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| 內容簡介： |
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本书的内容丰富多彩，涉及的方面较广，既有关于工作机理的基础开发和各个子系统开发方面的经验,又有全球最新机型开发的详细介绍及其所运用的新技术、新工艺和新材料，并以翔实的试验数据和曲线图表以及各种最新机型整机与零部件的彩色结构剖视图和外形布置图片，较全面地详细介绍了全球各大跨国公司近20年来，特别是近10年来的最新试验研究成果和最新批产机型开发的成功经验，充分反映了当今世界现代缸内直喷式汽油机的发展历程和现状及其目前所达到的*高技术水平，颇具实用参考价值。
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| 目錄：
|
目录
前言
第 １章 概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １
１１ 汽油机混合气形成方式的演变 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １
１２ 缸内直喷式汽油机的发展历史 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７
１３ 现代缸内直喷式汽油机的分类 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １０
１４ 提高缸内直喷式汽油机节能减排效果的途径 !!!!!!!!!!!!!!!!! １１
第 ２章 基础开发!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
２１ 燃油喷射 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
２１１ 燃油喷雾试验 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
２１２ 喷束特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７
２１３ 油滴速度和直径的测量 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０
２１４ 油气混合 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２３
２１５ 汽油缸内直接喷射对喷束特性的基本要求 !!!!!!!!!!!!!!!! ２５
２１６ 汽油缸内直接喷射的改善效果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２６
２２ 缸内充量运动 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１
２２１ 缸内充量运动的基本分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１
２２２ 滚流积分测量法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２
２２３ 滚流微分测量法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３３
２２４ 充量滚流运动测量的影响因素 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３６
２２５ 充量运动对工作过程和循环波动的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!! ４０
２３ 混合气形成及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４９
２３１ 分层稀薄混合气及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５０
２３２ 均质混合气及其燃烧 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５７
２３３ 分层混合气的着火特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５９
２３４ 滚流燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６９
２３５ 喷束引导分层燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７８
２３６ 双次喷射均质燃烧过程的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８
２３７ 分层混合气起动和均质分段喷射的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!! ９８
２４ 涡轮增压与缸内直接喷射组合的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!! １０６
２４１ 增压与缸内直接喷射的协同作用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １０６
２４２ 增压直喷式汽油机各种运行模式的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!! １１２
２５ 米勒循环与可变压缩组合的节油潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １１９
２５１ 压缩比和膨胀比的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １１９
２５２ 进气门早关对实际奥托过程的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２１
●●●●● 现代缸内直喷式汽油机开发 （上）基础理论、子系统和整机开发
Ⅷ
２５３ 全负荷时进气门早关的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２２
２５４ 部分负荷时进气门早关与残余气体消除节流的比较 !!!!!!!!!!!! １２３
２５５ 进气门早关时压缩的可变性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２４
２６ 低压直接喷射燃烧过程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２５
２６１ 汽油低压直接喷射特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２６
２６２ 燃烧过程的评价方法和预设计 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２７
２６３ 废气排放和燃油耗特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２９
２６４ 机油稀释的评估 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３２
第 ３章 子系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３６
３１ 系统概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３６
３２ 进气系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３８
３２１ 进气滚流调节阀 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３８
３２２ 进气涡流调节阀 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４１
３２３ 可变进气管 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４２
３３ 燃油喷射系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４９
３３１ 低压输油泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５１
３３２ 高压燃油泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５１
３３３ 燃油共轨 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５７
３３４ 共轨压力调节器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５８
３３５ 共轨压力传感器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５８
３３６ 电控喷油器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５８
３４ 点火系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １６６
３４１ 缸内直喷式汽油机对火花塞的要求 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! １６６
３４２ 缸内直喷式汽油机火花塞技术的现状 !!!!!!!!!!!!!!!!!! １６８
３４３ 缸内直喷式汽油机火花塞技术的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!! １６９
３５ 废气再循环系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７４
３５１ 废气再循环的作用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７４
３５２ 废气再循环系统的分类和比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７７
３５３ 废气再循环的特性及其控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８０
３５４ 废气再循环的效果 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８１
３５５ 组合废气再循环系统的应用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８２
３５６ 废气再循环阀的开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８７
３５７ 废气再循环冷却器的开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １９４
３５８ 废气再循环的潜力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０２
３６ 废气后处理系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０７
３６１ 均质燃烧直喷式汽油机的废气后处理 !!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０７
３６２ 分层燃烧直喷式汽油机的废气后处理 !!!!!!!!!!!!!!!!!! ２１２
３６３ 吸附式 ＮＯｘ催化转化器 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２１４
３７ 降低颗粒排放的措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２２９
３７１ 影响颗粒排放形成的主要因素 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２３１
３７２ 采取措施降低颗粒数排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２３９
３７３ 降低实际行驶颗粒排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２４５
目 录 ●●●●●
Ⅸ
３８ 电子控制系统开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５４
３８１ 基本概况和要求 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５４
３８２ 转矩控制方式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５６
３８３ 控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５７
３８４ 电控单元 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５８
第 ４章 典型机型开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２６０
４１ 三菱滚流 －壁面导向分层燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! ２６０
４１１ 控制策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２６０
４１２ 主要技术措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２６５
４１３ 发动机性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７２
４１４ 进一步的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７２
４２ 丰田涡流 －壁面蒸发分层燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! ２７４
４２１ 系统概况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７５
４２２ 分层混合气的控制策略!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７６
４２３ 燃烧特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７９
４２４ 应用 ＥＧＲ和催化器降低 ＮＯｘ排放 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８２
４２５ 节气门控制系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８３
４２６ 排放和燃油经济性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８４
４３ 欧宝均质燃烧直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８４
４３１ 技术方案的选择及其性能比较 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８５
４３２ 结构简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８６
４３３ 性能开发 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２９１
４４ 奔驰多次喷射直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２９６
４４１ 基础发动机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２９６
４４２ 多次喷油策略 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０１
４４３ 废气后处理方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０４
４４４ 发动机性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０７
４５ 丰田缸内直喷 －进气道喷射组合式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０９
４５１ 发动机概况和主要技术规格 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１０
４５２ 提高性能 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１２
４５３ 改善燃油经济性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１８
４５４ Ｄ－４Ｓ喷油系统控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１９
４６ 奥迪废气涡轮增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２１
４６１ 开发目标和主要技术指标 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２１
４６２ 基础发动机简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２４
４６３ 进排气系统和燃油系统的改进 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３３７
４６４ 发动机性能的改善 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３４２
４７ 大众废气涡轮 －机械复合增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!! ３４６
４７１ 概况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３４６
４７２ 开发目标及其方案 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３４８
４７３ 结构简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３５１
４７４ 复合增压装置的运行状况 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３６４
●●●●● 现代缸内直喷式汽油机开发 （上）基础理论、子系统和整机开发
Ⅹ
４７５ 增压空气冷却和燃油耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３６７
４７６ 喷油和燃烧过程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３６８
４７７ 发动机控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７２
４７８ 废气排放控制措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７３
４８ 宝马双涡轮增压直喷式汽油机 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７４
４８１ 开发目标 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７５
４８２ 发动机简介 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７６
４８３ 喷油系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３７７
４８４ 增压系统和废气后处理装置 !!!!!!!
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| 內容試閱：
|
前言
随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国汽
车工业飞速发展，已成为世界汽车生产和消费大国。但是，国内目前能
自主开发及生产的乘用车及其发动机甚少，大多是引进国外技术或者合
资生产的。面对国内如此巨大的汽车消费市场，我国必须掌握和拥有汽
车及其发动机的核心技术，这样才能使我国的汽车工业进入自主开发和
持续发展的良性循环的轨道。
当前，世界汽车工业面临能源紧缺和环境保护的双重挑战。由于全
球有限的油气资源被加速消耗，能源紧缺状况越来越严重。从目前的发
展趋势来看，新能源的开发和大量供应至少在 ５０年以后，在此之前人
类不得不继续利用油气资源作为汽车的主要能源，因此汽车的节能已成
为全球关注的焦点。２０１２年，欧盟实施的强制性汽车二氧化碳排放法规
要求所有乘用车的二氧化碳排放达到 ９０ｇ／ｋｍ （相当于百公里燃油耗：
汽油车 ３８Ｌ，柴油车 ３４Ｌ），而欧洲汽车制造商联合会 （ＡＣＥＡ）根据
现有的技术水平只能承诺达到 １２０ｇ／ｋｍ的目标 （相当于百公里燃油耗：
汽油车 ５１Ｌ，柴油车 ４５Ｌ），与法规要求尚有不小的差距。美国也已正
式通过汽车燃油耗法规，要求各汽车制造商的平均燃油经济性 （ＣＡＦＥ）
在 ２０２０年之前提高 ４０％。这些严格的法规迫使汽车制造商不断开发和
应用新技术来大幅度降低能源消耗。另一方面，汽车的大量使用已对全
球大气环境造成污染，排放的二氧化碳引发温室效应使全球气候变暖，
危及人类的生存环境。为此，继 ２００９年实施欧Ⅴ废气排放标准后，欧
盟议会又于 ２０１４年实施更为严格的欧Ⅵ废气排放标准；美国也于 ２０１４
年全面实施 ＥＰＡＴｉｅｒ２Ｂｉｎ５废气排放标准。因此，汽车工业不仅将面临
各种法规的压力，还要面对剧烈的技术竞争，其生存环境越来越严峻。
目前，我国乘用车发动机几乎全是传统的火花点火式汽油机，并且
可以预计在今后很长一段时间内，火花点火式汽油机仍将是我国乘用车
的主要动力装置。无论是从节能和减排，还是从发动机动力性能的角度
来讲，现代缸内直喷式汽油机在进气道喷射汽油机的基础上，又将汽油
发动机技术向前推进了一大步，从而成为世界汽油机发展历史上又一个
重要的里程碑。同时，缸内直喷式汽油机具有明显的节油效果，是当今
汽车汽油机节能减排最有效也是最现实的途径，符合我国节能减排的大
政方针，应该是我国汽车用汽油机的重要发展方向。
几乎一个世纪以来，人们始终在进行汽油缸内直接喷射的试验研
究，但是只是在最近约 ２０年以来，从三菱汽车公司在欧洲推出首款缸
内直喷式汽油机开始，首次提供了可实际应用的汽油缸内直接喷射技
术，缸内直喷式汽油机才成功地进入市场。它经历了壁面导向型、空气
导向型和喷束导向型燃烧过程，以及分层充量和均质充量运行模式的变
化历程。与直喷式柴油机相比，缸内直喷式汽油机需解决的难题明显要
复杂得多，特别是分层充量运行模式的实现，在混合气形成、燃烧过程
以及废气排放等方面的控制都非常复杂，在技术上有较大的难度。因此
至目前为止，现代汽油缸内直接喷射的潜力尚未充分发挥，必须对汽油
缸内直接喷射技术进行更进一步深入的研究。但是缸内直喷式汽油机在
功率和转矩方面所能取得的效益，以及在降低燃油耗和有害物排放方面
所存在的巨大潜力，使汽油缸内直接喷射技术成为汽油机发展的必经
之路。
发动机小型化是现代乘用车汽油机的重要发展方向，而电控汽油缸
内直接喷射技术、废气涡轮增压技术和可变气门控制技术则构成了现代
乘用车汽油机小型化的三大核心技术。因此，本书将以较大的篇幅介绍
诸如废气涡轮增压和可变气门控制等方面新技术的发展，及其在缸内直
喷式汽油机上的应用状况，还有它们在节能减排方面的实际效果。
这种技术含量高的缸内直喷式汽油机，同时也成为现代车用发动机
新技术、新工艺和新材料的重要载体，这能进一步增大缸内直喷式汽油
机在节能减排方面的潜力。因此，本书也将以一定的篇幅介绍新技术、
新工艺和新材料在缸内直喷式汽油机上的应用情况。
上述这些发展状况既为我国汽车工业的发展提供了新的机遇，也对
汽车行业工程技术人员特别是产品开发人员的知识更新和开发技术水平
提高提出了新的挑战。作者已在机械工业出版社翻译出版了德国内燃机
经典著作 《汽油机管理系统》和 《缸内直喷式汽油机》两部引进版书
籍，前者详述了现代汽油机电子控制技术的基础，后者专门介绍了现代
缸内直喷式汽油机的基础理论和主要结构特点，可作为普及缸内直喷式
汽油机的基础知识。而编写本书则旨在为我国汽车工作者进一步提供开
发现代缸内直喷式汽油机的最新试验研究成果，特别是近 １０年来在现
代缸内直喷式汽油机工程开发方面的经验，以便加深对现代缸内直喷式
汽油机工作机理和结构特点的理解，并通过全球主要典型机型开发过程
和技术特点的详细介绍，为国内自行开发缸内直喷式汽油机提供有益的
借鉴，拓宽开发设计的思路。
本书作者长期从事汽车发动机的研究和产品开发，主持开
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