概念设计作为发动机开发过程的第一步，很大程度上决定了发动机的性能与质量。传统意义的发动机概念设计的特点之一是机、车“分离”，即发动机的开发过程没有考虑其应用对象即整车的需求；特点之二是工程经验主导参数设计，即发动机的设计参数往往由设计工程师凭经验确定，通常在设计阶段无法对产品的性能进行预测和验证，直到试制试验完成后方可得知，此时若发现发动机的性能没有达到设计目标，再来修改设计参数往往为时已晚。本研究从整车性能目标出发，通过剖析整车性能目标与动力总成、发动机性能之间的内在联系，基于发动机结构与性能参数数据库，将整车的性能目标分解成发动机性能目标，解决了传统概念设计中机、车“分离”的问题；然后依据相似性原理将发动机性能目标向主要设计参数分解，并在此基础上总结了发动机性能数值式概念设计的方法流程，最后以某一具体整车性能开发为例展示了发动机性能数值式概念设计的实施过程。本文首先介绍了发动机进排气系统及增压系统的设计参数与运行参数对发动机性能的影响以及发动机充气效率-转速曲线相似性准则，可将发动机的性能目标参数转化成对发动机设计与运行参数的选择，同时为进排气系统设计参数移植提供依据，进而为数值式概念设计过程中的一维性能模拟提供理论基础及优化方向。然后对先进对标发动机结构与性能参数数据库的开发工具、设计原则与目标进行了简要介绍，同时重点介绍了数据库的逻辑结构，数据结构与表示方式以及整车及发动机评价体系。该数据库能有效地储存并管理数据，便于数据的查找、表达、提取、比对、分析与应用，为发动机性能数值式概念设计提供数据支撑。随后介绍了发动机数值式概念设计总流程、工作内容与结果输出清单，详细阐述了基于整车性能需求的动力总成性能参数的确定流程、拟开发发动机目标性能水平与技术难度评估流程、拟开发发动机主要设计参数的确定流程和基于GT-Power的发动机性能参数与设计以及运行参数的模拟与优化等流程，为发动机数值式概念设计提供具体的方法指导。最后，依据发动机性能数值式概念设计流程，借助于数据库中存储的整车及发动机数据以及其评价体系，提出了具体的整车性能目标，并对将该目标分解为排量和发动机BMEP随转速的变化曲线，并根据相似性原则进一步确定了拟开发发动机的基本参数。