山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（PPT讲稿）内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方法

《内燃机设计》 本课程48学时0学时实验 教师姓名：齐晓霓 E-mail bmjw@163.com 办公地点：热能与动力工程实验室112 2025/4/5

2025/4/5 1 《内燃机设计》 本课程48学时 0学时实验 教师姓名：齐晓霓 E-mail：bmjw@163.com 办公地点：热能与动力工程实验室112

《内燃机设计》课程性质 《内燃机设计》是汽车及内燃机工程的主干课程，它 是在掌握了内燃机原理、结构以及其他相关基础学科的基 础上研究的一门应用型科学，其目的是主要了解和掌握内 燃机的总体设计和主要零部件的设计要点，其中包括内燃 机的设计要求、类型选择、主要参数的选择、内燃机开发 的一般程序与方法、现代设计理论与方法在内燃机设计中 的应用、活塞组的设计、连杆与曲柄的设计，机体与气缸 盖的设计。通过本课程的学习，使学生在内燃机设计方面 受到严格训练，为培养汽车和内燃机的科研人员和高级工 程技术人才奠定基础。 2025/4/5 2

2025/4/5 2 《内燃机设计》课程性质 《内燃机设计》是汽车及内燃机工程的主干课程，它 是在掌握了内燃机原理、结构以及其他相关基础学科的基 础上研究的一门应用型科学，其目的是主要了解和掌握内 燃机的总体设计和主要零部件的设计要点，其中包括内燃 机的设计要求、类型选择、主要参数的选择、内燃机开发 的一般程序与方法、现代设计理论与方法在内燃机设计中 的应用、活塞组的设计、连杆与曲柄的设计，机体与气缸 盖的设计。通过本课程的学习，使学生在内燃机设计方面 受到严格训练，为培养汽车和内燃机的科研人员和高级工 程技术人才奠定基础

第一篇内燃机设计总论 内燃机设计必须根据具体用途，从内燃机的设计 要求和设计指标出发，按照一定的设计试制过程 及方法进行。 在设计工作中，最重要的是总体设计，即首先进 行正确选型、确定主要结构参数与总布置；然后 进行主要零部件与辅助系统的具体设计。 本篇主要介绍汽车、拖拉机、坦克、工程机械及 农用内燃机的设计要求、设计指标、设计试制过 程与一般设计方法，以及内燃机零件强度计算的 基础知识。 2025/4/5 3

2025/4/5 3 第一篇 内燃机设计总论 内燃机设计必须根据具体用途，从内燃机的设计 要求和设计指标出发，按照一定的设计试制过程 及方法进行。 在设计工作中，最重要的是总体设计，即首先进 行正确选型、确定主要结构参数与总布置；然后 进行主要零部件与辅助系统的具体设计。 本篇主要介绍汽车、拖拉机、坦克、工程机械及 农用内燃机的设计要求、设计指标、设计试制过 程与一般设计方法，以及内燃机零件强度计算的 基础知识

第一章内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方 第方蓖，内燃机的设计要求 经济性； 可靠性； 外形尺寸： 起动性能； 工作适应性； 使用维修应简便； 排放污染要少，噪声应小；工艺性好，容易制造，造价 应低廉，等等。 有些要求相互矛盾 2025/4/5 4

2025/4/5 4 第一章 内燃机的设计要求、设计指标与一般设计方 法 第一节 动力性；内燃机的设计要求 经济性； 可靠性； 外形尺寸； 起动性能； 工作适应性； 使用维修应简便； 排放污染要少，噪声应小；工艺性好，容易制造，造价 应低廉，等等。 有些要求相互矛盾

几种车用内燃机的设计要求 坦克内燃机的主要设计要求： (1)良好的动力性 (2)外形尺寸小，esp.高度尺寸 (3)重量轻 (4) 工作安全可靠 (5) 燃油消耗率低 (6)工作适应性强 (7) 起动性能好 (8)维修方便 2025/4/5 5

2025/4/5 5 几种车用内燃机的设计要求 坦克内燃机的主要设计要求： (1) 良好的动力性 (2) 外形尺寸小，esp.高度尺寸 (3) 重量轻 (4) 工作安全可靠 (5) 燃油消耗率低 (6) 工作适应性强 (7) 起动性能好 (8) 维修方便

坦克内燃机 设计中心任务：在保证足够功率 和可靠性的前提下，外形尺寸尽 量小。 注意：不同类型坦克内燃机有共 同的设计要求，也有各自不同的 要求 2025/4/5 6

2025/4/5 6 坦克内燃机 设计中心任务：在保证足够功率 和可靠性的前提下，外形尺寸尽 量小。 注意：不同类型坦克内燃机有共 同的设计要求，也有各自不同的 要求

汽车内燃机 用途：载客or载货 使用条件：较大范围变速变负荷，启动加 速频繁 主要设计要求： 1。具有良好的动力性能的前提下，起动应迅速可靠； 2。内燃机的外廓尺寸和重量尽可能小； 3。 性必馨使用春卖的醇座出即包括 初次成 燃油和机油支出、保养、配件、修理、折 伯等一切费 4。使用寿命长，零部件结构的工艺性要好，制造应方便， 提高可靠性； 5。特殊用途对应特殊设计要求。 2025/4/5 7

2025/4/5 7 汽车内燃机 用途：载客or载货 使用条件：较大范围变速变负荷，启动加 速频繁 主要设计要求： 1。具有良好的动力性能的前提下，起动应迅速可靠； 2。内燃机的外廓尺寸和重量尽可能小； 3。经济性，必须考虑其整个使用寿命的总支出，即包括 初次成本、燃油和机油支出、保养、配件、修理、折 旧等一切费用； 4。使用寿命长，零部件结构的工艺性要好，制造应方便， 提高可靠性； 5。特殊用途对应特殊设计要求

拖拉机内燃机 用途：带动农具或其它机械 使用条件：经常在大负荷下工作，而具常短期超载 经常在野外流动作业，环境条件较差。 设计要求： 1。有一定的功率储备以适应短期超载； 2。结构刚度大，耐振动： 3。能防水、防尘； 4。燃料和机油消耗率应小，所用油料价格要低； 5。操作维修要简便，使用寿命长 : 6。结构上适于大量生产，制造费用低廉。 2025/4/5 8

2025/4/5 8 拖拉机内燃机 用途：带动农具或其它机械 使用条件：经常在大负荷下工作，而且常短期超载， 经常在野外流动作业，环境条件较差。 设计要求： 1。有一定的功率储备以适应短期超载； 2。结构刚度大，耐振动； 3。能防水、防尘； 4。燃料和机油消耗率应小，所用油料价格要低； 5。操作维修要简便，使用寿命长； 6。结构上适于大量生产，制造费用低廉

二工程机械内燃机的设计要求 挖掘机械、铲土运输机械、，工程起重机械、压实机械、钢筋 混凝土机械、路面机械、凿岩杭械及风动机械等八类 工程机械使用地域广阔，气候差异甚大，使用条件随配套机械 而不同。 挖掘机械、 责精墓常，承}漫 承受冲击力和急剧 的变速、 的内燃机； 压路机等：工作条件较好，多用汽车、拖拉机内燃机经变型后 使用。 设计要求：除了与拖拉机内燃机相同的之外，还要求 1。能够在斜坡上安全作业； 2。在寒带工作应能保证起动； 3。在热带工作应不产生过热； 4。能适应高原工作。 5。在城市作业，特别是在坑道作业的工程机械的内燃机，还要 求其排放污染少、噪声小。 2025/4/5

2025/4/5 9 二 工程机械内燃机的设计要求 挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、压实机械、钢筋 混凝土机械、路面机械、凿岩机械及风动机械等八类。 工程机械使用地域广阔，气候差异甚大，使用条件随配套机械 而不同。 挖掘机械、铲土运输机械：工作环境恶劣、承受冲击力和急剧 的变速、变负荷以及经常超负荷下工作，一般采用专门设计 的内燃机； 压路机等：工作条件较好，多用汽车、拖拉机内燃机经变型后 使用。 设计要求：除了与拖拉机内燃机相同的之外，还要求 1。能够在斜坡上安全作业； 2。在寒带工作应能保证起动； 3。在热带工作应不产生过热； 4。能适应高原工作。 5。在城市作业，特别是在坑道作业的工程机械的内燃机，还要 求其排放污染少、噪声小

农用内燃机 用途：与其他农用机械配套使用。 使用条件：大多在风砂尘扬、雨淋日晒或泥水冲溅等恶 劣条件下工作，有些是在负荷经常变化，甚至经常短 期超负荷下工作。 设计要求：随配套机械而不同。 一般要求： 结构简单，使用维修方便，适合农村使用条件；造价 低廉，使用寿命长，燃油及机油消耗率低，并能使用 低质燃科，以降低农用成本；机体刚性好，外露部件 应紧固牢靠；灰尘大的条件下，应有高效滤清器。 2025/4/5 10

2025/4/5 10 农用内燃机 用途：与其他农用机械配套使用。 使用条件：大多在风砂尘扬、雨淋日晒或泥水冲溅等恶 劣条件下工作，有些是在负荷经常变化，甚至经常短 期超负荷下工作。 设计要求：随配套机械而不同。 一般要求： 结构简单，使用维修方便，适合农村使用条件；造价 低廉，使用寿命长，燃油及机油消耗率低，并能使用 低质燃科，以降低农用成本；机体刚性好，外露部件 应紧固牢靠；灰尘大的条件下，应有高效滤清器