内燃机先进技术译丛套装(京东套装共6册)

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[德] 科勒尔(Kohler E.),[德] 富利尔(Flierl R.) 著,张建强 等 译
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:12142991
版次:1
商品编码:12142991
包装:平装
开本:16开
出版时间:2016-01-01
用纸:胶版纸
套装数量:6

具体描述

内容简介

内燃机是汽车、飞机、火箭等核心部分发动机的统称,其包含了机械工程学中所学的热力学、流体力学、材料力学、机械力学、热传递、燃烧学、润滑工学等基本力学和应用力学的方方面面。本书用简单的语言讲述了和内燃机相关的新技术,便于学生学习,工作人员应用。

  柴油机管理系统一书主要对柴油发动机的控制和调节进行描述。主要内容包括喷射技术、发动机控制、燃油供给、起动辅助、转速调节、减排和废气后处理。此外还对泵、喷油器、高压连接装置、控制器及传感器等部件的功能和结构进行了解释。本书内容翔实,叙述精当,适合柴油机工程技术人员阅读使用,还可供汽车专业、内燃机专业高校师生阅读参考。

  《内燃机系统建模与控制导论》在国外是内燃机及控制领域非常有影响的畅销书,书中内容大多来源于作者多年的教学实践和研究成果。本书从基本概念和被控对象的特性出发,全面系统地介绍了内燃机控制系统的基本结构、面向控制的内燃机系统平均值模型与离散事件建模原理,详细阐述了基于模型的内燃机控制系统设计、分析和优化方法,并引用了作者及其团队的研究成果和应用实例,内容具体翔实,深入浅出,分析透彻。
  本书可作为高等学校车辆工程、动力机械及工程和控制科学与技术等专业硕士研究生和高年级本科生的教材,也可供从事内燃机控制系统研究、开发、匹配和标定等方面工作的高校教师、研究人员和企业工程技术人员参考。

  《内燃机设计》系统介绍了汽车发动机总成、缸体、缸盖、曲柄连杆机构、配气机构等专业的设计主参数、主结构与功能、性能、可靠耐久、工艺制造技术之间变量关联关系的产品工程设计理论,机械力学和热负荷耦合的CAE3D分析模型设计原理,新的可变配气机构技术、汽油增压换气技术、发动机振动噪声(NVH)分析技术;该书引用了当代的大量汽车发动机实际工程设计案例分析,技术数据详实,对发动机工程设计具有较强的指导意义。本书中的发动机设计技术与理论为国内首次出版的学术专著,可作为汽车工程、动力机械与工程专业的本科生、研究生的教材或参考书,也可作为从事汽车和发动机产品开发和研究的工程技术人员的工具书。

  我们怎样才能迅速有效地减少汽车的资源消耗和有害物排放呢?在我们这个过于嘈杂的世界上能采取哪些降噪措施呢?本书将要讨论这些和其它方面的问题,并对汽油机的发展提出具有指导性的建议,后还将尝试将汽油机与替代动力装置进行比较。《缸内直喷式汽油机 系统、原理、研发与前景》首先针对汽车制造和配件供应行业的产品开发人员和生产管理人员及其相关的服务提供商,也可作为科学研究和教学的重要指南。

  《汽油机管理系统 控制、调节和监测(第4版)》由2014年德国SpringerVieweg出版社出版的《Ottomotor—Management》德文第4版翻译而成,它是由世界知名的内燃机燃油喷射装置跨国公司博世(Bosch)公司组织了各相关专业领域80余位富有实践经验的专家撰写的专业书籍。本书除了包含以前的发动机控制系统在内的简要概论之外,详尽地阐述了汽油机的基本原理,论述了汽油机燃油喷射系统诸如燃油泵、喷油器、电控单元和传感器及执行器等重要部件的工作原理和相互作用,还着重阐明了现代汽油机缸内直接喷射系统的电子控制和调节,此外还介绍了废气排放法规、废气测量技术、诊断以及代用燃料和混合动力等方面极为重要的内容。本书适合于从事汽油机动力装置和燃油喷射系统以及汽车整车、零部件和系统设计、研究与开发的工程技术人员阅读,并可作为车辆工程、动力机械工程、能源与动力工程以及运载工具运用工程等学科专业的研究生或本科生教材,同样也非常适合于汽车和配件工业的产品鉴定人员和专家以及电子工程师和软件开发人员阅读,以了解有关汽油机控制和调节方面的知识。

内页插图

目录

《内燃机学》
译者序
前言
第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1热力机1
1.1.2内燃机的特征2
1.1.3汽车发动机的历史4
1.2内燃机的工作原理6
1.2.1四冲程发动机6
1.2.2二冲程发动机11
1.2.3转子发动机14
1.2.4分层进气发动机17
1.3汽车用内燃机的分类18
1.4现状和未来21
1.4.1现行发动机21
1.4.2未来发动机23
练习题29
第2章内燃机热力学31
2.1热力学基础31
2.1.1单位31
2.1.2理想气体的状态变化33
2.1.3混合气的性质37
2.1.4热效率和平均有效
压力40
2.2空气标准理想循环43
2.2.1奥托循环44
2.2.2狄塞尔循环(柴油循
环)46
2.2.3沙巴特循环48
2.2.4阿特金森循环51
2.3理想循环的探讨53
2.3.1理想循环的比较53
2.3.2实际发动机上的应用55
2.3.3进气、排气过程解释59
2.4燃料-空气循环66
2.4.1循环的假设66
2.4.2p-V线图68
2.4.3热效率69
2.4.4与实际循环的比较70
练习题72
第3章内燃机的性能和测试74
3.1发动机性能74
3.1.1概述74
3.1.2发动机性能的影响
因素86
3.1.3发动机性能曲线89
3.2指示线图的说明91
3.2.1指示功和指示平均有效
压力91
3.2.2指示线图92
3.2.3多变指数94
3.3发动机性能影响因素的
影响96
3.3.1设计因素96
3.3.2运行条件99
3.3.3环境因素102
3.4发动机的能量平衡103
3.4.1净指示功103
3.4.2冷却损失104
3.4.3摩擦损失105
3.5发动机性能试验107
3.5.1测功机107
3.5.2压力计109
3.5.3性能试验110
练习题115
第4章燃料和燃烧117
4.1燃料117
4.1.1原油的精制117
4.1.2液体燃料120
4.1.3气体燃料128
4.1.4替代燃料130
4.2燃烧137
4.2.1燃烧的化学反应137
4.2.2燃烧形态147
4.2.3自燃和点火158
练习题163
第5章汽油机164
5.1混合气形成164
5.1.1混合气的生成164
5.1.2要求混合比166
5.1.3气体交换167
5.2进气系统、燃油供给
系统168
5.2.1进气系统168
5.2.2燃料供给系统171
5.2.3可变气门装置174
5.3燃烧室和点火系统176
5.3.1燃烧室176
5.3.2点火系统178
5.4汽油机的燃烧185
5.4.1正常燃烧185
5.4.2异常燃烧191
5.5发动机的电子控制195
5.5.1电子控制概述195
5.5.2电子控制输入传
感器197
5.5.3电子控制项目200
5.6燃料消耗率208
5.6.1燃料消耗率的影响
因素208
5.6.2降低燃料消耗率的
技术209
5.6.3稀薄燃烧214
5.6.4可变装置221
练习题223
第6章柴油机225
6.1柴油机的基本原理225
6.1.1运行状态225
6.1.2运行条件227
6.1.3燃油喷射系统229
6.1.4燃烧室230
6.2燃烧室进气系统234
6.2.1混合气的形成235
6.2.2涡轮增压系统240
6.2.3废气再循环(EGR)
系统243
6.3机械式燃油喷射系统245
6.3.1燃油喷射系统的
构成246
6.3.2燃油喷射装置247
6.3.3燃油输送过程252
6.3.4喷油器254
6.4电控燃油喷射系统256
6.4.1概述256
6.4.2燃油喷射量和喷射
时刻256
6.4.3喷射特性259
6.4.4喷油器265
6.4.5柴油机的电子控制266
6.5柴油机的燃烧268
6.5.1燃烧过程268
6.5.2热发生率和燃烧
特性272
6.5.3柴油机爆燃275
6.6柴油机提高燃油效率的
技术276
6.6.1燃烧技术276
6.6.2涡轮增压器的改善279
6.6.3柴油混合动力280
练习题283
第7章进/排气系统和增压
系统284
7.1四冲程发动机284
7.1.1气体交换过程284
7.1.2气门机构285
7.1.3进气门/排气门的气体
流动292
7.1.4气门的开闭时刻297
7.1.5进气/排气系统动态
增压301
7.2二冲程发动机309
7.2.1扫气过程309
7.2.2扫气性能312
7.2.3扫气模型314
7.2.4二冲程发动机的
分类316
7.2.5二冲程发动机的
性能319
7.3增压320
7.3.1增压器的种类320
7.3.2增压式发动机循环323
7.3.3涡轮增压器的种类326
练习题329
第8章内燃机的冷却330
8.1冷却的重要性330
8.2热传递331
8.3热平衡和冷却系统336
8.3.1发动机的热平衡336
8.3.2冷却系统338
8.4热传递经验式344
8.4.1气缸内温度的变化344
8.4.2气体热传递345
8.4.3辐射热传递347
8.4.4气体传热量349
8.5燃烧室表面温度和热流351
8.5.1测量方法351
8.5.2汽油机353
8.5.3柴油机355
8.6燃烧室热负荷356
8.6.1燃烧室各部位温度356
8.6.2发动机变量的影响360
练习题364
第9章内燃机的润滑与摩擦365
9.1润滑365
9.1.1基本概念365
9.1.2润滑结构366
9.2油膜润滑369
9.2.1润滑过程369
9.2.2润滑理论370
9.3发动机各部位的润滑375
9.3.1活塞系统375
9.3.2曲轴系统379
9.3.3动态气门系统381
9.4润滑系统383
9.4.1润滑装置383
9.4.2润滑方式385
9.4.3润滑油386
9.5摩擦390
9.5.1摩擦损失的种类390
9.5.2摩擦损失的影响
因素391
9.5.3减小摩擦损失的
技术392
练习题395
第10章内燃机的力学397
10.1活塞-曲柄机构397
10.1.1构成397
10.1.2特征400
10.2活塞400
10.2.1活塞的运动400
10.2.2活塞上的作用力403
10.2.3活塞敲击405
10.3连杆406
10.3.1连杆的运动406
10.3.2连杆上的作用力407
10.3.3连杆的等价质量
系统408
10.4曲轴410
10.4.1曲轴的旋转力410
10.4.2曲轴的强度410
10.4.3曲轴的振动412
10.5飞轮414
10.5.1飞轮的作用414
10.5.2飞轮的影响因素416
10.6发动机的平衡417
10.6.1平衡原理417
10.6.2单气缸发动机的
平衡418
10.6.3平衡锤419
10.6.4多气缸发动机的
平衡419
练习题420
第11章内燃机与大气污染422
11.1汽车的废气排放422
11.1.1废气排放问题422
11.1.2排放废气的种类423
11.1.3废气生成机制424
11.1.4污染物质产生的影响
因素430
11.2降低排放废气的措施435
11.2.1汽油机435
11.2.2柴油机442
11.3汽车废气排放标准和测
试法449
11.3.1汽车的分类449
11.3.2废气排放标准450
11.3.3废气排放检测法451
11.4减少汽车CO2排放的技术
发展458
11.4.1CO2排放量458
11.4.2燃料消耗率461
11.4.3燃料消耗率规定和
动向463
11.4.4降低CO2排放的
措施464
练习题466
第12章航空燃气涡轮发动机467
12.1绪论467
12.1.1燃气涡轮发动机
概述467
12.1.2燃气涡轮发动机的
种类470
12.1.3燃气涡轮发动机的
发展史475
12.2热力学-流体力学477
12.2.1热力学-流体力学
基础477
12.2.2喷气发动机的燃料480
12.2.3推进发动机循环483
12.3压缩器500
12.3.1工作原理500
12.3.2速度关系式、转矩、
功501
12.3.3T-S线图和增
压比503
12.3.4压缩器的种类505
12.3.5轴流式压缩器的
性能507
12.4燃烧室509
12.4.1燃烧系统509
12.4.2燃烧室的分类515
12.4.3燃烧室的性能516
12.4.4有害气体517
12.5涡轮519
12.5.1速度三角形520
12.5.2T-S线图和效率521
12.5.3反动度523
12.5.4轴流式涡轮的性能525
练习题526
第13章火箭推进发动机527
13.1绪论527
13.1.1火箭推进发动机的
种类527
13.1.2火箭推进发动机的
历史530
13.2压缩性流体的热力学
性质538
13.2.1压缩性流体538
13.2.2马赫数关系式539
13.2.3音速与面积之间的
关系543
13.3火箭的运动546
13.3.1火箭的质量与质
量比546
13.3.2无重力场中的运动547
13.3.3重力场中的运动550
13.3.4多级火箭553
13.4火箭发动机的推进557
13.4.1推进性能557
13.4.2理想火箭喷管560
13.4.3火箭发动机的特性569
13.5液体推进剂火箭发动机574
13.5.1液体推进剂火箭发动机的
结构575
13.5.2液体推进剂火箭发动机的
种类580
13.5.3液体推进剂582
13.6固体推进剂火箭发动机585
13.6.1固体推进剂火箭发动机的
结构585
13.6.2推进剂药柱形状和燃烧
特性587
13.6.3固体推进剂589
练习题592
参考文献593

《柴油机管理系统》
前言
译者的话
第1章柴油机的发展历史1
1.1鲁道夫·狄塞尔2
1.1.1新发动机的想法2
1.1.2柴油机专利2
1.1.3发动机的实现2
1.2第一台柴油机的混合气形成3
1.2.1压缩空气喷射3
1.2.2预燃室柴油机4
1.2.3直接喷射5
1.3第一台汽车柴油机的应用5
1.3.1载货车柴油机5
1.3.2轿车柴油机7
1.3.3其它使用范围8
1.4博世柴油喷射8
1.4.1博世进入柴油机技术领域8
1.4.2对喷油泵的要求9
1.4.3喷油泵的开发9
1.4.4达到批量生产水平的博世
柴油机喷油泵10
1.4.5喷油器和喷油器体11
1.4.6喷油泵调速器12
1.4.7博世柴油喷射
技术的推广12
第2章柴油机应用领域13
2.1性能标准13
2.2应用领域14
2.2.1固定式发动机14
2.2.2轿车和轻型货车14
2.2.3重型载货车15
2.2.4工程机械和农业机械16
2.2.5铁路机车16
2.2.6船舶16
2.2.7多种燃料发动机17
2.3发动机特性数据17
第3章柴油机基本原理19
3.1工作原理19
3.1.1四冲程工作过程19
3.1.2配气相位21
3.1.3压缩比22
3.2转矩和功率22
3.2.1转矩22
3.2.2功率24
3.3发动机效率24
3.3.1混合循环24
3.3.2实际循环的p—V图26
3.3.3效率26
3.4运行状态27
3.4.1起动27
3.4.2空载运转29
3.4.3怠速运转30
3.4.4全负荷运行30
3.4.5部分负荷运行30
3.4.6倒拖运行31
3.4.7稳态运行31
3.4.8非稳态运行31
3.4.9运行状态之间的过渡31
3.5运行条件32
3.5.1冒烟极限32
3.5.2燃烧压力极限32
3.5.3废气温度极限32
3.5.4转速极限33
3.5.5海拔极限和增压压力极限33
3.6燃油喷射系统34
3.7燃烧室35
3.7.1统一式燃烧室(直接喷射式
燃烧室)35
3.7.2分隔式燃烧室(非直接喷射式
燃烧室)36
3.7.3M燃烧过程38
柴油机管理系统3.8实际使用中的燃油耗38
3.8.1对降低燃油耗有利的因素38
3.8.2对降低燃油耗不利的因素39
第4章燃油40
4.1柴油40
4.1.1品质和特性参数40
4.1.2添加剂45
4.2代用燃料46
4.2.1生物柴油46
4.2.2菜籽油48
4.2.3生物烷烃49
4.2.4合成燃料49
第5章进气控制系统51
5.1概述51
5.2增压52
5.2.1充气系数53
5.2.2增压空气冷却53
5.2.3废气涡轮增压53
5.2.4多级增压59
5.2.5机械增压60
5.2.6动力学增压62
5.3涡流阀63
5.4发动机进气空气滤清器64
5.4.1空气滤清器的介质和结构64
5.4.2进气消声器65
5.4.3轿车空气滤清器65
5.4.4载货车空气滤清器67
第6章柴油喷射基本原理68
6.1混合气分布69
6.1.1过量空气系数λ69
6.1.2柴油机的λ值69
6.2喷射参数70
6.2.1喷油始点和供油始点70
6.2.2喷油量73
6.2.3喷油持续期73
6.2.4喷油规律75
6.2.5喷油压力78
6.3喷油器和喷油器体的技术要求80
6.3.1二次喷射80
6.3.2残余容积80
6.3.3喷射方向81
第7章柴油喷射系统概论82
7.1结构形式82
7.1.1直列式喷油泵82
7.1.2分配式喷油泵83
7.1.3单缸泵85
7.1.4泵喷嘴系统85
7.1.5单体泵系统86
7.1.6共轨系统86
7.2柴油喷射的发展历史87
第8章低压供油部分89
8.1概述91
8.2输油泵92
8.2.1电动燃油泵93
8.2.2齿轮输油泵95
8.2.3内齿轮泵96
8.2.4隔离滑片式输油泵96
8.2.5串联泵97
8.3燃油滤清器98
8.3.1柴油的滤清98
8.3.2任务和要求99
8.3.3结构形式100
8.3.4滤清介质101
8.3.5辅助功能101
8.3.6滤清效应102
8.4泵喷嘴系统中的回油和
燃油分配103
8.4.1低压限压阀103
8.4.2电控单元冷却器103
8.4.3燃油冷却器103
8.4.4回油104
8.4.5燃油分配管105
8.4.6单独供油105
8.5燃油箱,燃油管和油箱
安装单元105
8.5.1燃油箱105
8.5.2燃油管106
8.5.3油箱安装单元106
8.6直列式喷油泵的辅助阀106
8.6.1溢流阀107
8.6.2停车电磁阀107
8.6.3电液式停车装置108
8.720世纪20和30年代的飞机
......

……
《内燃机系统建模与控制导论》
《内燃机设计》
《缸内直喷式汽油机 系统、原理、研发与前景》
《汽油机管理系统 控制、调节和监测(第4版)》

前言/序言

  目前,我国乘用车发动机几乎全是传统的火花点火式汽油机,并且可以预计在今后很长一段时间内,火花点火式汽油机仍将是我国乘用车的主要动力装置。无论是从节能和减排,还是从动力性能的角度来讲,现代汽油缸内直接喷射技术是汽油机技术的一次重大革新,它在进气道喷射式汽油机基础上,又将汽油机技术向前推进了一大步,从而成为汽油机发展历史上又一个重要的里程碑。汽油缸内直接喷射是现代汽油机节油潜力最大的措施,因此是当今车用汽油机节能减排最有效也是最现实的途径,符合我国节能减排的大政方针,不言而喻是我国车用汽油机的重要发展方向。虽然几乎一个世纪以来,汽油缸内直接喷射的试验研究始终在进行,但是只是在最近约20年以来,从三菱公司在欧洲推出缸内直喷式汽油机开始,首次提供了可实际应用的汽油缸内直接喷射技术,缸内直喷式汽油机才成功地进入市场。它经历了壁面导向型、空气导向型和喷束导向型燃烧过程,以及分层和均质充量运行模式的变化历程。与直喷式柴油机相比,缸内直喷式汽油机需解决的难题明显要复杂得多,特别是分层充量运行模式的实现,在混合气形成、燃烧过程以及废气排放等方面的控制都非常复杂,在技术上有较大的难度,因此至目前为止,现代汽油缸内直接喷射的潜力尚未得到充分的发挥,必须对汽油缸内直接喷射技术进行更进一步的试验研究,但是缸内直喷式汽油机在功率和转矩方面所能取得的效益以及在降低燃油耗和有害物排放方面所存在的巨大潜力,使汽油缸内直接喷射技术成为汽油机发展的必经之路。本书由2013年德国Springer Vieweg出版社出版的《Ottomotor mit Direkteinspritzung》德文原版第3版翻译而成,它是由世界著名的汽车和发动机技术权威杂志ATZ和MTZ主编Richard van Basshuysen博士领衔,与德国博世、奥迪、马勒等14家著名公司以及德国卡尔斯鲁厄工业大学和奥地利格拉茨理工大学等7家著名大学与研究机构各相关专业领域的26位富有实践经验的资深专家共同撰写而成的具有权威性的专业书籍。该书德文原版于2007年和2008年先后出版过第1版和第2版。国内曾根据第1版的英译版(2009年)再翻译成中文,书名为《汽油机直喷技术》。由于其是根据英译版翻译而成的,而德文原版又已经历了第2版和第3版的增订和修订,而且正是在此期间现代缸内直喷式汽油机技术有了长足的进步,并取得了许多革新成果。为了更确切地反映德文原著的原貌和目前现代缸内直喷式汽油机技术发展的真实现状,应读者要求,机械工业出版社邀请译者根据2013年最新的第3版德文原版重新翻译,并按原著命名为《缸内直喷式汽油机》出版。缸内直喷式汽油机系统、原理、研发与前景本书主要由范明强教授级高级工程师和范毅峰工程师翻译,参加翻译工作的还有全逸敏、范明琦、刘斌和刘荣权等。由于译者水平有限,敬请业内专家和广大读者对本书翻译的不当之处给予指正。值得向广大读者推荐的是译者已翻译即将出版的《汽油机管理系统》,汽油机管理系统堪称是现代缸内直喷式汽油机的心脏和大脑,它是《缸内直喷式汽油机》一书不可分割的续篇,这两本书的内容构成了现代缸内直喷式汽油机完整的技术体系。《汽油机管理系统》又是译者已翻译出版的《柴油机管理系统》一书的姊妹篇,这两本书集现代内燃机管理系统之大成,称得上是该领域内不可或缺的经典之作。今年恰逢范明强教授级高级工程师75岁暨从事内燃机事业50周年,谨以这套科技专业书籍作为一点有意义的纪念奉献给广大读者。《汽油机管理系统》《柴油机管理系统》和《缸内直喷式汽油机》三部译作是机械工业出版社“内燃机先进技术译丛”系列图书的重要组成部分,也可算是范明强从事内燃机事业的人生中为我国内燃机行业所做的一点绵薄贡献。译者本书为第3版,增添了有关均质运行时的预点火和火焰传播方面的内容,反映了现代直喷式汽油机的最新技术状况。
  Richard van Basshuysen(德国工程师协会会员)于德国巴登符腾堡州巴特温普芬2013年4月

内燃机:动力革新与未来展望 本书系一套深入探讨内燃机前沿技术的译丛,集结了全球顶尖研究成果,旨在为读者呈现内燃机领域最前沿的科学、技术与发展趋势。从基础理论的革新到尖端应用的突破,本译丛将带领您一同领略内燃机技术在能源转型与可持续发展浪潮中的不懈探索与辉煌成就。 第一卷:先进燃烧理论与控制 燃烧是内燃机的心脏,本卷聚焦于最新的燃烧理论研究及其在实际应用中的控制策略。我们将深入剖析稀燃、均质压燃(HCCI)、预混合压燃(PCCI)等新型燃烧模式的机理,揭示其在提升热效率、降低排放方面的巨大潜力。先进的燃烧模型、仿真技术以及实时监测与反馈控制系统将得到详尽阐述,帮助读者理解如何通过精细化的燃烧过程管理,实现性能与环保的双重飞跃。内容涵盖: 新型燃烧模式的微观机理: 详细解析自由基动力学、组分混合与化学反应的相互作用,揭示不同燃烧模式下火焰传播、爆震抑制以及多模态燃烧过渡的内在规律。 高精度燃烧模拟技术: 介绍先进的计算流体力学(CFD)模型,包括湍流-化学反应耦合模型、多相流模型以及燃烧不确定性量化方法,为燃烧过程的优化设计提供强大的理论工具。 先进喷射与混合技术: 探讨高压直喷、多点喷射、同轴喷射等先进喷射策略,以及超声波、微雾化等新型雾化技术,分析其对混合均匀性、油滴蒸发及燃烧过程的影响。 智能化燃烧控制系统: 阐述基于模型预测控制(MPC)、模糊逻辑控制(FLC)、神经网络(NN)等先进控制算法在优化燃烧参数、适应不同工况变化方面的应用,实现燃烧过程的实时自适应调控。 燃烧排放生成机理与控制: 深入分析 NOx、PM、CO、HC 等主要污染物在不同燃烧模式下的生成途径,并介绍相应的后处理技术,如选择性催化还原(SCR)、颗粒捕捉器(DPF)等,以及集成化排放控制策略。 第二卷:高效热力学循环与系统优化 内燃机效率的提升离不开对热力学循环的深刻理解与创新。本卷将介绍一系列先进的热力学循环,如阿特金森循环(Atkinson cycle)、米勒循环(Miller cycle)、朗肯-布雷顿组合循环(Rankine-Brayton combined cycle)等,并探讨其在汽油机、柴油机以及混合动力系统中的应用。同时,还将关注发动机总成(包括涡轮增压、排气再循环、热管理等)的协同优化,以及如何通过能量回收技术进一步提升整体效率。内容涵盖: 先进热力学循环的理论基础与性能分析: 详细推导并分析不同循环的热效率、功率输出特性,对比其在不同工况下的优劣势。 可变气门正时与升程(VVT/VVL)技术: 介绍各种 VVT/VVL 技术的实现原理、控制策略及其对燃烧过程、进排气性能和燃油经济性的影响。 高效涡轮增压与机械增压技术: 深入探讨可变截面涡轮增压器(VGT)、电子涡轮增压器(E-turbo)、电动增压器(E-charger)等技术,以及双级增压、串联增压等复杂增压系统,分析其在高低转速下的性能表现。 废气热能回收与利用: 介绍排气热能回收系统(ETHS)的设计与优化,包括斯特林发动机、朗肯循环、热电发电机(TEG)等技术的应用,以及其对燃油经济性的贡献。 先进热管理系统: 探讨分体式冷却、主动式冷却、集成式热管理模块(ITM)等先进热管理策略,以及如何通过优化热管理实现发动机的快速暖机、降低泵功损失并提高部件耐久性。 第三卷:低排放与零排放技术 面对日益严峻的环保法规,降低内燃机的排放水平是关键。本卷将聚焦于先进的排放控制技术,包括新型催化剂、颗粒物过滤技术、选择性催化还原(SCR)等。此外,还将展望内燃机在与新能源技术融合方面的潜力,例如与氢燃料、合成燃料、生物燃料的结合,以及为实现“零排放”目标所做的探索。内容涵盖: 新型催化剂材料与结构: 介绍贵金属催化剂、非贵金属催化剂、多功能催化剂等在 NOx、PM、CO、HC 转化效率上的最新进展,以及其在不同温度、气氛条件下的性能表现。 先进颗粒物过滤与再生技术: 深入分析柴油颗粒过滤器(DPF)和汽油颗粒过滤器(GPF)的过滤机理、材料特性以及主动再生、被动再生策略,并探讨其对发动机性能和寿命的影响。 选择性催化还原(SCR)技术详解: 详细介绍 SCR 系统的组成、还原剂(如尿素)的喷射与管理、催化剂的选择与设计,以及其在不同工况下的脱硝效率与氨逃逸控制。 低碳燃料与生物燃料的应用: 探讨乙醇、生物柴油、合成燃料(e-fuels)等在内燃机中的燃烧特性、排放表现以及对发动机系统的适应性要求。 氢燃料内燃机技术: 介绍氢气喷射策略、燃烧特性、NOx 控制技术以及氢燃料内燃机与氢燃料电池的对比分析,展望其在商用车和特殊应用领域的潜力。 第四卷:材料科学与结构设计 内燃机的性能提升离不开材料科学的进步和精巧的结构设计。本卷将深入探讨耐高温、高强度、轻质化的新型材料在发动机关键部件(如活塞、缸体、缸盖、涡轮叶片等)上的应用,以及先进的制造工艺(如增材制造)为结构设计带来的革命性变化。同时,还将关注摩擦磨损的降低和部件耐久性的提升。内容涵盖: 高性能发动机材料: 介绍铝合金、镁合金、钛合金、陶瓷基复合材料、高温合金等在发动机轻量化、耐高温、耐腐蚀方面的应用,以及纳米材料在提升材料性能方面的作用。 先进制造技术在发动机设计中的应用: 重点介绍增材制造(3D打印)技术如何实现复杂结构的设计与制造,如拓扑优化、内部冷却通道设计等,以及其在原型制造和定制化生产中的优势。 摩擦学与表面工程: 深入分析发动机内部摩擦的来源与影响,介绍低摩擦涂层、润滑油添加剂、表面处理技术等在降低摩擦功耗、提升燃油经济性方面的应用。 结构强度与耐久性分析: 运用有限元分析(FEA)、计算材料学等方法,对发动机关键部件进行应力、应变、疲劳寿命分析,优化结构设计以提高可靠性。 耐高温材料与涂层技术: 关注涡轮增压器、燃烧室等高温部件的材料选择与防护涂层技术,如陶瓷涂层、热障涂层等,以提高其在极端工况下的工作性能与寿命。 第五卷:电子控制系统与智能化 现代内燃机高度依赖于先进的电子控制系统(ECU)来实现精确控制和智能化管理。本卷将详述发动机管理系统(EMS)的最新发展,包括传感器技术、执行器技术、控制算法的演进,以及预测性维护、远程诊断、车辆通信等智能化应用。内容涵盖: 高性能传感器与执行器: 介绍新型宽域氧传感器、爆震传感器、压力传感器、高精度喷油器、电子节气门等关键传感与执行部件的工作原理、性能特点与发展趋势。 先进发动机控制策略: 详细阐述基于模型预测控制(MPC)、自适应控制、模糊逻辑控制(FLC)等高级控制算法在燃油喷射、点火正时、气门控制、增压控制等方面的应用。 数据驱动的发动机优化: 探讨如何利用大数据分析、机器学习、人工智能(AI)等技术,对发动机运行数据进行挖掘与分析,实现燃烧过程的实时优化、故障诊断与预测性维护。 车联网与协同控制: 分析发动机电子控制系统与车辆通信系统(V2X)、导航系统、驾驶辅助系统(ADAS)的集成,实现更高级别的智能化管理与能源效率优化。 诊断与故障预测技术: 介绍OBD-II、EOL(End-of-Line)诊断、远程诊断等技术,以及基于模型和数据驱动的故障预测方法,提高发动机的可靠性和维护效率。 第六卷:内燃机在未来交通中的角色与发展方向 面对汽车电动化的浪潮,内燃机并未走向终结,而是正经历着深刻的转型。本卷将探讨内燃机在未来交通体系中的定位,包括其在混合动力系统、增程式电动汽车、燃料电池(作为增程器)中的角色,以及在商用车、特种车辆、航空航天等领域的独特优势。同时,还将展望内燃机与新能源技术的深度融合,以及其在实现碳中和目标中的持续贡献。内容涵盖: 内燃机在混合动力系统中的应用: 详细分析串联、并联、混联等不同混合动力架构下内燃机的优化策略、能量管理与排放控制。 内燃机作为增程式电动汽车的动力源: 探讨增程式电动汽车的优势,以及小型化、高效率、低排放内燃机在其中扮演的角色。 内燃机与其他清洁能源的融合: 展望内燃机与氢燃料、合成燃料、氨燃料等清洁能源的结合,以及其在减少碳排放方面的潜力。 内燃机在非道路应用领域的未来: 探讨内燃机在航空、船舶、工程机械、发电机组等领域的最新技术发展与应用前景。 碳捕获与利用(CCU)与内燃机: 介绍将内燃机与碳捕获技术相结合的设想,以及其在实现负排放方面的可能性。 本译丛不仅适合内燃机领域的科研人员、工程师,也为相关专业的学生、对汽车技术感兴趣的读者提供了宝贵的学习资源。通过对这些前沿技术的深入解读,读者将能够全面掌握内燃机技术的发展脉络,洞察其未来的发展趋势,为推动汽车工业的可持续发展贡献智慧与力量。

用户评价

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这套《内燃机先进技术译丛》(京东套装共6册)在我书架上的位置,简直是点亮了我对机械工程理解的一盏明灯。当初被它“先进技术”的名头吸引,抱着一丝学习的心态购入,没想到打开了新世界的大门。每一册都如同一个独立而又紧密相连的模块,系统地剖析了内燃机从基础原理到前沿应用的各个维度。例如,其中关于燃烧过程模拟的那一本,简直是把抽象的物理化学反应具象化了。作者不仅仅列举了各种燃烧模型,更深入地阐述了它们背后的数学原理和适用范围,从化学动力学到湍流模型,再到多相流耦合,每一个环节都讲解得鞭辟入里。当我读到数值模拟部分时,仿佛置身于一个虚拟的燃烧室,亲眼见证着火焰的诞生、传播与熄灭,以及不同工况下温度、压力、化学组分的变化。这远非教科书上简略的图示或公式所能比拟。书中对模型验证和实验数据对比的部分也做得十分扎实,强调了理论与实践的结合,让我明白,再先进的理论也需要通过严谨的实验来验证和优化。这让我对工程研究的严谨性有了更深刻的认识,也激发了我未来深入研究数值模拟技术的兴趣。

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这套《内燃机先进技术译丛》中关于新型燃料和燃烧方式的探讨,简直是将我的视野从传统的汽柴油时代拉到了一个更广阔的未来。在当前能源结构转型的大背景下,探索和应用新型能源,是内燃机技术得以延续和发展的关键。书中对氢燃料内燃机、氨燃料内燃机、以及生物燃料(如生物乙醇、生物柴油)在内燃机中的应用进行了深入的分析。对于氢燃料,书中不仅讨论了其高能量密度和零排放的优势,也详细阐述了高压储氢、氢气供给系统以及相关的燃烧特性和控制策略,特别是其回火和NOx生成的问题。对于氨燃料,书中则重点介绍了其易储存性、碳中和潜力以及在氨-氢混合燃烧和纯氨燃烧中的挑战,包括燃烧不稳定性、对材料的腐蚀性等。这种对不同新型燃料的优劣势、技术挑战以及未来发展方向的全面梳理,让我对内燃机在未来的能源体系中扮演的角色有了更清晰的认识,也看到了清洁能源技术发展的无限可能。

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对于我这样一个对流体力学有一定基础的读者,这套书里关于进排气系统以及缸内流动的优化设计,无疑是一场知识盛宴。内燃机的性能,很大程度上取决于空气和燃油在缸内的混合以及燃烧过程的效率,而这又与流体的流动特性息息相关。书中详细介绍了如何通过优化进气道和排气道的几何形状,来改善气流的均匀性和涡流强度,从而促进燃油的雾化和混合。我尤其对关于气缸内流动模拟和可视化技术的部分印象深刻,书中展示了如何利用CFD(计算流体动力学)软件,对缸内气流、燃油喷雾、燃烧过程进行三维模拟,并通过动画展示不同工况下的流动形态。这让我直观地理解了“滚流”、“扫流”等概念是如何影响燃烧效率的,也让我认识到,精密的流体动力学设计是提升内燃机性能的关键。书中对不同类型喷油器和燃烧室设计的分析,也让我看到,细微的结构调整能够带来巨大的性能提升。

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让我印象最深刻的,莫过于那本深入探讨排放控制技术与后处理系统的译著。在日益严峻的环保压力下,如何有效地降低内燃机污染物排放,已经成为行业发展的关键挑战。这本书恰好系统地解答了我的许多疑问。它详细介绍了当前主流的排放控制技术,包括但不限于三元催化转化器、颗粒物捕集器(DPF)、选择性催化还原(SCR)等。对于每种技术,书中都不仅阐述了其工作原理,还对催化剂材料、反应机理、设计结构以及实际应用中的优化策略进行了详尽的分析。我尤其对SCR技术中的尿素水溶液喷射和氨存储/释放机制的讲解印象深刻,作者细致地描述了如何通过精确控制尿素的注入量,以及不同温度和负载下的反应动态,来实现对NOx的高效转化。书中还讨论了各种后处理系统集成设计的挑战,以及如何平衡排放控制效果、燃油经济性和系统成本。这让我深刻体会到,解决环境问题并非易事,需要跨学科的知识和精密的工程设计。这本书不仅仅是技术介绍,更像是对当前汽车工业面临的重大挑战的一次全面梳理和深刻反思,让我对未来的绿色内燃机技术发展充满了期待。

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套装中关于热力学与能量转换效率提升的那一部分,对我而言,是重新认识内燃机“心脏”工作原理的教科书。我们常常认为内燃机就是把燃油烧成动力,但这本书却细致入微地剖析了能量如何在各个环节中损耗,以及如何通过各种手段来挽回和优化。它不仅仅停留在理想循环的理论层面,更是深入探讨了实际循环中的各种不可逆过程,例如燃烧过程的化学反应损耗、摩擦阻力带来的机械损耗、排气过程的能量损失等等。书中对余热回收技术,如废热锅炉和热电联产的介绍,给我留下了深刻印象,它展示了如何将原本被视为废弃的能量重新利用起来,从而大幅提升整体能量利用率。此外,对斯特林循环、朗肯循环等辅助热力学循环在与内燃机集成应用方面的探讨,也让我看到了提高效率的更多可能性。这让我明白,即便看似成熟的内燃机技术,依然有着巨大的优化空间,而这些优化往往源于对热力学原理的深刻理解和巧妙应用。

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这套书的另一大亮点,在于它对内燃机可靠性与耐久性设计理念的深入阐述。内燃机作为汽车的“心脏”,其稳定运行至关重要,而这一切都离不开精密的可靠性与耐久性设计。书中对各种失效模式的分析,从疲劳失效、磨损失效到腐蚀失效,都进行了详尽的描述,并给出了相应的预防和设计对策。我尤其对书中关于应力分析和寿命预测的章节印象深刻,它讲解了如何利用有限元分析(FEA)等工具,精确计算零部件在各种载荷下的应力分布,并结合材料的疲劳特性,预测其使用寿命。书中对材料选择、热处理工艺、表面处理技术等如何影响零部件耐久性的讨论,也让我学到了很多。此外,对试验验证方法,如加速寿命试验、环境模拟试验等的介绍,也让我认识到,一项可靠的内燃机产品,背后凝聚了多少严谨的测试和验证工作。这让我对工业产品的质量和安全性有了更深的敬畏。

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套装里那本关于内燃机NVH(噪声、振动与舒适性)控制的译著,简直是为所有对驾驶体验有追求的读者量身定做的。我们常说“开起来是否平顺”,很大程度上就取决于NVH的表现。这本书就将我们常常忽略的“听觉”和“触觉”上的感受,用严谨的工程语言进行了剖析。它详细介绍了内燃机噪声和振动的来源,从燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声到各种运动部件的耦合振动。书中对振动传递路径的分析,以及如何通过结构优化、隔振设计、阻尼材料的应用等手段来抑制和衰减振动,都进行了详细的阐述。我特别对书中关于主动降噪和被动降噪技术的介绍印象深刻,前者通过产生反向声波来抵消噪声,后者则通过吸音、隔音材料来吸收或阻挡噪声。这种将声学、振动学与机械工程完美结合的视角,让我明白了为何有些车开起来“静如止水”,而有些车却“噪音扰人”。这套书让我从一个更深层次的角度去理解汽车的品质。

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对于我这个对材料科学稍有了解的读者来说,套装中的那本关于高性能材料在内燃机中的应用,简直是为我量身定做的。内燃机工作环境的严苛,对材料提出了极高的要求:高温、高压、腐蚀性介质等等。这本书就系统地梳理了各种新型高性能材料如何应对这些挑战。它详细介绍了高温合金,例如镍基高温合金和钴基高温合金,在涡轮增压器、排气阀等关键部件上的应用,并阐述了它们的显微组织、强化机制以及在高温蠕变、氧化和热疲劳方面的优异性能。我特别对书中关于陶瓷材料在燃烧室和活塞顶等部件应用的探讨感到惊叹,氮化硅、碳化硅等陶瓷材料的极低热导率和高硬度,能够有效降低热负荷,提升燃烧效率。此外,书中还涉及了表面改性技术,如PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)涂层,如何显著提高零件的耐磨损和抗腐蚀能力。这种将材料的微观结构、宏观性能以及工程应用紧密结合的讲解方式,让我受益匪浅,对如何选择和设计适合特定工况的材料有了全新的认识。

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最后,让我感到格外欣慰的是,这套《内燃机先进技术译丛》并没有止步于纯粹的技术理论,而是将其与实际的工程应用、市场趋势以及未来的发展方向紧密地结合起来。其中几章关于内燃机在新能源汽车中的辅助应用,以及混合动力系统与纯电动系统协同工作时的集成策略,让我看到了内燃机技术在新时代下的转型与生存之道。它并非被完全取代,而是在新的能源生态中找到自己的定位,发挥其能量密度高、续航里程长的优势。书中还对智能网联技术如何赋能内燃机,实现更智能化的运行和更高效的能源管理进行了探讨,这让我看到了一个更加“聪明”的内燃机未来。这种前瞻性的视角,以及对技术发展和社会需求的深刻洞察,让我觉得这套书不仅是技术宝典,更是一份关于内燃机产业未来的发展蓝图。它让我看到了,即便面临严峻的挑战,内燃机技术依然可以通过不断创新和融合,焕发新的生机。

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这套书的价值,不仅仅在于对单一技术点的深入挖掘,更在于它展现了内燃机系统化、集成化的发展趋势。其中一本关于发动机控制策略的书,就让我看到了“智慧”如何融入到机械动力系统之中。它详细介绍了电子控制单元(ECU)的架构,以及各种传感器信号的处理和融合。书中对闭环控制、开环控制、自适应控制等策略的阐述,让我理解了发动机如何根据实时工况,动态地调整喷油量、点火提前角、进气量等参数,以实现最佳的动力输出和燃油经济性。我尤其对书中关于模型预测控制(MPC)的介绍印象深刻,它通过对系统未来行为的预测,来优化控制器的决策,这是一种非常先进的控制思想,让我想到了工业自动化和智能制造的未来。书中还提到了故障诊断和冗余设计,确保了发动机在复杂环境下的可靠性。这种将先进的电子信息技术与传统的机械工程有机结合的视角,让我对发动机的未来发展充满了想象。

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