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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

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