內容簡介
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圖書目錄
前言
第 1章 概述 .................................................................. 1
1.1 汽油機混合氣形成方式的演變 ................................................ 1
1.2 缸內直噴式汽油機的發展歷史 ................................................ 7
1.3 現代缸內直噴式汽油機的分類 .............................................. 10
1.4 提高缸內直噴式汽油機節能減排效果的途徑 .................................. 11
第 2章 基礎開發.............................................................. 15
2.1 燃油噴射 ................................................................ 15
2.1.1 燃油噴霧試驗 ........................................................ 15
2.1.2 噴束特性 ............................................................ 17
2.1.3 油滴速度和直徑的測量 ................................................ 20
2.1.4 油氣混合 ............................................................ 23
2.1.5 汽油缸內直接噴射對噴束特性的基本要求 ................................ 25
2.1.6 汽油缸內直接噴射的改善效果 .......................................... 26
2.2 缸內充量運動 ............................................................ 31
2.2.1 缸內充量運動的基本分析 .............................................. 31
2.2.2 滾流積分測量法 ...................................................... 32
2.2.3 滾流微分測量法 ...................................................... 33
2.2.4 充量滾流運動測量的影響因素 .......................................... 36
2.2.5 充量運動對工作過程和循環波動的影響 .................................. 40
2.3 混合氣形成及其燃燒 ...................................................... 49
2.3.1 分層稀薄混合氣及其燃燒 .............................................. 50
2.3.2 均質混合氣及其燃燒 .................................................. 57
2.3.3 分層混合氣的著火特性 ................................................ 59
2.3.4 滾流燃燒過程的潛力 .................................................. 69
2.3.5 噴束引導分層燃燒過程的潛力 .......................................... 78
2.3.6 雙次噴射均質燃燒過程的潛力 .......................................... 88
2.3.7 分層混合氣起動和均質分段噴射的潛力 .................................. 98
2.4 渦輪增壓與缸內直接噴射組合的節油潛力 .................................... 106
2.4.1 增壓與缸內直接噴射的協同作用 ........................................ 106
2.4.2 增壓直噴式汽油機各種運行模式的節油潛力 .............................. 112
2.5 米勒循環與可變壓縮組合的節油潛力 ........................................ 119
2.5.1 壓縮比和膨脹比的影響 ................................................ 119
2.5.2 進氣門早關對實際奧託過程的影響 ...................................... 121
2.5.3 全負荷時進氣門早關的潛力 ............................................ 122
2.5.4 部分負荷時進氣門早關與殘餘氣體消除節流的比較 ........................ 123
2.5.5 進氣門早關時壓縮的可變性 ............................................ 124
2.6 低壓直接噴射燃燒過程 .................................................... 125
2.6.1 汽油低壓直接噴射特性 ................................................ 126
2.6.2 燃燒過程的評價方法和預設計 .......................................... 127
2.6.3 廢氣排放和燃油耗特性 ................................................ 129
2.6.4 機油稀釋的評估 ...................................................... 132
第 3章 子系統開發 .......................................................... 136
3.1 系統概述 ................................................................ 136
3.2 進氣系統開發 ............................................................ 138
3.2.1 進氣滾流調節閥 ...................................................... 138
3.2.2 進氣渦流調節閥 ...................................................... 141
3.2.3 可變進氣管 .......................................................... 142
3.3 燃油噴射系統開發 ........................................................ 149
3.3.1 低壓輸油泵 .......................................................... 151
3.3.2 高壓燃油泵 .......................................................... 151
3.3.3 燃油共軌 ............................................................ 157
3.3.4 共軌壓力調節器 ...................................................... 158
3.3.5 共軌壓力感測器 ...................................................... 158
3.3.6 電控噴油器 .......................................................... 158
3.4 點火系統開發 ............................................................ 166
3.4.1 缸內直噴式汽油機對火花塞的要求 ...................................... 166
3.4.2 缸內直噴式汽油機火花塞技術的現狀 .................................... 168
3.4.3 缸內直噴式汽油機火花塞技術的改進 .................................... 169
3.5 廢氣再循環系統開發 ...................................................... 174
3.5.1 廢氣再循環的作用 .................................................... 174
3.5.2 廢氣再循環系統的分類和比較 .......................................... 177
3.5.3 廢氣再循環的特性及其控制 ............................................ 180
3.5.4 廢氣再循環的效果 .................................................... 181
3.5.5 組合廢氣再循環系統的套用 ............................................ 182
3.5.6 廢氣再循環閥的開發 .................................................. 187
3.5.7 廢氣再循環冷卻器的開發 .............................................. 194
3.5.8 廢氣再循環的潛力 .................................................... 202
3.6 廢氣後處理系統開發 ...................................................... 207
3.6.1 均質燃燒直噴式汽油機的廢氣後處理 .................................... 207
3.6.2 分層燃燒直噴式汽油機的廢氣後處理 .................................... 212
3.6.3 吸附式 NOx催化轉化器 ................................................ 214
3.7 降低顆粒排放的措施 ...................................................... 229
3.7.1 影響顆粒排放形成的主要因素 .......................................... 231
3.7.2 採取措施降低顆粒數排放 .............................................. 239
3.7.3 降低實際行駛顆粒排放 ................................................ 245
3.8 電子控制系統開發 ........................................................ 254
3.8.1 基本概況和要求 ...................................................... 254
3.8.2 轉矩控制方式 ........................................................ 256
3.8.3 控制策略 ............................................................ 257
3.8.4 電控單元 ............................................................ 258
第 4章 典型機型開發 ........................................................ 260
4.1 三菱滾流 -壁面導向分層燃燒直噴式汽油機 .................................. 260
4.1.1 控制策略 ............................................................ 260
4.1.2 主要技術措施 ........................................................ 265
4.1.3 發動機性能 .......................................................... 272
4.1.4 進一步的改進 ........................................................ 272
4.2 豐田渦流 -壁面蒸發分層燃燒直噴式汽油機 .................................. 274
4.2.1 系統概況 ............................................................ 275
4.2.2 分層混合氣的控制策略................................................ 276
4.2.3 燃燒特性 ............................................................ 279
4.2.4 套用 EGR和催化器降低 NOx排放 ...................................... 282
4.2.5 節氣門控制系統 ...................................................... 283
4.2.6 排放和燃油經濟性 .................................................... 284
4.3 歐寶均質燃燒直噴式汽油機 ................................................ 284
4.3.1 技術方案的選擇及其性能比較 .......................................... 285
4.3.2 結構簡介 ............................................................ 286
4.3.3 性能開發 ............................................................ 291
4.4 賓士多次噴射直噴式汽油機 ................................................ 296
4.4.1 基礎發動機 .......................................................... 296
4.4.2 多次噴油策略 ........................................................ 301
4.4.3 廢氣後處理方案 ...................................................... 304
4.4.4 發動機性能 .......................................................... 307
4.5 豐田缸內直噴 -進氣道噴射組合式汽油機 .................................... 309
4.5.1 發動機概況和主要技術規格 ............................................ 310
4.5.2 提高性能 ............................................................ 312
4.5.3 改善燃油經濟性 ...................................................... 318
4.5.4 D-4S噴油系統控制 .................................................. 319
4.6 奧迪廢氣渦輪增壓直噴式汽油機 ............................................ 321
4.6.1 開發目標和主要技術指標 .............................................. 321
4.6.2 基礎發動機簡介 ...................................................... 324
4.6.3 進排氣系統和燃油系統的改進 .......................................... 337
4.6.4 發動機性能的改善 .................................................... 342
4.7 大眾廢氣渦輪 -機械複合增壓直噴式汽油機 .................................. 346
4.7.1 概況 ................................................................ 346
4.7.2 開發目標及其方案 .................................................... 348
4.7.3 結構簡介 ............................................................ 351
4.7.4 複合增壓裝置的運行狀況 .............................................. 364
4.7.5 增壓空氣冷卻和燃油耗 ................................................ 367
4.7.6 噴油和燃燒過程 ...................................................... 368
4.7.7 發動機控制 .......................................................... 372
4.7.8 廢氣排放控制措施 .................................................... 373
4.8 寶馬雙渦輪增壓直噴式汽油機 .............................................. 374
4.8.1 開發目標 ............................................................ 375
4.8.2 發動機簡介 .......................................................... 376
4.8.3 噴油系統 ............................................................ 377
4.8.4 增壓系統和廢氣後處理裝置 ..............