发动机原理

第1章 发动机概述

1.1 发动机的发展

1.2 发动机的分类

1.3 发动机在汽车上的应用

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小结

复习题

第2章 发动机的工作循环

2.1 发动机的理论循环

2.2 发动机的实际循环

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复习题

第3章 发动机的性能评价指标

3.1 发动机的指示指标

3.2 发动机的有效指标

3.3 发动机的环境指标

3.4 发动机的机械损失

3.5 发动机的热平衡

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复习题

第4章 发动机的换气过程

4.1 四冲程发动机的换气过程

4.2 四冲程发动机的充量系数

4.3 提高发动机充气效率的措施

4.4 发动机的增压技术

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复习题

第5章 发动机的燃料及燃烧

5.1 发动机的燃料

5.2 燃料的使用特性

5.3 燃烧热化学

5.4 燃烧的基本知识

5.5 发动机的代用燃料

5.6 发动机新型燃烧方式

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复习题

第6章 燃烧过程及混合气形成

6.1 实际发动机的燃烧过程及放热规律

6.2 柴油机燃油喷射

6.3 混合气的形成与燃烧室

6.4 使用因素对燃烧过程的影响

6.5 特殊燃烧问题的机理与对策

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复习题

第7章 发动机的特性

7.1 发动机的工况

7.2 发动机的负荷特性

7.3 发动机的速度特性

7.4 发动机的万有特性

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复习题

第8章 发动机污染物的生成与控制

8.1 概述

8.2 排放污染物的生成及影响因素

8.3 排放污染物的控制

8.4 排放法规与试验方法

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复习题

第9章 车用发动机的发展趋势

9.1 概述

9.2 混合动力电动汽车动力装置

9.3 其他新技术

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复习题

实训项目一 发动机废气测试与分析试验

实训项目二 发动机速度特性试验

实训项目三 发动机负荷特性试验

实训项目四 喷油泵性能试验

附录 本书使用的主要符号

复习题参考答案

参考文献

1.1发动机的发展

1.1.1发动机发展史

发动机是一种利用燃料在机器内部燃烧释放的能量对外做机械功的热机。本书只讨论点燃式发动机和压燃式发动机。燃气轮机也是发动机的一种，但它的工作原理与汽油机和柴油机完全不同，因而不在本书讨论范围之内。发动机具有热效率高、结构简单、比质量小、比体积小、价格便宜、耐久可靠、运行成本低的优点，且符合相关的排放法规，因而广泛应用于交通运输(陆地、内河、海上和航空)、农业机械、工程机械和发电等领域。

发动机的研究与发展凝聚了众多科学技术人员的聪明智慧，历史上具有重要影响的发动机介绍如下。

1.大气压力式发动机

1860年，定居在法国巴黎的比利时人莱诺依尔(1822-1900)发明了大气压力式发动机。该发动机的工作过程是;煤气和空气在活塞的前半个行程吸人气缸，然后被火花点燃;后半个行程为膨胀行程，燃烧的煤气推动活塞下行膨胀做功，活塞上行时开始排气行程。这种发动机在燃烧前没有工质压缩，膨胀比也较小，其热效率低于5%，最大功率只有4.5kW左右，在1860-1865年间共生产了约5000台。大气压力式发动机如图1-1所示。

奥托(1832-1891)和浪琴(1833-1895)受莱诺依尔大气压力式发动机的启发发明了更为成功的奥托-浪琴发动机，并于1867年在巴黎博览会上展出。该发动机通过燃烧使缸内压力升高，在膨胀行程时加速一个自由活塞和齿条机构，它们的动量将使气缸内产生真空，然后大气压力推动活塞内行。这种发动机的齿条通过滚轮离合器与输出轴相啮合，进而输出功率，热效率可达11%，共生产了近5000台。奥托-浪琴发动机如图1-2所示。

大气压力式发动机虽然比蒸汽机具有更大的优越性，但仍不能满足交通运输业对高速、轻便等性能的要求。

2.四冲程发动机

1876年，奥托完成了四冲程发动机的发明制造。该发动机拥有进气、着火前的压缩燃烧膨胀与排气4个交替进行的活塞行程，克服了以前大气压力式发动机热效率低、质量大的缺点，热效率提高到了14%，而质量则减小了近70%，从而能够有效地投入工业应用。至1890年，四冲程发动机共生产了约50万台，销往欧洲和美国。据大13.二冲程发动机

1878年，英国人克拉克(1854-1913) 完成了一款通过顶置进气门轴流扫气的二冲程发动机的发明(混合气由顶部气门进人气缸，与现在的轴流扫气方案正好相反)、1897年，德国人本茨(1844-1929)独立完成了与克拉克的二冲程发动机类似的曲轴箱预压缩进气二冲程发动机的发明。

4.压燃式发动机

1892年，德国工程师狄塞尔提出了一种新型发动机的设计方案，即在压缩终了将液体……

本书内容包括：发动机概述、发动机的工作循环、发动机的性能评价指标、发动机的换气过程、发动机的燃料燃烧、燃烧过程及混合气形成、发动机的特性、发动机污染物的生成与控制、车用发动机的发展趋势等。除发动机原理的相关传统知识外，本书还延伸介绍了汽车发动机相关的新知识、新技术。本书体系完整，符合本科高校人才培养需求，形式上以“特色”为主，符合“应用型本科”需求；内容编排上以“产出”为导向，注重课程内容与毕业要求的支撑关系，使每个教学环节都与培养目标相关。