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| 編輯推薦： |
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我们希望从事发动机开发、设计和维护领域的工程师和科学家，以及机械工程专业、发动机技术、热力学和车辆结构方面的教授和学生，包括对现代汽油和柴油发动机感兴趣者，在阅读本书后都能够读有所获。活塞是发动机的心脏，而发动机是将其他形式的能量转化为动力的机械装置。
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| 內容簡介： |
本书汇集了马勒公司专家们在汽车活塞设计、规划和发动机试验方面的广博知识。 许多图表直观可视化地表达了其鲜明的主题，在很大程度上展现了他们日常的工作和研究成绩。此前从没有任何国际法规和客户对现代发动机和活塞提出如此严苛的要求。在本书中可以找到关于汽车活塞功能、要求和结构类型、成型原理等方面的详细介绍，以及借助有限元分析计算模拟发动机运行能力的方法， 获得活塞材料、冷却以及零部件检测方面的知识。 发动机试验无疑是零部件检测中*重要的环节， 对于确认新的模拟程序和系统化设计规范尤为重要。
本书通过大量图表形象直观地表达了其鲜明的主题，具有前沿性和可靠性极强的特点。本书详细介绍了活塞的功能、要求、结构类型、成型原理及研发流程，以及活塞的材料、冷却及检测方面的知识，展现了活塞研发、设计方面丰富的经验和广博的知识体系；阐述了在发动机试验过程中，借助 CAE 分析的方法计算和模拟发动机的运行，制定了科学的模拟程序和系统化试验规范，并从实践出发，针对发动机研发中的 NVH、气蚀形成原因、机油耗及影响因素提出了更为科学、缜密的分析思路和应对措施。
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| 關於作者： |
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本书的翻译团队阵容强大，包括资深的德语翻译、大学相关专业教授及发动机研发设计一线的技术专家。本书的翻译和校审，承蒙西安工业大学和曲阜金皇活塞股份有限公司的大力支持，各位专家发挥专业特长，始终秉承一丝不苟的专业态度，体现了科学严谨的敬业精神。
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| 目錄：
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目录
1活塞的功能、要求及结构类型 1
1.1活塞的功能 1
1.1.1活塞是传递力的零件 1
1.1.2密封和散热 3
1.1.3功能多样性 3
1.2对活塞的要求 4
1.2.1气体压力 5
1.2.2 温度要求 6
1.2.3活塞质量 8
1.2.4摩擦和磨损 9
1.2.5窜气 11
1.3活塞结构类型 11
1.3.1四冲程汽油发动机活塞 11
1.3.1.1自动热补偿活塞 11
1.3.1.2箱式活塞 12
1.3.1.3EVOTEC活塞（非对称面窗壁轻型活塞） 14
1.3.1.4EVOTEC2型活塞 14
1.3.1.5锻造铝合金活塞 15
1.3.2二冲程发动机活塞 16
1.3.3柴油发动机活塞 17
1.3.3.1镶圈活塞 17
1.3.3.2油冷通道活塞 17
1.3.3.3冷却镶圈活塞 18
1.3.3.4销孔内镶套式活塞 18
1.3.3.5FERROTHERM活塞 18
1.3.3.6MONOTHERM活塞 19
1.3.3.7MONOTHERM活塞优化设计 19
1.3.3.8MonoWeld活塞（焊接式） 20
1.3.3.9电子束焊接活塞 20
1.3.4组合式大功率活塞 21
1.3.4.1应用范围及结构 21
1.3.4.2活塞上部（顶部） 22
1.3.4.3锻造铝合金活塞下部（裙部） 22
1.3.4.4球墨铸铁活塞下部（裙部） 23
1.3.4.5锻钢活塞下部（裙部） 24
2活塞设计原则 25
2.1基本概念及主要尺寸 25
2.1.1顶部形状和厚度 26
2.1.2压缩高 27
2.1.3火力岸 28
2.1.4环槽和环岸 28
2.1.5总高 29
2.1.6销孔 29
2.1.6.1粗糙度 29
2.1.6.2活塞销与销孔的装配间隙 29
2.1.6.3公差 30
2.1.6.4活塞中心线偏移量 30
2.1.7活塞裙部 31
2.2活塞形状 32
2.2.1活塞间隙 32
2.2.2椭圆形状 32
2.2.3活塞裙部和活塞环区域缩进 33
2.2.4尺寸和形位公差 34
2.2.5气缸与活塞之间的装配间隙 34
2.2.6尺寸链 35
2.2.7裙部表面 35
3借助有限元分析模拟活塞疲劳强度 36
3.1建模型 36
3.2发动机负荷的边界条件 37
3.2.1热负荷 38
3.2.2机械负荷 39
3.2.2.1燃气压力 40
3.2.2.2惯性力 40
3.2.2.3侧向力 40
3.3制造和装配边界条件 41
3.3.1铸造过程凝固 41
3.3.2铸件 41
3.3.3镶入件 41
3.3.4螺栓连接 42
3.4热负荷产生的温度场和热流量 42
3.5应力特性 46
3.5.1热负荷产生的应力 46
3.5.2机械负荷应力 48
3.5.3制造和装配应力 50
3.6疲劳强度的计算验证 50
4活塞材料 56
4.1材料要求 56
4.2铝合金材料 57
4.2.1热处理 58
4.2.2活塞用合金 59
4.2.3纤维加强 65
4.3黑色金属 66
4.3.1铸铁 67
4.3.2钢 69
4.4销孔内铜衬套材料 73
4.5活塞表面涂层 75
4.5.1活塞裙部涂层 75
4.5.1.1GRAFAL255或EvoGlide（石墨浸润合成树脂涂层） 75
4.5.1.2表面镀锡 76
4.5.1.3Ferrostan FerroTec（表面镀铁） 76
4.5.1.4FERROPRINT（表面印刷） 76
4.5.1.5第一环槽镀硬质阳极氧化层76
4.5.1.6顶部硬质阳极氧化层 77
4.5.1.7表面磷化 77
4.5.1.8GRAFAL210（石墨浸润合成树脂涂层） 77
4.5.1.9定位接触面镀铬 77
4.5.1.10环槽镀铬 78
4.5.2涂层应用列表 78
5活塞冷却 79
5.1热负荷 79
5.2燃烧和火焰喷射 79
5.3燃烧室喉口的温度曲线 80
5.4活塞温度曲线 80
5.5热负荷对活塞功能的影响 81
5.5.1热变形 81
5.5.2温度相关的材料特性参数 82
5.5.3活塞环受热影响 82
5.6影响活塞温度的因素 83
5.7冷却方式 83
5.7.1无冷却的活塞 83
5.7.2采用喷射式冷却的活塞 83
5.7.3带油冷通道的活塞 84
5.7.3.1盐芯油冷通道活塞 85
5.7.3.2带冷却镶圈的活塞 86
5.7.3.3切削加工的油冷通道 87
5.7.4采用冷却腔的组装式活塞 88
5.7.4.1振动冷却方式 89
5.7.4.2孔冷却方式 89
5.8冷却油供给 89
5.8.1采用射流方式供油 90
5.8.1.1喷射冷却的喷嘴结构91
5.8.1.2活塞冷却油道冷却腔供油的喷嘴结构 91
5.8.2通过曲轴和连杆供油 91
5.8.2.1活塞销和销座的供油 91
5.8.2.2滑块的供油 92
5.9作用在活塞上的热流 92
5.10热负荷的测定 93
5.11采用有限元分析方法进行计算分析 94
5.12发动机外振动冷却试验 95
5.13特性参数 95
5.14试验装置 98
5.15冷却油运动模拟 99
6零部件检测 100
6.1静态零部件检测 101
6.2动态零部件检测 103
6.3磨损检测 105
7发动机试验 107
7.1标准测试程序及其测试结果案例分析 107
7.1.1标准测试程序 108
7.1.1.1全负荷曲线 108
7.1.1.2窜气特性 109
7.1.1.3拉缸试验 109
7.1.1.4研发运行计划 111
7.1.2长周期测试程序 112
7.1.2.1标准耐久性测试 112
7.1.2.2冷热冲击耐久性试验 112
7.1.3专项试验计划 113
7.1.3.1冷启动试验 113
7.1.3.2微焊现象试验 113
7.1.3.3微振磨损试验 115
7.1.3.4烧痕试验（burning mark） 115
7.2确定活塞温度的测量方法 118
7.2.1活塞温度测量的方法 119
7.2.1.1活塞温度测量的热机械方法 119
7.2.1.1.1熔融销的应用 119
7.2.1.1.2专用测温塞的应用 120
7.2.1.2活塞温度测定的热电方法 121
7.2.1.2.1负温度系数（NTC） 传感器方法 121
7.2.1.2.2镍铬-镍热电偶的应用 122
7.2.1.3热电偶测量值的传输 123
7.2.1.3.1把测量导线安装在辅助摇臂上传输数据 123
7.2.1.3.2通过遥测技术输送热电偶测量值 124
7.2.1.4马勒公司对活塞温度测量方法的评价 125
7.2.2汽油和柴油发动机活塞温度测量 125
7.2.2.1活塞典型位置的最高温度值 127
7.2.2.2不同运行参数对活塞温度的影响 127
7.2.2.3冷却油量对活塞温度的影响 129
7.2.2.4瞬态测试工况下活塞温度的测量 131
7.3点火状态下发动机摩擦功率损失测试 132
7.3.1确定平均摩擦压力的测量方法 134
7.3.1.1Willans曲线 （总油耗曲线） 134
7.3.1.2倒拖法 134
7.3.1.3灭缸测试方法 135
7.3.1.4滑行试验 136
7.3.1.5浮动气缸套（floatingliner）方法 136
7.3.1.6指示功测试法 137
7.3.2通过指示功法测量摩擦功率万有特性 137
7.3.2.1要求 137
7.3.2.2轿车发动机摩擦功率试验台 138
7.3.2.3测量和评价方法 141
7.3.3轿车柴油发动机选定的测试结果 143
7.3.3.1活塞装配间隙 143
7.3.3.2活塞裙部表面粗糙度 145
7.3.3.3活塞销对活塞中心线的偏移量 146
7.3.3.4活塞环第一环槽的高度 147
7.3.3.5油环切向力 150
7.3.3.6活塞销表面涂层 151
7.3.3.7发动机机油黏度 152
7.3.3.8活塞裙部型线 153
7.3.3.9活塞裙部涂层 155
7.3.3.10活塞裙部的刚度 156
7.3.3.11活塞裙部的表面积 158
7.3.4模拟发动机工作循环中燃油消耗和CO2排放值 159
7.3.5结果比较 160
7.4活塞组件磨损试验 164
7.4.1活塞裙部 164
7.4.1.1裙部塌陷和涂层磨损 164
7.4.1.2椭圆度 166
7.4.2活塞环和气缸工作表面 167
7.4.2.1活塞环工作表面 167
7.4.2.2螺旋弹簧 169
7.4.2.3非正常磨损 169
7.4.2.4气缸工作表面磨损和气缸抛光 170
7.4.3活塞环端面和环槽 172
7.4.3.1第一活塞环端面 172
7.4.3.2第一活塞环槽端面 173
7.4.4活塞销和销座 174
7.4.4.1活塞销 174
7.4.4.2活塞销座 176
7.4.5卡簧和卡簧槽 177
7.5爆震导致的活塞负荷 178
7.5.1爆震损伤和损伤评价 179
7.5.2爆震检测技术和马勒KI测量仪 182
7.5.3测量结果示例 186
7.5.4爆震控制模块的质量检测 188
7.5.5超级爆震和早燃 191
7.6活塞噪音和横向运动 193
7.6.1活塞系统性降噪的方法 193
7.6.2汽油发动机的活塞噪音 195
7.6.2.1噪音的主观评价 195
7.6.2.2噪音的客观评价及量化 196
7.6.2.3汽油发动机活塞横向运动及影响参数 202
7.6.3轿车柴油发动机活塞噪音 205
7.6.3.1噪音的主观评价 205
7.6.3.2噪音的客观评价和量化 211
7.6.3.3轿车柴油发动机活塞横向运动及影响参数 215
7.7活塞销噪音 216
7.7.1噪音的形成 216
7.7.2结构辐射噪音传递路径和测量方法 217
7.7.3时域分析方法 219
7.7.4参数分析结果 221
7.7.4.1活塞销间隙影响 221
7.7.4.2活塞销座几何形状影响 222
7.7.4.2.1油室和环形润滑槽 222
7.7.4.2.2横向椭圆销孔和卸载槽 223
7.7.4.2.3单边高椭圆度销孔 224
7.7.4.2.4变形销孔 225
7.8商用车柴油机湿式缸套气蚀 226
7.8.1气蚀原理 228
7.8.2气蚀的物理学现象 228
7.8.3气蚀类型 229
7.8.3.1气体气蚀 229
7.8.3.2假性气蚀 230
7.8.3.3蒸汽气蚀 230
7.8.3.4流体气蚀 230
7.8.4气蚀气泡动力学和气蚀气泡破裂 230
7.8.4.1球体气蚀气泡破裂 231
7.8.4.2非球体气蚀气泡破裂 231
7.8.5湿式缸套上的气蚀损坏 232
7.8.6气蚀检测技术 234
7.8.7气蚀强度系数和信号分析 236
7.8.8气蚀检测试验台 238
7.8.9气蚀检测的试运行程序 239
7.8.10气缸排列和位置与气蚀强度相关性 239
7.8.11影响参数 240
7.8.11.1发动机运行参数对气蚀的影响 241
7.8.11.1.1发动机转速的影响 241
7.8.11.1.2发动机负荷的影响 242
7.8.11.1.3冷却系统压力的影响 242
7.8.11.1.4冷却液体积流量的影响 243
7.8.11.1.5冷却液温度的影响 243
7.8.11.1.6冷却液成分的影响 244
7.8.11.1.7燃烧室压力的影响 244
7.8.11.2设计参数对气蚀的影响 245
7.8.11.2.1活塞和气缸套装配间隙的影响 245
7.8.11.2.2活塞结构类型和成型的影响 246
7.8.11.2.3活塞其他相关参数的影响 247
7.8.11.2.4气缸套和冷却通道设计合理性的影响 248
7.9发动机机油耗和窜气量 248
7.9.1发动机机油耗原理 249
7.9.1.1活塞、活塞环、 气缸壁系统引起的油耗 251
7.9.1.2气门挺杆密封引起的油耗 252
7.9.1.3曲轴箱通风（窜气）引起的机油耗 252
7.9.1.4涡轮增压机引起的机油耗和窜气量 253
7.9.2机油耗测量方法 254
7.9.3机油耗万有特性和动态机油耗特性 256
7.9.4汽油发动机进气负压对机油耗的影响 261
7.9.5摩擦功率和机油耗之间的权衡 262
7.9.5.1油环切向力对机油排放的影响 262
7.9.5.2油环切向力对机油排放和摩擦性能影响的比较 263
7.9.5.3油环切向力对燃油消耗、机油排放及CO2平衡的影响 265
文献索引 266
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