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第1章 引言1

第2章 汽油缸内直喷发展史3

参考文献22

第3章 混合气形成与燃烧过程25

3.1 混合气形成的基础理论27

3.1.1 燃料准备28

3.1.2 缸内流动特性31

3.2 均质混合缸内直喷35

3.3 分层混合缸内直喷42

3.3.1 壁面导向型燃烧过程45

3.3.2 空气导向型燃烧过程48

3.3.3 喷注导向型燃烧过程49

3.4 点火与燃烧58

3.5 均质压燃汽油缸内直喷技术68

3.5.1 热力学基础68

3.5.2 汽油自燃概念与控制策略71

3.5.3 缸内直喷的干预选择74

3.5.4 降低油耗和污染物排放的潜力75

3.5.5 声学特性76

3.6 组合式柴油机／汽油机燃烧过程82

参考文献83

第4章 喷射系统概论89

4.1 低压空气辅助缸内直喷90

4.2 高压共轨缸内直喷92

4.2.1 高压燃油泵94

4.2.2 油轨98

4.2.3 高压喷油器与喷嘴98

4.2.4 喷油策略107

参考文献109

第5章 功率与转矩111

参考文献117

第6章 增压技术119

6.1 机械增压121

6.2 废气涡轮增压126

6.3 汽油机废气涡轮增压器与缸内直喷的最佳配合130

6.4 用电动增压器实现高压增压133

6.5 复合增压134

参考文献137

第7章 燃油消耗139

参考文献150

第8章 缩小尺寸与压低转速151

8.1 缩小尺寸151

8.2 压低转速153

参考文献154

第9章 废气排放与污染物控制155

9.1 发动机工作中污染物的形成155

9.2 法律规定158

9.3 降低污染物的措施166

参考文献175

第10章 噪声排放177

10.1 法规要求177

10.2 燃烧噪声179

10.2.1 均质GDI与分层GDI之间的比较179

10.2.2 涡流和滚流对燃烧激振的影响180

10.2.3 废气再循环率对燃烧噪声的影响181

10.2.4 工作模式转变的影响182

10.2.5 分层工作模式中怠速工况的优化182

10.2.6 GDI缩小尺寸概念的声学问题183

10.2.7 燃油质量对噪声的影响184

10.3 机械噪声185

10.3.1 爆燃控制系统的优化186

10.3.2 高压燃油分配系统的影响187

参考文献188

第11章 汽油缸内直喷对发动机其他系统的影响191

11.1 点火系统191

11.1.1 火花点火系统191

11.1.2 激光点火199

11.1.3 微波点火203

11.2 活塞204

11.2.1 材料205

11.2.2 制造工艺207

11.2.3 设计与零件强度208

11.3 气门、气门座圈和气门导管211

11.3.1 气门和气门座圈211

11.3.2 缸内直喷汽油机的进气门积炭问题213

11.3.3 气门导管214

11.3.4 轻重量气门214

11.4 现代汽油机的进气系统215

11.4.1 进气系统热力学215

11.4.2 自然吸气式发动机的进气歧管217

11.4.3 增压发动机的进气歧管219

11.4.4 缸内直喷增压汽油机的进气歧管220

11.5 曲轴箱通风221

11.6 空气循环阀225

11.6.1 技术描述225

11.6.2 设计原理与边界条件226

11.6.3 热力学潜力227

11.7 炭罐清污232

11.8 车内辅助加热系统235

11.8.1 引言235

11.8.2 辅助加热系统235

11.8.3 PTC电辅助加热器（空气侧）236

11.8.4 冷却液电加热器238

11.8.5 燃油辅助加热器239

11.8.6 黏液加热器240

11.8.7 废气辅助加热器241

11.8.8 小结和未来预测242

参考文献242

第12章 油电混合动力驱动系统中的汽油缸内直喷247

12.1 引言247

12.2 乘用车混合动力装置247

参考文献254

第13章 燃料与润滑剂257

13.1 汽油燃料257

13.1.1 引言257

13.1.2 一般原则257

13.1.3 汽油燃料成分与汽油燃料混合物259

13.1.4 对汽油燃料的要求所具有的实际意义260

13.1.5 燃油对废气排放的影响265

13.1.6 汽油的生物成分：生物乙醇和乙基叔丁基醚（ETBE）266

13.2 汽油机润滑剂267

13.2.1 润滑剂类型267

13.2.2 发动机油的功能268

13.2.3 对发动机油的要求268

13.2.4 发动机油的成分268

13.2.5 粘度269

13.2.6 基础油270

13.2.7 添加剂271

13.2.8 发动机油的使用性能273

13.2.9 乘用车制造商的燃油和润滑剂规范276

13.2.10 未来展望278

参考文献278

第14章 发动机概念279

14.1 批量概念279

14.1.1 历史279

14.1.2 分层充气概念：壁面导向型和空气导向型燃烧过程281

14.1.3 均质混合概念286

14.1.4 增压概念288

14.1.5 分层充气概念：喷注导向型燃烧过程293

14.2 汽车运动概念及其对系列开发的促进296

14.2.1 引言296

14.2.2 汽车运动中的汽油缸内直喷297

14.2.3 用于勒芒24小时耐力赛的V8缸内直喷双涡轮发动机297

14.2.4 在缸内直喷和涡轮增压的2.0L批量生产发动机上的应用299

14.2.5 赛车缸内直喷发动机与批量生产的缸内直喷发动机的比较300

14.2.6 小结与未来展望301

14.3 二冲程缸内直喷汽油机302

14.3.1 引言302

14.3.2 历史302

14.3.3 批量概念306

14.3.4 应用与未来展望309

参考文献314

第15章 美国、欧洲和日本的汽油缸内直喷技术317

15.1 引言317

15.2 美国、欧洲和日本市场317

15.3 美国、欧洲和日本缸内直喷技术的未来展望319

第16章 未来展望321

参考文献324