内容简介
本书讲述了内燃机的工作原理及其热力学过程,分别介绍了内燃机的发展与展望,讨论了内燃机循环、工作指标与能分析、工质形成与燃烧、燃料与燃料供给、换气过程、增压技术、排放与控制、工作过程的数值计算以及特及其分析等。
目录
章绪论
1-120世纪的内燃机
1-2内燃机面临能源与环境的严峻挑战
1-3内燃机当前的发展水平
1-4面向21世纪的内燃机
章内燃机的工作循环
2-1内燃机理想循环
2-2涡轮增压内燃机理想循环
2-3内燃机理想循环热效率
2-4内燃机实际循环
2-5内燃机工作循环举例
思考题
第三章内燃机的工作指标与能分析
3-1内燃机的工作指标
3-2内燃机的指示参数
3-3内燃机的机械损失及机械效率
3-4内燃机的有效参数
3-5内燃机的强化指标与强化分析
3-6内燃机的热平衡·
附录内燃机的热计算
思考题
第四章内燃机的燃烧
4-1内燃机燃烧热化学
4-2内燃机缸内的空气运动
4-3点燃式内燃机的燃烧
4-4点燃式内燃机的燃烧室
4-5压燃式内燃机的燃烧
4-6压燃式内燃机的燃烧室
思考题·
第五章内燃机的燃料与燃料供给
5-1内燃机燃料
5-2柴油机的燃油喷射系统
5-3柴油机电控喷油系统
5-4汽油机的燃油供给系统
5-5电控汽油喷射系统
5-6气体燃料内燃机的燃料供给
思考题…
第六章内燃机的换气过程
6-1四冲程内燃机的换气过程
6-2提高充气系数的措施
6-3二冲程内燃机的换气过程及其品质评定
6-4内燃机的排气可用能与缸盖气道稳流试验
思考题·
第七章内燃机增压
7-1增压技术和增压方式
7-2涡轮增压系统
7-3高压比、超高压比涡轮增压系统
7-4涡轮增压器与内燃机的配合
7-5车用发动机增压
7-6特殊工况下发动机的涡轮增压
思考题・
第八章内燃机的排放与控制
8-1内燃机排放与环境污染
8-2内燃机中的有害气相排放物
8-3内燃机的颗粒物排放
8-4光化学反应
8-5内燃机的排气净化思考题
第九章内燃机工作过程数值计算
9-1内燃机的工质及热力系统的划分
9-2内燃机气缸内的热力过程
9-3内燃机进排气系统内的热力过程
9-4内燃机缸内过程计算的边界条件
9-5内燃机与涡轮增压器的匹配计算
思考题
第十章内燃机的运行特
10-1内燃机的运行工况和调节
10-2内燃机的基本运行特
10-3内燃机的实用运行特
10-4内燃率及燃油消耗率的修正
思考题
参考文献
摘要与插图
1-120世纪的内燃机
1784年英国发明家J·瓦特(J.Watte)发明了蒸汽机。这是一个划时代的重大发明,给当时所有机械提供了一个作用无比的动力,它可以驱动轮船,牵引火车以及带动各种机器,使整个社会都运转起来了,由此拉开了产业的序幕。从18世纪80年代开始,进入了蒸汽机时代,这是人类社会一个新时代的开始。
欧洲中世纪是个黑暗的封建时代。13世纪15世纪,我国的造纸、火药、罗盘针和印刷术陆续传到欧洲,中国的四大发明给欧洲社会带来了黎明,不仅对欧洲的科学、文化、经济,而且对整个社会变革都带来了巨大的影响。马克思说:“火药、罗盘针、印刷术,这是预兆资产阶级社会到来的三项发明”。所以欧洲人在谈到他代社会的发展时,都要提到希腊的光荣、罗马的和中国的四大发明。欧洲中世纪几百年的黑暗时代,经受代科学、技术、文化难产的阵痛后,终于开始了的文艺复兴运动。先以意大利,后以德国为中心的欧洲大陆很快开始了科技、文化的复兴,在经济上取得地位。英国是个小国,产业前,它在科学、技术和经济上都落后于欧洲大陆,正是由于产业才使英国迅速发展起来,在经济上超过以德国、意大利为代表的欧洲大陆,成为世界经济中心。所以,蒸汽机是这场强大的推动力。1830年,英国完成了产业,它的煤产量从500万t增加到3000万t,铁的产量由1万t增加到130万t,钢铁、机械、无机化工产品产量达到世产量的50%以上,造船业居世界位,贸易额相当于欧洲括俄国)和美国和,实现了国家的工业化,取得了当时经济上的地位。使英国成为“世界工厂”,成代社会批工业化国家和世界强国。
蒸汽机作为工业社会的个原动机,从18世纪末期20世纪中期历二百年,对科技进步和社会发展起到了重要的作用不可没。以蒸汽机问世为标志的产业给资本主义带来辉煌,所以马克思说:“资产阶级在它不到一百年的阶级统治当中,所创造的生产力比过去一切世纪创造的生产力还要多、还要大。”
根据德国人N·A·奥托(N.A.Otto)和R·狄赛尔(R.Diesel)提出的内燃机循环,于1876年和1897年分别推出了汽油机和柴油机,为现代内燃机的发展奠定了基础,这是继蒸汽机之后发动机发展的又一个里程碑。内燃机出现于19世纪,发展、应用于20世纪,对20世纪的发展起了重要的作用。虽然在20世纪的前50年,蒸汽机和内燃机在很多领域内出现并行存在的局面,是在机车和船舶上,两种发动机相比较而存在,相竞争而发展。但随着内燃机技术的不断进步,产品能的不断改进,如改进结构,采用新技术、新材料、新工艺,提高产品的经济和动力,降低比尺度、比质量,增加寿命和可靠,以及启动迅速、操纵灵活、维修方便等等,使内燃机表现出无可比拟的优点,成为蒸汽机强劲的竞争对手。由于内燃机优于蒸汽机,于是逐渐在各个领域里取代了蒸汽机,因此,从20世纪40年代初开始进入内燃机时代。可以说20世纪是内燃机的世纪。
20世纪成辉煌,在这个世纪中,人类物质、文化生活绚丽多彩,科学、技术成目不暇接,科学发现、科技发明数不胜数。20世纪社会的发展和进步是、多层面的。交通是国民经济的命脉,从某种意义上来说,交通的现代化对20世纪的发展起了关重要的作用。如果说没有汽车、火车、飞机、轮船,没有发达的交通运输,没有通畅的物资流通,没有广泛的文化、科技交流,那么20世纪的发展是不可思议的。20世纪之所以有别于过去的世纪,能取得以往任一世纪的成,使物质文明和精神文明达到现在这样一个高度,交通发达、交通工具的现代化是其中诸多因素中的重要因素,可以说交通是推动20世纪时代列车前进的原动力。
汽车是使用内燃机早的交通工具,早在1886年德国人G·本茨(G.Benz)发明了世界上辆内燃机汽车。但汽车作为产品,汽车工业作为一个产业,带动其他产业和工业门类,并促进整个国民经济发展,那还是在20世纪,所以汽车被列入20世纪的重大科技发明。次世界大战后,美国、日本等发达国家都是从汽车工业的发展来带动经济复苏乃创造经济奇迹的,是20世纪40年代以后出现的经济腾飞,带动了整个世界经济的繁荣。汽车是现代物质文明的重要标志,汽车工业是国民经济的支柱产业,规模宏大,发展极快。目前,全世界汽车年产量已超过5000万辆,保有量已达9亿辆,每年以3%的增长率递增,进入21世纪,保有量可望超过10亿辆;我国目前汽车保有量已超过1000万辆,到21世纪初将达2000万辆。在日本,汽车制造业的产值约占全国制造业产值的12%,电气、机器制造业的产值约为15.5%,可见汽车工业的重要。汽车产量之大,社会保有量之多,充分说明汽车工业的规模以及在国民经济中举足轻重的地位。内燃机是汽车的“心脏”,汽车与内燃机相互依存,共同发展,汽车能的好坏、汽车工业的兴衰,与内燃机的发展息息相关。20世纪一百年来,汽车产品的巨大进步,首先缘于内燃机工业强劲发展的推动,同时又促进了内燃机自身的发展。没有内燃机的发展没有汽车的发展,这是汽车发展历史的结论。汽车发展今,内燃机仍是现代汽车的佳原动机。出于能源和环保的需要,尽管现在有电动汽车、太阳能汽车、混合动力汽车、天然气汽车等各种动力源汽车的研制与开发,但受技术、成本、实用等多方面因素的制约,21世纪中叶,内燃机在汽车动力中的地位不会有大的改变。