均质压燃低温燃烧发动机理论与技术

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页数:215
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出版时间:2010-1
价格:60.00元
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isbn号码:9787030261847
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  • 发动机
  • 均质压燃
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具体描述

《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是对我国十年来“均质压燃,低温燃烧”内燃机燃烧理论与技术研究的概括和总结。《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》通过汽油燃料和柴油燃料实现高效、低排放燃烧的具体案例,阐述了“均质压燃,低温燃烧”的理论内涵及其对传统燃烧学的发展,详细地介绍了现代内燃机发展“可变技术”和“智能内燃机技术”的趋势,系统地介绍了燃料化学反应动力学的基础知识及简化模型构建方法等。

《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》可供汽车工业和科研单位的发动机研发人员以及高等院校内燃机专业的教师和研究生阅读参考。

现代内燃机性能优化与排放控制:理论、方法与应用 作者:[此处应为作者姓名,为保持独立性,此处留空] 出版社:[此处应为出版社名称,为保持独立性,此处留空] --- 内容提要 本书全面系统地论述了现代内燃机,特别是汽油机和柴油机,在提高效率和满足日益严苛的排放法规背景下面临的关键技术挑战,并深入探讨了实现高性能和低污染的最新理论基础、先进的实验技术和工程应用策略。全书聚焦于燃烧过程的精细化控制、先进热力学循环的应用、污染物($ ext{NO}_ ext{x}$、颗粒物、未燃碳氢化合物和一氧化碳)的生成机理及有效抑制手段,以及集成化的系统管理技术。 本书旨在为从事内燃机研发、设计、性能优化及排放控制领域的工程师、研究人员以及高校相关专业的师生提供一本兼具深度与广度的参考教材和技术手册。 --- 第一部分:现代内燃机基础与热力学优化 第一章:内燃机发展现状与未来趋势 本章首先回顾了内燃机百年来的发展历程,重点分析了当前全球能源结构转型和气候变化背景下,内燃机所面临的“高效率”与“超低排放”双重目标。探讨了替代燃料(如氢气、氨气、合成燃料)对现有发动机设计带来的潜在影响。 1.1 能源转型与内燃机的新定位: 探讨内燃机在混合动力和零排放交通工具过渡阶段的关键作用。 1.2 效率瓶颈与损失分析: 详细分析了热效率提升的主要限制因素,包括循环热力学效率、机械损失和热损失的量化评估。 1.3 排放法规的演进与挑战: 对比欧标(Euro)、美标(Tier)和国标(国VI)等主要排放标准的演变,明确未来发动机需要达到的污染物浓度阈值。 第二章:先进热力学循环的再认识与应用 本章超越传统的奥托(Otto)和狄塞尔(Diesel)循环模型,深入剖析了旨在提高热效率的多种改进循环的理论基础和工程可行性。 2.1 阿特金森(Atkinson)和米勒(Miller)循环的原理与实现: 重点分析了通过延迟进气门关闭或使用可变气门正时技术实现有效压缩比与膨胀比分离的机制,及其对增压发动机的适用性。 2.2 复合循环与混合动力集成: 讨论了如何通过电动机辅助,在特定工况下模拟理想的热力学循环,以实现整体系统效率的最优化。 2.3 冲程燃烧(Stroke-by-Stroke)热力学分析: 引入先进的瞬态热力学模型,用于更精确地描述往复式发动机中能量转换和损失的动态过程。 第三章:缸内流场与燃烧过程的数值模拟 本章侧重于利用计算流体力学(CFD)和化学动力学模型,对气缸内部的进气、压缩、点火和燃烧全过程进行三维数值仿真。 3.1 湍流模型的选择与标定: 比较了RNG、$k-epsilon$、$ZSM}$ 等不同湍流模型的适用场景,特别是在高压缩比和高充气密度条件下的性能差异。 3.2 燃料喷射与雾化过程模拟: 详细讨论了多孔喷油器在不同背压下形成的液滴尺寸、穿透距离与雾化质量的CFD模型构建。 3.3 耦合化学动力学与污染物预测: 介绍如何将详细的化学反应机理(如 $ ext{Skeletal}$ 或 $ ext{Detailed}$ 机制)嵌入到CFD求解器中,实现对火焰传播速度、早期预混燃烧和污染物(尤其是 $ ext{NO}_ ext{x}$)的精确预测。 --- 第二部分:燃烧控制与性能提升技术 第四章:汽油机先进点火技术 本章聚焦于突破传统火花塞点火的限制,实现更快速、更可靠的点火和更宽负荷范围内的稳定燃烧。 4.1 稀薄燃烧的挑战与脉冲增压技术: 分析稀薄混合气在低负荷下的点火延迟和火焰传播困难,以及如何利用增压策略提高燃烧稳定性和效率。 4.2 等离子体点火与多重放电技术: 探讨高能点火系统(如电容放电点火 $ ext{CDI}$)的能量释放特性,以及等离子体点火技术在极端工况(如高再循环率)下的点火增强作用。 4.3 均质压燃($ ext{HCCI}$)的工程化瓶颈: 深入分析 $ ext{HCCI}$ 模式的优势(高效率、低 $ ext{NO}_ ext{x}$),以及其在宽泛转速和负荷下实现燃烧相位精确控制的难题。 第五章:柴油机高效燃烧与颗粒物控制 本章重点研究高压共轨柴油机在实现低 $ ext{NO}_ ext{x}$ 排放目标下,如何避免颗粒物($ ext{PM}$)生成或有效氧化。 5.1 超高压喷射技术: 分析喷射压力超过 2500 bar 对柴油雾化、蒸发和混合过程的影响,以及对燃烧纹理的重塑作用。 5.2 燃烧模式的控制: 比较不同喷射策略(如单次、多次、贯穿式喷射)对早期预混阶段和后期扩散燃烧阶段的控制效果,以及如何平衡 $ ext{NO}_ ext{x}$ 和 $ ext{PM}$ 之间的权衡关系(Trade-off)。 5.3 缸内 $ ext{PM}$ 形成与氧化机理: 阐述富燃料区烟炱前体的生成过程和烟炱颗粒的表面氧化动力学。 第六章:废气再循环($ ext{EGR}$)技术的深度应用 废气再循环是控制 $ ext{NO}_ ext{x}$ 的核心手段,本章详细讨论了 $ ext{EGR}$ 系统的设计、控制和对燃烧特性的影响。 6.1 低压 $ ext{EGR}$ 与高压 $ ext{EGR}$ 的系统对比: 分析两者在响应速度、进气道污染和系统复杂性上的优劣,及其在不同工况下的切换策略。 6.2 $ ext{EGR}$ 对燃烧稳定性的影响: 探讨高 $ ext{EGR}$ 率如何通过降低火焰温度和燃烧速度来抑制 $ ext{NO}_ ext{x}$,以及由此带来的燃烧延迟和失火风险。 6.3 冷热 $ ext{EGR}$ 的热力学效应: 量化分析 $ ext{EGR}$ 对气缸内比热容、比热比 $gamma$ 和有效压缩比的动态影响。 --- 第三部分:排放后处理与集成控制系统 第七章:尾气后处理系统($ ext{ATS}$)的原理与集成 本章聚焦于将燃烧过程产生的污染物降至排放限值以下的催化转化技术和颗粒物捕集与再生技术。 7.1 汽油机后处理系统: 深入讲解三元催化器($ ext{TWC}$)的化学反应机理、工作温度窗口、抗中毒性,以及如何通过电加热或稀薄燃烧策略快速升温。 7.2 柴油机 $ ext{NO}_ ext{x}$ 减排技术: 详细阐述选择性催化还原($ ext{SCR}$)系统的催化剂选择(如 $ ext{V2O5}/ ext{WO3}/ ext{TiO2}$)、还原剂(尿素水溶液 $ ext{DEF}$)的喷射与雾化控制。 7.3 颗粒物捕集与再生: 分析颗粒捕集器($ ext{DPF}$)的过滤效率、背压影响,以及被动再生和主动再生的热管理策略。 第八章:发动机管理系统($ ext{EMS}$)与控制策略 本章探讨了实现上述所有先进燃烧与排放技术的控制核心——电子控制单元($ ext{ECU}$)的架构、标定与优化。 8.1 瞬态工况控制算法: 针对加速、减速和换挡等瞬态过程,开发快速响应的喷油、点火提前角和增压压力控制算法。 8.2 闭环与开环控制的切换逻辑: 设计基于传感器反馈(如氧传感器、 $ ext{KNOCK}$ 传感器、温度传感器)的闭环反馈控制,以适应环境变化和发动机老化。 8.3 基于模型的控制($ ext{MBC}$): 介绍先进的参数辨识和模型预测控制($ ext{MPC}$)技术在优化发动机整体性能和降低标定工作量方面的应用潜力。 --- 附录 附录 A:内燃机常用化学反应机理数据 附录 B:CFD 模拟网格划分与收敛性判断标准 附录 C:先进传感器技术在缸内测试中的应用 本书内容聚焦于现有内燃机(汽油机和柴油机)在提高效率和降低污染物排放方面的理论深化与工程实现,涵盖了从基础热力学到先进控制系统的全链条技术,旨在指导研究人员和工程师解决实际工程问题。

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阅读《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》这本书,如同进行了一场深刻的思想探险。我一直对发动机的内在工作机制充满好奇,而HCCI(均质压燃)这种看似“反传统”的燃烧方式,更是激起了我极大的探索欲。我原以为它会是晦涩难懂的技术堆砌,但这本书却以一种出乎意料的清晰和条理,将这一复杂课题呈现在我面前。 开篇对于HCCI基本概念的引入,便颠覆了我对内燃机“火花塞点火”或“压燃点火”的刻板印象。书中详细解释了HCCI是如何通过精确控制温度、压力和燃料浓度,实现整个燃烧室内燃料的同步自燃,从而带来低 NOx 和颗粒物排放的革命性优势。我反复阅读了关于“自燃窗口”和“燃烧相位控制”的章节,作者通过大量的模拟数据和实验曲线,生动地展示了如何精细调控这些参数以获得最佳的燃烧效果。 本书的独特之处在于,它并没有回避HCCI技术所面临的挑战。作者坦诚地讨论了HCCI发动机在实际应用中遇到的难题,例如燃烧不稳定、控制精度要求高等。但我发现,书中对这些问题的探讨并非止于抱怨,而是提供了切实可行的解决方案和技术路径。例如,关于如何通过进气阀门升程、EGR(废气再循环)等手段来拓宽自燃窗口,以及采用先进的传感器和控制算法来实现实时精确控制,这些内容都让我耳目一新,对HCCI技术的未来发展充满了信心。 我特别喜欢书中对不同燃料在HCCI燃烧中的表现的分析。作者深入研究了不同挥发性、辛烷值和十六烷值的燃料对HCCI燃烧过程的影响,这对于开发适用于HCCI发动机的新型清洁燃料具有重要的参考价值。读到这里,我仿佛看到了未来能源与发动机技术深度融合的蓝图。 总体而言,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是一本让我受益匪浅的书。它不仅刷新了我对内燃机燃烧方式的认知,更让我深刻理解了HCCI技术在实现高效、清洁能源利用方面的巨大潜力。对于所有希望深入了解内燃机前沿技术,尤其是对环保和高效动力系统感兴趣的读者来说,这本书无疑是不可多得的宝藏。

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《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》这本书,为我揭示了一个充满挑战与机遇的动力技术新世界。我一直关注着内燃机领域的发展,尤其是那些能够突破现有技术瓶颈,实现更高效率和更低排放的创新。HCCI(均质压燃)低温燃烧发动机,正是我所期待的未来技术之一。 本书在理论层面的阐述,极为详尽且逻辑清晰。它循序渐进地介绍了HCCI燃烧的基本原理,从燃料的均质混合到复杂的化学反应路径,再到最终的燃烧过程。我尤其被书中关于“自燃窗口”的描述所吸引,作者通过大量的图表和公式,生动地展示了温度、压力、当量比等关键参数如何相互影响,从而决定了HCCI燃烧能否成功进行。 本书的价值在于,它不仅深入探讨了HCCI的理论基础,还涵盖了与之相关的工程技术和应用。我被书中关于如何设计适用于HCCI燃烧的发动机的章节所吸引,例如燃烧室的形状、进气系统的设计、以及燃料喷射策略等。这些内容让我意识到,HCCI技术的实现,需要多方面技术的协同配合。 让我感到惊喜的是,书中还详细分析了HCCI发动机的排放特性,以及如何通过优化设计和控制策略来进一步降低污染物排放。作者对NOx和颗粒物的形成机理进行了深入剖析,并提出了一系列有效的控制方法,这对于实现真正意义上的“清洁燃烧”至关重要。 总而言之,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是一本让我耳目一新的书籍。它不仅为我提供了对HCCI技术全面深入的认识,更激发了我对未来内燃机技术发展的无限遐想。这本书绝对是所有对内燃机技术,特别是对高效、环保动力系统感兴趣的工程师、科研人员和学生不可多得的知识宝库。

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这本书真是一场知识的盛宴!我一直对内燃机领域有着浓厚的兴趣,尤其是那些能够提高效率、降低排放的前沿技术。当我看到《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》这本书时,简直就像发现了宝藏。尽管我对燃烧学和热力学的一些基础知识有所了解,但深入到均质压燃(HCCI)这个特定领域,还是让我感到既兴奋又充满挑战。 这本书的结构安排得非常合理,从基础理论讲起,循序渐进地深入到HCCI发动机的各种复杂概念。我特别欣赏作者在解释HCCI工作原理时所使用的图示和类比,它们帮助我非常直观地理解了如此精妙的燃烧过程。例如,关于“自燃窗口”的讲解,书中不仅给出了理论公式,还辅以实际运行数据和案例分析,让我深刻体会到如何精确控制燃烧时机是HCCI成功的关键。 此外,书中对于影响HCCI燃烧的各种因素,如燃料特性、进气条件、燃烧室设计等,都进行了详尽的论述。我尤其对其中关于燃料设计与HCCI性能之间关系的章节印象深刻。作者探讨了不同燃料成分(如不同辛烷值燃料)对HCCI燃烧模式和排放特性的影响,这对于未来清洁能源发动机的发展具有重要的指导意义。读到这里,我仿佛看到了HCCI发动机在未来汽车、发电机等领域广阔的应用前景。 值得一提的是,这本书不仅仅局限于理论探讨,它还花费了相当大的篇幅介绍HCCI发动机的实际应用和发展趋势。作者对不同类型的HCCI发动机(如单缸、多缸、柴油机HCCI、汽油机HCCI等)进行了分类和比较,并分析了它们各自的优缺点。书中还提及了一些最新的研究成果和专利技术,让我对这个领域的前沿动态有了更清晰的认识。 总的来说,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是一本集理论深度、技术广度和实践价值于一体的优秀著作。它不仅为我提供了一个系统学习HCCI发动机理论的平台,更激发了我对这一颠覆性技术未来发展的无限遐想。这本书绝对是所有对内燃机技术,特别是清洁燃烧技术感兴趣的工程师、研究人员和学生的必读之作。

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我一直以来对发动机的工作原理都抱有极大的好奇心,尤其是那些能够突破传统限制、实现更高效率和更低排放的新型技术。因此,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》这本书一经上市,便立刻吸引了我的注意。这本书的理论深度和技术广度,都远远超出了我的预期。 书中对HCCI(均质压燃)燃烧机理的阐释,可以说是教科书级别的。它并没有简单地定义HCCI,而是深入到分子层面,详细解释了燃料在特定温度和压力条件下如何发生自燃,以及这个过程是如何与传统的火花塞点火或压燃点火区分开来的。我特别喜欢书中用生动形象的比喻来解释“自燃窗口”这个核心概念,让我对如何精确控制燃烧时机有了全新的认识。 这本书的另一大亮点在于,它非常全面地覆盖了HCCI发动机的各个方面。从燃烧室的设计,到燃料的特性,再到发动机的控制策略,几乎无所不包。我尤其对书中关于不同燃料(例如汽油、柴油、天然气等)在HCCI工况下的燃烧行为分析印象深刻。这让我意识到,HCCI技术并非一成不变,而是需要根据具体的燃料和应用场景进行优化。 让我印象深刻的是,作者在书中并没有回避HCCI技术在实际应用中可能遇到的挑战,例如燃烧的稳定性问题和控制的精度要求。然而,作者并没有止步于此,而是详细介绍了目前研究人员正在探索的各种解决方案,包括先进的控制算法、新型燃烧室结构设计等。这些内容让我看到了HCCI技术从实验室走向大规模应用的希望。 总而言之,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是一本集理论性、技术性和前瞻性于一体的优秀著作。它不仅为我打开了理解HCCI发动机技术的大门,更让我对未来内燃机的发展方向充满了信心。这本书绝对是所有对内燃机技术,特别是清洁、高效内燃机技术感兴趣的工程师、研究者以及对环境保护有深刻关注的读者的必读之选。

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《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》这本书,给我带来了前所未有的学习体验。我一直认为,要真正理解一项技术,就必须对其理论基础有深刻的认识。而这本书,正是以扎实的理论功底,为我揭示了均质压燃(HCCI)低温燃烧发动机的奥秘。 我尤其欣赏书中对HCCI燃烧过程物理化学机制的详尽阐述。作者并没有停留在表面现象的描述,而是深入剖析了自由基反应、链式反应以及各种化学动力学模型在HCCI燃烧中的作用。这些内容对于我理解燃料分子是如何在高温高压下发生一系列复杂化学变化,最终实现高效清洁燃烧,起到了至关重要的作用。 书中还详细介绍了HCCI发动机的建模与仿真方法。作者分享了如何运用多维计算流体动力学(CFD)和化学动力学软件来模拟HCCI发动机的燃烧过程,并验证理论模型。通过对这些仿真结果的分析,我可以更直观地看到不同参数对燃烧性能的影响,并从中学习如何优化设计。 我非常喜欢书中关于HCCI燃烧过程中排放物形成的理论分析。作者详细讲解了为什么HCCI燃烧能够有效抑制NOx和颗粒物的生成,以及在特定工况下可能出现的排放问题。这让我对HCCI发动机的环保优势有了更深刻的认识,也让我思考在实际应用中如何进一步降低排放。 此外,这本书还探讨了HCCI发动机的控制策略。作者详细介绍了如何通过对温度、压力、进气成分和喷射策略的精确控制,来实现HCCI燃烧的稳定性和高效性。这些控制策略的讲解,让我看到了HCCI技术从理论走向实际应用的关键。 总而言之,《均质压燃低温燃烧发动机理论与技术》是一本高度专业且极具启发性的书籍。它不仅为我提供了深入理解HCCI发动机理论的坚实基础,更让我对这项前沿技术在能源与环保领域的未来应用充满了期待。对于希望在发动机理论和技术领域进行深入研究的读者来说,这本书绝对是不可或缺的参考资料。

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难得的好书一本。

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