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第一篇 汽车发动机原理1

第1章 发动机的性能指标2

1.1 发动机的理论循环2

1.1.1 基本理论循环3

1.1.2 理论循环的影响因素4

1.2 发动机的实际循环6

1.2.1 实际循环的工作过程6

1.2.2 实际循环与理论循环的比较8

1.3 发动机的性能指标10

1.3.1 指示性能指标10

1.3.2 有效性能指标11

1.3.3 运转性能指标13

1.3.4 机械效率13

1.4 发动机的热平衡16

1.4.1 发动机消耗热量16

1.4.2 转化为有效功的热量16

1.4.3 传递给冷却介质的热量17

1.4.4 废气带走的热量17

1.4.5 余项损失的热量17

思考题17

第2章 发动机的换气过程18

2.1 四冲程发动机的换气过程18

2.1.1 换气过程18

2.1.2 换气损失20

2.2 四冲程发动机的换气过程的评价21

2.2.1 残余废气系数21

2.2.2 充气效率22

2.3 影响发动机换气过程的因素23

2.3.1 影响充气效率的因素23

2.3.2 影响残余废气系数的因素25

2.4 改善发动机换气过程的措施26

2.4.1 减小进气系统阻力26

2.4.2 合理选择配气相位27

2.4.3 减小排气系统阻力28

2.4.4 降低进气终了温度28

2.5 工程应用实例29

思考题31

第3章 发动机的进气增压32

3.1 概述32

3.1.1 进气增压的理论依据32

3.1.2 进气增压的评定指标32

3.1.3 进气增压的优点和缺点33

3.2 进气增压系统的类型34

3.2.1 按增压比分类34

3.2.2 按增压装置的结构原理分类34

3.3 废气涡轮增压系统36

3.3.1 废气涡轮增压系统的组成36

3.3.2 废气涡轮增压器的工作原理36

3.3.3 废气涡轮增压器使用注意事项37

3.3.4 废气涡轮增压技术的应用实例38

3.4 谐波进气增压系统39

3.4.1 进气管的动态效应39

3.4.2 谐波进气增压系统工作原理39

3.5 进气增压对发动机的影响39

3.5.1 进气增压对柴油机的影响39

3.5.2 进气增压对汽油机的影响40

思考题41

第4章 柴油机混合气的形成与燃烧42

4.1 燃料的喷射与雾化42

4.1.1 喷油泵速度特性及其校正42

4.1.2 燃料喷射过程45

4.1.3 供油规律和喷油规律46

4.1.4 喷油的雾化及油束特性46

4.2 柴油机混合气的形成与燃烧过程49

4.2.1 柴油机混合气的形成49

4.2.2 柴油机的燃烧过程50

4.3 柴油机的燃烧室51

4.3.1 直接喷射式燃烧室51

4.3.2 分隔式燃烧室53

4.4 影响柴油机燃烧过程的因素54

4.4.1 影响燃烧过程的使用因素54

4.4.2 影响燃烧过程的结构因素56

4.5 工程应用实例58

思考题60

第5章 汽油机混合气的形成与燃烧61

5.1 化油器工作原理与可燃混合气成分61

5.1.1 化油器工作原理61

5.1.2 可燃混合气成分62

5.2 汽油机混合气的形成与燃烧过程62

5.2.1 汽油机混合气的形成62

5.2.2 汽油机正常燃烧过程63

5.2.3 汽油机的不正常燃烧65

5.3 汽油机的燃烧室66

5.3.1 对燃烧室的要求66

5.3.2 常用典型燃烧室67

5.4 影响汽油机燃烧过程的因素69

5.4.1 影响燃烧过程的使用因素69

5.4.2 影响燃烧过程的结构因素73

5.4.3 排气污染控制措施73

5.5 工程应用实例77

5.5.1 浴盆形燃烧室的概况与分析77

5.5.2 浴盆形燃烧室的改进与试验78

思考题80

第6章 发动机的排放与噪声81

6.1 发动机的排放污染物81

6.1.1 排放污染物分类81

6.1.2 排放污染物危害83

6.1.3 排放污染物评定指标83

6.2 发动机排放污染物的净化技术84

6.2.1 排放污染物的机内净化技术84

6.2.2 排放污染物的机外净化技术86

6.2.3 非排气污染物控制技术89

6.3 发动机的排放法规及测试方法90

6.3.1 概述90

6.3.2 排放法规91

6.3.3 排放检测的取样系统92

6.3.4 有害气体成分分析92

6.3.5 微粒及烟度的测量93

6.4 发动机的噪声95

6.4.1 噪声概述95

6.4.2 影响噪声的主要因素96

6.4.3 降低噪声措施97

思考题97

第7章 发动机的特性98

7.1 发动机的工况98

7.1.1 固定式工况98

7.1.2 螺旋桨工况99

7.1.3 车用工况99

7.2 发动机的速度特性99

7.2.1 汽油机速度特性99

7.2.2 柴油机速度特性103

7.3 发动机的负荷特性104

7.3.1 汽油机负荷特性104

7.3.2 柴油机负荷特性105

7.4 发动机的调整特性107

7.4.1 汽油机点火提前角调整特性107

7.4.2 柴油机喷油提前角调整持性107

7.4.3 柴油机的调速特性108

7.5 发动机的万有特性109

7.5.1 万有特性109

7.5.2 汽油机、柴油机万有特性的特点110

7.5.3 万有特性的实用意义110

思考题111

第8章 发动机试验112

8.1 发动机的试验种类112

8.1.1 发动机试验的种类112

8.1.2 发动机试验的有关标准112

8.2 发动机功率与燃油消耗率的测量113

8.2.1 试验台简介113

8.2.2 功率的测量114

8.2.3 燃油消耗率的测量120

8.2.4 转速的测量122

8.2.5 流量的测量123

8.3 发动机其他参数的测量124

8.3.1 机械损失功率的测定124

8.3.2 各缸工作均匀性试验125

8.3.3 空燃比的测定125

8.4 发动机台架试验127

8.4.1 试验前的准备127

8.4.2 发动机台架试验方法128

8.4.3 试验结果的整理130

思考题130

第9章 汽车发动机的发展趋势131

9.1 电控技术的发展131

9.1.1 电控技术在汽油机应用的功能扩展132

9.1.2 电控技术在柴油机上的应用137

9.2 燃烧技术的发展147

9.2.1 HCCI燃烧特性147

9.2.2 HCCI实现方法148

9.2.3 HCCI技术难点149

9.3 混合动力驱动技术149

9.3.1 串联式混合驱动系统151

9.3.2 并联式混合动力系统151

9.3.3 混联式混合动力系统151

9.3.4 ISG系统153

思考题153

第二篇 汽车理论154

第10章 汽车动力性155

10.1 汽车动力性的评价指标155

10.1.1 汽车的最高车速155

10.1.2 汽车的加速能力155

10.1.3 汽车的爬坡能力156

10.2 汽车的驱动力156

10.2.1 汽车驱动力的形成156

10.2.2 汽车驱动力的影响因素157

10.2.3 汽车的驱动力图160

10.3 汽车的行驶阻力161

10.3.1 滚动阻力161

10.3.2 空气阻力164

10.3.3 坡度阻力164

10.3.4 加速阻力165

10.4 汽车行驶的驱动与附着条件166

10.4.1 汽车的驱动力平衡方程166

10.4.2 汽车行驶的驱动条件166

10.4.3 汽车行驶的附着条件166

10.4.4 汽车行驶的驱动与附着条件167

10.4.5 附着系数167

10.5 汽车驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图169

10.5.1 驱动力—行驶阻力平衡图169

10.5.2 动力特性图172

10.6 汽车的功率平衡173

10.7 影响汽车动力性的主要因素175

10.7.1 发动机特性175

10.7.2 传动系参数176

10.7.3 汽车总质量178

10.7.4 空气阻力178

10.7.5 轮胎尺寸与形式178

10.7.6 使用因素179

思考题179

第11章 汽车的燃油经济性180

11.1 汽车燃油经济性的评价指标180

11.1.1 等速行驶百公里燃油消耗量180

11.1.2 循环工况行驶百公里燃油消耗量182

11.2 汽车燃油经济性的计算182

11.2.1 等速行驶工况燃油消耗量的计算183

11.2.2 等加速行驶工况燃油消耗量的计算184

11.2.3 等减速行驶工况燃油消耗量的计算186

11.2.4 怠速停车时的燃油消耗量186

11.2.5 整个循环工况的百公里燃油消耗量186

11.3 影响汽车燃油经济性的因素187

11.3.1 汽车结构方面187

11.3.2 汽车使用方面190

11.3.3 合理组织运输193

思考题193

第12章 汽车动力装置参数的确定194

12.1 发动机功率的选择194

12.2 最小传动比的选择195

12.3 最大传动比的选择197

12.4 传动系挡数与各挡传动比的选择198

12.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数201

12.5.1 主减速器传动比的确定201

12.5.2 变速器与主减速器传动比的确定202

12.5.3 发动机排量、变速器与主减速器传动比的确定202

思考题203

第13章 汽车制动性204

13.1 概述204

13.2 制动性的评价指标205

13.2.1 制动效能205

13.2.2 制动效能的恒定性205

13.2.3 制动时的方向稳定性206

13.3 制动时车轮的受力分析207

13.3.1 制动器制动力207

13.3.2 地面制动力207

13.3.3 制动器制动力、地面制动力与地面附着力关系208

13.3.4 制动过程中车轮的运动状态与附着系数208

13.4 汽车的制动效能210

13.4.1 用制动距离法检验制动效能211

13.4.2 用制动力法检验制动效能215

13.4.3 用制动减速度法检验制动效能215

13.4.4 改善制动效能的措施216

13.5 制动效能的恒定性217

13.5.1 制动器摩擦副材料217

13.5.2 制动器的结构型式218

13.6 制动时的方向稳定性219

13.6.1 制动跑偏219

13.6.2 制动侧滑220

13.6.3 转向能力的丧失221

13.7 前、后制动器制动力的比例关系222

13.7.1 前、后车轮抱死次序222

13.7.2 制动时地面对前、后车轮的法向反作用力223

13.7.3 理想的前、后轮制动器制动力分配曲线224

13.7.4 具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数225

13.7.5 前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在不同路面上制动过程分析227

13.7.6 同步附着系数的选择227

13.7.7 发动机制动228

13.8 汽车制动防抱死系统（ABS）和制动辅助系统（BAS）229

13.8.1 制动防抱死系统（ABS）229

13.8.2 制动辅助系统（BAS）234

13.9 汽车驻车制动性234

思考题235

第14章 汽车操纵稳定性236

14.1 汽车的极限稳定性236

14.1.1 纵向极限稳定性236

14.1.2 侧向极限稳定性238

14.1.3 提高极限稳定性的措施240

14.2 汽车转向时的操纵稳定性241

14.2.1 轮胎的侧偏现象与特性241

14.2.2 轮胎侧偏对转向操纵稳定性的影响242

14.2.3 提高转向操纵稳定性的措施244

14.3 汽车直线行驶时的操纵稳定性244

14.3.1 转向轮振动的影响244

14.3.2 转向轮定位的影响245

14.3.3 轮胎侧偏的影响246

14.3.4 提高直线行驶操纵稳定性的措施247

14.4 汽车的操纵轻便性248

14.4.1 操纵轻便性的评价指标248

14.4.2 提高操纵轻便性的措施248

思考题249

第15章 汽车平顺性和通过性250

15.1 汽车行驶的平顺性250

15.1.1 平顺性的评价指标250

15.1.2 平顺性的评价方法252

15.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构参数254

15.2 汽车的通过性257

15.2.1 汽车通过性的评价指标257

15.2.2 影响汽车通过性的主要因素259

思考题262