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目 录1

1．内燃机设计总论1

1.1前言1

1.2内燃机的设计要求2

1.2.1功率和转速2

1.2.2内燃机的经济性5

1.2.3内燃机外廓尺寸的紧凑性和质量6

1.2.4内燃机设计的“三化”问题7

1.2.5内燃机的可靠性及其它8

1.3内燃机的主要结构尺寸和结构参数8

1.3.1缸径和缸数9

1.3.2比值S/D9

1.4内燃机的基本类型和典型构造10

1.4.1汽油机10

1.4.2高速柴油机18

1.4.3中速和低速柴油机28

1.4.4大功率柴油机34

1.5内燃机技术设计的程序与方法35

1.6主要零件设计中的基本问题36

2．内燃机动力学40

2.1活塞－曲柄机构的运动学40

2.1.1活塞位移x40

2.1.2活塞速度v41

2.1.3活塞加速度α42

2.2活塞－曲柄机构中运动件的质量代换43

2.2.1连杆的质量换算43

2.2.2往复直线运动部分的质量mi44

2.2.3不平衡回转部分的质量mr44

2.3单缸内燃机的平衡45

2.3.1往复惯性力Pj45

2.3.3离心惯性力Pr及其平衡46

2.3.2往复惯性力的平衡46

2.4多缸内燃机的平衡47

2.4.1离心惯性力及力矩的平衡47

2.4.2直列式内燃机上一级往复惯性力及力矩的平衡50

2.4.3直列式内燃机上二级往复惯性力及力矩的平衡53

2.4.4 V型内燃机往复惯性力及力矩的平衡54

2.5着火次序问题56

2.6关于内燃机平衡问题的小结57

2.7活塞－曲柄机构的受力分析57

2.7.1气体压力Pz58

2.7.2力的分析58

2.8飞轮61

2.9轴颈与轴承载荷图64

2.9.1连杆轴颈和连杆大头轴承的载荷图65

2.9.2主轴颈和主轴承的载荷图66

2.9.3轴颈与轴承的磨耗图68

3．曲轴的扭转振动70

3.1现象70

3.2无阻尼自由振动70

3.2.1单质量系统70

3.2.2双质量系统74

3.2.3多质量系统75

3.3有阻尼的自由扭转振动78

3.3.1阻尼78

3.3.2扭摆的有阻尼自由扭转振动79

3.4有粘性阻尼的强制振动80

3.4.1强制扭振的运动方程式80

3.4.2强制振动的共振81

3.4.3强制振动运动方程的矢量图82

3.4.4扭摆中干扰力矩的作功84

3.5.1干扰力矩的简谐分析85

3.5曲轴的扭转振动85

3.5.2内燃机的临界转速87

3.5.3干扰力矩谐量的矢量图88

3.5.4多质量系统中简谐力矩的作功89

3.5.5多质量系统共振时的振幅92

3.6扭转振动的测量93

3.6.1扭振仪93

3.6.2扭振仪的理论基础94

3.6.3曲轴的扭振图和共振图96

3.7减振措施97

4．内燃机轴承与润滑问题99

4.1摩擦99

4.1.1干摩擦99

4.1.3临界摩擦100

4.1.4实际的摩擦状态100

4.1.2流体摩擦100

4.2轴承材料101

4.§轴瓦的构造103

4.4液力润滑107

4.4.1粘度107

4.4.2承载油膜的形成107

4.5轴承的设计109

4.5.1轴承的基本尺寸参数109

4.5.2轴承承载油膜中的油压分布110

4.5.3进油口位置和供油压力的选择111

4.5.4轴承相对宽度b/d的选择113

4.5.5轴承相对间隙？的选择114

4.5.6轴颈的换算角速度ω115

4.5.7轴承的特性数Se116

4.6轴承的计算117

4.6.1计算步骤117

4.6.2内燃机轴承的计算118

5．曲轴121

5.1总述121

5.2曲轴的强度计算123

5.2.1曲轴的受力分析123

5.2.2静力计算124

5.2.3疲劳计算124

5.2.4疲劳计算中有效应力集中系数K′的确定127

5.2.5其他方法131

5.3曲轴的结构设计131

5.3.1曲轴的典型结构131

5.3.2曲拐的基本尺寸134

5.3.3提高曲拐疲劳强度的结构措施136

5.3.4润滑油道的安排138

5.3.5曲轴平衡重的设计140

5.3.6曲轴的两端143

5.3.7曲轴的止推146

5.4曲轴的毛坯与材料147

6．活塞149

6.1活塞的工作情况和设计要求149

6.2活塞材料、毛坯及热处理152

6.2.1对活塞材料的要求152

6.2.2活塞用材料——铝合金152

6.2.3活塞的毛坯及热处理155

6.3活塞的结构设计156

6.3.1活塞头部156

6.3.2活塞销座162

6.3.3活塞裙部166

9.7.2载荷的处理166

6.3.4活塞结构尺寸的统计171

9.7.1计算模型的选择与网格的划分171

6.3.5活塞的表面处理172

6.3.6活塞的加工和装配173

7.1气环的作用、工作条件和设计要求175

7.1.1气环的作用175

7．活塞环175

7.1.2活塞环的工作条件及损坏情况177

7.1.3活塞环的设计要求178

7.2活塞环的材料178

7.3气环的设计179

7.3.1活塞环的断面形状179

7.3.2切口形状182

7.3.3活塞环的结构尺寸183

7.3.4活塞防漏部的设计及与活塞环的配合184

7.3.5活塞环的应力计算和制造尺寸的确定188

7.3.6活塞环的表面覆层193

7.3.7等压环和非等压环195

7.3.8活塞环的加工196

7.4油环的设计197

7.5活塞环的组合202

8.1活塞销的工作条件和材料206

8.2活塞销的结构和尺寸206

8．活塞销206

8.3活塞销的计算208

8.4活塞销的加工和装配210

9．连杆组212

9.1总述212

9.2连杆的结构型式213

9.2.1并列连杆213

9.2.2主副连杆（又称关节式连杆）213

9.2.3叉形连杆214

9.3连杆小头214

9.4连杆杆身217

9.5连杆大头220

9.6连杆螺栓223

9.6.1连杆螺栓的强度验算224

9.6.2提高螺栓疲劳强度的措施226

9.7有限元法在连杆计算中的应用227

9.7.3计算结果整理229

10.机体、气缸盖、气缸套230

10.1机体230

10.1.1总述230

10.1.2设计要点231

10.1.3密封机油的问题235

10.2气缸盖237

10.2.1几种柴油机气缸盖的结构238

10.2.2减小气缸盖温度应力的问题239

10.2.3气缸盖进排气道的布置241

10.2.4气缸盖变形问题241

10.2.5气缸盖主要尺寸242

10.3.1气缸套结构243

10.3气缸套243

10.3.2气缸套与气缸盖接合面的密封244

10.3.3气缸套产生磨损的原因及提高气缸套耐磨性的措施246

10.3.4湿气缸套的穴蚀问题249

10.4风冷内燃机的气缸体和气缸盖251

10.4.1气缸体的结构特点251

10.4.2气缸盖的结构特点252

11．配气机构257

11.1配气机构的总体布置259

11.1.1气门的布置259

11.1.2凸轮轴的布置及驱动260

11.2凸轮机构262

11.2.1总述262

11.2.2圆弧凸轮外廓及平面挺拄的运动规律262

11.2.3凸轮缓冲曲线的设计266

11.2.4函数凸轮的设计268

11.3气门机构运动质量的换算270

11.4高速内燃机气门机构的动力学273

11.4.1现象273

11.4.2气门机构的动力学模型273

11.5气门组的结构设计276

11.5.1气门的设计276

11.5.2气门座281

11.5.3气门导管282

11.5.4气门旋转机构283

11.6气门弹簧的设计284

11.6.1气门弹簧的作用284

11.6.2气门弹簧特性参数的确定284

11.6.3气门弹簧的设计286

11.6.4气门弹簧的共振287

11.7.1凸轮轴288

11.7气门机构中驱动件的设计288

11.7.2挺柱290

11.7.3推杆291

11.7.4摇臂291

11.7.5气门与活塞的碰撞校核293

12．润滑系统295

12.1机油295

12.1.1机油的使用性能295

12.1.2机油添加剂296

12.1.3国产机油品种297

1 2.1.4机油牌号的选用297

12.1.5机油的换油期298

12.2内燃机的润滑系299

12.2.1湿式和干式曲轴箱润滑系299

12.2.2机油散热量和机油流量的确定301

12.2.3机油泵实际流量的决定302

12.2.4机油的工作压力和温度303

12.2.5油底壳机油容量303

12.2.6曲轴箱通风304

12.3润滑系主要元件的设计或选用305

12.3.1机油泵305

12.3.2机油滤清器310

12.3.3机油冷却器317

13．冷却系统321

13.1水冷系主要部件结构及其参数的确定321

13.1.1水泵321

13.1.2散热器的结构与计算325

13.1.3风扇328

13.1.4内燃机水冷系统的流量计算335

13.2水冷系的温度调节336

13.2.2改变风扇转速337

13.2.1百叶窗337

13.2.3节温器339

13.3高温水冷系340

13.4空气冷却系341

13.4.1空气冷却系设计要求341

13.4.2散热片的结构与设计要求341

13.4.3风冷内燃机散热片的验算步骤342

13.4.4导流罩344

13.4.5空冷系的温度调节345

14．内燃机的起动347

14.1内燃机实现起动的条件347

14.2内燃机的低温起动349

14.3各种起动方法349

附录1 本书使用的法定计量单位名称、符号及换算352

附录2 常用单位换算简表354

学习参考书目录356