Дисципліна: Основи мехатроніки

Обсяг дисципліни, годин (кредитів ЄКТС): 180 (6).

Мета дисципліни: вивчення загальних теоретичних положень мехатроніки та бортової діагностики автомобілів та електричного транспорту, набуття відповідних знань та практичних навичок.

Завдання дисципліни:

- показати технологічні процеси підприємств, котрі використовують електричний струм для здійснення перевезень за допомогою відповідного рухомого складу;

- дати характеристику обладнання транспортних підприємств;

- розглянути форми і методи прийняття рішень з ремонту електротехнічного обладнання;

- ознайомити з основним електроенергетичним, електротехнічним та електромеханічним обладнанням для здійснення пасажирських перевезень міським електричним транспортом.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни:

Для засвоєння змісту дисципліни «Основи мехатроніки» необхідними є знання, здобуті на заняттях з фізики, вищої математики тощо.

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у студентів:

інтегративної компетентності:

здатність особи розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у певній галузі професійної діяльності або у процесі навчання, що передбачає застосування певних теорій та методів відповідних наук і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.

загальних компетентностей:

- здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел;

- здатність генерувати нові ідеї (креативність);

- навички використання інформаційних і комунікаційних технологій.

фахових компетентностей:

- здатність розкривати сутність і значення фізичних понять та законів, оперувати фізичними термінами, розуміти закономірності фізичних процесів;

- здатність втілювати інженерні розробки у галузевому машинобудуванні з урахуванням технічних, організаційних, правових, економічних та екологічних аспектів за усім життєвим циклом машини: від проєктування, конструювання, експлуатації, підтримання працездатності, діагностики та утилізації;

- здатність застосовувати комп’ютеризовані системи проектування та спеціалізоване прикладне програмне забезпечення для вирішення інженерних завдань у галузі машинобудування;

- здатність приймати ефективні рішення щодо вибору конструкційних матеріалів, обладнання, процесів та поєднувати теорію і практику для розв'язування інженерного завдання;

- здатність реалізовувати творчий та інноваційний потенціал у проєктних розробках в сфері галузевого машинобудування.

Програмні результати навчання:

- розуміти основні концепції, поняття, методи та підходи, які використовуються у світовій практиці до мехатронних систем і механізмів автомобілів та електричного транспорту;

- володіти теоретичними знаннями завдань мехатроніки та бортової діагностики автомобілів; - знати основні параметри та діагностичні моделі; основні положення забезпечення надійності функціонування мехатронних систем та механізмів; технологію технічного обслуговування основних систем та агрегатів автомобілів; особливості сезонного обслуговування; шляхи охорони навколишнього середовища. 

- володіти практичними уміннями аналізувати мехатронні системи та механізми, які встановлюються на дорожній, будівельній та піднімально-транспортній техніці; прогнозувати технічний стан мехатронних систем;

- розробляти напрямки вдосконалення мехатронних систем та механізмів.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

- основні параметри електротехнічного обладнання;

- сутність роботи енергетичного обладнання;

- специфіку роботи підприємств міського електричного транспорту;

- форми і методи контролю електричних параметрів електричного обладнання;

- види механічного обладнання рухомого складу;

- вплив різних технологічних чинників на ефективність системи управління транспортним підприємством.

вміти:

- здійснювати ідинтифікацію обладнання рухомого складу;

- використовувати відповідну технічну документацію;

- здійснювати аналіз роботи мехатронних пристрої;

- визначати та прогнозувати основні потреби ремонтної ділянки мехатроних пристроїв транспортного підприємства.

Зміст дисципліни (тематика):

Змістовий модуль 1.

Тема 1. Системи обміну даними в автомобілі. Необхідність шинних систем. Структури шин даних. Основні принципи цифрової передачі даних. Шина даних CAN. Передача сигналів. Процес комунікації. Діагностика. Шина даних LIN. Оптичні шинні системи для передачі даних. Передача сигналів через світловоди. Шина даних MOST. Діагностика шини даних MOST. Шина Byteflight.

Тема 2. Системи подачі палива. Процес згоряння палива в двигуні із запалюванням від іскри. Діапазон і швидкість горіння. Детонація. Передчасне займання. Конструкція камери згоряння. Концентрація суміші і якість роботи двигуна. Двигуни із запалюванням від стиснення. Конструкція камери згоряння дизельного двигуна. Постачання двигуна паливом і шкідливі викиди. Електронне керування карбюратором. Впорскування палива. Короткий огляд систем впорскування. Впорскування дизельного палива. Електронне керування дизельним впорскуванням. Технологія спалювання бідних сумішей (Mazda). Система Common rail.

Тема 3. Електронне керування роботою двигуна внутрішнього згоряння. Об'єднане керування запаленням і подачею палива. Вплив конструкції двигуна на обсяг шкідливих викидів. Каталітичні конвертери (нейтралізатори). Лямбда-контроль в замкнутому контурі керування. Контроль вихлопу дизеля. Система Cartronic компанії Bosch. Система GDI (Mitsubishi). Система Bosch Motronic МЗ. Безпосереднє впорскування палива (Bosch). Напрямки вдосконалення систем керування двигуном.

Тема 4. Електронні системи керування динамікою автомобіля. Антиблокувальна система гальм (ABS): вимоги, загальний опис системи, умови роботи. Керування гальмами автомобіля з ABS. Антипробуксовочна система. Система курсової стійкості. Система керування динамікою автомобіля. Система Старт-Стоп. Система екстреного гальмування. Система виявлення великих тварин. Система допомоги при спуску. Система допомоги при підйомі. Адаптивний круїзконтроль. Система допомоги руху по смузі. Система інтелектуального регулювання швидкості.

Тема 5. Електронні системи безпеки. Система контролю стану водія. Система Alcolock. Превентивна система безпеки. Система комунікації між автомобілями. Система гальмування після зіткнення. Натягувачі ременів безпеки. Подушки безпеки: центральна, фронтальні, бічні, головні, колінні. Активні підголівники. Аварійний розмикач акумуляторної батареї. Система захисту пішоходів. Подушка безпеки для пішоходів. Система захисту при з'їзді з дороги. Система екстреного виклику аварійних служб при дорожньо-транспортній пригоді. Система порятунку з затонулого автомобіля.

Тема 6. Протиугінні системи. Види систем захисту від угону. Основні типи електронних протиугінних систем. Базова система безпеки. Комплексна система сигналізації. Іммобілайзер. Будова автосигналізації. Центральний замок і електричні склопідйомники вікон. Схема блокування дверей. Робота електричного склопідіймача. Система стеження за автомобілем.

Тема 7. Електронні системи інформування водія. Прилади й датчики системи інформування водія. Проекційний дисплей. Система виявлення пішоходів. Система попередження про велосипедистів. Система наскрізного бачення. Паркувальна система. Система кругового огляду. Система автоматичного паркування. Система маневрування з причепом. Система допомоги при перестроюванні. Автомобільна система нічного бачення. Система розпізнавання дорожніх знаків. Система виявлення можливих дорожніх пробок. Система інформування про світлофори. Система передбачення дорожніх умов. Автомобільна навігаційна система.

Змістовий модуль 1.

Тема 8. Електронні системи керування мікрокліматом в салоні автомобіля. Розвиток систем обігріву і вентиляції автомобілів. Типова система вентиляції та обігріву салону автомобіля. Система обігріву - двигун з водяним охолодженням. Мотори повітронагрівача. Електронний контроль системи обігріву. Основи кондиціонування повітря: терміни та визначення, принцип роботи системи, автоматичне керування температурою. Інші системи обігріву: сидіння, скло, простір для ніг.

Тема 9. Електронні системи шасі. Активна підвіска: датчики, приводи і функціонування системи. Системи повного приводу: 4Motion, quattro, 4Matic, xDrive. Система адаптації до дорожніх умов. Електронна система керування автоматичною коробкою передач. Функція Tiptronic. Система запобігання ненавмисного прискорення. Роботизована коробка передач DSG. Коробка передач Easytronic. Електронна система керування варіатором. Варіатор Multitronic. Система електронного блокування диференціала. Система контролю тиску в шинах.

Тема 10. Гібридні та електричні автомобілі. Типи гібридних приводів. Газотурбінний гібрид. Визначення автомобіля з електричним приводом. Батареї електромобіля. Приводні мотори. Мотори змінного струму. Асинхронний мотор. Синхронний мотор з постійним збудженням. Електронно-керовані мотори. Система електромобіля на батареї натрій-сірка. Індуктивна система заряду батарей. Майбутнє електромобілів.

Тема 11. Характеристика засобів діагностики електрообладнання. Засоби бортової діагностики. Засоби комплексної діагностики. Засоби агрегатної діагностики. Вмонтовані засоби діагностики.

Тема 12. Виявлення несправностей на підставі симптом та ознак їх прояву. Несправності системи електропостачання. Несправності системи пуску. Несправності системи запалювання. Пошук несправностей системи освітлення і сигналізації. Несправності системи контрольно-вимірювальних приладів.

Тема 13. Апаратна діагностика за комплексними показниками. Технологія діагностування за допомогою мотор-тестера. Локалізація несправностей системи запалювання. Використання показань газоаналізатора. Додаткові функції та режими сучасних мотор-тестерів.

Тема 14. Діагностування блоків автомобільної електроніки на дільниці відновлення. Загальні принципи діагностування електронних пристроїв. Діагностування електронних регуляторів напруги. Діагностування комутаторів струму систем запалювання. Діагностування пристроїв бортової автоматики та контролю.

Види робіт: виконання практичних завдань на платформі Moodle.

Форма підсумкового контролю: залік.