεριφορά ψεκαζόμενου πίδακα, υπολογισμός κατανομής μεγέθους σταγονιδίων – εξαερίωση – έναυση σταγονιδίων – καθυστέρηση έναυσης. Βενζινοκινητήρες φτωχής καύσης (GDI). Καύση σε αεριοστρόβιλο. Μετάδοση θερμότητας – ψύξη εμβολοφόρων ΜΕΚ. Υπολογισμοί θερμικής καταπόνησης εμβόλου, κυλινδροκεφαλής, χιτωνίων, βαλβίδων. Προϋπολογισμός κύκλου. Τριβές και λίπανση ΜΕΚ. Υπερπλήρωση MEK. Σχηματισμός ρύπων - Τεχνολογίες Αντιρρύπανσης.
Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών του Μαθήματος (Syllabus)
Βιβλιογραφία
  • Οδηγός Μαθήματος - Συλλογή ασκήσεων (διανέμεται στους φοιτητές)
  • Colin Ferguson - A. Kirkpatrick: Μηχανές Εσωτερικής Καύσης - Ενεργειακή Συμπεριφορά. Εκδόσεις Grapholine Θεσσαλονίκη 2008 (διανέμεται στους φοιτητές)
  • John B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill International Editions, 1988. ISBN 0-07-100499-8
  • Walter Pflaum und Klaus Mollenhauer: Waermeuebergang in der Verbrennungskraftmaschine. Springer Verlag Wien, New York 1977. ISBN 3-211-81837-X
  • N. Watson and M.S. Janota: Turbocharging the Internal Combustion Engine. Macmillan Press 1982. ISBN 0 333 242904
  • H. Mettig: Die Konstruktion schnelllaufender Verbrennungsmotoren. Walter de Gruyter, Berlin 1973. ISBN 3 11 0039214
  • Paul Degobert: Automobiles and Pollution. Editions TECHNIP, Paris 1995. ISBN 1-56091-563-3 (English), ISBN 2-7108-0676-2 (Francais).
  • Klaus Mollenhauer: Handbuch Dieselmotoren. Springer Verlag Berlin 1997. ISBN 3-540-62514-3
  • J.H. Horlock and D.E. Winterbone: The Thermodynamics and Gas Dynamics of Internal Combustion Engines. Vol. I-II. Clarendon Press, Oxford 1986. ISBN 0-19-856210-1, 0-19-856212-8
  • Walter Traupel: Thermische Turbomaschinen. Vol. I-II. Springer Verlag Berlin 1976
  • K. Zinner: Aufladung von Verbrennungsmotoren. Springer Verlag Berlin 1975. ISBN 3-540-07300-0
  • D. Brian Spalding: Combustion and Mass Transfer. Pergamon Press Oxford 1979. ISBN 0-08-022106.
Προαπαιτούμενα
MM204MM304MM403MM503MM504MM603
Εργαστηριακές Ασκήσεις
  1. Μέτρηση χαρακτηριστικών κινητήρα Diesel (4 ώρες - Δ. Τζιουρτζιούμης - Ο. Ζώγου)
  2. Ενεργειακό ισοζύγιο κινητήρα Diesel (4 ώρες - Δ. Τζιουρτζιούμης - Ο. Ζώγου)
  3. Μέτρηση καμπυλών Wilans σε κινητήρα Diesel (4 ώρες - Δ. Τζιουρτζιούμης - Ο. Ζώγου)
  4. Πεδίο ρύπων κινητήρα Diesel (4 ώρες - Ο. Ζώγου)
  5. Λήψη δυναμοδεικτικού διαγράμματος σε μονοκύλινδρο κινητήρα Diesel (4 ώρες - Δ. Τζιουρτζιούμης) 

Υπολογιστικές Ασκήσεις
1. Μοντέλο προϋπολογισμού λειτουργίας βενζινοκινητήρα (ESP – Stanford University) (4 ώρες)
2. Μοντέλο προϋπολογισμού λειτουργίας κινητήρα diesel (engine.f – University of Thessaly) (8 ώρες)
Γλώσσα Διδασκαλίας
Ελληνική
Μέθοδος Διδασκαλίας

Διάλεξη, εργαστήριο, computer lab

Αξιολόγηση
Τελικές Εξετάσεις:
60%
Τεχνικές Αναφορές Εργαστηρίων:
20%
Μελέτες:
20%
Φόρτος Εργασίας (σε ώρες)

Παρακολούθηση

Παραδόσεις:
40
Εργαστήρια:
16
Αίθουσα Η/Υ:
8
Φροντιστήρια:
15
Επισκέψεις σε Εργοστάσια:
5
Παρουσιάσεις:
2

Εκπόνηση

Μελέτη:
 45
Τεχνικές Αναφορές Εργαστηρίων:
5
Υπολογιστικές Εργασίες
5
Ασκήσεις:
5
Μελέτες (Projects):
10