車用內燃機仿真 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳明，丁寜，張小矛 著

圖書標籤:

• 內燃機
• 仿真
• 汽車工程
• 發動機
• 建模
• 汽油機
• 柴油機
• MATLAB
• Simulink
• 動力係統

齣版社： 人民交通齣版社股份有限公司

ISBN：9787114128820

版次：1

商品編碼：11940257

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-05-01

用紙：膠版紙

頁數：157

字數：240000

正文語種：中文

內容簡介

　　《車用內燃機仿真》是上海汽車工業教育基金會資助項目。《車用內燃機仿真》是作者根據多年車用內燃機産品研發實踐所著，並在參閱大量有關文獻的基礎上，對內燃機仿真技術進行係統的闡述。《車用內燃機仿真》共分八章，包括：緒論、空氣流動和燃燒模擬、發動機性能分析、氣門機構分析、迴轉和鏇轉係統分析、本體結構強度和疲勞分析、排氣係統分析和冷卻係統分析。
　　《車用內燃機仿真》的編寫目的是為動力總成CAE工程師提供一本內燃機仿真技術的專業書籍，同時《車用內燃機仿真》也可供發動機設計工程師、産品頒布工程師和項目管理人員參考使用。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 內燃機仿真技術發展概述
1．2 仿真在産品開發中的作用
1．3 高性能計算機基本概念和企業仿真平颱
1．4 概念設計分析內容概述
1．5 詳細設計分析內容概述
1．6 數值模擬與試驗驗證
1．7 不確定性和可靠性分析
1．8 模型再用
1．9 工作方式
本章參考文獻

第2章 空氣流動和燃燒模擬
2．1 進氣道流動分析
2．2 進氣歧管流動分析
2．3 缸內氣流和油氣混閤
2．4 缸內燃燒分析
2．5 點火
2．6 有害物質的生成
本章參考文獻

第3章 發動機性能分析
3．1 典型的理論加熱循環
3．2 理想發動機工作循環
3．3 實際發動機工作過程的效率和能量損失
3．4 一維整機性能仿真
本章參考文獻

第4章 氣門機構分析
4．1 配氣機構運動學分析
4．2 配氣機構動力學分析
本章參考文獻

第5章 迴轉和鏇轉係統分析
5．1 麯軸分析
5．2 連杆強度分析
5．3 活塞和活塞銷分析
本章參考文獻

第6章 本體結構強度和疲勞分析
6．1 熱分析
6．2 缸蓋結構分析
6．3 機體結構分析
6．4 密封分析
本章參考文獻

第7章 排氣係統分析
7．1 排氣係統CFD分析
7．2 排氣係統耐久性分析
本章參考文獻

第8章 冷卻係統分析
8．1 冷卻係統迴路
8．2 冷卻係統分析與評估
本章參考文獻

前言/序言

　　環保法規的升級和節能減排的強製要求，推動著內燃機技術的持續改進和創新，這要求我們從理論上對內燃機運行過程中齣現的各種物理現象和化學過程有一個係統而全麵的準確理解。為瞭大幅度地降低發動機比油耗，提高動力性、可靠性和耐久性，改善NVH性能，滿足減重和降低成本的目標，以試驗驗證為主導的傳統開發方式在優化産品方麵存在諸多局限性。為瞭在短時間內開發齣高品質的發動機，以計算機仿真方法為導嚮的設計正在成為主流的産品開發方式。通過仿真技術的應用，在産品開發的早期有可能確定産品的品質特徵，降低産品開發風險。仿真工具與創新的産品驗證方法相結閤，將促進達到更高的産品成熟度，使得汽車整車廠獲得競爭優勢。
　　隨著計算機技術的發展，數學模型和算法的不斷完善，內燃機仿真的置信度已經有瞭大幅度的提升。然而，分析工程師也麵臨諸多挑戰。現代內燃機技術已經達到瞭一個十分復雜而精細的水平，設計有逼近理論極限或材料允許極限的趨勢。這對CAE工程師的專業能力提齣瞭更高的要求，它要求分析工程師進一步學習理論知識，全麵掌握仿真技術，並不斷積纍工程經驗。
　　本書是上海汽車工業教育基金會資助項目。本書作者根據多年車用內燃機産品研發實踐所著，並在參閱大量有關文獻的基礎上，對內燃機仿真技術進行係統的闡述。本書共分八章，分彆從缸內三維流體分析、發動機一維性能分析、發動機結構強度分析和發動機多體動力學分析等幾個方麵介紹瞭計算機仿真的方法和原理。
　　本書編寫的目的是為動力總成CAE工程師提供一本內燃機仿真技術的專業書籍，並希望它對發動機設計工程師、産品頒布工程師和項目管理人員也有所裨益。在編寫過程中，本書力求突齣基礎理論知識和物理模型的描述，同時也盡量貼閤實際應用。

驅動夢想，駕馭未來：汽車與新能源技術前沿探索 本書是一部麵嚮汽車行業從業者、工程師、技術愛好者以及對未來交通方式充滿好奇的讀者而精心打造的深度解讀。它並非聚焦於某個單一技術環節的詳盡解析，而是以宏觀的視角，審視當下汽車産業的變革浪潮，深入探討驅動車輛前進的各大核心技術，並展望其未來發展趨勢。我們力求呈現一本既有深度又不失廣度的讀物，幫助讀者構建起對整個汽車技術體係的全麵認知，從而更好地理解並參與到這場前所未有的齣行革命中。 第一部分：傳統動力係統的革新與演進 盡管新能源技術正以前所未有的速度發展，但傳統燃油發動機作為過去一個世紀以來的核心動力源，其技術仍在不斷優化和演進。本書將首先迴顧內燃機發展的輝煌曆程，梳理其關鍵技術突破，例如缸內直噴、渦輪增壓、可變氣門正時等。更重要的是，我們將深入分析當前內燃機在滿足日益嚴苛的排放法規和提升燃油經濟性方麵所麵臨的挑戰。 我們將剖析一係列旨在“綠色化”和“高效化”的內燃機技術，如： 先進燃燒技術： 深入探討均質壓燃（HCCI）、稀燃等新型燃燒模式的原理、優勢以及在實際應用中遇到的技術難題，例如燃燒穩定性、氮氧化物（NOx）生成控製等。 熱效率的極緻追求： 分析如何通過改進發動機結構設計（如低摩擦技術、輕量化材料）、優化熱管理係統（如智能冷卻、廢氣熱迴收）以及采用先進的控製策略來進一步提升內燃機的熱效率，最大限度地榨取每一滴燃油的能量。 排放控製技術的深化： 詳細介紹最新的後處理技術，包括更高效的三元催化器、顆粒捕捉器（GPF）、選擇性催化還原（SCR）技術等，以及它們在不同工況下的工作機製和協同作用。 燃料多元化探索： 討論乙醇、甲醇、閤成燃料（e-fuels）等替代燃料在內燃機上的應用前景，以及它們在降低碳排放方麵的潛力與挑戰。 本部分旨在讓讀者理解，即使在新能源時代，傳統動力係統並非“停滯不前”，而是在持續的技術迭代中尋求著新的生存空間和競爭優勢。 第二部分：新能源汽車的驅動基石：電動化技術深度解析 電動化是當前汽車産業最顯著的變革方嚮。本書將不遺餘力地為讀者剖析構成電動汽車核心的各項關鍵技術。 電池技術： 鋰離子電池： 詳細介紹不同正負極材料（如三元鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰等）的化學原理、性能特點（能量密度、功率密度、循環壽命、安全性能）、成本構成以及發展趨勢。 新型電池技術： 探索固態電池、鋰硫電池、鈉離子電池等下一代電池技術的最新研究進展，分析它們的潛在優勢、麵臨的挑戰以及商業化前景。 電池管理係統（BMS）： 深入解析BMS在電池組健康監測、狀態估算、均衡管理、熱管理和安全保護方麵的重要作用，以及智能化BMS的發展方嚮。 驅動電機與電控係統： 電機類型： 介紹永磁同步電機（PMSM）、交流異步電機（IM）、開關磁阻電機（SRM）等主流驅動電機類型的結構、工作原理、效率麯綫以及各自的優缺點。 功率電子器件： 重點講解IGBT、MOSFET、SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）等半導體器件在逆變器、DC-DC轉換器等關鍵功率電子模塊中的應用，以及它們對電驅動係統效率、功率密度和可靠性的影響。 電驅動係統集成： 分析電機、電控、減速器等部件高度集成化的趨勢，以及這對車輛性能、NVH（噪聲、振動和聲振粗糙度）和成本帶來的影響。 充電技術與基礎設施： 交流充電（AC）與直流充電（DC）： 闡述不同充電方式的原理、效率、充電速度以及適用場景。 快充技術： 深入探討高壓平颱（800V及以上）對充電速度的提升作用，以及超充技術的最新進展。 無綫充電： 分析無綫充電技術的原理、優勢、麵臨的技術挑戰（如效率、兼容性、安全性）和未來發展潛力。 充電網絡規劃與運營： 探討充電基礎設施建設的挑戰，包括選址、電網接入、運營模式等。 第三部分：智能互聯與自動駕駛：賦能未來齣行 汽車的演進不僅僅是動力的革新，更是智能化、網聯化的深刻變革。本書將重點關注支撐這些變革的關鍵技術。 汽車電子電氣架構（EEA）： 域控製器與中央計算平颱： 解析從分布式EEA嚮域集中式，再嚮中央集綫式EEA的演進過程，以及中央計算平颱在整閤算力、簡化綫束、提升OTA（空中下載）能力方麵的優勢。 車載通信技術： 介紹CAN、LIN、FlexRay、以太網等車載通信協議的演進，以及高速以太網在支持大數據傳輸方麵的作用。 傳感器技術： 攝像頭： 討論不同類型攝像頭（如前視、環視、後視、艙內攝像頭）的功能、成像原理、圖像處理技術以及在輔助駕駛和自動駕駛中的應用。 雷達： 深入分析毫米波雷達、激光雷達（LiDAR）的探測原理、性能特點、在惡劣天氣下的錶現以及在目標檢測、障礙物識彆中的關鍵作用。 超聲波傳感器： 闡述超聲波傳感器在近距離探測、泊車輔助等場景下的應用。 高精地圖與定位： 探討高精地圖的構建、更新機製以及在自動駕駛中的作用，以及GNSS（全球導航衛星係統）、IMU（慣性測量單元）和視覺裏程計等融閤定位技術。 決策與控製算法： 感知融閤： 介紹如何將來自不同傳感器的數據進行融閤，以獲得更全麵、更準確的環境感知信息。 路徑規劃與決策： 深入分析車輛在不同駕駛場景下如何進行路徑規劃、行為決策以及與周圍交通參與者互動。 控製算法： 討論綫控轉嚮、綫控油門、綫控製動等執行機構的控製策略，以及它們在實現精準駕駛操縱中的作用。 車載信息娛樂係統（IVI）與人機交互（HMI）： 智能座艙： 探討大尺寸顯示屏、多模態交互（語音、手勢、觸控）、AR/VR應用等如何提升用戶體驗。 車載操作係統與應用生態： 分析車載操作係統的發展，以及第三方應用和服務如何融入汽車生態。 OTA升級： 深入解讀OTA技術在功能更新、性能提升、安全補丁推送等方麵的巨大價值。 第四部分：可持續發展與未來暢想 汽車産業的未來發展，離不開對可持續發展理念的踐行。本書將目光投嚮更廣闊的未來。 輕量化技術： 探討高強度鋼、鋁閤金、碳縴維復閤材料等在汽車車身、底盤和零部件中的應用，以及它們對提升燃油經濟性、續航裏程以及車輛操控性能的貢獻。 空氣動力學設計： 分析汽車外形設計與空氣動力學性能的關聯，以及主動空氣動力學技術（如格柵主動關閉、可調擾流闆）在降低風阻、提升能效方麵的作用。 共享齣行與齣行即服務（MaaS）： 討論共享齣行模式對汽車設計、製造、運營以及充電基礎設施提齣的新要求，以及Maas生態係統構建的未來可能性。 循環經濟與迴收利用： 關注汽車零部件的迴收、再利用和再製造，以及電池迴收與梯次利用的挑戰與機遇。 人與車的和諧共生： 探討未來汽車如何更好地融入城市交通體係，與行人、非機動車以及其他交通方式實現更安全、更高效的互動。 跨界融閤與新技術展望： 簡要探討人工智能、區塊鏈、5G/6G通信等前沿技術如何進一步滲透和改變汽車産業，以及人機共駕、情感化交互等未來汽車形態的可能性。 結語： 本書力求為讀者提供一個清晰、係統且前瞻的汽車技術發展圖景。我們相信，理解這些驅動技術，便是理解未來齣行的脈絡。無論是資深工程師尋求技術突破，還是初入行業的新人渴望建立知識體係，亦或是普通大眾希望瞭解自己賴以齣行的夥伴，本書都將是您探索汽車技術世界的寶貴伴侶。它將引導您穿越技術的迷霧，洞察行業的趨勢，從而更好地把握時代賦予的機遇，共同驅動一個更智能、更環保、更美好的齣行未來。

評分☆☆☆☆☆

我原本以為，這本書會是一本非常純粹的學術論文集，充滿瞭各種復雜的數學模型和理論推導，可能與我這個普通讀者的實際需求相去甚遠。但事實證明，《車用內燃機仿真》這本書，以一種我未曾預料到的方式，將抽象的科學概念與我們日常生活的聯係緊密地結閤在瞭一起。作者並沒有迴避技術的復雜性，而是通過大量的仿真案例，將內燃機這個看似神秘的“心髒”的運行規律，一點一點地揭示齣來。 我特彆喜歡書中關於發動機性能優化部分的探討。通過仿真，作者展示瞭如何通過改變氣門正時、凸輪軸輪廓、甚至進氣歧管的長度來提升發動機的功率和扭矩。這些看似微小的設計調整，在仿真模型中卻能帶來顯著的性能提升。這讓我深刻認識到，現代汽車工業的進步，離不開這種精細化的仿真分析。書中對排放控製技術的仿真研究也讓我印象深刻，它讓我瞭解到，工程師們是如何通過模擬各種工況，來設計更有效的催化轉化器和顆粒捕捉器，從而減少汽車對環境的汙染。

評分☆☆☆☆☆

我一直對汽車的動力係統充滿好奇，尤其是那個能發齣轟鳴聲，驅動車輛前行的發動機。這本書的齣現，像打開瞭一扇通往發動機內心世界的大門。它並非簡單地羅列數據或理論，而是通過仿真這個視角，將復雜的工程問題以一種可視化的方式呈現齣來。我驚喜地發現，書中的仿真模型並非停留在理論層麵，而是與實際的發動機設計緊密結閤。書中詳述瞭如何利用仿真軟件，模擬不同設計參數對發動機性能的影響，比如氣門正時、壓縮比、排氣係統設計等等。這讓我能直觀地理解，每一個微小的設計改動，都可能對發動機的功率輸齣、燃油經濟性甚至排放産生顯著的影響。 更令我印象深刻的是，作者在書中並沒有迴避仿真過程中的挑戰和局限性。他坦誠地討論瞭模型精度、計算資源需求以及結果驗證等問題。這反而讓我覺得這本書更加真實可靠，它不是在兜售一個完美的解決方案，而是在展示一個嚴謹的工程探索過程。通過對這些細節的闡述，我不僅學到瞭如何運用仿真技術，更體會到瞭科學研究的嚴謹態度和不斷進步的精神。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題——《車用內燃機仿真》，乍聽之下，可能會讓人覺得它是一本非常技術性的專業讀物，充滿瞭復雜的數學公式和晦澀的工程術語。然而，當我開始閱讀之後，卻被其內容所深深吸引。作者似乎有著將枯燥的科學原理轉化為生動故事的能力，將內燃機這個復雜的機械裝置，通過仿真的視角，以一種更加直觀和易於理解的方式呈現在我麵前。 我尤其喜歡書中關於燃燒室設計對性能影響的分析。通過仿真模型，我能夠看到不同燃燒室形狀如何影響氣流組織和火焰傳播，進而影響燃燒效率和有害物質的生成。作者還詳細闡述瞭如何利用仿真來優化進氣和排氣係統的設計，以提升發動機的進氣量和排氣效率，從而提高動力輸齣。這種將抽象理論與具體工程實踐相結閤的方式，讓我覺得這本書不僅具有學術價值，更具有很強的實踐指導意義。

評分☆☆☆☆☆

我一直對汽車的內在 workings 感到著迷，特彆是引擎，它就像汽車的心髒。當我拿起《車用內燃機仿真》這本書時，我期待的是一本深入的、技術性的探討，但它遠不止於此。它不僅僅是枯燥的公式和圖錶，而是以一種非常引人入勝的方式，揭示瞭內燃機工作的復雜性和精妙之處。我被書中對各種仿真方法的介紹所吸引，例如計算流體力學（CFD）和有限元分析（FEA），以及它們如何被應用於模擬氣缸內的燃燒、流動和結構力學。 書中的一個亮點是關於不同工況下發動機性能的預測。作者通過仿真，展示瞭當發動機處於怠速、加速、勻速行駛等不同狀態時，缸內溫度、壓力、混閤氣形成以及燃燒速率的變化。這讓我能夠更深入地理解，為什麼汽車在不同駕駛模式下會有不同的油耗和動力錶現。此外，書中對排放控製策略的仿真分析也讓我印象深刻，它展示瞭如何通過調整噴射策略、點火時間等參數，來降低氮氧化物、顆粒物等有害物質的排放，這對於理解現代汽車環保技術的進步至關重要。

評分☆☆☆☆☆

《車用內燃機仿真》這個書名，一開始讓我以為會是一本非常枯燥、充滿專業術語的書籍，大概隻適閤那些在汽車廠裏工作的工程師們閱讀。然而，當我真正翻開它，纔發現這本書的內容遠遠超齣瞭我的預期。它不僅僅是在講解內燃機的基本原理，更是通過“仿真”這個強大的工具，將那些抽象的物理化學過程，變得生動形象，甚至有些令人著迷。 我特彆驚嘆於書中對燃燒過程的仿真分析。作者通過細緻的模擬，讓我能夠“看到”燃料在氣缸內是如何被霧化、混閤、然後爆炸産生能量的。他解釋瞭不同的噴油策略、點火提前角如何影響燃燒的效率和有害物質的産生。這讓我不再僅僅是“知道”發動機在工作，而是能夠“理解”它工作的細節。此外，書中對發動機冷卻係統、潤滑係統等輔助係統的仿真分析，也讓我對整個發動機的工作流程有瞭更全麵的認識，讓我明白，一個高效運轉的發動機，是所有部件協同工作的結果。

評分☆☆☆☆☆

當我拿起《車用內燃機仿真》這本書時，我的腦海裏浮現的，可能是一堆密密麻麻的公式和冰冷的數據。然而，事實證明，我的擔憂完全是多餘的。這本書以一種非常巧妙的方式，將復雜深奧的內燃機工作原理，通過“仿真”這一現代科技的語言，變得生動有趣且易於理解。作者不僅僅是在介紹技術，更是在講述如何利用技術去解決實際問題。 我特彆被書中關於不同駕駛模式下發動機性能變化的仿真分析所吸引。它詳細展示瞭在起步、加速、巡航等不同工況下，缸內壓力、溫度、燃油消耗率以及有害物質排放的動態變化。這讓我能夠更深刻地理解，為什麼我們駕駛汽車時，油耗會有明顯的差異，以及如何在日常駕駛中更加經濟地使用車輛。此外，書中對不同燃料特性在內燃機中的仿真應用也讓我大開眼界，讓我瞭解到，即使是同一種發動機，使用不同的燃料，其性能錶現和排放特性也會大相徑庭。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我之前對“仿真”這個詞的理解非常有限，總覺得它離我的生活很遙遠，大概是屬於實驗室或者大型工業項目的東西。但《車用內燃機仿真》這本書，徹底改變瞭我的看法。它讓我明白，仿真技術並非高高在上，而是已經滲透到我們日常生活中，尤其是在我們賴以齣行的汽車工業中。書中所展示的仿真應用，不僅僅是理論的推演，更是為瞭解決實際問題，比如如何讓發動機更省油，如何減少有害排放，如何提高發動機的可靠性和耐久性。 我特彆注意到書中對氣缸內燃燒過程的仿真分析，那種精細到毫秒級的模擬，讓我得以窺見火焰在極短時間內爆發的壯觀景象，以及由此産生的壓力和溫度變化。作者還介紹瞭如何通過仿真來預測發動機在極端條件下的工作狀態，比如超低溫啓動或者高負荷連續運轉，這些都是實際測試難以全麵覆蓋的場景。通過這些仿真結果，工程師可以提前發現潛在的設計缺陷，並加以改進，從而大大縮短瞭研發周期，降低瞭試錯成本。

評分☆☆☆☆☆

我一直對汽車的動力係統充滿瞭好奇，尤其是那個看似簡單卻又極其復雜的內燃機。這本書的齣現，像是一本打開瞭汽車“大腦”的說明書。它並非簡單地羅列技術參數，而是通過“仿真”這一強大工具，將內燃機內部的各種物理化學過程，以一種更加直觀和深刻的方式呈現齣來。我看到瞭作者如何利用先進的仿真軟件，來模擬燃料在氣缸內的混閤、燃燒以及能量釋放的全過程。 書中對燃燒模型的闡述尤為精彩。它不僅僅是簡單地講解“燃燒”兩個字，而是細緻地分析瞭不同噴射策略、不同空燃比、不同點火時刻對燃燒效率和排放特性的影響。我仿佛置身於燃燒室之中，親眼見證著火焰的誕生、蔓延以及能量的釋放。作者還探討瞭如何通過仿真來優化發動機的進氣和排氣係統，以提高進氣充量和排氣效率，從而提升發動機的動力輸齣和燃油經濟性。這讓我深刻體會到，微小的設計改變，能夠帶來多麼顯著的性能提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字是《車用內燃機仿真》，光看書名，我原本以為會是一本非常枯燥、充斥著復雜公式和專業術語的理論書籍，可能隻適閤深耕於發動機研發的工程師或者相關專業的學生閱讀。然而，當我真正翻開它，纔發現這其中蘊含的不僅僅是冰冷的計算，更是對汽車心髒運轉規律的深刻洞察和前沿技術的精彩展現。書中的內容，遠超齣瞭我最初的想象，它似乎有一種魔力，能將那些抽象的物理定律和化學反應，轉化為生動、易懂的語言，讓我這個非專業人士也能窺探到內燃機復雜世界的奧秘。 比如，它不僅僅滿足於介紹基本的燃燒過程，而是深入探討瞭不同工況下，燃料在缸內混閤、霧化、蒸發以及最終燃燒的每一個微觀細節。我看到作者通過詳盡的圖示和精煉的文字，解釋瞭噴油嘴的設計如何影響燃油霧化的效果，空氣動力學在缸內流動中的作用，以及火焰傳播的機製。更有意思的是，書中還涉及瞭不同燃料類型，如汽油、柴油、天然氣甚至是氫燃料，在內燃機中的獨特錶現和仿真模型的差異。這讓我意識到，即使是同一種發動機，使用不同的燃料，其內部的物理化學過程也會發生翻天覆地的變化，而仿真技術正是揭示這些變化的有力工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目《車用內燃機仿真》，讓我原本以為會是本非常專業、高冷的學術著作，隻適閤那些在實驗室裏整天與數據打交道的工程師們。然而，當我深入閱讀後，我發現它比我想象的要生動和貼近實際得多。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是通過大量的仿真實例，將內燃機復雜的運行機製“可視化”瞭。我能夠跟著作者的筆觸，一步一步地理解，為什麼在不同的氣溫、海拔條件下，發動機的性能會有所差異。 我特彆被書中關於熱管理仿真的部分所吸引。它詳細講解瞭如何通過仿真來預測發動機冷卻係統的效率，以及如何通過優化散熱設計來防止發動機過熱，尤其是在炎熱的夏天或者長時間高負荷運轉時。作者還探討瞭不同潤滑油黏度和配方的仿真效果，以及它們對減少發動機內部摩擦和磨損的影響。這些內容都讓我覺得，這本書不僅僅是在講解一個技術，而是在分享如何通過科學的仿真手段，去解決汽車工程中一個又一個實際麵臨的挑戰。