內(nèi)燃機設計要求設計指標與一般設計

內(nèi)燃機學〔下〕熱能與動力工程專業(yè)學時：56〔講授學時：50試驗學時：6〕3.5學分1.2.3.第一章內(nèi)燃機設計要求、設計指標與一般設計方法(3學時)第二章內(nèi)燃機總體設計(2學時)第三章內(nèi)燃機零部件強度、振動計算根底(5學時)第四章內(nèi)燃機曲柄連桿機構運動學、動力學分析(6學時)第五章內(nèi)燃機的平衡(8學時)第六章內(nèi)燃機曲軸系統(tǒng)的扭轉振動(6學時)第七章內(nèi)燃機噪聲(5學時)第八章配氣機構與驅動機構(5學時)第九章內(nèi)燃機主要零部件設計要點(10學時)〔1〕活塞組設計〔3學時〕〔2〕連桿與曲軸及其軸承設計〔3學時〕〔3〕機體與氣缸蓋設計〔3學時〕〔4〕潤滑系、冷卻系與起動系〔2學時〕講授內(nèi)容4.第一章內(nèi)燃機設計要求、設計指標與一般設計方法(3學時)第二章內(nèi)燃機總體設計(2學時)第三章內(nèi)燃機零部件強度、振動計算根底(5學時)第四章內(nèi)燃機曲柄連桿機構運動學、動力學分析(6學時)第五章內(nèi)燃機的平衡(8學時)第六章內(nèi)燃機曲軸系統(tǒng)的扭轉振動(6學時)第七章內(nèi)燃機噪聲(5學時)第八章配氣機構與驅動機構(5學時)第九章內(nèi)燃機主要零部件設計要點(10學時)〔1〕活塞組設計〔3學時〕〔2〕連桿與曲軸及其軸承設計〔3學時〕〔3〕機體與氣缸蓋設計〔3學時〕〔4〕潤滑系、冷卻系與起動系〔2學時〕講授內(nèi)容5.考核方法1．平時〔20％〕由隨堂習題、作業(yè)完成情況及考勤確定。2.考試〔80％〕3.技術報告〔加分〕參考書目吳兆漢等編，?內(nèi)燃機設計?，北京理工大學出版社，1990袁兆成主編，?內(nèi)燃機設計?，機械工業(yè)出版社，2021周龍保主編，?內(nèi)燃機學?，機械工業(yè)出版社,2007KevinL.Hoag,VehicularEngineDesign,SpringerWienNewYork,2006陳大榮主編，?船舶內(nèi)燃機設計?，國防工業(yè)出版社，1995……6.第一章內(nèi)燃機的設計要求、設計指標與一般設計方法第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標

第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程

第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法7.第一章內(nèi)燃機的設計要求、設計指標與一般設計方法第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標

第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程

第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法8.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求設計需滿足制造與使用兩方面的一系列要求：動力性能滿足要求；

燃油及機油消耗率要低；

工作應平安可靠、壽命長；

外形尺寸要小，重量應輕；

工作適應性要好；

起動應迅速可靠；

使用維修應簡便；

排放污染要少，噪聲小；

工藝性應好，制造應方便；

造價應低廉等。9.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機10.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機11.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機〔1〕動力性能滿足要求；〔2〕外形尺寸小，重量輕；〔3〕工作應平安可靠；〔4〕工作適應性好；〔5〕燃油及機油消耗率低；〔6〕啟動應迅速可靠。使用維修簡便、結構工藝性好，使用壽命長等。12.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機〔1〕動力性能好，啟動迅速；〔2〕外廓尺寸小，重量輕；〔3〕燃油消耗率，可靠性〔經(jīng)濟性〕；〔4〕振動噪聲、排放污染等小；〔5〕使用壽命長；〔6〕零部件結構工藝好。13.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機〔1〕一定功率儲藏、適應短期超載；〔2〕剛度大、耐振動；〔3〕防水、防塵〔適應惡劣工作環(huán)境〕；〔4〕燃油、機油消耗率低；〔5〕使用壽命長；〔6〕零部件結構工藝好。14.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機在拖拉機用內(nèi)燃機設計要求根底上：〔1〕適應性好〔斜坡、寒帶、熱帶、高原〕；〔2〕排污小、噪音小〔城市或坑道中作業(yè)時〕。15.第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求各種用途內(nèi)燃機的主要設計要求：

1、坦克內(nèi)燃機

2、汽車內(nèi)燃機

3、拖拉機用內(nèi)燃機

4、工程機械內(nèi)燃機

5、農(nóng)用內(nèi)燃機〔1〕結構簡單，使用維修方便；〔2〕造價低廉、使用壽命長；〔3〕燃油及機油消耗率低；〔4〕機體剛性好；〔5〕具有一定功率儲藏。16.第一章內(nèi)燃機的設計要求、設計指標與一般設計方法第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標

第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程

第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法17.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標

六、運轉性指標18.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標〔標定功率、標定轉速和活塞平均速度、平均有效壓力、扭矩〕

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標

六、運轉性指標19.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－動力性指標1.標定功率

〔1〕15min功率——發(fā)動機允許連續(xù)運轉15min的最大有效功率。它適用于需要有短時間良好超負荷和加速性能的汽車、摩托車等用發(fā)動機的功率標定。

〔2〕1h功率——發(fā)動機允許連續(xù)運轉1h的最大有效功率，它適用于需要有一定功率儲藏以克服突增負荷的工程機械、拖拉機、船舶等用發(fā)動機的功率標定。

〔3〕12h功率——發(fā)動機允許連續(xù)運轉12h的最大有效功率。它適用于農(nóng)拖拉機、內(nèi)燃機車、農(nóng)業(yè)排灌機械等用發(fā)動機的功率標定。

〔4〕連續(xù)功率——發(fā)動機允許長期連續(xù)運轉的最大有效功率。它適用于長期連續(xù)運轉的農(nóng)業(yè)排灌機械、電站、船舶等所用發(fā)動機的功率標定。20.2.標定轉速和活塞平均運動速度Cm

內(nèi)燃機在標定功率時的轉速和活塞平均速度。

慣性載荷系數(shù)，強化指標

3.平均有效壓力

〔標定功率時的平均有效壓力是表示內(nèi)燃機整個工作過程完善性和熱力過程強烈程度的重要參數(shù)之一，一定程度上反響了內(nèi)燃機先進程度〕

提高方法：改善混合氣形成過程；

提高燃燒過程和換氣過程質量；

減少內(nèi)燃機機械損失；

增壓。

強化指標第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－動力性指標21.4.扭矩

總適應系數(shù)K＝KmKn。

Km＝最大轉矩/標定工況下的轉矩

Kn＝標定轉速/最大轉矩時的轉速

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－動力性指標22.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標〔燃油消耗率、機油消耗率〕

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標

六、運轉性指標23.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－經(jīng)濟性指標1.燃油消耗率

一般以標定工況時每千瓦有效功率每小時所消耗的燃油的克數(shù)作為衡量指標〔或外特性最低的燃油消耗率作為衡量指標〕.

影響因素：內(nèi)燃機的工作過程；燃燒室結構；機械效率。2.機油消耗率

標定工況時每千瓦小時所消耗的機油量，與活塞的密封性及軸承設計有關。24.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標〔比重量、單位體積功率〕

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標

六、運轉性指標25.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－緊湊性指標1.重量方面

比重量〔單位功率質量〕：gW＝G/Ne(kg/kW)范圍：〔1～3kg/kW〕汽車汽油機；

〔3.5～8kg/kW〕汽車柴油機；

〔1～3kg/kW〕坦克柴油機；

〔4～15kg/kW〕拖拉機與工程機械。2.外形尺寸指標

單位體積功率NV，NV＝Ne/V(kW/m3)

NV＝(Ne/VH)(VH/V)＝(Ne/VH)k總布置緊湊性系數(shù)，L/m326.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標〔使用壽命〕

五、適應性指標

六、運轉性指標27.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標四、可靠性與耐久性指標內(nèi)燃機可靠性指標以在保證期內(nèi)不停車故障次數(shù)、停車故障次數(shù)以及更換主要零件和非主要零件的數(shù)目來表示。內(nèi)燃機耐久性指標是指內(nèi)燃機從一開始使用到第一次大修前累計運轉的小時數(shù)，或車輛行駛的公里數(shù)。28.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標〔地理、氣候、燃料〕

六、運轉性指標29.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標－適應性指標內(nèi)燃機的適應性

指適應不同地理條件、不同氣候條件的工作能力以及適用多種燃料的能力。30.第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標一、動力性指標

二、經(jīng)濟性指標

三、緊湊性指標

四、可靠性與耐久性指標

五、適應性指標

六、運轉性指標〔操縱使用方便、運轉平穩(wěn)、起動加速性、噪聲與排放〕31.第一章內(nèi)燃機的設計要求、設計指標與一般設計方法第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標

第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程

第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法32.第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程第一階段方案調查和擬定技術任務書階段

第二階段樣機總體方案設計和先期研究階段

第三階段樣機施工設計試制和試驗階段

第四階段鑒定和投產(chǎn)階段33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.第一章內(nèi)燃機的設計要求、設計指標與一般設計方法第一節(jié)內(nèi)燃機的設計要求

第二節(jié)內(nèi)燃機的設計指標

第三節(jié)內(nèi)燃機的設計試制過程

第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法45.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法一、相似關系應用問題

二、可靠性設計方法應用問題

三、優(yōu)化設計方法應用

四、計算機輔助工程應用

五、設計的系列化、通用化、標準化46.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法－相似關系應用一、相似關系應用問題①.幾何相似

②.力學相似

③.熱力相似通常由幾何相似為依據(jù)引出比較參數(shù)，如行程－缸徑比、曲柄半徑－連桿長度比、氣缸中心距－缸徑比等相同，最大爆發(fā)力及慣性力－活塞面積比、主要零件材料相同等。47.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法－可靠性設計方法二、可靠性設計方法應用問題可靠度：規(guī)定的使用條件下、規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。系統(tǒng)可靠度中的串聯(lián)與并聯(lián)48.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法－可靠性設計方法49.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法－可靠性設計方法可修復產(chǎn)品與不可修復產(chǎn)品

可靠性、維修性與有效性間的關系50.第四節(jié)內(nèi)燃機的一般設計方法