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PDF电子书下载

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第1章 概述 1

1.1汽油机混合气形成方式的演变 1

1.2缸内直喷式汽油机的发展历史 7

1.3现代缸内直喷式汽油机的分类 10

1.4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

2.1燃油喷射 15

2.1.1燃油喷雾试验 15

2.1.2喷束特性 17

2.1.3油滴速度和直径的测量 20

2.1.4油气混合 23

2.1.5汽油缸内直接喷射对喷束特性的基本要求 25

2.1.6汽油缸内直接喷射的改善效果 26

2.2缸内充量运动 31

2.2.1缸内充量运动的基本分析 31

2.2.2滚流积分测量法 32

2.2.3滚流微分测量法 33

2.2.4充量滚流运动测量的影响因素 36

2.2.5充量运动对工作过程和循环波动的影响 40

2.3混合气形成及其燃烧 49

2.3.1分层稀薄混合气及其燃烧 50

2.3.2均质混合气及其燃烧 57

2.3.3分层混合气的着火特性 59

2.3.4滚流燃烧过程的潜力 69

2.3.5喷束引导分层燃烧过程的潜力 78

2.3.6双次喷射均质燃烧过程的潜力 88

2.3.7分层混合气起动和均质分段喷射的潜力 98

2.4涡轮增压与缸内直接喷射组合的节油潜力 106

2.4.1增压与缸内直接喷射的协同作用 106

2.4.2增压直喷式汽油机各种运行模式的节油潜力 112

2.5米勒循环与可变压缩组合的节油潜力 119

2.5.1压缩比和膨胀比的影响 119

2.5.2进气门早关对实际奥托过程的影响 121

2.5.3全负荷时进气门早关的潜力 122

2.5.4部分负荷时进气门早关与残余气体消除节流的比较 123

2.5.5进气门早关时压缩的可变性 124

2.6低压直接喷射燃烧过程 125

2.6.1汽油低压直接喷射特性 126

2.6.2燃烧过程的评价方法和预设计 127

2.6.3废气排放和燃油耗特性 129

2.6.4机油稀释的评估 132

第3章 子系统开发 136

3.1系统概述 136

3.2进气系统开发 138

3.2.1进气滚流调节阀 138

3.2.2进气涡流调节阀 141

3.2.3可变进气管 142

3.3燃油喷射系统开发 149

3.3.1低压输油泵 151

3.3.2高压燃油泵 151

3.3.3燃油共轨 157

3.3.4共轨压力调节器 158

3.3.5共轨压力传感器 158

3.3.6电控喷油器 158

3.4点火系统开发 166

3.4.1缸内直喷式汽油机对火花塞的要求 166

3.4.2缸内直喷式汽油机火花塞技术的现状 168

3.4.3缸内直喷式汽油机火花塞技术的改进 169

3.5废气再循环系统开发 174

3.5.1废气再循环的作用 174

3.5.2废气再循环系统的分类和比较 177

3.5.3废气再循环的特性及其控制 180

3.5.4废气再循环的效果 181

3.5.5组合废气再循环系统的应用 182

3.5.6废气再循环阀的开发 187

3.5.7废气再循环冷却器的开发 194

3.5.8废气再循环的潜力 202

3.6废气后处理系统开发 207

3.6.1均质燃烧直喷式汽油机的废气后处理 207

3.6.2分层燃烧直喷式汽油机的废气后处理 212

3.6.3吸附式NOx催化转化器 214

3.7降低颗粒排放的措施 229

3.7.1影响颗粒排放形成的主要因素 231

3.7.2采取措施降低颗粒数排放 239

3.7.3降低实际行驶颗粒排放 245

3.8电子控制系统开发 254

3.8.1基本概况和要求 254

3.8.2转矩控制方式 256

3.8.3控制策略 257

3.8.4电控单元 258

第4章 典型机型开发 260

4.1三菱滚流-壁面导向分层燃烧直喷式汽油机 260

4.1.1控制策略 260

4.1.2主要技术措施 265

4.1.3发动机性能 272

4.1.4进一步的改进 272

4.2丰田涡流-壁面蒸发分层燃烧直喷式汽油机 274

4.2.1系统概况 275

4.2.2分层混合气的控制策略 276

4.2.3燃烧特性 279

4.2.4应用EGR和催化器降低NOx排放 282

4.2.5节气门控制系统 283

4.2.6排放和燃油经济性 284

4.3欧宝均质燃烧直喷式汽油机 284

4.3.1技术方案的选择及其性能比较 285

4.3.2结构简介 286

4.3.3性能开发 291

4.4奔驰多次喷射直喷式汽油机 296

4.4.1基础发动机 296

4.4.2多次喷油策略 301

4.4.3废气后处理方案 304

4.4.4发动机性能 307

4.5丰田缸内直喷-进气道喷射组合式汽油机 309

4.5.1发动机概况和主要技术规格 310

4.5.2提高性能 312

4.5.3改善燃油经济性 318

4.5.4 D-4S喷油系统控制 319

4.6奥迪废气涡轮增压直喷式汽油机 321

4.6.1开发目标和主要技术指标 321

4.6.2基础发动机简介 324

4.6.3进排气系统和燃油系统的改进 337

4.6.4发动机性能的改善 342

4.7大众废气涡轮-机械复合增压直喷式汽油机 346

4.7.1概况 346

4.7.2开发目标及其方案 348

4.7.3结构简介 351

4.7.4复合增压装置的运行状况 364

4.7.5增压空气冷却和燃油耗 367

4.7.6喷油和燃烧过程 368

4.7.7发动机控制 372

4.7.8废气排放控制措施 373

4.8宝马双涡轮增压直喷式汽油机 374

4.8.1开发目标 375

4.8.2发动机简介 376

4.8.3喷油系统 377

4.8.4增压系统和废气后处理装置 379

4.8.5性能试验结果 385

4.8.6动态性能的优化 387

4.8.7应用高精度喷射改善排放 390

4.9大众具备停缸功能的直喷式汽油机 391

4.9.1策略和机型的选择 391

4.9.2燃油耗优化及其挑战 392

4.9.3结构转换和工作原理 393

4.9.4智能化充量调节 395

4.9.5发动机控制和行驶性能的调整 396

4.9.6部分停缸运行的节油效果 396

4.10马勒三缸1.2L小型化直喷式汽油机 397

4.10.1开发背景 397

4.10.2开发目标 398

4.10.3基础发动机 399

4.10.4喷油和燃烧的开发 405

4.10.5增压系统的开发 405

4.10.6进气系统和废气再循环系统的开发 408

4.10.7降低摩擦损失 410

4.10.8动力性能和燃油耗 411

4.11大众三缸1.0L小型化直喷式汽油机 412

4.11.1开发目标 412

4.11.2基础发动机 414

4.11.3废气涡轮增压器 419

4.11.4滚流进气道和高压燃油喷射 419

4.11.5整机性能及其发展前景 420

4.12奥迪米勒循环直喷式汽油机 422

4.12.1开发目标 423

4.12.2过程控制 423

4.12.3燃烧过程 425

4.12.4基础发动机 429

4.12.5降低燃油耗和CO2排放的潜力 429

4.13大众模块化直喷式汽油机平台 432

4.13.1基本结构 432

4.13.2降低燃油耗的措施 433

4.13.3具有主动气缸管理功能的1.4L机型 433

4.13.4新型模块化标准部件 433

4.13.5进气道开发及其燃烧过程的优化 439

4.13.6爆燃极限和燃烧速率对燃油耗的影响 439

4.13.7燃油耗和废气排放 440

4.14宝马模块化发动机平台 441

4.14.1模块化标准部件的拓展 441

4.14.2模块化标准部件的构建 442

4.14.3模块化发动机标准部件简介 445

4.14.4降低CO2排放的措施 448

4.15 沃尔沃模块化发动机平台 449

4.15.1基础发动机的模块化 452

4.15.2轻型结构方案 452

4.15.3低摩擦曲柄连杆机构 453

4.15.4气缸盖和气门机构 453

4.15.5采用可调式机油泵的润滑系统 454

4.15.6冷却系统 454

4.15.7用于不同功率的模块化增压系统 454

4.15.8气缸中央汽油直接喷射 455

4.15.9柴油机燃烧系统 456

4.15.10模块化废气后处理系统 456

4.15.11运行性能 457

4.15.12燃油耗 458

参考文献 461

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