汽車內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)
定 價(jià):69 元
叢書(shū)名:新工科·普通高等教育汽車類系列教材
- 作者:韓同群
- 出版時(shí)間:2021/12/1
- ISBN:9787111689751
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:U464
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)全面系統(tǒng)地論述了汽車用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。全書(shū)共10章,首先是緒論,闡述與汽車及內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的重大問(wèn)題和內(nèi)燃機(jī)作為車用動(dòng)力的應(yīng)用前景、汽車企業(yè)研發(fā)體系建設(shè)以及汽車內(nèi)燃機(jī)開(kāi)發(fā)流程和主要技術(shù)手段;然后是汽車內(nèi)燃機(jī)選型、汽車內(nèi)燃機(jī)主要參數(shù)確定、汽車內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程計(jì)算、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)、汽車內(nèi)燃機(jī)曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、汽車內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與設(shè)計(jì)、汽車內(nèi)燃機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)、汽車內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì);*后是汽車內(nèi)燃機(jī)開(kāi)發(fā)的試驗(yàn)評(píng)價(jià)與產(chǎn)品定型。每章都有教學(xué)目標(biāo)、思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練。
本書(shū)可作為普通高等院校車輛工程專業(yè)的教材,還可供汽車類相關(guān)專業(yè),如汽車服務(wù)工程和交通運(yùn)輸?shù)葘I(yè)的學(xué)生以及從事汽車內(nèi)燃機(jī)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造的工程技術(shù)人員參考。
目前,我國(guó)已成為全球大汽車生產(chǎn)國(guó)并擁有大汽車市場(chǎng)。我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)雖然取得了豐碩的成果,但還未達(dá)到國(guó)際一流水平。我國(guó)要由汽車大國(guó)走向汽車強(qiáng)國(guó),必須增強(qiáng)創(chuàng)新能力、提高研發(fā)能力。其中,人才是關(guān)鍵,這涉及兩個(gè)層面:一是培養(yǎng)足量符合要求的研發(fā)人員;二是企業(yè)及其研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)研發(fā)人員的組織、管理和使用。
汽車企業(yè)要具備不斷適應(yīng)市場(chǎng)需求的研發(fā)能力。在企業(yè)既定經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的指導(dǎo)下,調(diào)動(dòng)企業(yè)資源,整合資金、技術(shù)、生產(chǎn)、渠道和營(yíng)銷等多方面的資源,根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)適銷對(duì)路的產(chǎn)品,達(dá)到產(chǎn)品綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者與使用者都滿意的產(chǎn)品組合,創(chuàng)造效益化。汽車企業(yè)必須建立研發(fā)中心,進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)和管理。因此,要實(shí)現(xiàn)成功的產(chǎn)品研發(fā),必須在強(qiáng)大的人才庫(kù)的支撐下,建立一套行之有效、規(guī)范的研發(fā)管理和項(xiàng)目管理體系。
高等學(xué)校是人才培養(yǎng)的搖籃,汽車工程師一般是在高等學(xué)校接受過(guò)相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)畢業(yè)的本科生或研究生,并在企業(yè)積累經(jīng)驗(yàn)。一名合格的汽車工程師應(yīng)該具備怎樣的能力和視野,應(yīng)該掌握哪些技能,高等學(xué)校的相關(guān)專業(yè)在人才培養(yǎng)中應(yīng)該把握怎樣的口徑,學(xué)生能力的培養(yǎng)如何與企業(yè)需求有效對(duì)接等,這些都是國(guó)內(nèi)汽車界、教育界討論多且還必須繼續(xù)討論下去的問(wèn)題。專業(yè)領(lǐng)域的教材建設(shè)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),為了適應(yīng)我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的需要及汽車類專業(yè)的教學(xué)要求,尤其是培養(yǎng)合格的汽車工程師的要求,特編寫(xiě)本書(shū)。
在傳統(tǒng)專業(yè)設(shè)置上,與汽車緊密相關(guān)的專業(yè)就是車輛工程和內(nèi)燃機(jī)。專業(yè)方向課基本上遵循“構(gòu)造—原理(理論)—設(shè)計(jì)—試驗(yàn)”的主線,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)教材只單純涉及若干方面的問(wèn)題,“內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)”教材一般也是以內(nèi)燃機(jī)各系統(tǒng)的受力展開(kāi)的,不免陷入“力學(xué)計(jì)算即設(shè)計(jì)”的狹小范疇。本書(shū)力圖將“設(shè)計(jì)”擴(kuò)展為“設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)”,用更豐富和詳盡的內(nèi)容來(lái)闡述汽車內(nèi)燃機(jī)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及的各種問(wèn)題。
汽車內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)具備科學(xué)嚴(yán)格的流程,包括研發(fā)組織、市場(chǎng)調(diào)研、樣機(jī)設(shè)計(jì)(包括虛擬樣機(jī)和實(shí)物樣機(jī))、試驗(yàn)評(píng)價(jià)、產(chǎn)品定型和市場(chǎng)投放等過(guò)程。所以,產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)從來(lái)就不是純技術(shù)問(wèn)題,還必須考慮多方面的約束和限制,以及諸多前瞻性問(wèn)題。本書(shū)從闡述與汽車及內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的重大問(wèn)題出發(fā),首先試圖使設(shè)計(jì)者具備強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,認(rèn)知工程倫理;然后介紹企業(yè)成熟的研發(fā)體系,以拓寬學(xué)生視野并培養(yǎng)其組織能力,同時(shí)介紹汽車內(nèi)燃機(jī)的選型,闡述汽車內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程三大經(jīng)典計(jì)算(工作過(guò)程計(jì)算、動(dòng)力學(xué)計(jì)算和零部件強(qiáng)度校核計(jì)算);接下來(lái)介紹汽車內(nèi)燃機(jī)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)過(guò)程中的力學(xué)問(wèn)題,主要零部件的設(shè)計(jì)等;后介紹產(chǎn)品的試驗(yàn)評(píng)價(jià)與產(chǎn)品定型。每章都有教學(xué)目標(biāo)、思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練,以更加強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目訓(xùn)練對(duì)提升設(shè)計(jì)能力的重要性。
本書(shū)由湖北汽車工業(yè)學(xué)院韓同群教授編著,編者有多年汽車企業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn),曾從事汽車整車及汽車內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)工作,廣泛接觸汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)使用和售后服務(wù)等工作。編者根據(jù)多年的工作和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)編寫(xiě)了本書(shū),以適應(yīng)高校人才培養(yǎng)的要求。希望本書(shū)為有志于成為汽車工程師的青年學(xué)子提供一架進(jìn)階之梯。
由于編者水平有限,加之經(jīng)驗(yàn)不足,書(shū)中難免有錯(cuò)誤和疏漏之處,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編者
前言
本書(shū)主要符號(hào)表
第1章緒論1
1.1與汽車及內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的重大問(wèn)題1
1.1.1能源問(wèn)題1
1.1.2環(huán)境問(wèn)題1
1.1.3內(nèi)燃機(jī)作為車用動(dòng)力的應(yīng)用前景2
1.2汽車企業(yè)研發(fā)體系4
1.2.1汽車企業(yè)的研發(fā)模式4
1.2.2汽車企業(yè)開(kāi)發(fā)能力的內(nèi)涵6
1.3汽車內(nèi)燃機(jī)開(kāi)發(fā)流程和主要技術(shù)手段7
1.3.1發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車開(kāi)發(fā)中的地位7
1.3.2汽車整車的研發(fā)過(guò)程7
1.3.3汽車內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程和主要技術(shù)手段10
項(xiàng)目訓(xùn)練16
第2章汽車內(nèi)燃機(jī)選型18
2.1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)分類18
2.2汽油機(jī)與柴油機(jī)18
2.2.1汽油機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用18
2.2.2柴油機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用21
2.2.3汽車內(nèi)燃機(jī)選配的基本原則22
2.3幾種汽車內(nèi)燃機(jī)類型的討論22
2.3.1沖程數(shù)22
2.3.2冷卻方式22
2.3.3氣缸數(shù)和氣缸布置形式23
2.3.4進(jìn)氣形式23
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練24
第3章汽車內(nèi)燃機(jī)主要參數(shù)確定25
3.1性能指標(biāo)25
3.1.1動(dòng)力性指標(biāo)25
3.1.2經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)28
3.1.3可靠性與耐久性指標(biāo)28
3.1.4運(yùn)轉(zhuǎn)性能與適應(yīng)性指標(biāo)29
3.1.5低公害指標(biāo)29
3.2基本結(jié)構(gòu)參數(shù)31
3.2.1氣缸直徑和氣缸數(shù)31
3.2.2氣缸中心距L0與氣缸直徑D的比值L0/D32
3.2.3行程缸徑比S/D和活塞行程S32
3.2.4曲柄半徑r與連桿長(zhǎng)度L的比值33
3.2.5汽車內(nèi)燃機(jī)的幾個(gè)綜合評(píng)價(jià)參數(shù)34
3.3汽車內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)和總體布置35
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練37
第4章汽車內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程計(jì)算39
4.1內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)的示功圖39
4.2內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)的計(jì)算41
4.2.1概述41
4.2.2內(nèi)燃機(jī)實(shí)際循環(huán)的熱力學(xué)模型41
4.2.3熱力學(xué)模型的計(jì)算參數(shù)與內(nèi)容43
4.3內(nèi)燃機(jī)從零維模型到多維模型的發(fā)展51
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練54
第5章往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)56
5.1內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算概述56
5.1.1內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算的主要內(nèi)容和作用56
5.1.2內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法與工具57
5.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)58
5.2.1曲柄連桿機(jī)構(gòu)的形式58
5.2.2多缸內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)形式59
5.2.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律60
5.2.4曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律在內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)中的作用70
5.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)70
5.3.1中心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力分析70
5.3.2中心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中力的傳遞及作用效果分析74
5.3.3偏心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力和力矩77
5.3.4主副連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力和力矩78
5.3.5曲柄連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算79
5.4內(nèi)燃機(jī)的平衡與平衡分析82
5.4.1內(nèi)燃機(jī)平衡的基本概念82
5.4.2內(nèi)燃機(jī)的平衡措施84
5.4.3單缸內(nèi)燃機(jī)平衡85
5.4.4單列式多缸內(nèi)燃機(jī)平衡90
5.4.5雙列式多缸內(nèi)燃機(jī)平衡100
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練115
第6章汽車內(nèi)燃機(jī)曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)117
6.1扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的基本概念及研究意義117
6.2內(nèi)燃機(jī)當(dāng)量扭振系統(tǒng)的組成與簡(jiǎn)化118
6.2.1彈性參數(shù)(扭轉(zhuǎn)剛度或柔度)的換算119
6.2.2慣性參數(shù)(等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)的換算122
6.2.3曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)計(jì)算的當(dāng)量轉(zhuǎn)換124
6.3扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)自由振動(dòng)計(jì)算126
6.3.1單自由度系統(tǒng)與多質(zhì)量扭振系統(tǒng)126
6.3.2曲軸系統(tǒng)自由扭轉(zhuǎn)振動(dòng)振型圖130
6.4單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動(dòng)與強(qiáng)迫振動(dòng)分析131
6.4.1單自由度系統(tǒng)的有阻尼自由振動(dòng)131
6.4.2單自由度系統(tǒng)的有阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)132
6.5曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析與減振133
6.5.1曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的激振力矩133
6.5.2曲軸系統(tǒng)的共振與臨界轉(zhuǎn)速136
6.5.3曲軸系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的消減措施138
6.5.4扭振的現(xiàn)代測(cè)試分析方法142
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練145
第7章汽車內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與設(shè)計(jì)147
7.1配氣機(jī)構(gòu)的形式及評(píng)價(jià)147
7.1.1配氣機(jī)構(gòu)的形式147
7.1.2單個(gè)氣門通過(guò)能力評(píng)價(jià)148
7.2配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和凸輪型線設(shè)計(jì)150
7.2.1配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律150
7.2.2凸輪型線設(shè)計(jì)155
7.3配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)162
7.3.1配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型162
7.3.2凸輪型線動(dòng)力修正166
7.4凸輪軸及氣門驅(qū)動(dòng)件設(shè)計(jì)167
7.4.1凸輪位置確定167
7.4.2挺柱、氣門和彈簧的設(shè)計(jì)169
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練178
第8章汽車內(nèi)燃機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)180
8.1曲軸飛輪組設(shè)計(jì)180
8.1.1曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求180
8.1.2曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)181
8.1.3提高曲軸強(qiáng)度的措施184
8.1.4曲軸的強(qiáng)度計(jì)算186
8.1.5飛輪設(shè)計(jì)193
8.2連桿組設(shè)計(jì)196
8.2.1連桿的工作條件和設(shè)計(jì)要求196
8.2.2連桿材料197
8.2.3連桿主要參數(shù)的選擇198
8.2.4連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)199
8.2.5利用有限元法對(duì)連桿進(jìn)行計(jì)算分析203
8.3活塞組設(shè)計(jì)205
8.3.1活塞組的工作條件與設(shè)計(jì)要求205
8.3.2活塞的材料206
8.3.3活塞設(shè)計(jì)206
8.3.4活塞環(huán)設(shè)計(jì)214
8.3.5活塞環(huán)的力學(xué)及結(jié)構(gòu)計(jì)算220
8.3.6油環(huán)的設(shè)計(jì)計(jì)算224
8.3.7活塞環(huán)的組合225
8.4機(jī)體與氣缸蓋設(shè)計(jì)226
8.4.1氣缸體的工作條件與設(shè)計(jì)要求227
8.4.2氣缸體的設(shè)計(jì)228
8.4.3應(yīng)用有限元法對(duì)機(jī)體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)234
8.4.4氣缸蓋設(shè)計(jì)235
8.4.5氣道設(shè)計(jì)的CFD方法以及氣缸蓋CAE分析239
思考題和項(xiàng)目訓(xùn)練241
第9章汽車內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)244
9.1燃燒系統(tǒng)244
9.1.1汽油機(jī)的燃燒室和燃燒系統(tǒng)244
9.1.2直噴汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)246
9.1.3柴油機(jī)的燃燒室和燃燒系統(tǒng)252
9.1.4CFD在柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用260
9.2進(jìn)、排氣系統(tǒng)264
9.2.1車用柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)265
9.2.2車用柴油機(jī)排氣系統(tǒng)267
9.2.3乘用車汽油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)269
9.2.4乘用車汽油機(jī)排氣系統(tǒng)2