4、缸套的水封：缸套的上部靠凸缘压紧密封，下部有3个耐耐热、耐腐蚀的“o”形的橡胶密封圈。为了装橡胶圈的槽做成矩形，这样能使橡胶能产生较大的弹力，有较好的密封效果。 2.3.4 机体
本机选用和原机6110相的龙门式机体。这种机体把缸体与曲轴箱合成一体，外形尺寸较小（与隧道式相比），重量轻，剖分面少，加工方便，加工时数较少。由于属于水套壁和轴承壁受力系统，因此，壁上有加强筋布置。这些可以从横剖图上看出来。此种机体用于中小型柴油机时，无检查窗口，对气缸套，连杆的检修不便。
1、材料：机体材料有铸铁、铸铝和钢板与钢焊接三种。大多数机器采用铸造工艺，因而多用铸铁与铸铝。铸铝机体相比铸铁机体来说，有着重量轻，防磁性能优良等做点。但本机是用作固定发电用，故选用价格低廉的铸铁材料。
2、机体内水道的布置：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。
3、机体内油道布置：本机的主油道布置在机体腰部，靠近凸轮轴一边，这样有利于减少管道和钻孔长度。
4、机体加强筋设计：按力的传递要求，在直列龙门式机体的横截面主轴承座处、螺栓搭子上布置横筋和竖筋。竖筋从轴承座搭子延伸到水腔壁，与气缸螺栓搭子相连，这样可减轻固紧螺栓时机体的变形，有利于力的传递。按照设计规范，加强筋厚度为7mm,与机体壁厚相当。
5、主轴承盖：本机选用普通倒挂式主轴承，这种轴承结构相对于正置式轴承来说，具有结构简单，加工工艺性好和装拆方便优点。但也有不能承受过大弯矩，刚度较差的缺点。 柴油机工作时，主轴承盖受侧向力而产生横向位移，使紧固螺栓承受剪切力，以到轴颈磨损或引起轴瓦，因此轴承盖定位必须牢固。本机选用主轴承座侧面定位方式。根据轴承受力情况，主轴承盖中间部位附近是受弯曲应力最大的危险横截面。故本机采用具有最大截面系数的I型横截面结构。如图7所示。
图 7 主轴承盖简图 图 8 凸轮轴传动示意图
2.4配气机构
2.4.1气门数目，布置和驱动
1、气门数目：考虑柴油机的用途、市场，以及和原机的继承性，本机选用每缸两个气 的结构。两气门结构简单，可靠，并能满足要求。布置时，将进，排气道布置于发动机的两侧。气门通过机体中的凸轮轴、挺柱、推杆和摇臂来驱动。
2、进气门：材料为40Cr。气门结调质处理后其硬度要达到HR30~40。本机仿照原机采用平顶气门。《柴油机设计手册》提供数据，直径d=(0.32~0.50)D,取值46.5mm。气门锥角为45°，气门总长度147mm，气门管径为9.5mm。
3、排气门：排气门的工作条件比较恶劣。有高温，又有高压，所以要求材料在高温下仍有良好的稳定性。并且强度要求也高。还有，由于气门的润滑条件比较差，所以最好材料能有保油性。本机选用4CrSi2Mo，这种材料具有高热强度和耐腐蚀性，Mo能使气门耐磨性、热稳定性和高温强度得到加强。排气门直径比进气门小。 2.4.2凸轮轴布置和传动
采用常用的下置式凸轮布置方案。传动齿轮布置在曲轴自由端，其优点是曲轴前轴直径小，齿轮尺寸小，拆卸方便，便于维修保养，中小功率柴油机多采用此方案。在曲轴齿轮和凸轮轴齿轮间安装正时齿轮。如图8所示。本机选用和原机6110一样的整体式凸轮轴，凸轮形线和制造材料都可以不变，这样可以节约设计成本和生产成本，使整个产品具有良好的继承性。同样，其它的不需要改变的零件也可以不变。 2.5燃油系
燃油系由油箱、柴油滤清器、输油泵、输油管、喷油泵、高压油管、喷油器、回油管等组成。系统安排如图9所示：
图 9 燃油系简图
1---燃油箱 2---输油泵 3—粗滤器 4---精滤器 5---喷油泵 6—喷油器 7溢流阀
本机在油底壳的吸油盘上装有粗滤器。精滤采用纸质滤芯。柴油从油箱流入滤杯，经过纸质滤芯过滤，杂质被留在滤芯外，清洁的柴油从滤芯内腔流出，经输油管流向喷油泵。油泵选择一只两缸的整体泵。喷油器选择两只4孔的喷油器，具体型号可以和原机一样。 2.6润滑系 2.6.1系统的组成
1、储油装置：柴油机的储油池有干式和湿式之分。干式油底壳不作储存机油用，机油储存在另一专门机油箱中，结构复杂，仅适用于军用车辆、高要求越野车和矿山、工地用自卸车以及一些船用柴油机。因为干式油底壳使整台柴油机的管路增多，设备和布置复杂，在这里选湿式油底壳。并且，本机为固定的发电机组，因而没有较大的倾斜，因而也不必要另设储油箱。为防止漏油，在油底壳和机体之间用一层橡胶垫片密封。
2、机油输送装置：本机选用齿轮泵作为输送装置。这种泵结构简单，机加工方便，工作可靠，寿命长。如果作为外购件的话，成本应该比较低。
3、机油冷却和滤清装置：选择管片水冷式机油冷却器作为冷却装置。滤清器由离心式精滤器和纸质滤心的机滤器并联组成。 2.6.2循环油量计算
Qe?qeQf (2－6)
Qe--机油每小时带走的热量
Qf--每小时加入柴油机的总热量 qe--比例系数
内燃机传给机油的热量Q0一般约为进入气缸的燃料发热量Qf的1.5-2.0% 取2.0%.
[4]. 在这里
Qf?3600Ne/?e (2－7)
?e--有效热效率，一般在35%左右，取35%
V0?Q0 (2－8) ?c?t?--机油密度，一般为085—0。9kg/L,取0.85。 c—机油比热容，一般为1.7—2.1kJ/kg?℃，取2.0 ?t--机油温差，一般为8--12℃，取10。
通过公式的估算得循环油量 V0?3600?22?0.02=266.2（L/h）
0.35?0.85?2.0?102.3.3润滑方式
本机采用压力润滑和飞溅润滑相结合的润滑方式。对于相对速度高，以及飞溅不能达到要求的部位，如曲轴轴承、连杆轴瓦，气门和气门摇臂等处均采用压力润滑。这种方式润滑效果好，并且有强烈的清洗和冷却作用。而气缸壁、活塞销、凸轮轴承处则采用飞溅润滑。 2.7燃烧系统
本设计采用直喷式，?型燃烧室，空间混合为主，中等强度的进气涡流挤压涡流。主要尺寸将在活塞一节中。
进气道的设计和原机一样，采用螺旋气道，在气门座上方的气道内做成螺旋形,流经气道的空气一部分在气道内形成绕气门中心的旋转运动,其强度仅与气道本身结构有关;另一部分近于切向气道,形成绕气缸中心的旋转,其强度与气道相对于气缸的布置有关。它能够产生中等或较高涡流强度。
第二章JX493Q1增压柴油机总体设计方案
柴油机的总体设计包括：机体组和曲柄连杆机构的设计、配气机构的设计、燃油系统的设计、冷却系统的设计，润滑系统的设计、起动系统的设计以及增压系统的设计。
1.1 机体组的设计
汽车发动机机体主要是由机体、气缸盖、气缸衬垫、气缸盖罩、主轴承盖以及油底壳等组成。 1.1.1机体
机体是汽缸体与曲轴箱的连铸体。机体是发动机中最大的零件，在发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。因此，机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。
在此设计中，采用灰铸铁材料。在机体壁和前后壁的内外表面以及缸间的横隔板上铸有加强肋，在减少机体质量的同时保证机体有足够的强度和刚度。在集体的前后壁和横隔板上铸有支撑曲轴的主轴承座以及满足润滑需要的纵横油道，气缸外壁铸有冷却水套和布水室，已增加散热。
采用直列式，干式汽缸套，平底式机体，直列式特点是机体宽度小而且高度和长度大，干式汽缸套的优点是机体刚度大，汽缸中心距小，质量轻和加工工艺简单。平底式机体的地面与曲轴轴线齐平，高度小、质量轻加工方便。 1.1.2气缸盖
气缸盖工作条件及要求?
气缸盖承受气体力和紧固气缸盖螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷。为了保证气缸的良好密封，气缸盖既不能损坏，也不能变形。为此气缸盖应具有足够的强度和刚度。为了使气缸盖的温度分布尽可能的均匀，避免进、排气门座之间发生热裂纹，应对气缸盖进行良好的冷却。
气缸盖材料采用灰铸铁铸造。
气缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，喷油器安装孔(柴油机)。在气缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室或燃烧室的一部分。
水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式3种结构形式。在本次设计中采用整体式汽缸盖。整体式汽缸盖结构紧凑，可缩短汽缸中心距。当汽缸直径小于105时，一般都采用整体式汽缸盖。 1.1.3 气缸衬垫
（1） 气缸衬垫的功用、工作条件及要求
气缸衬垫是机体顶面与气缸盖底面之间的密封件。其作用是保持气缸密封不漏气，由机体流向气缸盖的冷却和机油不泄露。气缸衬垫应该具有足够的强度，并且要耐压、耐热和耐腐蚀。另外，还需要有一定的弹性。
（2） 按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属—石棉衬垫、金属—复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。
在本次设计中采用金属—复合材料衬垫，因为没有石棉夹层，从而消除衬垫中气囊的产生，也减少了工业污染，是当前的发展方向。全金属衬垫强度高，抗腐蚀能力强，多用于强化程度较高的发动机上。
1.1.4，油底壳 油底壳的主要功用是储存机油和封闭机体。
油底壳用薄钢板冲压。油底壳内设有挡板，用以减轻汽车颠簸时油面的震荡。此外，为了保证汽车倾斜时机油泵能正常吸油，通常将油底壳局部做得较深。油底壳底部设放油螺塞。放油螺塞带磁性，可以吸引机油中的铁屑。
为保证油底壳用薄钢板与机体之间的密封，油底壳的密封凸缘应具有一定得刚度
1.2曲柄连杆机构的设计
曲柄连杆机构由活塞组、连杆组、和曲轴飞轮组的零件组成。 1.2.1活塞组 1.2.1.1活塞
活塞是发动机中工作条件最严酷的零件。作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。
活塞材料：采用铝合金活塞，用含硅12%左右的共晶硅合金制造外加镍和铜，以提高热稳定性和高温力学性能。在铝合金中增加硅的含量，可以提高活塞的耐磨性。
活塞可视为由顶部、头部和裙部等3部分构成。
为了使内燃机整体结构紧凑、减小整机高度和质量，减小往复惯性力，活塞总高度H、特别是压缩高度H1要尽可能缩小。
根据内燃机学表11-1活塞的主要尺寸比例 尺寸比例 柴油机 选定：
H1=46 H=85 H2=58 h=10 d=20?
1.2.1.2 活塞环
H1/D 0.50-0.80 H/D 0.90-1.40 H2/D 0.50-0.90 h/D 0.12-0.20 d/D 0.30-0.40 其中H2指活塞裙部高度、H活塞总高度、h火力岸高度、d活塞销孔直径