汽車發動機原理(清華大學出版社2011年版圖書)

《汽車發動機原理》是2011年7月4日清華大學出版社出版的圖書，作者是王建昕。

基本介紹

• 書名：汽車發動機原理
• 作者：王建昕
• ISBN：9787302220299
• 定價：37元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2011-7-4

內容簡介

本書主要介紹了汽車最常用的汽油和柴油發動機的工作原理，包括主要性能指標與運行特性、燃料理化特性與熱化學、熱功轉換與能量利用、換氣過程與進氣充量、混合氣形成與燃燒過程、有害排放物生成機理與控制。根據近年來汽車節能減排技術的進步，加強了缸內直噴汽油機、發動機電控以及柴油機排氣後處理等技術的介紹，同時簡要介紹了混合動力系統基本概念、均質混合氣壓縮著火等新燃燒方法以及各種代用燃料的燃燒與排放特性。

本書可用作汽車專業及內燃機專業的本科生教材（有配套課件），也可供從事汽車發動機研究和開發工作的工程技術人員及研究生參考。

圖書目錄

主要符號表Ⅺ第1章 動力、經濟性能指標與影響因素1

1.1 工質對活塞作功及示功圖1

1.1.1 工質對活塞作功1

1.1.2 自然吸氣四衝程發動機的示功圖2

1.1.3 增壓四衝程發動機的示功圖3

1.1.4 泵氣過程功--實際泵氣功、理論泵氣功和泵氣損失功3

1.1.5二衝程發動機的示功圖與曲軸箱換氣功3

1.2 動力、經濟性能指標5

1.2.1 指示性能指標與有效性能指標5

1.2.2 主要指示指標與有效指標的定義與換算5

1.2.3 動力性能速度指標9

1.3 影響動力、經濟性能指標的環節與因素10

1.3.1 決定動力輸出的“量”與“質”兩大環節10

1.3.2 燃料及可燃混合氣的熱值11

1.3.3 整機燃料消耗率與可燃混合氣流量12

1.3.4 燃料的能量轉換總效率--有效效率13

1.3.5 整機有效輸出功率及燃料消耗率的綜合表達式14

思考與練習題15

參考文獻17第2章 燃料、工質與熱化學18

2.1 燃料及其理化特性18

2.1.1 車用燃料的要求及分類18

2.1.2 車用燃料的主要理化特性及評定20

2.1.3 烴燃料的成分與結構26

2.1.4 單烴的理化特性及其變化規律28

2.1.5 含氧燃料的結構與理化特性30

2.2 汽油、柴油的質量標準34

2.2.1 對汽油質量的要求35

2.2.2 對柴油質量的要求36

2.2.3 中國汽油質量標準37

2.2.4 中國柴油質量標準37

2.3 燃料特性對汽、柴油機工作模式的影響38

2.3.1 對混合氣形成方式的影響38

2.3.2 對著火、燃燒模式的影響38

2.3.3 對負荷調節方式的影響38

2.4 工質的主要熱力參數39

2.4.1 氣體常數與摩爾質量單位39

2.4.2 比熱容與等熵指數40

2.5 燃燒熱化學41

2.5.1 燃料完全燃燒所需的空氣量41

2.5.2 殘餘廢氣係數與廢氣再循環43

2.5.3 燃料燃燒的分子變化係數44

2.5.4 化學反應的熱效應與燃料熱值44

2.5.5 可燃混合氣熱值45

2.5.6 絕熱燃燒溫度46

2.5.7 化學平衡與燃燒平衡產物47

思考與練習題48

參考文獻49第3章 工作循環與能量利用51

3.1 發動機的熱力過程與熱機循環51

3.1.1熱力系統的簡化51

3.1.2 熱機循環與熱效率52

3.1.3 熱力過程的簡化53

3.2 理想工質的理想循環53

3.2.1 模型的基本假設53

3.2.2 理論循環的類型及參數表達式54

3.2.3 循環參數對循環熱效率的影響57

3.2.4 理論循環對改善動力、經濟性的指導意義60

3.3 真實工質的理想循環62

3.3.1 模型的構成、特點與意義62

3.3.2 工質特性及其對熱效率的影響62

3.3.3 理想循環條件下汽、柴油機熱效率的對比64

3.4 真實工質的真實循環64

3.4.1 工質向外傳熱的損失64

3.4.2 燃燒提前的時間損失及後燃損失66

3.4.3 換氣損失66

3.4.4 不完全燃燒損失66

3.4.5 缸內流動損失66

3.4.6 工質泄漏損失67

3.5 機械損失與機械效率67

3.5.1 機械損失的組成67

3.5.2 機械損失各部分所占份額68

3.5.3 機械損失的測量方法69

3.5.4 影響機械效率的主要因素71

3.6 發動機的能量分配與合理利用73

3.6.1 發動機的能量平衡73

3.6.2 發動機的能量合理利用74

思考與練習題82

參考文獻84第4章 換氣過程與進氣充量85

4.1四衝程發動機的換氣過程85

4.1.1 換氣過程與換氣系統85

4.1.2 換氣過程的分期87

4.1.3 進、排氣相位角及其對性能的影響88

4.2 充量係數及其影響因素90

4.2.1 充量係數的解析式90

4.2.2 影響充量係數的主要因素91

4.2.3 穩態條件下充量係數隨轉速的變化規律97

4.3 進、排氣系統的動態效應102

4.3.1 管道中壓力波傳播的基礎知識103

4.3.2 單缸機進氣管中動態效應的利用105

4.3.3 單缸機排氣管中動態效應的利用108

4.3.4 多缸機的動態效應與各缸進氣不均勻108

4.4 發動機增壓109

4.4.1 增壓度與增壓比110

4.4.2 增壓方式與增壓系統簡介110

4.4.3 渦輪增壓系統的兩種基本形式113

4.4.4 渦輪增壓柴油機性能分析115

4.4.5 汽油機渦輪增壓技術的難點及解決措施118

4.5二衝程發動機的換氣問題119

4.5.1 換氣過程與性能特點119

4.5.2 掃氣基本形式120

4.5.3 換氣質量指標及其影響因素121

思考與練習題123

參考文獻124第5章 運行特性與整車匹配125

5.1 工況、工況平面與功率標定125

5.1.1 發動機運行工況125

5.1.2 工況平面與發動機的工作區域126

5.1.3 發動機的功率標定127

5.2 發動機運行特性及其分析方法127

5.2.1 發動機特性的分類127

5.2.2 運行特性及其分析方法129

5.3 速度特性與配套汽車的動力性130

5.3.1 汽油機的速度特性130

5.3.2 柴油機的速度特性131

5.3.3 汽、柴油機速度特性曲線的對比133

5.3.4 發動機外特性曲線對汽車動力性影響133

5.3.5 外特性曲線的運行穩定性與柴油機的調速特性137

5.3.6 提高汽車動力性的措施140

5.4 負荷特性、全特性與配套汽車的燃油經濟性142

5.4.1 汽油機的負荷特性143

5.4.2 柴油機的負荷特性143

5.4.3 汽、柴油機負荷特性曲線的對比145

5.4.4 發動機的全特性145

5.4.5 提高汽車燃油經濟性的措施147

5.5 混合動力系統及其運行特性151

5.5.1 車用混合動力系統概述151

5.5.2 不同構型分類及能量流動分析152

5.5.3 按混合比例分類158

5.5.4 典型的混合動力系統158

思考與練習題160

參考文獻163第6章 燃燒的基礎知識164

6.1 燃燒現象及其分類164

6.1.1 燃燒現象164

6.1.2 燃燒分類及其特徵164

6.2 可燃混合氣的著火與著火理論165

6.2.1 熱著火理論165

6.2.2 鏈式著火理論167

6.3湍流及其在內燃機燃燒中的作用168

6.4 均質混合氣中的火焰傳播169

6.4.1 層流火焰傳播170

6.4.2 湍流火焰傳播171

6.5 液體燃料的霧化與噴霧特性172

6.5.1 液體燃料的噴射霧化172

6.5.2 噴霧特性173

6.6 油滴的蒸發與燃燒176

6.6.1 單個油滴的蒸發與燃燒176

6.6.2 油束及油滴群的蒸發與燃燒177

6.7 示功圖與燃燒放熱率178

6.7.1 示功圖178

6.7.2 燃燒放熱速率178

6.7.3 累計放熱率179

思考與練習題180

參考文獻180第7章 柴油機的混合氣形成與燃燒181

7.1 柴油機的燃燒過程及其特性分析181

7.1.1 柴油機燃燒過程181

7.1.2 合理的燃燒放熱規律184

7.2 柴油機燃油噴射及混合氣形成185

7.2.1 噴油系統與噴油特性185

7.2.2 缸內氣流運動191

7.2.3 柴油機的混合氣形成方式193

7.3 柴油機的燃燒室及其特性197

7.3.1 直噴式燃燒室197

7.3.2非直噴式燃燒室202

7.3.3 不同柴油機燃燒室的對比及選型203

7.4 柴油機的燃燒噪聲205

7.5 柴油機電子控制燃油噴射系統207

7.5.1 燃油噴射系統類型與特點207

7.5.2 柴油機綜合管理系統212

思考與練習題216

參考文獻217第8章 汽油機混合氣形成及燃燒過程218

8.1 汽油機的燃燒過程及其特點218

8.1.1 汽油機燃燒過程分析218

8.1.2 汽油機與柴油機燃燒特性的比較221

8.2 汽油機的爆燃與循環波動223

8.2.1 爆燃223

8.2.2 表麵點火225

8.2.3 循環波動227

8.2.4 各缸工作不均勻性229

8.3 汽油機混合氣形成230

8.3.1 對汽油機混合氣形成的基本要求230

8.3.2 汽油機燃油霧化方式分類231

8.3.3 化油器232

8.3.4 進氣道噴射及混合氣形成233

8.4 汽油機燃燒室及其特性237

8.4.1 汽油機燃燒室設計的基本原則237

8.4.2 典型燃燒室及其性能對比239

8.5 汽油機電子控制系統與控制技術240

8.5.1 汽油機電子控制系統結構及原理240

8.5.2 管理系統主要控制功能242

8.5.3 故障診斷系統248

8.6 稀薄燃燒與缸內直噴式汽油機252

8.6.1 稀薄燃燒的基本概念252

8.6.2非直噴稀燃252

8.6.3 缸內直噴稀燃254

8.6.4 均質當量比GDI汽油機262

8.6.5 對汽油機稀燃與GDI技術的總結265

思考與練習題266

參考文獻268第9章 有害排放物的生成與控制269

9.1 有害排放物的生成機理269

9.1.1 有害排放物的種類及危害269

9.1.2 有害排放物的評價指標271

9.1.3 有害排放物的生成機理271

9.1.4 有害排放物生成的影響因素280

9.2 排放法規及測試方法284

9.2.1 排放法規分類284

9.2.2 輕型車排放法規285

9.2.3 重型車排放法規290

9.2.4 採樣系統及方法293

9.2.5 有害排放物的測試方法294

9.3 汽油機排放的機內淨化技術299

9.4 柴油機的機內淨化技術303

9.4.1 柴油機排放控制技術分類303

9.4.2 柴油機低排放燃燒過程基本控制思路304

9.4.3 改善燃燒以降低柴油機排放的主要技術305

9.4.4 改善燃料以及含氧燃料設計311

9.4.5 對應不同排放法規的技術路線312

9.5 汽油機排氣後處理技術314

9.5.1 汽油機排氣後處理系統的工作原理314

9.5.2 汽油機冷起動排放及其技術對策318

9.5.3 NO??x?吸附還原催化劑319

9.6 柴油機排氣後處理技術320

9.6.1 氧化催化器320

9.6.2 微粒捕集器321

9.6.3 NO??x?還原催化器323

9.6.4 四效催化劑325

9.6.5 重型柴油機後處理技術路線325

9.7 非排氣污染物控制技術326

9.7.1 曲軸箱強制通風裝置326

9.7.2 燃油蒸發控制系統327

思考與練習題328

參考文獻330第10章 新燃燒方法及替代燃料發動機331

10.1 均質混合氣壓縮著火331

10.1.1 內燃機可能的燃燒模式331

10.1.2 HCCI汽油機332

10.1.3 柴油機的HCCI燃燒339

10.2 均質混合氣引燃342

10.2.1 基本思路342

10.2.2 燃燒特性342

10.2.3 主要性能對比343

10.3 氣體代用燃料發動機343

10.3.1 燃氣發動機分類343

10.3.2 天然氣發動機344

10.3.3 氫燃料發動機349

10.3.4 二甲醚發動機350

10.4 液體代用燃料發動機351

10.4.1 生物柴油發動機351

10.4.2 甲醇發動機352

10.4.3 乙醇發動機354

10.4.4 合成柴油發動機356

思考與練習題357