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四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究

四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究

出版社:上海科學(xué)技術(shù)出版社出版時間:2021-01-01
開本: 16開 頁數(shù): 140
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四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究 版權(quán)信息

四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究 本書特色

適讀人群 :從事自由活塞發(fā)動機研發(fā)、設(shè)計、制造的工程技術(shù)人員,高等院校內(nèi)燃機專業(yè)本科生、研究生,以及從事其他非傳統(tǒng)發(fā)動機技術(shù)實踐與創(chuàng)新工程技術(shù)人員1. 增程式電動汽車和混合動力汽車是當(dāng)前汽車工業(yè)研究與開發(fā)熱點。本書對基于Atkinson循環(huán)的四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機進行全過程分析,其作為動力裝置非常適用于上述兩類汽車。 2. 當(dāng)前全球能源日益短缺、環(huán)境污染日趨嚴重,汽車工業(yè)尋找替代能源和改變傳統(tǒng)熱力循環(huán)過程的需要日趨迫切,天然氣因其資源豐富和清潔燃燒成為汽車替代能源SHou選。因此,本書相關(guān)研究有著重要意義。 3. 本書采用試驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合方法,針對基于Atkinson循環(huán)的四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機的熱力過程及其實現(xiàn)問題,進行了詳細而深入的分析,特別在全過程仿真模擬研究方面做了大量工作,研究成果頗具創(chuàng)新性、科學(xué)性和實用性。該領(lǐng)域工作邁出了探索性的重要一步,為后續(xù)進一步研究奠定了基礎(chǔ)。 4. 本書相關(guān)研究過程中,作者參閱了國內(nèi)外同行的大量文獻資料,并詳列于本書末“參考文獻”中,以期為對本書研究有興趣的讀者拓展視野、開闊思路,起到一定作用。

四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究 內(nèi)容簡介

本書從基本理論入手,系統(tǒng)闡述了四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、循環(huán)特性、原理樣機與臺架試驗、性能仿真分析和特性參數(shù)。全書主要內(nèi)容包括四沖程自由活塞發(fā)動機理論循環(huán)熱力學(xué)分析、理論熱力循環(huán)過程□(特殊字)分析,四沖程自由活塞發(fā)動機原理樣機系統(tǒng)設(shè)計與試驗、三維數(shù)值模擬,以及四沖程自由活塞發(fā)動機性能影響因素分析。 本書可作為自由活塞發(fā)動機研發(fā)、設(shè)計、制造工程技術(shù)人員的參考資料,也可作為高等院校內(nèi)燃機專業(yè)本科生、研究生的教學(xué)參考書,還可供其他非傳統(tǒng)發(fā)動機技術(shù)實踐與創(chuàng)新工程技術(shù)人員參考使用。

四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究 目錄

第1章 緒論……………………………………………………………001

1.1 自由活塞發(fā)動機研究的背景及意義 …………………… 001

1.2 自由活塞發(fā)動機簡介 ………………………………… 005

1.2.1 分類及特點……………………………………… 005

1.2.2 應(yīng)用發(fā)展歷程…………………………………… 009

1.3 自由活塞發(fā)動機研究現(xiàn)狀 ……………………………… 010

1.3.1 原理樣機試驗研究現(xiàn)狀…………………………… 011

1.3.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀………………………………… 016

1.4 天然氣發(fā)動機應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ……………………… 019

1.4.1 天然氣作為發(fā)動機替代能源的優(yōu)勢…………… 019

1.4.2 單燃料天然氣發(fā)動機應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢…… 020

1.5 主要研究內(nèi)容 ………………………………………………… 023

第2 章 四沖程自由活塞發(fā)動機理論循環(huán)熱力學(xué)分析……………… 025

2.1 四沖程自由活塞發(fā)動機基本構(gòu)成及工作原理 ………… 025

2.1.1 基本構(gòu)成…………………………………………… 025

2.1.2 工作原理…………………………………………… 026

2.2 理論循環(huán)簡化條件 ……………………………………… 027

2.3 基于熱力學(xué)**定律的理論循環(huán)熱力學(xué)分析 ………… 028

2.3.1 **定律熱力學(xué)模型 ………………………… 028

2.3.2 **定律熱力學(xué)分析…………………………… 029

2.4 基于熱力學(xué)第二定律的理論循環(huán)畑分析 ……………… 039

2.4.1 煙分析計算模型 ………………………………… 040

2.4.2 嫻分析……………………………………………… 041

2.4.3 擁分析計算結(jié)果 …………………………………… 043

第3 章 四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機原理樣機系統(tǒng)設(shè)計與試驗……048

3.1 原理樣機系統(tǒng)設(shè)計 …………………………………… 048

3.1.1 CNG供氣系統(tǒng)設(shè)計 …………………………… 050

3.1.2 CNG噴射系統(tǒng)設(shè)計 …………………………… 050

3.1.3 點火系統(tǒng)設(shè)計………………………………… 052

3.2 試驗測試裝置 …………………………………………… 052

3.3 原理樣機及試驗臺架 ……………………………… 053

3.4 CNG燃料理論空燃比計算……………………………… 054

3.5 樣機運行試驗 …………………………………………… 055

3.6 試驗結(jié)果分析 ……………………………………………… 056

3.6.1 進氣沖程長度對系統(tǒng)性能的影響…………… 056

3.6.2 壓縮比對系統(tǒng)性能的影響……………………… 057

3.6.3 膨脹比對系統(tǒng)性能的影響 ……………………… 058

3.6.4 點火時刻對系統(tǒng)性能的影響…………………… 058

第 4 章 四沖程自由活塞發(fā)動機實際循環(huán)三維瞬態(tài)數(shù)值模擬及驗證 ……061

4.1 三維數(shù)值模擬計算過程 ……………………………… 061

4.2 缸內(nèi)工作過程數(shù)學(xué)模型的建立 ………………………… 063

4.2.1 基本控制方程 …………………………………… 064

4.2.2 湍流流動模型 ……………………………………… 064

4.2.3 傳熱模型 …………………………………………… 065

4.2.4 燃燒模型 ………………………………………… 066

4.3 氣道與燃燒室三維幾何模型的建立及計算網(wǎng)格生成 … 067

4.3.1 三維幾何模型的建立……………………… 067

4.3.2 計算網(wǎng)格生成…………………………………… 068

4.4 電磁驅(qū)動配氣機構(gòu)運動規(guī)律的實現(xiàn) ……………………… 070

4.5 自由活塞運動規(guī)律的實現(xiàn) ……………………………… 071

4.5.1 傳統(tǒng)發(fā)動機活塞運動規(guī)律的實現(xiàn) ……………… 071

4.5.2 自由活塞運動特點……………………………… 072

4.5.3 自由活塞動力學(xué)模型…………………………… 072

4.5.4 自由活塞運動規(guī)律的確定 ………………………… 074

4.5.5 自由活塞動網(wǎng)格實現(xiàn) ………………………… 076

4.6 初始條件與邊界條件的確定 ………………………… 078

4.7 模型驗證 …………………………………………………… 079

4.8 計算結(jié)果分析 ………………………………………… 080

4.8.1 缸內(nèi)進氣過程流場分析…………………………… 081

4.8.2 缸內(nèi)壓縮過程流場分析……………………………… 084

4.8.3 燃燒過程分析……………………………………… 087

第5 章 四沖程自由活塞發(fā)動機性能影響因素分析…………………… 090

5.1 氣門運動的影響 …………………………………………… 090

5.1.1 可變氣門正時的影響…………………………… 090

5.1.2 可變氣門升程的影響…………………………… 094

5.2 壓縮比的影響 ……………………………………………… 098

5.2.1 進氣沖程長度改變導(dǎo)致壓縮比變化的影響…… 099

5.2.2 活塞頂部形狀改變導(dǎo)致壓縮比變化的影響 …… 104

5.2.3 自由活塞發(fā)動機對爆震的抑制 ………………… 114

5.3 點火時刻的影響 …………………………………………… 117

5.4 過量空氣系數(shù)的影響 …………………………………… 121

5.5 缸外獨立壓縮的影響 ………………………………… 122

5.6 可變膨脹沖程的影響 ……………………………………… 124

第6章 總結(jié)與展望……………………………………………………… 127

6.1 本書主要工作 ……………………………………….… 127

6.2 本書創(chuàng)新性 ……………………………… 129

6.3 研究趨勢 ………………………………………….. 129

參考文獻 …………………………………………………………………… 132


展開全部

四沖程自由活塞天然氣發(fā)動機研究 作者簡介

尹凝霞,工學(xué)博士,廣東海洋大學(xué)機械與動力工程學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。主要從事先進制造技術(shù)、CFD/CAE仿真分析方面的研究工作,在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊及國際學(xué)術(shù)會議發(fā)表研究論文40余篇,其中三大檢索18篇,出版教材3部。 譚光宇,工學(xué)博士,廣東海洋大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。主要從事先進制造技術(shù)、金屬切削理論等方面的研究工作。主持國家自然科學(xué)基金4項,主持教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點科研專項基金、廣東省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目和廣東省高等學(xué)校人才引進專項資金各1項。發(fā)表論文70余篇,獲國家科技進步二等獎1項(第4名)。

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