Наукові основи теорії та проектування об'єктів галузевого машинобудування

 Мета вивчення дисципліни –  формування комплексу наукових знань, па яких базується   розрахунок та визначення експлуатаційних властивостей об’єктів галузевого машинобудування, показників якості машин, а також встановлення залежності між конструктивними параметрами і показниками експлуатаційних властивостей  та набуття практичних навичок виконання проектувального та перевірочного тягово – динамічних розрахунків  і впливу конструктивних параметрів об’єктів галузевого машинобудування на тягові,  швидкісні та інші експлуатаційні властивості. В якості об’єктів галузевого машинобудування розглядаються колісні транспортні засоби призначені для перевезення аасажирів, вантажів, спеціального обладнання та транспортних засобів для спорту.

Практичне значення та використання отриманих знань – оволодіння знаннями впливу основних експлуатаційних чинників і конструктивних параметрів транспортних засобів на їх експлуатаційні властивості, формування вміння розраховувати необхідні параметри силових установок, характеристик трансмісії та ходової частини  для отримання необхідних параметрів транспортних засобів для конкретних умов експлуатації. Знання та вміння, придбані здобувачами після засвоєння змісту дисципліни можуть бути  використані при проходженні переддипломної практик, виконанні кваліфікаційної роботи, а також у професійної діяльності за фахом.

Тематика та види навчальних занять

Для денної форми освіти

Лекційні заняття

Лекція 1. Експлуатаційні властивості, оцінні параметри , показники якості об’єктів галузевого машинобудування
1.1 Мета і задачі дисципліни “Наукові основи теорії та проектування об’єктів галузевого машинобудування”, її зв’язок з іншими дисциплінами навчального плану. Роль дисципліни у формуванні компетентностей та результатів навчання магістрівдля  вирішення проблем удосконалення об’єктів галузевого машинобудування.
1.2 Експлуатаційні властивості . Загальні відомості, аналіз експлуатаційних властивостей, які вивчаються в курсі. Оцінні параметри та вимірники експлуатаційних властивостей. Показники якості машин. 
1.3 Системний підхід до вивчення системи автомобіль - водій - дорога. Роль САПР та ЕОМ у створенні об’єктів галузевого машинобудування. 

Лекція 2.Наукві основи кінематики та динаміки еластичного колеса
2.1 Аналіз кінематичних  і дійсних швидкостеей руху та поступальних прискорень колісних транспортних засобів в залежності віл режимів кочення колса. . Вплив різних чинників на радіуси еластичного колеса. 
2.2 Сили, які діють на колесо, яке деформується при коченні по поверхні яка недеформується. 
2.3 Дослідження втрат потужності при коченні колеса яке деформується,  по поверхні, яка  недеформується .
2.4 Складові коефіцієнту опору коченню. Природа коефіцієнту опору коченню по поверхні яка яка не деформується і по поверхні, яка  деформується. 
2.5 Режими силового навантаження еластичного колеса. Кочення колеса у ведучому, веденому, вільному, нейтральному та гальмовому режимах. 
2.6 Вплив різних чинників на коефіцієнт опору коченню. 

Лекція 3. Наукові основи зчеплення колеса з опорною поверхнею.
3.1 Природа коефіцієнт зчеплення колеса з опорною поверхнею. 
3.2 Чинники, які впливають на коефіцієнт зчеплення. Шляхи підвищення коефіцієнту зчеплення. 
3.3 Нормальні реакції, що діють на колеса транспортного засобу. Динамічне перерозподілення навантажень на осі . Коефіцієнти динамічного перерозподілення реакцій на колесах  транспортних засобів. )

Лекція 4. Наукові основи взаємодії КТЗ з навколишнім середовищем при його прямолінійному русі в загальному випадку 
4.1 Сила опору коченню. 
4.2 Сила опору підйому.
4.3 Сила сумарного дорожнього опору. 
4.4 Аналіз сил опору розгону, коефіцієнт врахування обертальних мас.
4.5 Аналіз сил опору повітряного середовища.
4,6 Тягова сила на колесах автомобіля

Лекція 5. Аналіз можливості руху колісного транспортного засобу за необхідною та достатньою умовами.
5.1 Аналіз діаграми тягового балансу. 
5.2 Динамічний чинник. Динамічна характеристика. Номограма навантажень. Динамічний чинник по зчепленню.
5.3 Аналіз можливості руху за необхідною та достатньою  умовами з використанням  динамічного паспорту колісного транспортного засобу.

Лекція 6. Наукові основи визначення ягово-швидкісних властивості колісних транспортних засобів.
6.1 Оцінні показники тягово-швидкісних властивостей та їх експериментальне визначення. 
6.2 Тягова потужність на колесах колісного транспортного засобу.                                                                                                                                          
6.3 Потужності опору руху. 
6,4 Аналіз можливостей руху за  графіком потужного балансу  колісного транспортного засобу.
6.5 Час і шлях розгону колісного транспортного засобу.
6.6 Аналіз графіків часу та шляху розгону колісних транспортних засобів.
6.7 Аналіз розрахункових методів визначення шляху та часу розгону. 

Лекція 7. Аналіз тягово-швидкіснх властивостей колісного транспортного засобу гідродинамічною передачею.
7.1 Автоматизація управління колісного транспортного засобу. 
7.2 Вихідні характеристики гідропередач. 
7.3 Сумісна робота двигуна та трансмісії з гідропередачею. 
7.4 Розрахунок тягової сили колісного транспортного засобу з гідропередачею. Аналіз графіка тягового балансу колісного транспортного засобу з гідродинамічною передачею. 
7.5 Аналіз тягово-динамічних властивостей колісного транспортного засобу з гідропередачею. 

Лекція 8.  Наукові основи паливної економічності КТЗ.
8.1 Народногосподарське значення економії палива на автомобільному транспорті. Аналіз впливу паливної економічності на екологію навколишнбого середовища.  
8.2 Оціночні показники паливної економічності автомобіля. Рівняння витрати палива. Аналіз паливно-економічної характеристика КТЗ.
8.3 Норми витрати палива. Нормування витрати палива для різних типів КТЗ.
8.4 Витрата палива при сталих режимах руху, алгоритм її розрахунку на ЕОМ. 
8.5 Аналіз впливу конструктивних та експлуатаційних чинників на паливну економічність КТЗ. 

Лекція 9. Наукові основитеорії гальмування та основні показники гальмівних властивостей
9.1 Терміни та визначення, оціночні показники гальмівних властивостей автомобіля та їхні вимірювачі, вимоги до гальмівних систем, нормативи згідно з ДСТУ 3649-2010. 
9.2 Аналіз сил, що діють на автомобіль при гальмуванні. Рівняння руху при гальмуванні з повним використанням зчіпної ваги. 
9.3Динамічна зміна розподілення навантажень по осям автомобіля при гальмуванні. Оптимальне розподілення гальмових сил по осям автомобіля. 
9.4 Повне використання зчіпної ваги автомобіля при гальмуванні.
9.5 Дійсний коефіцієнт розподілення сумарної гальмової сили. Реальне використання зчіпної ваги при гальмуванні.

Лекція 10. Наукові основи  гальмівних властивостей КТЗ.
10.1 Діаграма гальмування автомобіля та її аналіз.
10.2 Сповільнення при гальмуванні.
10.3 Аналіз часу та шляху гальмування.
10.4 Регулювання гальмових сил без зворотного зв’язку.
10.5 Регулювання гальмових сил із зворотнім зв’язком. Схеми АБС. 
10.6  Визначення показників гальмових властивостей КТЗ, згідно ДСТУ 3649-2010

Лекція 11. Основні положення керованості КТЗ
11.1 Оцінні показники керованості автомобіля. Умови керованості автомобіля. 
11.2 Поворот автомобіля з жорсткими шинами.
11.3 Кочення колеса при дії на нього бічної сили. Відведення еластичного колеса КТЗ. Коефіцієнт опору бічному відведенню . Вплив різних чинників на коефіцієнт опору бічному відведенню. 
11.5 Поворот КТЗ з еластичними шинами. Аналіз нейтральної, надмірної та недостатньої. поворотності КТЗ. Критична швидкість за керованостю КТЗ

Лекція 12. Стабілізація керованих коліс КТЗ
12.1Аналіз коливань керованих коліс КТЗ. Автоколивання керованих коліс. 
12.2 Кути встановлення керованих коліс КТЗ. Поперечний, поздовжній похили осі повороту коліс, розвал і сходження коліс. 
12.3 Вплив кутів встановлення керованих коліс автомобіля на їх стабілізацію. Аналізв вагового, швидкісного та пружнього стабілізуючих моментів. 
                
Лекція 13 Показники стійкості
13.1 Загальні полження про стійкість автомобіля. Оцінювальні параметри стійкості. 
13.2 Визначення показників стійкості за умови занесення. 
13.3 Визначення показників стійкості за умови перекидання.
13.4 Крен підресорної маси автомобіля та його вплив на показники поперечної стійкості.
13.5 Поперечна стійкість автомобіля на віражі. Подовжня стійкість автомобіля. 
13.6 Стійкість автомобіля на повороті. Критична швидкість руху по кутовій швидкості повороту. 
13.7 Поперечний крен кузова. Вплив крену кузова на поперечну стійкість. 
13.8 Поперечна стійкість КТЗ при гальмуванні. Вплив гальмування двигуном на поперечну стійкість КТЗ. 
13.9 Експериментальні методи оцінювання стійкості КТЗ.

Лекція 14. Основні положення маневреності та прохідності КТЗ. .
14.1 Визначення поняття “маневреність”. Оцінювальні показники маневреності. Маневреність одиночних КТЗ та автопоїздів. Експериментальні методи оцінювання маневреності.
14.2 Визначення поняття “прохідність”. Вплив прохідності на продуктивність і безпеку руху. 
14.3 Класифікація КТЗ за прохідністю. 
14.5 Аналіз геометричних параметрів прохідності КТЗ.
14.6 Аналіз тягових та опорно-зчіпних параметріва прохідності КТЗ.
14.7 Додаткові навантаження та циркуляція потужності у багатопривідних автомобілях. 
14.8 Параметри, що характеризують здатність  КТЗ долати перешкоди. 
14.9 Способи підвищення прохідності КТЗ. 

.Лекція 15 Наукові основи коливання та плавності  руху КТЗ.
15.1 Визначення основних положень “плавності руху”. Вплив плавності руху на фізіологічні сприйняття та стомленість водія й пасажирів, безпеку руху, збереження вантажів.
15.2 Оцінні показники і норми плавності руху КТЗ.
15.3 Розрахункові схеми , що застосовуються при аналзі плавності руху  КТЗ.
15.4 Парціальні частоти, парціальні коефіцієнти затухання. 
15.5 Рівняння коливань КТЗ. 
15.6 Передаточні функції, структурні схеми. 
15.7 Амплітудно-частотні характеристики переміщень і прискорень підресореної та непідресореної маси.

Лабораторні заняття
 Лабораторне  заняття №1. Визначення масових та габаритних параметрів КТЗ.
 Мета заняття: Набуття  навиків виначення коефіцієнта зчіпної ваги, визначення впливу компонування на розподіл маси КТЗ на осі, аналіз впливу вантажопідйомності  на величину коефіціента вантажопідйомності. 

Лаборраторне заняття №2. Визначення геометричних параметрів прохідності
Мета заняття: Отримання знань щодо обладнання та методики вимірів і розрахунків геометричних параметрів прохідності.  Набуття навиків визначення геометричних параметрів прохідності автомобіля: кутів прохідностсті; ширину коридора при поворотах; радіуси поперечної та поздовжньої прохідності , переднього та заднього кліренсів.  

Лаборраторне заняття №3. Дослідження коефіцієнту опору коченню за результатами вимірювання сили опору коченню на стенді діагностики гальмівних властивостей ВOSCH SDL 260 в режимі вільного кочення.
Мета заняття: Одержання знань  щодо будови лінії діагностики ходовлої частини КТЗ із  застосуванням сучасного діагностичного обладнання фірми  Bosch. Набуття навиків по вимірюванню сили опору коченню при вільному обертанні колеса на гальмівних барабанах
Лабораторне заняття №4.  Дослідження коефіцієнту опору коченню за результатами вимірювання сили опору коченню на стенді діагностики гальмівних властивостей ВOSCH SDL 260 в режимі вільного кочення.
Мета заняття: Оволодіння методикою розрахунків коефіцієнту опору коченню за результатами виміру сили опору коченню при різному внутрішньому тиску повітря в шинах.
Коментувати вплив внутрішнього тиску повітря в шиах на значення коефіцієнту опору кочення,  порівняти оримані значення коефіцієнтів опору коченню з довідниковими данними.

Лабораторне зняття №5 Дослідження коефіцієнта зчеплення коліс автомобіля з опорною поверхнею за величиною гальмівних сил
Мета заняття: Придбати навики по дослідженню сили зчеплення коліс при гальмуванні  автомобіля на лінії діагностики Bosch SDL – 260.

Лабораторне зняття №6. Дослідження впливу тиску повітря в шинах на величину коефіцієнта зчеплення коліс автомобіля з опорною поверхнею за величиною гальмівних сил
Мета заняття:  Придбати навики по дослідженню коефіцієнта зчеплення за величиною сили зчеплення коліс з барабанами стенда в режимі гальмування. Коментувати вплив тиску повітря в шинах на величину коефіцієнта зчеплення.

Лабораторне зняття №7. Дослідження динаміки розгону за величиною часу та шляху розгону КТЗ
Мета заняття: Придбати навики по визначенню потужностей опору руху та динаміки розгону КТЗ за величиною отриманих коєфіцієнтів.

Лабораторне зняття №8. Вплив експлуатаційних чинників на паливну економічность КТЗ.
Мета заняття: Придбання навиків визначення витрати палива в залежності від  експлуатаційних чинників колісних транспортних засобів з урахуванням коефіцієнтів використання потужності та кутової швидкості колінчастого валу двигуна.

Лабораторне зняття №9. Вплив конструкційних параметрівна паливну економічність КТЗ
Мета заняття: Придбання навиків визначення витрати палива в залежності від  конструкційних чинників колісних транспортних засобів з урахуванням потужності двигуна та передаточних чисел трансмісії.

Лабораторне зняття №10. Дослідження робочої гальмівної систми на стенді Bosch SDL – 260
Мета заняття: Оволодіння   методикою та придбання практичних навичок з визначення  оцінних параметрів робочої гальмівної системи, визначення питомої гальмівної сили та коефіцієнта осьової нерівномірності при випробуванях на  стенді. Набуття навиків робити висновки щодо відповідності гальмівної системи вимогам ДСТУ 3649 - 2010

Лабораторне зняття №11 Дослідження стоянкової гальмівної систми КТЗ на сенді діагностики Bosch SDL – 260
Мета заняття: Оволодіння  методикою та придбання практичних навичок з визначення  оцінних параметрів стоянкової  гальмівної системи при стендових випробуваннях. Формувати вміння робити висновки щодо відповідності показників вимогам ДСТУ 3649 - 2010

Лабораторне зняття №12. Дослідження коефіцієнту опору бічному відведенню еластичного колеса. 
Мета заняття: Придбання практичних навиків визначення коефіцієнтів бічного відведення еластичного автомобільного колеса на лінії інструментального контролю SDL- 260

Лабораторне зняття №13. Визначення положення центру мас КТЗ.
Мета заняття: Оволодіння  методикою та та набуття навиків щодо визначення поздовжніх координат та висоти розташування центру тяжіння КТЗ. Придбання навиків по визначенню стійкості на косогорах.

Лабораторне зняття №14. Визначення тягових і опорно-зчіпних параметрів прохідності КТЗ.
Мета заняття: Набуття навиків по визначенню оцінних показників тягових і опорно-зчіпних властивостей, впливу коефіцієнтів опору коченню і зчеплення на можливість реалізації тягової сили для руху КТЗ в незадовільних дорожніх умовах.

Лабораторне зняття №15. Коливання та плавність руху КТЗ
Мета заняття: Набуття навиків визначення стану підвісок на прикладі КТЗ категорії М1 на лінії діагностики SDL  260. Формування вміння оцінити вплив стану  підвісок на коливання автомобіля.

Для заочної форми здобуття освіти
Лекційні заняття
Лекція 1. Оглядова лекція з наукових основ впливу конструетивних параметрів і експлуатаційних чинниів на тягово-швдкісні параметри КТЗ.
Лекція 2. Основні положення паливної економічності та гальмівних властивостей КТЗ

Лабораторні заняттяні  
Лабораторне заняття  №1. 
Мета заняття: Оволодіння знаннями з визначення коефіцієнттів опору коченню та зчеплення з використанням лінії діагностики SDL 260, 
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

Індивідуальна робота

Курсова робота

Для денної та заочної форм здобуття освіти
Мета курсової роботи – закріплення і поглиблення теоретичних знань з розрахунків наукових основ теорії та проектування  колісних транспортних засобів, а  також застосування їх при вирішенні конкретного фахового завдання з проектування колісного транспортного засобу  і розвиток вмінь самостійно працювати з програмами,  навчальною і довідниковою літературою з спеціальності.
Здобувач отримує завдання на першому в семестрі лабораторному занятті.
Пояснювальна записа містиь 30-35 сторінок. Кількість розділів  – 8. Графічна частина містить 6 графіків на форматі А4.
Змістовна послідовнсть виконання роботи
1 Обгрунтування вибору основних параметрів КТЗ, який розробляється в курсовій роботі, підготовка початкових даних для розрахунку та аналізу.
2 Визначення потрібної потужності двигуна. Вибір кутових швидкостей обертанняколінчастого валу двигуна. Розрахунок, побудова та аналіз зовнішньої швидкісної характеристики двигуна.
3 Визначення передавальних чисел трансмісії.
4 Розрахунок і побудова тягової характеристики та динамічного паспорту КТЗ
5 Аналіз тягово-швидкісних властивостей КТЗ за динамічним паспортом.

6 Розрахунок і побудова графіка прискорення КТЗ 
7 Розрахунок і побудова графіків часу та шляху розгону КТЗ
8 Розрахунок, побудова та аналіз графіка потужного балансу КТЗ
Висновки та рекомендації щодо розроблюваного КТЗ
Захист курсової роботи протягом останього навчального тижя семестру.

Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота складається з двох теоретичних питань та практичної частини. Теоретичні запитання виконуються з  розділів зазначених в лекціях 1-15. Практична частина включає 5 задач з розрахунку теорії руху КТЗ.  Всі символи, які входять в формули для рішення задач повинні мати пояснення згідно ДСТУ 3008 – 2015.
Текст відповіді на теоретичне завдання повиннен бути виконаний самостійно, а не скопійований з конспекта лекцій чи інтернету.
Термін здачі виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

 Форма контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні:
1) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної та практичної частин. Теоретична частина проводиться в тестовій формі і містить 5 тестів, правильна відповідь на кожний тест оцінюється в 4 бали. Практична частина являє собою рішення задачі, бездоганне рішення якої оцінюється в 10 балів. Максимальна оцінка за кожну модульну роботу становить 30 балів. Поточні контрольні опитування на лабораторних заняттях – 40 балів
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен проводиться в письмовій формі та співбесідою. за затвердженими білетами. Екзаменаційний білет складається з трьох теоретичних питань та рішення практичної задачі. Бездогана відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється в 20 балів, практична частина –40 балів  Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти
Підсумковий контроль – екзамен. До екзамену допускається здобувач, який виконав та захистив лабораторні та контрольні роботи. Екзаменаційний білет складається з трьох теоретичних питань та рішення практичної задачі. Бездогана відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється в 20 балів, практична частина –40 балів  Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.Поточний контроль складається з виконання курсової роботи яка оцінюється 60 балів, захист 20 балів та виконання двох лабораторних робіт, які оцінюються в 20 балів.