本書從內燃機工作性能指標之間的運算關系、理論與實際循環(huán)和缸內燃燒過程三個基礎理論方向，系統(tǒng)講述內燃機工作的基本原理，并結合電控燃料供給系統(tǒng)、可變進氣系統(tǒng)、增壓小型化、高效排氣后處理等技術，介紹內燃機實現(xiàn)節(jié)能減排的技術路線和潛力等。本書共分11章，內容主要包括內燃機的工作性能指標、工作循環(huán)、燃料、缸內氣體流動與混合氣的形成及燃燒、排放機理及控制等，更新了柴油機燃燒著火過程及階段劃分，簡化了燃料供給系統(tǒng)內容，突出介紹了現(xiàn)代內燃機節(jié)能減排的原理與技術方法，并包含有一定的內燃機使用和動力學與設計等內容。
隨著世界范圍內高標準燃油經濟性和排放法規(guī)的實施, 內燃機科技有了日新月異的發(fā)展, 主要體現(xiàn)在內燃機的有效熱效率的提升、先進的電子控制和高效排放后處理系統(tǒng)應用等幾個方面。在我國由內燃機生產制造大國向研發(fā)設計與生產制造并重發(fā)展的轉型期, 有必要對內燃機學的教學內容進行與時俱進的更新, 因此在本書的編寫過程中, 力求反映最新研究成果, 使燃燒理論與技術相結合。
本書共11 章, 分為三部分: 在基本知識方面, 內容包括內燃機發(fā)展簡史、中國內燃機工業(yè)發(fā)展簡史和內燃機的典型構造與技術; 在內燃機原理方面, 有內燃機的工作指標、工作循環(huán)、燃料、混合氣的形成和燃燒及污染物的生成與控制等內容, 特別加強了現(xiàn)代內燃機節(jié)能減排新技術內容; 在應用與設計方面, 延續(xù)前版教材的特點, 內容涵蓋內燃機的使用特性與匹配、內燃機動力學與概念設計。本書配有部分動畫, 掃描二維碼即可觀看。
本書為“九五” 部級重點教材, 普通高等教育“十五” “十一五” “十二五” 國家級規(guī)劃教材, 以及教育部普通高等教育精品教材, 但隨著國Ⅳ和國Ⅵ排放標準的制定和實施, 需要對內燃機燃燒與排放控制措施等有關內容進行修訂, 以滿足新的教學改革計劃的要求。本書由西安交通大學劉圣華和周龍保教授任主編, 吉林大學韓永強教授和江蘇大學王忠教授任副主編, 其中劉圣華和周龍保教授主要完成了第一~ 三章、第五章、第六章和第八章的編寫, 西安交通大學汪映副教授編寫了第四章和第八章(部分內容), 西安交通大學王金華副教授編寫了第五章(部分內容), 吉林大學韓永強教授編寫了第六章(部分內容)、第九~ 十一章, 江蘇大學王忠和杜家益教授共同編寫了第七章。本書由劉巽俊和蔣德明教授擔任主審。在編寫過程中, 不僅得到了濰柴控股集團有限公司、廣西玉柴機器集團有限公司、昆明云內動力股份有限公司、重慶長安汽車股份有限公司等單位的鼎力支持, 還得到了許多內燃機同行的幫助, 在此謹向對本書的編寫和出版做出貢獻的所有人表示感謝。
內燃機產品是工藝品般的高技術載體, 內燃機學博大精深, 本書在承接前三版教材結構和內容的基礎上, 力求反映當今最新科技成果, 但編者并沒有全面參與諸如國Ⅳ和國Ⅵ等發(fā)動機的研究進程, 故疏漏之處在所難免, 懇請讀者提出使用建議, 幫助編者及本書不斷進步。
編 者
前言
常用符號
第一章 概論 1
第一節(jié) 內燃機發(fā)展簡史 1
第二節(jié) 中國內燃機工業(yè)發(fā)展簡史 4
第三節(jié) 內燃機的典型構造與技術 7
參考文獻 15
思考與練習題 15
第二章 內燃機的性能指標 16
第一節(jié) 示功圖與指示性能指標 16
第二節(jié) 有效性能指標 19
第三節(jié) 機械效率與機械損失 20
第四節(jié) 內燃機的升功率推算以及提高動力
性與經濟性的途徑 23
參考文獻 26
思考與練習題 27
第三章 內燃機的工作循環(huán) 28
第一節(jié) 內燃機的理論循環(huán) 28
第二節(jié) 內燃機的實際循環(huán) 32
第三節(jié) 四沖程內燃機的換氣過程 34
第四節(jié) 提高內燃機的循環(huán)效率 38
第五節(jié) 內燃機的增壓 41
參考文獻 53
思考與練習題 54
第四章 內燃機的燃料 55
第一節(jié) 石油基燃料及標準 55
第二節(jié) 汽油的性能指標 57
第三節(jié) 柴油的性能指標 60
第四節(jié) 內燃機的替代燃料 63
第五節(jié) 燃料燃燒化學 68
第六節(jié) 燃料的全生命周期評價 72
參考文獻 74
思考與練習題 74
第五章 內燃機混合氣的形成和燃燒 75
第一節(jié) 內燃機缸內的氣體流動 75
第二節(jié) 汽油機混合氣的形成 79
第三節(jié) 點燃式內燃機的燃燒 84
第四節(jié) 壓燃式內燃機的燃燒 99
參考文獻 105
思考與練習題 106
第六章 內燃機污染物的生成與控制 108
第一節(jié) 概述 108
第二節(jié) 污染物的生成機理和影響因素 109
第三節(jié) 內燃機的排放控制 118
第四節(jié) 內燃機的排氣后處理 126
第五節(jié) 排放法規(guī)簡介 134
第六節(jié) OBD 簡介 137
參考文獻 137
思考與練習題 138
第七章 內燃機的燃料供給與調節(jié) 139
第一節(jié) 概述 139
第二節(jié) 柴油機燃油系統(tǒng) 140
第三節(jié) 燃油系統(tǒng)參數(shù)對柴油機性能的
影響 150
第四節(jié) 柴油機燃油電控系統(tǒng)及控制
策略 156
第五節(jié) 電控汽油噴射系統(tǒng) 160
第六節(jié) 氣體燃料供給系統(tǒng) 168
參考文獻 170
思考與練習題 171
第八章 內燃機的節(jié)能減排 172
第一節(jié) 內燃機的熱平衡 172
第二節(jié) 汽油機的節(jié)能技術 175
第三節(jié) 柴油機的節(jié)能技術 182
第四節(jié) 提高內燃機效率的循環(huán) 188
第五節(jié) 內燃機的新型燃燒方式 189
參考文獻 192
思考與練習題 193
第九章 內燃機的使用特性與匹配 194
第一節(jié) 內燃機的工況 194
第二節(jié) 內燃機的負荷特性 195
第三節(jié) 內燃機的速度特性 198
第四節(jié) 內燃機的萬有特性 202
第五節(jié) 內燃機的功率標定及大氣校正 205
第六節(jié) 內燃機與工作機械的匹配 207
參考文獻 211
思考與練習題 211
第十章 內燃機動力學 213
第一節(jié) 曲柄連桿機構運動學 213
第二節(jié) 曲柄連桿機構受力分析 214
第三節(jié) 內燃機質量平衡 219
第四節(jié) 曲軸軸系的扭轉振動 226
參考文獻 233
思考與練習題 233
第十一章 內燃機的概念設計 234
第一節(jié) 內燃機的設計要求 234
第二節(jié) 內燃機類型的選擇 236
第三節(jié) 內燃機基本參數(shù)的選擇 239
第四節(jié) 內燃機開發(fā)的程序與方法 243
第五節(jié) 內燃機主要零件設計要點 246
第六節(jié) 配氣機構設計要點 266
第七節(jié) 潤滑系、冷卻系與起動系 275
參考文獻 277
思考與練習題 278
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