第1章 简述 1
第2章 汽油直接喷射发展史 3
参考文献 22
第3章 混合气形成和燃烧过程 24
3.1 混合气形成的基本原理 26
3.1.1 燃油准备 27
3.1.2 缸内流动特性 30
3.2 均质混合直接喷射 35
3.3 分层混合直接喷射 43
3.3.1 壁面导向型燃烧过程 45
3.3.2 空气导向型燃烧过程 49
3.3.3 喷束导向型燃烧过程 51
3.4 点火与燃烧 61
3.4.1 稀薄混合气的点火特点 62
3.4.2 缸内直喷式汽油机的不正常点火 65
3.4.3 缸内直接喷射均质运行时的燃烧 66
3.4.4 分层充量运行时的火焰传播 66
3.4.5 爆燃 70
3.5 均质压燃汽油直接喷射 73
3.5.1 热力学 73
3.5.2 汽油自着火的方案和运行策略 76
3.5.3 干预缸内直接喷射的可能性 79
3.5.4 降低燃油耗和有害物排放的潜力 79
3.5.5 声学特性 81
3.6 Diesel/Otto组合式燃烧过程 89
参考文献 90
第4章 喷油系统概论 97
4.1 空气辅助低压直接喷射 98
4.2 高压共轨直接喷射 100
4.2.1 高压燃油泵 102
4.2.2 燃油共轨 106
4.2.3 高压喷油器及其喷嘴 108
4.2.4 喷油策略 118
参考文献 122
第5章 功率和转矩 124
参考文献 131
第6章 增压技术 132
6.1 机械增压 134
6.1.1 机械增压的结构形式 136
6.1.2 旋转活塞式增压器 136
6.1.3 螺杆式增压器 137
6.1.4 叶片式增压器 137
6.1.5 螺旋式增压器 138
6.2 废气涡轮增压 139
6.2.1 废气涡轮增压器的功能和结构 141
6.2.2 可变涡轮几何截面 142
6.3 汽油机废气涡轮增压与缸内直喷的协同配合 144
6.4 采用电动增压器实现高增压 146
6.4.1 电动辅助废气涡轮增压器 147
6.4.2 电动增压器 147
6.5 复合增压系统 149
6.5.1 并联转换式增压 149
6.5.2 两级串联可调式增压 150
6.5.3 组合增压——机械增压与废气涡轮增压相结合 151
参考文献 153
第7章 燃油耗 154
7.1 效率和燃油耗潜力的评估 158
7.2 现有发动机的燃油耗 159
参考文献 166
第8章 发动机小型化和低速化 168
8.1 小型化 168
8.2 低速化 171
参考文献 173
第9章 废气排放和减少有害物 174
9.1 发动机工作过程中有害物的形成 174
9.2 废气排放法规 178
9.2.1 欧洲废气排放法规 179
9.2.2 美国联邦／加利福尼亚州废气排放法规 181
9.2.3 日本废气排放法规 184
9.2.4 降低燃油耗法规 185
9.3 降低包括颗粒物在内的有害物排放 186
9.3.1 机内措施 187
9.3.2 废气再循环 187
9.3.3 化学计量比运行时的废气后处理 188
9.3.4 缸内直接喷射稀薄混合气运行的废气后处理 191
9.3.5 废气催化转化器的加热策略 194
9.3.6 颗粒捕集器 196
9.4 降低有害物排放的新途径 198
参考文献 202
第10章 噪声排放 204
10.1 法规要求 204
10.2 燃烧噪声 206
10.2.1 均质GDI与分层GDI的比较 206
10.2.2 涡流和滚流水平对燃烧激振的影响 208
10.2.3 废气再循环（EGR）对燃烧噪声的影响 208
10.2.4 运行模式变换的影响 209
10.2.5 分层运行时怠速运转的优化 209
10.3 机械噪声 210
10.3.1 爆燃调节系统的优化 211
10.3.2 高压燃油分配系统的影响 212
10.4 GDI小型化方案的声学性能 214
10.4.1 功率相同机型的比较 214
10.4.2 缸内直喷式汽油机小型化噪声的比较 214
10.4.3 增压系统的噪声 217
10.4.4 燃油品质对声学性能的影响 218
10.4.5 噪声品质的主动设计 219
参考文献 220
第11章 汽油直接喷射对发动机其他系统的影响 222
11.1 点火系统 222
11.1.1 火花点火系统 222
11.1.2 激光点火系统 230
11.1.3 微波点火系统 234
11.2 活塞 235
11.2.1 材料 236
11.2.2 制造工艺 238
11.2.3 结构设计和零件强度 239
11.3 气门、气门座圈和气门导管 243
11.3.1 气门及气门座圈 243
11.3.2 直喷式汽油机的进气门积炭 245
11.3.3 气门导管 246
11.3.4 轻型气门 246
11.4 现代汽油机的进气系统 247
11.4.1 进气系统热力学 248
11.4.2 自然吸气式汽油机的进气歧管 250
11.4.3 增压汽油机的进气歧管 252
11.4.4 增压直喷式汽油机的进气歧管 252
11.5 曲轴箱通风 254
11.6 空气脉冲阀 259
11.6.1 技术描述 260
11.6.2 结构原理和边界条件 260
11.6.3 热力学潜力 262
11.7 燃油箱通风 269
11.8 车内辅助加热系统 272
11.8.1 简介 272
11.8.2 辅助加热器的种类 272
11.8.3 PTC电辅助空气加热器 272
11.8.4 冷却液电辅助加热器 275
11.8.5 燃油辅助加热器 276
11.8.6 黏液辅助加热器 277
11.8.7 废气辅助加热器 278
11.8.8 小结和未来展望 279
参考文献 280
第12章 油电混合动力系统中的缸内直喷式汽油机 283
12.1 简介 283
12.2 乘用车混合动力装置 284
参考文献 291
第13章 燃料和润滑油 292
13.1 汽油燃料 292
13.1.1 简介 292
13.1.2 一般原理 292
13.1.3 汽油燃料成分和汽油混合燃料 294
13.1.4 对汽油燃料的要求及其实际意义 295
13.1.5 燃料对废气排放的影响 301
13.1.6 汽油含有的生物燃料成分：生物乙醇和乙基叔丁基醚（ETBE） 302
13.2 汽油机润滑剂 304
13.2.1 润滑剂类型 304
13.2.2 发动机机油的功能 304
13.2.3 对发动机机油的要求 304
13.2.4 发动机机油的成分 305
13.2.5 黏度 305
13.2.6 基础油 307
13.2.7 添加剂 308
13.2.8 发动机机油的功能等级 310
13.2.9 乘用车制造商的燃油和润滑油规范 314
13.2.10 未来展望 314
参考文献 315
第14章 发动机方案 316
14.1 量产方案 316
14.1.1 历史 316
14.1.2 分层充量方案：壁面和空气导向型燃烧过程 318
14.1.3 分层充量方案：喷束导向型燃烧过程 324
14.1.4 非增压均质混合气方案 328
14.1.5 增压均质混合气方案 332
14.2 用于汽车运动的方案及其对量产车开发的促进 341
14.2.1 简介 341
14.2.2 赛车运动中的汽油缸内直接喷射 342
14.2.3 用于勒芒24小时耐力赛的V8双涡轮增压直喷式汽油机 342
14.2.4 转换成量产的2L增压直喷式汽油机 347
14.2.5 赛车运动型与量产型直喷式汽油机的比较 348
14.2.6 小结和未来展望 349
14.3 二冲程缸内直喷式汽油机 349
14.3.1 简介 349
14.3.2 历史 350
14.3.3 量产方案 354
14.3.4 应用和未来展望 356
参考文献 361
第15章 直喷式汽油机的市场发展 364
15.1 简介 364
15.2 美国、欧洲和日本市场的发展 364
15.3 金砖国家（BRIC）市场的发展 366
第16章 未来展望 368
参考文献 372