本書由五個部分構(gòu)成，第壹部分首先對柴油機的發(fā)展歷史作了簡要介紹，然后介紹了柴油機基本原理，包括增壓系統(tǒng)、柴油機燃燒、燃油和噴油系統(tǒng)。第二部分到第四部分介紹了柴油機一些部件的負(fù)荷和設(shè)計、柴油機運轉(zhuǎn)，柴油機造成的污染以及為了減少污染而采取措施的重要性。第五部分介紹了柴油機全系列產(chǎn)品，從小型單缸柴油機一直到大型低速兩沖程柴油機。附錄列出了柴油機重要的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。
“這種機器注定會使發(fā)動機工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)徹底的革命并取代現(xiàn)有的一切” （摘自魯?shù)婪颉さ屹悹栍冢保福梗材辏保霸拢踩战o出版商朱利葉斯·斯普林格的一封信）。
當(dāng)然，狄賽爾陳述的目標(biāo)不太可能按字面實現(xiàn)。即便如此，柴油機的確使動力系統(tǒng)實現(xiàn)了革命性的變化。本手冊評述了柴油機工程技術(shù)的目前狀況。想想１００多年前，魯?shù)婪颉さ屹悹枌⑺麑釞C的合理構(gòu)思變成現(xiàn)實這一重要事件，自然萌發(fā)了出版一本柴油機手冊的強烈愿望。１８９２年，魯?shù)婪蛱岢霾裼蜋C的專利申請，并于次年開始了他的發(fā)動機的開發(fā)工作。在等待了４個年頭之后，于１８９７年６月，德國工程師學(xué)會在卡塞爾大會上為他提供了一個向公眾展示他的發(fā)動機的平臺。此后不久，該發(fā)動機就以它的天才發(fā)明者的名字命名了。
本手冊不僅適用于柴油機專業(yè)人員，而且也適用于具有基本工程知識或至少對技術(shù)感興趣的“柴油機外行”。此外，該手冊還有助于希望直接、全面、可靠地了解柴油機工程技術(shù)及其開發(fā)現(xiàn)狀的學(xué)生。
這些目標(biāo)通過手冊的五部分結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)。第一部分簡單地介紹了柴油機歷史，接著介紹基礎(chǔ)知識，其中包括增壓系統(tǒng)、柴油機燃燒、燃料及現(xiàn)代噴射系統(tǒng)；第二部分至第四部分涉及所選擇的零件的負(fù)荷和設(shè)計、柴油機工作過程、柴油機污染物及降低污染物排放的重要措施；第五部分展示了從小型單缸柴油機到大型低速二沖程柴油機的整個系列的發(fā)動機。
最近２０年來，用于道路和非道路用途的柴油機，作為經(jīng)濟、清潔、大功率和方便使用的動力裝置的發(fā)展日新月異。由于石油儲量的限制和對氣候變化預(yù)測的研究，開發(fā)工作的焦點繼續(xù)集中在降低燃油消耗和利用替代燃料，同時盡可能地使排氣清潔，并進一步提高柴油機的功率密度和運行性能。開發(fā)工作的方向是滿足基本的法定條件，滿足客戶需求以及提高與汽油機的競爭力（最后這一點也很重要，因為汽油機在許多領(lǐng)域仍被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的車用發(fā)動機）。
本手冊考慮到了對所涉及的主題的詳略加以權(quán)衡。除了利用新型燃燒系統(tǒng)和新燃料來降低廢氣排放的發(fā)動機機內(nèi)凈化措施外， “排氣后處理” 部分值得特別詳細介紹。２０世紀(jì)９０年代在乘用車領(lǐng)域作為標(biāo)準(zhǔn)件使用的氧化催化轉(zhuǎn)換器將很快不再能滿足大氣保護法的安裝要求；顆粒過濾器和氮氧化物還原系統(tǒng)（如選擇性催化還原和存儲式催化還原）已經(jīng)變成標(biāo)準(zhǔn)配置。
新型燃燒系統(tǒng)的預(yù)混、均質(zhì)燃燒的比例通常比擴散燃燒更大。為了提高功率輸出，增加了最高氣缸壓力以及隨著制動平均有效壓力的增長需要限制負(fù)荷的增加，需要對增壓技術(shù)進行進一步的改進。本手冊對新型燃燒系統(tǒng)與增壓系統(tǒng)的改進給予了同樣的關(guān)注。當(dāng)２０世紀(jì)９０年代末，汽車領(lǐng)域從間接噴射轉(zhuǎn)向直接噴射的時候，共軌噴油系統(tǒng)作為最佳噴油系統(tǒng)迅速出現(xiàn)，并于新千年伊始逐漸（最初僅僅為試用）用于大型柴油機。實際上，在各種排量的柴油機上，共軌系統(tǒng)現(xiàn)在都是標(biāo)準(zhǔn)配置。因此，為了反映當(dāng)前正在進行的而并非已經(jīng)結(jié)束的新發(fā)展，本手冊詳細介紹了不同的結(jié)構(gòu)形式，如采用電磁式噴油器或采用壓電式噴油器的共軌噴油系統(tǒng)。同樣，對實現(xiàn)發(fā)動機控制過程的多種可選方案的電子控制也給出足夠的篇幅進行介紹。
為了能夠滿足對本柴油機手冊的期望和要求，我們不僅參考了應(yīng)用型大學(xué)和綜合性大學(xué)的教授們的研究成果，而且還得到了來自發(fā)動機行業(yè)的杰出工程師們的密切合作。狄賽爾的發(fā)明本身就是以當(dāng)時的工程為基礎(chǔ)的，而在狄賽爾時代之后，在發(fā)動機研究方面，在理論與實踐之間，在學(xué)術(shù)界與工業(yè)界之間仍然保持著特別緊密的聯(lián)系。
在一代又一代的工程師們、科學(xué)家們和研究人員以及教授們的辛勤工作下，柴油機繼續(xù)保持著效率最高的內(nèi)燃機的地位，并且已經(jīng)發(fā)展成一種先進的高科技產(chǎn)品。
我們真誠地感謝所有的作者———他們或許是工作在需要有無私奉獻精神的行業(yè)的專家，或許是工作在輕松創(chuàng)意的時代早已成為過去式的學(xué)術(shù)界的我們的同行。感謝他們給予的密切合作；感謝他們對我們的理念的理解與認(rèn)同；感謝他們給出了許多富有成效的論述。我們還要真誠地感謝允許它們的員工參與我們的工作，協(xié)助完成文字和主要示圖的編輯以及提供材料的公司。我們還應(yīng)感謝公司和研究所的許多助手，沒有他們的貢獻，這樣的一本內(nèi)容寬泛的手冊稿件絕不會完成。
特別感謝羅伯特· 博世（ＲｏｂｅｒｔＢｏｓｃｈＧｍｂＨ） 的狄賽爾系統(tǒng)分公司（ＤｉｅｓｅｌＳｙｓｔｅｍｓＤｉｖｉｓｉｏｎ），是它給予技術(shù)和資金上的支持，使從一開始就能廣泛地開展工作成為可能。
盡管有時是忙碌的節(jié)奏和大量額外的工作，但編輯們極度享受他們與作者、出版商和所有的其他合作者之間的密切合作所帶來的快樂。
�。耍欤幔酰螅停铮欤欤澹睿瑁幔酰澹颍龋澹欤恚酰簦裕螅悖琚iｋｅ２００９年９月我的發(fā)動機將繼續(xù)取得巨大進展…… （摘自魯?shù)婪颉さ屹悹枺保福梗的辏吩拢橙战o他的妻子的信）
譯者的話
前言
第一部分 柴油機工作循環(huán)
第１章 柴油機的發(fā)展史和
基本原理３
１.１ 柴油機的發(fā)展史３
１.２ 發(fā)動機工程基礎(chǔ)１１
１.２.１ 簡述１１
�。�.２.２ 基本工程數(shù)據(jù)１１
�。�.２.３ 發(fā)動機燃燒１３
１.２.４ 熱力學(xué)原理１５
�。�.２.５ 柴油機的工作過程１８
�。�.３ 燃燒循環(huán)模擬２４
１.３.１ 簡述２４
�。�.３.２ 發(fā)動機工作過程模擬的
熱力學(xué)基礎(chǔ)２５
�。�.３.３ 發(fā)動機工作過程模擬應(yīng)用的
典型實例３２
１.３.４ 發(fā)動機工作過程模擬領(lǐng)域未來的
研究和發(fā)展３６
參考文獻３７
第２章 換氣和增壓３９
�。�.１ 換氣３９
�。�.１.１ 簡述３９
２.１.２ 四沖程循環(huán)４０
�。�.１.３ 二沖程循環(huán)４６
�。�.２ 柴油機增壓４８
２.２.１ 簡述４８
�。�.２.２ 發(fā)動機和增壓器的
相互影響５０
�。�.２.３ 廢氣渦輪增壓５３
２.２.４ 廢氣渦輪增壓的
特殊形式６７
�。�.２.５ 壓力波增壓（氣波
增壓） ７２
�。�.２.６ 機械增壓７３
２.３ 程控?fù)Q氣模擬７３
參考文獻７６
第３章 柴油機燃燒７７
�。�.１ 混合氣的形成和燃燒７７
�。�.１.１ 混合氣的形成和
燃燒特點７７
３.１.２ 混合氣的形成７９
�。�.１.３ 著火和著火延遲期８４
�。�.１.４ 燃燒和放熱率８６
�。�.１.５ 污染物８７
３.２ 設(shè)計特點８９
�。�.２.１ 燃燒室設(shè)計８９
�。�.２.２ 噴嘴結(jié)構(gòu)９０
３.２.３ 廢氣再循環(huán)與降低
燃燒溫度９１
�。�.２.４ 增壓的影響９２
�。�.３ 替代燃燒過程９３
３.４ 噴油特性和放熱率的
過程模擬９５
參考文獻９６
第４章 燃料９７
�。�.１ 汽車用柴油９７
�。�.１.１ 簡述９７
４.１.２ 可獲得性９８
�。�.１.３ 生產(chǎn)９８
�。�.１.４ 成分１０２
�。�.１.５ 柴油添加劑１０４
４.１.６ 質(zhì)量要求１０７
�。�.１.７ 燃料標(biāo)準(zhǔn)１０８
４.１.８ 基本參數(shù)和試驗方法１１０
�。�.１.９ 未來的發(fā)展趨勢１１８
�。�.２ 替代燃料１１９
４.２.１ 簡述１１９
�。�.２.２ 液體燃料１２２
�。�.２.３ 氣體燃料１２４
４.２.４ 合成燃料１２５
�。�.２.５ 生命周期評價１３０
�。�.２.６ 新的燃燒系統(tǒng)１３０
�。�.２.７ 結(jié)論１３１
４.３ 使用重油的船用和固定發(fā)動
機的運行１３２
�。�.３.１ 重油１３２
�。�.３.２ 重油的處理１３４
４.３.３ 重油發(fā)動機的特點１３６
�。�.３.４ 重油發(fā)動機的運行性能１４０
�。�.３.５ 重油發(fā)動機的潤滑油１４３
４.４ 氣體燃料和氣體
燃料發(fā)動機１４４
�。�.４.１ 歷史回顧１４４
�。�.４.２ 氣體燃料及其參數(shù)１４４
４.４.３ 燃氣發(fā)動機的
定義和描述１４８
�。�.４.４ 混合氣的形成和點燃１５２
�。�.４.５ 燃氣發(fā)動機的排放１５５
參考文獻１５８
第５章 燃油噴射系統(tǒng)１６０
�。�.１ 噴射流體力學(xué)１６０
５.１.１ 燃料狀態(tài)方程１６０
�。�.１.２ 建模、模擬與設(shè)計１６１
５.２ 噴嘴和噴油器體１６５
�。�.２.１ 噴嘴１６６
５.２.２ 噴油器體和噴嘴噴
油器體總成１７１
�。�.３ 噴射系統(tǒng)１７２
�。�.３.１ 基本功能１７２
５.３.２ 直列泵１７８
�。�.３.３ 分配泵１８０
�。�.３.４ 單柱塞泵系統(tǒng)１８２
５.３.５ 共軌系統(tǒng)１８４
�。�.３.６ 大型柴油機的噴射系統(tǒng)２０６
�。�.４ 噴射系統(tǒng)計量２１３
�。�.４.１ 測量原理及其應(yīng)用２１３
５.４.２ 計量要求２１５
�。�.４.３ 噴油器測試２１６
參考文獻２１７
第６章 燃油噴射控制系統(tǒng)２２０
�。�.１ 機械控制２２０
６.１.１ 機械調(diào)速器的功能２２０
�。�.１.２ 機械調(diào)速器的
設(shè)計２２０
�。�.２ 電子控制２２２
６.２.１ 控制單元系統(tǒng)概述２２２
�。�.２.２ 組裝和連接技術(shù)２２５
�。�.２.３ 數(shù)字中央處理單元２２５
６.２.４ 輸入和輸出電路２２６
�。�.２.５ 功能和軟件２２６
�。�.３ 傳感器２３２
�。�.４ 診斷２３５
６.４.１ 在行駛過程中的診斷２３６
�。�.４.２ 車載診斷系統(tǒng)（ＯＢＤ） ２３６
�。�.４.３ 維修診斷
（修理廠診斷） ２３７
６.５ 應(yīng)用工程２３８
�。�.５.１ 應(yīng)用工程的意義２３８
�。�.５.２ 應(yīng)用工程系統(tǒng)２３９
�。�.５.３ 應(yīng)用工程過程和方法２４０
參考文獻２４１
第二部分 柴油機過程
第７章 發(fā)動機零件載荷分析２４５
�。�.１ 零件的機械載荷和
熱載荷２４５
７.１.１ 零件的機械載荷２４５
�。�.１.２ 零件的應(yīng)力２４７
�。�.１.３ 零件應(yīng)力分析２５２
�。�.１.４ 柴油機零件的典型破壞２５３
７.２ 發(fā)
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