Применение аддитивных технологий при разработке учебно-действующего стенда «Электрифицированный четырехцилиндровый бензиновый двигатель»

Статья посвящена разработке электрифицированного учебно-действующего стенда с целью его использования в образовательном процессе при изучении устройства, технического обслуживания и ремонта четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания.

Ключевые слова: учебно-действующий стенд, аддитивные технологии, двигатель внутреннего сгорания, обучение, наглядность.

В настоящее время существует большое количество учебно-действующих стендов в области эксплуатации, технического обслуживания и ремонта автомобильной техники. Учебно-действующие стенды играют важную роль в процессе обучения. Благодаря наглядности и простоте конструкции они обеспечивают качественное усвоение теоретических и практических знаний об устройстве, принципах работы, техническом обслуживании и ремонте агрегатов и механизмов автомобилей.

Учебные стенды максимально наглядно демонстрируют технологические процессы, позволяют эффективно изучать новый материал. Учебные стенды должны позволить образовательным учреждениям использовать доступное для обучающихся оборудование, при этом по цене гораздо ниже, чем обычное промышленное оборудование [1, c. 46].

При создании нового образца, детали, макета для которого характерны вариантные исследования, необходимость частых изменений конструкции образца и, как следствие, постоянной коррекции технологической оснастки для изготовления опытных образцов, проблема быстрого изготовления физических объектов деталей становится ключевой. Применимо это и к учебно-действующим стендам. В связи с этим технология 3D печати является наиболее актуальной для быстрого макетирования деталей машиностроения.

В работе представлен алгоритм создания и подготовки к печати модели двигателя внутреннего сгорания, который является главной частью учебно-действующего стенда, с помощью системы автоматизированного проектирования «КОМПАС-3D», а также получение физической модели с использованием технологии 3D печати [3, c. 43].

Рассмотрим процесс подготовки к печати модели двигателя внутреннего сгорания с использованием программы «КОМПАС-3D»:

1) открываем необходимую модель детали (рисунок 1).

2) открываем вкладку «файл» и выбираем «сохранить как» (рисунок 2)

Рис. 2. Сохранение файла

3) В открытом меню «Укажите имя файла для записи», необходимо выбрать путь для сохранения файла, указать имя файла и выбрать тип файла, после чего сохранить его. Требуемый тип файла для печати — STL (*.stl) (рисунок 3)

Рис. 3. Выбор необходимого типа файла

4) Для подготовки и печати модели необходимо использовать программное обеспечение 3D-принтера. В данном случае это программа «Ultimaker Cura». Необходимо открыть данную программу и загрузить в нее файл 3D — модели (рисунок 4)

Рис. 4. Загрузка модели

5) Выбрать необходимые параметры печати, для этого открыть меню «Параметры печати» (рисунок 5).

Рис. 5. Выбор параметров печати

6) Произвести печать модели (рисунок 6).

Рис. 6. Печать модели

После того, как детали пропечатаны и обработаны, производим сборку макета двигателя внутреннего сгорания. Для скрепления деталей и частей используем резьбовые соединения. Элементы электрооборудования соединяем пайкой, при необходимости с помощью клея.

Электрооборудование учебно-действующего стенда включает в себя источник питания и потребители, такие как электромотор и светодиоды, а также другие элементы в виде реостата, резисторов и переключателей [2, c. 18].

Разработанный учебно-действующий стенд предназначен для проведения всего комплекса теоретических, практических и лабораторных занятий по изучению конструкции двигателей внутреннего сгорания.

Область применения учебно-действующего стенда для высшего и среднего профессионального образования, учебных заведений по подготовке водителей, автослесарей, специалистов по проектированию, техническому обслуживанию, ремонту автомобилей и двигателей.

Литература:

1. Гладов Г. И. Специальные транспортные средства: проектирование и конструкции: учебник для вузов / Г. И. Гладов, А. М. Петренко. — М.: ИКЦ: «Академкнига», 2004. — 320 с.
2. Павлов В. В. Тяговый расчет многоцелевых гусеничных и колесных машин с ГМТ: методические указания к расчетной лабораторной работе для студентов, изучающих курс «Теория движения» / В. В. Павлов. — М.: МАДИ (ГТУ), 2009. — 30 с.
3. Стрельцов Р. В. Применение 3D моделирования в образовательном процессе военного вуза на примере создания 3D модели коробки передач автомобиля семейства Камаз / Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности. Сборник научных статей по итогам международной научной конференции. 2020. С. 42–44.