b）曲柄臂厚度h：根据《柴油机设计手册》，h在(0.3?0.6)D范围之间，取h = 26 mm。 增加曲柄臂厚度h，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b：根据《柴油机设计手册》，b在（0.9?1.3）D范围之间，取b = 120 mm。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
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）平衡块的布置方案
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。（如下图右）
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置四个平衡块。因为布置两个平衡块时，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置，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
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，曲轴应该有油封装置。设计中选用甩油盘和橡胶骨架
式油封。 2、飞轮
（1）飞轮用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，使曲
轴能均匀地旋转，是传动系中摩擦离合器的驱动件。在保证有足够的转动惯量的前提下，应该尽可能减小飞轮的质量，应使飞轮的大部分质量都集中在轮缘上，因而轮缘通常做得宽而厚。飞轮是高速旋转的零件，平衡性能要好，因此，飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。 （2）飞轮材料
飞轮一般由灰铸铁、球墨铸铁或铸钢制造。 （3）飞轮尺寸
飞轮外径D：根据《柴油机设计手册》，D的范围在400-600mm之间。 取飞轮外径D = 464mm； 飞轮内径D1= 411mm； 飞轮厚度b = 53 mm 。
3．5重要附件 1、喷油器
（1）喷油器是柴油机燃烧供给系中实现燃烧喷射的重要部件，作用是根据柴油机混合气形成的
特点，将燃油雾化成细小的油滴，并将其喷射到燃烧室的特定部位。目前采用的喷油器都是闭式喷油器，有孔式和轴针式两种。
（2）在设计中选用孔式喷油器，有四个小喷孔。喷射压力大，喷射的位置和燃烧室相配合，其
主要结构包括针阀，针阀体，喷油嘴，调压弹簧等部件。在喷射方向有特定的定位，在喷射器体和针阀体间设有定位销，用来保证喷射时的准确位置。 2、喷油泵
（1）喷油泵是柴油供给系中最重要的另件，它的作用是按照柴油机的运行工况和气缸的工作顺
序，按照一定的规律，适时的，定量的向喷油器输送高压燃油。它的性能和质量对柴油机影响极大，被称为柴油机的\心脏\。
（2）设计中用的是直列式柱塞喷油泵。工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用
下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务。
（3）喷油机构包括柱塞套，柱塞，柱塞弹簧，出油阀，出油阀座等组成。
（4）喷油泵供油量调节是根据柴油机的负荷变化，每个工作循环的供油量主要取决于调节拉
杆的位置。此外，还受到发动机转速的影响。在调节拉杆位置不变时，随着发动机曲轴转速增大，柱塞有效行程略有增加，而供油量也略有增大；反之，供油量略有减少。这种供油量随转速变化的关系称为喷油泵的速度特性。 3、机油泵
（1）机油泵可以布置方在机体的端部，也可以布置在机体底面上。
（2）设计中将机油泵布置在机体底面上。机油泵由主动齿轮通过惰齿轮来传动设计中将机油
泵布置在机体底平面上。这种布置不需要油封结构，轴承润滑较好，可以减少磨损。机油泵安装位置底，柴油机起动后，瞬时即能吸上机油。但是维修保养不便。若将机油泵布置在机体的端部，虽然传动结构简单，但是机油泵的转速较底，安装位置如果较高，起动后吸上机油比较困难。 4、调速器
调速器是一种自动调节装置，它是根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，从而保证柴油机的转速稳定在很小的范围内变化。当发动机的负荷减小，转速升高时，会导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越高，最后导致飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机转速越来越低，最后熄火。而减速器就可以改变这种恶性循环，使发动机在规定的转速范围内稳定运转的自动控制机构。通过移动供油拉杆，来改变循环供油量，使发动机的转速基本不变。因此，柴油机要满足使用要求，就必须安装调速器。 5、机油滤清器
（1）机油滤清器的作用：使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理。由于金属 磨屑和大气中的尘埃以及燃料燃烧不完全所产生的炭粒会渗入机油中，机油本身也因受 热氧化而产生胶状沉淀物，机油中含有这些杂质。如果把这样的脏机油直接送到运动零件表面，机油中的机械杂质就会成为磨料，加速零件的磨损，并且引起油道堵塞及活塞环、气门等零件胶结。因此必须在润滑系中设有机油滤清器，使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理。保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。
（2）一般润滑系中装有几个不同滤清能力的滤清器，集滤器、粗滤器和细滤器，分别串联和并联在主油道中。与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器，一般为粗滤器；与主油道并联的滤清器称为分流式滤清器，一般为细滤器，过油量约为10-30％。
3．6 配气机构
配气系统由气门组和传动组零件组成。 1、气门组
气门组包括气门，气门导管，气门座，气门弹簧、锁片、卡簧等零件。
（1）气门 1）气门的布置
根据气门的安装位置可分为气门顶置式配气机构和气门侧置式配气机构。
a）气门顶置式配气机构：由凸轮，挺柱，推杆，摇臂，气门和气门弹簧等组成。特点是进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流扰动大，能达到较高的压缩力。
b）气门顶侧置式配气机构：省去了推杆，摇臂，它的进排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差。 设计中选用气门顶置式配气机构。 2）气门的材料
气门由头部和杆部两部分组成。头部的工作温度很高，尤其是排气门的温度，还要承受气体压力，气门弹簧力以及传动组零件惯性力的作用，其冷却和润滑条件较差。因此，要求气门必须具有足够的强度，刚度，耐热和耐磨的能力。
进气门采用合金钢（铬钢或镍铬等），排气门采用耐热合金钢（硅铬钢等），在设计中选用40Cr。 3）气门的尺寸
设计中发动机采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可
能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。
a) 进气门直径di：根据《柴油机设计手册》，di的范围在(0.32-0.50) D之间，取di=46.5mm。 b) 排气门直径de：根据《柴油机设计手册》，di比de大15-20%左右，取de=39.5mm。 c) 气门锥角r：根据《柴油机设计手册》，一般r为450或者300。设计取r=450。
d) 气门总长度lv：根据《柴油机设计手册》，lv的范围在(1.1-1.3) D之间,取lv=137.5 mm。 e) 气门杆部直径dv：根据《柴油机设计手册》，dv的范围在(0.2-0.25) D之间，取dv=9.5mm。 4）气门头顶部形状
气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。
在设计中选用平顶式。
（2）气门座
气门座与气门头部密封锥面配合密封气缸，气门头部的热量亦经过气门座外传。气门座可以在缸盖或缸体上直接镗出，也可以采用镶嵌式结构。 （3）气门弹簧
气门弹簧的作用在于保证气门回位。气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，它的一端支承在气缸盖上，另一端压靠在气门杆尾端的弹簧座上，弹簧座用锁片固定在气门杆的尾端。 2、气门传动组 （1）凸轮轴 1）凸轮轴材料
凸轮轴控制气门的开启和关闭，每一个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。凸轮轴的材料一般用优质钢模锻造而成，也可用合金铸铁或球磨铸铁铸造。凸轮轴各轴颈的工作表面一般要经过热处理后精磨，可以改善凸轮轴的耐磨性。 2）凸轮轴的布置形式
a) 凸轮轴布置形式分为下置，中置，上置三种。在设计中选用凸轮轴下置式。
b) 下置式凸轮轴通过挺柱，推杆和摇臂驱动气门。凸轮轴离曲轴较近，由曲轴的正时齿轮通过惰轮来传动，机构比较简单，广泛运用。其缺点是配气机构质量较差。凸轮轴的轴向尺寸取决于发动机的总布置。凸轮轴的轴向位置应与气门的轴相位置一致，为了防止凸轮轴的窜动，凸轮轴有轴向定位装置，锁紧垫片，止推凸缘定螺栓。这种布置结构简单，通用性好。 3）凸轮轴的尺寸
凸轮轴直径de：凸轮轴的断面尺寸取决于轴的刚度和装拆条件。根据《柴油机设计手册》，de
的范围在(0.25-0.35)D之间，取de=38mm。 (2)挺柱
挺柱的功用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。顶柱在其顶部装有调节螺钉，用来调节气门间隙。挺柱常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造，其磨擦表面应经热处理后研磨。设计中选用20钢。
挺柱尺寸：挺柱工作面直径 34 mm 挺柱柱直径 18 mm
挺柱总长 69 mm