本書系統介紹了汽車發動機的工作原理、性能評定以及技術進展情況等內容。每章前設有知識目標與能力目標，每章后附有知識訓練與能力訓練。本書注重理論與實踐的結合， 加強了針對性與應用性，旨在培養學生的技術應用能力。

本書可作為車輛工程、交通運輸、汽車服務工程等應用型本科專業教材，也可作為在上述領域從事科研、設計制造、技術管理等方面工作的科技人員參考用書。

隨著汽車發動機性能研究的深入、結構的不斷改進和電子技術的發展，汽車發動機原理的內容更新和補充也成為必然。本書按照汽車類人才培養目標，針對高等教育注重應用型人才培養的指導思想而編寫。

本教材內容以加強針對性和應用性為原則，緊跟汽車發動機技術不斷發展的形勢，在教學內容現代化方面做了嘗試。例如，汽油機混合氣的形成以電控汽油噴射為主線展開講述，不再涉及化油器形成混合氣的內容，柴油機混合氣的形成增添了柴油機燃料噴射系統的電控技術等方面的內容。每一章的內容我們都融合了汽車發動機近期發展比較成熟的新技術。

本書在講解發動機實際循環的基礎上，介紹了發動機主要性能與工作過程參數之間的內在聯系，分析了影響發動機性能的各種因素，指出了合理使用發動機、提高發動機性能及實現節能減排的基本途徑。本書共9章，包括：工程熱力學基礎、發動機工作循環與性能指標、發動機的換氣過程、燃料與燃燒、汽油機混合氣的形成和燃燒、柴油機混合氣的形成與燃燒、發動機的特性、發動機廢氣渦輪增壓和發動機排放與控制等內容。每章前設有知識目標與能力目標，每章后附有知識訓練與能力訓練。本書注重理論與實踐的結合，旨在培養學生的技術應用能力。

本書可作為高等學校汽車類專業教學用教材，也可供相關人員學習和參考。

本書由山東交通學院陳雯、吳娜任主編。山東交通學院刁立福、郭榮春、張克松、衣豐艷、趙培全等老師對本書的編寫提出了一些寶貴意見并提供了許多幫助。另外，山東交通學院莊彬、崔勝、張宇、劉偉、楊增、王正坤等為本書的資源建設和插圖做了很多有益工作。編寫過程中，參閱了許多作者的文獻資料，在此，對他們表示衷心的感謝。

限于編者水平，書中的錯誤和不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

第1章 工程熱力學基礎 1
1.1 熱功轉換的基礎知識 2
1.1.1 工質的熱力狀態及其基本狀態參數 2
1.1.2 狀態參數坐標圖 3
1.1.3 理想氣體狀態方程式 3
1.1.4 工質的比熱容 4
1.1.5 熱力過程 6
1.2 熱力學第一定律 7
1.2.1 功、熱量和內能 7
1.2.2 封閉系統能量方程式 9
1.2.3 開口系統穩定流動能量方程式與焓 10
1.2.4 熵及溫熵圖 12
1.3 氣體的熱力過程 14
1.3.1 定容過程 14
1.3.2 定壓過程 16
1.3.3 定溫過程 17
1.3.4 絕熱過程 18
1.3.5 多變過程 20
1.4 熱力學第二定律 22
1.4.1 熱力循環與熱效率 23
1.4.2 熱力學第二定律的幾種表述 24
1.4.3 卡諾循環與卡諾定理 24
本章小結 25
第2章 發動機工作循環與性能指標 29
2.1 發動機的理論循環 29
2.1.1 發動機實際工作過程的簡化 29
2.1.2 三種基本的理論循環 30
2.1.3 理論循環的評價指標 31
2.1.4 理論循環的分析和比較 34
2.2 發動機的實際循環 37
2.2.1 實際循環示功圖 37
2.2.2 實際循環過程 38
2.2.3 實際循環與理論循環比較 41
2.3 發動機的指示指標 42
2.3.1 發動機循環指示功 43
2.3.2 發動機指示指標 43
2.4 發動機的有效指標 45
2.4.1 動力性指標 45
2.4.2 經濟性指標 46
2.4.3 強化指標 47
2.5 發動機的環境指標 48
2.5.1 排氣品質 48
2.5.2 噪聲 48
2.5.3 車內空氣污染 48
2.6 機械損失與機械效率 49
2.6.1 機械損失 49
2.6.2 機械效率 49
2.6.3 機械損失的測定 50
2.6.4 影響機械損失與機械效率的
主要因素 51
2.7 發動機的熱平衡 55
2.7.1 發動機所耗燃油的熱量Q1（kJ/h） 55
2.7.2 轉化為有效功的熱量Qe（kJ/h） 55
2.7.3 熱量損失 55
本章小結 57
第3章 發動機的換氣過程 61
3.1 四沖程發動機的換氣過程 61
3.1.1 四沖程發動機的換氣過程 62
3.1.2 換氣損失 64
3.2 四沖程發動機的充氣效率 66
3.2.1 充氣效率 66
3.2.2 影響充氣效率的因素 66
3.3 減少進氣系統的阻力 69
3.3.1 減小進氣門處的阻力 70
3.3.2 減小進氣道和進氣管阻力 76
3.3.3 減小發動機節氣門體部分的阻力 76
3.3.4 減小空氣濾清器的阻力 76
3.4 合理選擇配氣定時 76
3.4.1 合理選擇配氣定時 77
3.4.2 發動機可變配氣定時 78
3.5 進、排氣管的動態效應及進氣管長度 83
3.5.1 進氣管的動態效應 83
3.5.2 可變進氣管 86
3.5.3 慣性可變諧振增壓進氣系統 86
3.5.4 排氣管的動態效應 87
3.6 二沖程發動機的換氣過程 88
3.6.1 二沖程發動機的換氣過程及示功圖 88
3.6.2 掃氣泵 89
3.6.3 換氣系統的基本方案 90
3.6.4 換氣效率的評價 92
3.6.5 影響掃氣效率的因素 93
3.6.6 二沖程發動機的應用 93
本章小結 94
第4章 燃料與燃燒 98
4.1 發動機的燃料及使用特性 98
4.1.1 發動機的燃料 98
4.1.2 燃料的使用特性 100
4.1.3 汽油和柴油性能的差異對發動機
性能的影響 107
4.1.4 醇類燃料 108
4.1.5 氣體燃料 110
4.2 燃料燃燒熱化學 112
4.2.1 燃料完全燃燒的化學反應 112
4.2.2 燃料燃燒時所需的空氣量 113
4.2.3 過量空氣系數與空燃比 114
4.2.4 燃料和可燃混合氣的熱值 115
4.3 燃料燃燒的基本知識 115
4.3.1 自燃與點燃 115
4.3.2 柴油機的低溫多級著火過程 116
4.3.3 汽油機的高溫單級著火過程 116
4.3.4 預混合燃燒和擴散燃燒的比較 117
本章小結 117
第5章 汽油機混合氣的形成和燃燒 120
5.1 概述 121
5.1.1 化油器式汽油機 121
5.1.2 缸外汽油噴射式汽油機 121
5.1.3 缸內汽油噴射式汽油機 122
5.2 發動機各種工況對混合氣的濃度要求 122
5.2.1 穩定工況對混合氣的濃度要求 122
5.2.2 變工況對混合氣的濃度要求 123
5.3 汽油機混合氣的形成 123
5.3.1 缸外汽油噴射式汽油機混合氣
的形成 123
5.3.2 缸內直噴式汽油機混合氣的形成 126
5.3.3 均質壓燃混合氣的形成 127
5.4 汽油機的燃燒室 129
5.4.1 對汽油機燃燒室的要求 130
5.4.2 常用典型燃燒室結構特點 132
5.4.3 其他類型燃燒室 134
5.5 汽油機燃燒過程 138
5.5.1 汽油機的正常燃燒 138
5.5.2 汽油機的不正常燃燒 145
5.5.3 汽油機燃燒過程的影響因素 148
本章小結 152
第6章 柴油機混合氣的形成與燃燒 156
6.1 柴油機的燃燒過程 156
6.1.1 柴油機的燃燒過程 156
6.1.2 燃燒放熱規律 159
6.2 柴油機的燃油噴射與霧化 161
6.2.1 燃油噴射過程 161
6.2.2 燃油的霧化和油束特性 167
6.3 混合氣的形成及燃燒室 168
6.3.1 柴油機混合氣的形成 168
6.3.2 燃燒室 173
6.3.3 燃燒過程的影響因素 181
本章小結 185
第7章 發動機的特性 187
7.1 發動機工況與功率標定 187
7.1.1 發動機工況 187
7.1.2 發動機性能指標與工作過程參數間
的關系 189
7.1.3 發動機標定工況及功率標定 190
7.2 發動機的負荷特性 190
7.2.1 汽油機負荷特性 191
7.2.2 柴油機負荷特性 192
7.2.3 汽油機、柴油機負荷特性曲線比較 193
7.2.4 負荷特性試驗 194
7.3 發動機的速度特性 194
7.3.1 汽油機的速度特性 194
7.3.2 柴油機速度特性 196
7.3.3 汽油機、柴油機速度特性曲線對比 199
7.3.4 發動機扭矩特性 199
7.3.5 使用外特性 201
7.3.6 非穩定工況對外特性的影響 202
7.3.7 速度特性試驗 202
7.4 發動機的萬有特性 203
7.4.1 萬有特性 203
7.4.2 萬有特性的制取 203
7.4.3 萬有特性的應用分析 204
7.4.4 萬有特性試驗 205
7.5 發動機調整特性 205
7.5.1 汽油機調整特性 205
7.5.2 柴油機調整特性 208
7.6 柴油機的調速特性 209
7.6.1 發動機穩定工作原理 209
7.6.2 調速特性 210
7.6.3 調速器的工作指標 215
7.6.4 柴油機調速特性試驗 217
7.7 發動機臺架試驗 217
7.7.1 發動機試驗的分類及相關標準 217
7.7.2 發動機試驗臺簡介 218
7.7.3 發動機功率的測量 219
7.7.4 燃油消耗率的測量 223
7.7.5 發動機功率標定及進氣修正 225
本章小結 226
第8章 發動機廢氣渦輪增壓 231
8.1 發動機增壓概述 231
8.1.1 增壓的定義及衡量指標 231
8.1.2 發動機增壓的結構形式及分類 233
8.2 廢氣渦輪增壓器基本原理 235
8.2.1 離心式壓氣機的工作原理 237
8.2.2 徑流式渦輪機的工作原理 242
8.3 廢氣能量的利用 245
8.3.1 發動機排氣可用能量 245
8.3.2 排氣渦輪增壓系統的基本型式及
能量利用 246
8.4 車用增壓發動機性能 249
8.4.1 渦輪增壓器與柴油機聯合運行的
基本特點 249
8.4.2 增壓發動機在結構上的變動 253
8.4.3 車用增壓發動機性能 254
8.5 汽油機增壓技術 259
本章小結 261
第9章 發動機排放與控制 263
9.1 發動機排放污染物及危害 263
9.2 發動機主要排放污染物的形成機理 265
9.3 汽油機排放污染物的影響因素及控制 266
9.3.1 汽油機排放污染物生成的主要
影響因素 266
9.3.2 汽油機的排放污染物的控制 268
9.4 柴油機排放污染物的影響因素及控制 273
9.4.1 柴油機排放污染物生成的主要
影響因素 273
9.4.2 柴油機的排放污染物的控制 274
9.5 排放測量與排放法規 278
9.5.1 排放測量 278
9.5.2 排放法規 281
本章小結 285
附錄 常用符號表 286

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]