《內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)Designs of Internal Combustion Engine課程代碼：04410097學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：40 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：40實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0課程實(shí)踐學(xué)時(shí):0）先修課程：熱力發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造、內(nèi)燃機(jī)學(xué)適用專業(yè)：能源與動(dòng)力工程（動(dòng)力機(jī)械工程及自動(dòng)化）教材：內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)，袁兆成，機(jī)械工業(yè)出版社，2012年3月第2版內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)，王德海主編，講義，2017年4月一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中的一門專業(yè)必修課程，它建立在數(shù)學(xué)、工程圖學(xué)、工程力學(xué)、機(jī) 械原理及設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造、內(nèi)燃機(jī)學(xué)等課程知識(shí)的基礎(chǔ)上，全面介紹內(nèi)燃機(jī)主 要系

2、統(tǒng)和零部件設(shè)計(jì)的課程。課程的主要研究?jī)?nèi)容是以典型產(chǎn)品為背景，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，詳細(xì)介紹內(nèi)燃機(jī)主要系 統(tǒng)和零部件的設(shè)計(jì)。本課程強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)、定性和定量的分析計(jì)算和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，并注重理論 與實(shí)際的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1: 了解車用、非道路用等用途的內(nèi)燃機(jī)整體設(shè)計(jì)方案的確定。課程目標(biāo)2：理解內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析方法，掌握內(nèi)燃機(jī)平衡性能分析。課程目標(biāo)3：掌握內(nèi)燃機(jī)主要系統(tǒng)和零部件的設(shè)計(jì)方法及近似計(jì)算方法。課程目標(biāo)4：掌握如何從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)改善內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)、噪聲和排放性能。課程目標(biāo)5： 了解內(nèi)燃機(jī)最新設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)中

3、的應(yīng)用。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：.畢業(yè)要求1:具有系統(tǒng)的能源與動(dòng)力工程專業(yè)知識(shí)，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專 業(yè)知識(shí)用于解決能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，了解能源與動(dòng)力工程專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和 趨勢(shì)。.畢業(yè)要求3：能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的動(dòng)力機(jī)械系統(tǒng)、部件或工藝流程，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中能體 現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、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(xué)研究能力，能對(duì)動(dòng)力機(jī)械相關(guān)工程的設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(píng)價(jià)動(dòng)力機(jī)械的使用及工程應(yīng)用對(duì)環(huán)境、社

4、會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響， 能正確認(rèn)識(shí)動(dòng)力機(jī)械對(duì)于客觀世界和社會(huì)的影響。程目標(biāo)畢業(yè)要求指需課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)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(xué)要求第一章內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)總論（一）課程內(nèi)容（1）本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象與方法、目的、任務(wù);（2）內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的要求；A、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本思想與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；B、內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。（3）內(nèi)燃機(jī)類型的選擇；A、不同燃料的內(nèi)燃機(jī)；B、二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)；C、水冷、風(fēng)冷與油冷內(nèi)燃機(jī)；D、自然吸氣與增壓內(nèi)燃機(jī)。（4）內(nèi)燃機(jī)主要參數(shù)的選擇。（二）教學(xué)要求(I)掌握內(nèi)燃機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)選擇。了解本課程的性質(zhì)、研究對(duì)

5、象與方法、任務(wù)；內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)要求與分類。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)主要設(shè)計(jì)指標(biāo)、主要參數(shù)選擇。.難點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)部聯(lián)系。第二章內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)(一)課程內(nèi)容(1)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的分類，活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(位移、速度、加速度)；(2)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)；A、曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)零件的質(zhì)量換算；B、曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的慣性力；C、氣體力的作用；D、曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力和力矩；E、多缸內(nèi)燃機(jī)的扭矩；F、曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性與飛輪設(shè)計(jì)。(二)教學(xué)要求(1)掌握曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析方法，計(jì)算活塞的位移、速度、加速度、作 用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的各種力和力矩；(2)理解飛輪設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。了解曲柄連桿機(jī)構(gòu)

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

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

8、計(jì)方法。第六章曲軸設(shè)計(jì)（一）課程內(nèi)容（1）曲軸的工作條件、破壞形式、設(shè)計(jì)要求；（2）曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與提高曲軸強(qiáng)度的措施；（3）曲軸強(qiáng)度的估算與有限元分析。（二）教學(xué)要求（1）掌握曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與提高曲軸強(qiáng)度的措施;（2）理解曲軸的工作條件；了解曲軸強(qiáng)度的計(jì)算方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與提高曲軸強(qiáng)度的措施.難點(diǎn)曲軸強(qiáng)度的計(jì)算方法第七章軸承設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介（一）課程內(nèi)容（1）簡(jiǎn)要介紹滑動(dòng)軸承的損壞原因及對(duì)材料要求；（2）簡(jiǎn)要介紹滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（二）教學(xué)要求了解滑動(dòng)軸承的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。.難點(diǎn)軸心軌跡分析。第八章配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）課

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

10、計(jì)；(2)氣缸套設(shè)計(jì)；(3)氣缸蓋設(shè)計(jì)。(二)教學(xué)要求(1)掌握機(jī)體的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn)；氣缸蓋的冷卻方式和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。了解氣缸套設(shè)計(jì)要點(diǎn)。(三)重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)機(jī)體、氣缸蓋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。.難點(diǎn)提高機(jī)體剛度及降低氣缸蓋熱負(fù)荷的措施。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí)驗(yàn)上 機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)一、內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)總 論44講授課程目標(biāo)1二、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)66講授課程目標(biāo)2三、內(nèi)燃機(jī)的平衡66講授、討論課程目標(biāo)2四、活塞組設(shè)計(jì)66講授、討論課程目標(biāo)3、4、5五、連桿組設(shè)計(jì)44講授課程目標(biāo)3、4、5六、曲軸設(shè)計(jì)44講授課程目標(biāo)3、4、5七、軸承設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介22討論課程目標(biāo)3、4、5八、配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)44講授課程目標(biāo)3、4、5九、機(jī)體、氣缸套、 氣缸蓋設(shè)計(jì)44講授、討論課程目標(biāo)3、4、5合計(jì)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(dòng)情況按10%計(jì)入總成 績(jī)。10%期末考試試卷題型包括填空題、計(jì)算題 簡(jiǎn)答題