工艺性较差，曲轴拆装不方便。
设计中根据所需的强度和刚度，选用龙门式机体。
（2）机体的主要尺寸
机体在曲轴箱部分的基本尺寸决定于连杆曲轴组件旋转运动的需要，使它们能在机体内自由运动，另一方面则又要使机体外形尽可能紧凑。
机体刚心距Lo：它影响柴油机纵向尺寸的紧凑性，取决于曲轴轴向尺寸，冷却水腔厚度，气缸套和气缸盖的选型。设计选用湿式缸套，全支承曲轴。根据《柴油机设计手册》，Lo/D范围在1.25-1.4，取Lo=140mm。 （3）机体的细节设计 [4]
一个重要原则就是要使主要载荷尽可能直线传递，避免产生附加的弯曲和扭转。
1）在气缸盖螺栓和主轴承螺栓的布置时要注意：拉力完全直线传递，螺孔下沉很深，使力线很短。从力的传递角度来看，每气缸周围布置4个气缸盖螺栓最好。
2）机体上尺寸比较大的壁面最好设计成不断弯曲的波浪形，而不是简单的大平面。可以使平壁改成弯壁，加大结构刚度，相邻两缸间的气缸盖螺栓的轴线也靠近刚度较大的侧壁和下面主轴承螺栓的轴线。
3）为使壁面的刚度加强，可以设置加强筋，且尽可能的布置成不易变形的三角形。为加强局部的刚度，可以使壁面尽可能的减薄，但必须加强局部的厚度。注意壁面变化要圆滑过渡。 （4）机体内水道的布置
[4]
1）设计时水道布置于机体的上部，使气缸套上部先进行冷却，而下部可以利用温差产生对流来进行冷却。这样布置水路比较紧凑，水泵装拆也比较方便。但是分水口水流比较急速。 2）布置水道要注意：
a．水道最好设计成平滑和逐渐变化的管道，以避免死水区及涡流区； b．水道截面前端要大些，向后端逐渐缩小；
c．水道应该要通畅，不得存在气泡的死区，特别是与气缸壁上部相接触的地方，应该避免造成局部过热。 3）水腔的尺寸
a．活塞在上止点位置时，其第一环的位置应该在水腔区域内。根据《柴油机设计手册》，ho为0.2D左右，取ho=15mm。
b．活塞在下止点位置时，活塞裙部露出不宜过大。根据《柴油机设计手册》，hu范围在(0.17-0.2)D之间。
（5）机体内油道的布置及设计要点
1）机体内的主油道位于机体的腰部，若靠近凸轮轴一边，有利于减少管道和钻孔的长度。 2）油道如果越长，孔径应该稍大一些。
3）主轴承为滚动轴承时，油道孔径可略小于一般结构。如果需要喷油冷却，油孔不宜过小。 4）机体侧面的油孔与螺栓中心线尽可能相互平行，以便于加工。
5）机体主轴承用的润滑油，一般沿着纵向主油道，通过机体横壁上的孔流往主轴承。 6）主油道孔径尺寸：根据《柴油机设计手册》，主油道孔径尺寸范围在12-28 mm。 （6）提高机体刚度和强度的方法和措施 1）加强筋的布置
a．直列式龙门式机体的横截面主轴承座处，螺栓搭子上一般应有数条横筋和竖筋。竖筋最好从轴承座搭子延伸到水腔壁，与气缸盖螺栓搭子相连，可减轻固紧螺栓时机体的变形，有利于力的传递。
b．凸轮轴孔，油孔，水孔等，力求不直接位于作用线上，可布置成稍倾斜的加强筋，使作
用里从凸轮轴孔的侧面传递过去，能减小孔边缘局部应力。
c．固紧气缸盖螺栓搭子和机体壁部中心线不重合时，搭子下面应有加强筋。螺栓搭子应有大
圆弧或锥度过渡。 2）加强筋的尺寸与断面结构
一般加强筋的厚度大致等于壁厚，高度不宜小于壁厚。否则，承载面难以减轻加强筋所引
起的应力不均匀。 2、气缸与气缸套
气缸是气体压缩，燃烧和膨胀的空间，并对活塞起导向作用。气缸套受到相当大的机械应力和热应力。因此要求气缸套要有足够的强度和刚度，并保证在工作时不致有过大的变形。气缸套还要承受活塞的侧压力，而且活塞在它的表面做高速的运动，使气缸内壁受到强烈的摩擦。它是内燃机磨损最严重的表面之一，也是决定内燃机大修期的最重要表面。大修不但增加使用成本，而且降低机器的使用寿命。气缸镜面还必须具有一定的耐磨性。气缸套外壁还受到冷却水的穴蚀，它也决定气缸套的使用寿命。因此，气缸套外壁也应该有抗“穴蚀作用”。设计缸套要注意提高刚度和耐磨性，防止拉缸，穴蚀和支承凸肩断袋，减少热变形和安装变形。 （1）气缸及气缸套材料
气缸通常与机体一样，采用灰铸铁。设计也选用灰铸铁。气缸套一般都用耐磨性好，铸造方便，成本低的合金铸造而成。常用的铸铁有高磷铸铁和硼铸铁两类，设计中选用高磷铸铁。其硬度可以达600-800HV。 （2）缸套的分类
缸套分为干式缸套，湿式缸套和整体式缸套。
1）干式缸套：干式缸套是在气缸内压入一个具有较高耐磨性的薄壁套筒。一般是动配合或者过渡配合装入机体中。干式缸套外表面不与冷却水接触，不存在冷却水的密封问题，一般壁厚在1-3 mm。但是铸造工艺要求高，废品率较高，散热效果比较差。
2）湿式缸套：湿式缸套冷却较好，更换方便，制造容易。它的外表面与冷却水直接接触，冷却和散热效果比较好，气缸套的热应力和变形较小，对于机体上的污物，水垢容易清除。但是易发生穴蚀，比干式缸套重。
3）整体式缸套：气缸套与机体连成一体，刚度和强度高于干式缸套和湿式缸套，但铸造复杂，维修与更换不方便。
由于缸径比较大，在设计中采用湿式缸套。 （3）湿式缸套的结构和尺寸
缸套的壁厚?n与?m（如上图）：根据《柴油机设计手册》，?n范围在（0.05-0.075）D之间，
(0.05-0.075)D?m范围在（0.08-0.12）D之间。取?n=6.2 mm.，?m=9.2 mm 。
2）圆角及圆弧的过渡：取R=R1=1.5 mm。
3）缸套的长度L：根据《柴油机设计手册》，L的范围在2S左右，而S=130mm ，取L=220 mm。 4）气缸套凸肩应该高于气缸体上平面?=0.05-0.15 mm，这样当紧固气缸盖时，可将气缸盖衬垫压得更紧，以保证气缸的密封性，防止冷却水和气缸内的高压气体的窜漏，要求相邻的两个气缸套的凸肩高出机体顶面高度应大致相等。但这个凸肩会使凸缘根部产生裂纹。为了减少凸缘所受的弯曲应力，在缸套顶面加工倒角。
（4）湿缸套的定位四个定位带支承在气缸体中作为径向定位。缸套的轴向定位采用环形支承凸肩，
设在机体的上部，这种定位加工简单，拆装方便。 3、气缸盖
（1）气缸盖的作用是密封气缸，并与活塞，气缸构成燃烧室空间。同时承受高温高压燃气的作
用，为保证气缸盖与气缸套之间的密封，气缸盖还要受到很大的螺栓预紧力，而气缸盖的各部分温度分布很不均匀，因此燃烧压力和交变热应力很大。故气缸盖应该具有足够的强度和刚度，工作时使故气缸盖的变形最小并保证与气缸的结合面和气门座的结合面有良好的密封。缸呆变形过大，气门损坏，等密封破坏，都会使内燃机无法工作。所以气缸盖的好坏直接影响柴油机的动力性，经济性和可靠性。常用的气缸盖的材料有铸铁，铝合金和钢。设计选用HT20-40灰铸铁。
（2）在气缸盖内一般有近排气道，气门导管孔，冷却水腔，润滑油孔道，起动阀，安全阀等装
置，并装有配气机构和喷油器等零部件。气缸盖上部装有气缸罩。
（3）气缸盖设计受燃烧室，配气机构，气门等零部件的影响。气缸盖分单体气缸盖、块状气缸
盖和整体式气缸盖。在设计中选用“?型”燃烧室，一个缸用一个盖，即单体气缸盖，一缸一个进气门一个排气门。气缸盖的布置应该从火力面的布置开始。火力面布置包括燃烧室的布置，喷油器的布置。现将气缸盖设计成“鼻梁型”，气缸盖的高度为105 mm，气缸盖的最小壁厚为4左右，在气缸座的气缸盖底面厚度加大到12，以减少翘曲，保证气门的密封性。在“鼻梁区”（气门座孔和喷油器孔之间的区域），由于热疲劳，最容易产生热裂纹，应该首先保证有足够的冷却，设计中在鼻梁区钻水孔以加强冷却。 4、气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，是由两铜片中夹着石棉网制成的，在水孔和燃烧室孔周围加镶边，用来增加强度和耐用性。其做用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。 5、气缸盖螺栓布置
气缸盖螺栓是气缸盖和气缸体之间的联结件，其位置和数量对气缸盖和气缸体的受力情况，气缸盖和气缸体之间密封的可靠程度，及气缸套的变形大小有很大影响。螺栓数目要足够，以保证压紧均匀，减小局部变形，密封可靠。每缸使用4个螺栓。螺栓的布置应该尽量相对气缸中心线均匀分布，否则可能由于气缸受力不均引起局部变形。 6、曲轴箱
曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。
3．4 曲轴飞轮组
曲轴飞轮组主要由曲轴，飞轮等一些附件组成。 1、曲轴
[4]
曲轴是发动机中最重要的机件之一。曲轴将连杆传来的力变为旋转的动力（扭矩），并向外输出。它承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由它产生的弯曲和扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的刚度和强度，耐磨损且润滑良好，并有很好的平衡性能。 （1）曲轴的材料
曲轴要求强度，冲击韧度和耐磨性好的材料制造，一般采用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高曲轴的耐磨性，主轴颈和曲柄销表面上需要经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工。在设计中选用球墨铸铁。
（2）曲轴的结构及尺寸
机型是X2110。设计中用全支承，整体式的曲轴。全支承的优点是提高曲轴的刚度和弯曲强
度，并可减轻主轴承的载荷。 1）主轴颈
a）主轴颈：主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。 b）主轴颈直径D j：
根据《柴油机设计手册》，直列式的非增压柴油机，D j 在（0.70?0.80)D范围内，取D j = 84 mm。主轴颈的粗细影响曲轴的刚度。如果加粗主轴颈尺寸，可以增加曲轴轴颈的重叠度，提高曲轴的刚度，还可以提高自振频率，减轻扭振。但是主轴颈过粗，会因轴承圆周速度过大，使摩擦损失增加，轴承温度升高。 c）主轴颈的长度L j：
根据《柴油机设计手册》，非增压柴油机L j 在(0.35?0.5)D范围之间，取L j = 44 mm。短的主轴颈可增强刚性及保证良好的润滑要求，同时轴承的宽度小，使曲轴的变形可能也小。但是主轴颈过小，会使轴承的负荷能力变坏。 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，取R = 4.5mm。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：
根据《柴油机设计手册》，直列式的非增压柴油机，Dp在（0.60?0.70)D范围内， Dp = 74 mm。如果采用较大的 Dp。可降低曲柄销比压，提高连杆轴承工作的可靠性，提高曲轴的刚度。但是曲柄销直径Dp过大，会使连杆大头也加大，使不平衡旋转质量的离心力加大，对曲轴及轴承的工作不利。同时还会增加轴承摩擦功率的损失，导致油温的升高，增加润滑油的热负荷。
设计中，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。
c）曲柄销减重孔直径d：
根据《柴油机设计手册》，d 在(0.3?0.6)D范围之间，取d = 31mm。曲柄销减重缩孔直径
d1=30 mm。 d）曲柄销长度Lp：
根据《柴油机设计手册》，Lp在(0.35?0.45)D范围之间，取Lp = 44 mm。如果Lp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。
e）连杆轴颈过渡圆角R：取R = 4.5mm。 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。