Δυναμική Εμβολoφόρων Μ.Ε.Κ. (Σχολή Μηχανολ. Μηχ. Ε.Μ.Π., 2.2.09.7)
(Ροή δυνάμεων, ζυγοστάθμιση, ταλαντώσεις) - 7ο εξάμηνο (μάθημα επιλογής)
1 - Γενικά Στοιχεία
Το μάθημα του 7ου εξαμήνου με τίτλο Δυναμική Εμβολοφόρων Μ.Ε.Κ. (πρώην “Μ.Ε.Κ. II”) χωρίζεται σε τρεις μεγάλες ενότητες.
Η πρώτη ενότητα ασχολείται με τη ροή των δυνάμεων (δυνάμεις εξ αερίων, αδρανειακές, βαρυτικές) διαμέσου του κινηματικού μηχανισμού, από το σημείο δημιουργίας τους στον κύλινδρο μέχρι τη στροφαλοφόρο άτρακτο, απ' όπου παρέχεται η κίνηση στο εκάστοτε συνδεδεμένο φορτίο (γεννήτρια, έλικα κλπ). Αναλύονται διάφοροι κινηματικοί μηχανισμοί.
Η δεύτερη ενότητα αναλύει, με μία ευρεία σειρά παραδειγμάτων, τις παραμένουσες αδρανειακές παλινδρομικές και περιστροφικές δυνάμεις και ροπές, καθώς και τις συνθήκες αντιμετώπισής τους (ζυγοστάθμιση) στις εμβολοφόρες Μ.Ε.Κ. (κινητήρες εν-σειρά διάταξης, διάταξης 'V', αστεροειδείς). Μέσω της ενότητας αυτής δίνεται η δυνατότητα συζήτησης/ανάλυσης διαφόρων πολύ ενδιαφερόντων πρακτικών θεμάτων εμβολοφόρων κινητήρων, π.χ. χωροταξίας, επιλογής κατάλληλης διάταξης, αριθμού κυλίνδρων, περιεχόμενης γωνίας κλπ.
Η τρίτη ενότητα ασχολείται με το ιδιαίτερα σημαντικό θέμα των ταλαντώσεων στρέψης της στροφαλοφόρου ατράκτου, και συγκεκριμένα με τον τρόπο δημιουργίας τους, τις συνέπειές τους και τις μεθόδους αντιμετώπισής τους.
Ουσιαστικό προαπαιτούμενο αποτελεί το μάθημα του 6ου εξαμήνου Μηχανές Εσωτερικής Καύσης.
Σκοπός του μαθήματος:
Εμβάθυνση των φοιτητών πάνω σε θέματα δυναμικής Μ.Ε.Κ. και κατασκευαστικών-υπολογιστικών στοιχείων τους.
2 - Ωρες-Αίθουσες Παραδόσεων
Το μάθημα διδάσκεται κατά το χειμερινό εξάμηνο, μία φορά την εβδομάδα, σε 3ωρες διαλέξεις, σε συνδιδασκαλία με τον Καθηγητή Δ.Θ. Χουντάλα και υποστήριξη από τον ΕΔΙΠ Δ. Γιαννόπουλο:
Πέμπτη 12:00-14:45, Αίθουσα Ζ201.
Πέμπτη 15:30-16:15, Αίθουσα Ζ2ο1 (ασκήσεις).
3 - Διδακτικές Σημειώσεις - Βιβλία
1) Κ.Δ. Ρακόπουλος, “Μ.Ε.Κ.-ΙΙ - Εμβάθυνση στην Κατασκευή και Λειτουργία των Εμβολοφόρων Μ.Ε.Κ.”, Εκδ. Γρ. Φούντας, Αθήνα (συμπεριλαμβάνει και το παλαιό τεύχος λογιστικών ασκήσεων που διανέμετο ξεχωριστά) - κωδικός συστήματος “Εύδοξου” 32998293.
Η διανομή του βιβλίου γίνεται από τον εκδοτικό οίκο Γρ. Φούντας, Στουρνάρη 36, Αθήνα, 4ος όροφος, τηλ. 210-5238910.
2) E.Γ. Γιακουμής, “Ζυγοστάθμιση Παλινδρομικών Εμβολοφόρων Κινητήρων”, ΕΜΠ, Αθήνα 2020 (ηλεκτρονική έκδοση).
4 - Διδακτέα Ύλη
- Μερικά γενικά κατασκευαστικά στοιχεία (Κεφ. 1) (συνοπτικά)
- Κινηματικοί μηχανισμοί (Κεφ. 2)
- Δυνάμεις του κινηματικού μηχανισμού (Κεφ. 3)
- Διάγραμμα στρεπτικών δυνάμεων (Κεφ. 5)
- Ανομοιομορφία περιστροφής στροφαλοφόρου ατράκτου (Κεφ. 6) (συνοπτικά)
- Ζυγοστάθμιση μαζικών δυνάμεων και ροπών μονοκύλινδρου κινητήρα (Κεφ. 7)
- Ζυγοστάθμιση μαζικών δυνάμεων και ροπών πολυκύλινδρων κινητήρων (Κεφ. 8)
- Γενικά περί ταλαντώσεων εμβολοφόρων κινητήρων (Κεφ. 9)
- Εισαγωγή στις στρεπτικές ταλαντώσεις (Κεφ. 10)
- Στρεπτικές ταλαντώσεις στροφαλοφόρου ατράκτου κινητήρων (Κεφ. 11)
5 - Βοηθητικό Υλικό και Σημειώσεις Παρουσιάσεων - βλ. link μαθήματος στο helios.ntua.gr https://helios.ntua.gr/course/view.php?id=1752
6 - Υπολογιστικό Θέμα Μαθήματος
Το υπολογιστικό θέμα του μαθήματος ΜΕΚ-ΙΙ είναι προαιρετικό, με βαρύτητα 15%. ΤΟ ΘΕΜΑ ΜΕΤΡΑΕΙ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟ ΤΡΕΧΟΝ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ.
Για το Ακαδημαϊκό έτος 2020-21 το θέμα είναι η μελέτη ζυγοστάθμισης 4-X, 7-κύλινδρου κινητήρα διάταξης σειράς.
Πληροφορίες στο link του μαθήματος στο helios.
7 - Εξέταση-Βαθμολόγηση Μαθήματος
Η εξέταση του μαθήματος γίνεται με ανοιχτές σημειώσεις.
Η εξέταση περιλαμβάνει λογιστικές ασκήσεις πάνω σε δυνάμεις/έδρανα/ζυγοστάθμιση/ταλαντώσεις, ερωτήσεις κρίσης, ερωτήσεις πολλαπλών επιλογών, καθώς και αναγνώριση βασικών εξαρτημάτων εμβολοφόρων κινητήρων.
Το άριστα στο τελικό διαγώνισμα είναι το 10. Οι έως 1,5 μονάδες από το θέμα προστίθενται στη βαθμολογία του διαγωνίσματος.
8 - Προτεινόμενη Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία
1) C. F. Taylor, “The Internal Combustion Engine in Theory and Practice, Vol. 2”, M.I.T. Press, Cambridge MA, 1984 (Κεφάλαια 8, 9).
2) W. Ker Wilson, “The Balancing of Oil Engines”, C. Griffin & Co, London, 1929.
3) K. Mollenhauer and H. Tschoeke, “Handbook of Diesel Engines”, Springer Verlag, London, 2010.
4) H. Maas und H. Klier, “Kraefte, Momente und deren Ausgleich in der Verbrennungskraftmaschine”, Springer, Wien, 1981.
5) J. P. den Hartog, “Mechanical Vibrations”, Dover, N.Y., 1985.
6) W. Ker Wilson, “Practical Solution of Torsional Vibration Problems”, 3rd edition, Chapman & Hall, London, 1956-69.
7) O. R. Lang, “Triebwerke schnellaufender Verbrennungsmotoren - Grundlagen zur Berechnung und Konstruktion”, Springer Verlag, 1966. | 
