山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（课件讲稿）第二章 内燃机的总体设计

第二章内燃机的总体设计 2-1总体设计的任务（各个设计阶段有关 ICE总体方面的设计工作) 一。样机总体方案设计中的总体设计任务 1。选择内燃机的型式，确定主要结构参数，选定主要零部件与 辅助系统的结构型式： 2。对主要零部件和辅助系统各机件的外形尺寸进行估计，进行 初步的总体布置，绘制几种不同方案的总体布置图，以便进 行方案分析与论证。确定一种总体方案图，并完成热力计算、 动力计算、主要系统草图及方案设计说明书等文件。 3。提出对各主要零部件和辅助系统在结构方面的主要设计要求， 以便进行各主要零部件和辅助系统各机件的初步设计与单缸 试验机设订，协调和解决各主要零部件和辅助系统各机件在 空间位置上的矛盾，使内燃机能正常动作，并注意拆装和维 修的可能性和方便性。 4。修正初始方案，调整总体布置，绘制较详细的总体布置图。 9/12/2024 1

第二章 内燃机的总体设计 一。样机总体方案设计中的总体设计任务 1。选择内燃机的型式，确定主要结构参数，选定主要零部件与 辅助系统的结构型式； 2。对主要零部件和辅助系统各机件的外形尺寸进行估计，进行 初步的总体布置，绘制几种不同方案的总体布置图，以便进 行方案分析与论证。确定一种总体方案图，并完成热力计算、 动力计算、主要系统草图及方案设计说明书等文件。 3。提出对各主要零部件和辅助系统在结构方面的主要设计要求， 以便进行各主要零部件和辅助系统各机件的初步设计与单缸 试验机设计，协调和解决各主要零部件和辅助系统各机件在 空间位置上的矛盾，使内燃机能正常动作，并注意拆装和维 修的可能性和方便性。 4。修正初始方案，调整总体布置，绘制较详细的总体布置图。 2-1 总体设计的任务(各个设计阶段有关 ICE总体方面的设计工作) 9/12/2024 1

二。样机施工设计中的总体设计任务 1。根据先期研究工作的结果，修正设计； 2。进一步协调和解决各零部件和辅助系统在 空间位置上的矛盾，保证ICE各零部件在安 装和运转时不发生相互干涉的情况； 3。详细检查内燃机拆装和维修的可能性和方 便性，并设计必须的专用工具； 4。绘制内燃机的正式总体布置图（纵横剖面 图、前后端视图、左右侧视图、俯视图与安 装图等)，确定外形尺寸，完成各项详细的 技术文件。 9/12/2024 2

二。样机施工设计中的总体设计任务 1。根据先期研究工作的结果，修正设计； 2。进一步协调和解决各零部件和辅助系统在 空间位置上的矛盾，保证ICE各零部件在安 装和运转时不发生相互干涉的情况； 3。详细检查内燃机拆装和维修的可能性和方 便性，并设计必须的专用工具； 4。绘制内燃机的正式总体布置图（纵横剖面 图、前后端视图、左右侧视图、俯视图与安 装图等），确定外形尺寸，完成各项详细的 技术文件。 9/12/2024 2

2-2内燃机选型 汽油机 二冲程 非增压 柴油机 四冲程 增压 风冷 单缸 单列 水冷 多缸 多列 选用内燃机的型式时，必须对具体 情况作具体的分析。 9/12/2024 3

2-2 内燃机选型 汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 非增压 增压 风冷 水冷 单缸 多缸 单列 多列 选用内燃机的型式时，必须对具体 情况作具体的分析。 9/12/2024 3

一、汽油机与柴油机 柴油机的优点： (1)燃油消耗率低，价格便宜； (2)柴油的比重大； (3)柴油的闪点高，运输与贮存安全； (坦克) (4)已使用废气涡轮增压或复合增压进行强化， 进一步提高燃油经济性与升功率。 (⑤)采用柴油燃料时，排气污染少； (⑥)柴油机还可改成多燃料内燃机。 (坦克) 9/12/2024 4

一、汽油机与柴油机 柴油机的优点： (1)燃油消耗率低，价格便宜； (2)柴油的比重大； (3)柴油的闪点高，运输与贮存安全；（坦克） (4)已使用废气涡轮增压或复合增压进行强化， 进一步提高燃油经济性与升功率。 (5)采用柴油燃料时，排气污染少； (6)柴油机还可改成多燃料内燃机。（坦克） 9/12/2024 4

柴油机的缺点： (1)柴油机的外形尺寸和重量较大；（柴油 机的最大燃气压力比汽油机高，为保证 零件的强度与刚度不得不增大尺寸和重 量。) (2)柴油机的扭矩特性、起动性和加速性均 比汽油机差。 (3)柴油机的制造成本较高。 (4)柴油机工作粗暴，噪声较大。 9/12/2024 5

柴油机的缺点： (1)柴油机的外形尺寸和重量较大；(柴油 机的最大燃气压力比汽油机高，为保证 零件的强度与刚度不得不增大尺寸和重 量。) (2)柴油机的扭矩特性、起动性和加速性均 比汽油机差。 (3)柴油机的制造成本较高。 (4)柴油机工作粗暴，噪声较大。 9/12/2024 5

选用倾向（不是绝对的） 坦克 柴油机 重型载货车、 拖拉机、工程机械、 柴油机 农用内燃机 小轿车 汽油机 9/12/2024 6

选用倾向（不是绝对的） 坦克 柴油机 重型载货车、 拖拉机、工程机械、 柴油机 农用内燃机 小轿车 汽油机 9/12/2024 6

二、二冲程&四冲程ICE(柴油机) 二冲程柴油机的优点： (1)升功率高。 (2)结构简单，制造与修理较方便；（当采用对置 活塞式或壁孔式换气时，无需专门的配气机构 及其驱动零件。) (3)工作平稳，易于起动。 (4)曲柄连杆机构零件所受负荷的冲击性以及所 受变负荷的幅度较小，疲劳强度的安全系数 较大。 (5)二冲程柴油机的散热损失较小，冷起动容易， 改造成为多燃料内燃机也较容易。 9/12/2024 7

二、二冲程&四冲程ICE(柴油机) 二冲程柴油机的优点： (1)升功率高。 (2)结构简单，制造与修理较方便；(当采用对置 活塞式或壁孔式换气时，无需专门的配气机构 及其驱动零件。) (3)工作平稳,易于起动。 (4)曲柄连杆机构零件所受负荷的冲击性以及所 受变负荷的幅度都较小，疲劳强度的安全系数 较大。 (5)二冲程柴油机的散热损失较小，冷起动容易， 改造成为多燃料内燃机也较容易。 9/12/2024 7

二冲程柴油机的缺点： ()热负荷高，二冲程柴油机的使用可靠性与 寿命则不如四冲程柴油机。 (2)换气质量差，燃烧经济性也比较差。 (3)对机油质量要求较高，机油的消耗率较大。 (4)高压泵与喷油器的工作较繁重，寿命较短。 (⑤)二冲程柴油机的噪声、排气污染等都比四 冲程柴油机严重。 9/12/2024

二冲程柴油机的缺点： (1) 热负荷高，二冲程柴油机的使用可靠性与 寿命则不如四冲程柴油机。 (2)换气质量差，燃烧经济性也比较差。 (3)对机油质量要求较高，机油的消耗率较大。 (4)高压泵与喷油器的工作较繁重，寿命较短。 (5)二冲程柴油机的噪声、排气污染等都比四 冲程柴油机严重。 9/12/2024 8

选用倾向 摩托车、小排量汽车、 二冲程汽油机 割草机 小功率汽车、拖拉机、 工程机械以及农用机械 二冲程柴油机 其他大部分都使用四冲程内燃机 9/12/2024 9

选用倾向 摩托车、小排量汽车、 二冲程汽油机 割草机 小功率汽车、拖拉机、 工程机械以及农用机械 二冲程柴油机 其他大部分都使用四冲程内燃机 9/12/2024 9

三、增压&非增压内燃机 增压优点：提高动力性，减小其尺寸和重量，降低 排放，改善经济性。 汽油机一般不宜采用增压。 柴油机增压则是提高升功率的最有效的方法之一。 坦克柴油机一般都采用增压。 大型载重汽车、拖拉机和工程机械用柴油机，特别 是重型车辆也逐渐采用增压柴油机，只有一些中小 型车辆与农用机械才采用不增压的柴油机。 9/12/2024 10

三、增压&非增压内燃机 增压优点：提高动力性，减小其尺寸和重量，降低 排放，改善经济性。 汽油机一般不宜采用增压。 柴油机增压则是提高升功率的最有效的方法之一。 坦克柴油机一般都采用增压。 大型载重汽车、拖拉机和工程机械用柴油机，特别 是重型车辆也逐渐采用增压柴油机，只有一些中小 型车辆与农用机械才采用不增压的柴油机。 9/12/2024 10