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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