译者的话

前言

编辑的话

缩略语

第1章汽车发展历史1

1.1早期汽车史1

1.2汽车技术的先驱者3

1.3罗伯特·博世（Robert Bosch）的

毕生事业7

第2章汽油机的基本原理9

2.1工作原理9

2.1.1四冲程循环9

2.1.2工作过程：换气和燃烧10

2.1.3过量空气系数和废气排放11

2.1.4混合气形成13

2.1.5点火和点燃14

2.2气缸充气14

2.2.1组成部分14

2.2.2充量更换15

2.2.3充气控制16

2.2.4充量数据采集和混合气

调节19

2.2.5燃油20

2.3燃烧22

2.3.1紊流预混合燃烧22

2.3.2紊流预混合部分扩散燃烧23

2.3.3均质自行着火（均质

压燃）24

2.3.4不规则燃烧24

2.4转矩、功率和燃油耗26

2.4.1动力总成的转矩26

2.4.2特性参数的定义26

2.4.3特性曲线29

2.4.4比燃油耗30

2.5热力学基本原理：分析和模拟

计算31

2.5.1系统考察和定义31

2.5.2能量平衡31

2.5.3压力曲线分析32

2.5.4工作循环计算35

2.5.5一维（1D）模拟计算35

2.5.6三维（3D）模拟计算36

2.6效率38

2.6.1理想循环和损失分配39

2.6.2效率优化技术42

2.7内燃机测量技术46

2.7.1测量技术46

2.7.2压力指示46

2.8实际使用燃油耗46

2.8.1有利于降低燃油耗的因素47

2.8.2不利于降低燃油耗的因素47

第3章燃油供应49

3.1引言和概述49

3.1.1进气道喷射的燃油输送49

3.1.2汽油机缸内直接喷射的燃油

输送53

3.2燃油输送部件54

3.2.1电动燃油泵54

3.2.2输油模块57

3.2.3汽油滤清器57

3.2.4燃油压力调节器60

3.2.5燃油压力阻尼器60

3.3燃油蒸气回收系统和燃油箱

通风61

3.3.1燃油蒸气的产生61

3.3.2结构和工作原理61

3.3.3进一步的要求62

3.4汽油机燃料63

3.4.1概述63

3.4.2常规燃油65

3.4.3物理-化学特性68

3.4.4气体燃料71

目录●●●●●●●●●●汽油机管理系统——控制、调节和监测第4章进气控制73

4.1发动机功率的电子控制73

4.1.1任务和工作原理73

4.1.2电子加速踏板系统的电动

节气门总成74

4.1.3加速踏板模块75

4.1.4电子控制发动机功率的监测

方案76

4.2动力学增压77

4.2.1振荡进气管增压77

4.2.2谐振增压78

4.2.3可变进气管参数78

4.2.4振荡进气管系统79

4.2.5谐振进气管系统79

4.2.6谐振与振荡进气管组合

系统79

4.3可变气门控制80

4.3.1考察气门的可变性80

4.3.2可转换杯形挺柱81

4.3.3可转换支承挺柱82

4.3.4可转换摇臂82

4.3.5滑动凸轮系统83

4.3.6凸轮轴相位调节器84

4.3.7全可变气门机构84

4.4增压85

4.4.1机械增压86

4.4.2压力波增压86

4.4.3废气涡轮增压88

4.4.4增压发动机的优化94

4.4.5增压压力的调节96

4.5充量运动96

4.5.1优化充量运动的进气道

设计96

4.5.2充量运动控制阀板97

4.6废气再循环98

4.6.1外部废气再循环的控制98

4.6.2降低燃油耗99

4.6.3降低NOx排放99

第5章燃油喷射100

5.1进气道喷射101

5.1.1概述101

5.1.2喷射模式106

5.1.3混合气形成107

5.1.4电磁式喷油器111

5.1.5燃油分配管114

5.2汽油机缸内直接喷射116

5.2.1优点116

5.2.2概述116

5.2.3燃烧过程和运行模式119

5.2.4混合气形成、点火和燃烧125

5.2.5高压喷油器128

5.2.6燃油分配管133

5.2.7汽油机缸内直接喷射的高压燃

油泵133

第6章点火137

6.1磁电机点火137

6.2蓄电池点火137

6.2.1晶体管点火138

6.2.2电子点火138

6.2.3全电子点火138

6.3感应点火装置138

6.3.1结构139

6.3.2任务和工作原理140

6.3.3能量储存140

6.3.4高电压的产生141

6.4点火线圈144

6.4.1结构145

6.4.2要求145

6.4.3结构和工作原理146

6.4.4结构形式150

6.4.5点火线圈电子学153

6.5火花塞155

6.5.1任务155

6.5.2应用156

6.5.3要求157

6.5.4结构157

6.5.5火花塞方案160

6.5.6电极间距161

6.5.7火花位置161

6.5.8火花塞的热值162

6.5.9火花塞的标定163

6.5.10火花塞的运行性能165

6.5.11结构形式166

6.5.12火花塞型号168

6.6火花塞的模拟开发168

6.6.1温度场168

6.6.2电场169

6.6.3结构力学169

6.7火花塞的实际应用169

6.7.1火花塞的安装169

6.7.2错误选择火花塞的后果170

6.7.3火花塞外貌的评判170

第7章废气后处理171

7.1废气排放和有害物171

7.1.1可燃混合气的燃烧172

7.1.2废气的主要成分172

7.1.3有害物173

7.2对原始排放的影响174

7.2.1影响因素174

7.2.2HC原始排放176

7.2.3CO原始排放177

7.2.4NOx原始排放178

7.2.5炭烟排放178

7.3废气催化净化装置179

7.3.1概述180

7.3.2开发目标180

7.3.3催化转化器方案181

7.3.4催化转化器的配置181

7.3.5多路配置182

7.3.6催化转化器的加热方案183

7.3.7空燃比调节回路185

7.3.8吸附式NOx催化转化器的

调节188

7.3.9三元催化转化器190

7.3.10吸附式NOx催化

　　《汽油机管理系统》包括了有关汽油机控制和调节方面的丰富内容，除了包含以前的发动机控制系统在内的简要概论之外,详尽地阐述了汽油机的基本原理，论述了有关控制和调节的重要主题，它们一方面是有关燃油供应、充气控制、燃油喷射、点火和废气后处理等方面的经典内容，另一方面有关传感器、电子控制和调节、电控单元和诊断等方面的内容也是非常重要的，而有关废气排放法规、代用燃料和混合动力等方面的重要内容使得本书更为完善。本书第4版对内容进行了基本全新的修改，不仅本书的内容结构而且每一章的内容也是新的。本书的所有章节不是重新编写就是全新修改、扩充和增添了新的内容，而且特别重视保持本书的重要特点，特别是具有充分依据、结合实际和清晰的论述，并配有直观形象和具有说服力的图片，而且这些内容一般都是由Bosch公司或个别特殊情况下由其它汽车公司和配件公司相关专业领域的专业人士撰写的。大体上，即使作者众多，但是本书仍力求做到统一的表达方式以及常规的系统结构和命名方法。本书第4版若没有许多人的大力支持是不可能问世的，首先要感谢作者们各自所做出的贡献，他们极其认真和耐心地撰写了内容非常丰富的章节，准时和高品质地完成了各自所承担的任务。所有的作者都一一列入了作者一览表中，其中特别要感谢工学博士Klaus Benninger先生和工学博士Andreas Kufferath先生给予本书的不懈支持，尤其是要感谢工学硕士Amira Horozovic女士和工学博士Stephan Engelking教授在本书完成的最后阶段与我所进行的专业讨论和给予的支持，此外我还要感谢所有的读者对于本书的修订所给予的宝贵指点。工学博士 Konrad Reif教授于德国巴登-符腾堡州弗里德烈斯哈芬2014年12月

　　本书由2014年德国Springer Vieweg出版社出版的《Ottomotor-Management》德文第4版翻译而成，它是由世界知名的内燃机燃油喷射装置跨国公司博世（Bosch）公司组织了各相关专业领域80余位富有实践经验的专家撰写的专业书籍。本书除了包含以前的发动机控制系统在内的简要概论之外,详尽地阐述了汽油机的基本原理，论述了汽油机燃油喷射系统诸如燃油泵、喷油器、电控单元和传感器及执行器等重要部件的工作原理和相互作用，还着重阐明了现代汽油机缸内直接喷射系统的电子控制和调节，此外还介绍了废气排放法规、废气测量技术、诊断以及代用燃料和混合动力等方面极为重要的内容。本书适合于从事汽油机动力装置和燃油喷射系统以及汽车整车、零部件和系统设计、研究与开发的工程技术人员阅读，并可作为车辆工程、动力机械工程、能源与动力工程以及运载工具运用工程等学科专业的研究生或本科生教材，同样也非常适合于汽车和配件工业的产品鉴定人员和专家以及电子工程师和软件开发人员阅读，以了解有关汽油机控制和调节方面的知识。本书由范明强教授级高级工程师和范毅峰工程师翻译，参加工作的还有全逸敏、范明琦、刘斌和刘荣权等。由于译者水平有限，敬请业内专家和广大读者对本书翻译的不当之处给予指正。《汽油机管理系统》是译者已翻译出版的《柴油机管理系统》一书的姊妹篇,这两本书集现代内燃机管理系统之大成,称得上是该领域内不可或缺的经典之作。《汽油机管理系统》又是译者已翻译出版的《缸内直喷式汽油机》一书不可分割的续篇，汽油机管理系统堪称是现代缸内直喷式汽油机的心脏和大脑，因此这两本书的内容构成了现代缸内直喷式汽油机完整的技术体系。今天恰逢范明强教授级高级工程师75岁生日暨从事内燃机事业50周年,谨以这套科技专业书籍作为一点有意义的纪念奉献给广大读者。《汽油机管理系统》《柴油机管理系统》和《缸内直喷式汽油机》三部译作是机械工业出版社《内燃机先进技术译丛》系列图书的重要组成部分，也可算是范明强从事内燃机事业人生中为我国内燃机行业所做的一点绵薄贡献。
　　译者2017年1月11月于江苏无锡