Полный расчет ДВС ЗМЗ-53

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Т. Ф. ГОРБАЧЕВА
Кафедра эксплуатации автомобилей
Курсовой проект по дисциплине "СИЛОВЫЕ АГРЕГАТЫ"
На тему: Полный расчет ДВС ЗМЗ-53

Наименование параметра Обозначение Единицы измерения Численные значения
1. Тип двигателя - - Бензиновый
2. Назначение - - Грузовой
3. Тип камеры сгорания - -
4. Способ смесеобразования - -
5. Тип системы охлаждения - - Жидкостное
6. Тип газораспределительного механизма - - OHV
7. Эффективная мощность Ne кВт 89
8. Номинальная частота вращения коленчатого вала nN мин-1 3400
9. Степень сжатия
- 7,2
10. Число и расположение цилиндров i - V-8
11. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D - 80/92=0,869
12. Коэффициент избытка воздуха α - 1,61
13. Степень повышения давления
- 4,101
14. Температура подогрева свежего заряда ∆T К (оС) 0
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 7
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СИЛОВОГО АГРЕГАТА 8
1.1. Расчет параметров рабочего тела 8
1.1.1. Средний элементарный состав топлива 8
1.1.2. Низшая теплота сгорания топлива 8
1.1.3. Коэффициент избытка воздуха 8
1.1.4. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива 9
1.1.5. Количество горючей смеси 9
1.1.6. Состав продуктов сгорания 9
1.1.7. Общее количество продуктов сгорания 10
1.2. Расчет процесса наполнения 10
1.2.1. Температура подогрева свежего заряда 10
1.2.2. Плотность заряда на впуске 10
1.2.3. Потери давления на впуске 11
1.2.4. Давление в конце впуска 11
1.2.5. Коэффициент остаточных газов 11
1.2.6. Температура в конце впуска 12
1.2.7. Коэффициент наполнения 13
1.3. Расчет процесса сжатия 13
1.3.1. Давление в конце сжатия 13
1.3.2. Температура в конце впуска 13
1.3.3. Средняя мольная теплоемкость свежей смеси 14
1.3.4. Средняя мольная теплоемкость остаточных газов 14
1.3.5. Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси 14
1.4. Расчет процесса сгорания 14
1.4.1. Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси 14
1.4.2. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси 15
1.4.3. Количество тепла ∆HU, потерянного вследствие неполноты сгорания топлива 15
1.4.4. Теплота сгорания рабочей смеси 15
1.4.5. Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания 15
1.4.6. Коэффициент использования тепла 16
1.4.7. Уравнение сгорания 16
1.4.8. Максимальное давление сгорания 17
1.4.9. Степень повышения давления (для бензиновых двигателей) 17
1.5. Расчет процесса расширения 17
1.5.1. Степень предварительного расширения (для дизелей) 17
1.5.2. Степень последующего расширения (для дизелей) 17
1.5.3. Давление в конце расширения 18
1.5.4. Температура в конце расширения 18
1.5.5. Проверка корректности принятых величин 18
1.6. Индикаторные показатели рабочего цикла 19
1.6.1. Теоретическое среднее индикаторное давление 19
1.6.2. Среднее индикаторное давление 19
1.6.3. Индикаторный КПД 19
1.6.4. Индикаторный удельный расход топлива 20
1.7. Эффективные показатели рабочего цикла 20
1.7.1. Среднее давление механических потерь 20
1.7.2. Среднее эффективное давление 21
1.7.3. Механический КПД 21
1.7.4. Эффективный КПД 21
1.7.5. Эффективный удельный расход топлива 21
1.7.6. Часовой расход топлива 21
1.8. Основные параметры цилиндра и двигателя 21
1.8.1. Рабочий объем двигателя 21
1.8.2. Рабочий объем цилиндра 21
1.8.3. Диаметр поршня 21
1.8.4. Ход поршня 22
1.8.5. Действительные параметры двигателя 22
1.9. Построение индикаторной диаграммы 22
1.9.1. Индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя 23
1.9.2. Индикаторная диаграмма дизеля 24
1.9.3. Коррекция теоретической индикаторной диаграммы 25
1.10. Тепловой баланс 28
1.10.1. Общее количество теплоты, введенной в двигатель за 1 с 28
1.10.2. Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с 28
1.10.3. Теплота, передаваемая охлаждающей среде за 1 с 28
1.10.4. Теплота, унесенная с отработавшими газами за 1 с 28
1.10.5. Теплота, потерянная вследствие химической неполноты сгорания топлива за 1 с 28
1.10.6. Неучтенные потери тепла 29
2. КИНЕМАТИКА 29
2.1. Перемещение поршня 31
2.2. Скорость поршня 33
2.3. Ускорение поршня 34
3. ДИНАМИКА 36
3.1. Динамический расчет КШМ 36
3.1.1. Построение диаграммы силы давления газов Pr в координатах
Р   (давление – угол поворота коленчатого вала) 36
3.2. Определение сил, действующих в КШМ 37
3.2.1. Сила давления газов 37
3.2.2. Удельная сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс 38
3.2.3. Центробежные силы 40
3.2.4. Суммарные силы 42
3.2.5. Крутящие моменты цилиндра и двигателя 46
3.2.6. Результирующая сила, действующая на шатунную шейку коленчатого вала от одного шатуна 50
3.3. Построение диаграмм износа шатунной шейки коленчатого вала 51