The thermodynamics and gas dynamics of internal combustion engines

第十章　用充排法及拟稳定模型计算不稳定流动
10.1 引言
第四篇　缸内过程
10.2　通用方程式
10.2.1　质量流量（？α和？）
10.2.2　传热率（？）
10.2.5　滞止焓（hα，h？）
10.2.6　缸内状态
10.3　分开的充气和排气过程
10.2.4　气体性质
10.2.3　活塞运动和容积变化（δV？）
10.3.1　充气过程
10.3.1.1 由大容器绝热充气
10.3.1.2　由压气机充气
10.3.2　排气过程
10.4　同时充排气（扫气过程）：近似但精确的解法
10.5　同时充排气（扫气过程）：其他近似解法
10.5.1　连续扫气
10.5.1.1　连续扫气（不混合）——情形（a）
10.5.1.2　置换扫气（不混合）——情形（b）
10.5.1.3　置换扫气（完全混合）——情形（c）
10.5.1.4　在完全混合情况（c）的缸内温度（T？）
10.5.2　非连续扫气（依次充气和排气）
10.5.3　简评
10.6　充气和排气方程式的确切解
10.6.1 由气缸通过喷嘴定容等熵放气
10.6.1.1　亚音速放气
10.6.1.2　壅塞放气情形
10.7　综述
参考文献
11.1 引言
11.1.1　背景及重要性
第十一章　缸内的流动过程
11.1.2　本章的目的和内容
11.2　缸内流动的特征
11.2.1　平均流和湍流运动的区分
11.2.2　其他重要参数的定义
11.2.2.1　长度尺度
（ⅰ）长度积分尺度ι
（ⅱ）泰勒（Taylor）微尺度λ
（ⅲ）克莫格罗夫（Kolmogorov）微尺度η
11.2.2.3　能量谱
（ⅱ）时间微尺度λt
（ⅲ）克莫格罗夫时间微尺度η
（ⅰ）时间积分尺度ιt
11.2.2.2　时间尺度
11.2.3　数量级
11.3　测量技术
11.3.1 引言
11.3.2　热线风速仪
11.3.3　激光多普勒风速仪
11.4　分析技术
11.4.1 引言
11.4.2.2　轴对称挤流理论
11.4.2.1　一维压缩或膨胀
11.4.2　简单模型
11.4.2.3　简单的旋流理论
11.4.3　多维技术
11.4.3.1 背景
11.4.3.2　守恒方程
11.4.3.3　湍流模型方程
11.4.3.4　边界条件及辅助方程
11.4.3.5　数值解的步骤
11.4.3.6　多维方法的现状
11.5.1 引言
11.5.2　进气道流动的本质和作用
11.5　进气行程
11.5.2.1　通过进气道的质量流
11.5.2.2　进气产生的旋流
11.5.2.3　气道出口处的流动特性
11.5.3　缸内流动的结构
11.5.3.1　轴对称布置
（ⅰ）进气旋流的影响
（ⅱ）气门座角度和气门最大升程的影响
（ⅲ）行程S和余隙间隙G的影响
（ⅰ）总的特征
11.5.3.2　非轴对称结构
（ⅴ）发动机转速的影响
（ⅳ）活塞几何形状的影响
（ⅱ）偏心的轴对称气道
（ⅲ）实际气道
（ⅳ）湍流特性
（ⅴ）发动机参数的影响
11.6　压缩和膨胀过程
11.6.1 引言
11.6.2　轴对称结构
11.6.2.1　盘形燃烧室
（ⅰ）旋流和转速的影响
（ⅲ）气门座角度的影响
（ⅱ）压缩比的影响
（ⅳ）气门最高升程的影响
11.6.2.2　活塞和缸盖上有凹坑的结构
（ⅰ）旋流的影响
（ⅱ）盆形坑形状的影响
11.6.3　非轴对称燃烧室结构
11.6.3.1 引言
11.6.3.2　盘形燃烧室
11.6.3.3　活塞上盆形坑结构
11.6.3.4　其他形状
11.7　排气过程
11.8　燃料喷射和燃烧的影响
11.8.1　燃料喷射
11.8.2　燃烧
11.9　总结与展望
11.9.1　总结
11.9.2　展望将来
参考文献
12.3　可用的测试技术
12.2　传热的主要方式
12.3.1 对冷却剂总传热量的测量方法分析
12.1 引言
第十二章　气缸和气道内的传热
12.3.2　直接测量沿壁厚的温度梯度
12.3.3　由零件内部的等温线确定热流量
12.3.4　表面温度测量的用途
12.3.5　热流量的辐射分量的测最
12.4　缸内的对流传热
12.4.1　瞬时对流热流量的测量
12.4.2　理论的方法
12.4.3　经验的相互关系
12.5.1　基本理论
12.5　缸内的辐射热通量
12.5.2　气相燃烧产物的辐射
12.5.3　碳粒云团的辐射
12.6　换气过程的传热
12.6.1　气缸内
12.6.2　进气阀和流入充量间的传热
12.6.3　流出充量和排气阀间的传热
12.6.4　流出充量和排气道间的传热
参考文献
第十三章　压燃式发动机中的燃烧和循环计算
13.1　引言
13.2　热力学
13.3.1　能量平衡方程
13.3　简单单区模型的动力循环计算
13.3.2　单区模型的动力过程计算
13.4　多区模型的动力循环计算
13.4.1 多区模型的热力学
13.4.2　多区模型的动力过程计算
13.5　压燃式发动机中的燃烧
13.5.1 概述
13.5.2　多区燃烧模型
参考文献
14.2　动力循环模型的组成
14.2.1 火焰传播的机理
14.1　前言
第十四章　火花点火发动机的燃烧和循环计算
14.2.2　燃烧的热力学
14.2.2.1　热力学平衡
14.2.2.2　解平衡方程的数值过程
14.2.3　污染物的形成
14.2.4　氧化氮的生成和分解
14.2.4.1　基本的反应速率动力学
14.2.4.2　NO的动力学
14.2.4.3　氧化氮的反应速率方程
14.3　动力循环的计算
14.2.5　一氧化碳——经验的计算方法
14.3.1 压缩行程
14.3.2　点火和燃烧空间中双区的形成
14.3.2.1　迟延时间
14.3.2.2　双区计算的开端
14.3.3　火焰前锋的传播
14.3.4　有两个区的膨胀
14.3.5　时间步长
14.3.6　燃烧的终结
14.3.7　完全是燃烧产物情况下的膨胀
14.4.1　缸内的热力学
14.4　换气时期的计算
14.5　单缸发动机上的试验
参考文献
第五篇　不稳定有反应流动
第十五章 变比热容和有化学反应（包括用有排放控制）的不稳定流动的数值解法
15.1 引言
15.2　基本方程
15.2.1　λ特征线
15.2.2　β特征线
15.2.3　轨迹线
15.3　温度和气体组成变化所致比热容改变的影响
15.3.1　轨迹线计算
15.3.2　特征线计算
15.4　催化反应器——控制排放的装置
15.4.1　催化反应器说明
15.4.2　理论考虑
15.4.3　转变过程的机理
15.4.3.1　反应速率
15.4.3.2　化学速率常数kchem
15.4.3.3　传质速率系数kmt
15.4.3.4　扩散系数（扩散率）？
15.4.3.5　由于反应热而沿轨迹线的熵值变化（dA？）？R
15.4.3.7　催化剂表面温度T？
15.4.3.6　由于反应热而沿波动特征线的黎曼变量变化（dλ）？R
15.4.3.8　管壁摩擦系数ft
15.4.4　在火花点火发动机所用催化反应器上的理论与实验对比
参考文献
第十六章　压强转换器和压强转换发动机
16.1 引言
16.2　压强转换器（用于发动机增压）
16.3　压强转换发动机
16.4　压强转换器和压强转换发动机的设计方法
16.4.1　状态、极点和位置图
16.5　边界条件曲线
16.5.1　局部的槽端和状态边界曲线
16.5.1.1　转子入口
16.5.1.2　转子出口
16.5.2　平均槽端和状态边界曲线
16.5.2.1 转子入口（对于大而“无叶片”的静子气口）
16.5.2.2　转子出口（对于大而“无叶片”的静子气口）
16.5.3　槽通道部分打开的影响
16.5.3.1　入口端
16.5.3.2　出口端
16.6.1　理想气口定时
16.6　设计特点
16.6.2　转子最有利长宽比
16.6.3　疲劳应力计算
16.6.4　应用凹囊以扩大转速范围
16.6.5　能量损失及其恢复
16.6.6　抗谐凹囊的计算
16.7　整机
16.8　应用
16.8.1　气波增压器（Comprex）
参考文献
附录1 一维有摩擦可压缩流动的动量式
17.1 导言
第十七章　准稳态模型
第六篇　整机模拟模型
17.2　准稳态模型的定义
17.3　模型1
17.3.1　柴油机循环
17.3.2　压气机与中冷器
17.3.3　涡轮
17.3.4　发动机、涡轮与压气机的组合
17.3.5　涡轮增压柴油机
17.3.5.1　例1：涡轮增压柴油机设计点的计算
17.3.5.2　例2：涡轮增压柴油机部分负荷计算
17.3.6　复合发动机
17.3.7　燃气发生器装置
17.3.8　发动机、压气机与涡轮复合机的性能
17.3.9　对模型1总的评价
17.3.10　模型1的改进
17.4　模型2
17.4.1　压气机与中冷器
17.4.2　发动机模型
17.4.3　涡轮模型
17.4.4　匹配实例
17.4.4.1　例3：低海拔发动机性能
17.5.1　压气机
17.5　模型2的计算机程序
17.4.4.2　例4：高海拔发动机性能
17.5.2　发动机功率输出
17.5.2.1　发动机温升
17.5.3　涡轮模型
17.5.3.1　质量流量
17.5.3.2　涡轮效率
17.5.3.3　涡轮功率
17.5.4　计算机程序
17.5.4.1　数字模拟程序标志符
17.5.5　对程序预测的评价
17.5.6　修改程序用于其它型号的发动机
参考文献
附录17.1　模型1的公式推导
附录17.2　模型2的说明
第十八章　充排法发动机模拟模型
18.1 引言
18.2　基本考虑
18.2.1　用于单缸的通用方程式
18.2.1.1　流入和流出过程
（ⅰ）进气门或气口
（ⅰ）连续扫气
18.2.1.2　缸内状态变化
（ⅲ）经气门或气口的气体流动小结
（ⅱ）排气门或气口
（ⅱ）全混合
（ⅲ）无混合
18.2.2　用容积代表气缸、进排气歧管而对发动机系统建立模型（单缸情况）
18.2.2.1　通用情况
18.2.2.2　四冲程发动机的换气过程
（ⅰ）放气和排气过程（evo至ivo）
（ⅱ）气门重叠期（ivo至evc）
（ⅲ）进气阶段（evc至ivc）
（ⅰ）放气过程
（ⅱ）扫气过程
18.2.2.3　二冲程发动机的换气过程
（ⅳ）封闭期间（ivc至evo）
（ⅲ）增压进气阶段
18.2.3　使用充排法的多缸系统模拟
18.2.3.1　排气歧管方程式的修正
18.2.3.2　进气集气器方程式的修正
18.2.3.3　包括进气和排气门或气口定时的程序结构变化
18.3　用充排法模拟发动机例
18.3.1　单缸发动机
18.3.2　多缸发动机
参考文献
19.1 引言
19.2　单缸发动机
第十九章　波动模拟模型
19.2.1　单缸二冲程汽油机模拟
19.2.1.1 关闭期
19.2.1.2　开启期
19.2.1.6　曲轴箱容积
19.2.1.8　包括气口的气缸
19.2.1.7　进气口及输气口
19.2.1.5　曲轴箱
19.2.1.4　化油器
19.2.1.3　进气、输气及排气管道
19.2.1.9　输气口及排气口
19.2.1.10　开启期与关闭期之间相互作用
19.2.1.11　计算机模型的检验
19.2.2　二冲程发动机排气系统设计
19.2.3　进气冲压
19.2.4　单缸四冲程循环发动机的模拟
19.3　多缸发动机模拟
19.4　多缸柴油机
19.4.1　歧管管系的定义
19.4.3　与实验结果对比验证计算机程序
19.4.2　程序使用简例
19.4.3.1　Dorman发动机试验
19.4.3.2　10缸发动机
19.4.3.3　中速发动机
19.4.4　带脉冲转换器的发动机
19.5　多缸火花点火式发动机模型
19.5.1　装催化反应器的汽油机
19.5.2　有废气再循环的汽油机
19.6　柴油机和汽油机的谐振歧管
19.7　结论
参考文献
第二十章　瞬态性能
20.1 瞬态性能的测定
20.2 柴油机瞬态过程的准稳态模型
20.2.1　由模型2发展而来的瞬态性能模拟
20.2.1.1　发动机和涡轮增压器的动态方程
20.2.1.2　利用准稳态模型预测瞬态性能
20.2.2 涡轮增压柴油机准稳态模型在车辆模拟中的应用
20.2.3　考虑歧管影响的准稳态模型
20.3.1.1　系统的说明
20.3.1.2　数学模型
20.3　柴油机瞬态性能的充排法模型
20.3.1　动态特性的充排模型
20.3.1.3　封闭时期的方程——简单燃烧模型
20.3.1.4　封闭时期的方程——精确燃烧模型
20.3.1.5　开放期计算
20.3.1.6　涡轮质量流量
20.3.1.7　进气歧管、中冷器和压气机
20.3.1.8　发动机动力特性
20.3.1.9　涡轮增压器动力特性
20.3.1.10　动态方程的解
20.3.2　充排法模型的验证
20.4.2.1　燃烧效率的影响
20.4.2.3　发动机惯性矩的影响
20.4.2.2　涡轮增压器惯性矩的影响
20.4　柴油机瞬态性能
20.4.2　涡轮增压柴油机瞬态性能对各种参数的敏感性
20.4.1　一般讨论
20.4.2.4　调速器增益的影响
20.4.3　改进瞬态性能的消极方法
20.4.4　改进瞬态性能的积极方法
20.4.5　其它增压方法
20.5 涡轮增压柴油机传递函数模型
参考文献