柴油机构造与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:杨贺军,毛必显

出品人:

页数:184

译者:

出版时间:2009-2

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787113096427

丛书系列:

图书标签:

• 柴油机
• 内燃机
• 机械工程
• 汽车工程
• 动力工程
• 发动机
• 柴油发动机
• 工程技术
• 机械设计
• 应用技术

柴油发动机的奥秘：从基础到精进 一、 开启动力之门：柴油机的基本原理与组成 柴油机，作为一种高效、可靠的内燃机，在工业、交通运输乃至农业领域扮演着举足轻重的角色。其核心魅力在于利用柴油在高温高压下自燃的特性，将化学能转化为机械能。要深入理解柴油机的运作，首先需要掌握其基本工作循环。 柴油机采用的是四冲程循环，即进气、压缩、做功和排气。 进气冲程： 活塞向下运动，进气门打开，新鲜的空气被吸入气缸。与汽油机不同，柴油机在进气冲程时不吸入燃油，只吸入纯空气。 压缩冲程： 活塞向上运动，进气门关闭，气缸内的空气被急剧压缩。随着压缩比的不断提高，空气温度也随之急剧升高，远超柴油的自燃点。 做功冲程（燃烧冲程）： 当活塞到达上止点附近时，高压燃油喷射系统将柴油以极细微的雾状喷入高温高压的空气中。柴油遇热迅速自燃，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，从而对外输出动力。这是柴油机产生能量的关键阶段。 排气冲程： 活塞再次向上运动，排气门打开，燃烧产生的废气被排出气缸。 理解了这个基本循环，我们就能更好地认识柴油机的各个核心部件： 气缸体： 柴油机的心脏，容纳活塞运动并形成燃烧室。其结构强度和散热性能至关重要。 活塞： 在气缸内往复运动，将燃烧产生的力传递给连杆，进而驱动曲轴。活塞的密封性能直接影响发动机的效率和寿命。 连杆： 连接活塞和曲轴，将活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动。 曲轴： 柴油机的“灵魂”，将连杆传递的动力转化为旋转动力，并通过飞轮储存能量。 气门机构： 包括气门、气门弹簧、气门导管、气门座等，控制进气门和排气门的开启与关闭，实现气缸内气体交换。 燃油供给系统： 这是柴油机区别于汽油机的关键所在。它包括燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、高压油泵、喷油器等。其核心在于能够将柴油精确地按时、按量、以雾状喷入气缸。 高压油泵： 柴油机特有的部件，负责将燃油加压至极高的压力，以便雾化喷射。 喷油器： 将高压柴油以极细的雾状喷入气缸，是燃烧效率的关键。 润滑系统： 为运动部件提供润滑，减少磨损，降低摩擦，同时起到冷却作用。 冷却系统： 散发燃烧产生的热量，维持发动机在适宜的温度范围内工作，防止过热损坏。 进排气系统： 负责将新鲜空气送入气缸，并将燃烧后的废气排出。 二、 燃烧的艺术：柴油机的关键技术与优化 柴油机的性能和效率在很大程度上取决于燃烧过程的控制。精确的燃油喷射、良好的空气与燃油混合以及高效的燃烧是提升柴油机性能的核心。 燃油喷射技术： 直喷式（DI - Direct Injection）： 燃油直接喷入燃烧室，结构相对简单，但对喷射压力和雾化要求极高。 间接喷射式（IDI - Indirect Injection）： 燃油先喷入预燃室或涡流室，再进入主燃烧室燃烧。这种方式对喷射压力要求较低，燃烧噪音较小，但效率相对较低。 高压共轨（Common Rail）技术： 这是现代柴油机最核心的燃油喷射技术之一。它将高压油泵、油轨和电子控制喷油器集成在一起，使得燃油压力可以独立于发动机转速和负荷进行精确控制。通过电控单元（ECU）对喷油器进行毫秒级的精确控制，可以实现多次喷射、可变喷射时间和喷射量的精细调节，从而大幅提升燃油经济性、降低排放并改善 NVH（噪声、振动和声振粗糙度）。 电控单元（ECU）： 现代柴油机的大脑，通过传感器收集发动机运行数据（如转速、负荷、温度、空气流量等），并根据预设的程序和算法，精确控制高压油泵的供油量以及喷油器的喷油时间和喷油量，实现对燃烧过程的最佳控制。 进气系统优化： 增压技术（Turbocharging / Supercharging）： 通过涡轮增压器或机械增压器，强制将更多空气压入气缸，提高气缸的充气效率，从而增加柴油机的功率和扭矩输出。这对于提升柴油机在高原、高海拔地区的性能尤为重要。 中冷器（Intercooler）： 增压后的空气温度会升高，通过中冷器对增压空气进行冷却，可以提高空气密度，进一步增加进入气缸的空气量，提升燃烧效率并降低爆震风险。 可变截面涡轮增压器（VGT - Variable Geometry Turbocharger）： 通过改变涡轮叶片的角度来调整废气流速，从而在不同发动机转速下都能获得最佳的增压效果，改善低速扭矩和响应性。 排放控制技术： 随着环保法规日益严格，柴油机的排放控制成为技术发展的重中之重。 废气再循环（EGR - Exhaust Gas Recirculation）： 将一部分废气重新引入进气系统，降低燃烧温度，从而减少氮氧化物（NOx）的生成。 柴油机颗粒捕集器（DPF - Diesel Particulate Filter）： 通过物理过滤的方式捕集柴油燃烧产生的颗粒物（PM），并定期进行再生（燃烧掉捕集的颗粒）以恢复其过滤能力。 选择性催化还原（SCR - Selective Catalytic Reduction）： 在排气系统中喷射尿素溶液（AdBlue），尿素分解产生的氨气与废气中的氮氧化物在催化剂作用下反应生成无害的氮气和水，是降低 NOx 的有效手段。 三、 柴油机的应用领域与发展趋势 柴油机的强大动力、高扭矩以及良好的燃油经济性，使其在多个领域展现出独特的优势。 重型车辆： 卡车、巴士、工程机械等。柴油机强大的扭矩输出能够轻松应对重载运输和恶劣工况。 船舶： 大型船舶的推进动力。柴油机能够提供持久且强劲的动力，满足远洋航行的需求。 发电机组： 作为备用电源或独立电源。柴油发电机组因其可靠性和启动速度快，在工业、通信、医院等领域广泛应用。 农业机械： 拖拉机、联合收割机等。柴油机的高扭矩和低转速特性使其非常适合农田作业。 部分乘用车： 尽管面临挑战，但在一些地区和特定车型中，柴油发动机仍因其燃油经济性而受到青睐。 展望未来，柴油机的技术发展呈现出以下趋势： 更严格的排放标准： 各国对柴油机的排放要求将持续提高，推动更先进的排放后处理技术的发展。 智能化与电控化： ECU 的作用将更加突出，发动机的运行将更加智能化和精细化，实现更优的性能和更低的油耗。 混合动力技术： 柴油发动机与电动机的结合，将能够更好地发挥各自优势，进一步提升燃油经济性和降低排放。 新材料与新工艺的应用： 减轻发动机重量，提高其耐磨性和散热性能。 替代燃料的研究： 对生物柴油、合成柴油等清洁燃料的应用研究也在持续进行。 柴油机作为一项成熟且重要的动力技术，其在保证能源效率和动力输出方面的作用仍然不可替代。通过不断的技术革新和优化，柴油机将继续在未来的能源领域中扮演重要的角色，为工业发展和社会进步提供源源不断的动力。

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我是一名船用机械维护工程师，这本书对我来说，更像是一本工具手册，尤其是在处理一些老旧、但依然在服役的主机故障诊断时。书中关于“高压油泵-喷油器”系统的章节内容极其详尽，远不止教科书上那种浅尝辄止的介绍。它深入探讨了机械泵控系统和电控系统在响应延迟、同步精度上的差异，以及这些差异如何直接导致不同故障现象的发生。我记得上次遇到一个低温启动困难的问题，经过对比书中关于“低温喷射雾化不良”的描述，结合我们主机实际的预热时间和油温数据，很快就锁定了问题可能出在预热循环控制逻辑上，而不是单纯的喷油压力不足。书中对于各种传感器信号异常与对应故障的映射关系列表，简直是排故时的“速查表”。这种以解决实际工程难题为导向的编排结构，体现了作者深厚的现场经验，而非纯粹的学术理论堆砌。

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这本《柴油机构造与应用》的封面设计得相当有特色，那种深沉的工业蓝配上烫金的字体，初看就给人一种专业、严谨的感觉。我当初买它，是冲着它在行业内的口碑去的，毕竟在柴油机领域，技术迭代快，资料的时效性和准确性非常关键。拿到书后，最先吸引我的是它的绪论部分，作者对柴油机发展史的梳理非常到位，从早期的粗犷到现代高压共轨的精细化控制，脉络清晰，让人对这项核心动力技术有一个宏观的认识。特别是书中对不同代际发动机性能提升的对比分析，数据详实，图表制作精良，远超我之前读过的任何一本同类书籍。我尤其喜欢它对不同应用场景下，发动机匹配逻辑的探讨，比如在重型卡车、船舶动力以及发电机组中，同一款发动机平台如何通过调整喷射规律和增压策略来达到最佳效率与排放平衡。这种理论与实践紧密结合的叙事方式，极大地提高了阅读的趣味性和实用性。这本书的版式设计也值得称赞，章节间的过渡自然流畅，关键公式和原理推导部分都有专门的留白和强调，即便是初学者也能快速抓住重点。

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坦率地说，我原本以为这本厚厚的专业书读起来会像啃硬骨头一样乏味，毕竟涉及内燃机这种传统工业领域。但令我惊喜的是，作者在描述现代柴油机技术，特别是SCR（选择性催化还原）和DPF（柴油颗粒物过滤器）等后处理系统集成时，展现出了一种面向未来的视野。他没有把它们看作是附加的“负担”，而是将之视为柴油机系统整体效率优化的组成部分。书中对“协同控制”的论述非常精彩，例如如何根据DPF的再生需求来动态调整喷油正时和增压压力，以确保在满足排放法规的同时，不对发动机的扭矩输出和燃油经济性产生过大的负面影响。这种跨系统集成的思维模式，在很多传统的机械教材中是看不到的，它引导我跳出了单纯关注“动力产生”的局限，开始用一个更广阔的“排放-性能-经济性”的三角平衡去看待整个柴油动力系统的设计与维护。

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说实话，我是一名机械设计专业的大四学生，这本书对我来说简直就是一本“救命稻草”。我们课程里关于燃烧室几何形状对燃烧效率影响的章节总是让我头疼不已，那些复杂的流体力学和热力学计算公式堆在一起，简直像天书。但是，这本书的解读角度非常巧妙，它没有直接抛出枯燥的数学模型，而是先从实际的活塞顶形状——比如凹面、平面对不同工况下的燃油雾化和混合气形成过程进行直观的剖析。书中配有大量高清晰度的剖面图和动态模拟示意图（虽然是静态印刷品，但给人的感觉就像是动态展示），让我瞬间理解了为什么偏置式进气道能改善滚流，以及高压缩比是如何在保证爆震控制的前提下提升热效率的。更重要的是，它在讲解完理论后，立刻给出了工程上的应用案例，比如如何通过CFD模拟优化燃烧室设计，并对比了欧VI标准下主流厂商的解决方案，这对于我们准备毕业设计找工作非常有帮助，感觉自己一下子拉近了与工业前沿的距离。

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这本书的参考文献和索引部分处理得极其规范和专业，这对我这种需要进行深度研究的工程师来说至关重要。很多深度技术资料往往依赖于原始论文和专利文件，这本书在关键理论阐述后，都会清晰地标注出引用的标准或研究机构，这为我后续追踪技术的源头提供了极大的便利。我特别欣赏它在材料科学方面的引入，比如对新型高强度钢在曲轴和连杆中的应用分析，以及耐高温陶瓷涂层在活塞顶的应用，这些内容超越了传统的热力学范畴，触及到了前沿的材料工程。它不像很多国内教材那样只翻译或引用国外的旧有标准，而是结合了国际主流市场的最新法规和技术趋势，提供了一个全球化的视角。整体阅读下来，感觉这不是一本孤立的技术书籍，而是一份连接了基础原理、工程实践、材料科学以及未来环保趋势的综合性智库。

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