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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

2.4.2 p-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

11.4.1 CO2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

12.3.3 T-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

12.5.2 T-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