- Nazwa przedmiotu:
- Niskoemisyjne silniki spalinowe
- Koordynator przedmiotu:
- Dr inż. Piotr Laskowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
- Grupa przedmiotów:
- Specjalnościowe
- Kod przedmiotu:
- 1150-MBPOJ-IZP-0322
- Semestr nominalny:
- 6 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych - 26, w tym:
a) wykład -16 godz.;
b) laboratorium- 8 godz.;
c) konsultacje - 2 godz.
2) Praca własna studenta – 90 godz., w tym:
a) 45 godz. – bieżące przygotowywanie się do i wykładów laboratoriów – analiza danych literaturowych dotyczących przedmiotu oraz literatury odnoszącej się do poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych,
b) 25 godz. – realizacja zadań związanych z przygotowaniem sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych,
c) 20 godz. - przygotowywanie się do 1 kolokwium.
3) RAZEM – 116 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych - 26, w tym:
a) wykład -16 godz.;
b) laboratorium- 8 godz.;
c) konsultacje - 2 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 2 punkty ECTS - 50 godz., w tym:
a) ćwiczenia laboratoryjne – 8 godzin,
b) 20 godz. – przygotowywanie się do ćwiczeń laboratoryjnych,
c) 22 godz. – opracowanie wyników, przygotowanie sprawozdań.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawowa wiedza z Matematyki, Fizyki, Chemii, Mechaniki Ogólnej, Termodynamiki, Silników Spalinowych i Ochrony Środowiska.
- Limit liczby studentów:
- zgodnie z zarządzeniem Rektora
- Cel przedmiotu:
- Podanie studentom podstawowych wiedzy o emisji substancji szkodliwych z silników spalinowych i ich wpływie na środowisko, oraz zapoznanie z najnowszymi tendencjami rozwoju silników przyjaznych środowisku naturalnemu.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
1. Wprowadzenie do przedmiotu oraz objaśnienie zasad jego zaliczania. Zagadnienia ogólne budowy i eksploatacji niskoemisyjnych silników spalinowych. Klasyfikacja metod ograniczających emisję spalin i hałasu silników tłokowych.
2-3. Właściwości fizykochemiczne i toksykologiczne substancji szkodliwych i ich wpływ na człowieka i jego środowisko. Efekty wtórne emisji substancji szkodliwych. Powstawanie substancji szkodliwych w komorach spalania silników tłokowych, Spalanie paliw, powstawanie tlenków węgla, przemiany i tworzenie się nowych węglowodorów i produktów częściowego ich utleniania, powstawanie tlenków azotu i cząstek stałych.
4. Metody badań emisji substancji szkodliwych. Analizatory gazów spalinowych. Testy emisji pojazdów i silników w zastosowaniach drogowych i pozadrogowych. Przegląd przepisów prawnych USA, Europy i Japonii odnośnie ograniczenia wpływu motoryzacji na środowisko naturalne.
5. Przegląd nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych silników niskoemisyjnych o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Zapobieganie powstawaniu emisji substancji szkodliwych (metody wewnątrz silnikowe) i metody oczyszczania gazów spalinowych.
6. Podstawy katalizy heterogenicznej. Reaktory katalityczne OC, TWC, LNT, NH3-SCR i HC-SCR. Budowa i eksploatacja reaktorów. Starzenie reaktorów
7. Podstawy filtracji cząstek stałych. Filtry cząstek stałych DPF i CDPF, CCRT. Regeneracja pasywna i aktywna. Układy mieszane reaktorów i filtrów.
Przegląd nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych silników niskoemisyjnych o zapłonie iskrowym i samoczynnym.
8. Kolokwium zaliczające – wpisy do indeksów.
Laboratorium:
1. Wprowadzenie do laboratorium i określenie zasad BHP
Badania stężeń gazowych substancji toksycznych spalin .
2. Badania symulacyjne reaktora katalitycznego.
3. Diagnostyka silnika spalinowego.
4. Niskoemisyjne silniki spalania zewnętrznego.
- Metody oceny:
- Podstawą zaliczenia wykładu jest uzyskanie oceny pozytywnej z kolokwium zaliczającego,, odbywającego się na ostatnich zajęciach wykładowych (przy czym oceną pozytywną jest ocena 3 lub wyższa).
Podstawą zaliczenia laboratorium jest uzyskanie końcowej oceny pozytywnej z laboratorium. Uzyskanie końcowej oceny pozytywnej z laboratorium jest możliwe wyłącznie po uzyskaniu pozytywnych ocen z poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych (przy czym oceną pozytywną jest ocena 3 lub wyższa). Ćwiczenia laboratoryjne są zaliczane i oceniane na podstawie sprawozdań oddawanych prowadzącym dane ćwiczenia laboratoryjne do oceny przez poszczególne zespoły laboratoryjne, w danej grupie dziekańskiej.
Ocena końcową przedmiotu jest średnią arytmetyczną, zaokrąglona do wartości połówkowych, z ocen uzyskanych przez studenta w ramach wykładu i laboratorium. Z zaznaczeniem, że obie oceny cząstkowe musza być ocenami pozytywnymi (zarówno ocena z wykładu, jak i z laboratorium musi być równa 3 lub więcej).
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Kruczyński S.: „Trójfunkcyjne reaktory katalityczne”. Monografia w serii Biblioteka Problemów Eksploatacji. Wydawnictwo ITE, Warszawa-Radom 2004.
2. Chłopek Z.: Ochrona Środowiska Naturalnego. Wydawnictwo komunikacji i łączności, Warszawa 2002.
3. Chłopek Z.: Ekologiczne aspekty motoryzacji i bezpieczeństwo ruchu drogowego. Politechnika Warszawska. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych. Warszawa 2012.
4. Atkins D.,R.: An Introduction to Engine Testing and Development. SAE International Warrendale, USA, 1999.
5. Zhao F.: Technologies for Near-Zero-Emissions Gasoline-Powered Engine. SAE International, Warrendale, USA, 2007.
6. Majewski W.A., Khair M.K.: Diesel Emissions and Their Control. SAE International Warrendale, USA, 2006.
7. Rozporządzenia i dyrektywy Parlamentu Europejskiego określające normy emisji zanieczyszczeń dla nowych samochodów osobowych z silnikami o ZI.
8. Wajand J.A, Wajand J.T.: „Tłokowe silniki spalinowe średnio i szybkoobrotowe”. Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 2005.
9. Merkisz J. Ekologiczne problemy silników spalinowych. WPP, 1999.
10. Merkisz J., Pielecha J., Radzimirski S.: „Emisja zanieczyszczeń motoryzacyjnych w świetle nowych przepisów Unii Europejskiej”. Wydawnictwo komunikacji i łączności.
11. Merkisz J. Mazurek S.: „Pokładowe systemy diagnostyczne pojazdów samochodowych”. Wydawnictwo komunikacji i łączności.
12. Merkisz J. Mazurek S.: „Pokładowe systemy diagnostyczne pojazdów samochodowych OBD”. Wydawnictwo komunikacji i łączności.
13. Merkisz J., Pielecha J., Radzimirski S.: „Pragmatyczne podstawy ochrony powietrza atmosferycznego w transporcie drogowym”. Wydawnictwo Poligra.
14. AVL Emission Testing Handbook 2016. (Internet).
15. https://www.dieselnet.com/standards.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- Zajęcia będą realizowane z wykorzystaniem wiedzy uzyskanej podczas szkleń dla nauczycieli akademickich Politechniki Warszawskiej w ramach zadania 22 NERW2 PW.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka 1150-MBSIS-IZP-0322_W1
- Student posiada podbudowaną teoretycznie wiedzę dotyczącą budowy niskoemisyjnych silników spalinowych. Posiada również wiedzę o współczesnych metodach i urządzeniach do badań niskoemisyjnych silników spalinowych wykorzystywanych w praktyce inżynierskiej. Dodatkowo zna podstawowe etapy i techniki badań niskoemisyjnych silników spalinowych oraz ich budowę i wykorzystywane w nich rozwiązania konstrukcyjne.
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_W03, KMiBM_W04, KMiBM_W14, KMiBM_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-MBSIS-IZP-0322_U1
- Student potrafi prowadzić badania wybranych elementów niskoemisyjnyych silników spalinowych. Potrafi również zaplanować proces badawczy z wykorzystaniem współczesnych urządzeń pomiarowych. Ma również świadomość wagi dokładności przeprowadzonych badań i uzyskanych w ich trakcie wyników eksperymentalno – obliczeniowych. W efekcie realizowanych zadań jest we stanie ocenić przydatność i zinterpretować uzyskane wyniki badań oraz ich analiz.
Weryfikacja: Ocena sprawozdań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_U02, KMiBM_U16, KMiBM_U19, KMiBM_U20, KMiBM_U21, KMiBM_U24
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka 1150-MBSIS-IZP-0322_K1
- Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych w realizowanej specjalności. Ma również świadomość ważności i rozumie aspekty i skutki działalności inżyniera-mechanika ukierunkowanego na rozwój niskoemisyjnych silników spalinowych. Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole, jak również wynikającą z tego odpowiedzialność za wspólnie realizowane zadania.
Weryfikacja: Kolokwium, ocena sprawozdań.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM_K01, KMiBM_K02, KMiBM_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: