汽車發動機原理

本書系統闡述了汽車發動機原理，共分8章。全書以熱機理論（第1章）為基礎，講述發動機理論循環和性能參數評價體系（第2章），深入研究實際循環的換氣過程和燃燒過程（第3、4章）；然後與第2章相呼應，研究性能參數的變化規律和調控原理（即發動機特性，第5章）；最後介紹了體現當前發動機技術熱點與發展趨勢的專題技術（排放控制、氣體燃料發動機和混合動力技術等，第6、7、8章）.

本書增加了很多新技術內容，既強調先進性和實用性，又具備理論體系完整和簡練的特點，熱機理論和專題技術自成體系，獨立成章，可任意選擇。本書既可作為車輛工程、汽車運用工程、汽車服務工程及相關專業的本科生教材，也可供從事發動機技術的人員參考，或者汽車發動機愛好者閲讀。 ^[1] 

第1章 熱機基礎知識 3

1.1 熱力學基本概念3

1.2熱力學第一定律5

1.3 理想氣體7

1.4 理想氣體的基本熱力過程8

1.5熱力學第二定律11

1.6 氣體的穩定流動13

1.7 發動機的理論循環15

1.8 熱量傳遞過程20

1.8.1 熱量傳遞現象20

1.8.2 導熱20

1.8.3 對流換熱22

1.8.4 輻射換熱24

第2章 發動機性能 28

2.1 發動機的實際循環28

2.2 實際循環的評價指標（指示指標）31

2.2.1 實際循環的動力性指標31

2.2.2 實際循環的經濟性指標33

2.3 發動機的性能指標（有效指標）33

2.3.1 發動機的動力性指標34

2.3.2 發動機的經濟性指標35

2.3.3 發動機的強化指標和負荷指標36

2.3.4 發動機的環境指標37

2.4 機械損失與機械效率37

2.4.1 機械損失的組成37

2.4.2 機械效率的主要影響因素38

2.5 熱平衡40第3章 發動機的換氣過程 43

3.1四衝程發動機換氣過程43

3.1.1 排氣過程44

3.1.2 進氣過程45

3.1.3 氣門重疊和燃燒室掃氣過程45

汽車發動機原理目錄3.2 換氣損失和泵氣損失46

3.3四衝程發動機的充量係數48

3.3.1 充量係數的解析式48

3.3.2 充量係數的影響因素49

3.3.3 充量係數與運行工況的關係51

3.4 改善換氣過程的基本措施52

3.4.1 減小進氣系統的阻力53

3.4.2 減小排氣系統的阻力56

3.4.3 合理確定配氣定時57

3.5 配氣系統動態可變技術58

3.5.1 管內氣流動態效應的概念及其利用58

3.5.2 可變進氣管與進氣道61

3.5.3 可變配氣定時機構61

3.5.4 可變排氣管64

3.6二衝程發動機的換氣過程65

3.6.1二衝程發動機的工作過程65

3.6.2二衝程發動機的掃氣泵與掃氣形式67

3.6.3二衝程發動機換氣過程特點和評價參數68

3.7 廢氣渦輪增壓70

3.7.1 廢氣渦輪增壓的基本概念70

3.7.2 廢氣渦輪增壓器的工作過程71

3.7.3 廢氣能量的利用73

3.8 廢氣再循環系統75

3.8.1 廢氣再循環的作用75

3.8.2 汽油機廢氣再循環系統76

3.8.3 柴油機的廢氣再循環系統77

第4章 發動機的燃燒過程 81

4.1 發動機的燃料81

4.2 燃燒過程與燃燒熱化學83

4.2.1 燃燒過程83

4.2.2 燃燒熱化學87

4.2.3 柴油與汽油在混合氣形成與燃燒方式上的主要差異89

4.3 發動機氣缸內的氣體運動91

4.3.1 缸內氣體運動的作用91

4.3.2 缸內氣體運動形式92

4.4 汽油機的燃燒過程95

4.4.1 汽油機的混合氣形成過程95

4.4.2 汽油機的正常燃燒過程100

4.4.3 汽油機的不正常燃燒過程104

4.4.4 典型汽油機燃燒室107

4.4.5 使用因素對汽油機燃燒過程的影響112

4.5 柴油機的燃燒過程114

4.5.1 柴油機燃油噴射系統的特點和發展115

4.5.2 柴油機的燃燒過程116

4.5.3 燃油噴射系統119

4.5.4 柴油機的混合氣形成過程131

4.5.5 柴油機的燃燒室132

4.5.6 柴油機燃燒過程的影響因素137

4.6 發動機新型燃燒方式140

第5章 發動機的特性及其調控原理 144

5.1 運行工況144

5.2 發動機台架試驗147

5.3 發動機運行特性 149

5.4 運行特性的斷面特徵之一--發動機負荷特性150

5.5 運行特性的斷面特徵之二--發動機速度特性153

5.6 調控原理155

5.6.1 基本形式及其分析156

5.6.2 基本原理158

5.6.3 控制內容及功能159

5.6.4 控制策略160

5.6.5 控制流程162

5.7 試驗163

5.7.1 發動機試驗的分類 163

5.7.2 試驗標準164

5.7.3 機械效率測試165

第6章 發動機排放控制技術 168

6.1 概述168

6.1.1 汽車污染物的來源、分類和危害168

6.1.2 影響排放的因素和評價指標170

6.2 汽油機排放污染物170

6.2.1 一氧化碳生成機理和影響因素171

6.2.2 氮氧化物生成機理和影響因素172

6.2.3 碳氫生成機理和影響因素173

6.2.4 汽油機排放特性175

6.3 柴油機排放污染物177

6.3.1 微粒生成機理和影響因素177

6.3.2 碳氫生成機理178

6.3.3 氣態有害排放物的影響因素178

6.3.4 柴油機排放特性179

6.4 降低汽油機排放污染的對策181

6.4.1 廢氣再循環裝置181

6.4.2 曲軸箱強制通風裝置182

6.4.3 燃油蒸發控制裝置183

6.4.4 三效催化轉化器184

6.5 降低柴油機排放污染的對策186

6.5.1 機內處理方法186

6.5.2 機外處理方法189

6.6 排放法規191

6.6.1 排放法規簡介191

6.6.2 排放法規的測試規範與有害物排放限值192

第7章 氣體燃料發動機技術 197

7.1 概述197

7.2 缸外進氣管混合器式供氣系統200

7.2.1 基本工作原理200

7.2.2 核心部件201

7.3 缸外進氣閥處噴射供氣系統204

7.3.1 基本工作原理205

7.3.2 氣體燃料噴射器205

7.4 燃料理化特性對發動機性能的影響206

7.5 CNG/柴油雙燃料發動機209

7.6 LPG/汽油兩用燃料發動機特性211

7.7 發展趨勢212

第8章 混合動力裝置 214

8.1 電動驅動和混合驅動的發展背景214

8.2 蓄電池純電動汽車動力裝置215

8.3 蓄電池+燃油發動機混合動力裝置218

8.4 燃料電池汽車動力裝置221

8.4.1 燃料電池的基本原理221

8.4.2 燃料電池的分類222

8.4.3 質子交換膜燃料電池的特點224

8.4.4 燃料電池動力系統的管理226

8.4.5 燃料電池混合動力裝置227

8.4.6 燃料電池的應用及前景228

參考文獻 230