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第1章　工程热力学基础1

1.1　工程热力学基本概念1

1.1.1 热能与热能的利用1

1.1.2 工质与热力系统1

1.1.3 工质的热力学状态和状态参数2

1.1.4 平衡状态、状态方程式、热力状态坐标图2

1.1.5 热力过程与热力循环3

1.1.6 功和热3

1.2　热力学第一定律6

1.2.1 热力学第一定律的实质6

1.2.2 闭口系统的能量方程6

1.2.3 开口系统稳定流动能量方程式与焓8

1.3　理想气体的热力性质13

1.3.1 理想气体状态方程式13

1.3.2 理想气体的比热容14

1.3.3 理想气体的热力学能与焓16

1.4　理想气体的热力过程17

1.4.1 定容过程17

1.4.2　定压过程18

1.4.3 定温过程19

1.4.4 定熵过程20

1.4.5 多变过程22

1.5　热力学第二定律24

1.5.1 自发过程的方向性与热力学第二定律的表述25

1.5.2 热机循环与热效率26

1.5.3 卡诺循环与卡诺定理27

1.5.4　孤立系统的熵增原理29

第2章 发动机的性能指标30

2.1　发动机的理论循环30

2.1.1　3种基本循环30

2.1.2 循环热效率ηt和循环平均压力pt31

2.1.3 3种理论循环热效率的比较35

2.2 四冲程发动机的实际循环36

2.2.1 发动机的实际循环37

2.2.2 发动机实际循环与理论循环的比较41

2.3　实际循环的评定——指示性能指标44

2.3.1 指示功Wi和平均指示压力pmi44

2.3.2 指示功率Pi46

2.3.3 指示热效率ηit和指示燃油消耗率bi46

2.4　发动机动力性和经济性的评定——有效性能指标47

2.4.1 动力性能指标47

2.4.2　经济性能指标49

2.4.3 强化指标50

2.5　发动机的其他性能51

2.6　机械损失与机械效率51

2.6.1 机械效率ηm52

2.6.2　机械损失的测定53

2.6.3 影响机械效率的因素55

2.7　提高发动机动力性能和经济性能的途径56

2.8　发动机的热平衡58

复习思考题61

第3章　发动机的换气过程62

3.1 四冲程发动机的换气过程62

3.1.1 换气过程62

3.1.2 换气损失65

3.2　换气过程的性能指标66

3.2.1 充量系数66

3.2.2　残余废气系数67

3.3　影响充量系数的因素67

3.3.1 进气终了压力pa67

3.3.2　进气终了温度Ta69

3.3.3 残余废气系数φr69

3.3.4 配气正时69

3.3.5 压缩比ε70

3.3.6 进气（或大气）状态70

3.4　提高充量系数的措施70

3.4.1 降低进气系统的阻力70

3.4.2　合理选择配气相位73

3.4.3　减小排气系统阻力75

3.4.4　减少对新鲜充量的热传导75

3.4.5 进气系统采用电子控制技术75

3.5　二冲程发动机的换气过程81

3.5.1 二冲程发动机的换气过程及示功图81

3.5.2 扫气83

3.5.3 扫气系统的基本形式84

3.5.4　换气质量的评价指标86

3.5.5 二冲程发动机的应用87

复习思考题87

第4章　燃料与燃烧89

4.1　发动机的燃料及其使用特性89

4.1.1 发动机的燃料89

4.1.2 发动机燃料的使用特性91

4.2　燃烧热化学96

4.2.1　理论空气量96

4.2.2 过量空气系数与空燃比97

4.2.3 燃烧产物的数量98

4.2.4　燃料与混合气的热值99

4.3　燃烧基本知识100

4.3.1　燃烧现象100

4.3.2 着火方式与着火机理100

4.3.3 燃烧方式102

4.4　替代燃料问题103

4.4.1 天然气和液化石油气等低碳轻烃化合物104

4.4.2 醇类燃料和二甲醚105

4.4.3 生物柴油107

4.4.4 氢气107

复习思考题108

第5章　汽油机混合气的形成与燃烧109

5.1　汽油机燃烧过程109

5.1.1 正常燃烧过程109

5.1.2 汽油机的不正常燃烧114

5.2　汽油机混合气的形成119

5.2.1 混合气形成方式和基本要求119

5.2.2 电控汽油喷射系统120

5.3　汽油机燃烧室130

5.3.1 对汽油机燃烧室的设计要求130

5.3.2 汽油机常用典型燃烧室131

5.4　汽油机燃烧系统的研究进展133

5.4.1 非直喷式稀薄燃烧134

5.4.2 缸内直喷式稀薄燃烧137

复习思考题140

第6章　柴油机混合气的形成与燃烧141

6.1　燃烧与放热141

6.1.1 着火与燃烧过程141

6.1.2 燃烧放热规律146

6.2　燃油的喷射和雾化149

6.2.1 喷油系统149

6.2.2　燃油的喷射过程152

6.2.3 喷雾特性与雾化质量155

6.3　混合气的形成和燃烧室157

6.3.1 柴油机混合气形成特点和方式157

6.3.2 缸内气流运动159

6.3.3 燃烧室161

6.4　燃烧过程的影响因素171

6.4.1 喷油特性对燃烧过程的影响172

6.4.2 运转因素对燃烧过程的影响174

6.5　柴油机燃油喷射系统的电子控制175

6.5.1 位置控制式电控燃油喷射系统175

6.5.2 时间控制式电控燃油喷射系统177

6.5.3 压力-时间控制式电控燃油喷射系统182

6.5.4 柴油机电子管理中心186

6.6　柴油机燃烧技术的发展188

6.6.1　HCCI燃烧方式概述188

6.6.2 柴油机HCCI的实现方法188

6.6.3 HCCI发动机存在的问题及对策191

复习思考题192

第7章 发动机排放与噪声控制193

7.1　发动机排气中的主要污染物193

7.2　汽油机主要污染物的生成机理和影响因素194

7.2.1 汽油机排气污染物的生成机理194

7.2.2 汽油机排气污染物生成的主要影响因素196

7.2.3 汽油机瞬态工况排放197

7.3　汽油机的排放控制198

7.3.1 汽油机的机内净化技术198

7.3.2 汽油机的排气后处理技术200

7.3.3 非排气污染物控制技术204

7.4　柴油机主要污染物生成机理和影响因素205

7.4.1 柴油机排气污染物的生成机理205

7.4.2 柴油机排气污染物生成的主要影响因素207

7.4.3 柴油机瞬态工况排放208

7.5　柴油机的排放控制209

7.5.1 柴油机的机内净化技术210

7.5.2 柴油机的排气后处理技术215

7.6　排放测量与排放法规218

7.6.1 发动机排气污染物的测量218

7.6.2 排放法规221

7.7　发动机的噪声与测量226

7.7.1　发动机噪声226

7.7.2 噪声的测量228

复习思考题230

第8章　发动机特性231

8.1　发动机工况231

8.2　发动机的负荷特性232

8.2.1 汽油机的负荷特性232

8.2.2 柴油机的负荷特性233

8.2.3 汽油机和柴油机负荷特性的对比分析234

8.3　发动机的速度特性235

8.3.1 汽油机的速度特性236

8.3.2 柴油机的速度特性237

8.3.3　转矩特性239

8.4　柴油机的调速特性240

8.4.1 柴油机装置调速器的必要性240

8.4.2 全程式调速器的调速特性241

8.4.3 两极式调速器的调速特性242

8.4.4　调速器的工作指标243

8.5　万有特性244

8.6　发动机的功率标定与大气校正246

8.6.1 功率标定246

8.6.2 大气校正247

8.7　发动机台架试验248

8.7.1 发动机台架试验的有关标准248

8.7.2　发动机试验台架装置249

8.7.3　有效功率的测量250

8.7.4　燃油消耗率的测量251

8.7.5 转速的测量253

复习思考题253

第9章　发动机的排气涡轮增压254

9.1　发动机增压概述254

9.1.1 发动机增压的基本概念254

9.1.2 发动机的增压方式255

9.2　涡轮增压器的基本结构与工作原理257

9.2.1 离心式压气机的工作原理258

9.2.2 径流式涡轮的工作原理263

9.3　排气涡轮增压系统265

9.3.1 定压增压系统266

9.3.2 脉冲增压系统267

9.3.3 定压增压系统及脉冲增压系统的比较与选择268

9.4　涡轮增压器与发动机的特性匹配269

9.4.1 涡轮增压器与发动机联合运行的基本特点270

9.4.2 涡轮增压器的选用270

9.4.3 发动机在整个运行区与增压器的配合270

9.4.4 增压发动机在结构上的变动274

9.5　车用增压发动机的性能275

9.5.1 涡轮增压柴油机的性能优势275

9.5.2 涡轮增压柴油机的性能弱点277

9.6　汽油机的增压技术279

9.6.1 汽油机涡轮增压的主要技术障碍279

9.6.2 汽油机涡轮增压的主要技术措施280

复习思考题282

参考文献283