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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、pa 102

3．压缩终点气体状态Tc、pc 103

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、pb 104

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δ 187

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