汽车动力总成现代技术

本书总结了汽车发展的历史，并根据汽车发展对社会及国民经济发展的重要作用，以及社会环境对汽车发展的要求，阐述了汽车动力传动系统匹配技术的必要性和重要意义。在此基础上，作者着重阐述了内燃机原理与设计、内燃机现代研究与方法、动力总成的未来之路等内容。

韩维建博士现任美国福特汽车公司亚太区研究与先进工程主管。自从1995年加入福特以来，在中国、泰国、印度、菲律宾和越南等国家，他组织和领导了众多的研究和技术项目，代表福特汽车公司参与由世界银行、亚洲发展银行资助的“亚洲清洁空气行动”。他在交通可持续发展系统分析、汽车轻量化、环境、能源、道路交通安全、政策制定、以及产学研结合等诸多领域都具有丰富的经验和研究成果。韩博士自2011年以来担任国际汽车工程师协会工程会议理事会成员。韩维建博士在俄克拉菏马州的塔尔萨大学获得机械工程博士学位（1997）和工程管理硕士学位（1990），他在四川大学获得金属材料工程的学士学位（1983）。他目前是上海交通大学的兼职博士导师，并在清华大学和重庆大学联合指导博士生。韩维建博士在2001年4月获太平洋地区经济理事会环境银奖，2002年9月获云南省国际合作类科技进步奖，2011年南京航天航空大学校长国际合作奖，2013年福特中国大使奖。韩博士在能源经济、生命周期分析、汽车排放控制技术和可替代能源技术等领域，发表和发布国际性论文、演讲、讲座等逾80篇次。

目　　录丛书总序自序推荐序前言章　动力总成综述1　节　动力总成的定义与构成2　第二节　动力总成的发展简史3　第三节　动力总成的功能、要求与未来趋势10第二章　内燃机原理与设计13　节　内燃机性能指标与参数13　　一、指示性能指标14　　二、有效性能指标16　　三、强化程度指标19　　四、经济性指标21　　五、排放性能指标21　第二节　内燃机性能指标强化与改善26　第三节　内燃机原理简介28　　一、内燃机理论循环28　　二、内燃机实际循环32　第四节　内燃机热平衡与能量管理37　第五节　内燃机曲柄连杆机构运动学与受力分析43　　一、曲柄连杆机构运动学43　　二、曲柄连杆机构的受力分析51第三章　内燃机现代研究与方法56　节　内燃机燃烧概述57　　一、汽油机燃烧过程分析58　　二、不正常燃烧现象60　　三、燃烧速度62　　四、先进汽油机燃烧技术62　第二节　材料与制造概述63　　一、铝合金64　　二、镁合金65　　三、钛合金65　　四、汽缸盖材料研究66　第三节　CAE方法与应用69　　一、CAE与内燃机70　　二、内燃机工程CAE分析的常见种类71　　三、内燃机工程CAE分析的具体应用73第四章　动力总成的未来之路83　节　动力总成与能源和环境83　第二节　新能源动力总成路线探讨与生命周期评价88　　一、汽车动力总成技术中“新能源”的概念和发展88　　二、生命周期评价的方法学92　　三、替代燃料和新能源动力总成的生命周期评价：以温室气体排放为例94　第三节　新型动力总成：从实验室到真实世界111　第四节　愿景与展望114参考文献118

前　　言作为汽车专业研究生的阅读材料，本教材将集中介绍汽车，特别是乘用车动力总成的历史沿革、原理构造、设计方法，以及所依托的先进理论与分析手段。 与国内传统教材相比，本教材在众多前辈工作的基础上，以汽车动力总成的功能描述为出发点，进而解释内燃机的关键性能指标、原理、设计方法，再通过介绍相关基础学科与开发方法，力图建立一幅动力总成的技术全景图。鉴于作者知识所限，本教材以汽油机为主，介绍了内燃机的主要性能参数，继而引出内燃机的工作原理，以及相应的设计理念与方法。此外，本教材亦试图通过能源、经济与环境等社会因素的分析，解释汽车动力总成的历史、现状与未来之路。同时，本教材通过总结理论知识，并结合若干工程应用，简单阐述了理论在工程实践中的应用。 本教材并不打算在具体的工程技术细节方面花费过多笔墨。关于这些内容，相信读者一定可以找到相关书籍，并且在实践当中不断深化认识与应用。之所以如此安排，是希望理工科学生在专注研究工程技术的同时，能够从宏观层次来理解动力总成这一人类历史的重要发明。21世纪，不但需要工程师，更加需要具备工程、经济、社会等综合视野的人才。本教材的目的在于抛砖引玉，为汽车相关专业研究生、工程师，以及从业人员开拓思路，提供帮助。 人类社会的进步离不开对历史的记录与学习，本教材的编写也离不开前人的工作与铺垫。在此，作者谨向那些为本教材提供参考与素材的专家与同行，致以诚挚的谢意！ 张　亮