内燃机技术手册 原书第8版

德国内燃机全行业专家的智慧结晶 精装图书，印装精美 德国经过时间和市场检验的第8版图书 系统全面的内燃机知识体系

本书系统介绍内燃机技术，内容包括内燃机历史的回顾、往复活塞式内燃机的定义和分类、特征参数、特性场、热力学基础、传动机构、发动机零部件、发动机、摩擦学、换气过程、内燃机增压、混合气形成过程和混合气形成系统、着火、燃烧、燃烧过程、用于发动机和变速器控制的电子和机械、动力总成系统、传感器、执行器、内燃机冷却、废气排放、运行材料、运行材料的过滤、计算和模拟、燃烧诊断——燃烧发展过程中的示功图和可视化、燃料消耗、噪声污染、发动机测量技术、混合动力驱动、替代的车辆驱动和APU（辅助动力装置）、发动机和车辆中的能源管理、2020年以后驱动用的能源、展望。本书适合内燃机专业工程师、研究人员及大专院校相关专业师生学习参考。

丛书序

译者的话

第8版前言

作者介绍

第1章历史的回顾1

参考文献6

第2章往复活塞式内燃机的定义和分类7

2.1定义7

2.2分类的可能性8

2.2.1燃烧过程8

2.2.2燃料8

2.2.3工作过程8

2.2.4混合气形成9

2.2.5气体交换控制9

2.2.6充量供给9

2.2.7结构形式10

2.2.8点火11

2.2.9冷却11

2.2.10负荷调节11

2.2.11用途11

2.2.12转速和功率等级11

参考文献12

第3章特征参数13

3.1排量13

3.2压缩比14

3.3转速和活塞速度15

3.4转矩和功率16

3.5燃料消耗16

3.6气体功和平均压力18

3.7效率19

3.8空气流量和气缸充气量20

3.9空气-燃料比21

参考文献22

第4章特性场23

4.1燃料消耗特性场24

4.2排放特性场25

4.3点火特性场和喷射特性场28

4.4废气温度特性场28

第5章热力学基础30

5.1循环过程30

5.2比较过程31

5.2.1简单的模型过程31

5.2.2损失33

5.3开式的比较过程34

5.3.1理想发动机的工作过程34

5.3.2接近实际的工作过程36

5.4效率39

5.5发动机的能量平衡40

参考文献40

第6章传动机构42

6.1曲柄连杆机构42

6.1.1结构和功能42

6.1.2曲柄连杆机构上的力45

6.1.3切向力变化过程和平均

切向力49

6.1.4质量力51

6.1.5质量平衡56

6.1.6内部力矩60

6.1.7曲柄次序和点火次序60

6.2扭转振动61

6.2.1基础知识61

6.2.2机械装置的简化62

6.2.3固有频率和振型63

6.2.4激振力、激振功和激振振幅63

6.2.5降低曲轴偏置的措施65

6.2.6双质量飞轮65

6.3可变压缩比和可变排量67

6.3.1可变排量67

6.3.2可变压缩比67

参考文献70

第7章发动机零部件72

7.1活塞、活塞销、活塞销卡环72

7.1.1活塞72

7.1.2活塞销83

7.1.3活塞销卡环84

7.2连杆84

7.2.1连杆的结构类型85

7.2.2载荷85

7.2.3连杆螺栓86

7.2.4造型87

7.2.5连杆加工87

7.2.6连杆材料90

7.3活塞环90

7.3.1结构形式91

7.3.2环的配置93

7.3.3特征参数94

7.3.4活塞环的制造95

7.3.5应力、损伤、磨损、摩擦97

7.4曲轴箱98

7.4.1任务和功能98

7.4.2气缸曲轴箱的造型设计100

7.4.3声学优化104

7.4.4曲轴箱重量最小化105

7.4.5曲轴箱铸造工艺106

7.5气缸107

7.5.1气缸的造型设计107

7.5.2气缸运行面的加工110

7.5.3气缸冷却111

7.6油底壳112

7.7曲轴箱通风113

7.7.1法律上的边界条件113

7.7.2技术要求114

7.7.3现有曲轴箱通风系统的系统结构117

7.7.4油气分离118

7.7.5曲轴箱压力调节121

7.7.6模块化和气门罩集成化123

7.8气缸盖124

7.8.1气缸盖的基本设计124

7.8.2气缸盖的结构设计126

7.8.3铸造方法134

7.8.4模型制作和模具制作137

7.8.5机械加工和质量保证138

7.8.6气缸盖的实际结构形式139

7.8.7气缸盖技术展望143

7.9曲轴145

7.9.1在车辆中的功能145

7.9.2制造和特性146

7.9.3轻量化和提高强度的方法148

7.9.4曲轴的计算149

7.10配气机构零部件150

7.10.1标准配气机构150

7.10.2传动带张紧系统、张紧轮和偏转轮160

7.10.3链张紧和导向系统162

7.11气门164

7.11.1功能和术语解释164

7.11.2制造方法和气门类型164

7.11.3结构形式166

7.11.4气门材料168

7.11.5特殊气门结构168

7.11.6气门锁片168

7.11.7气门转动装置169

7.12气门弹簧170

7.13气门座圈173

7.13.1引言173

7.13.2对气门座圈的要求173

7.14气门导管178

7.14.1对气门导管的要求178

7.14.2材料和特性180

7.14.3气门导管的几何尺寸182

7.14.4气缸盖装配183

7.15润滑油泵184

7.15.1润滑系统和对润滑油泵的要求184

7.15.2润滑油泵的结构形式185

7.15.3发动机润滑油泵的调节191

7.15.4泵的方案设计和安装位置198

7.15.5开发202

7.16凸轮轴208

7.16.1凸轮轴的任务208

7.16.2配气机构的配置208

7.16.3凸轮轴的结构209

7.16.4工艺和材料210

7.16.5轻量化215

7.16.6凸轮轴载荷的影响因素216

7.16.7凸轮轮廓的设计216

7.16.8运动学计算217

7.16.9动力学计算218

7.16.10凸轮轴调节系统219

7.17链传动221

7.17.1传动链结构形式222

7.17.2传动链特征参数223

7.17.3链轮224

7.17.4传动链导向元件224

7.17.5减小链传动摩擦的方案设计224

7.18带传动226

7.18.1用于凸轮轴驱动的齿形带传动226

7.18.2驱动辅助设备用的V带传动231

7.19内燃机中的轴承234

7.19.1基础234

7.19.2发动机轴承的计算和尺寸化236

7.19.3轴承材料241

7.19.4轴承结构形式——结构、承载能力、应用246

7.19.5轴承失效250

7.19.6展望250

7.20进气系统251

7.20.1进气系统的组件252

7.20.2声学256

7.21密封系统259

7.21.1气缸盖密封系统259

7.21.2特殊的密封件263

7.21.3弹性体密封系统267

7.21.4开发方法270

7.22发动机上的螺栓273

7.22.1高强度的螺栓连接273

7.22.2质量要求273

7.22.3螺栓连接274

7.22.4附件螺栓连接和轻金属螺栓279

7.22.5螺栓拧紧方法280

7.23排气歧管281

7.23.1歧管的开发进程283

7.23.2作为单个组件的歧管283

7.23.3作为部分模块的歧管285

7.23.4集成的排气歧管285

7.23.5歧管组件285

7.24发动机水泵286

7.24.1要求、结构形式和结构设计286

7.24.2叶轮和螺旋通道288

7.24.3冷却液侧的密封289

7.24.4水泵的特性场和相似性关系290

7.24.5气蚀292

7.24.6流动模拟、流动分析、强度验证和优化292

7.24.7可切换的、可调的和电动水泵293

7.25二冲程发动机的控制机构298

参考文献300

第8章发动机307

8.1发动机方案设计307

8.1.1发动机结构形式308

8.1.2与基础发动机相关的发动机方案设计的差异特征310

8.1.3其他方案设计标准312

8.1.4汽车中附件布置的方案设计312

8.2实际的发动机313

8.3摩托车发动机/特殊用途发动机328

8.3.1道路用摩托车329

8.3.2越野摩托车342

8.3.3法规349

8.3.4赛车发动机359

8.3.5特殊应用364

8.4旋转活塞发动机/汪克尔发动机370

8.4.1历史370

8.4.2旋转活塞发动机的一般功能方式371

8.4.3四冲程原理371

8.4.4乘用车Renesis的旋转活塞发动机372

8.4.5氢旋转活塞发动机374

8.5手提式工作机械用小排量发动机375

8.5.1排放法规376

8.5.2减少废气排放的措施377

8.5.3混合气形成和发动机管理379

参考文献381

第9章摩擦学383

9.1摩擦383

9.1.1特征参数383

9.1.2摩擦状况383

9.1.3摩擦的测量方法384

9.1.4运行状态和边界条件的影响385

9.1.5摩擦对燃料消耗的影响386

9.1.6实用内燃机的摩擦特性387

9.1.7以活塞组为例的摩擦计算的方法395

9.2润滑396

9.2.1摩擦学基础396

9.2.2润滑系统398

参考文献404

第10章换气过程406

10.1四冲程发动机中的换气装置406

10.1.1配气机构的结构类型407

10.1.2配气机构的结构部件408

10.1.3配气机构的运动学和动力学412

10.1.4四冲程发动机换气装置的设计415

10.2换气过程计算426

10.3二冲程发动机的换气过程428

10.3.1扫气方法428

10.3.2换气机构430

10.3.3扫气空气供给431

10.4可变的气门控制433

10.4.1凸轮轴调节器435

10.4.2具有分级式气门升程或开启持续时间变化的系统442

10.4.3全可变气门控制444

10.4.4可变配气机构的展望458

10.5带可控进气空气阀的脉冲增压459

10.5.1概述459

10.5.2批量生产时对组件的要求460

10.5.3电气的系统集成462

10.5.4机械的系统集成462

10.5.5集成的脉冲增压器进气模块462

参考文献463

第11章内燃机增压465

11.1机械增压465

11.2废气涡轮增压466

11.3增压空气冷却467

11.4发动机与压气机的相互作用468

11.4.1压气机特性场中的四冲程发动机468

11.4.2机械增压469

11.4.3废气涡轮增压469

11.5动态特性474

11.6增压发动机中的附加措施477

11.6.1汽油机477

11.6.2柴油机477

11.7乘用车通过分动增压和二级增压拓展功率（高增压）478

11.7.1二级增压方法的历史和演变（分级增压）478

11.7.2二级增压的热力学479

11.7.3分动增压和二级增压方案设计/系统480

11.7.4应用范围482

11.8在涡轮增压器试验台上确定涡轮增压器特性场482

11.8.1涡轮增压器试验台的原理结构483

11.8.2压气机和涡轮机的特性场483

11.8.3在发动机工作过程模拟中使用涡轮增压器特性场时的特点485

参考文献486

第12章混合气形成过程和混合气形成系统489

12.1内部混合气形成489

12.2外部混合气形成489

12.3汽油机混合气形成（化油器/汽油喷射）489

12.3.1化油器的工作原理489

12.3.2借助于汽油喷射的混合气形成490

12.4柴油机混合气形成500

12.4.1燃油喷射系统概述501

12.4.2具有喷射同步压力产生的系统506

12.4.3带中央蓄压器的系统511

12.4.4喷嘴和喷嘴体517

12.4.5喷射系统与发动机的适配520

12.5燃料供给系统523

12.5.1燃料箱523

12.5.2燃料箱通风系统524

12.5.3对燃料输送系统的要求524

12.5.4液位状态测量530

参考文献531

第13章着火533

13.1汽油机着火533

13.1.1着火概述533

13.1.2对点火系统的要求533

13.1.3最小点火能量533

13.1.4火花点火的基础533

13.1.5线圈点火系统（感应式）534

13.1.6其他的点火系统536

13.1.7燃气发动机536

13.1.8总结/展望536

13.2火花塞537

13.2.1对火花塞的要求537

13.2.2结构形式537

13.2.3热值538

13.2.4点火电压需求538

13.2.5点火特性（和混合气着火）539

13.2.6磨损540

13.2.7应用541

13.3柴油机着火541

13.3.1自行着火和燃烧541

13.3.2柴油机的冷起动542

13.3.3冷起动支持组件544

13.3.4展望548

参考文献549

第14章燃烧550

14.1燃料和燃料化学550

14.2碳氢化合物的氧化552

14.3自行着火553

14.3.1H2-O2系统553

14.3.2碳氢化合物的着火554

14.3.3快速压缩发动机555

14.3.4柴油机555

14.3.5HCCI发动机555

14.3.6发动机爆燃555

14.3.7自行着火的建模555

14.4火焰传播556

14.4.1湍流尺度556

14.4.2火焰类型557

14.5建模和模拟558

14.5.1燃烧模型分类559

14.5.2零维模型559

14.5.3现象学模型562

14.5.43D-CFD模型563

参考文献564

第15章燃烧过程566

15.1柴油机566

15.1.1柴油燃烧566

15.1.2四冲程柴油机燃烧过程571

15.2汽油机580

15.2.1进气道喷射发动机（PFI发动机）的燃烧过程580

15.2.2直接喷射火花点火（DISI）发动机的燃烧过程590

15.3二冲程柴油机605

15.4二冲程汽油机606

参考文献609

……