内燃机设计（第2版）

前言

本书主要符号表

第一章内燃机设计总论1

第一节内燃机设计的一般流程1

第二节内燃机的主要设计指标4

第三节内燃机的选型10

第四节内燃机主要参数的选择13

第五节现代内燃机设计与技术的发展23

思考及复习题25

第二章曲柄连杆机构受力分析26

第一节曲柄连杆机构的运动学26

第二节曲柄连杆机构中的作用力33

思考及复习题42

第三章内燃机的平衡43

第一节平衡的基本概念43

第二节旋转惯性力的平衡分析44

第三节单列式内燃机往复惯性力的平衡

分析52

第四节双列式内燃机往复惯性力的分析66

思考及复习题81

第四章曲轴系统的扭转振动82

第一节扭转振动的基本概念82

第二节内燃机当量扭振系统的组成与

简化82

第三节扭转振动系统自由振动计算89

第四节强迫振动与共振94

第五节曲轴系统的激发力矩96

第六节曲轴系统的强迫振动与共振100

第七节扭转振动的消减措施102

第八节扭振的现代测试分析方法106

思考及复习题110

第五章配气机构设计111

第一节配气机构的形式及评价111

第二节配气机构运动学和凸轮型线

设计115

第三节配气机构动力学127

第四节凸轮轴及气门驱动件设计132

第五节可变配气机构151

思考及复习题157

第六章曲轴飞轮组设计158

第一节曲轴的工作情况、设计要求和

材料选择158

第二节曲轴的结构设计160

第三节曲轴的疲劳强度校核164

第四节提高曲轴疲劳强度的结构措施

和工艺措施166

第五节飞轮的设计169

思考及复习题173

第七章连杆组设计175

第一节连杆的设计175

第二节连杆螺栓的设计183

第三节提高螺栓疲劳强度的措施185

第四节连杆的强度计算方法186

思考及复习题187

第八章活塞组设计188

第一节活塞设计188

第二节活塞的结构设计191

第三节活塞环设计202

思考及复习题222

第九章内燃机滑动轴承设计223

第一节轴承的工作条件和材料要求223

第二节轴瓦的结构设计225

第三节轴心轨迹228

思考及复习题231

第十章机体与气缸盖的设计232

第一节机体设计232

第二节气缸与气缸套设计242第三节气缸盖设计246

思考及复习题252

第十一章内燃机的润滑和冷却系统253

第一节润滑系统253

第二节冷却系统255

思考及复习题268

参考文献269Ⅵ2100433B

本书讲述内燃机设计的基本理论、原则和方法。全书共分11章，内容包括内燃机曲柄连杆机构动力学、曲轴扭转振动理论、内燃机平衡的分析方法与平衡措施、配气凸轮的设计和机构动力学分析、主要零部件的设计原则、冷却与润滑系统的设计参数选取原则等，在各章节中都结合现代设计理论、手段和工具的发展介绍了现代设计方法的应用。

前言

第1章 内燃机设计总论

第2章 曲柄连杆机构受力分析

第3章 内燃机的平衡

第4章 曲轴系统的扭转振动

第5章 配气机构设计

第6章 曲轴飞轮组设计

第7章 连杆组设计

第8章 活塞组设计

第9章 内燃机滑动轴承设计

第10章 机体与气缸盖的设计

第11章 内燃机的润滑和冷却系统

参考文献2100433B

绪论 1

0.1 引言 1

0.2 往复活塞式内燃机 1

0.3 转动式内燃机 4

0.4 内燃机的发展趋势 5

第1章 内燃机的工作原理和总体构造 8

1.1 内燃机的基本结构、术语及类型 8

1.1.1 基本结构 8

1.1.2 基本术语 11

1.1.3 内燃机的分类 13

1.2 四冲程内燃机的工作原理 16

1.2.1 四冲程汽油机的工作原理 16

1.2.2 四冲程柴油机的工作原理 17

1.3 二冲程内燃机的工作原理 18

1.3.1 二冲程汽油机的工作原理 18

1.3.2 二冲程柴油机的工作原理 19

1.3.3 汽油机与柴油机、四冲程与二冲程内燃机的比较 20

1.4 发动机的性能指标 20

1.5 内燃机的编号规则 22

思考题 24

项目教学任务单 25

第2章 曲柄连杆机构 29

2.1 概述 29

2.2 曲柄连杆机构的受力 29

2.3 机体组 31

2.3.1 机体组的功用及组成 31

2.3.2 机体 32

2.3.3 曲轴箱 35

2.3.4 汽缸盖 35

2.3.5 汽缸垫 37

2.3.6 发动机的支承 38

2.4 活塞连杆组 38

2.4.1 活塞 39

2.4.2 活塞环 44

2.4.3 活塞销 48

2.4.4 连杆 49

2.4.5 连杆轴瓦 50

2.5 曲轴飞轮组 51

2.5.1 曲轴 51

2.5.2 飞轮 58

2.5.3 曲轴扭转减振器 59

思考题 60

项目教学任务单 61

第3章 配气机构 67

3.1 概述 67

3.2 配气机构的布置及传动 67

3.3 配气相位和气门间隙 71

3.3.1 配气相位 71

3.3.2 气门间隙 73

3.4 配气机构的主要零部件 74

3.4.1 气门组 74

3.4.2 气门传动组 78

3.4.3 可变式配气机构 82

思考题 87

项目教学任务单 88

第4章 汽油机燃油供给系 92

4.1 汽油机燃油供给系的组成 92

4.1.1 汽油机燃油供给系的功用 92

4.1.2 汽油机燃油供给系的组成 92

4.2 燃油供给装置 93

4.3 空气供给和废气排出装置 95

4.3.1 空气滤清器 95

4.3.2 进气管与排气管 96

4.3.3 排气消音器 97

4.3.4 催化转化器 97

4.4 可燃混合气体和汽油机性能关系 98

4.4.1 汽油 98

4.4.2 空燃比 101

4.4.3 可燃混合气 101

4.5 汽油直接喷射系统 104

4.5.1 概述 104

4.5.2 燃油喷射系统的种类 105

4.5.3 典型电控汽油喷射系统 107

4.5.4 电控汽油喷射系统主要组件的构造和工作原理 111

4.6 电喷发动机的传感器 116

4.6.1 空气流量计 116

4.6.2 压力传感器 121

4.6.3 节气门位置传感器 123

4.6.4 氧传感器 124

4.6.5 温度传感器 126

4.6.6 爆震传感器 126

4.6.7 曲轴位置传感器 128

4.6.8 转速传感器 131

思考题 131

项目教学任务单 132

第5章 柴油机燃油供给系 135

5.1 概述 135

5.2 柴油及其使用性能 136

5.3 柴油机混合气形成和燃烧室 137

5.3.1 可燃混合气的形成与燃烧 137

5.3.2 燃烧室 138

5.4 柴油机的燃烧过程 140

5.4.1 着火的条件和特点 140

5.4.2 燃烧过程 140

5.4.3 对燃烧过程的要求 143

5.4.4 影响燃烧过程的运转因素 144

5.5 喷油器 146

5.5.1 孔式喷油器 146

5.5.2 轴针式喷油器 148

5.5.3 燃油的喷雾 149

5.6 喷油泵 150

5.6.1 柱塞式喷油泵的工作原理 150

5.6.2 柱塞式喷油泵的构造 152

5.6.3 柱塞式喷油泵实例 158

5.6.4 转子分配式喷油泵 159

5.7 P-T燃油系统 163

5.7.1 P-T燃油系统的组成 163

5.7.2 PT燃油泵 164

5.7.3 PT喷油器 167

5.7.4 P-T燃油系统的特点 168

5.8 电控柴油机喷射系统 169

5.8.1 电控柴油机喷射系统基本工作原理 169

5.8.2 柴油机电控燃油喷射系统的类型 169

5.8.3 高压柴油共轨系统的组成 170

5.8.4 柴油机电控喷射系统控制策略 172

5.8.5 柴油机电控喷射系统故障诊断 173

5.9 柴油机供给系辅助装置 174

5.9.1 燃油箱 174

5.9.2 燃油滤清装置 175

5.9.3 输油泵 177

5.9.4 油水分离器 177

思考题 178

项目教学任务单 179

第6章 发动机润滑系 181

6.1 润滑系的功用及润滑方式 181

6.1.1 功用 181

6.1.2 润滑方式 182

6.2 润滑油 182

6.2.1 机油的使用特性及机油添加剂 182

6.2.2 机油的分类 183

6.2.3 机油的选用 184

6.3 润滑系的组成和润滑油路 185

6.3.1 组成及各机件的作用 185

6.3.2 发动机润滑部位及油路 186

6.4 润滑系的主要机件 188

6.4.1 机油泵 188

6.4.2 机油滤清器 189

6.4.3 机油散热器和冷却器 193

6.4.4 阀门 194

6.4.5 油尺和机油压力表 195

6.5 曲轴箱通风 195

6.5.1 自然通风 195

6.5.2 强制通风 196

思考题 197

项目教学任务单 198

第7章 冷却系 200

7.1 冷却系的功用及冷却方式 200

7.1.1 功用 200

7.1.2 冷却方式 201

7.2 水冷系统 201

7.3 水冷系统的主要机件 203

7.3.1 散热器 203

7.3.2 风扇 205

7.3.3 水泵 206

7.4 冷却系统的调节和冷却液 207

7.4.1 改变通过散热器的空气流量 207

7.4.2 改变通过散热器的冷却水流量 210

7.4.3 冷却液和防冻液 212

7.5 风冷系统 212

思考题 214

项目教学任务单 215

第8章 起动系统 217

8.1 概述 217

8.1.1 起动条件 217

8.1.2 起动方式 218

8.2 电力起动装置 218

8.2.1 组成 218

8.2.2 直流电动机 218

8.2.3 操纵机构 220

8.2.4 离合机构 221

8.2.5 减速起动机 223

8.3 改善冬季起动性能的措施 224

8.3.1 电热塞 224

8.3.2 进气预热器 225

8.3.3 减压装置 225

8.3.4 起动液喷射装置 225

思考题 226

项目教学任务单 227

第9章 汽油机点火系统 229

9.1 概述 229

9.1.1 点火系统的功用 229

9.1.2 点火系统的类型 229

9.1.3 点火系统的基本要求 230

9.2 蓄电池点火系统的组成与工作原理 230

9.2.1 蓄电池点火系统的组成 230

9.2.2 蓄电池点火系统的工作原理 232

9.3 蓄电池点火系统的主要部件 232

9.3.1 分电器 232

9.3.2 点火线圈 237

9.3.3 火花塞 238

9.4 电子点火系统 239

一、普通电子点火系统的基本组成及工作原理 239

二、普通电子点火系统基本元件介绍 240

9.5 微机控制点火系统 244

9.5.1 有分电器微机控制点火系统 245

9.5.2 无分电器微机控制点火系统 245

9.6 车用电源 252

9.6.1 蓄电池 252

9.6.2 发电机 253

9.6.3 发电机的电压调节器 256

思考题 258

项目教学任务单 259

第10章 内燃机增压 261

10.1 基本概念 261

10.1.1 增压的作用及增压方式 261

10.1.2 增压发动机的结构特点 263

10.2 废气涡轮增压 264

10.3 柴油机废气能量的利用 266

10.4 增压内燃机的性能 268

10.4.1 内燃机增压后性能的改善 268

10.4.2 内燃机结构参数的变动 269

10.5 汽油机增压技术 271

10.5.1 涡轮增压系统 272

10.5.2 机械增压系统 273

思考题 275

项目教学任务单 276

第11章 内燃机污染及新能源应用 278

11.1 内燃机噪声控制 278

11.2 内燃机排气污染 279

11.3 排放法规制定与实施 286

11.4 新能源汽车概述 290

思考题 292

项目教学任务单 294

附录A 内燃机故障分析与排除 295

本书的主要内容包括：内燃机的工作原理和总体构造、曲柄连杆机构、配气机构、汽油机燃油供给系统、柴油机燃油供给系统、发动机润滑系、冷却系、汽油机点火系、内燃机增压、内燃机特性、内燃机的噪声控制和排气净化。另外，针对每部分都配有内燃机检修常见项目的教学实训指导和项目教学任务单。