《四衝程自由活塞天然氣發動機研究》是一本2021年出版的圖書，由上海科學技術出版社出版。
基本介紹
- 中文名：四衝程自由活塞天然氣發動機研究
- 作者：尹凝霞,譚光宇
- 出版時間：2021年
- 出版社：上海科學技術出版社
- ISBN：9787547851968
- 類別：能源與動力工程技術研究
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
《四衝程自由活塞天然氣發動機研究》一書從基本理論入手，系統闡述了四衝程自由活塞天然氣發動機的結構特點、工作原理、循環特性、原理樣機與台架試驗、性能仿真分析和特性參數。全書主要內容包括四衝程自由活塞發動機理論循環熱力學分析、理想熱力循環過程?分析，四衝程自由活塞發動機原理樣機系統設計與試驗、三維數值模擬和四衝程自由活塞發動機性能影響因素分析。
圖書目錄
第1章 緒論……………………………………………………………001
1.1 自由活塞發動機研究的背景及意義 …………………… 001
1.2 自由活塞發動機簡介 ………………………………… 005
1.2.1 分類及特點……………………………………… 005
1.2.2 套用發展歷程…………………………………… 009
1.3 自由活塞發動機研究現狀 ……………………………… 010
1.3.1 原理樣機試驗研究現狀…………………………… 011
1.3.2 數值模擬研究現狀………………………………… 016
1.4 天然氣發動機套用現狀及發展趨勢 ……………………… 019
1.4.1 天然氣作為發動機替代能源的優勢…………… 019
1.4.2 單燃料天然氣發動機套用現狀及發展趨勢…… 020
1.5 主要研究內容 ………………………………………………… 023
第2 章 四衝程自由活塞發動機理論循環熱力學分析……………… 025
2.1 四衝程自由活塞發動機基本構成及工作原理 ………… 025
2.1.1 基本構成…………………………………………… 025
2.1.2 工作原理…………………………………………… 026
2.2 理論循環簡化條件 ……………………………………… 027
2.3 基於熱力學定律的理論循環熱力學分析 ………… 028
2.3.1 定律熱力學模型 ………………………… 028
2.3.2 定律熱力學分析…………………………… 029
2.4 基於熱力學第二定律的理論循環畑分析 ……………… 039
2.4.1 煙分析計算模型 ………………………………… 040
2.4.2 嫻分析……………………………………………… 041
2.4.3 擁分析計算結果 …………………………………… 043
第3 章 四衝程自由活塞天然氣發動機原理樣機系統設計與試驗……048
3.1 原理樣機系統設計 …………………………………… 048
3.1.1 CNG供氣系統設計 …………………………… 050
3.1.2 CNG噴射系統設計 …………………………… 050
3.1.3 點火系統設計………………………………… 052
3.2 試驗測試裝置 …………………………………………… 052
3.3 原理樣機及試驗台架 ……………………………… 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 試驗結果分析 ……………………………………………… 056
3.6.1 進氣衝程長度對系統性能的影響…………… 056
3.6.2 壓縮比對系統性能的影響……………………… 057
3.6.3 膨脹比對系統性能的影響 ……………………… 058
3.6.4 點火時刻對系統性能的影響…………………… 058
第 4 章 四衝程自由活塞發動機實際循環三維瞬態數值模擬及驗證 ……………………………………………………………… 061
4.1 三維數值模擬計算過程 ……………………………… 061
4.2 缸內工作過程數學模型的建立 ………………………… 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格線生成 … 067
4.3.1 三維幾何模型的建立……………………… 067
4.3.2 計算格線生成…………………………………… 068
4.4 電磁驅動配氣機構運動規律的實現 ……………………… 070
4.5 自由活塞運動規律的實現 ……………………………… 071
4.5.1 傳統發動機活塞運動規律的實現 ……………… 071
4.5.2 自由活塞運動特點……………………………… 072
4.5.3 自由活塞動力學模型…………………………… 072
4.5.4 自由活塞運動規律的確定 ………………………… 074
4.5.5 自由活塞動格線實現 ………………………… 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 計算結果分析 ………………………………………… 080
4.8.1 缸內進氣過程流場分析…………………………… 081
4.8.2 缸內壓縮過程流場分析……………………………… 084
4.8.3 燃燒過程分析……………………………………… 087
第5 章 四衝程自由活塞發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 進氣衝程長度改變導致壓縮比變化的影響…… 099
5.2.2 活塞頂部形狀改變導致壓縮比變化的影響 …… 104
5.2.3 自由活塞發動機對爆震的抑制 ………………… 114
5.3 點火時刻的影響 …………………………………………… 117
5.4 過量空氣係數的影響 …………………………………… 121
5.5 缸外獨立壓縮的影響 ………………………………… 122
5.6 可變膨脹衝程的影響 ……………………………………… 124
第6章 總結與展望……………………………………………………… 127
6.1 本書主要工作 ……………………………………….… 127
6.2 本書創新性 ……………………………… 129
6.3 研究趨勢 ………………………………………….. 129
參考文獻 …………………………………………………………………… 132
作者簡介
尹凝霞，工學博士，廣東海洋大學機械與動力工程學院副教授、碩士生導師。主要從事先進制造技術、CFD/CAE仿真分析方面的研究工作，在國內外學術期刊及國際學術會議發表研究論文40餘篇，其中三大檢索18篇，出版教材3部。
譚光宇，工學博士，廣東海洋大學機械與動力工程學院教授、博士生導師。主要從事先進制造技術、金屬切削理論等方面的研究工作。主持國家自然科學基金4項，主持教育部高等學校博士學科點科研專項基金、廣東省高新技術產業化項目和廣東省高等學校人才引進專項資金各1項。發表論文70餘篇，獲國家科技進步二等獎1項（第4名）。
