d）主轴颈过渡圆角R：
根据《柴油机设计手册》，主轴颈圆角R约为0.045D左右。圆角曲轴应力最大的部位，所以曲轴的圆角半径应该足够大，避免应力的集中。
2）曲柄销
a）曲柄销：曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连。 b）曲柄销直径Dp：
c)由于缸径较大，曲柄销直径也较大，使不平衡的离心力也较大，为减小这种离心力，设计时曲柄销做成空心的，同时还可以减少曲轴的质量，改善圆角应力的分布，提高曲轴强度。
d）曲柄销长度：
如果曲柄销过长，则流过轴承的机油流量减少，冷却差，轴承温度升高，使润滑粘度下降，轴承的承载能力反而降低。
3）曲柄臂
a）曲柄臂：它是曲轴中最薄弱的部分之一，在曲柄平面的抗弯刚度和强度较差。 b）曲柄臂厚度：增加曲柄臂厚度，可使过渡圆角处的压力流线分布更加的均匀，即可以提高它的强度和抗弯能力。但是它受到缸心距的限制。
c）曲柄臂宽度在曲柄臂厚度无法增加时，通常会通过增加曲柄臂的宽度来提高它的强度，但是曲柄臂的宽度越宽，会使应力的分布越不均匀。设计曲柄的形状采用椭圆形，其中心偏离主轴颈中心28 mm，长轴为 80 mm，短轴 60 mm，如下图所示。
4）曲轴的两端
26
a）曲轴的两端为自由端与输出端。
b）曲轴前端：也叫自由端，一般安装机油泵，水泵，正时齿轮等。
c）曲轴后端：也叫输出端，一般安装飞轮。在曲轴后端还有安装飞轮的凸缘。为阻止机油向后窜漏，通常在曲轴轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹。
5）曲轴的润滑油孔
?油孔直径d?6mm，与垂直轴夹角为45。主轴颈上的斜油道与曲柄的润滑油道相通。
润滑油经主轴颈上的斜油道流向曲柄销孔，以润滑连杆轴瓦和曲柄销。
6）曲轴的平衡块
a）曲轴的平衡块是用来平衡曲轴的不平衡的离心惯性力和离心惯性力矩，尽量减小主轴承的最大负荷。平衡块的重心要尽量远离曲轴的中心线，用来提高平衡效果。但是平衡块一般不能够超过曲轴旋转所扫过的范围，否则易使平衡块和其它的部件相干涉。设计平衡块时应该尽量不增加曲轴的尺寸，但又要尽量增加重量。
b）平衡块的布臵方案
1：在曲轴上用两个平衡块。（如下图左）
2：在曲轴上用四个平衡块。（如上图右）
如果用四个平衡块还不能够达到平衡的目的，可以将平衡块加宽，再用螺栓嵌上去；或者将平衡块掏空一部分，注入铅。这样可以增加重量来达到平衡。设计中选用在曲轴上布臵四个平衡块。因为布臵两个平衡块时，无法使整机得到平衡，所以选用四个平衡块，此时整机基本平衡。平衡块形状见平衡块的平衡计算。
7）曲轴的轴向定位
为了限制曲轴工作时前后窜动量，保证曲柄连杆机构的正确位臵，需要轴向定位。通常用止推片或止推轴承。
8）曲轴的止推及油封
27
a）曲轴的止推由曲轴的止推边限制曲轴的轴向移动，曲轴止推凸肩与止推片的轴向间隙为(0.05?0.2)mm。使曲轴相对与机体可以自由的沿轴向做热膨胀。
b）为了防止曲轴的前后端沿着轴向漏油，曲轴应该有油封装臵。设计中选用甩油盘和橡胶骨架式油封。
曲轴示意图
2.飞轮
在发动机工作循环中，只有一个冲程作功，飞轮的功用就是把传到曲轴上的一部分能量储存起来，用以克服进气、压缩、排气冲程中的阻力，使曲轴旋转均匀，并能克服发动机短时间超负荷工作，飞轮还有便于起动及输出功率的作用。当运动中当扭矩大于平均扭矩时，飞轮将多余能量储存起来；当扭矩小于平均扭矩时，飞轮释放能量，以避免转速急剧变动；同时，飞轮还是传递柴油机动力的主要零件，由于飞轮的结构形式多样而且其转动惯量易达到要求。
28
其中，飞轮的转动惯量Ir计算如下： Ir?900????E(?2???n2)
式中：φ—飞轮占柴油机总转动惯量的分数； E—转矩曲线盈亏功； n—转速；
单位： N 单位：r/min
δ—柴油机运转不均匀度。
⑴要求：质量尽可能小的前提下具有足够的转动惯量，因而轮缘通常做得宽而厚。 ⑵材料、工艺、结构特点：
①一般用灰铸铁，当轮缘速度超过50米/秒时要采用球铁或铸钢。
②飞轮外缘上的齿圈是热压配的，齿圈磨损失效后可以更换，但拆装齿圈时应注意加热后进行。
③飞轮应与曲轴一起进行动平衡校准。为了拆装时不破坏它们的平衡状态，飞轮与曲轴之间的连接螺栓应不对称布臵。
飞轮的材料为合金铸铁，安装时由六个螺栓和一个定位销将飞轮固定在曲轴的法兰盘上。飞轮的结构如上图所示。
3.轴瓦
轴瓦的设计原则主要本着在大批量生产的条件下能保证很高的制造精度，可完全互换，使用方便成本低。基于TBD234柴油机的转速范围属高速机，滑动轴承材料选用高锡铝合金，其硬度HB在20℃时为30～40，150℃时为23～30，最大许用负荷24.5MPa，许用速度8～10m/s，最高工作温度170℃。用高锡铝合金轴瓦，它的机械强度高，减磨性能高，耐腐蚀，制造成本低。
为了防止轴瓦在工作时松动，轴瓦上设臵有突键，安装时突键位于连杆大头相应的凹槽内。轴瓦背与轴瓦座要紧贴合，以免轴瓦松动或散热不良而烧损轴瓦。为此，轴瓦的座中其一端与座的分开面对齐时，轴瓦的另一端高出座的分开面0.05毫米左右。当拧紧连杆螺栓时，轴瓦与瓦座应过盈，而使配合很好的机械连杆螺栓常用优质钢材制造，安装时按一定拧紧扭矩拧紧。TBD234柴油机，连杆螺栓规格M16拧紧扭矩90N.m+60°（1棱面）230+10 N.m，
0.144主轴承螺栓M18拧紧扭矩200 N.m+90°（1?棱面）。连杆轴承和连杆轴径间隙为50??0.090mm，
磨损极限50.18mm。
平衡轴
29
LLS柴油机V6、V8缸机装有平衡轴，12缸机因本身有良好的平衡，因此无需再装平衡轴。
活塞连杆组件在运动中，会产生往复惯性力及往复惯性力矩，234系列V8由于发火次序及V型夹角等因素引起发火间隙角度不均匀，因而产生了一次和二次往复惯性力矩的不平衡，由此加重柴油机振动。为保证可靠平稳运转，在结构上采用了平衡轴装臵，以达到平衡目的。
阳江LLS柴油机的平衡轴是一根质量偏心轴，它由过渡齿轮传动，其转速为曲轴的2倍，平衡轴平衡曲柄连杆机构的二次往复惯性力。
第五章 内燃机辅助系统设计
辅助系统包括燃油供给系统，配气系统，润滑系统，冷却系统，起动系统。根据TBD234柴油机的主要用途，工作情况和设计要求，根据具体布臵方案与有关参数来选择现有内燃机工作可靠的机件，使机件通用化，降低成本，便于维修。
凸轮轴示意图
第一节 配气系统的设计
配气系统由气门组、驱动组、传动组、减压机构和进排气系统组成。
30