目 录 3
第三篇 发动机总体及主要零部件的设计 3
7汽车发动机设计总论 3
7.1 汽车发动机的设计要求和技术指标 3
7.1.1对汽车发动机的要求 3
7.1.2发动机的技术参数与评价指标 8
7.2汽车发动机的主要结构型式与主要结构参数 14
7.2.1发动机的结构型式 14
7.2.2发动机的主要结构参数 20
7.3设计和研制发动机的一般过程和方法 23
7.3.1研制发动机的一般过程 24
7.3.2设计的优化和优化方法 28
7.3.3计算机辅助设计（CAD） 32
8发动机材料 34
8.1选材的基本原则 34
8.1.1材料的使用性能与选材 34
8.1.2材料的工艺性能与选材 36
8.1.3经济性与选材 39
8.2磨损失效与选材 39
8.2.1磨损失效的主要形式 40
8.2.2影响发动机零件磨损的因素 41
8.2.3抑制磨损的选材原则 43
8.2.4表面处理技术 43
8.3发动机常用材料 45
8.3.1钢 49
8.3.2铸铁 53
8.3.3铝合金 58
8.3.4其它材料 60
9发动机的热负荷 67
9.1概述 67
9.1.1机件的受热与可靠性耐久性 67
9.1.2发动机的热负荷 68
9.2高温燃气与壁面间的换热过程 69
9.2.1燃气与壁面间的对流换热 69
9.2.2燃气与壁面间的辐射换热 72
9.2.3燃气与壁面间的瞬时综合换热系数 73
9.2.4燃气与壁面间的等效稳态换热过程与平均等效燃气温度 75
9.2.5影响燃气与壁面间换热的主要因素 77
9.3壁面与冷却介质间的换热过程 78
9.3.1壁面与冷却水间的对流换热 78
9.3.2肋化表面与空气间的对流换热 79
9.4机件的传热过程与热负荷 84
9.4.1典型气缸壁的稳态传热过程和稳态热负荷 84
9.4.2复杂结构机件的稳态传热过程 86
9.4.3过渡过程中机件的传热与低频热负荷 87
9.4.4机件受热表面的循环温度波动与高频热负荷 90
9.5发动机受热机件的温度状况 93
9.5.1发动机的整体传热过程与温度状况 93
9.5.2活塞组件的温度状况 94
9.5.3气门的温度状况 99
9.5.4气缸与缸盖的温度状况 101
9.6.1热负荷与热流量的关系 106
9.6热负荷与传热热流量 106
9.6.2受热机件表面的局部热流量 107
9.6.3发动机的整体散热量 109
9.6.4绝热、低散热概念与热负荷 110
9.7发动机设计中热负荷问题的处理 113
9.7.1发动机机件热负荷的分析方法 114
9.7.2主要受热件的结构设计和结构处理 117
9.7.3发动机及其主要机件热负荷承受能力的考验 120
10活塞组件 122
10.1概述 122
10.2活塞的结构型式与材料 124
10.2.1结构型式及主要尺寸比例 124
10.2.2活塞铝合金材料 127
10.3活塞的传热结构与导向结构 132
10.3.1活塞的传热结构 132
10.3.2活塞的导向结构 135
10.3.3活塞热负荷和热应力的有限元分析 141
10.4.1活塞销的刚度及尺寸 144
10.4活塞的传力结构与活塞销 144
10.4.2活塞的传力结构 149
10.4.3活塞销的结构与材料 150
10.5活塞的密封结构与活塞环 152
10.5.1气环及活塞头部环槽、环岸的设计 152
10.5.2油环及活塞上的泄油通道 162
10.5.3活塞环和气缸的磨损及材料 164
11.1概述 172
11连杆组件 172
11.2连杆的结构设计 174
11.2.1连杆的结构型式和基本尺寸 174
11.2.2连杆螺栓的设计与计算 176
11.2.3连杆体和连杆盖 179
11.3连杆的应力和变形的计算 182
11.3.1连杆的简化解析计算法 182
11.3.2连杆的有限元分析 189
12.1概述 193
12曲轴 193
12.2曲轴的结构设计 194
12.2.1结构型式与材料 194
12.2.2主要尺寸比例 196
12.2.3若干结构设计细节 199
12.3曲轴的应力和变形的计算 203
12.3.1 曲轴疲劳强度的近似计算 203
12.3.2*连续梁法计算名义应力 213
12.3.3曲轴的有限元分析 218
13轴承 223
13.1概述 223
13.2轴承材料 224
13.2.1对发动机用轴承材料的主要要求 224
13.2.2轴承减摩合金材料 225
13.3轴承的结构设计 229
13.3.1若干结构细节 229
13.3.2轴瓦主要尺寸及过盈度的确定 232
13.4.1承载油膜的形成 238
13.4轴承润滑与摩擦的计算 238
13.4.2轴心轨迹计算方法简介 241
13.4.3摩擦及温升计算 243
14发动机机体 246
14.1机体结构的强度与刚度问题 246
14.1.1机体的受力情况与强度、刚度要求 246
14.1.2机体的主要结构型式与尺寸 247
14.1.3机体的结构强度与刚度设计 251
14.2.1缸垫的压紧与缸垫的密封结构 257
14.2机体中的密封问题 257
14.2.2曲轴箱曲轴伸出端的密封 259
14.3缸体和缸盖的冷却结构 261
14.3.1水冷缸体、缸盖的冷却结构 261
14.3.2风冷缸体、缸盖的冷却结构 264
14.4机体的结构与噪声 268
14.4.1发动机噪声的来源及其性质 268
14.4.2机体结构对噪声的影响以及低噪声机体结构 272
15.1.1气门机构的主要设计要求 277
15.1有关气门机构总布置的一些问题 277
15气门机构 277
15.1.2气门的布置及气门机构的类型 278
15.1.3凸轮轴的传动机构 281
15.1.4气门通过能力与配气相位 283
15.2气门机构的运动学与动力学 286
15.2.1下置凸轮轴式气门机构的运动学 286
15.2.2顶置凸轮轴式气门机构的运动学 297
15.2.3作用于气门机构中的力 303
15.2.4气门机构动力学 305
15.3 凸轮型线和气门弹簧的设计 315
15.3.1概述 315
15.3.2若干典型的凸轮型线 317
15.3.3气门弹簧 327
15.3.4凸轮－从动件接触应力及油膜厚度的计算 330
15.4气门机构主要零部件的结构与材料 332
15.4.1气门、气门座与导管 332
15.4.2凸轮轴、挺柱、摇臂 336
参考文献 343