前言
本书主要符号表
第1章绪论1
1.1与汽车及内燃机相关的重大问题1
1.1.1能源问题1
1.1.2环境问题1
1.1.3内燃机作为车用动力的应用前景2
1.2汽车企业研发体系4
1.2.1汽车企业的研发模式4
1.2.2汽车企业开发能力的内涵6
1.3汽车内燃机开发流程和主要技术手段7
1.3.1发动机在汽车开发中的地位7
1.3.2汽车整车的研发过程7
1.3.3汽车内燃机设计开发流程和主要技术手段10
项目训练16
第2章汽车内燃机选型18
2.1汽车发动机分类18
2.2汽油机与柴油机18
2.2.1汽油机的特点与应用18
2.2.2柴油机的特点与应用21
2.2.3汽车内燃机选配的基本原则22
2.3几种汽车内燃机类型的讨论22
2.3.1冲程数22
2.3.2冷却方式22
2.3.3气缸数和气缸布置形式23
2.3.4进气形式23
思考题和项目训练24
第3章汽车内燃机主要参数确定25
3.1性能指标25
3.1.1动力性指标25
3.1.2经济性指标28
3.1.3可靠性与耐久性指标28
3.1.4运转性能与适应性指标29
3.1.5低公害指标29
3.2基本结构参数31
3.2.1气缸直径和气缸数31
3.2.2气缸中心距L0与气缸直径D的比值L0/D32
3.2.3行程缸径比S/D和活塞行程S32
3.2.4曲柄半径r与连杆长度L的比值33
3.2.5汽车内燃机的几个综合评价参数34
3.3汽车内燃机的结构和总体布置35
思考题和项目训练37
第4章汽车内燃机工作过程计算39
4.1内燃机实际循环的示功图39
4.2内燃机实际循环的计算41
4.2.1概述41
4.2.2内燃机实际循环的热力学模型41
4.2.3热力学模型的计算参数与内容43
4.3内燃机从零维模型到多维模型的发展51
思考题和项目训练54
第5章往复活塞式内燃机动力学56
5.1内燃机动力学计算概述56
5.1.1内燃机动力学计算的主要内容和作用56
5.1.2内燃机动力学计算方法与工具57
5.2曲柄连杆机构运动学58
5.2.1曲柄连杆机构的形式58
5.2.2多缸内燃机的结构形式59
5.2.3曲柄连杆机构运动规律60
5.2.4曲柄连杆机构运动规律在内燃机设计中的作用70
5.3曲柄连杆机构动力学70
5.3.1中心式曲柄连杆机构中的作用力分析70
5.3.2中心式曲柄连杆机构中力的传递及作用效果分析74
5.3.3偏心式曲柄连杆机构中的作用力和力矩77
5.3.4主副连杆式曲柄连杆机构中的作用力和力矩78
5.3.5曲柄连杆机构动力计算79
5.4内燃机的平衡与平衡分析82
5.4.1内燃机平衡的基本概念82
5.4.2内燃机的平衡措施84
5.4.3单缸内燃机平衡85
5.4.4单列式多缸内燃机平衡90
5.4.5双列式多缸内燃机平衡100
思考题和项目训练115
第6章汽车内燃机曲轴系统扭转振动117
6.1扭转振动的基本概念及研究意义117
6.2内燃机当量扭振系统的组成与简化118
6.2.1弹性参数(扭转刚度或柔度)的换算119
6.2.2惯性参数(等效转动惯量)的换算122
6.2.3曲轴系统扭转振动计算的当量转换124
6.3扭转振动系统自由振动计算126
6.3.1单自由度系统与多质量扭振系统126
6.3.2曲轴系统自由扭转振动振型图130
6.4单自由度系统的有阻尼自由振动与强迫振动分析131
6.4.1单自由度系统的有阻尼自由振动131
6.4.2单自由度系统的有阻尼强迫振动132
6.5曲轴系统扭转振动分析与减振133
6.5.1曲轴系统扭转振动的激振力矩133
6.5.2曲轴系统的共振与临界转速136
6.5.3曲轴系统扭转振动的消减措施138
6.5.4扭振的现代测试分析方法142
思考题和项目训练145
第7章汽车内燃机配气机构动力学与设计147
7.1配气机构的形式及评价147
7.1.1配气机构的形式147
7.1.2单个气门通过能力评价148
7.2配气机构运动学和凸轮型线设计150
7.2.1配气机构运动规律150
7.2.2凸轮型线设计155
7.3配气机构动力学162
7.3.1配气机构动力学模型162
7.3.2凸轮型线动力修正166
7.4凸轮轴及气门驱动件设计167
7.4.1凸轮位置确定167
7.4.2挺柱、气门和弹簧的设计169
思考题和项目训练178
第8章汽车内燃机主要零部件设计180
8.1曲轴飞轮组设计180
8.1.1曲轴的工作条件和设计要求180
8.1.2曲轴的结构设计181
8.1.3提高曲轴强度的措施184
8.1.4曲轴的强度计算186
8.1.5飞轮设计193
8.2连杆组设计196
8.2.1连杆的工作条件和设计要求196
8.2.2连杆材料197
8.2.3连杆主要参数的选择198
8.2.4连杆的结构设计199
8.2.5利用有限元法对连杆进行计算分析203
8.3活塞组设计205
8.3.1活塞组的工作条件与设计要求205
8.3.2活塞的材料206
8.3.3活塞设计206
8.3.4活塞环设计214
8.3.5活塞环的力学及结构计算220
8.3.6油环的设计计算224
8.3.7活塞环的组合225
8.4机体与气缸盖设计226
8.4.1气缸体的工作条件与设计要求227
8.4.2气缸体的设计228
8.4.3应用有限元法对机体进行结构设计234
8.4.4气缸盖设计235
8.4.5气道设计的CFD方法以及气缸盖CAE分析239
思考题和项目训练241
第9章汽车内燃机系统设计244
9.1燃烧系统244
9.1.1汽油机的燃烧室和燃烧系统244
9.1.2直喷汽油机燃烧系统开发246
9.1.3柴油机的燃烧室和燃烧系统252
9.1.4CFD在柴油机燃烧系统开发中的应用260
9.2进、排气系统264
9.2.1车用柴油机进气系统265
9.2.2车用柴油机排气系统267
9.2.3乘用车汽油机进气系统269
9.2.4乘用车汽油机排气系统271
9.2.5排气系统噪声和振动设计273
9.3供油系统277
9.3.1汽油机供油系统277
9.3.2柴油机电控供油系统280
9.4ECU的设计与标定284
9.4.1ECU的开发流程284
9.4.2汽车内燃机的核心控制策略和控制功能285
9.4.3ECU的标定289
9.5润滑系统和冷却系统296
9.5.1润滑系统设计296
9.5.2冷却系统设计300
9.5.3汽车内燃机热管理系统与整车热管理系统308
思考题和项目训练310
第10章汽车内燃机开发的试验评价与产品定型311
10.1汽车内燃机开发过程中遵守的标准311
10.2汽车内燃机开发试验项目总揽316
10.2.1关键零部件试验316
10.2.2系统及其重要参数测试317
10.2.3内燃机总成试验317
10.3汽车内燃机定型试验318
10.3.1《汽车发动机定型试验规程》介绍318
10.3.2新产品定型过程319
思考题和项目训练322
参考文献323