6260ZCD船用柴油机设计说明书

目录
摘要 (I)
Abstract (II)
第一章前言 (1)
1.1 研究目的和意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.3 研究内容和方法 (2)
第二章6260ZCD船用柴油机的总体设计 (3)
2.1 柴油机的工作循环和结构参数 (3)
2.2 柴油机的布局 (4)
2.3 曲柄连杆机构的设计 (4)
2.4 燃烧室形状的设计 (10)
2.5 曲轴、飞轮组的设计 (11)
2.6 机体组设计 (13)
第三章柴油机辅助系统设计 (16)
3.1 配气系统的设计 (16)
3.2 燃油供给系统设计 (19)
3.3 润滑系统设计 (20)
3.4 冷却系统设计 (23)
3.5 起动系统设计 (24)
3.6 废气涡轮增压器的选择 (24)
第四章结论与建议 (28)
4.16260ZCD船用柴油机设计结论 (28)
4.2 提高6260ZCD船用柴油机性能的几点建议 (28)
致谢 ................................................................................ 错误！未定义书签。

参考文献.. (29)
附录 (29)
附录一6260ZCD船用柴油机热力计算 (29)
附录二6260ZCD船用柴油机动力计算 (39)
附录三6260ZCD船用柴油机计算参考图表 (62)
图1 6260ZCD型船用柴油机图片
图3 6260ZCD型船用柴油机横剖面图
图4 6260ZCD型船用柴油机推进特性曲线
摘要
本次设计的直列式6260ZCD型船用柴油机继承了原260系列柴油机的优点，并充分卡考虑船用柴油机的特殊要求，设计中充分考虑了柴油机的经济性、可靠性、装船适应性及维护保养性，采用新技术、新结构、使柴油机可靠性、经济性指标明显改善。

因其出色的燃油经济性和400马力的强大输出功率，因此被广泛应用在中小型渔船做为船舶的主要推进动力主机。

这篇论文是关于6260ZCD型船用柴油机的设计，其中通过热计算、动力计算以及其它理论计算来验证其合理改进的可能性，本文除了包括曲柄连杆机构的设计外，还包括进排气及配气系统设计，燃油输送及喷射系统设计、冷却系统设计、润滑系统设计。

此外，还有关于6260ZCD型船用柴油机合理的改进方案，以使其获得更大的马力和较为优良的排放性能，进而更适合当今的渔船发展领域。

关键词：6260ZCD型船用柴油机，设计，改进，热计算，动力计算
Abstract
The design of 6260ZCD inline type marine diesel engine inherited the advantages of 260 series diesel engine, and fully consider marine diesel engine's card, to meet the special requirements of design in full consideration of economy of diesel engine, and reliability, and maintain the loading system, adopting new technology, new structure, the engine reliability and economical index significantly improved. Because of its excellent fuel economy and 400 h.p. of strong power output, and therefore are widely used in fishing vessels and the main power as host. This paper is about the design 6260ZCD marine diesel engine, through calculation and dynamic thermal calculation and theoretical calculation to verify its reasonable possibility of improvement, this includes crank rod system design, including the exhaust gas distribution system design, and fuel injection system design, transport and cooling system design, lubrication system design. In addition, there are about 6260ZCD marine diesel engine rational improvement scheme, in order to make its greater horsepower and relatively high and emission performance for today's fishing areas for development.
Key words: 6260ZCD marine diesel engine, design, improvement, thermal calculation, dynamic calculation
第一章前言
1.1 研究目的和意义
本篇论文是关于6260ZCD型船用柴油机的设计，目的是对原260系柴油机的机构和工作原理进行深入专研，根据市场的需求以及先进技术的研发成果对其进行改进设计，使得6260ZCD型船用柴油机更有竞争力。

尤其近年来，能源问题和环境问题的日益突出，对内燃机性能的要求越来越高，如何提高柴油机的效率、改善柴油机的排放已经越来越受到人们的重视，对柴油机整机进行研究是解决这个问题的最有效途径[1]。

柴油机的性能指标取决于各工作参数，而其工作参数又取决于其结构参数，并且柴油机结构参数之间存在着有机的内在联系。

一个结构参数变化，其他结构参数随之改变。

通过对整机的布局、实际循环热计算、动力计算、增压器的选择和对柴油机配气系统、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动系统的了解与掌握，能够找出影响柴油机的动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标和可靠性耐久性指标的主要参数以及各结构参数之间的最佳配合状态。

1.2 国内外研究现状
2009年是一个处在一个科技发达，工业和经济一体化不断加快的时期，而我国的造船业也正处在蓬勃发展的态势下。

因此船用柴油机的制造业也不可避免的进入了一个新时代，为了迎合可持续发展战略的呼声和节约能源这个目的，就要求现代的柴油机具有更好的经济性能和动力性能以及排放性能等等。

1994 年以来我国船用柴油机发展严重滞后。

据日本赤岩昭滋先生统计，在1982-2001 年20 年间中国船厂建造的2664 艘、1692.6 万总吨船舶，共装用柴油主机3691 台、853.6 万千瓦，其中国产主机1851 台、568.1万千瓦，进口主机1503 台、259.5 万千瓦，制造国不明的主机337 台、26.0万千瓦，按台数计，国产主机占50%，进口主机占41%，按功率计，国产主机占67%，进口主机占30%。

船用柴油机在机型发展方面总体看相对稳定，前几年，主要集中在提高机型可靠性方面，这是因为增压技术的发展，柴油机强化度提高很快，尤其是石油危机后，反映在降低燃油消耗率和燃用劣质燃料油为目标的经济性的强烈追求上。

然而近年来，各国环境政策对柴油机的排放限制日趋严酷，而NOx、SO2 等有害排放物的增加正是高强度与燃用劣质燃料油的副产品，而且这几种有害排放气体成分的含量，船用柴油机比汽车柴油机更甚。

各柴油机厂商正在致力于下列共同追求的新型柴油机[2]。

(1) 连续服役中的可靠性。

(2) 高度强化。

即大幅度提高其最高燃烧压力和燃油喷射压力。

(3) 综合经济性好。

不仅仅追求的燃油消耗率与劣质燃料的使用，而是包括价格、运行成本、省力、少维修、推进效率等。

(4) 总体结构趋于相同。

气缸排列以直列和V 形两种为主，既是技术目标，也是经济目标的要求。

(5) 规范化的接口。

尽量满足用户的要求，适合不同配套辅助装置以及监控系统的应用。

1.3 研究内容和方法
对6260ZCD船用柴油机的设计主要从以下几个方面研究。

首先进行严格并且规范的热力以及动力计算。

更具计算所得的参数进行主要零部件的设计，如活塞连杆，曲轴和气门等等，为了得到更好的经济性指标，对6260ZCD船用柴油机的燃烧室形状设计是重点突破口。

其次要根据柴油机的用途进行有针对性的优化设计。

如6260ZCD船用柴油机主要用于中小型渔船的主机，那就要充分考虑它的耐久性和寿命。

而且在设计中可以借鉴车用发动机的设计理念对排放和噪声进行合理控制，既节省研究时间又能更好的达到设计目的。

为了满足市场需求、扩大市场占有率、增强竞争实力，近几年世界各大柴油机厂、柴油机制造商竞相推出了一批新研制或改进提高的产品或技术，这些新产品或新技术基本上体现了柴油机的发展方向。

电控喷射技术，共轨燃油喷射系统，涡轮增压中冷技术，混合动力，代用燃料等诸多方面[3]。

第二章6260ZCD船用柴油机的总体设计
2.1 柴油机的工作循环和结构参数
2.1.1 柴油机的工作循环
6260ZCD船用柴油机是内燃机一种，它利用燃料燃烧后所产生的热能来做功的。

燃料只有在着火燃烧时才能释放出热能，要实现燃料着火、燃烧，必须要有充足的氧气和一定的温度。

因此，要实现内燃机能够连续的工作，就要不断的向气缸内输入新鲜的空气和燃料，并使气缸内获得燃料着火所必须的温度。

内燃机把燃料的热能转化为机械能的过程是按一定的规律进行的。

首先由曲轴带动活塞由上向下移动，空气由进气管、进气门进入气缸内，使气缸内充满空气。

接着活塞反向上移，将冲入气缸内的空气进行压缩，同时通过喷油器喷入柴油，燃烧，并通过连杆驱动曲轴旋转，而对外输出扭矩做功。

最后，活塞由下向上移动，将膨胀后的废气经排气门、排气管排出气缸，准备再次吸入空气。

上述吸气、压缩、膨胀、排气四个过程为内燃机工作循环。

内燃机的工作循环过程周期反复进行，便可实现其连续不断的工作。

2.1.2 6260ZCD船用柴油机主要参数
型号……………………………………………………………………………………6260ZCD 型式……………………………………………水冷、四冲程、直列式、开式“ω”形燃烧室
气缸套...................................................................................................湿式气缸数 (6)
气缸直径（毫米 (260)
活塞行程（毫米） (340)
标定功率：12小时功率（马力） (400)
转速（转/分） (400)
最大扭矩（公斤 米） (720)
12小时功率时燃油消耗率（克/马力小时）......................................................≤170 喷油压力（公斤/厘米2） (250)
12小时功率时机油消耗率（克/马力小时）.........................................................≤3 每缸排量（升） (18)
压缩比 (14)
活塞平均速度（米/秒）……………………………………………………………………4.53柴油机转向（面向功率输出端）…………………………………………………………顺时针增压器型号…………………………………………………………………DP24（轴流变压式）调速器型式………………………………………………………………机械离心式全程调速器喷油器………………………………………………………………………………多孔闭式长型喷油泵型式………………………………………………………………单体斜槽终点调节式
燃油输送泵型式…………………………………………………………………………刮片式
机油泵型式……………………………………………………………………内齿轮可逆转式
燃油滤型式…………………………………………………………………双联铜丝布网眼式
机油滤型式………………………………………………………………………双联铜丝网式
润滑方式……………………………………………………………………压力、飞溅混合式
起动方式…………………………………………………………………………压缩空气起动
柴油机外形尺寸（毫米）长×宽×高…………………………………………5300×1260×2330
2.2 柴油机的布局
6260ZCD 船用柴油机的总体布局本着沿曲轴中线两侧重量相等、惯性力分布匀称的原则，尽
量达到视觉美观且又符合运动学标准。

从正面（设置高压油泵面）看，每缸中间单独设置一个高
压油泵，6只高压油泵分别用六根相同长度的高压油管联接到各缸的射油器。

机身的前端装有前
罩壳，上面装有两只润滑油泵、两只冷却水泵和燃油输送泵。

机身的后罩壳内有时规齿轮，上面
有调速器、操纵台等。

机身中部一侧装有高压油泵、凸轮轴系及凸轮移动机构。

中部另一侧内腔
铸有进水总道和装有润滑油总管。

机体左面设置机油滤清器，DP24型废气涡轮增压器在机体的
左上角；仪表盘位于机身的右上角，曲轴的输出端连接液压式离合器，极油注入口设置在机体的
右下角。

柴油机的后面设置机油冷却器，柴油滤清器。

由于本机采用增压技术，所以要求提高各部分零件的刚度和强度。

例如，连杆小头横截面增
大，整个气缸体采用曲面型设计，形成不断弯曲的波浪形，而不是简单的大平面。

在气缸体的内
壁和各缸之间的隔板上分别加加强筋和行架结构。

在满足铸造要求的条件下，基本壁面要尽可能
薄，减轻气缸体的重量，但局部要加厚，特别是在气缸体的上下平面和前后壁面要加厚。

主要载
荷尽可能直线传递，避免产生附加弯曲和扭矩。

气缸体的过渡圆角要圆滑过渡，角度不能太小，
不能为直角。

还要注意冷却系统的设计要符合增压机型的需求。

2.3 曲柄连杆机构的设计
2.3.1 曲柄连杆机构概述
由活塞连杆组和曲轴飞轮组组成，是柴油机的主要运动部件。

活塞连杆组主要包括：活塞、活塞环、活塞销和连杆。

曲轴飞轮组主要包括：曲轴、飞轮、正时齿轮和减震器。

㈠曲柄连杆机构的作用：
①将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动；
②将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的输出 扭矩。

㈡工作特点：高温Z T =2200K,高压Z P =952/cm kg ，高速m V =11s m 以上时容易发生化学腐蚀。

㈢受力分析：
①气体作用力：
在做功行程中，气体作用力P F 作用在活塞顶上，传到活塞销上，分解为1P F 、2P F ，分力1
P F 沿连杆传到曲柄销上，并可分解为R F 和S F ，垂直于曲柄的分力S F 对曲轴中心形成转矩tq T ，推
动曲轴旋转；分力2P F 则将活塞压向气缸的左侧。

在压缩行程中，作用在活塞顶上的气体压力'P F 也可以分解为两个分力'1P F 和'2P F ，而'1P F 又
可以分解为'S F 和'R F ，分力'S F 对曲轴造成一个旋转阻力矩'tq F ，以阻止曲轴旋转，而'2P F 则
将活塞压向气缸的另一侧（如图2-1所示）。

图2-1 气体压力作用情况示意图
总之，气体压力作用在活塞顶上，通过活塞销、连杆传力给曲轴，最终由机体主轴承承受。

同时，曲轴终端产生输出扭矩，而倾倒力矩则使机体左右摇晃，因此，需通过螺栓使机体固定在
车架上。

②往复惯性力与离心力：活塞加速度：在上止点前后活塞加速度是正值，往复惯性力朝上；
在下止点前后活塞加速度是负值，往复惯性力朝下。

偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生旋转惯性力，其方向沿曲柄
半径向外。

曲轴转速愈高，往复惯性质量和旋转惯性质量愈大，则往复惯性力与离心力愈大，惯
性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈（轴承）受周期性变化的附加负荷，加快磨损。

若不加
以平衡，惯性力传到气缸体外，引起发动机的振动[4]。

2.3.2 活塞连杆机构的设计
1. 活塞的设计
活塞连杆机构包括活塞、活塞环、活塞销、连杆。

根据活塞组的工作情况，在进行活塞组设
计时应尽量满足一下几个方面的要求：
（1）在保证足够强度与刚度条件下具有最小的重量；
（2）具有良好的密封性；
（3）受热少又便于散热；
（4）具有良好的耐磨性。

活塞头部包括活塞顶、火力岸及活塞环带。

活塞顶与气缸盖、气缸壁组成燃烧室，承受气
体压力，接受高温气体的作用。

活塞环带又称密封部，是销座以上安装活塞环的部位，其作用是
保证工作容积的密封性。

安装活塞环的沟槽称为环槽，环槽下支承环的部分称为环岸。

活塞裙部就是环带以下的部分，起导向作用并承受侧压力。

一般多采用椭圆，活塞裙部采用椭圆设计可使其与气缸壁之间的配合间隙比较小，不会产生敲缸现象。

6260ZCD型船用柴油机活塞裙部与气缸壁的间隙为0.30～0.32mm，使用极限间隙为0.60mm[5]。

活塞销座位于裙部中央上方，销座中安装活塞销。

活塞通过销座将气体作用力及惯性力经活塞销传递给连杆。

图2-2 活塞削座边缘负荷的减轻示意图
⑴材料与工艺
①材料：合金铸铁：工艺性好，耐磨性高，导热性好，适用于大型或船用发动机。

②工艺：a铸造：质量大，加工工序多；
b锻造：居中；
c模锻：质量小，加工少。

综上所述，再结合本机实际情况，材料选择合金铸铁，加工工艺为整体铸造。

⑵结构特点
基本结构：由顶部、头部、裙部组成。

a顶部：组成燃烧室，易热裂、压碎，要求加工
应光洁，材料应耐热。

b头部：油环槽以上部分。

c裙部：油环槽底面至活塞底端的外圆柱表面。

其主要结构特点是：
①活塞内腔呈流线型，由到活塞顶的最小厚度 逐渐扩大，并使活塞头第一道环槽处于活塞内腔最低位置之上，目的是使活塞顶吸收的热量平均分摊给各道活塞环，避免第一道活塞环过热；
②有的柴油机的活塞在第一道环槽上面，切出一道较环槽窄的隔热槽，隔断传给第一道活塞环的热流通路，迫使热流方向折转，目的同上；
③热负荷较高的柴油机活塞一般在第一道环槽内镶铸耐热材料奥氏体铸铁制造护圈，因为第一道环槽温度高，铝合金材料硬度大幅下降，易磨损，导致燃气泄漏和窜机油；
④四冲程柴油机一般2～3道气环，1道油环，最低一道油环槽内钻有多个径向小孔，气缸壁
上多余机油刮下后，经过这些小孔流回机座。

⑶活塞的尺寸选择
第一环位置：根据活塞环的布置确定活塞压缩高度时，首先须定出第一环的位置，即火力岸
高度h 。

为缩小1H ，当然希望h 尽可能小，但h 过小会使第一环温度过高，导致活塞环的弹性松
弛、粘结等故障。

一般柴油机h = (0.15～0.25)D [6]。

本柴油机采用“ω”形燃烧室，这种燃烧室有很好的经济性指标和起动性能。

h = 54mm ，1H
=220mm ，H = 320mm ，K d =121mm,R=56mm,1h =18.5mm 。

环岸高度：为减少活塞高度，活塞环槽轴向高度b 应尽可能小，这样活塞环惯性力也小，会减轻对环槽侧面冲击，有助于提高环槽耐
图2-3 活塞基本尺寸示意图
久性。

但b 太小，就使制造工艺困难。

在小型高速内燃机上，一般气环高b = 2～3mm ，油
环高b = 4～6mm 。

环岸的高度c 应保证它在气压造成的负荷下不会破坏。

因此，环岸高度一般第
一环最大，其它较小。

一般1c = (1.5～2.5)1b , 2c = 3c = (1～2)1b 。

由于6260ZCD 型船用柴油机主
要设计思想是提高寿命和强度，提高功率，降低燃油消耗率，减少发动机单位马力的重量、体积
和原材料的消耗，导热性，抗磨性和缸内导向性好，材料选用合金铸铁的活塞头与共晶硅铝合金
的活塞裙（本设计选用组合式活塞，图纸上并没有体现这一点，将来在加工工艺图上要严格体现
结构与尺寸标准）。

活塞与活塞销工作时，弯曲变形互相不协调会在销座孔内上侧引起严重边缘负荷，可能造成
销孔永久变形甚至使销座裂开。

为此，一般适当增大活塞销直径提高销的弯曲刚度，减少弯曲变
形。

但是直径的增大使活塞高度增加，质量加大。

对柴油机来说，销座的外圆大多与活塞顶实体
相连，销座的柔度很小，边缘负荷和严重。

因此常对销座结构做如下设计：
①活塞销座采用柔性设计，以减少内孔边缘的应力集中。

②要适当增大活塞销直径，以提高其刚度，减小变形。

③在活塞销座孔处加工出卸载槽。

④活塞销为保证足够的强度与刚度，采用高强度心管材做活塞销。

取活塞销厚度8mm 。

⑷塞销的选型设计
活塞销选择20Cr 热处理为表面渗碳淬火，渗碳层厚度0.8～1.2mm ，热处理硬度HRC58-64。

由于是增压柴油机采用斜切口或梯形的销座结构，6260ZCD 型船用柴油机采用梯形销座。

活塞顶
承受的气压力通过活塞销座和活塞销传给连杆，
由于结构限制，活塞销直径不超过0.4D ，活塞销
长度不超过0.85D ，因此活塞销总承压面积有限，
表面上的比压是柴油机所有零件中最高的，还要
在活塞销座与连杆小头衬套之间合理分配。

因此，
无论在销与销座之间，还是在销与连杆之间，承
压面积都很小，表面压强很高，加上活塞销与销
座或活塞销与连杆衬套之间相对运动速度很低，
液体润滑油膜不易形成，在这种高压低速条件下，
要保证可靠的液体润滑，配合副工作间隙要尽可
能小。

一般活塞销与销座、活塞销与连杆小头衬 图2-4 活塞削与销座的受力变形示意图
套间工作状态间隙在（1～3）410-⨯d 时，可以可靠工作，装配状态（冷态）时，销与销座则有
（1～3）410-⨯d 的过盈，以补偿合金铸铁活塞销孔在工作时较大的热膨胀。

本柴油机的活塞销
外径1d =112mm,内径2d =102mm 活塞销长度L=200mm 。

⑸活塞的导向设计
活塞在气缸中运动时的导向作用由裙部完成。

为保证导向良好，裙部要有足够的长度，与气
缸配合间隙要小，以减轻活塞在连杆摆动引起的侧向力作用下从贴紧气缸的一侧到贴紧另一侧时
对气缸的“拍击”。

活塞裙部只在垂直活塞销轴线的方向承受侧压
力，所以应保证此方向与气缸间隙尽可能小，而在销
的轴线方向， 间隙要大一些，以免活塞热膨胀后卡
死在气缸中，因此，活塞裙部的横断面外形呈椭圆形
[7]。

另外，活塞温度是顶端高，裙端低，故轴向外形
呈上小下大的曲线形，在接近裙部下端处尺寸要有点
收缩， 以促进裙部表面润滑油膜的形成同时为增强
裙部刚性，在下
裙内侧设置加强筋，而椭圆度一般为0.25～1.45， 图2-5 活塞椭圆度示意图
如图2-5所示（图中都为负值）。

⑹活塞环的设计
活塞环的数目主要与内燃机的转速、气缸内的气压力等有关，当环数多时，封气和刮油作用较好，但活塞环与气缸壁间的阻力较大，6260ZCD 型船用柴油机活塞环采用三道气环，一道油环，对活塞环所用材料的要求：
（1）应具有足够的机械强度，并热稳定性好；
（2）应具有良好的耐磨性；
（3）应具有良好的磨合性及减震性。

本机气环和油环均采用高级合金铸铁单体铸成，具有较高的耐磨性及适当的弹性。

第一道环由于承受很大气压力，同时，活塞顶部的30%左右的热量都由其散发出去，因而工作状况极其恶劣，为提高硬度和熔点，改善抗磨损性，耐熔着性和耐腐蚀性，对环外圆面进行镀铬，使之能适应活塞的摆动，且活塞上行下行时均可在环的下周面上形成润滑油膜摩擦而不易燃烧，选用多孔镀铬平环，其硬度高（HV900～1000），熔点高（1770℃），并能储存少量机油以改善工作条件。

第二、三环为内圆倒角的反扭曲环，油环为外圆大倒角油环，第一道气环开口间隙为0.3～0.45mm ，其余气环为0.3～0.4mm ，油环开口间隙为0.3～0.45mm ，使用极限2.0mm ，第一道气环侧隙0.06～0.092mm ，其余气环0.04～0.072mm ，油环0.03～0.07mm ，使用极限0.2mm 。

环套在活塞上时，开口不能过大，否则产生永久变形，影响气密，严重的使环折断。

以上关于活塞组的选择搭配在我国生产内燃机零件的厂家均可提供，这种有利于易损件的更换，成本较低。

2. 连杆设计
连杆由连杆小头、杆身、连杆大头三部分组成。

连杆小头与活塞销是半浮式安装，其间有连杆小头衬套，其材料为ZQSn10-1锡青铜、铅青铜及铁基七铜粉末冶金。

为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套中铣槽或钻孔，内燃机运转时被渐起的机油滴入槽内或孔内，润滑活塞销或衬套，活塞销与活塞销座之间的配合间隙为0.004～0.02mm ，使用极限为0.05mm ，活塞销与连杆衬套的标准配合间隙为0.04～0.064mm ，使用极限为0.12mm ，为了在维修时活塞连杆组从气缸头容易取出，连杆大端采用斜切式设计，曲柄销直径也因此得到提高，刚度和强度增大，连杆材料上选取45优质碳素钢锻成。

本机衬套内孔与活塞销之间的间隙为0.06mm 。

同时，为使连杆小头到大头传动力比较均匀，杆身断面通常从小头
到大头渐渐加大。

考虑锻造加工工艺性。

工字型的拔模斜度为7～10°[8]。

连杆小头和活塞一起作
往复运动，连杆大头与曲轴一起作旋转运动，而连杆杆身作复杂的平面摆动。

因此连杆组要在保持足够强度与刚度的前提下，尽可能减轻重量以降低惯性力；同时，大小头轴承工作可靠，耐磨性好并且连杆螺栓疲劳强度要高，确保连接可靠。

这也就要求从尺寸、材料选用、构形设计、热处理及表面强压等多方面考虑连杆组的选型设计。

①连杆长度L
从连杆本身角度看，连杆长度越短越好，这样不仅增加了连杆的结构刚度，而且缩小了内燃机的总高度，减轻总质量。

但连杆长度减少使二阶惯性力增大，活塞侧向力增大，增加活塞的摩擦损失和磨损，短连杆还可能造成连杆与气缸下端干涉，使曲轴平衡块与活塞相碰。

设计连杆时，首先要确定连杆大小头孔的距离，即连杆长度L 。

它通常是用半径连杆比L γλ=来说明的，λ值越大，连杆越短，则发动机总高度越小。

对于四冲程高速内燃机来说，最合理的连杆长度应该是保证连杆及相关机件在运动时不与其他机件相碰情况下的最短长度。

本机41=λ，选取
L =680mm 。

②连杆小头
a 小头主要尺寸为连杆衬套内径d 和小头宽度1
b ,1b 取决于活塞销座间隔b 和销座与连杆小头的端面间隙，即1b = 120mm ，而d=112mm ，小头衬套厚度δ=3mm 。

b 构形设计：连杆小头要有足够的壁
厚，要特别注意小头到杆身过渡的圆滑性，
减少应力集中，小头轴承相对活动速度低，
四冲程循环又使它往复性负荷，有助于润
滑油膜恢复，一般用飞溅润滑即可。

因而
在小头要有收集机油的孔或槽。

③连杆杆身
连杆杆身选用工字形截面，其杆身高
度H = 124mm ，宽度B = 80mm ，杆身厚度
t =14mm 。

④连杆大头
结构设计：采用斜切口结构，可以使
连杆大头在拆卸后很容易通过气缸孔，接
合面定位方式锯齿定位（如图2-6所示）。

主要尺寸选取：大头内孔直径D =186mm ，
连杆大头宽度2H =120mm ，连杆螺栓孔中
距1L = 214mm 。

图2-6 连杆大头尺寸示意图
2.4 燃烧室形状的设计
2.4.1 燃烧室的概念
活塞到达上死点后其顶部与气缸盖之间的空间，就是燃烧室，燃料即在此室燃烧。

混合气的形成和燃烧与燃烧室有密切关系，如果燃烧室设计不好，则燃油系统、近气系统也难以与其配合得到良好的性能指标。

柴油机的燃烧室基本上分为两大类：直接喷射式燃烧室和分隔式燃烧室。

按燃烧室深浅不同，直接喷射式燃烧室又可分为浅盆形和深坑形两类；分隔式燃烧室常有涡流室和预燃室。

深坑型燃烧室的形状很多，但最常用为ω形燃烧室[9]。

燃烧室底部中心有一个凸起，目的是想帮助形成挤流，并使燃烧室形状与油束配合，将空气集中在油束附近，以便更好地利用燃烧室中的空气。

2.4.2 燃烧室的结构尺寸设计
燃烧室的结构尺寸应满足：
（1）c k V V 要尽可能大，一般c k V V =0.75～0.85。

因为直接喷射式发动机的混合气形成和燃烧主要在燃烧室内进行，而在余隙容积 V 中的气体不能有效利用，所以应尽量减少余隙容积，使。