内燃机原理/21世纪高等学校精品规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黎苏，李明海 编

图书标签:

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• 工程技术
• 动力机械

出版社： 中国水利水电出版社

ISBN：9787508472249

版次：1

商品编码：11754329

包装：平装

丛书名： 21世纪高等学校精品规划教材

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：212

字数：314000

内容简介

　　《内燃机原理/21世纪高等学校精品规划教材》系统阐述了内燃机工作过程的基本理论及控制方法，以现代电子控制内燃机技术为主，着重讲述内燃机热功转换的基本原理、特性分析方法以及性能提高和改善排放的技术措施。全书共八章，分别讲述内燃机工作循环与性能指标，内燃机换气过程与增压技术，内燃机燃料与燃烧，汽油机的燃烧过程及排放控制，汽油机管理系统，柴油机混合气形成与燃烧，柴油机燃料喷射与雾化，内燃机特性与匹配。本书可作为热能与动力机械工程专业及其相关专业的本科生、硕士研究生教材，也可供从事内燃机研究开发的工程技术人员参考。

前言/序言

机械之心：内燃机技术的飞跃与未来 序言 在人类文明的长河中，能源的驱动力始终扮演着至关重要的角色。从蒸汽机的轰鸣到电力的普及，再到如今对可持续能源的探索，每一次能源技术的革新都深刻地改变着社会的面貌。而在众多能源转化装置中，内燃机以其独特的魅力和广泛的应用，成为了现代工业和交通运输的基石。它如同机械的“心脏”，以高温高压的化学反应，转化为驱动我们奔向远方的强大动力。本书并非仅仅是对内燃机基本原理的梳理，而是深入探讨了其在二十一世纪这一关键时期所经历的技术飞跃、面临的挑战以及孕育的无限未来。我们将一起揭开机械之心跳动的奥秘，感受工程师们在精益求精中实现的每一次突破，并展望它在重塑我们生活方式中的宏大叙事。 第一章：内燃机的基石——热力学与燃烧的艺术 内燃机的核心是热力学循环的巧妙应用，以及对燃烧过程的精准控制。本章将带领读者回归最本源的科学原理。我们将深入剖析奥托循环、迪塞尔循环以及混合循环等经典模型，理解它们在理想状态下的能量转化过程。但这远远不够，真实世界的内燃机远比理论模型复杂。因此，我们将重点关注实际循环的偏差，例如指示功和有效功的差异，以及热损失的来源。 燃烧是内燃机产生动力的直接根源。我们不仅要了解燃料在空气中的化学反应过程，更要深入研究燃烧的物理化学机理，包括混合、点火、火焰传播以及燃烧产物的形成。从传统的汽油和柴油，到日益重要的生物燃料和合成燃料，本书将详细分析不同燃料的燃烧特性、优缺点以及对发动机性能和排放的影响。我们将探讨贫燃、富燃和等摩尔比燃烧等不同燃烧模式，以及它们如何影响燃油经济性和污染物排放。此外，本章还将触及燃烧过程中的关键参数，如点火提前角、喷油定时、压缩比等，以及它们对发动机性能的敏感性。对燃烧产物（如CO、HC、NOx、PM）的深入理解，也是后续章节探讨排放控制技术的基础。 第二章：结构与工艺的精进——铸就可靠的机械之躯 一台高效、可靠的内燃机，离不开精密的结构设计和卓越的制造工艺。本章将聚焦于内燃机的“形体”——从气缸、活塞、曲轴等核心部件，到配气机构、冷却系统、润滑系统等辅助系统。我们将详细解读各主要零部件的功能、受力分析以及材料选择的考量。例如，活塞环的设计如何影响密封性和润滑，气门的形状和材质如何决定进排气效率，曲轴的平衡性如何影响运转平稳性。 进入21世纪，材料科学和制造技术的飞速发展，为内燃机带来了革命性的改变。本章将深入探讨新型材料的应用，如高强度铝合金、陶瓷复合材料、耐高温合金等，它们如何减轻发动机重量、提高强度、改善热效率和耐磨性。同时，我们还将解析先进的制造工艺，如精密铸造、数控加工、激光焊接、表面处理技术等，这些技术如何实现更精密的配合、更低的公差，从而提升发动机的整体性能和寿命。例如，薄壁缸体技术可以显著减轻发动机重量，而精密的缸体珩磨技术则是保证活塞环密封性的关键。 第三章：性能的极限探索——动力、经济性与平顺性的辩证统一 内燃机的核心目标是输出动力，但同时，燃油经济性和运行平顺性也是衡量其价值的重要标准。本章将围绕这三个相互关联又相互制约的性能指标展开探讨。 动力性主要体现在功率和扭矩的输出。我们将分析不同工况下的发动机输出特性，以及如何通过优化进排气系统、燃烧室设计、涡轮增压技术等手段来提升动力。例如，可变气门正时（VVT）和可变气门升程（VVL）技术如何实现宽泛工况下的最佳进排气控制；涡轮增压器的工作原理及其在提升低速扭矩和整体功率方面的作用。 燃油经济性是现代内燃机设计中越来越重要的考量。本章将深入研究影响燃油经济性的各种因素，包括热效率、机械效率、泵气损失以及辅助系统的能耗。我们将详细介绍诸如稀薄燃烧、均质压燃（HCCI）、可变压缩比（VCR）等前沿技术，以及它们在提升燃油经济性方面的潜力。例如，HCCI技术通过实现近乎绝热的燃烧，可以显著提高热效率，但其控制难度也极大。 平顺性关乎驾驶者的直接体验。我们将分析发动机运转时产生的振动和噪声的来源，以及如何通过曲轴平衡、减震系统、缸体设计等方式来抑制。例如，平衡轴的引入可以有效抵消曲轴转动产生的惯性力矩，从而提升发动机的平顺性。 第四章：排放控制的挑战与对策——绿色动力之路 随着全球对环境保护意识的日益增强，内燃机面临着前所未有的排放压力。本章将系统地梳理内燃机的主要污染物及其产生机理，并深入剖析各种先进的排放控制技术。 我们将从化学反应的角度，详细解析碳氧化物（CO）、未燃烧碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）的形成过程。例如，NOx主要在高温高压条件下生成，而PM则与燃料的燃烧不完全以及燃料中硫、氮等杂质有关。 针对这些污染物，本章将介绍各种行之有效的控制策略。尾气后处理技术是当前主流的排放控制手段，我们将详细介绍三元催化转化器（TWC）、选择性催化还原（SCR）、柴油颗粒捕集器（DPF）等技术的工作原理、性能特点以及应用前景。例如，TWC通过氧化CO和HC，还原NOx，实现“三效合一”；SCR则利用还原剂（如尿素）在催化剂作用下将NOx转化为氮气和水。 除了尾气后处理，本章还将关注“源头控制”，即通过优化发动机设计和燃烧过程来减少污染物生成。这包括但不限于：稀薄燃烧技术、废气再循环（EGR）技术、缸内直喷（GDI）技术、压电陶瓷喷油器等。例如，EGR技术通过将一部分废气重新引入气缸，降低燃烧温度，从而抑制NOx的生成。 第五章：新能源浪潮下的内燃机——混合动力与替代燃料的融合 在新能源汽车浪潮的冲击下，内燃机并非走向终结，而是展现出强大的融合与进化能力。本章将重点探讨内燃机在混合动力系统中的角色，以及对各类替代燃料的探索与应用。 混合动力技术是内燃机应对挑战的重要途径。我们将深入分析不同类型的混合动力系统，如串联式、并联式和混联式，并详细阐述内燃机在其中所扮演的角色。例如，在并联式混合动力系统中，内燃机和电动机可以同时驱动车轮，协同工作，提高燃油经济性和动力响应。我们将探讨内燃机在混合动力系统中的功率匹配、能量管理策略以及与电驱动系统的协同控制。 替代燃料是拓展内燃机应用边界的另一条重要路径。本章将详细介绍生物燃料（如乙醇、生物柴油）、合成燃料（如GTL、CTL）、氢燃料以及甲烷等清洁能源在内燃机中的应用。我们将分析这些燃料的物理化学特性、燃烧行为、对发动机性能和排放的影响，以及相关的技术挑战。例如，氢燃料内燃机具有零碳排放的潜力，但其储存和供给系统仍需突破。 第六章：智能化与互联化——内燃机控制的未来图景 进入21世纪，智能化和互联化已成为各行各业的发展趋势，内燃机领域也不例外。本章将展望内燃机的智能化控制和互联化发展。 先进的发动机控制单元（ECU）是实现智能化控制的核心。我们将深入了解ECU的功能、信号采集与处理、控制算法以及与车辆其他电子控制单元（ECU）的通信。例如，电子节气门、电控喷油系统、点火线圈等执行部件的精确控制，都依赖于ECU的强大计算能力。 传感器技术的发展为内燃机提供了前所未有的“感知”能力。我们将重点介绍各种先进的传感器，如氧传感器、爆震传感器、油压传感器、温度传感器、曲轴位置传感器等，以及它们如何实时监测发动机的运行状态。 大数据和人工智能（AI）正在为内燃机控制带来革命性的变革。本章将探讨如何利用机器学习算法对发动机运行数据进行分析，实现预测性维护、优化燃烧策略、提升燃油经济性。例如，通过对历史运行数据的学习，AI可以预测发动机潜在的故障，并提前发出警报。 此外，本章还将展望车辆互联技术（V2X）如何与内燃机控制相结合，实现更智能的驾驶辅助和能源管理。例如，通过接收来自其他车辆或交通基础设施的信息，发动机可以提前调整工作模式，以应对即将到来的路况变化。 结论：内燃机的持续进化与人文关怀 内燃机作为一项成熟而又充满活力的技术，在经历了百余年的发展后，并未因新能源技术的兴起而停滞不前。相反，它正在以一种更加智能、清洁、高效的姿态，继续扮演着驱动世界的重要角色。本书的深入探讨，不仅揭示了内燃机在热力学、结构、性能、排放控制以及智能化等方面的精进，更重要的是，它体现了人类在不断追求能源效率和环境保护方面的智慧与努力。 从高温高压的燃烧室到精密复杂的电子控制系统，内燃机是人类工程智慧的结晶。而展望未来，随着对可持续发展和环境保护的日益重视，内燃机将继续在技术革新和融合创新中不断进化，为人类社会的进步贡献力量。这不仅仅是一门科学技术的进步，更是人类对美好生活和绿色未来的不懈追求的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书，虽然我还没能完全通读，但仅凭前几章的阅读体验，已经让我对内燃机这个庞大而精密的领域有了初步却深刻的认识。作者的叙述逻辑清晰，从最基础的能量转化原理讲起，循序渐进地引入了热力学定律在内燃机工作过程中的具体应用。我特别欣赏其中对不同冲程（进气、压缩、做功、排气）的详细阐述，不仅仅是机械的动作描述，而是将其与热力学过程紧密结合，让我能够理解为什么燃烧会产生能量，以及这些能量如何有效地转化为机械功。书中穿插的图示和简化模型，虽然没有我期待中那种超级逼真的3D渲染，但它们足够直观，帮助我这个初学者快速把握关键概念。比如，关于燃烧室内的混合气形成和燃烧过程的讲解，作者用了一些生动的比喻，让我这个非专业人士也能大致理解其中的复杂性。不过，说实话，某些理论推导部分，我还需要反复琢磨，也许是我的基础知识还需要进一步巩固，但总体而言，这本书为我打开了一扇通往内燃机世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图文设计，可以说是我阅读体验中一个显著的亮点。我通常会避免阅读那些枯燥乏味的教科书，但这本书的插图质量很高，比例协调，细节清晰，而且标注准确，这大大降低了理解复杂机械结构的难度。我尤其喜欢书中对各个部件的剖面图和爆炸图，能够直观地展示内部结构和运动关系，这对于我这个以视觉化学习为主的人来说，简直是福音。此外，作者在解释一些抽象的理论概念时，常常会借助简洁明了的示意图，例如，关于燃烧过程的能量转化示意图，就比单纯的文字描述要容易理解得多。虽然这本书的语言风格比较学术化，但配合高质量的插图，整体阅读起来并不会感到过于晦涩。总的来说，这本书在内容深度和形式美感之间找到了一个很好的平衡点，让我在学习理论知识的同时，也能享受到视觉上的愉悦。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在汽车维修一线工作的技师，我对内燃机的实际运行和故障排除有着切身的体会。拿到这本书，我抱着学习理论、印证实践的心态。不得不说，书中对于发动机各关键部件的结构和工作原理的讲解，虽然不像某些实操手册那样直接给出拆解步骤，但其背后的理论支撑却非常扎实。例如，关于配气相位和气门重叠的阐述，让我更加理解了不同工况下发动机性能的差异；而对活塞环密封性、曲轴连杆机构受力分析的讲解，也为我平时判断发动机窜气、烧机油等故障提供了理论依据。我尤其关注书中关于燃烧效率和排放控制的部分，这正是我日常工作中越来越重视的环节。作者对不同燃烧模型（如均质压燃、部分预混合压燃）的介绍，虽然我目前还没有机会在实际操作中深入应用，但无疑为我未来的学习指明了方向。这本书的优点在于其理论的严谨性和系统性，缺点可能在于对于一些非常细微的、影响实际性能的工艺细节提及不多，但瑕不掩瑜，它为我提供了一个坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

我对内燃机的兴趣，很大程度上源于我对能源和环境问题的关注。这本书在探讨内燃机工作原理的同时，也时不时地触及到相关的性能优化和排放控制技术，这正是我所期待的。作者在阐述热效率提升的途径时，不仅提到了提高压缩比、优化燃烧室形状等传统方法，还对一些新兴技术，如可变气门正时、缸内直喷、涡轮增压等进行了概括性的介绍。虽然深度可能不及专门的技术报告，但对于一本面向高校的教材来说，这样的广度是十分难得的。我特别欣赏书中对各种效率损失（如泵气损失、摩擦损失、散热损失）的分析，这些细节能够帮助我理解为什么我们很难达到理想的热力学效率，也为进一步改进发动机提供了思路。此外，书中对不同类型的内燃机（如汽油机、柴油机）的比较分析，也让我对它们的优缺点有了更清晰的认识。这本书像一本精密的路线图，指引着我对内燃机技术发展的各个方向进行探索。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我拿到这本书的时候，并没有抱太高的期望，毕竟“高等学校精品规划教材”这个标签有时候意味着内容的刻板和理论的过时。然而，阅读过程中，我惊喜地发现，作者在保持科学严谨性的同时，融入了对一些前沿技术和发展趋势的思考。例如，书中在谈到未来内燃机的发展方向时，提及了与混合动力和纯电动技术的协同发展，以及在可持续燃料应用方面的探索，这让我看到了这本书的时代感和前瞻性。我个人尤其对书中关于热管理系统和润滑系统的章节比较感兴趣，虽然篇幅不长，但其对于发动机可靠性和寿命的影响，我深有体会。作者在这部分的处理，没有过于深入技术细节，而是从原理层面进行了阐述，这对于我这种希望了解全局的读者来说，是恰到好处的。这本书给我的感觉是，它既有经典的理论根基，又不乏对未来技术方向的展望，是一本值得细细品味的参考书。