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目录 1

第1章 绪论 1

1.1　现代内燃机的发展概况 1

1.2　工程机械内燃机的发展趋势 1

1.2.1　工程机械上使用的内燃机 1

1.2.2　工程机械内燃机的发展趋势 2

1.3　内燃机的分类与型号 3

1.3.1　内燃机的分类 3

1.3.2 内燃机产品的型号编制规则 4

2.1.1 内燃机的基本名词和术语 6

2.1 内燃机的基本工作原理 6

第2章　内燃机的工作原理 6

2.1.2　四冲程内燃机的工作原理 7

2.1.3　二冲程内燃机的工作原理 9

2.2　内燃机的性能指标 12

2.2.1 指示指标 12

2.2.2　有效指标 14

2.3　内燃机的增压 17

2.3.1 内燃机增压的基本概念 17

2.3.2　废气涡轮增压器 20

第3章 内燃机的结构 21

3.1 内燃机的总体构造 21

3.2.1　活塞连杆组 24

3.2　内燃机曲柄连杆机构 24

3.2.2　曲轴飞轮组 34

3.2.3　机体组件 38

3.3　内燃机的配气机构 43

3.3.1　配气机构的功用 43

3.3.2　配气机构的类型 43

3.3.3　配气机构的主要零件 43

3.3.4　气门间隙 49

3.3.5　进、排气系统 49

3.4.1　柴油机燃油供给系统的功用和组成 51

3.4.2　喷油泵 51

3.4　柴油机的燃油供给系统 51

3.4.3　喷油器 57

3.4.4　调速器 58

3.4.5　柴油机燃油供给系统的辅助设备 65

3.4.6　P-T燃油供给系统 67

3.4.7　电控柴油喷射系统 71

3.5　汽油机的燃油供给系统 73

3.5.1　化油器式燃油供给系统 73

3.5.2　汽油喷射式燃油供给系统 80

3.6　内燃机的特性与匹配 83

3.6.1　内燃机的特性 84

3.6.2　内燃机的匹配 95

3.7.1　润滑系统的功用 100

3.7　内燃机的润滑系统 100

3.7.3　润滑方式 101

3.7.4　润滑系统的组成 101

3.7.2　润滑油 101

3.7.5　润滑系统的主要部件 102

3.7.6　曲轴箱通风 106

3.8　内燃机的冷却系统 107

3.8.1　冷却系统的功用及冷却方式 107

3.8.2　水冷却系统 108

3.8.3　风冷却系统 111

3.9.1　内燃机的启动 112

3.9.2　内燃机的启动方式 112

3.9　内燃机的启动系统 112

3.9.3　柴油机的启动辅助设备 114

3.10　点火系统 116

3.10.1　电源设备 116

3.10.2　典型触点点火系统 118

3.10.3　无触点点火系统 119

第4章 内燃机设计总论 121

4.1 内燃机设计要求、设计指标与设计过程 121

4.1.1　工程机械内燃机设计要求 121

4.1.2　内燃机主要设计指标 121

4.1.3　内燃机的设计过程 124

4.2.3　活塞行程S与气缸直径D的比值 126

4.2.2　内燃机主要结构参数选择 126

4.2　内燃机的总体设计 126

4.2.1　内燃机的选型 126

4.2.4　内燃机总体布置 128

4.3　现代设计理论及方法在内燃机设计上的应用 129

4.3.1 CAD/CAE技术 129

4.3.2　可靠性设计 131

4.3.3　专家系统 131

第5章 内燃机动力学 132

5.1　曲柄连杆机构受力分析 132

5.1.1 曲柄连杆机构运动学 132

5.1.2　曲柄连杆机构中的作用力 136

5.2.1　概述 150

5.2　内燃机的平衡 150

5.2.2　单缸内燃机的平衡 151

5.2.3　单列式多缸内燃机的平衡 154

5.2.4　V形内燃机的平衡 156

5.3　曲轴系统的扭转振动 164

5.3.1　概述 164

5.3.2　曲轴扭振系统当量模型的建立 165

5.3.3 固有频率和固有振型的计算 168

5.3.4　临界转速的计算 170

6.1.1　活塞组的载荷及设计要求 173

第6章　内燃机主要零部件设计 173

6.1　活塞组 173

6.1.2　活塞设计及计算 175

6.1.3　活塞销设计及计算 181

6.1.4　活塞环设计及计算 182

6.2　连杆组 186

6.2.1　连杆组设计 186

6.2.2　连杆螺栓 187

6.2.3　连杆强度计算 189

6.2.4　利用有限元法进行连杆强度计算 196

6.3.1　曲轴组设计 202

6.3　曲轴与轴承 202

6.3.2　曲轴的疲劳强度计算 204

6.3.3　利用有限元法进行曲轴强度计算 208

6.3.4　曲轴轴承设计 210

6.4　固定件 214

6.4.1 固定件的工作情况与设计要点 214

6.4.2　固定件的计算 223

6.5　配气机构 228

6.5.1　配气机构的工作情况与设计要求 228

6.5.2　凸轮机构运动学与凸轮外形设计 229

6.5.3　配气机构主要零件设计要点 234

6.6.1　润滑系统设计 240

6.6　内燃机辅助系统设计 240

6.6.2　冷却系统设计 245

6.6.3　启动系统设计 249

第7章 内燃机故障诊断、检测及排除 252

7.1　传统故障诊断方法 252

7.1.1　各种仪器在内燃机故障诊断中的应用 252

7.1.2　内燃机故障人工判断法 253

7.2　现代故障诊断方法 254

7.2.1 内燃机运行故障诊断专家系统 254

7.2.2　基于神经网络法 256

7.2.3　基于小波包分析诊断法 258

7.3　柴油机故障的诊断、检测及排除 259

7.3.1　柴油机故障产生的原因及诊断方法 260

7.3.2　柴油机故障的诊断原则 262

7.3.3　柴油机故障的分类 263

7.3.4　柴油机燃料系统故障的诊断、检测及排除 263

7.3.5　柴油机冷却系统故障诊断、检测及排除 267

7.3.6　柴油机润滑系统故障的诊断、检测及排除 270

7.3.7　柴油机常见故障的预防 275

7.4　汽油机故障诊断、检测及排除 277

7.4.1　汽油机点火系统故障诊断检测及排除 277

7.4.2　汽油机燃料系统故障检测及排除 282

7.4.3　汽油机常见故障的预防 287

8.1.1　柴油机的维护与保养 292

8.1 内燃机的维护与保养 292

第8章 内燃机的维护与修理 292

8.1.2　汽油机的维护与保养 298

8.2　内燃机的修理类别 301

8.3　大修的内容及工艺过程 301

8.4　内燃机的解体 302

8.4.1　解体修理的条件 302

8.4.2　解体过程中的技术要求及注意事项 303

8.4.3　解体的步骤及方法 304

8.5　零件清洗 305

8.6.2　气缸套的修理 309

8.6.1　气缸体的缺陷及修理 309

8.6　气缸体与气缸套的修理 309

8.7　曲轴、轴承及飞轮组的修理 312

8.7.1　曲轴的修理 312

8.7.2　轴承的修理 317

8.7.3　飞轮组的修理 318

8.8　活塞连杆组的修理 318

8.8.1　活塞主要零件的缺陷与修理 319

8.8.2　连杆组的缺陷与修理 321

8.9　配气机构的修理 323

8.9.1　气门组件的修理 323

8.9.2　气门挺杆及其导孔的修理 325

8.9.3　凸轮、凸轮轴及其轴承的检测与修理 328

8.9.4　凸轮轴正时齿轮的检测与修理 329

8.9.5　气门摇臂及摇臂轴的修理 331

8.10　燃油供给系统的修理 332

8.10.1　柱塞副的磨损与修理 332

8.10.2　出油阀偶件的磨损及修理 333

8.10.3　喷油器的修理 334

8.11　进、排气系统的修理 335

8.11.1　消声器的检测及修理 335

8.11.2　进、排气歧管的检测及修理 335

8.11.3　空气滤清器的检测及修理 335

8.12.1　散热器的检修 336

8.12　冷却系统的修理 336

8.12.2　节温器的检修 337

8.12.3　水泵的检修 337

8.13　润滑系统的修理 338

8.13.1　滤清器的修理 338

8.13.2　曲轴前后油封的修理 339

8.13.3　机油泵的修理 339

8.14　电气设备的修理 340

8.14.1　发电机的故障、检验与修理 340

8.14.2　调解器的检验与修理 341

8.14.3　蓄电池的缺陷与修理 342

参考文献 343