本書是“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目。
本書講述了內燃機設計的基本理論、原則和方法。全書共分11章，內容包括內燃機曲柄連桿機構運動學、內燃機平衡的分析方法與平衡措施、曲軸系統(tǒng)扭轉振動理論、配氣凸輪的設計和機構動力學分析、主要零部件的設計原則和設計基準、潤滑與冷卻系統(tǒng)的設計參數選取原則等。在各章中都結合現代設計理論、手段和工具的發(fā)展介紹了現代設計方法的應用。
本書為能源與動力工程專業(yè)中內燃機專業(yè)方向的本科生教材，也可供從事內燃機設計、制造和開發(fā)的工程技術人員參考。
本書配有電子課件，向授課教師免費提供，需要者可登錄機工教育服務網（wwwcmpeducom)下載。
本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結合。為任課教師提供電子課件等豐富數字化資源配套。
內燃機是車輛、船舶、工程機械以及農用機械的主要動力，也可以看作是這些機械的“心臟”。我國內燃機的開發(fā)、設計和生產曾經長期依賴國外，國內開設內燃機設計課程的高校相對較少，企業(yè)的內燃機專業(yè)技術人員也相當缺乏。隨著改革開放的深入和我國工業(yè)的高速、全面發(fā)展，內燃機的自主開發(fā)設計能力已經成為相關行業(yè)健康發(fā)展的關鍵。相關人才的培養(yǎng)更是得到普遍重視，很多高�；謴突蛐麻_設了內燃機設計課程。粗略統(tǒng)計，已經有數十所高校采用本書作為專業(yè)課教材。
本書此次修訂在2018年第3版的基礎上進行，更多地考慮了我國高校內燃機專業(yè)本科生的課堂學習的需要以及企業(yè)技術人員進行內燃機自主開發(fā)設計的技術需求和現狀，對各章節(jié)進行了不同程度的豐富和修正。為了保持與前幾版的連續(xù)性，同時考慮到本書的教材屬性，此次修訂沒有對章節(jié)分布進行改動。
本書主要介紹了包括曲柄連桿機構運動學、受力分析，內燃機平衡的分析方法與平衡措施，曲軸扭轉振動理論，配氣凸輪設計方法、配氣機構運動學和動力學，內燃機主要零部件設計及設計基準，以及輔助系統(tǒng)主要參數選取原則等內容。各章內容中結合了對各種現代設計方法的應用和作者長期從事內燃機設計研究的工作體會與經驗。由于各教學單位的課時有限，教材中一些章節(jié)的內容（尤其標注*的部分）不必全部作為課堂教學內容，這些內容可以作為自學內容或設計人員的參考資料。
本書總結了作者多年對內燃機設計理論與方法的研究與實踐經驗，并選取了許多有實際工程應用價值的首創(chuàng)性設計方法，例如凸輪型線的設計方法、頂置凸輪擺臂式機構運動學計算方法、配氣機構剛度測試分析方法、減振帶輪設計方法、直列五缸機平衡分析方法、V型發(fā)動機點火順序列表、V型多缸機錯拐曲軸系統(tǒng)平衡性分析等，這些內容使本書既可以作為一本深入淺出、理論嚴謹的教科書，也可以作為一本實用性強、參考價值高的內燃機設計工具書。在本書撰寫過程中，方華教授提供了部分CAE圖片，蘇巖整理了部分插圖，李帥同學計算并提供了第三章中“V型多缸機錯拐曲軸系統(tǒng)平衡性分析”的主要內容和全部表格，吉利汽車趙鐵良高級工程師提供了曲軸設計基準、機體缸蓋設計基準的主要素材，錢耀義教授對本書進行了審閱并提出了寶貴意見，對于他們的辛勤勞動在此一并致以誠摯的感謝。
由于作者水平有限，書中難免存在一些不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
袁兆成
高等院校教師
第一章內燃機設計總論1
第一節(jié)內燃機設計的一般流程1
第二節(jié)內燃機的主要設計指標4
第三節(jié)內燃機的選型11
第四節(jié)內燃機主要參數的選擇14
第五節(jié)現代內燃機設計與技術的發(fā)展25
思考及復習題27
第二章曲柄連桿機構受力分析28
第一節(jié)曲柄連桿機構的運動學28
第二節(jié)曲柄連桿機構中的作用力35
思考及復習題44
第三章內燃機的平衡46
第一節(jié)平衡的基本概念46
第二節(jié)旋轉慣性力的平衡分析48
第三節(jié)單列式內燃機往復慣性力的平衡分析55
第四節(jié)雙列式內燃機往復慣性力的分析70
思考及復習題97
第四章曲軸系統(tǒng)的扭轉振動99
第一節(jié)扭轉振動的基本概念99
第二節(jié)內燃機當量扭振系統(tǒng)的組成與簡化100
第三節(jié)扭振系統(tǒng)自由振動計算107
第四節(jié)強迫振動與共振111
第五節(jié)曲軸系統(tǒng)的激發(fā)力矩114
第六節(jié)曲軸系統(tǒng)的強迫振動與共振118
第七節(jié)扭振的消減措施120
第八節(jié)扭振的現代測試分析方法129
思考及復習題133
第五章配氣機構設計134
第一節(jié)配氣機構的形式及評價134
第二節(jié)配氣機構運動學和凸輪型線設計138
第三節(jié)配氣機構動力學150
第四節(jié)凸輪軸及氣門驅動件設計156
*第五節(jié)可變配氣機構175
思考及復習題181
第六章曲軸飛輪組設計182
第一節(jié)曲軸的工作情況、設計要求和材料選擇182
第二節(jié)曲軸的結構設計184
第三節(jié)曲軸的疲勞強度校核189
第四節(jié)提高曲軸疲勞強度的結構措施和工藝措施191
第五節(jié)飛輪的設計195
思考及復習題199
第七章連桿組設計200
第一節(jié)連桿的設計200
第二節(jié)連桿螺栓的設計208
第三節(jié)提高螺栓疲勞強度的措施211
第四節(jié)連桿的強度計算方法212
思考及復習題212
第八章活塞組設計213
第一節(jié)活塞設計213
第二節(jié)活塞的結構設計216
第三節(jié)活塞環(huán)設計227
思考及復習題247
第九章內燃機滑動軸承設計249
第一節(jié)軸承的工作條件和材料要求249
第二節(jié)軸瓦的結構設計252
第三節(jié)軸心軌跡255
思考及復習題258
第十章機體與氣缸蓋的設計259
第一節(jié)機體設計259
第二節(jié)氣缸與氣缸套設計269
第三節(jié)氣缸蓋設計273
*第四節(jié)內燃機主要部件的設計基準279
思考及復習題283
第十一章內燃機的潤滑和冷卻系統(tǒng)284
第一節(jié)潤滑系統(tǒng)284
第二節(jié)冷卻系統(tǒng)286
思考及復習題301
參考文獻302
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