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第一章 柴油机供油装置及控制系统设计的一般问题1

1.1 发动机制造业的当前任务1

1.1.1 燃油经济性2

1.1.2 排气污染物3

1.1.3 发动机动态性能9

1.1.4 柴油机燃料10

1.2 对供油系统的要求及其分类12

1.3 供油装置的发展方向和前景14

1.3.1 工作过程和供油过程的优化14

1.3.2 提高喷射压力15

1.3.3 供油装置的电子控制17

1.3.4 喷油规律的控制17

1.3.5 喷油提前角的控制19

1.3.6 共轨系统的研发19

1.3.7 代用燃料供油系统20

1.3.8 实际使用条件下供油装置功能的保证20

1.3.9 喷射稳定性和最小循环供油量的保证20

1.3.10 燃油喷射的快速完成20

1.3.11 柴油机供油装置的发展前景21

1.4 柴油机工作过程与供油系统的优化设计23

1.4.1 工作过程建模与优化的计算软件23

1.4.2 工作过程的优化实例25

第二章 直接作用式供油装置28

2.1 柴油机燃油系统综述28

2.1.1 滤清器29

2.1.2 输油泵31

2.2 单体和整体式喷油泵34

2.2.1 柱塞泵34

2.2.2 单体泵48

2.3 分配式高压油泵56

2.3.1 Bosch公司VE型喷油泵57

2.3.2 Bosch公司VP-44型转子泵61

2.3.3 EPIC系统65

2.3.4 Stanadyne公司的PCF和DS型转子泵70

2.3.5 分配式喷油泵总的特点72

2.4 柴油机喷油器72

2.4.1 喷油器分类74

2.4.2 喷油嘴81

2.4.3 喷油器制造材料和工艺说明88

2.5 泵喷嘴90

2.5.1 不同厂家的泵喷嘴90

2.5.2 电控泵喷嘴92

2.5.3 快速响应控制阀97

2.5.4 关于泵喷嘴的一些想法97

2.6 供油装置的设计准备与试验98

2.6.1 喷油泵基本参数的确定99

2.6.2 喷油器基本参数的确定101

2.6.3 高压油管尺寸的确定103

2.6.4 几何喷油提前角的设置103

2.6.5 喷油泵的测试105

2.6.6 喷油器的测试107

第三章 蓄压式供油系统110

3.1 共轨式供油系统的组成和装置110

3.2 共轨式供油系统的高压油泵115

3.2.1 共轨式供油系统的高压油泵的设计117

3.2.2 高压油泵的设计要求124

3.3 共轨式供油系统的电控喷油器126

3.3.1 电液式喷油器的结构126

3.3.2 电液式喷油器的工作分析，改进的途径和设计132

3.4 共轨式供油系统中供油的控制141

3.4.1 喷油规律143

3.4.2 对控制系统的要求147

3.5 可选择的其他电控供油系统148

3.5.1 带有压力放大器的蓄压式供油装置148

3.5.2 带有压电驱动的系统152

3.5.3 带有电动马达的供油装置152

3.5.4 液力冲击式供油装置153

3.5.5 无发动机燃油试验台154

第四章 供油过程的计算——作为供油装置设计的工具156

4.1 供油过程的物理现象156

4.1.1 燃油的压缩性156

4.1.2 燃油压缩性对供油的影响157

4.1.3 供油装置零件的易变形性159

4.1.4 高压油泵传动的弹性159

4.1.5 燃油的密度159

4.1.6 高压油管中的声速和压力波动现象160

4.1.7 高压油路中的不连续性161

4.1.8 黏性效应163

4.1.9 供油过程的非等温性166

4.2 单相燃油的可压缩性166

4.3 供油过程中燃油的两相状态169

4.3.1 两相混合物的简单模型171

4.4 达朗贝尔（D'Alembert）方法计算油管内的燃油流动173

4.4.1 概述173

4.4.2 计算方法的实质173

4.4.3 流动摩擦的考虑174

4.4.4 油管的分段性174

4.4.5 气相形成的计算175

4.4.6 关于“压力波动轨迹”的概念176

4.5 有限差分解决油管内流动的任务177

4.5.1 特征线法178

4.5.2 粒子轨迹法178

4.5.3 任意非连续离散的方法179

4.6 非定常条件下的油管阻力187

4.6.1 非定常边界层的结构188

4.6.2 关于流动特性和层流向紊流转变条件的问题189

4.6.3 流动摩擦的特点190

4.6.4 高压油管中的阻力准则关系式191

4.6.5 摩擦理论模型192

4.7 边界条件下的流量方程和平衡方程193

4.7.1 平衡方程的传统描述193

4.7.2 质量平衡方程194

4.7.3 液体流动的流量方程194

4.8 零件运动、面积与泄漏的边界条件方程197

4.8.1 在边界平衡方程中有效横截面积的计算197

4.8.2 边界条件平衡方程内的泄漏计算198

4.8.3 边界条件内的运动方程200

4.9 油泵单元凸轮传动的计算201

4.9.1 摆动式挺柱的运动学201

4.9.2 圆弧凸轮202

4.9.3 可变曲率的凸轮204

4.9.4 偏置的凸轮机构205

4.10 高压油泵传动的动力学206

4.10.1 作为弹性系统的传动数学模型206

4.10.2 传动动力学的分析209

4.11 供油过程中的非等温性213

4.11.1 非等温性的描述方程214

4.11.2 燃油和管壁的非定常换热的计算215

4.11.3 油腔中的热效应216

4.11.4 非等温性对供油的影响217

4.12 计算稳定性和收敛性的组织求解218

4.12.1 边界条件方程的积分稳定性问题218

4.12.2 组织计算和计算的收敛性221

4.13 供油装置的优化222

4.13.1 影响因素的数值实验222

4.13.2 最优化223

4.13.3 寻找最优解的技巧224

第五章 柴油机控制系统设计的总任务227

5.1 柴油机的工况、燃油经济性和排放227

5.2 研制经济型和生态型柴油机控制系统的可行性235

5.3 柴油机供油过程控制的任务251

5.3.1 循环供油量251

5.3.2 喷油提前角259

5.3.3 供油规律266

5.3.4 最高喷射压力272

5.4 非传统燃油供给过程控制的必要性276

5.5 控制系统结构原理和分类291

第六章 柴油机供油控制系统300

6.1 柴油机供油控制系统的分类300

6.2 分开式供油系装置的控制系统302

6.2.1 多柱塞直列式高压油泵302

6.2.2 分配泵311

6.2.3 单体泵314

6.3 非分开式供油装置的控制系统320

6.4 共轨供油系统的控制系统325

6.5 非传统燃料供油装置的控制系统328

6.6 从组织控制供油过程角度评价不同类型的供油系统345

第七章 柴油机自动调节与控制系统的数学模型及其研究方法353

7.1 面向柴油机的调节和控制353

7.2 面向调节和控制的柴油机数学模型354

7.2.1 曲轴转速自动调节系统354

7.2.2 废气涡轮增压柴油机的自动控制系统358

7.3 柴油机调速器的数学模型364

7.4 调节和控制系统元件连接的基本类型374

7.5 自动调节和控制系统的数学模型375

7.6 自动调节和控制系统及其元件的动态特性377

7.7 典型动态环节及其特性386

7.7.1 比例环节387

7.7.2 积分环节389

7.7.3 微分环节395

7.8 自动调节和控制系统的稳定性398

7.9 调节过程的性能指标407

7.10 非线性自动调节系统411

7.10.1 系统线性部分微分方程和传递函数的组成413

7.10.2 非线性元件和系统的谐波线性化方程的组成414

7.10.3 自动振荡参数的确定415

7.10.4 自动振荡稳定性的评价418

结束语422

参考文献423