内燃机设计要求设计指标与一般设计

内燃机学〔下〕热能与动力工程专业学时：56〔讲授学时：50试验学时：6〕3.5学分1.2.3.第一章内燃机设计要求、设计指标与一般设计方法(3学时)第二章内燃机总体设计(2学时)第三章内燃机零部件强度、振动计算根底(5学时)第四章内燃机曲柄连杆机构运动学、动力学分析(6学时)第五章内燃机的平衡(8学时)第六章内燃机曲轴系统的扭转振动(6学时)第七章内燃机噪声(5学时)第八章配气机构与驱动机构(5学时)第九章内燃机主要零部件设计要点(10学时)〔1〕活塞组设计〔3学时〕〔2〕连杆与曲轴及其轴承设计〔3学时〕〔3〕机体与气缸盖设计〔3学时〕〔4〕润滑系、冷却系与起动系〔2学时〕讲授内容4.第一章内燃机设计要求、设计指标与一般设计方法(3学时)第二章内燃机总体设计(2学时)第三章内燃机零部件强度、振动计算根底(5学时)第四章内燃机曲柄连杆机构运动学、动力学分析(6学时)第五章内燃机的平衡(8学时)第六章内燃机曲轴系统的扭转振动(6学时)第七章内燃机噪声(5学时)第八章配气机构与驱动机构(5学时)第九章内燃机主要零部件设计要点(10学时)〔1〕活塞组设计〔3学时〕〔2〕连杆与曲轴及其轴承设计〔3学时〕〔3〕机体与气缸盖设计〔3学时〕〔4〕润滑系、冷却系与起动系〔2学时〕讲授内容5.考核方法1．平时〔20％〕由随堂习题、作业完成情况及考勤确定。2.考试〔80％〕3.技术报告〔加分〕参考书目吴兆汉等编，?内燃机设计?，北京理工大学出版社，1990袁兆成主编，?内燃机设计?，机械工业出版社，2021周龙保主编，?内燃机学?，机械工业出版社,2007KevinL.Hoag,VehicularEngineDesign,SpringerWienNewYork,2006陈大荣主编，?船舶内燃机设计?，国防工业出版社，1995……6.第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法第一节内燃机的设计要求

第二节内燃机的设计指标

第三节内燃机的设计试制过程

第四节内燃机的一般设计方法7.第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法第一节内燃机的设计要求

第二节内燃机的设计指标

第三节内燃机的设计试制过程

第四节内燃机的一般设计方法8.第一节内燃机的设计要求设计需满足制造与使用两方面的一系列要求：动力性能满足要求；

燃油及机油消耗率要低；

工作应平安可靠、寿命长；

外形尺寸要小，重量应轻；

工作适应性要好；

起动应迅速可靠；

使用维修应简便；

排放污染要少，噪声小；

工艺性应好，制造应方便；

造价应低廉等。9.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机10.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机11.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机〔1〕动力性能满足要求；〔2〕外形尺寸小，重量轻；〔3〕工作应平安可靠；〔4〕工作适应性好；〔5〕燃油及机油消耗率低；〔6〕启动应迅速可靠。使用维修简便、结构工艺性好，使用寿命长等。12.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机〔1〕动力性能好，启动迅速；〔2〕外廓尺寸小，重量轻；〔3〕燃油消耗率，可靠性〔经济性〕；〔4〕振动噪声、排放污染等小；〔5〕使用寿命长；〔6〕零部件结构工艺好。13.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机〔1〕一定功率储藏、适应短期超载；〔2〕刚度大、耐振动；〔3〕防水、防尘〔适应恶劣工作环境〕；〔4〕燃油、机油消耗率低；〔5〕使用寿命长；〔6〕零部件结构工艺好。14.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机在拖拉机用内燃机设计要求根底上：〔1〕适应性好〔斜坡、寒带、热带、高原〕；〔2〕排污小、噪音小〔城市或坑道中作业时〕。15.第一节内燃机的设计要求各种用途内燃机的主要设计要求：

1、坦克内燃机

2、汽车内燃机

3、拖拉机用内燃机

4、工程机械内燃机

5、农用内燃机〔1〕结构简单，使用维修方便；〔2〕造价低廉、使用寿命长；〔3〕燃油及机油消耗率低；〔4〕机体刚性好；〔5〕具有一定功率储藏。16.第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法第一节内燃机的设计要求

第二节内燃机的设计指标

第三节内燃机的设计试制过程

第四节内燃机的一般设计方法17.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标

六、运转性指标18.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标〔标定功率、标定转速和活塞平均速度、平均有效压力、扭矩〕

二、经济性指标

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标

六、运转性指标19.第二节内燃机的设计指标－动力性指标1.标定功率

〔1〕15min功率——发动机允许连续运转15min的最大有效功率。它适用于需要有短时间良好超负荷和加速性能的汽车、摩托车等用发动机的功率标定。

〔2〕1h功率——发动机允许连续运转1h的最大有效功率，它适用于需要有一定功率储藏以克服突增负荷的工程机械、拖拉机、船舶等用发动机的功率标定。

〔3〕12h功率——发动机允许连续运转12h的最大有效功率。它适用于农拖拉机、内燃机车、农业排灌机械等用发动机的功率标定。

〔4〕连续功率——发动机允许长期连续运转的最大有效功率。它适用于长期连续运转的农业排灌机械、电站、船舶等所用发动机的功率标定。20.2.标定转速和活塞平均运动速度Cm

内燃机在标定功率时的转速和活塞平均速度。

惯性载荷系数，强化指标

3.平均有效压力

〔标定功率时的平均有效压力是表示内燃机整个工作过程完善性和热力过程强烈程度的重要参数之一，一定程度上反响了内燃机先进程度〕

提高方法：改善混合气形成过程；

提高燃烧过程和换气过程质量；

减少内燃机机械损失；

增压。

强化指标第二节内燃机的设计指标－动力性指标21.4.扭矩

总适应系数K＝KmKn。

Km＝最大转矩/标定工况下的转矩

Kn＝标定转速/最大转矩时的转速

第二节内燃机的设计指标－动力性指标22.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标〔燃油消耗率、机油消耗率〕

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标

六、运转性指标23.第二节内燃机的设计指标－经济性指标1.燃油消耗率

一般以标定工况时每千瓦有效功率每小时所消耗的燃油的克数作为衡量指标〔或外特性最低的燃油消耗率作为衡量指标〕.

影响因素：内燃机的工作过程；燃烧室结构；机械效率。2.机油消耗率

标定工况时每千瓦小时所消耗的机油量，与活塞的密封性及轴承设计有关。24.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标

三、紧凑性指标〔比重量、单位体积功率〕

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标

六、运转性指标25.第二节内燃机的设计指标－紧凑性指标1.重量方面

比重量〔单位功率质量〕：gW＝G/Ne(kg/kW)范围：〔1～3kg/kW〕汽车汽油机；

〔3.5～8kg/kW〕汽车柴油机；

〔1～3kg/kW〕坦克柴油机；

〔4～15kg/kW〕拖拉机与工程机械。2.外形尺寸指标

单位体积功率NV，NV＝Ne/V(kW/m3)

NV＝(Ne/VH)(VH/V)＝(Ne/VH)k总布置紧凑性系数，L/m326.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标〔使用寿命〕

五、适应性指标

六、运转性指标27.第二节内燃机的设计指标四、可靠性与耐久性指标内燃机可靠性指标以在保证期内不停车故障次数、停车故障次数以及更换主要零件和非主要零件的数目来表示。内燃机耐久性指标是指内燃机从一开始使用到第一次大修前累计运转的小时数，或车辆行驶的公里数。28.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标〔地理、气候、燃料〕

六、运转性指标29.第二节内燃机的设计指标－适应性指标内燃机的适应性

指适应不同地理条件、不同气候条件的工作能力以及适用多种燃料的能力。30.第二节内燃机的设计指标一、动力性指标

二、经济性指标

三、紧凑性指标

四、可靠性与耐久性指标

五、适应性指标

六、运转性指标〔操纵使用方便、运转平稳、起动加速性、噪声与排放〕31.第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法第一节内燃机的设计要求

第二节内燃机的设计指标

第三节内燃机的设计试制过程

第四节内燃机的一般设计方法32.第三节内燃机的设计试制过程第一阶段方案调查和拟定技术任务书阶段

第二阶段样机总体方案设计和先期研究阶段

第三阶段样机施工设计试制和试验阶段

第四阶段鉴定和投产阶段33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法第一节内燃机的设计要求

第二节内燃机的设计指标

第三节内燃机的设计试制过程

第四节内燃机的一般设计方法45.第四节内燃机的一般设计方法一、相似关系应用问题

二、可靠性设计方法应用问题

三、优化设计方法应用

四、计算机辅助工程应用

五、设计的系列化、通用化、标准化46.第四节内燃机的一般设计方法－相似关系应用一、相似关系应用问题①.几何相似

②.力学相似

③.热力相似通常由几何相似为依据引出比较参数，如行程－缸径比、曲柄半径－连杆长度比、气缸中心距－缸径比等相同，最大爆发力及惯性力－活塞面积比、主要零件材料相同等。47.第四节内燃机的一般设计方法－可靠性设计方法二、可靠性设计方法应用问题可靠度：规定的使用条件下、规定时间内完成规定功能的概率。系统可靠度中的串联与并联48.第四节内燃机的一般设计方法－可靠性设计方法49.第四节内燃机的一般设计方法－可靠性设计方法可修复产品与不可修复产品

可靠性、维修性与有效性间的关系50.第四节内燃机的一般设计方法