山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（PPT讲稿）内燃机的设计试制过程、内燃机的一般设计方法

1-3内燃机的设计试制过程 ·具体过程有差异， 接变吾产品议计试制正务 州查研究收集密料 >方案调查和做定技不任务书阶段 但主要过程分为四 拟定技术在务书 阶段PDCA “体方举设计 [主要军廊件初非设计二 单灯过试输机设计 >样总体方案设计 和出期舟究价段 Act Plan 上要子都米试晚研空 不件女过」单部验员究_了 草任力黍 国工☐我全 Keep the improvement in place once Design a project that 祥现试剂 it has delivered the results. meets the needs of the client. 平证衣爱务康 样机座工设什比制 Check Do 成方亲安机可靠性与垂久性认}-其验话配香检 海 和试強阶段 Monitor the project through Implement the project implementation and involving the client's ultimately find out if team. the project has 林机竖定 results 批生产工艺考核 鉴定和设产阶段 戒批生产 格1-1大批匠产产乐型片述老设计试判过在

1-3 内燃机的设计试制过程 • 具体过程有差异， 但主要过程分为四 阶段PDCA

PLAN计划阶段 使用条件（使用单位） ·1。调查研究 生产单位的技术水平（生产单位） 查阅资料借鉴 ·2。拟定技术任务书 (1)新产品设计任务的来源。 (2)新产品用于哪一种车辆，. 或与哪种机械配套；是否可同时有其 它用途，能否实现系列化设计，即用以扩天用途范围的可能性。 (③)新产品的主要要求与主要指标。 (4)新产品与国内外同类先进产品主要指标的比较和分析。 (⑤)产品的经济效果分析。 (⑥)设计试制的计划和进度，应采取的技术措施和经费等。 另外，预计发展动向，考虑其生命力和发展潜力

PLAN 计划阶段 使用条件（使用单位） • 1。调查研究 生产单位的技术水平（生产单位） 查阅资料借鉴 • 2。拟定技术任务书 (1)新产品设计任务的来源。 (2)新产品用于哪一种车辆，或与哪种机械配套；是否可同时有其 它用途，能否实现系列化设计，即用以扩大用途范围的可能性。 (3)新产品的主要要求与主要指标。 (4)新产品与国内外同类先进产品主要指标的比较和分析。 (5)产品的经济效果分析。 (6)设计试制的计划和进度，应采取的技术措施和经费等。 另外，预计发展动向，考虑其生命力和发展潜力。 

DO实施阶段 1。总体设计方案 确定内燃机的类型和主要结构参数以及总体布置， 绘制出内燃机纵横剖面图和外形图。（拟定几种 方案) 2。单缸试验和主要零部件试验研究 进行具体的计算分析，还要进行单缸试验或专题 性单项试验，分析工作过程的完善度、主要零部 件的可靠度、燃油系统的合理性、使用新材料。 3。多缸机施工设计 决定零部件的具体结构形式和尺寸，确定零部件 加工精度和技术要求，选择材料和热处理规范， 并绘制零件工作图

DO 实施阶段 1。总体设计方案 确定内燃机的类型和主要结构参数以及总体布置， 绘制出内燃机纵横剖面图和外形图。（拟定几种 方案） 2。单缸试验和主要零部件试验研究 进行具体的计算分析，还要进行单缸试验或专题 性单项试验，分析工作过程的完善度、主要零部 件的可靠度、燃油系统的合理性、使用新材料。 3。多缸机施工设计 决定零部件的具体结构形式和尺寸，确定零部件 加工精度和技术要求，选择材料和热处理规范， 并绘制零件工作图

CHECK检验段 1。样机试验和性能试验 新机磨合、样机调整试验、样机性能试验、 起动性加速性试验、调整项目达到或超出 设计要求 2。耐久试验 按内燃机的台架试验规范进行耐久试验、 停车故障数、不停车故障数（要求缸径磨 损不得超过。，机油经济性不得超 过。)

CHECK 检验阶段 1。样机试验和性能试验 新机磨合、样机调整试验、样机性能试验、 起动性加速性试验、调整项目达到或超出 设计要求 2。耐久试验 按内燃机的台架试验规范进行耐久试验、 停车故障数、不停车故障数（要求缸径磨 损不得超过。，机油经济性不得超 过。）

ACTION改进和处理阶段 1。样机鉴定 2。小批试制和批量生产

ACTION 改进和处理阶段 1。样机鉴定 2。小批试制和批量生产

1-4内燃机的一般设计方法 一、关于相似关系 ·进行样机的总体方案设计时，通常利用相似 关系来确定样机的主要参数和主要零部件的 结构参数。 ·原准机与设计样机之间应满足的相似关系： 几何相似 力学相似 热力相似

1-4 内燃机的一般设计方法 • 进行样机的总体方案设计时，通常利用相似 关系来确定样机的主要参数和主要零部件的 结构参数。 • 原准机与设计样机之间应满足的相似关系： 几何相似 力学相似 热力相似 一、关于相似关系

利用相似关系设计的方法 ● 以几何相似为依据引出比较参数，如行 程一缸径比、曲柄半径一连杆长度比、气 缸中心距一缸径比相同；单位活塞面积上 最大燃气压力与单位活塞面积上的惯性力 以及主要零件材料相同等，以这些为依据， 采用与原准比较推理的方法，初步选择 合理性能指标及主要零部件的结构尺寸。 。 注意：这种方法并不能代替以后所需进行 的大量试验和研究工作

利用相似关系设计的方法 • 以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—缸径比相同；单位活塞面积上 最大燃气压力与单位活塞面积上的惯性力 以及主要零件材料相同等，以这些为依据， 采用与原准机比较推理的方法，初步选择 合理性能指标及主要零部件的结构尺寸。 • 注意：这种方法并不能代替以后所需进行 的大量试验和研究工作

二、关于可靠性设计方法 1。什么是可靠性？ 产品在规定的使用条件下和时间间隔内完成规定 功能的能力。 2。什么是可靠度？ 产品在规定的使用条件下和时间间隔内完成规定 功能的概率。 3。产品可靠度取决于各零件的可靠度和零件的组合 形式。 如何提高系统可靠度：加强系统最薄弱环节的可 靠度；选择零件个数少而结构合理的部件；采用 并联系统

二、关于可靠性设计方法 1。什么是可靠性？ 产品在规定的使用条件下和时间间隔内完成规定 功能的能力。 2。什么是可靠度？ 产品在规定的使用条件下和时间间隔内完成规定 功能的概率。 3。产品可靠度取决于各零件的可靠度和零件的组合 形式。 如何提高系统可靠度： 加强系统最薄弱环节的可 靠度；选择零件个数少而结构合理的部件；采用 并联系统

4。可靠性设计方法 将负荷、材料强度和结构尺寸看作离散变 量，计算中考虑各种随机因素的影响，并 假设他们分别遵循某一分布规律，计算出 应力与强度离散分布，建立应力-强度干涉 模型。 3升 失效概求 度 喇应的因灰。 啊通座的因获 力集中 工作 3 fx: 只(y231 温此因茶 女面相碰晚 f(, 岁〔3 受力捎况 材强

4。可靠性设计方法 将负荷、材料强度和结构尺寸看作离散变 量，计算中考虑各种随机因素的影响，并 假设他们分别遵循某一分布规律，计算出 应力与强度离散分布，建立应力-强度干涉 模型

5。可修复产品 1.0 不可修复产品 0.9 有效度4七0，的 固有可靠性 0.58 0.8 08 维修性 0.7 0.92 维修度 0.6 有效性 0,60.70.80.91.0 可靠度 有效度 图1-可靠度、维修度与有效度三者关系

5。可修复产品 不可修复产品 固有可靠性 维修性 维修度 有效性 有效度