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目 录1

编辑说明1

手册通用符号1

第一章绪论1

第一节柴油机在国民经济中的作用1

第二节柴油机发展趋势2

1．概述2

2．低速大功率二冲程柴油机3

3．中速大功率柴油机4

4．高速大功率柴油机4

5．高速中、小功率柴油机5

第三节我国柴油机发展概况9

第二章设计总论13

第一节柴油机的分类和特点13

1．柴油机的分类13

2．各种柴油机的特点14

第二节柴油机主要设计指标16

1．动力性能指标16

2．经济性指标28

3．可靠性和使用寿命30

4．重量和外形尺寸31

5．其他性能指标33

第三节各种用途柴油机的设计要求35

1．农用柴油机36

2．拖拉机用柴油机36

3．载重汽车用柴油机37

4．工程机械用柴油机37

5．机车用柴油机38

6．船用柴油机39

7．电站用柴油机40

第四节柴油机总体设计40

1．柴油机主要结构参数的确定41

2．总体布置65

第五节柴油机强化程度的评定82

1．用升功率来评定82

2．用pe和Cm及peCm乘积来评定82

3．用速度系数α和单位活塞面积功84

率NF来评定84

第六节柴油机设计的系列化、85

通用化和标准化85

1．产品系列化86

2．零部件通用化87

第七节柴油机设计试制过程88

3．零件标准化88

2．调查研究和拟定技术任务书89

1．下达设计任务89

3．样机设计和先期试验研究90

4．多缸柴油机零部件施工图设计91

5．样机的试制和试验92

6．样机鉴定95

7．小批试制和批量生产96

第一节简单计算法97

1．燃烧热化学基础97

第三章柴油机工作过程计算97

2．压缩始点气体状态Ta、pa102

3．压缩终点气体状态Tc、pc103

4．燃烧过程及燃烧终点气体状态103

5．膨胀终点气体状态Tb、pb104

6．排气温度105

7．示功图的绘制105

8．发动机性能参数的计算106

9．计算实例108

第二节电子计算机计算法113

1．基本原理与公式113

2．微分方程组的求解118

3．进、排气管内计算的方程式120

4．废气涡轮增压器性能参数的计算120

5．计算实例122

6．电子计算机计算法在其他方面的应用123

符号表132

第四章柴油机的动力计算及平衡135

第一节曲柄连杆机构的运动分析135

1．中心式曲柄连杆机构的运动分析135

2．偏心式曲柄连杆机构的运动分析154

3．主副连杆机构的运动分析156

第二节 曲柄连杆机构的动力分析162

1．中心式曲柄连杆机构中的惯性力162

和惯性力矩162

2．中心式曲柄连杆机构的动力分析169

3．偏心式曲柄连杆机构的动力分析178

4．主副连杆机构的动力分析178

5．柴油机曲轴的输出扭矩182

6．柴油机曲轴的旋转不均匀度δ187

7．柴油机动力计算用表190

和平衡方法194

1．综述194

第三节柴油机的平衡分析194

2．单缸柴油机的平衡分析和平衡方法195

3．单列式柴油机的平衡分析和平衡方法203

4．V型柴油机的平衡分析和平衡方法219

5．柴油机的内部平衡性能分析242

和平衡方法242

6．柴油机不平衡性能的粗略估计251

第四节计算例题252

1．S195型柴油机的动力、平衡计算252

惯性力及其平衡258

2．平面8V190型柴油机的二级往复258

3．采用主副连杆机构的6V240型柴261

油机的往复惯性力和往复惯性力矩261

4．r=65°、θ0=25°的错拐V2型柴265

油机的往复惯性力265

5．6130型柴油机内力矩的计算266

符号表269

第五章轴系扭转振动275

第一节概述275

第二节当量系统计算275

1．轴段扭转弹性值计算276

2．转动惯量计算292

3．增速或减速系统的转动惯量及297

柔度换算297

第三节 自由振动计算298

1．计算原理298

2．单质量、双质量及三质量系统的300

自由振动计算300

3．多质量系统的自由振动计算301

4．第一次频率试算值的选取方法303

5．自由振动计算实例304

6．分支系统的自由振动计算306

第四节强迫振动计算309

1．干扰力矩功309

2．阻尼功322

3．临界转速计算324

4．共振振幅及扭振应力计算325

5．非共振振幅及扭振应力计算326

6．强迫振动合成振幅与合成扭振应326

力及共振曲线的绘制326

7．扭振许可应力及许可振幅327

1．调整轴系自振频率328

2．减小干扰力矩功328

第五节改善扭转振动的方法328

3．加装减振器329

第六节扭转振动测试与分析346

1．测试方法与测试仪器346

2．测试记录分析349

附录355

第六章燃烧系统361

第一节概述361

1．混合气形成和燃烧过程361

2．对燃烧系统的要求及其分析364

2．燃烧室的比较368

第二节燃烧室的比较和选型368

1．燃烧室的分类368

3．燃烧室的选型372

第三节进气涡流373

1．进气涡流的产生方法373

2．进气道的稳定流动试验及评价参数374

3．螺旋气道的设计377

第四节直接喷射式燃烧室380

1．开式燃烧室（浅坑形）380

2．半开式燃烧室（深坑形）383

2．设计要点393

1．概述393

第五节涡流室393

第六节预燃室402

1．概述402

2．预燃室中的压力变化和流速计算404

3．设计调试要点406

第七章活塞组415

第一节概述415

1．活塞组的工作条件415

第二节活塞的结构和选型416

1．活塞结构的分类416

2．活塞组的设计要求416

2．活塞的选型417

第三节活塞的基本设计418

1．活塞的主要尺寸418

2．活塞头部设计427

3．活塞销座设计430

4．活塞裙部及其侧表面形状的设计433

5．活塞与缸套的配合间隙436

6．活塞重量437

7．活塞强度计算438

8．活塞技术要求及结构实例443

1．冷却方式及其效果445

第四节活塞的冷却445

2．冷却油腔的制造方法446

3．冷却机油的输送方式447

4．冷却油量450

5．振荡油冷活塞的设计要点450

第五节整体铸铁活塞452

1．典型结构452

2．新型球铁活塞的设计特点452

第六节组合活塞453

1．典型结构453

2．设计要点454

第七节活塞材料及工艺457

1．对材料的要求457

2．材料的种类及其比较458

3．铝活塞的成形方法462

第八节活塞的表面处理463

第九节活塞销的设计464

1．结构及尺寸464

2．轴向定位464

3．活塞销与销座的配合465

5．材料及强化工艺466

4．强度校核466

第十节活塞环的设计467

1．概述467

2．活塞环的结构469

3．活塞环的基本计算公式474

4．主要参数选择476

5．径向压力分布与自由形状设计479

6．活塞环的间隙484

7．活塞环的组合485

8．减少漏气和窜油的措施486

9．活塞环的材料及成型方法488

10．活塞环的表面处理490

第十一节活塞组的损坏型式及493

改进措施493

第十二节活塞试验研究495

1．活塞温度测量495

2．应力和变形测量498

3．专题试验499

第八章连杆组501

第一节概述501

1．连杆组工作情况501

2．对连杆组的要求501

3．连杆结构类型502

第二节连杆的基本设计503

1．主要尺寸比例503

2．连杆长度504

3．连杆小头505

4．连杆杆身512

5．连杆大头513

6．连杆组重量517

7．技术要求及结构实例517

1．结构及选型523

第三节 V型柴油机的连杆523

2．主副连杆设计要点527

第四节连杆的强度计算531

1．普通计算法531

2．有限元计算法538

第五节连杆材料及工艺543

1．连杆材料543

2．连杆毛坯成型方法544

3．连杆的强化工艺545

第六节连杆螺栓的设计545

1．概述545

2．螺栓预紧力的决定547

3．螺栓的疲劳计算549

4．提高连杆螺栓疲劳强度的措施550

第七节 连杆组的损坏形式及551

改进措施551

附录552

第九章曲轴组555

第一节曲轴概述555

1．曲轴的功用555

2．设计要求555

1．曲轴的结构型式及其选择556

第二节曲轴设计556

3．设计步骤556

2．曲柄的基本尺寸560

3．提高曲轴疲劳强度的方法565

4．润滑油通道571

5．曲轴平衡块573

6．曲轴的轴向定位574

7．曲轴端部结构574

8．密封装置575

9．曲轴材料、毛坯制造及热处理577

10．曲轴技术条件580

11．曲轴损坏型式582

1．作用于曲轴上的力和力矩583

第三节曲轴疲劳强度计算583

2．曲轴圆角疲劳强度计算592

3．曲轴油孔疲劳强度计算613

第四节 曲轴工作应力及疲劳强622

度的测定622

1．柴油机运转状态下曲轴工作应力测量622

2．曲轴疲劳极限测定625

3．确定曲轴安全程度626

2．飞轮的设计627

第五节飞轮627

1．飞轮的功用627

3．飞轮尺寸确定628

第十章轴承631

第一节轴承的结构型式与设计内容631

1．轴承衬的结构型式631

2．轴承副的结构型式632

3．柴油机滑动轴承的设计内容与步骤634

第二节材料634

1．轴承合金材料634

2．轴承合金的性能642

3．表面涂层材料645

4．衬背材料646

第三节结构设计647

1．直径、宽度与轴承间隙647

2．结构要素的确定650

3．配合与过盈量的确定662

4．轴瓦与衬套的工作图和有关技术条件669

第四节 负荷与润滑计算672

1．坐标与图形673

2．负荷计算682

3．轴心轨迹计算690

4．最大油膜压力计算696

5．流量、摩擦与发热计算699

6．负荷与润滑计算在柴油机设计中的701

应用701

7．典型的轴承负荷与轨迹图形707

第五节轴承的损坏及其分析719

第六节滚动主轴承设计724

1．滚动主轴承的组合型式725

2．径向游隙与配合728

3．轴向紧固与润滑730

4．寿命计算731

5．带挡边的短圆柱滚子轴承轴向负736

荷能力的计算736

6．滚动主轴承寿命计算实例737

第十一章气缸盖、气缸盖垫片和741

进排气管741

第一节气缸盖741

1．概述741

2．气缸盖分类及其特点742

3．气缸盖结构设计746

4．气缸盖强度计算774

5．气缸盖材料780

6．气缸盖试验与检查781

7．气缸盖常见损坏形式及其改进措施784

第二节进排气管设计786

1．概述786

2．进、排气管结构型式787

3．进、排气管的核算788

第三节气缸盖垫片设计789

1．气缸盖垫片（简称缸垫）设计要点789

2．缸垫结构型式791

3．缸垫有关尺寸的选择与确定795

4．缸垫的厚度测量797

第十二章机体与气缸套801

第一节机体801

1．概述801

2．机体分类和结构特点802

3．机体设计810

4．主轴承盖设计831

5．油底壳设计846

6．机体计算849

7．机体材料853

8．机体结构试验854

9．机体常见损坏形式和改进措施860

第二节气缸套863

1．概述863

2．气缸套分类和结构特点864

3．气缸套结构设计866

4．气缸套材料879

5．气缸套计算883

6．气缸套的磨损及其改进886

7．气缸套允许磨损极限893

8．气缸套的穴蚀893

9．气缸套常见损坏形式和改进措施899