內(nèi)燃機(jī)技術(shù)手冊(cè)（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(xiàn)6
第2章往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)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(guò)程8
2.2.2燃料8
2.2.3工作過(guò)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(diǎn)火11
2.2.9冷卻11
2.2.10負(fù)荷調(diào)節(jié)11
2.2.11用途11
2.2.12轉(zhuǎn)速和功率等級(jí)11
參考文獻(xiàn)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(xiàn)22
第4章特性場(chǎng)23
4.1燃料消耗特性場(chǎng)24
4.2排放特性場(chǎng)25
4.3點(diǎn)火特性場(chǎng)和噴射特性場(chǎng)28
4.4廢氣溫度特性場(chǎng)28
第5章熱力學(xué)基礎(chǔ)30
5.1循環(huán)過(guò)程30
5.2比較過(guò)程31
5.2.1簡(jiǎn)單的模型過(guò)程31
5.2.2損失33
5.3開(kāi)式的比較過(guò)程34
5.3.1理想發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程34
5.3.2接近實(shí)際的工作過(guò)程36
5.4效率39
5.5發(fā)動(dòng)機(jī)的能量平衡40
參考文獻(xiàn)40
第6章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42
6.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)42
6.1.1結(jié)構(gòu)和功能42
6.1.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)上的力45
6.1.3切向力變化過(guò)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(diǎn)火次序60
6.2扭轉(zhuǎn)振動(dòng)61
6.2.1基礎(chǔ)知識(shí)61
6.2.2機(jī)械裝置的簡(jiǎn)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(xiàn)70
第7章發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)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(jì)107
7.5.2氣缸運(yùn)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(jì)124
7.8.2氣缸蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)械加工和質(zhì)量保證138
7.8.6氣缸蓋的實(shí)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(qiáng)度的方法148
7.9.4曲軸的計(jì)算149
7.10配氣機(jī)構(gòu)零部件150
7.10.1標(biāo)準(zhǔn)配氣機(jī)構(gòu)150
7.10.2傳動(dòng)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(yǔ)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(dòng)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(duì)氣門座圈的要求173
7.14氣門導(dǎo)管178
7.14.1對(duì)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(rùn)滑油泵184
7.15.1潤(rùn)滑系統(tǒng)和對(duì)潤(rùn)滑油泵的要求184
7.15.2潤(rùn)滑油泵的結(jié)構(gòu)形式185
7.15.3發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油泵的調(diào)節(jié)191
7.15.4泵的方案設(shè)計(jì)和安裝位置198
7.15.5開(kāi)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(jī)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(jì)216
7.16.8運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算217
7.16.9動(dòng)力學(xué)計(jì)算218
7.16.10凸輪軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)219
7.17鏈傳動(dòng)221
7.17.1傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)形式222
7.17.2傳動(dòng)鏈特征參數(shù)223
7.17.3鏈輪224
7.17.4傳動(dòng)鏈導(dǎo)向元件224
7.17.5減小鏈傳動(dòng)摩擦的方案設(shè)計(jì)224
7.18帶傳動(dòng)226
7.18.1用于凸輪軸驅(qū)動(dòng)的齒形帶傳動(dòng)226
7.18.2驅(qū)動(dòng)輔助設(shè)備用的V帶傳動(dòng)231
7.19內(nèi)燃機(jī)中的軸承234
7.19.1基礎(chǔ)234
7.19.2發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的計(jì)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(jìn)氣系統(tǒng)251
7.20.1進(jìn)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(kāi)發(fā)方法270
7.22發(fā)動(dòng)機(jī)上的螺栓273
7.22.1高強(qiáng)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(kāi)發(fā)進(jìn)程283
7.23.2作為單個(gè)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(dòng)機(jī)水泵286
7.24.1要求、結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(chǎng)和相似性關(guān)系290
7.24.5氣蝕292
7.24.6流動(dòng)模擬、流動(dòng)分析、強(qiáng)度驗(yàn)證和
優(yōu)化292
7.24.7可切換的、可調(diào)的和電動(dòng)水泵293
7.25二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)298
參考文獻(xiàn)300
第8章發(fā)動(dòng)機(jī)307
8.1發(fā)動(dòng)機(jī)方案設(shè)計(jì)307
8.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式308
8.1.2與基礎(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)方案設(shè)計(jì)
的差異特征310
8.1.3其他方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)312
8.1.4汽車中附件布置的方案設(shè)計(jì)312
8.2實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)313
8.3摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)/特殊用途發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)359
8.3.5特殊應(yīng)用364
8.4旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)/汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)370
8.4.1歷史370
8.4.2旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)372
8.4.5氫旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)374
8.5手提式工作機(jī)械用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)375
8.5.1排放法規(guī)376
8.5.2減少?gòu)U氣排放的措施377
8.5.3混合氣形成和發(fā)動(dòng)機(jī)管理379
參考文獻(xiàn)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(cè)量方法384
9.1.4運(yùn)行狀態(tài)和邊界條件的影響385
9.1.5摩擦對(duì)燃料消耗的影響386
9.1.6實(shí)用內(nèi)燃機(jī)的摩擦特性387
9.1.7以活塞組為例的摩擦計(jì)算的方法395
9.2潤(rùn)滑396
9.2.1摩擦學(xué)基礎(chǔ)396
9.2.2潤(rùn)滑系統(tǒng)398
參考文獻(xiàn)404
第10章?lián)Q氣過(guò)程406
10.1四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的換氣裝置406
10.1.1配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型407
10.1.2配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部件408
10.1.3配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)412
10.1.4四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣裝置的設(shè)計(jì)415
10.2換氣過(guò)程計(jì)算426
10.3二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程428
10.3.1掃氣方法428
10.3.2換氣機(jī)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(jí)式氣門升程或開(kāi)啟持續(xù)
時(shí)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(jī)構(gòu)的展望458
10.5帶可控進(jìn)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(shí)對(duì)組件的要求460
10.5.3電氣的系統(tǒng)集成462
10.5.4機(jī)械的系統(tǒng)集成462
10.5.5集成的脈沖增壓器進(jìn)氣模塊462
參考文獻(xiàn)463
第11章內(nèi)燃機(jī)增壓465
11.1機(jī)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(dòng)機(jī)與壓氣機(jī)的相互作用468
11.4.1壓氣機(jī)特性場(chǎng)中的四沖程
發(fā)動(dòng)機(jī)468
11.4.2機(jī)械增壓469
11.4.3廢氣渦輪增壓469
11.5動(dòng)態(tài)特性474
11.6增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的附加措施477
11.6.1汽油機(jī)477
11.6.2柴油機(jī)477
11.7乘用車通過(guò)分動(dòng)增壓和二級(jí)增壓拓展
功率（高增壓）478
11.7.1二級(jí)增壓方法的歷史和演變（分級(jí)
增壓）478
11.7.2二級(jí)增壓的熱力學(xué)479
11.7.3分動(dòng)增壓和二級(jí)增壓方案設(shè)計(jì)/
系統(tǒng)480
11.7.4應(yīng)用范圍482
11.8在渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)上確定渦輪增壓器
特性場(chǎng)482
11.8.1渦輪增壓器試驗(yàn)臺(tái)的原理結(jié)構(gòu)483
11.8.2壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的特性場(chǎng)483
11.8.3在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程模擬中使用渦輪
增壓器特性場(chǎng)時(shí)的特點(diǎn)485
參考文獻(xiàn)486
第12章混合氣形成過(guò)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(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)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(duì)燃料輸送系統(tǒng)的要求524
12.5.4液位狀態(tài)測(cè)量530
參考文獻(xiàn)531
第13章著火533
13.1汽油機(jī)著火533
13.1.1著火概述533
13.1.2對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的要求533
13.1.3最小點(diǎn)火能量533
13.1.4火花點(diǎn)火的基礎(chǔ)533
13.1.5線圈點(diǎn)火系統(tǒng)（感應(yīng)式）534
13.1.6其他的點(diǎn)火系統(tǒng)536
13.1.7燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)536
13.1.8總結(jié)/展望536
13.2火花塞537
13.2.1對(duì)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(diǎn)火電壓需求538
13.2.5點(diǎn)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(jī)著火541
13.3.1自行著火和燃燒541
13.3.2柴油機(jī)的冷起動(dòng)542
13.3.3冷起動(dòng)支持組件544
13.3.4展望548
參考文獻(xiàn)549
第14章燃燒550
14.1燃料和燃料化學(xué)550
14.2碳?xì)浠衔锏难趸?52
14.3自行著火553
14.3.1H2-O2系統(tǒng)553
14.3.2碳?xì)浠衔锏闹?54
14.3.3快速壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)555
14.3.4柴油機(jī)555
14.3.5HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)555
14.3.6發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiàn)564
第15章燃燒過(guò)程566
15.1柴油機(jī)566
15.1.1柴油燃燒566
15.1.2四沖程柴油機(jī)燃燒過(guò)程571
15.2汽油機(jī)580
15.2.1進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)（PFI發(fā)動(dòng)機(jī)）
的燃燒過(guò)程580
15.2.2直接噴射火花點(diǎn)火（DISI）
發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程590
15.3二沖程柴油機(jī)605
15.4二沖程汽油機(jī)60