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第一篇 柴油机原理1

第一章 柴油机的工作循环1

目录1

§1—1柴油机的理论循环2

一、柴油机的实际工作过程2

二、内燃机的理论循环3

三、理论循环的分析5

四、理论循环与实际循环7

一、指示指标9

§1—2柴油机的性能指标9

二、有效指标11

三、机械损失及其测定12

第二章 柴油机的换气14

§2—1换气过程的特点14

一、换气过程的概况15

二、气体的动力效应17

三、热交换与能量损失22

一、排气终点的状态参数23

§2—2换气过程的参数与指标23

二、进气终点的状态参数24

三、残余废气系数v？26

四、充气系数ηv26

§2—3研究换气过程的方法31

一、ηv的测定31

二、各缸充气均匀性的测定32

三、气门试验32

四、气道试验34

五、配气正时的选定36

§2—4二冲程柴油机的换气过程36

一、换气过程的情况37

二、换气过程的状态参数39

三、换气方式40

§2—5二冲程柴油机换气质量的分析和研究42

一、评定换气质量的参数42

二、标准扫气效率44

三、影响扫气效率的因素及主要参数的选择45

四、时面值与气口设计47

五、换气质量的试验与测定49

第三章 柴油机的压缩与膨胀过程50

§3—1压缩过程50

一、压缩过程的特点50

二、压缩过程的参数51

三、压缩比ε的选择52

§3—2膨胀过程53

一、膨胀过程的特点53

二、膨胀过程的参数54

第四章 燃料空气混合气的形成55

§4—1燃料的喷射56

一、燃料喷射的液力过程56

二、喷射过程60

三、喷油特性64

四、供油特性66

一、燃料喷注的分散69

§4—2燃料的雾化69

二、影响喷注形状及质量的因素72

§4—3燃料空气混合气的形成74

一、混合气形成的基本过程74

二、柴油机燃烧室内的气流运动76

三、空间混合气形成79

四、表面蒸发混合气形成79

一、燃烧室的任务81

§4—4柴油机的燃烧室81

二、统一燃烧室（又称直接喷射式燃烧室或开式燃烧室）82

三、涡流室燃烧室84

四、预燃室燃烧室85

五、各种燃烧室的性能特点86

第五章 燃料与燃烧87

§5—1燃料与燃烧化学87

一、内燃机燃料的一般知识87

二、燃烧热化学93

一、燃烧过程的四个时期100

§5—2柴油机的燃烧过程100

二、滞燃期内发生的过程101

三、速燃期内发生的过程104

§5—3影响滞燃期的一些因素106

一、物理因素106

二、化学因素108

三、构造因素111

§5—4影响速燃期的主要因素114

一、局部地区的反应速度与总的燃料空气混合比（燃空比）114

二、燃料发火时的最低与最高燃空比115

三、柴油机的“敲击”116

§5—5柴油机燃料的最后燃烧及燃烧不完全产物118

一、缓燃期与补燃期118

二、柴油机排气“冒烟”118

三、燃烧不完全产物119

§6—1柴油机的工作特性123

一、柴油机的工况123

第六章 柴油机的特性与试验123

二、柴油机的速度特性124

三、柴油机的负荷特性137

四、柴油机的万有特性139

§6—2影响柴油机工作特性的各种因素141

一、影响指示指标的因素141

二、影响机械损失的因素143

三、提高柴油机动力性与经济性的途径144

一、增压是提高柴油机功率的有效措施147

第七章 柴油机废气涡轮增压147

§7—1废气涡轮增压的基本工作原理147

二、增压方式148

三、增压器的基本结构与工作原理149

四、增压器的主要性能参数及型号编制规则153

§7—2废气能量的利用155

一、废气能量155

二、废气能量利用的两种基本形式156

三、废气涡轮增压柴油机的扫气157

四、排气脉冲转换器159

五、气波增压160

§7—3废气涡轮163

一、废气涡轮利用燃气流动而作功163

二、废气涡轮中的热力过程164

§7—4离心式压气机168

一、空气在离心式压气机中所进行的热力过程168

二、空气在离心式压气机中的流动170

一、离心式压气机特性174

§7—5废气涡轮增压器特性174

二、废气涡轮特性177

§7—6废气涡轮增压器与柴油机的匹配178

一、废气涡轮增压器的选用178

二、废气涡轮增压器与柴油机联合运行特性181

三、废气涡轮增压器与柴油机联合运行线的调整182

§7—7涡轮增压对柴油机性能的影响185

一、柴油机功率Ne185

五、过量空气系数α186

四、热负荷186

二、机械效率ηm186

三、最高爆发压力Pz186

六、中间冷却器187

七、配气机构188

八、燃油系统188

九、扭矩外特性188

第二篇 动力学及结构分析190

第八章 柴油机动力学190

§8—1柴油机的受力情况190

一、柴油机的气体作用力190

二、柴油机的惯性作用力192

§8—2曲柄连杆机构运动学193

一、基本概念193

二、活塞的位移193

三、活塞的速度194

四、活塞的加速度195

五、例题196

六、习题198

§8—3曲柄连杆机构动力学199

一、曲柄连杆机构运动部件的质量199

二、曲柄连杆机构运动的惯性力200

三、惯性力的简单分析201

四、轴颈与轴承的受力简述203

五、例题205

一、基本概念206

§8—4柴油机的平衡206

六、习题206

二、单缸发动机的平衡207

三、直列式多缸发动机的平衡211

四、习题235

§8—5柴油机的扭转振动235

一、柴油机扭转振动的基本理论235

二、扭振的回避与消减253

一、活塞的工况260

第九章 柴油机的运动机件260

§9—1活塞组260

二、活塞的材料263

三、活塞头部264

四、活塞裙部268

五、活塞销座与活塞销272

§9—2活塞环275

一、活塞环的工作原理275

二、活塞环的检验278

三、活塞环的断面形状280

四、活塞环的材料和表面镀覆282

五、油环285

§9—3连杆曲轴组件287

一、连杆组的结构分析287

二、曲轴294

三、飞轮295

一、机体297

§10—1机体与气缸盖297

第十章 柴油机的固定机件297

二、气缸盖302

三、燃烧室的密封304

§10—2气缸与气缸套307

一、气缸和气缸套的结构与材料307

二、气缸的耐磨性309

§10—3气缸的穴蚀311

一、产生穴蚀的原因311

二、影响穴蚀的各种因素及其预防313

三、总结316

第十一章 柴油机的轴承317

§11—1润滑理论概述317

§11—2轴承工况320

一、作用在轴承上的负荷320

二、轴承的润滑322

一、轴承材料的要求324

§11—3轴承的材料324

二、轴承材料的简介325

三、渔船柴油机滑动轴承的常用材料329

§11—4轴承的结构分析329

一、轴瓦工作表面的几何形状330

二、轴承宽度和油槽332

三、轴承间隙334

四、轴承的定位与安装336

五、止推轴瓦337

六、300系列柴油机轴瓦简介338

§11—5轴承的损坏及其分析338

一、疲劳338

二、早期磨损347

三、腐蚀348

四、穴蚀348

五、轴瓦和轴承座之间产生相对运动349

第十二章 配气系统351

§12—1气门的通过能力351

一、气门的工作条件及材料353

§12—2气门及其布置353

二、气门的布置354

三、气门的结构分析356

四、气门座的结构与材料357

五、气门弹簧的分析358

六、壳式气门及可转式气门机构360

§12—3凸轮的外形分析362

一、凸轮的基本参数362

二、气门间隙对凸轮外形的要求363

三、气门机构对柴油机运转的影响365

§12—4凸轮轴的结构366

一、凸轮轴的结构尺寸366

二、凸轮在轴上的相对角位置367

三、凸轮轴轴承369

四、几种渔船柴油机的凸轮轴结构370

§12—5配气机构的传动机件371

一、凸轮与顶头的材料及其相互影响371

二、顶头的结构分析372

三、推杆与摇臂的结构情况373

第十三章 燃油系统375

§13—1喷油泵及其材料375

一、柱塞式喷油泵三种供油方式的分析375

二、喷油泵偶件的结构及其材料377

§13—2喷油泵的结构分析377

一、主要参数的选择377

二、喷油凸轮外形的选取378

三、出油阀的结构与材料380

四、喷油泵偶件的磨损381

五、柱塞式喷油泵的速度特性382

六、国产高速柴油机的喷油泵系列383

§13—3喷油器的结构、材料及其分析387

一、喷油器的作用与要求387

二、喷油器的结构与材料387

三、喷油器的基本参数389

四、喷油器的磨损389

§14—1柴油机调速器的调速作用390

第十四章 柴油机的调速系统390

§14—2直接作用式调速器397

一、全制式调速器的基本构造、原理及特性397

二、调速器的工作指标402

三、直接作用式调速器的缺陷和改善途径407

§14—3间接作用式调速器408

一、间接作用式调速器的基本概念（“反馈”的应用）408

二、反馈的其他结构型式414

三、间接式调速器的应用实例418

四、电气调速器432

§14—4调速器在并联运行的柴油机上的应用433

一、同步发电机的并车运行433

二、对并车运行的柴油机调速器的要求434

第十五章 起动系统436

§15—1保证柴油机起动的条件436

§15—2影响柴油机起动性能的因素437

§15—3改善柴油机低温起动性的途径438

二、压气机叶轮441

一、吸气装置441

§16—1离心式压气机的结构441

第十六章 废气涡轮增压器441

三、扩压器445

四、压气机排气蜗壳446

§16—2涡轮机结构447

一、废气进气壳447

二、喷嘴环448

三、涡轮叶轮449

四、涡轮轴450

§16—3废气涡轮增压器的轴承、润滑及密封450

一、轴承450

二、轴承的冷却与润滑452

三、涡轮增压器的密封装置453

§16—4罗茨式压气机454

一、罗茨式压气机的工作过程454

二、罗茨式压气机的结构456

三、罗茨式压气机的性能458