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绪论 汽车发动机发展简史 1

第一篇 热力工程基础 11

第1章 热机与热功转换的基本规律 13

1.1热能在热机中转换为机械功的过程 13

1.2热功转换的工质及其参数 14

1.2.1工质及状态参数 14

1.2.2状态参数的坐标图 16

1.2.3功和热量 16

1.2.4热力学第一定律 18

1.3理想气体的热力过程 21

1.3.1理想气体的热力性质 21

1.3.2理想气体的热力过程及参数计算 24

1.3.3理想气体热力过程的p-v图及T-s图 30

1.4热功转换的效率 34

1.4.1热机循环 34

1.4.2热力学第二定律 36

思考题与习题 37

第2章 发动机的理论循环 39

2.1四行程发动机理论循环的计算 39

2.1.1对发动机实际工作过程的简化 39

2.1.2理论循环的热效率和平均指示压力的计算 41

2.2理论循环热效率和平均指示压力的影响因素 42

2.3理论循环热效率比较 44

思考题与习题 44

第3章 发动机燃料与燃烧 46

3.1发动机的传统燃料 46

3.1.1烃的分类、构成和性质 46

3.1.2汽油和柴油的使用特性 49

3.1.3燃料特性引起的发动机工作模式上的差异 55

3.2发动机代用燃料 56

3.2.1气体燃料 56

3.2.2液体燃料 58

3.3燃烧热化学 61

3.3.1 1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量 61

3.3.2过量空气系数？a＞1时完全燃烧产物的数量 62

3.3.3燃料热值与混合气热值 62

3.4燃烧的基础知识 63

3.4.1着火与燃烧 63

3.4.2烃的氧化反应 63

3.4.3自燃与点燃 65

3.4.4发动机的燃烧模式 66

3.5燃料电池 70

3.5.1燃料电池结构 70

3.5.2燃料电池的工作原理 71

思考题与习题 73

第4章 发动机的传热 75

4.1热量传递过程概述 75

4.1.1热传递的概念 75

4.1.2热传递的3种基本方式 76

4.2导热过程 76

4.2.1导热现象分析 76

4.2.2导热机理 78

4.2.3导热问题分析过程 78

4.2.4一维稳态导热问题 78

4.3对流换热 84

4.3.1对流换热的计算 84

4.3.2对流换热系数α的各种关联式及应用举例 87

4.4辐射换热 90

4.4.1辐射换热的基本知识 90

4.4.2两物体间的辐射换热量的计算 94

4.4.3气体辐射 97

4.4.4火焰辐射 99

4.5发动机换热分析 100

4.5.1发动机中导热问题的求解方法 100

4.5.2燃气与壁面间的辐射换热 101

4.5.3燃气与壁面间的瞬时综合换热系数 102

思考题与习题 103

第二篇 动力输出与能量利用 107

第5章 发动机实际循环与评价指标 109

5.1四冲程发动机的实际循环 109

5.1.1发动机的实际循环 109

5.1.2发动机实际循环与理论循环的比较 113

5.2发动机的指示指标 116

5.2.1发动机的示功图 116

5.2.2发动机的指示性能指标 117

5.3发动机的有效指标 120

5.3.1动力性指标 120

5.3.2经济性指标 122

5.3.3强化指标 122

5.4机械损失与机械效率 123

5.4.1机械效率 123

5.4.2机械损失的测定 124

5.4.3影响机械效率的主要因素 127

5.4.4发动机的热平衡 128

5.5提高发动机性能指标的途径 130

5.5.1发动机能量的合理利用 130

5.5.2决定动力输出的“量”与“质”的两大因素 134

5.5.3影响发动机动力性、经济性的因素 137

思考题与习题 138

第6章 换气过程与循环充量 139

6.1四冲程发动机的换气过程 139

6.1.1换气过程 139

6.1.2换气损失 142

6.2四冲程发动机的充量系数 143

6.2.1充量系数解析式 143

6.2.2影响充量系数？c的因素 144

6.2.3提高发动机充量系数措施 146

6.3二冲程发动机的换气过程 151

6.3.1换气过程 151

6.3.2二冲程发动机换气过程的特点 152

6.3.3二冲程发动机的扫气方案 152

6.3.4换气效果的评价 154

6.3.5影响扫气效率的因素 154

思考题与习题 155

第7章 发动机废气涡轮增压 156

7.1发动机增压的基本方法与原理 156

7.1.1增压的概念 156

7.1.2增压发动机的特点 157

7.1.3增压的衡量指标 158

7.1.4增压的结构形式及分类 158

7.2废气涡轮增压器的基本结构和工作原理 161

7.2.1径流式废气涡轮的工作原理 161

7.2.2离心式压气机的工作原理与特性 163

7.3废气涡轮增压的类型与废气能量的利用 167

7.3.1废气涡轮增压的类型 167

7.3.2废气能量的利用 167

7.3.3定压增压系统与脉冲增压系统的比较和选择 170

7.4废气涡轮增压对发动机性能的影响 171

7.4.1废气涡轮增压对发动机动力性和经济性的影响 171

7.4.2改善废气涡轮增压发动机转矩特性的途径 173

7.4.3废气涡轮增压对发动机其他性能的影响 174

7.5汽油机增压 175

7.5.1汽油机增压的特点 176

7.5.2汽油机涡轮增压的主要技术措施 176

7.5.3汽油机废气涡轮增压器的布置 177

思考题与习题 179

第三篇 燃烧与排放 181

第8章 汽油机混合气的形成和燃烧 183

8.1汽油机燃烧过程 183

8.1.1正常燃烧过程 183

8.1.2不规则燃烧 185

8.1.3不正常燃烧 186

8.1.4运转因素对燃烧的影响 188

8.2汽油机混合气制备原理 190

8.2.1汽油机理想混合气特性 190

8.2.2化油器式供油系统混合气的形成原理 193

8.2.3电控燃油喷射式供油系统混合气的形成 195

8.3汽油机的燃烧室 199

8.3.1汽油机对燃烧室的要求 199

8.3.2传统汽油机燃烧室 201

8.3.3汽油机稀薄燃烧系统 202

思考题与习题 209

第9章 柴油机混合气的形成和燃烧 210

9.1柴油机燃烧与放热 210

9.1.1柴油机燃烧过程 210

9.1.2柴油机燃烧放热规律 213

9.2柴油机混合气的形成原理 216

9.2.1燃油的喷射与雾化 216

9.2.2燃烧室与混合气形成 222

9.2.3柴油机的预混合燃烧 231

9.3燃烧过程的优化 233

9.3.1燃烧优化过程的基本原则 233

9.3.2燃油喷射过程的优化 235

9.3.3燃烧室的对比及选型 239

思考题与习题 240

第10章 发动机的排放与噪声控制 242

10.1发动机排放物的种类及危害 242

10.1.1概述 242

10.1.2发动机排放污染物的危害 243

10.1.3发动机排放污染物的生成机理 244

10.2影响汽油机有害排放物生成的主要因素及控制措施 249

10.2.1影响因素 249

10.2.2机内净化技术 251

10.2.3机外净化技术 255

10.3影响柴油机有害排放物生成的主要因素及控制措施 258

10.3.1柴油机有害排放物生成特点 258

10.3.2影响因素 258

10.3.3机内净化技术 259

10.3.4机外净化技术 263

10.4发动机排放法规与测试 265

10.4.1排放法规 265

10.4.2排放物测定 265

10.5发动机噪声来源与控制 272

10.5.1发动机噪声的来源 273

10.5.2噪声控制措施 275

思考题与习题 276

第四篇 运行特性与性能调控 279

第11章 发动机运行特性与匹配技术 281

11.1发动机的特性 281

11.1.1工况、工况平面与功率标定 281

11.1.2发动机运行特性及其分析方法 283

11.2发动机性能测试 284

11.2.1台架试验设备 284

11.2.2功率和油耗的测量 285

11.2.3试验方法及数据处理 289

11.3发动机运行特性与汽车匹配 292

11.3.1发动机的速度特性与汽车动力性匹配 292

11.3.2车用柴油机的调速特性 298

11.3.3发动机的负荷特性、万有特性与汽车经济性匹配 303

11.3.4混合动力驱动技术 309

思考题与习题 313

第12章 发动机性能与参数调控技术 314

12.1发动机调控技术的发展 314

12.1.1传统的机、液调控装置 315

12.1.2电子控制系统在发动机中的应用 315

12.1.3发动机（汽车）管理中心 317

12.2汽油机计算机管理系统 318

12.2.1控制功能 318

12.2.2燃油喷射的控制 320

12.2.3综合控制策略 325

12.3电控技术在柴油机上的应用 329

12.3.1电控燃油喷射系统的种类 329

12.3.2控制功能和控制策略 335

思考题与习题 336

附录 符号说明 337

参考文献 339