柴油机燃油喷射及调节

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出版者:哈工程工程大学出版社
作者:贾锡印 编
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2002-3-1
价格:20.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810732277
丛书系列:
图书标签:
  • 柴油机
  • 燃油喷射
  • 燃油系统
  • 发动机
  • 汽车工程
  • 机械工程
  • 内燃机
  • 喷油嘴
  • 燃油调节
  • 柴油发动机
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具体描述

柴油机燃油系统:从理论到实践的深度解析 本书并非关于“柴油机燃油喷射及调节”这一特定主题的详尽阐述,而是旨在为读者提供一个更广阔的视角,深入理解柴油机燃油系统的基本原理、发展演变、关键技术以及未来趋势。通过对这一复杂系统各个组成部分及其相互作用的细致剖析,读者将能够建立起扎实的理论基础,并对实际应用中的各种挑战和解决方案有更深刻的认识。 引言:柴油机的血液循环 柴油机,作为一种高效、可靠的内燃机,其核心的动力输出离不开精确而强大的燃油供给系统。这个系统,就好比柴油机的“血液循环”,负责将能量的源泉——柴油,以最恰当的时机、最理想的状态输送到燃烧室,引发高效的燃烧,从而驱动机器运转。理解柴油机的性能,很大程度上就是理解其燃油系统的运作。本书将带领读者一同探索这个至关重要的系统,从最基础的概念出发,层层深入,直至掌握其精髓。 第一章:燃油系统的演进之路——从粗放到精密 任何技术的进步都源于对现有局限性的不断克服。柴油机的燃油系统同样经历了一个漫长而辉煌的演进过程。我们追溯其历史,从最早的机械式喷射系统,到电控高压共轨系统,再到如今更加智能化的解决方案,每一次革新都带来了效率的提升、排放的降低和性能的飞跃。 早期机械式喷射系统: 探讨其工作原理,分析其优点(如结构简单、可靠性高)和缺点(如喷射精度不高、难以实现低排放)。我们将详细介绍柱塞式和分配泵式喷油泵,以及它们在不同工况下的表现。 逐步电控化: 了解电子控制单元(ECU)的出现如何开始改变燃油系统的控制逻辑。讨论电子调速器、脉冲宽度调制(PWM)等早期电子控制技术,以及它们在提高喷射稳定性和响应速度方面的作用。 高压共轨系统的崛起: 这是柴油机燃油系统发展史上的一个里程碑。我们将深入剖析其核心部件——高压油泵、共轨管和电子控制喷油器的工作原理。重点分析共轨系统如何实现喷射压力与喷射规律的解耦,从而实现更精密的燃油喷射控制,达到前所未有的燃烧效率和排放水平。 传感器与执行器的协同: 探讨在电控燃油系统中,各种传感器(如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量传感器、氧传感器等)如何感知发动机工况,以及ECU如何通过执行器(如喷油器、节气门等)对燃油供给进行精确调控,实现闭环控制。 第二章:燃油系统的核心部件——精准输送的守护者 深入了解燃油系统的每一个组成部分,是掌握其整体运作的关键。本书将对构成燃油系统的关键部件进行详尽的解析,揭示它们的设计理念、工作机制以及它们之间的协同关系。 燃油供给与过滤: 从油箱到喷油器的整个燃油输送管路,包括燃油泵(齿轮泵、叶轮泵等)、燃油滤清器(粗滤、精滤)等,它们在保证燃油清洁度、稳定供油压力方面的重要性。 高压燃油泵: 详细阐述不同类型高压燃油泵(如单柱塞泵、多柱塞泵、高压齿轮泵等)的工作原理、结构特点以及它们在高压共轨系统中的作用。 共轨管: 分析共轨管作为高压燃油储压和分配装置,其结构设计、材料选择以及在维持稳定高压方面的关键作用。 电子控制喷油器: 这是实现精准燃油喷射的“心脏”。我们将详细讲解直喷式喷油器(如柱塞式、电磁阀式、压电式)的工作原理、喷雾特性(雾化度、穿透度、均匀度)的形成以及影响因素。特别关注其电控开启和关闭的精确性,以及多段喷射(预喷射、主喷射、后喷射)的实现。 燃油压力调节器: 探讨其在维持燃油系统压力稳定方面的作用,以及不同调节方式(机械式、电子式)的优缺点。 燃油回油系统: 解析燃油回油管路在散热、回流多余燃油方面的作用,以及对系统稳定性的影响。 第三章:燃油喷射的奥秘——高效燃烧的基石 燃油喷射是柴油机能量转换的核心环节。本书将深入探讨燃油喷射过程的物理和化学原理,以及影响其效率的关键因素。 喷雾形成: 详细分析液体燃油在喷嘴口形成液滴、雾滴的过程,以及影响雾化效果的因素,如喷孔结构、燃油压力、燃油性质等。 液滴蒸发与混合: 探讨液滴进入气缸后如何蒸发、与空气混合,形成可燃混合气。理解混合气的均匀性和燃烧的起始阶段。 燃烧过程: 简述柴油机的自燃现象,以及不同喷射策略(如单点喷射、多段喷射)对燃烧过程的影响。 喷射参数对燃烧的影响: 深入分析喷射压力、喷射提前角、喷射持续时间、喷射均匀性等参数如何直接影响燃烧效率、功率输出、燃油经济性和排放水平。 燃烧模型与仿真: 介绍一些常用的柴油机燃烧模型,以及计算流体动力学(CFD)在模拟和优化喷射与燃烧过程中的应用。 第四章:控制策略的智慧——实现最优性能的导航 现代柴油机之所以能够实现高性能和低排放,离不开先进的电子控制策略。本书将聚焦于燃油系统的控制逻辑和算法。 发动机控制单元(ECU)的角色: 阐述ECU作为燃油系统的“大脑”,如何接收传感器信号,进行数据处理,并输出控制指令。 基本喷射策略: 介绍基于发动机转速、负荷等基本参数计算喷油量的基本逻辑。 先进的喷射控制技术: 多段喷射(Multiple Injection): 详细分析预喷射、主喷射、后喷射等的作用,以及它们如何降低燃烧噪声、改善排放、提高平稳性。 智能喷射控制: 探讨基于实时工况反馈的自适应喷射策略,以及如何根据环境变化(如海拔、温度)进行调整。 压电喷油器控制: 分析压电效应在实现超快速、高频喷射控制中的优势,以及其在实现更复杂喷射模式方面的潜力。 废气再循环(EGR)与燃油系统的协同: 探讨EGR如何影响燃烧和排放,以及ECU如何协调EGR阀和喷油系统,实现整体排放的优化。 柴油颗粒过滤器(DPF)与燃油系统的联动: 介绍DPF的再生过程,以及ECU如何通过调整喷油策略来辅助DPF的再生。 诊断与故障排除: 简述ECU的自诊断功能,以及如何通过OBD(On-Board Diagnostics)系统进行故障检测和报码。 第五章:挑战与未来——可持续发展的驱动力 随着全球对环境保护和能源效率要求的不断提高,柴油机燃油系统正面临着前所未有的挑战,同时也孕育着巨大的发展机遇。 更严格的排放法规: 分析欧VI、国VI等最新排放标准的严苛要求,以及它们对燃油系统提出的更高挑战,例如对NOx和PM(颗粒物)的极致控制。 提高燃油经济性: 探讨在保证性能和排放的前提下,如何通过进一步优化燃油喷射和燃烧过程来降低油耗。 新能源与替代燃料: 展望柴油机在未来能源结构中的地位,以及对生物柴油、合成柴油等替代燃料的应用前景,以及它们对燃油系统可能带来的影响。 智能化与互联化: 探讨物联网(IoT)技术在燃油系统中的应用,例如远程诊断、预测性维护,以及与整车智能系统的融合。 新技术的探索: 简述一些前沿的燃油系统技术,例如激光诱导等离子体燃烧、超高压喷射等,以及它们可能为柴油机带来的革命性变化。 结语:持续探索,精益求精 柴油机燃油系统是一个集机械、电子、流体、热力学、化学等多学科于一体的复杂系统。本书旨在提供一个系统性的框架,帮助读者建立对这一领域全面而深入的理解。从基础原理到前沿技术,从理论分析到实际应用,我们希望能够激发读者进一步探索的兴趣,并在各自的领域内不断创新,为柴油机技术的进步贡献力量。理解燃油系统的每一个细节,就是理解柴油机澎湃动力的每一个脉搏。

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这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会集中火力讲电控柴油机,但令人惊喜的是,它对老一代机械泵式调速器的工作原理也进行了详尽的探讨。这不仅仅是对历史技术的梳理,更是通过对比,突显了电控技术带来的革命性进步。例如,书中对机械式液压调速器中“飞锤”和“浮子”的动态响应曲线分析,非常细腻,揭示了机械结构固有的滞后性。再看电控系统部分,作者并没有停留在“传感器-ECU-执行器”的简单模型上,而是详细阐述了反馈控制的PID参数是如何影响喷射响应速度和稳定性的。这种跨越时间维度的对比分析,使得整本书的知识体系非常完整和坚实。它成功地架起了从经典机械控制到现代数字控制的桥梁,让读者能够清晰地看到技术演进的脉络,而不是孤立地看待某个时期的技术。

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这本书真是让人大开眼界,我原以为柴油机的核心技术无非就是把油打进去,但读完之后才发现,这背后的学问简直是无穷无尽。比如,书中对高压共轨系统的剖析,细致到连喷油器的开度变化都会影响到燃烧效率和排放指标。我尤其欣赏作者在讲解压力波形成机理时的那种深入浅出的方式,明明是很复杂的流体力学概念,经过作者的层层剥笋,竟然变得清晰可辨。我记得有一章专门讲了不同工况下喷油正时和喷油量的动态调整,那简直是一场工程学的盛宴,展示了如何通过极其精密的电子控制,让一台庞然大物在冷启动和全负荷运转时都能保持最佳性能。这本书不只是停留在理论层面,它还结合了大量的实际案例,比如不同地域的燃油质量对喷射系统寿命的影响,这种贴近实际的讨论,对于一线工程师来说,价值是无法估量的。读完这部分,我感觉自己对现代柴油机的“心脏”——喷射系统,有了一种全新的敬畏之心。

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这本书的价值在于它提供了一个看待柴油机技术的全新视角——一个从“能量转换的极限”出发的视角。它没有回避那些棘手的工程难题,比如如何在保证动力的同时,将氮氧化物和颗粒物排放降到最低。作者在讨论后处理技术时,虽然篇幅有限,但对喷射系统如何“源头控制”排放的策略分析是极其到位的。比如,通过实现更均匀的混合气和更陡峭的压力上升速率来减少生成前体物,这些都是非常前沿的思路。这本书的专业性体现在,它要求读者不仅要懂机械、懂电子,更要对热力学和化学动力学有深入的理解。它不是一本能让你快速入门的书,但如果你想在柴油机技术领域达到精深层次,这本书无疑是一部必要的“内功心法”,能帮你打下坚实的基础,看透现象背后的物理本质。

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我发现这本书的语言风格有一种独特的、近乎于“匠人精神”的严谨感。它不是那种轻飘飘的科普读物,而是充满了对细节的执着。阅读过程中,我多次停下来,去对照书中的公式推导和自己以往的经验进行校验。特别是在探讨燃烧室内压力的动态变化时,作者引用了大量的实验数据来验证理论模型,这种“理论指导实践,实践反哺理论”的论证方式,让我读起来感到非常踏实。书中对“爆震”现象的描述,也远比其他教材来得深刻,它不仅解释了爆震产生的原因,更详细分析了通过调整喷油起始点和雾化质量来抑制爆震的工程学手段。整本书的论述逻辑层次分明,引用规范,看得出作者在内容组织上是下了大功夫的,这是一本值得反复研读、时常翻阅的参考手册。

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拿到这本书的时候,说实话,我有些担心内容会过于偏重理论推导,毕竟涉及到精密机械和流体动力学,枯燥是常态。但这本书的编排非常巧妙,它在理论阐述之后,总是会紧跟着一个“工程应用视角”的小节,这种结构极大地提高了阅读的连贯性和趣味性。我印象最深的是关于喷雾特性的分析,书中用了大量的图表来展示雾化角度、液滴粒径分布与剪切力之间的关系,这些数据直观地揭示了为什么某些设计在实际应用中表现不佳。而且,作者对不同喷油器类型(如针阀式、电磁阀式、压电式)的优缺点对比分析,极其公正客观,没有偏袒任何一方,而是基于热力学和机械结构的限制进行了深入剖析。它不是简单地罗列参数,而是解释了“为什么是这样的参数”,这种追根溯源的态度,对于想要真正掌握这项技术的读者来说,是极其宝贵的财富。这本书让我明白了,柴油机的“效率之争”,最终还是回到了对燃料雾化和混合过程的控制上。

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