1、內(nèi)燃機設(shè)計Designs of Internal Combustion Engine課程代碼：04410097學分：2.5學時：40 （其中：課堂教學學時：40實驗學時：0上機學時：0課程實踐學時:0）先修課程：熱力發(fā)動機構(gòu)造、內(nèi)燃機學適用專業(yè)：能源與動力工程（動力機械工程及自動化）教材：內(nèi)燃機設(shè)計，袁兆成，機械工業(yè)出版社，2012年3月第2版內(nèi)燃機動力學，王德海主編，講義，2017年4月一、課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)內(nèi)燃機設(shè)計是教學計劃中的一門專業(yè)必修課程，它建立在數(shù)學、工程圖學、工程力學、機 械原理及設(shè)計、計算機技術(shù)、熱力發(fā)動機構(gòu)造、內(nèi)燃機學等課程知識的基礎(chǔ)上，全面介紹內(nèi)燃機主 要系

2、統(tǒng)和零部件設(shè)計的課程。課程的主要研究內(nèi)容是以典型產(chǎn)品為背景，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，詳細介紹內(nèi)燃機主要系 統(tǒng)和零部件的設(shè)計。本課程強調(diào)工程觀點、定性和定量的分析計算和設(shè)計能力的訓練，并注重理論 與實際的結(jié)合，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力。（二）課程目標課程目標1: 了解車用、非道路用等用途的內(nèi)燃機整體設(shè)計方案的確定。課程目標2：理解內(nèi)燃機運動學及動力學分析方法，掌握內(nèi)燃機平衡性能分析。課程目標3：掌握內(nèi)燃機主要系統(tǒng)和零部件的設(shè)計方法及近似計算方法。課程目標4：掌握如何從設(shè)計的角度出發(fā)改善內(nèi)燃機的振動、噪聲和排放性能。課程目標5： 了解內(nèi)燃機最新設(shè)計動態(tài)和現(xiàn)代設(shè)計方法在內(nèi)燃機設(shè)計中

3、的應用。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標點：.畢業(yè)要求1:具有系統(tǒng)的能源與動力工程專業(yè)知識，能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專 業(yè)知識用于解決能源與動力工程領(lǐng)域的復雜工程問題，了解能源與動力工程專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和 趨勢。.畢業(yè)要求3：能夠設(shè)計滿足特定需求的動力機械系統(tǒng)、部件或工藝流程，在設(shè)計環(huán)節(jié)中能體 現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。.畢業(yè)要求4：具有一定的科學研究能力，能對動力機械相關(guān)工程的設(shè)計方案和試驗數(shù)據(jù)進行 分析，并通過信息綜合獲得合理有效的結(jié)論。.畢業(yè)要求7：能夠理解和評價動力機械的使用及工程應用對環(huán)境、社

4、會可持續(xù)發(fā)展的影響， 能正確認識動力機械對于客觀世界和社會的影響。程目標畢業(yè)要求指需課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4課程目標5畢業(yè)要求1qq畢業(yè)要求3q畢業(yè)要求4q畢業(yè)要求7q二、課程內(nèi)容與教學要求第一章內(nèi)燃機設(shè)計總論（一）課程內(nèi)容（1）本課程的性質(zhì)、研究對象與方法、目的、任務;（2）內(nèi)燃機設(shè)計的要求；A、產(chǎn)品設(shè)計的基本思想與設(shè)計準則；B、內(nèi)燃機產(chǎn)品的設(shè)計要求。（3）內(nèi)燃機類型的選擇；A、不同燃料的內(nèi)燃機；B、二沖程與四沖程內(nèi)燃機；C、水冷、風冷與油冷內(nèi)燃機；D、自然吸氣與增壓內(nèi)燃機。（4）內(nèi)燃機主要參數(shù)的選擇。（二）教學要求(I)掌握內(nèi)燃機的主要設(shè)計參數(shù)選擇。了解本課程的性質(zhì)、研究對

5、象與方法、任務；內(nèi)燃機的設(shè)計要求與分類。(三)重點與難點.重點內(nèi)燃機主要設(shè)計指標、主要參數(shù)選擇。.難點內(nèi)燃機主要設(shè)計參數(shù)內(nèi)部聯(lián)系。第二章內(nèi)燃機動力學(一)課程內(nèi)容(1)曲柄連桿機構(gòu)的分類，活塞的運動規(guī)律(位移、速度、加速度)；(2)曲柄連桿機構(gòu)的動力學；A、曲柄連桿機構(gòu)運動零件的質(zhì)量換算；B、曲柄連桿機構(gòu)中的慣性力；C、氣體力的作用；D、曲柄連桿機構(gòu)中的作用力和力矩；E、多缸內(nèi)燃機的扭矩；F、曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性與飛輪設(shè)計。(二)教學要求(1)掌握曲柄連桿機構(gòu)的運動學和動力學的分析方法，計算活塞的位移、速度、加速度、作 用在曲柄連桿機構(gòu)上的各種力和力矩；(2)理解飛輪設(shè)計的要點。了解曲柄連桿機構(gòu)

6、的分類與用途。(三)重點與難點.重點曲柄連桿機構(gòu)的運動學和動力學的分析方法；作用在曲柄連桿機構(gòu)上的各種力和力矩。.難點軸頸與軸承的載荷圖。第三章內(nèi)燃機的平衡(-)課程內(nèi)容(1)單缸內(nèi)燃機的平衡分析；(2)單列式多缸內(nèi)燃機的平衡分析；(3) V型內(nèi)燃機的平衡分析；（4）內(nèi)燃機的內(nèi)部平衡分析及內(nèi)燃機的理論平衡與實際平衡。（二）教學要求（1）掌握單缸內(nèi)燃機和單列多缸內(nèi)燃機的平衡方法；了解V型內(nèi)燃機的平衡和內(nèi)燃機的內(nèi)部平衡。（三）重點與難點.重點單缸內(nèi)燃機和單列多缸內(nèi)燃機的平衡分析方法。.難點三缸內(nèi)燃機的平衡性能分析。第四章活塞組設(shè)計（-）課程內(nèi)容（1）活塞設(shè)計 活塞的工作條件與材料、活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計與

7、表面處理；（2）活塞銷與活塞銷座設(shè)計；（3）活塞環(huán)設(shè)計。（二）教學要求（1）掌握活塞關(guān)鍵尺寸的選取和對內(nèi)燃機性能的影響；（2）理解活塞、活塞銷、活塞環(huán)的設(shè)計要點；了解各種活塞材料的特點和用途。（三）重點與難點.重點活塞關(guān)鍵尺寸的選取和對內(nèi)燃機性能的影響。.難點防止活塞變形的設(shè)計要點。第五章連桿組設(shè)計（一）課程內(nèi)容（1）連桿的結(jié)構(gòu)特點與連桿設(shè)計；連桿小頭、桿身、大頭和連桿蓋；（2）連桿螺栓的設(shè)計。（二）教學要求（1）掌握連桿各部位的設(shè)計要點；了解連桿的結(jié)構(gòu)特點，不同連桿大頭的結(jié)構(gòu)形式；連桿螺栓的設(shè)計方法和提高連桿螺栓 疲勞強度的途徑。（三）重點與難點.重點連桿各部位的設(shè)計要點。.難點連桿螺栓的設(shè)

8、計方法。第六章曲軸設(shè)計（一）課程內(nèi)容（1）曲軸的工作條件、破壞形式、設(shè)計要求；（2）曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與提高曲軸強度的措施；（3）曲軸強度的估算與有限元分析。（二）教學要求（1）掌握曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與提高曲軸強度的措施;（2）理解曲軸的工作條件；了解曲軸強度的計算方法。（三）重點與難點.重點曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與提高曲軸強度的措施.難點曲軸強度的計算方法第七章軸承設(shè)計簡介（一）課程內(nèi)容（1）簡要介紹滑動軸承的損壞原因及對材料要求；（2）簡要介紹滑動軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（二）教學要求了解滑動軸承的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計要點。（三）重點與難點.重點滑動軸承的設(shè)計要點。.難點軸心軌跡分析。第八章配氣機構(gòu)設(shè)計（一）課

9、程內(nèi)容(1)配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、氣門的布置和凸輪軸的驅(qū)動形式；(2)凸輪型線設(shè)計；A、凸輪型線的評價指標；B、緩沖段型線設(shè)計 等加速等速緩沖段、余弦緩沖段；C、工作段型線設(shè)計幾何凸輪、組合函數(shù)凸輪，整體函數(shù)凸輪。(3)凸輪機構(gòu)的動力學；A、單質(zhì)量振動模型的建立；B、動力修正凸輪型線設(shè)計。(二)教學要求(1)掌握一種凸輪型線的計算方法；了解配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、氣門的布置和凸輪軸的驅(qū)動形式；凸輪型線的評價指標、單 質(zhì)量振動模型的建立和氣門彈簧的設(shè)計。(三)重點與難點.重點頂置式凸輪軸優(yōu)點及凸輪型線評價方法。.難點緩沖段型線與工作段型線設(shè)計。第九章 機體、氣缸套、氣缸蓋設(shè)計(-)課程內(nèi)容(1)機體設(shè)

10、計；(2)氣缸套設(shè)計；(3)氣缸蓋設(shè)計。(二)教學要求(1)掌握機體的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計要點；氣缸蓋的冷卻方式和設(shè)計要點。了解氣缸套設(shè)計要點。(三)重點與難點.重點機體、氣缸蓋的設(shè)計要點。.難點提高機體剛度及降低氣缸蓋熱負荷的措施。三、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂 教學實驗上 機課程 實踐小 計一、內(nèi)燃機設(shè)計總 論44講授課程目標1二、內(nèi)燃機動力學66講授課程目標2三、內(nèi)燃機的平衡66講授、討論課程目標2四、活塞組設(shè)計66講授、討論課程目標3、4、5五、連桿組設(shè)計44講授課程目標3、4、5六、曲軸設(shè)計44講授課程目標3、4、5七、軸承設(shè)計簡介22討論課程目標3、4、5八、配氣機構(gòu)設(shè)計44講授課程目標3、4、5九、機體、氣缸套、 氣缸蓋設(shè)計44講授、討論課程目標3、4、5合計4040四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注課堂表現(xiàn)課堂出勤率270%,并結(jié)合課 堂互動情況按10%計入總成 績。10%期末考試試卷題型包括填空題、計算題 簡答題