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第1章　发动机实际循环与性能指标1

1.1　发动机理论循环概述2

1.1.1　发动机示功图2

1.1.2　发动机理论循环4

1.2　发动机燃烧热化学6

1.2.1　燃烧所需的空气量6

1.2.2　燃烧前、后工质理论分子变更系数8

1.2.3　实际分子变更系数10

1.3　发动机实际循环与热损失11

1.3.1　工质的影响11

1.3.2　换气损失12

1.3.3　气缸壁的传热损失12

1.3.4　时间损失12

1.3.5　燃烧损失13

1.3.6　涡流和节流损失13

1.3.7　泄漏损失13

1.4　发动机性能指标14

1.4.1　发动机的指示指标14

1.4.2　发动机的有效指标16

1.5　机械损失19

1.5.1　机械效率20

1.5.2　机械损失的测定20

1.5.3　影响机械效率的因素22

1.6　发动机热平衡23

1.6.1　热平衡方程式24

1.6.2　热平衡方程式中各项热量的确定24

1.6.3　发动机的热平衡及热平衡图25

1.7　发动机循环的热力学模型27

1.7.1　模型的假定27

1.7.2　基本的微分方程组27

1.7.3　气缸内实际工作过程的计算29

1.7.4　进、排气过程的计算30

1.7.5　发动机性能的计算31

习题32

第2章　发动机换气过程33

2.1　四冲程发动机换气过程35

2.1.1　自由排气阶段35

2.1.2　强制排气阶段36

2.1.3　进气阶段36

2.1.4　气门叠开和燃烧室扫气阶段36

2.2　发动机换气损失和泵气损失37

2.2.1　排气损失37

2.2.2　进气损失38

2.2.3　换气损失和泵气损失38

2.3　发动机换气过程性能指标39

2.3.1　充量39

2.3.2　充量系数41

2.4　影响充量系数的因素42

2.4.1　进气终了压力Pa42

2.4.2　进气终了温度Ta44

2.4.3　残余废气系数φr44

2.4.4　进气（或大气）状态44

2.4.5　压缩比ε44

2.4.6　配气相位44

2.5　提高发动机充量系数的措施45

2.5.1　降低进气系统的流动阻力45

2.5.2　减小排气系统的流动阻力48

2.5.3　减少高温零件对新鲜充量的加热48

2.5.4　合理选择配气相位49

2.6　进气管动态效应52

2.6.1　惯性效应52

2.6.2　进气波动效应52

习题56

第3章　汽油机预混合气形成与燃烧57

3.1　预混合气形成与火焰传播58

3.1.1　电控汽油喷射系统58

3.1.2　预混合气中的火焰传播65

3.1.3　工况对混合气浓度的影响68

3.2　汽油机的燃烧过程73

3.2.1　汽油机的正常燃烧过程73

3.2.2　汽油机的不规则燃烧75

3.3　汽油机的不正常燃烧79

3.3.1　爆燃79

3.3.2　热面点火83

3.4　影响燃烧过程的因素85

3.5　汽油机的燃烧室90

3.5.1　燃烧室设计要求91

3.5.2　燃烧室类型93

习题99

第4章　柴油机的雾化与燃烧100

4.1　燃油雾化与混合气形成101

4.1.1　燃油雾化及油束特性102

4.1.2　影响雾化与油束特性的因素104

4.1.3　柴油机可燃混合气的形成方式106

4.2　柴油机的燃烧过程109

4.2.1　燃烧过程进行情况109

4.2.2　影响燃烧过程的因素116

4.2.3　燃烧过程中存在的问题119

4.3　柴油机燃油系统的工作特性121

4.3.1　燃油喷射121

4.3.2　喷油泵速度特性及其校正124

4.3.3　不正常喷射127

4.4　柴油机的燃烧室130

4.4.1　分隔式燃烧室130

4.4.2　直喷式燃烧室（统一式燃烧室）134

4.5　柴油机电控燃油喷射系统140

4.5.1　柴油机电控燃油喷射系统的发展与现状140

4.5.2　柴油机电控喷油系统的基本组成和工作原理142

4.5.3　柴油机电控技术发展趋势与展望149

习题150

第5章　发动机排放污染与控制153

5.1　大气污染及发动机排放154

5.1.1　大气污染154

5.1.2　发动机排放的污染物及其危害155

5.1.3　发动机的排放指标158

5.1.4　主要有害物的物理化学变化160

5.1.5　发动机排气净化技术的发展163

5.2　污染物生成机理及影响因素163

5.2.1　CO生成机理163

5.2.2　未燃烃生成机理165

5.2.3　氮氧化合物的生成机理167

5.2.4　炭烟粒子生成机理170

5.3　污染物排放控制173

5.3.1　排放特性173

5.3.2　排放控制176

5.4　排放法规191

5.4.1　国外排放法规发展191

5.4.2　国内排放法规发展193

5.4.3　我国最新的发动机排放法规195

5.4.4　我国现行的汽车排放污染物控制标准简析196

5.4.5　排放测量198

习题199

第6章　发动机特性201

6.1　发动机工况202

6.1.1　发动机工况分类202

6.1.2　发动机的有效指标与工作过程参数之间的函数关系204

6.2　发动机的负荷特性205

6.2.1　汽油机负荷特性205

6.2.2　柴油机负荷特性206

6.3　发动机的速度特性208

6.3.1　汽油机速度特性208

6.3.2　柴油机速度特性211

6.4　发动机的万有特性213

6.4.1　万有特性的制作214

6.4.2　汽油机和柴油机万有特性的特点215

6.5　发动机的转矩特性216

6.5.1　衡量转矩特性的参数216

6.5.2　柴油机的转矩校正217

6.6　柴油机的调速特性217

6.6.1 调速模式及调速器性能对比218

6.6.2　调速器的工作指标221

6.7　发动机功率标定及大气修正223

6.7.1　发动机的功率标定223

6.7.2　发动机功率和燃油消耗率的大气修正225

6.7.3　发动机可能装用的辅助设备示例227

习题228

第7章　发动机性能试验230

7.1　试验条件与方法232

7.1.1　功率试验232

7.1.2　负荷特性试验235

7.1.3　万有特性试验236

7.1.4　机械损失功率试验237

7.1.5　起动试验239

7.1.6　怠速试验240

7.1.7　发动机其他性能试验241

7.2　试验装置241

7.2.1　发动机试验测试系统242

7.2.2　实验室环境系统249

7.2.3　主要性能参数及测试设备250

习题252

第8章　发动机增压253

8.1　发动机增压概述254

8.1.1　发动机的增压方式256

8.1.2　发动机增压技术的优势与代价258

8.1.3　增压技术的发展与现状259

8.2　废气涡轮增压器261

8.2.1　离心式压气机的工作原理与特性262

8.2.2　径流式涡轮机的工作原理与特性269

8.2.3　排气涡轮增压系统简介272

8.2.4　涡轮增压器与柴油机的匹配277

8.3　气波增压器282

8.3.1　气波增压器工作原理282

8.3.2　气波增压器性能影响因素284

8.3.3　结构参数对气波增压器的影响284

8.4　汽油机增压285

8.4.1　涡轮增压285

8.4.2　进气惯性增压控制系统287

习题288

参考文献291