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目录1

第一章 内燃机概述1

1.1 引言1

1.2 压燃式发动机2

1.2.1 压燃式发动机的燃烧室2

1.2.1.1 分隔式燃烧室3

1.2.1.2 直接喷射式燃烧室5

1.2.1.3 “静止式”燃烧室7

1.3 外源点火或火花点火式发动机8

1.3.1 外源点火或火花点火式发动机的燃烧室9

1.3.1.1 汽车发动机燃烧室10

1.3.1.2 高压缩比煤气机11

1.3.2 分层充气发动机12

1.3.3 火焰点火发动机12

1.4 旋转式发动机12

1.4.1 Wankel发动机12

参考文献13

符号14

第二章 热力学和气体动力学基础14

2.1 状态方程式15

2.2 热力学第一定律15

2.2.1 闭口系统15

2.2.2 开口系统17

2.3 热力学第二定律19

2.4 均熵流动20

2.4.1 连续方程式20

2.4.2 动量方程式21

2.5 混合气22

2.6 内能和焓的曲线图23

2.7 离解26

参考文献30

第三章 空气标准循环符号31

3.1 空气标准循环的效率32

3.2 局限性37

第四章 压燃式发动机的燃烧符号40

4.1 燃烧过程概述40

4.2 压燃式发动机的燃烧计算模型42

4.2.1 单区燃烧模型43

4.2.1.1 Lyn的方法44

4.2.1.2 Whitehouse-Way的方法45

4.2.2 双区燃烧模型48

4.2.2.1 圆锥－圆环形的燃烧区模型49

4.2.2.2 涡流－壁面喷射－燃烧区模型51

4.2.3 多区燃烧模型51

4.2.4 紊流预测模型51

4.3 燃烧生成的排放物52

4.3.1 炭烟52

4.3.2 有害气体53

参考文献54

第五章 火花点火式发动机的燃烧符号56

5.1 可控和不可控、正常和不正常燃烧的定义56

5.2 正常燃烧56

5.3 不正常燃烧——发动机的敲缸59

5.3.1 碳氢化合物－氧混合气燃烧的研究60

5.3.2 发动机上的研究63

5.3.3 燃料添加剂对敲缸的影响67

5.5 正常燃烧的化学热力学模型68

5.4.3 轰鸣68

5.4 不可控燃烧、早燃和失控运转68

5.4.1 早燃68

5.4.2 失控运转68

5.6 燃烧产生的排放物70

5.6.1 一氧化碳70

5.6.2 一氧化氮71

5.6.3 碳氢化合物77

参考文献77

第六章 发动机的传热符号80

6.1.1 辐射81

6.1 基本原理81

6.1.2 固体粒子云（如炭烟）的辐射84

6.1.3 对流换热85

6.2 内燃机的传热概述86

6.3 内燃机的传热——需考虑的几个实际问题88

6.4 瞬时传热的计算92

6.4.1 单区传热计算92

6.4.2 多区传热94

参考文献96

6.5数值96

附录Ⅰ试验方法99

符号99

Ⅰ.1 压力测量和记录99

Ⅰ.2 温度测量和记录103

Ⅰ.2.1 零件温度测量103

Ⅰ.2.2 气体温度测量109

Ⅰ.3 燃烧摄影和火焰速度测定111

Ⅰ.4 光谱分析方法112

Ⅰ.5 化学分析技术113

Ⅰ.5.1 取样阀114

Ⅰ.5.2 奥氏（Orsat）气体分析仪114

Ⅰ.5.3 非分散的红外分析仪（NDIR）115

Ⅰ.5.4 火焰离子检测器（FID）115

Ⅰ.5.5 气体层析法116

Ⅰ.5.6 化学发光法117

参考文献117

7.4 四冲程和二冲程发动机的换气过程119

符号119

第七章 换气过程119

7.2 定义124

7.3 换气过程热力学126

7.3.1 自由排气时期127

7.3.2 排气冲程129

7.3.3 吸气冲程130

7.4 扫气过程136

7.4.1 等温扫气模型137

7.4.2 非等温扫气模型141

7.5 换气期间的流动过程145

7.5.1 排气门或排气口截面积146

7.5.2 二冲程发动机的扫气口截面积150

7.5.3 简化的气口截面积152

7.5.4 四冲程发动机的进气门截面积153

7.6 火花点火式汽油机的进气系统——化油器155

7.7 不稳定流动的波动效应157

参考文献158

第八章 压燃式发动机的循环计算符号160

8.2 燃烧过程热力学161

8.1 引言161

8.3 理想双燃循环164

8.3.1 等熵压缩164

8.3.2 定容绝热燃烧166

8.3.3 定压绝热燃烧168

8.3.4 等熵膨胀169

8.3.5 循环性能分析170

8.4单 区燃烧模型的实际循环171

8.5.1 双区模型的热力学179

8.5 多区模型179

8.5.2 多区模型180

第九章 火花点火式发动机的循环计算符号181

9.1 碳氢化合物和空气混合气的理想Otto循环182

9.1.1 绝热压缩184

9.1.2 定容绝热燃烧186

9.1.3 绝热膨胀190

9.1.4 循环性能分析193

9.2 考虑燃烧时间、热损失和反应动力学的循环计算197

参考文献201

第十章 内燃机增压符号202

10.1 缸内封存气体的状态与平均有效压力之间的关系203

10.2 机械增压204

10.3 涡轮增压器206

10.4 平均废气温度212

10.5 简单的涡轮增压系统214

10.6 理想的涡轮增压系统216

10.6.1 二冲程发动机217

10.6.2 四冲程发动机222

10.7 实际的涡轮增压器系统225

10.8 排气系统的效率228

10.8.1 定压涡轮增压229

10.8.2 脉冲涡轮增压234

10.9 涡轮增压器和发动机的匹配237

10.10 涡轮高增压240

10.11 一些涡轮增压发动机的工作特性241

参考文献244

附录Ⅱ245

A．混合气的热力学性质245

B．双燃循环的电算程序249

C．Otto循环的电算程序255