《发动机性能数值式开发技术》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：EP06023 Code: EP06023课程名称：发动机性能数值式开发技术 Course Title: Engine Numerical Developing Technology课程类别：专业选修 Course category: Elective Course in specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是能源与动力工程专业的专业选修课程，以内燃

2、机原理为前导课程，为学生毕业后从事车用动力总成研发、设计方面的工作打下基础。本课程主要包括发动机性能共性规律、缸内燃烧和热功转化过程分析、发动机增压系统数值式匹配及优化、新能源动力总成性能仿真及优化等内容，学生需要了解发动机性能参数与运行及控制参数之间的内在联系，掌握发动机缸内热功转换过程模拟计算与燃烧特性分析，了解当代最先进及动力总成性能数值式开发流程、方法，灵活运用数值仿真手段基于整车性能需求实现传统动力总成的性能匹配与优化，并熟悉新能源动力总成的性能仿真和优化方法和软件应用。通过学习本课程，学生获得动力总成性能数值式开发相关的基本理论、基本知识和基本技能，锻炼和提升分析解决动力总成性能开

3、发及匹配优化等实际问题的能力，运用相关软件进行动力总成性能仿真优化的能力、自主学习与创新等多方面的能力。Course description: This course is one of the elective courses in specialty for students who major in Energy and Power Engineering. Led by Principles of Internal Combustion Engine, this course lays the foundation for students who work on the resear

4、ch and development of vehicular powertrain after graduation. The main contents include the common rules of engine performance, analysis of in-cylinder combustion and heat-work conversion process, numerical matching and optimization of engine turbocharger system, performance simulation and optimizati

5、on of new energy powertrain. Students need to know the inner relationship among the performance, operating and controlling parameters, grasp the simulation of engine heat-work process and analysis of combustion characteristics, understand the numerical simulation and development process and method o

6、f the most advanced powertrain performance, utilize flexibly the method of numerical simulation to realize the matching and optimization of traditional powertrain performance based on the vehicle performance requirements, and are familiar with the simulation, optimization method and software applica

7、tion of performance for new energy powertrain. Through this course, the basic knowledge and basic skills in the engine numerical developing technology, foster and improve their abilities such as analyzing and solving practical engineering problems in development and optimization of powertrain perfor

8、mance, utilizing the relevant tools and data to simulate and optimize the powertrain performance, and independent learning and independent innovation. 课程内容（一）课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1. 通过理解发动机设计及运行参数与发动机性能之间的内在联系，具备研究、识别、分析发动机及动力总成性能开发及优化方向的能力（毕业要求2）。2. 通过掌握发动机及动力总成性能模拟计算的理论、方法与应用，具有采用科学方法解决复杂发动机及动

9、力总成性能开发及优化的能力（毕业要求1和3）。3. 具备发动机及动力总成性能模拟仿真计算优化与分析结果的能力，并通过信息综合提出合理有效的性能开发方向（毕业要求4）。4. 具有利用发动机常用性能模拟仿真软件解决能源与动力工程实践问题的能力，为其今后从事发动机及动力总成研发、设计方面的工作打下重要的基础（毕业要求5）。（二）基本教学内容第一章、概论教学目的： 通过本章的学习，了解发动机以及动力总成性能数值式开发的目的、意义与应用范围；了解当代最先进的发动机以及动力总成（含传统动力以及新能源动力总成）性能数值式开发流程、方法；明确本课程的学习目的与学习要求。 教学重点：发动机以及动力总成性能数值式

10、开发的概念、研究内容、方法及其特点。教学难点：发动机以及动力总成（含传统动力以及新能源动力总成）性能数值式开发流程、方法。相应毕业要求：1教学内容： 1. 发动机以及动力总成性能数值式开发的目的、意义与应用范围。2. 当代最先进的发动机以及动力总成（含传统动力以及新能源动力总成）性能数值式开发流程、方法。3. 明确本课程的学习目的与学习要求。学时分配：课堂教学3学时第二章、发动机性能与设计及运行参数的内在联系教学目的： 通过本章的学习，了解发动机动力性、经济性的影响参数以及与发动机运行参数的联系；了解发动机在典型运行工况下的能量流分布以及提高经济性的主要技术途径；了解现代先进发动机的性能水平。

11、教学重点：发动机性能与设计参数与运行参数的概念、内在联系；发动机能量流的概念及研究内容。教学难点：基于发动机性能与设计参数以及运行参数的内在联系对发动机能量流分布及经济性改善的主要技术途径的分析过程。相应毕业要求：1和2教学内容：1. 发动机动力性、经济性的影响参数以及与发动机运行参数的联系。2. 发动机在典型运行工况下的能量流分布以及提高经济性的主要技术途径。3. 现代先进发动机的性能水平。学时分配：课堂教学6学时，上机实验3学时第三章、发动机缸内热功转化过程的数值式模拟教学目的： 通过本章的学习，掌握缸内燃烧放热规律的影响因素和计算方法；学会根据放热规律曲线对燃烧性能进行分析；了解典型的汽

12、油机与柴油机的燃烧放热规律的特征及二者的区别；了解发动机缸内过程模拟计算过程以及燃烧放热规律对发动机性能的影响。教学重点：发动机缸内燃烧放热规律的测量、模拟计算与燃烧特性分析；典型的汽油机与柴油机的燃烧放热规律的特征及二者的区别。教学难点：发动机缸内燃烧放热规律的测量、模拟计算与燃烧特性分析；发动机缸内过程模拟计算过程及燃烧放热规律对发动机性能的影响及分析。相应毕业要求：1和3教学内容： 1. 缸内燃烧放热规律的影响因素和计算方法。2. 基于放热规律曲线对燃烧性能进行分析的手段和方法。3. 典型的汽油机与柴油机的燃烧放热规律的特征及二者的区别。4. 发动机缸内过程模拟计算过程以及燃烧放热规律对

13、发动机性能的影响。学时分配：课堂教学4学时第四章、发动机增压系统的数值式优化教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解与掌握发动机增压系统的数值匹配优化：掌握发动机增压目的与意义；了解机械式增压器、废气涡轮增压的工作原理与增压器性能分析；掌握废气涡轮增压器与内燃机的性能匹配；了解两级（串联与并联）增压系统的应用与控制方法；初步掌握增压器的预匹配计算。教学重点：发动机增压的目的与意义；发动机增压匹配的流程和方法；增压器的预匹配计算。教学难点：废气涡轮增压器与内燃机的性能匹配。相应毕业要求：2、3和4教学内容： 1. 发动机增压目的与意义。2. 机械式增压器、废气涡轮增压的工作原理与增压器性能分析。

14、3. 废气涡轮增压器与内燃机的性能匹配。4. 两级（串联与并联）增压系统的应用与控制方法。5. 增压器的预匹配计算。学时分配：课堂教学4学时第五章、传统车用动力总成的性能仿真与数值式匹配技术教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解整车运动学、动力学基本关系式以及影响整车性能的基本参数；掌握基于整车性能需求的传统动力总成正向开发流程和方法；熟悉基于整车性能需求的传统动力总成正向开发流程软件。教学重点：基于整车需求的传统动力总成主要参数的正向开发的理论依据；基于整车性能需求的传统动力总成正向开发流程软件使用流程。教学难点：根据整车性能需求确定传统动力总成的性能目标分解及参数匹配依据和流程相应毕业要

15、求：2、3、4、5教学内容： 1. 整车运动学、动力学基本关系式以及影响整车性能的基本参数。2. 基于整车性能需求的传统动力总成正向开发流程和方法。3. 基于整车性能需求的传统动力总成正向开发流程软件应用。学时分配：课堂教学6学时 第六章、新能源动力系统的性能仿真与数值式匹配技术教学目的：通过本章的学习，要求学生了解混合动力系统的分类与构型；掌握基于数模的混合动力总成的控制策略开发及匹配优化；掌握基于数模的纯电动动力总成的性能仿真与优化；熟悉基于数模的新能源动力总成性能仿真与匹配软件。教学重点：混合动力系统与传统动力系统的区别及优势；基于混合动力总成标准数模的控制策略开发及匹配优化流程与方法；

16、基于纯电动动力总成标准数模的性能仿真与优化流程与方法；教学难点：新能源动力总成标准数模的建立；基于不同需求的新能源动力总成控制策略的开发流程和方法。相应毕业要求：2、3、4、5教学内容： 1.了解混合动力系统的分类与构型及与传统动力系统的区别和优势。2.基于混合动力总成标准数模仿真手段，掌握针对不同工作需求设计开发控制策略的流场和方法，掌握混动力总成的匹配优化流程与方法。3.基于传统动力总成标准数模仿真手段，掌握纯电动动力总成的性能仿真与优化流程与方法。4.基于GT-Drive的混合动力总成的性能仿真与优化上机实践教学，熟悉基于数模的新能源动力总成性能仿真与匹配软件应用学时分配：课堂教学3学时，上机实验3学时考核方式本课程考核采用平时作业+课堂考查（开卷）