内燃机增压 基础、计算和设计

本书除对内燃机增压技术的理论基础、结构形式、过程仿真、工作特性、冷却等内容进行详尽论述外，还对相继增压、二级增压、与发动机的热力耦合和机械耦合，以及增压技术在车用、船用、固定机械用、航空用发动机上的应用进行了全面介绍，尤其是对增压技术在增加内燃机功率密度、降低油耗、减少排放进而促进发动机小型化的作用进行了详尽分析。本书适合从事增压发动机和相关增压部件研究、设计、开发的工程师阅读使用，也可供大专院校相关专业师生阅读参考。

丛书序
译者的话
前言
中文版前言
编辑的话
符号和缩写
第１章　绪论１
　参考文献３
第２章　增压的定义和目的４ 　
２.１　发动机功率与增压的关系４
　２.２　不同的增压方法概况６
　　２.２.１　产生增压压力的方式６
　　２.２.２　增压器结构形式８
　　２.２.３　发动机工作方式８
　２.３　总结８
第３章　增压的起源９
　３.１　汽油机９
　３.２　柴油机１０
　３.３　航空发动机１２
　３.４　废气涡轮增压的起源１４
　参考文献１８
第４章　增压发动机工作过程理论
基础１９
　４.１　概述１９
　４.２　机械增压２０
　４.３　废气涡轮增压２１
第５章　压气机结构形式和压气机
特性场２５
　５.１　热力学和压缩２５
　５.２　压气机结构形式２９
　　５.２.１　概述２９
　　５.２.２　挤压式压气机３０
　　５.２.３　流动式压气机３５
　参考文献４５
第６章　发动机的压比－容积流量
特性场４６
　６.１　概述４６ 　
６.２　二冲程发动机４８
　６.３　四冲程发动机５０
第７章　增压器与发动机的协同
工作５２
　７.１　动态增压５２
　　７.１.１　相调谐的进气系统５２
　　７.１.２　脉冲增压５５
　７.２　机械增压５６
　　７.２.１　带挤压式压气机的四冲程
发动机５６
　　７.２.２　带流动式压气机的四冲程
发动机６０
　　７.２.３　二冲程发动机６１
　７.３　废气涡轮增压６３
　　７.３.１　废气涡轮增压发动机与
机械增压发动机在运行特性
上的差异６３
　　７.３.２　废气涡轮增压的基本方程６５
　　７.３.３　有效涡轮机截面积的计算６９
　　７.３.４　脉动的涡轮机进气冲击
的影响７５
　　７.３.５　涡轮机特性场７９
　７.４　增压空气冷却的影响８５
　参考文献８８
第８章　发动机工作过程仿真９０
　８.１　概论９０
　８.２　气缸工作过程９１
　８.３　气体交换管路中的状态
变化９７
　　８.３.１　零维和一维模拟９７
　　８.３.２　三维模拟１０２
　８.４　发动机动态运行１０５
　参考文献１０６
第９章　废气涡轮增压的特性１０８ 　
９.１　排气管的影响１０８
　　９.１.１　在不同气缸数及点火间隔下
排气管的连接１０８
　　９.１.２　在脉冲增压和恒压增压情况下
技术上可用的废气能１１２
　　９.１.３　脉冲增压的变型１１８
　９.２　加速特性１２０
　９.３　转矩特性１２４
　参考文献１２７
第１０章　改善废气涡轮增压转矩和
加速特性的措施１２８
　１０.１　输出状态和分类１２８
　１０.２　放气阀１３０ 　
１０.３　可变涡轮机尺寸１３３
　１０.４　可变压气机尺寸１３９
　１０.５　相继增压１４３ 　
１０.６　二级增压１４８
　　１０.６.１　不可调二级增压１４８
　　１０.６.２　可调二级增压１５３
　１０.７　电驱动辅助压气机１５９
　１０.８　机械驱动辅助压气机１６０
　１０.９　电辅助的废气涡轮增压器
（ｅｕＡＴＬ） １６３
　１０.１０　增压空气扫气１６４
　１０.１１　外部压缩空气的供给１６４
　　１０.１１.１　增压空气管路内的
供给１６４
　　１０.１１.２　喷射－辅助１６７
　　１０.１１.３　直接进入气缸１６８
　１０.１２　组合式增压１６９
参考文献１７２
第１１章　基于废气能量利用的特殊
的增压过程１７５
　１１.１　涡轮冷却和米勒工作
过程１７５
　　１１.１.１　涡轮冷却１７５
　　１１.１.２　米勒工作过程１７７
　１１.２　涡轮复合工作过程１８４
　　１１.２.１　概述１８４
　　１１.２.２　中速机１８７
　　１１.２.３　低速机１９１
　　１１.２.４　商用车发动机１９５
　１１.３　超高压比增压过程１９９ 　
１１.４　Ｃｏｍｐｒｅｘ气波增压过程２００
　１１.５　涡轮制动２０５
　参考文献２０８
第１２章　增压空气冷却和增压空气
冷却器２１０
　１２.１　基础２１０ 　
１２.２　增压空气冷却器结构
形式２１４
　　１２.２.１　水冷增压空气冷却器２１４
　　１２.２.２　空气冷却的增压空气
冷却器２１６
　１２.３　增压空气冷却系统２１７
　１２.４　增压空气冷却器中应避免
超过露点２１９ 　
参考文献２２１
第１３章　增压的特殊问题２２２ 　
１３.１　发动机的机械负荷和

热负荷２２２
　１３.２　高海拔地区发动机运行
（高功率） ２２６ 　
１３.３　增压对废气排放的影响２３１
　　１３.３.１　概述２３１
　　１３.３.２　废气再循环２３３
　　１３.３.３　废气后处理系统２３４
　参考文献２３６
第１４章　增压装置的结构特征２３７
　１４.１　概述２３７ 　
１４.２　车用发动机废气涡轮
增压器２３７
　　１４.２.１　基本结构和壳体２３７
　　１４.２.２　转子轴２４２
　　１４.２.３　支承和润滑２４７

自１９７５年迄今，由ＫａｒｌＺｉｎｎｅｒ编著出版了３版的关于内燃机增压的书籍，成为历史久远的关于增压技术的“经典” 的参考文献。而在日常的增压发动机的研究和开发中，当出现增压技术的基础问题时，仍由“Ｚｉｎｎｅｒ”来支撑。
而２７年后的现今出版了第４版。ＫａｒｌＺｉｎｎｅｒ于１９９１年去世了，不是因为由他撰写的增压技术基础不再适用，而是因为自那时起，内燃机行业以及延伸的增压技术已经有了巨大的发展，以至于要求在专业书籍中增加新的成果，补充新的内容。
在大型发动机的增压技术的持续不断的开发过程中，不仅仅是考虑增压，而且在此期间有效热效率可以达到了５５％，尤其是自第３版起，限度地推动了汽车发动机的增压技术的研发，以至于如今商用车和乘用车柴油机实际上几乎都采用了增压技术，而汽油机也越来越多地采用增压。通过小型化，即发动机采用尽可能小的排量以达到所需要的功率，就必须采用相对比较高的增压，由此可以在乘用车发动机方面不断地降低油耗和ＣＯ２排放。新的增压技术的应用，尤其是可调二级增压，在提高效率和功率密度的同时，也能满足自第３版出版时起实施的严厉的排放法规。因为在此期间，大型发动机总能满足越来越严格的环保要求，因此，应该是无条件地保持高效率，甚至还要提高效率，但如今，这类发动机也在开发二级增压系统。相应地，在手头的新版本中，除了增压基础外，也介绍这些新的增压技术和增压策略，并以实例来阐述它们对油耗和排放的影响。
这本书的第４版同样主要是面向那些从事增压发动机和相关增压部件的研究、设计、开发的工程师们，但同样适合于机械制造和汽车技术专业的学生以及所有那些想深化内燃机构造中这个重要而有兴趣的领域的知识的人们。
我编著这个新版本，是出于我个人对伟大的Ｚｉｎｎｅｒ教授的尊敬。当我１９６８年在奥格斯堡（Ａｕｇｓｂｕｒｇ） 的ＭＡＮ公司作为年轻的发动机研发工程师时认识了Ｚｉｎｎｅｒ教授并在他的领导下工作。当时，我也担任他在慕尼黑工业大学开设的增压技术课程的一个学期的助教。参考这个课程的底稿，Ｚｉｎｎｅｒ教授撰写了这本书的第１版。谁去过Ｚｉｎｎｅｒ的学校，就可以从他那儿学到许多专业的和许多重要的、作为工程师和领导所具备的能力。对于后者而言，他总是给他的助教们足够的自由空间去发展他们自己的想法，指出其不足之处，并又容易被●●●●● 内燃机增压———基础、计算和设计Ⅷ　接受。这些持续有效的经验在我作为柏林工业大学教师时也一直伴随着我，在我自己开设的增压技术课程中自然也依仗“Ｚｉｎｎｅｒ”。
在此，我想感谢Ｓｐｒｉｎｇｅｒ出版社，是他们授权我编著新的版本，我也感谢所有专业文献的作者以及他们的公司转让有实用价值的图片材料。书中各种图片都标出了来源和出处，而没有标出来源和出处的图片要么是作者自己的制作，要么取自第３版。
赫尔穆特·普赫柏林２０１２年２月