內(nèi)燃機技術(shù)手冊（原書第8版）

叢書序
譯者的話
第8版前言
作者介紹
第1章歷史的回顧1
參考文獻6
第2章往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的定義和
分類7
2.1定義7
2.2分類的可能性8
2.2.1燃燒過程8
2.2.2燃料8
2.2.3工作過程8
2.2.4混合氣形成9
2.2.5氣體交換控制9
2.2.6充量供給9
2.2.7結(jié)構(gòu)形式10
2.2.8點火11
2.2.9冷卻11
2.2.10負荷調(diào)節(jié)11
2.2.11用途11
2.2.12轉(zhuǎn)速和功率等級11
參考文獻12
第3章特征參數(shù)13
3.1排量13
3.2壓縮比14
3.3轉(zhuǎn)速和活塞速度15
3.4轉(zhuǎn)矩和功率16
3.5燃料消耗16
3.6氣體功和平均壓力18
3.7效率19
3.8空氣流量和氣缸充氣量20
3.9空氣-燃料比21
參考文獻22
第4章特性場23
4.1燃料消耗特性場24
4.2排放特性場25
4.3點火特性場和噴射特性場28
4.4廢氣溫度特性場28
第5章熱力學(xué)基礎(chǔ)30
5.1循環(huán)過程30
5.2比較過程31
5.2.1簡單的模型過程31
5.2.2損失33
5.3開式的比較過程34
5.3.1理想發(fā)動機的工作過程34
5.3.2接近實際的工作過程36
5.4效率39
5.5發(fā)動機的能量平衡40
參考文獻40
第6章傳動機構(gòu)42
6.1曲柄連桿機構(gòu)42
6.1.1結(jié)構(gòu)和功能42
6.1.2曲柄連桿機構(gòu)上的力45
6.1.3切向力變化過程和平均
切向力49
6.1.4質(zhì)量力51
6.1.5質(zhì)量平衡56
6.1.6內(nèi)部力矩60
6.1.7曲柄次序和點火次序60
6.2扭轉(zhuǎn)振動61
6.2.1基礎(chǔ)知識61
6.2.2機械裝置的簡化62
6.2.3固有頻率和振型63
6.2.4激振力、激振功和激振振幅63
6.2.5降低曲軸偏置的措施65
6.2.6雙質(zhì)量飛輪65
6.3可變壓縮比和可變排量67
6.3.1可變排量67
6.3.2可變壓縮比67
參考文獻70
第7章發(fā)動機零部件72
7.1活塞、活塞銷、活塞銷卡環(huán)72
7.1.1活塞72
7.1.2活塞銷83
7.1.3活塞銷卡環(huán)84
7.2連桿84
7.2.1連桿的結(jié)構(gòu)類型85
7.2.2載荷85
7.2.3連桿螺栓86
7.2.4造型87
7.2.5連桿加工87
7.2.6連桿材料90
7.3活塞環(huán)90
7.3.1結(jié)構(gòu)形式91
7.3.2環(huán)的配置93
7.3.3特征參數(shù)94
7.3.4活塞環(huán)的制造95
7.3.5應(yīng)力、損傷、磨損、摩擦97
7.4曲軸箱98
7.4.1任務(wù)和功能98
7.4.2氣缸曲軸箱的造型設(shè)計100
7.4.3聲學(xué)優(yōu)化104
7.4.4曲軸箱重量最小化105
7.4.5曲軸箱鑄造工藝106
7.5氣缸107
7.5.1氣缸的造型設(shè)計107
7.5.2氣缸運行面的加工110
7.5.3氣缸冷卻111
7.6油底殼112
7.7曲軸箱通風(fēng)113
7.7.1法律上的邊界條件113
7.7.2技術(shù)要求114
7.7.3現(xiàn)有曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)117
7.7.4油氣分離118
7.7.5曲軸箱壓力調(diào)節(jié)121
7.7.6模塊化和氣門罩集成化123
7.8氣缸蓋124
7.8.1氣缸蓋的基本設(shè)計124
7.8.2氣缸蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計126
7.8.3鑄造方法134
7.8.4模型制作和模具制作137
7.8.5機械加工和質(zhì)量保證138
7.8.6氣缸蓋的實際結(jié)構(gòu)形式139
7.8.7氣缸蓋技術(shù)展望143
7.9曲軸145
7.9.1在車輛中的功能145
7.9.2制造和特性146
7.9.3輕量化和提高強度的方法148
7.9.4曲軸的計算149
7.10配氣機構(gòu)零部件150
7.10.1標(biāo)準配氣機構(gòu)150
7.10.2傳動帶張緊系統(tǒng)、張緊輪和
偏轉(zhuǎn)輪160
7.10.3鏈張緊和導(dǎo)向系統(tǒng)162
7.11氣門164
7.11.1功能和術(shù)語解釋164
7.11.2制造方法和氣門類型164
7.11.3結(jié)構(gòu)形式166
7.11.4氣門材料168
7.11.5特殊氣門結(jié)構(gòu)168
7.11.6氣門鎖片168
7.11.7氣門轉(zhuǎn)動裝置169
7.12氣門彈簧170
7.13氣門座圈173
7.13.1引言173
7.13.2對氣門座圈的要求173
7.14氣門導(dǎo)管178
7.14.1對氣門導(dǎo)管的要求178
7.14.2材料和特性180
7.14.3氣門導(dǎo)管的幾何尺寸182
7.14.4氣缸蓋裝配183
7.15潤滑油泵184
7.15.1潤滑系統(tǒng)和對潤滑油泵的要求184
7.15.2潤滑油泵的結(jié)構(gòu)形式185
7.15.3發(fā)動機潤滑油泵的調(diào)節(jié)191
7.15.4泵的方案設(shè)計和安裝位置198
7.15.5開發(fā)202
7.16凸輪軸208
7.16.1凸輪軸的任務(wù)208
7.16.2配氣機構(gòu)的配置208
7.16.3凸輪軸的結(jié)構(gòu)209
7.16.4工藝和材料210
7.16.5輕量化215
7.16.6凸輪軸載荷的影響因素216
7.16.7凸輪輪廓的設(shè)計216
7.16.8運動學(xué)計算217
7.16.9動力學(xué)計算218
7.16.10凸輪軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)219
7.17鏈傳動221
7.17.1傳動鏈結(jié)構(gòu)形式222
7.17.2傳動鏈特征參數(shù)223
7.17.3鏈輪224
7.17.4傳動鏈導(dǎo)向元件224
7.17.5減小鏈傳動摩擦的方案設(shè)計224
7.18帶傳動226
7.18.1用于凸輪軸驅(qū)動的齒形帶傳動226
7.18.2驅(qū)動輔助設(shè)備用的V帶傳動231
7.19內(nèi)燃機中的軸承234
7.19.1基礎(chǔ)234
7.19.2發(fā)動機軸承的計算和尺寸化236
7.19.3軸承材料241
7.19.4軸承結(jié)構(gòu)形式——結(jié)構(gòu)、承載能力、
應(yīng)用246
7.19.5軸承失效250
7.19.6展望250
7.20進氣系統(tǒng)251
7.20.1進氣系統(tǒng)的組件252
7.20.2聲學(xué)256
7.21密封系統(tǒng)259
7.21.1氣缸蓋密封系統(tǒng)259
7.21.2特殊的密封件263
7.21.3彈性體密封系統(tǒng)267
7.21.4開發(fā)方法270
7.22發(fā)動機上的螺栓273
7.22.1高強度的螺栓連接273
7.22.2質(zhì)量要求273
7.22.3螺栓連接274
7.22.4附件螺栓連接和輕金屬螺栓279
7.22.5螺栓擰緊方法280
7.23排氣歧管281
7.23.1歧管的開發(fā)進程283
7.23.2作為單個組件的歧管283
7.23.3作為部分模塊的歧管285
7.23.4集成的排氣歧管285
7.23.5歧管組件285
7.24發(fā)動機水泵286
7.24.1要求、結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計286
7.24.2葉輪和螺旋通道288
7.24.3冷卻液側(cè)的密封289
7.24.4水泵的特性場和相似性關(guān)系290
7.24.5氣蝕292
7.24.6流動模擬、流動分析、強度驗證和
優(yōu)化292
7.24.7可切換的、可調(diào)的和電動水泵293
7.25二沖程發(fā)動機的控制機構(gòu)298
參考文獻300
第8章發(fā)動機307
8.1發(fā)動機方案設(shè)計307
8.1.1發(fā)動機結(jié)構(gòu)形式308
8.1.2與基礎(chǔ)發(fā)動機相關(guān)的發(fā)動機方案設(shè)計
的差異特征310
8.1.3其他方案設(shè)計標(biāo)準312
8.1.4汽車中附件布置的方案設(shè)計312
8.2實際的發(fā)動機313
8.3摩托車發(fā)動機/特殊用途發(fā)動機328
8.3.1道路用摩托車329
8.3.2越野摩托車342
8.3.3法規(guī)349
8.3.4賽車發(fā)動機359
8.3.5特殊應(yīng)用364
8.4旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機/汪克爾發(fā)動機370
8.4.1歷史370
8.4.2旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機的一般功能方式371
8.4.3四沖程原理371
8.4.4乘用車Renesis的旋轉(zhuǎn)活塞
發(fā)動機372
8.4.5氫旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機374
8.5手提式工作機械用小排量發(fā)動機375
8.5.1排放法規(guī)376
8.5.2減少廢氣排放的措施377
8.5.3混合氣形成和發(fā)動機管理379
參考文獻381
第9章摩擦學(xué)383
9.1摩擦383
9.1.1特征參數(shù)383
9.1.2摩擦狀況383
9.1.3摩擦的測量方法384
9.1.4運行狀態(tài)和邊界條件的影響385
9.1.5摩擦對燃料消耗的影響386
9.1.6實用內(nèi)燃機的摩擦特性387
9.1.7以活塞組為例的摩擦計算的方法395
9.2潤滑396
9.2.1摩擦學(xué)基礎(chǔ)396
9.2.2潤滑系統(tǒng)398
參考文獻404
第10章?lián)Q氣過程406
10.1四沖程發(fā)動機中的換氣裝置406
10.1.1配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型407
10.1.2配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)部件408
10.1.3配氣機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)412
10.1.4四沖程發(fā)動機換氣裝置的設(shè)計415
10.2換氣過程計算426
10.3二沖程發(fā)動機的換氣過程428
10.3.1掃氣方法428
10.3.2換氣機構(gòu)430
10.3.3掃氣空氣供給431
10.4可變的氣門控制433
10.4.1凸輪軸調(diào)節(jié)器435
10.4.2具有分級式氣門升程或開啟持續(xù)
時間變化的系統(tǒng)442
10.4.3全可變氣門控制444
10.4.4可變配氣機構(gòu)的展望458
10.5帶可控進氣空氣閥的脈沖增壓459
10.5.1概述459
10.5.2批量生產(chǎn)時對組件的要求460
10.5.3電氣的系統(tǒng)集成462
10.5.4機械的系統(tǒng)集成462
10.5.5集成的脈沖增壓器進氣模塊462
參考文獻463
第11章內(nèi)燃機增壓465
11.1機械增壓465
11.2廢氣渦輪增壓466
11.3增壓空氣冷卻467
11.4發(fā)動機與壓氣機的相互作用468
11.4.1壓氣機特性場中的四沖程
發(fā)動機468
11.4.2機械增壓469
11.4.3廢氣渦輪增壓469
11.5動態(tài)特性474
11.6增壓發(fā)動機中的附加措施477
11.6.1汽油機477
11.6.2柴油機477
11.7乘用車通過分動增壓和二級增壓拓展
功率（高增壓）478
11.7.1二級增壓方法的歷史和演變（分級
增壓）478
11.7.2二級增壓的熱力學(xué)479
11.7.3分動增壓和二級增壓方案設(shè)計/
系統(tǒng)480
11.7.4應(yīng)用范圍482
11.8在渦輪增壓器試驗臺上確定渦輪增壓器
特性場482
11.8.1渦輪增壓器試驗臺的原理結(jié)構(gòu)483
11.8.2壓氣機和渦輪機的特性場483
11.8.3在發(fā)動機工作過程模擬中使用渦輪
增壓器特性場時的特點485
參考文獻486
第12章混合氣形成過程和混合氣形成
系統(tǒng)489
12.1內(nèi)部混合氣形成489
12.2外部混合氣形成489
12.3汽油機混合氣形成（化油器/汽油
噴射）489
12.3.1化油器的工作原理489
12.3.2借助于汽油噴射的混合氣形成490
12.4柴油機混合氣形成500
12.4.1燃油噴射系統(tǒng)概述501
12.4.2具有噴射同步壓力產(chǎn)生的系統(tǒng)506
12.4.3帶中央蓄壓器的系統(tǒng)511
12.4.4噴嘴和噴嘴體517
12.4.5噴射系統(tǒng)與發(fā)動機的適配520
12.5燃料供給系統(tǒng)523
12.5.1燃料箱523
12.5.2燃料箱通風(fēng)系統(tǒng)524
12.5.3對燃料輸送系統(tǒng)的要求524
12.5.4液位狀態(tài)測量530
參考文獻531
第13章著火533
13.1汽油機著火533
13.1.1著火概述533
13.1.2對點火系統(tǒng)的要求533
13.1.3最小點火能量533
13.1.4火花點火的基礎(chǔ)533
13.1.5線圈點火系統(tǒng)（感應(yīng)式）534
13.1.6其他的點火系統(tǒng)536
13.1.7燃氣發(fā)動機536
13.1.8總結(jié)/展望536
13.2火花塞537
13.2.1對火花塞的要求537
13.2.2結(jié)構(gòu)形式537
13.2.3熱值538
13.2.4點火電壓需求538
13.2.5點火特性（和混合氣著火）539
13.2.6磨損540
13.2.7應(yīng)用541
13.3柴油機著火541
13.3.1自行著火和燃燒541
13.3.2柴油機的冷起動542
13.3.3冷起動支持組件544
13.3.4展望548
參考文獻549
第14章燃燒550
14.1燃料和燃料化學(xué)550
14.2碳氫化合物的氧化552
14.3自行著火553
14.3.1H2-O2系統(tǒng)553
14.3.2碳氫化合物的著火554
14.3.3快速壓縮發(fā)動機555
14.3.4柴油機555
14.3.5HCCI發(fā)動機555
14.3.6發(fā)動機爆燃555
14.3.7自行著火的建模555
14.4火焰?zhèn)鞑?56
14.4.1湍流尺度556
14.4.2火焰類型557
14.5建模和模擬558
14.5.1燃燒模型分類559
14.5.2零維模型559
14.5.3現(xiàn)象學(xué)模型562
14.5.43D-CFD模型563
參考文獻564
第15章燃燒過程566
15.1柴油機566
15.1.1柴油燃燒566
15.1.2四沖程柴油機燃燒過程571
15.2汽油機580
15.2.1進氣道噴射發(fā)動機（PFI發(fā)動機）
的燃燒過程580
15.2.2直接噴射火花點火（DISI）
發(fā)動機的燃燒過程590
15.3二沖程柴油機605
15.4二沖程汽油機60