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目录 1

第一章 内燃机概述 1

1.1 引言 1

1.2 压燃式发动机 2

1.2.1 压燃式发动机的燃烧室 2

1.2.1.1 分隔式燃烧室 3

1.2.1.2 直接喷射式燃烧室 5

1.2.1.3 “静止式”燃烧室 7

1.3 外源点火或火花点火式发动机 8

1.3.1 外源点火或火花点火式发动机的燃烧室 9

1.3.1.1 汽车发动机燃烧室 10

1.3.1.2 高压缩比煤气机 11

1.3.2 分层充气发动机 12

1.3.3 火焰点火发动机 12

1.4 旋转式发动机 12

1.4.1 Wankel发动机 12

参考文献 13

符号 14

第二章 热力学和气体动力学基础 14

2.1 状态方程式 15

2.2 热力学第一定律 15

2.2.1 闭口系统 15

2.2.2 开口系统 17

2.3 热力学第二定律 19

2.4 均熵流动 20

2.4.1 连续方程式 20

2.4.2 动量方程式 21

2.5 混合气 22

2.6 内能和焓的曲线图 23

2.7 离解 26

参考文献 30

第三章 空气标准循环符号 31

3.1 空气标准循环的效率 32

3.2 局限性 37

第四章 压燃式发动机的燃烧符号 40

4.1 燃烧过程概述 40

4.2 压燃式发动机的燃烧计算模型 42

4.2.1 单区燃烧模型 43

4.2.1.1 Lyn的方法 44

4.2.1.2 Whitehouse-Way的方法 45

4.2.2 双区燃烧模型 48

4.2.2.1 圆锥－圆环形的燃烧区模型 49

4.2.2.2 涡流－壁面喷射－燃烧区模型 51

4.2.3 多区燃烧模型 51

4.2.4 紊流预测模型 51

4.3 燃烧生成的排放物 52

4.3.1 炭烟 52

4.3.2 有害气体 53

参考文献 54

第五章 火花点火式发动机的燃烧符号 56

5.1 可控和不可控、正常和不正常燃烧的定义 56

5.2 正常燃烧 56

5.3 不正常燃烧——发动机的敲缸 59

5.3.1 碳氢化合物－氧混合气燃烧的研究 60

5.3.2 发动机上的研究 63

5.3.3 燃料添加剂对敲缸的影响 67

5.5 正常燃烧的化学热力学模型 68

5.4.3 轰鸣 68

5.4 不可控燃烧、早燃和失控运转 68

5.4.1 早燃 68

5.4.2 失控运转 68

5.6 燃烧产生的排放物 70

5.6.1 一氧化碳 70

5.6.2 一氧化氮 71

5.6.3 碳氢化合物 77

参考文献 77

第六章 发动机的传热符号 80

6.1.1 辐射 81

6.1 基本原理 81

6.1.2 固体粒子云（如炭烟）的辐射 84

6.1.3 对流换热 85

6.2 内燃机的传热概述 86

6.3 内燃机的传热——需考虑的几个实际问题 88

6.4 瞬时传热的计算 92

6.4.1 单区传热计算 92

6.4.2 多区传热 94

参考文献 96

6.5数值 96

附录Ⅰ试验方法 99

符号 99

Ⅰ.1 压力测量和记录 99

Ⅰ.2 温度测量和记录 103

Ⅰ.2.1 零件温度测量 103

Ⅰ.2.2 气体温度测量 109

Ⅰ.3 燃烧摄影和火焰速度测定 111

Ⅰ.4 光谱分析方法 112

Ⅰ.5 化学分析技术 113

Ⅰ.5.1 取样阀 114

Ⅰ.5.2 奥氏（Orsat）气体分析仪 114

Ⅰ.5.3 非分散的红外分析仪（NDIR） 115

Ⅰ.5.4 火焰离子检测器（FID） 115

Ⅰ.5.5 气体层析法 116

Ⅰ.5.6 化学发光法 117

参考文献 117

7.4 四冲程和二冲程发动机的换气过程 119

符号 119

第七章 换气过程 119

7.2 定义 124

7.3 换气过程热力学 126

7.3.1 自由排气时期 127

7.3.2 排气冲程 129

7.3.3 吸气冲程 130

7.4 扫气过程 136

7.4.1 等温扫气模型 137

7.4.2 非等温扫气模型 141

7.5 换气期间的流动过程 145

7.5.1 排气门或排气口截面积 146

7.5.2 二冲程发动机的扫气口截面积 150

7.5.3 简化的气口截面积 152

7.5.4 四冲程发动机的进气门截面积 153

7.6 火花点火式汽油机的进气系统——化油器 155

7.7 不稳定流动的波动效应 157

参考文献 158

第八章 压燃式发动机的循环计算符号 160

8.2 燃烧过程热力学 161

8.1 引言 161

8.3 理想双燃循环 164

8.3.1 等熵压缩 164

8.3.2 定容绝热燃烧 166

8.3.3 定压绝热燃烧 168

8.3.4 等熵膨胀 169

8.3.5 循环性能分析 170

8.4单 区燃烧模型的实际循环 171

8.5.1 双区模型的热力学 179

8.5 多区模型 179

8.5.2 多区模型 180

第九章 火花点火式发动机的循环计算符号 181

9.1 碳氢化合物和空气混合气的理想Otto循环 182

9.1.1 绝热压缩 184

9.1.2 定容绝热燃烧 186

9.1.3 绝热膨胀 190

9.1.4 循环性能分析 193

9.2 考虑燃烧时间、热损失和反应动力学的循环计算 197

参考文献 201

第十章 内燃机增压符号 202

10.1 缸内封存气体的状态与平均有效压力之间的关系 203

10.2 机械增压 204

10.3 涡轮增压器 206

10.4 平均废气温度 212

10.5 简单的涡轮增压系统 214

10.6 理想的涡轮增压系统 216

10.6.1 二冲程发动机 217

10.6.2 四冲程发动机 222

10.7 实际的涡轮增压器系统 225

10.8 排气系统的效率 228

10.8.1 定压涡轮增压 229

10.8.2 脉冲涡轮增压 234

10.9 涡轮增压器和发动机的匹配 237

10.10 涡轮高增压 240

10.11 一些涡轮增压发动机的工作特性 241

参考文献 244

附录Ⅱ 245

A．混合气的热力学性质 245

B．双燃循环的电算程序 249

C．Otto循环的电算程序 255