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| 編輯推薦： |
德国内燃机全行业专家的智慧结晶
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德国经过时间和市场检验的第8版图书
系统全面的内燃机知识体系
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| 內容簡介： |
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本书系统介绍内燃机技术，内容包括内燃机历史的回顾、往复活塞式内燃机的定义和分类、特征参数、特性场、热力学基础、传动机构、发动机零部件、发动机、摩擦学、换气过程、内燃机增压、混合气形成过程和混合气形成系统、着火、燃烧、燃烧过程、用于发动机和变速器控制的电子和机械、动力总成系统、传感器、执行器、内燃机冷却、废气排放、运行材料、运行材料的过滤、计算和模拟、燃烧诊断—燃烧发展过程中的示功图和可视化、燃料消耗、噪声污染、发动机测量技术、混合动力驱动、替代的车辆驱动和APU（辅助动力装置）、发动机和车辆中的能源管理、2020年以后驱动用的能源、展望。本书适合内燃机专业工程师、研究人员及大专院校相关专业师生学习参考。
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| 關於作者： |
理夏德·范·巴舒伊森（Richard van Basshuysen），VDI（德国工程师协会）会员，1932年出生于宾根（Bingen）/莱茵（Rhein）。在完成汽车修理工学徒期后，他于1953—1955年在布伦瑞克/沃尔芬比特尔应用技术大学学习，作为机械工程师毕业。1982年，他被授予应用技术大学Diplom-Ingenieur学位。
从1955年到1965年，他就职于在波鸿的Aral股份公司。1965年，他在NSU股份公司担任发动机和变速器开发的试验研究负责人，包括开发转子发动机，并被任命为车辆试验的副主任。在此期间，他还同时负责 Prinz 4、NSU 1000 和 1200、RO 80和K 70型车辆的开发。1969年，NSU股份公司被今天的奥迪股份公司收购。在奥迪股份公司，他作为开发主管随后开发了V8/A8舒适级车辆，并担任发动机和变速器开发主任，同时作为高级管理人员的代表，当选奥迪股份公司监事会成员。他最重要的研发成果是世界上第一台采用直喷和涡轮增压的废气脱毒的乘用车柴油机，他也克服了巨大阻力，在大众集团内部推广该款发动机。由于该发动机的燃料消耗量比其前身的预燃室或燃烧室的柴油机少20%，并且是一款具有高功率和极高转矩的发动机，因此已在全球范围内确立了自己的地位。在欧洲，它的市场份额从1989年的12%左右增长到10多年后的50%左右。
在从事汽车行业的积极的职业生涯之后，理夏德·范·巴舒伊森于1992年创立了一个工程办公室，他现在仍继续管理该办公室。他20多年来还担任了国际重要科技期刊ATZ（Automobiltechnische Zeitschrift，汽车技术杂志）和MTZ（Motortechnische Zeitschrift，内燃机技术杂志）的编辑。他为国际汽车制造商和工程服务提供商提供咨询，并且是技术和科学书籍的作者和出版商，这些书籍已经和将被翻译成英文和中文。此外，他自2006年以来一直与弗雷德·舍费尔博士、教授一起工作，是互联网门户网站 www.motorlexikon.de的编辑和作者。此外，他还是诸如德国工程师协会（VDI）和奥地利汽车技术协会等各种机构的顾问委员会成员和董事会成员。他还是60多部技术和科学出版物的作者和合著者。 2001年，他因开发面向未来的直喷柴油机而获得了2000年的具有极高声誉的恩斯特
比克力奖，并由于“他在开发直接喷射乘用车柴油机方面的杰出工程表现，以及他作为ATZ/MTZ的编委和作为多年的VDI汽车和交通技术协会顾问委员会成员”而获得奔驰-戴姆勒-迈巴赫荣誉勋章。2004年，马格德堡大学授予他荣誉博士学位，以表彰他毕生的工作。
弗雷德·舍费尔（Fred Schfer）博士、教授，于1948年出生于莱茵河畔的新维德。作为机械工程师学徒后，他在科布伦茨的国立工程学院学习机械工程。然后，他在凯泽斯劳滕大学完成了动力和工作机械领域的专业学习，获得了“Dipl.-Ing.”学位（相当于工学硕士学位）。在凯泽斯劳滕大学动力和工作机械研究所攻读博士，以“汽油机中氢-甲醇燃烧的反应动力学研究”为题获得
工学博士学位。他的职业生涯开始于内卡苏尔姆的奥迪股份公司，最初担任开发主任的助理。10年
期间，他还担任发动机试验研究核心小组的组长，然后是发动机设计部门的负责人。1990年，他被任命为当时的伊瑟隆（Iserlohn）应用技术大学动力和工作机械专业的教授，该大学现已成为位于伊瑟隆的西南应用技术大学的一部分。
在大学，他负责领导内燃机和流体机械实验室。弗雷德·舍费尔活跃于包括大学参议院在内的多个校内委员会。在担任教学和科研副院长期间，他是机械工程学科管理委员会的成员。弗雷德·舍费尔还是发动机技术领域研究和开发的自由职业者。
从1996年到2003 年，他与理夏德·范·巴舒伊森博士一起
担任杂志增刊 Shell-Lexikon Motorentechnik（壳牌内燃机技术词典）的编辑，该杂志于2004年出版了一本名为Lexikon Motorentechnik（内燃机技术词典）的书。此外，他与范·巴舒伊森博士一起作为互联网门户网站www.motorlexikon.de和《内燃机技术手册》的编辑和合著者。弗雷德·舍费尔还是VDI和SAE的资深会员。
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| 目錄：
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丛书序
译者的话
第8版前言
作者介绍
第1章历史的回顾1
参考文献6
第2章往复活塞式内燃机的定义和
分类7
2.1定义7
2.2分类的可能性8
2.2.1燃烧过程8
2.2.2燃料8
2.2.3工作过程8
2.2.4混合气形成9
2.2.5气体交换控制9
2.2.6充量供给9
2.2.7结构形式10
2.2.8点火11
2.2.9冷却11
2.2.10负荷调节11
2.2.11用途11
2.2.12转速和功率等级11
参考文献12
第3章特征参数13
3.1排量13
3.2压缩比14
3.3转速和活塞速度15
3.4转矩和功率16
3.5燃料消耗16
3.6气体功和平均压力18
3.7效率19
3.8空气流量和气缸充气量20
3.9空气-燃料比21
参考文献22
第4章特性场23
4.1燃料消耗特性场24
4.2排放特性场25
4.3点火特性场和喷射特性场28
4.4废气温度特性场28
第5章热力学基础30
5.1循环过程30
5.2比较过程31
5.2.1简单的模型过程31
5.2.2损失33
5.3开式的比较过程34
5.3.1理想发动机的工作过程34
5.3.2接近实际的工作过程36
5.4效率39
5.5发动机的能量平衡40
参考文献40
第6章传动机构42
6.1曲柄连杆机构42
6.1.1结构和功能42
6.1.2曲柄连杆机构上的力45
6.1.3切向力变化过程和平均
切向力49
6.1.4质量力51
6.1.5质量平衡56
6.1.6内部力矩60
6.1.7曲柄次序和点火次序60
6.2扭转振动61
6.2.1基础知识61
6.2.2机械装置的简化62
6.2.3固有频率和振型63
6.2.4激振力、激振功和激振振幅63
6.2.5降低曲轴偏置的措施65
6.2.6双质量飞轮65
6.3可变压缩比和可变排量67
6.3.1可变排量67
6.3.2可变压缩比67
参考文献70
第7章发动机零部件72
7.1活塞、活塞销、活塞销卡环72
7.1.1活塞72
7.1.2活塞销83
7.1.3活塞销卡环84
7.2连杆84
7.2.1连杆的结构类型85
7.2.2载荷85
7.2.3连杆螺栓86
7.2.4造型87
7.2.5连杆加工87
7.2.6连杆材料90
7.3活塞环90
7.3.1结构形式91
7.3.2环的配置93
7.3.3特征参数94
7.3.4活塞环的制造95
7.3.5应力、损伤、磨损、摩擦97
7.4曲轴箱98
7.4.1任务和功能98
7.4.2气缸曲轴箱的造型设计100
7.4.3声学优化104
7.4.4曲轴箱重量最小化105
7.4.5曲轴箱铸造工艺106
7.5气缸107
7.5.1气缸的造型设计107
7.5.2气缸运行面的加工110
7.5.3气缸冷却111
7.6油底壳112
7.7曲轴箱通风113
7.7.1法律上的边界条件113
7.7.2技术要求114
7.7.3现有曲轴箱通风系统的系统结构117
7.7.4油气分离118
7.7.5曲轴箱压力调节121
7.7.6模块化和气门罩集成化123
7.8气缸盖124
7.8.1气缸盖的基本设计124
7.8.2气缸盖的结构设计126
7.8.3铸造方法134
7.8.4模型制作和模具制作137
7.8.5机械加工和质量保证138
7.8.6气缸盖的实际结构形式139
7.8.7气缸盖技术展望143
7.9曲轴145
7.9.1在车辆中的功能145
7.9.2制造和特性146
7.9.3轻量化和提高强度的方法148
7.9.4曲轴的计算149
7.10配气机构零部件150
7.10.1标准配气机构150
7.10.2传动带张紧系统、张紧轮和
偏转轮160
7.10.3链张紧和导向系统162
7.11气门164
7.11.1功能和术语解释164
7.11.2制造方法和气门类型164
7.11.3结构形式166
7.11.4气门材料168
7.11.5特殊气门结构168
7.11.6气门锁片168
7.11.7气门转动装置169
7.12气门弹簧170
7.13气门座圈173
7.13.1引言173
7.13.2对气门座圈的要求173
7.14气门导管178
7.14.1对气门导管的要求178
7.14.2材料和特性180
7.14.3气门导管的几何尺寸182
7.14.4气缸盖装配183
7.15润滑油泵184
7.15.1润滑系统和对润滑油泵的要求184
7.15.2润滑油泵的结构形式185
7.15.3发动机润滑油泵的调节191
7.15.4泵的方案设计和安装位置198
7.15.5开发202
7.16凸轮轴208
7.16.1凸轮轴的任务208
7.16.2配气机构的配置208
7.16.3凸轮轴的结构209
7.16.4工艺和材料210
7.16.5轻量化215
7.16.6凸轮轴载荷的影响因素216
7.16.7凸轮轮廓的设计216
7.16.8运动学计算217
7.16.9动力学计算218
7.16.10凸轮轴调节系统219
7.17链传动221
7.17.1传动链结构形式222
7.17.2传动链特征参数223
7.17.3链轮224
7.17.4传动链导向元件224
7.17.5减小链传动摩擦的方案设计224
7.18带传动226
7.18.1用于凸轮轴驱动的齿形带传动226
7.18.2驱动辅助设备用的V带传动231
7.19内燃机中的轴承234
7.19.1基础234
7.19.2发动机轴承的计算和尺寸化236
7.19.3轴承材料241
7.19.4轴承结构形式——结构、承载能力、
应用246
7.19.5轴承失效250
7.19.6展望250
7.20进气系统251
7.20.1进气系统的组件252
7.20.2声学256
7.21密封系统259
7.21.1气缸盖密封系统259
7.21.2特殊的密封件263
7.21.3弹性体密封系统267
7.21.4开发方法270
7.22发动机上的螺栓273
7.22.1高强度的螺栓连接273
7.22.2质量要求273
7.22.3螺栓连接274
7.22.4附件螺栓连接和轻金属螺栓279
7.22.5螺栓拧紧方法280
7.23排气歧管281
7.23.1歧管的开发进程283
7.23.2作为单个组件的歧管283
7.23.3作为部分模块的歧管285
7.23.4集成的排气歧管285
7.23.5歧管组件285
7.24发动机水泵286
7.24.1要求、结构形式和结构设计286
7.24.2叶轮和螺旋通道288
7.24.3冷却液侧的密封289
7.24.4水泵的特性场和相似性关系290
7.24.5气蚀292
7.24.6流动模拟、流动分析、强度验证和
优化292
7.24.7可切换的、可调的和电动水泵293
7.25二冲程发动机的控制机构298
参考文献300
第8章发动机307
8.1发动机方案设计307
8.1.1发动机结构形式308
8.1.2与基础发动机相关的发动机方案设计
的差异特征310
8.1.3其他方案设计标准312
8.1.4汽车中附件布置的方案设计312
8.2实际的发动机313
8.3摩托车发动机/特殊用途发动机328
8.3.1道路用摩托车329
8.3.2越野摩托车342
8.3.3法规349
8.3.4赛车发动机359
8.3.5特殊应用364
8.4旋转活塞发动机/汪克尔发动机370
8.4.1历史370
8.4.2旋转活塞发动机的一般功能方式371
8.4.3四冲程原理371
8.4.4乘用车Renesis的旋转活塞
发动机372
8.4.5氢旋转活塞发动机374
8.5手提式工作机械用小排量发动机375
8.5.1排放法规376
8.5.2减少废气排放的措施377
8.5.3混合气形成和发动机管理379
参考文献381
第9章摩擦学383
9.1摩擦383
9.1.1特征参数383
9.1.2摩擦状况383
9.1.3摩擦的测量方法384
9.1.4运行状态和边界条件的影响385
9.1.5摩擦对燃料消耗的影响386
9.1.6实用内燃机的摩擦特性387
9.1.7以活塞组为例的摩擦计算的方法395
9.2润滑396
9.2.1摩擦学基础396
9.2.2润滑系统398
参考文献404
第10章换气过程406
10.1四冲程发动机中的换气装置406
10.1.1配气机构的结构类型407
10.1.2配气机构的结构部件408
10.1.3配气机构的运动学和动力学412
10.1.4四冲程发动机换气装置的设计415
10.2换气过程计算426
10.3二冲程发动机的换气过程428
10.3.1扫气方法428
10.3.2换气机构430
10.3.3扫气空气供给431
10.4可变的气门控制433
10.4.1凸轮轴调节器435
10.4.2具有分级式气门升程或开启持续
时间变化的系统442
10.4.3全可变气门控制444
10.4.4可变配气机构的展望458
10.5带可控进气空气阀的脉冲增压459
10.5.1概述459
10.5.2批量生产时对组件的要求460
10.5.3电气的系统集成462
10.5.4机械的系统集成462
10.5.5集成的脉冲增压器进气模块462
参考文献463
第11章内燃机增压465
11.1机械增压465
11.2废气涡轮增压466
11.3增压空气冷却467
11.4发动机与压气机的相互作用468
11.4.1压气机特性场中的四冲程
发动机468
11.4.2机械增压469
11.4.3废气涡轮增压469
11.5动态特性474
11.6增压发动机中的附加措施477
11.6.1汽油机477
11.6.2柴油机477
11.7乘用车通过分动增压和二级增压拓展
功率（高增压）478
11.7.1二级增压方法的历史和演变（分级
增压）478
11.7.2二级增压的热力学479
11.7.3分动增压和二级增压方案设计/
系统480
11.7.4应用范围482
11.8在涡轮增压器试验台上确定涡轮增压器
特性场482
11.8.1涡轮增压器试验台的原理结构483
11.8.2压气机和涡轮机的特性场483
11.8.3在发动机工作过程模拟中使用涡轮
增压器特性场时的特点485
参考文献486
第12章混合气形成过程和混合气形成
系统489
12.1内部混合气形成489
12.2外部混合气形成489
12.3汽油机混合气形成（化油器/汽油
喷射）489
12.3.1化油器的工作原理489
12.3.2借助于汽油喷射的混合气形成490
12.4柴油机混合气形成500
12.4.1燃油喷射系统概述501
12.4.2具有喷射同步压力产生的系统506
12.4.3带中央蓄压器的系统511
12.4.4喷嘴和喷嘴体517
12.4.5喷射系统与发动机的适配520
12.5燃料供给系统523
12.5.1燃料箱523
12.5.2燃料箱通风系统524
12.5.3对燃料输送系统的要求524
12.5.4液位状态测量530
参考文献531
第13章着火533
13.1汽油机着火533
13.1.1着火概述533
13.1.2对点火系统的要求533
13.1.3最小点火能量533
13.1.4火花点火的基础533
13.1.5线圈点火系统（感应式）534
13.1.6其他的点火系统536
13.1.7燃气发动机536
13.1.8总结/展望536
13.2火花塞537
13.2.1对火花塞的要求537
13.2.2结构形式537
13.2.3热值538
13.2.4点火电压需求538
13.2.5点火特性（和混合气着火）539
13.2.6磨损540
13.2.7应用541
13.3柴油机着火541
13.3.1自行着火和燃烧541
13.3.2柴油机的冷起动542
13.3.3冷起动支持组件544
13.3.4展望548
参考文献549
第14章燃烧550
14.1燃料和燃料化学550
14.2碳氢化合物的氧化552
14.3自行着火553
14.3.1H2-O2系统553
14.3.2碳氢化合物的着火554
14.3.3快速压缩发动机555
14.3.4柴油机555
14.3.5HCCI发动机555
14.3.6发动机爆燃555
14.3.7自行着火的建模555
14.4火焰传播556
14.4.1湍流尺度556
14.4.2火焰类型557
14.5建模和模拟558
14.5.1燃烧模型分类559
14.5.2零维模型559
14.5.3现象学模型562
14.5.43D-CFD模型563
参考文献564
第15章燃烧过程566
15.1柴油机566
15.1.1柴油燃烧566
15.1.2四冲程柴油机燃烧过程571
15.2汽油机580
15.2.1进气道喷射发动机（PFI发动机）
的燃烧过程580
15.2.2直接喷射火花点火（DISI）
发动机的燃烧过程590
15.3二冲程柴油机605
15.4二冲程汽油机60
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| 內容試閱：
|
第8版前言
多年来，《内燃机技术手册》已发展成为该专业领域内国际公认的标志性著作。当今，现代内燃机的复杂性，无疑是深入全面地描绘所有重要关系的原因。也许这也是为什么令人惊讶的是，世界上任何地方都没有关于这个主题的全面概述的原因之一。大量专业书籍虽然涉及内燃机的部分方面； 然而，缺少的是一项考虑到柴油机和汽油机所有重要方面的工作。
内燃机经过100多年的发展，产生了涉及不同要求、大量组件及其相互作用的、爆炸性的各种重要发现和详细知识。本书（指原书）在上一版的基础上更新和扩展到了1350多页、1841幅插图和1500多篇参考文献，介绍了内燃机技术的主要内容。
编写人员们特别努力地在各自拿手的领域工作，从而呈现出内容更为全面的作品。尤其重要的是，这次修订和扩展是在最短的时间内完成的，从而反映了当今技术发展的最高水平，并展望了未来。
对于编写人员来说，呈现理论与实践之间的平衡关系尤为重要。这主要是因为可以争取到140多位科学界和工业界的作者进行合作。在他们的帮助下，创作了这部作品，它在教学、研究和实践的日常工作中同样是独特的帮手和顾问。
本书主要面向在汽车、发动机、石油和配件行业从事科学和实践工作的专业人士，以及希望在学习过程中取得收获的学生。此外，本书还旨在成为专利代理人、汽车行业、政府机构、环保组织、记者和感兴趣的非专业人士的有用的顾问。
内燃机未来的问题反映在许多解决问题的新方法中，例如与燃料消耗和环境兼容性相关的问题。尤其是在这种理念下，相较于替代品，不难预测，基于其基本要素，往复式活塞发动机作为移动性装置，在未来很长一段时间内仍会留在我们身边。新的驱动系统面临的问题是，必须与具有全球巨大开发能力，且具有100多年的发展历史的内燃机相竞争。这当然也适用于机动车辆的电力驱动，这与目前由政治方面引发的兴奋相反。
除了介绍发动机发展的现状外，回答以下问题更为重要：内燃机将往哪个方向发展？经过100多年的发展，如何评估其在燃料消耗、成本优化和环境兼容性方面的潜力？替代燃料和替代驱动系统将在未来提供哪些可能性？增程器和混合动力驱动只是连接纯电动驱动的桥梁吗？在未来几十年内，是否有可以取代它的有竞争力的系统？根据目前的知识状况，对这些问题给出了确凿的答案。
即使本书的重点是乘用车发动机，其基本原理也适用于商用车发动机。同样新颖的是，本书也阐述了汽油机与柴油机相比在许多领域的不同观点。几年后柴油机与汽油机之间还会有什么根本性区别吗？想想汽油机与柴油机之间燃烧过程的融合：直接喷射的汽油机以及未来可能是均质燃烧的柴油机。
我们特别感谢所有合作者的建设性的和纪律严明的合作，以及他们对协调这么多合作者贡献的艰巨任务的理解。特别值得一提的是遵守合作者的最后期限，这使得出版社可以及时将经过修订和扩展的书出版并投放市场，从而保持内容的先进性，在我们看来，这一过程特别值得一提。
在前7版取得巨大成功后（2002年至2016年间以德文和英文印刷了30000多册），第8版更新了许多章节的内容并增加了参考文献。
我们特别认识到关于温室气体（如CO2）的讨论日益重要，并显示了发动机应用对CO2排放的影响。在其他地方，内容已在必要时达到当前的技术水平。
我们要感谢施普林格维韦格（Springer Vieweg）出版社，特别是编辑人员埃瓦尔德·施密特（Ewald Schmitt） 和伊丽莎白·兰格（Elisabeth Lange）的建设性和前瞻性合作。
最后但也非常重要的一点，是要特别感谢IAV GmbH（艾尔维股份有限公司）在创建这本著作时提供的技术和材料支持，没有他们的帮助，本书也就不可能完成。
Bad Wimpfen/Hamm巴特温普芬/哈姆 2017年
理夏德·范·巴舒伊森，VDI
弗雷德·舍费尔，SAE
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