到達目標
□熱力学で学んだ熱エネルギから力学的エネルギへの変換が、いかなるシステムにおいて実現されるのか説明できる
□火花点火機関および圧縮着火機関の混合気形成、点火、燃焼のメカニズムについて説明できる
□上記の理解のもとに、混合気形成や点火、燃焼のメカニズムが如何にして熱効率や出力の向上、有害排出物の低減
に関わるのかを学び、エネルギの有効利用や環境負荷の低減など、これからますます厳しくなる社会的要求に対応す
る具体的な方策を考えることができる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換を理解し，説明できる | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換を説明できる | 熱エネルギーから力学的エネルギーへの変換を説明できない |
| 評価項目2 | 熱効率の向上や有害物質の低減手法を理解し，説明できる | 熱効率の向上や有害物質の低減手法を説明できる | 熱効率の向上や有害物質の低減手法を説明できない |
| 評価項目3 | 理想サイクルと実際のサイクルの違いを理解し，説明できる | 理想サイクルと実際のサイクルの違いを説明できる | 理想サイクルと実際のサイクルの違いを説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
代表的な熱機関である火花点火機関（ガソリンエンジン）と圧縮点火機関（ディーゼルエンジン）について、エネルギ変換の仕組みについて学習する
まず熱力学で学んだ状態変化、サイクルについて復習し、理論サイクルと実際のエンジンで行われるサイクルとの関係ついて考察する
さらに、熱機関の設計に対して、熱力学がいかに応用されるかについて明らかにする
これらの基礎的な理解の上に立って、それぞれの機関で混合気の生成、燃焼、吸排気のメカニズムを具体的に説明し、熱効率の向上、出力の向上、有害排出物の低減に対して、どのように機関の設計を行ってゆくべきか明らかにする
授業の進め方・方法:
座学
注意点:
熱力学を理解しておくこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱機関の歴史 |
熱機関の発展の歴史を説明できる
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| 2週 |
内燃機関と外燃機関 |
内燃機関と外燃機関の違いと特徴を説明できる
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| 3週 |
往復動式内燃機関 |
レシプロエンジンの仕組みが説明できる
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| 4週 |
熱効率，出力，平均有効圧力 |
熱効率，出力，平均有効圧力が計算できる
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| 5週 |
オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクル |
オットーサイクル、ディーゼルサイクル、サバテサイクルの原理と特徴が説明できる
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| 6週 |
燃料空気サイクルと実際のサイクル |
理論サイクルと燃料空気サイクル，実際のサイクルの違いが説明できる
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| 7週 |
火花点火機関用燃料とディーゼル機関用燃料 |
火花点火機関用燃料とディーゼル機関用燃料で使用する燃料の違いを説明できる
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| 8週 |
オクタン価、セタン価、蒸留曲線 |
オクタン価、セタン価、蒸留曲線を適切に説明できる
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| 4thQ |
| 9週 |
燃焼の総括反応式 |
燃焼反応における総括反応を説明できる
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| 10週 |
理論空気量、空気過剰率 |
理論空気量，空気過剰率を計算できる
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| 11週 |
着火、燃焼反応、着火遅れ、燃焼速度、火炎構造 |
燃焼における各特性地を説明できる
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| 12週 |
火花点火機関の異常燃焼（ノッキング） |
ガソリンエンジンのノッキングの発生原理と抑制法を説明できる
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| 13週 |
火花点火機関の有害排出物の低減法 |
ガソリンエンジンの有害排出物の低減法を説明できる
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| 14週 |
ディーゼル機関の着火遅れとディーゼルノック |
ディーゼルエンジンのノッキングの発生原理と抑制法を説明できる
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| 15週 |
ディーゼル機関の有害排出物の低減法 |
ディーゼルエンジンの有害排出物の低減法を説明できる
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 工作 | 鋳物の作り方、鋳型の要件、構造および種類を説明できる。 | 4 | |
| 精密鋳造法、ダイカスト法およびその他の鋳造法における鋳物の作り方を説明できる。 | 4 | |
| 鋳物の欠陥について説明できる。 | 4 | |
| 溶接法を分類できる。 | 4 | |
| ガス溶接の接合方法とその特徴、ガスとガス溶接装置、ガス溶接棒とフラックスを説明できる。 | 4 | |
| アーク溶接の接合方法とその特徴、アーク溶接の種類、アーク溶接棒を説明できる。 | 4 | |
| サブマージアーク溶接、イナートガスアーク溶接、炭酸ガスアーク溶接で用いられる装置と溶接のしくみを説明できる。 | 4 | |
| 塑性加工の各加工法の特徴を説明できる。 | 4 | |
| 降伏、加工硬化、降伏条件式、相当応力、及び体積一定則の塑性力学の基本概念が説明できる。 | 4 | |
| 平行平板の平面ひずみ圧縮を初等解析法により解くことができる。 | 4 | |
| 軸対称の圧縮を初等解析法により解くことができる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |