高等内燃机学

第1章热力学及化学反应动力学

1.1概论

1.2简单热力学体系的特性

1.2.1定义

1.2.2热力学特性

1.3热力学第一定律

1.3.1闭合变化中的功和热量的关系热功当量

1.3.2不闭合变化中的功和热量的关系

1.3.3热力学能

1.3.4几点说明

1.4热力学第二定律

1.4.1热力学第二定律的表述

1.4.2卡诺循环与卡诺定理

1.4.3熵

1.5可用能(炯)

1.5.1炯的定义

1.5.2烧

1.5.3能量分析与炯分析

1.5.4物理炯和化学炯

1.5.5炯平衡和炯损失

1.5.6柴油机循环的可用能平衡计算

1.6工作介质(工质)

1.6.1理想物质

1.6.2状态方程式

1.6.3理想气体的混合物

1.6.4热力学第一定律应用于化学反应无分解反应

1.6.5热力学第二定律应用于化学反应有分解反应

1.6.6可变成分的气体混合物热力学

1.6.7化学反应热力学

1.6.8内燃机燃烧产物的化学平衡计算

1.7内燃机工作循环

1.7.1内燃机的理想循环

1.7.2内燃机循环的有限时间热力学分析

1.8化学反应动力学

1.8.1基本概念

1.8.2化学反应速度

1.8.3链反应

1.8.4链反应的自燃理论

1.8.5碳氢燃料燃烧过程的化学反应动力学模型

参考文献

第2章计算流体动力学及其在内燃机工程中的应用

2.1概论

2.2流动问题的数值模拟

2.2.1流体动力学基本方程、方程的解及定解条件

2.2.2湍流模型

2.2.3两相流体动力模型

2.2.4边界条件

2.2.5离散方法

2.2.6网格生成技术

2.2.7数值计算方法

2.3气体流动的数值模拟

2.3.1特征线法

2.3.2一维不定常等熵流动

2.3.3等熵流动特征方程的数值解法

2.4计算软件简介

2.5计算实例

参考文献

第3章计算机数值模拟技术在内燃机性能研究中的应用

3.1概j沧

3.2数学模型

3.3内燃机工作过程数值模拟

3.3.1工作过程计算的用途

3.3.2工作过程数值计算的数学模型

3.3.3四冲程涡轮增压柴油机工作循环的模拟计算

3.4柴油机燃烧过程模拟计算

3.4.1概述

3.4.2准维燃烧模型及计算方法

3.4.3排放物生成模型及计算方法

3.4.4柴油机燃烧过程的多维数值计算模型

3.5柴油机瞬态特性的数值模拟

3.5.1概述

3.5.2柴油机瞬态性能的容积法模型

参考文献

第4章有限元法在柴油机结构分析中的应用

4.1概述

4.2有限元法的基本原理

4.2.1应力、应变问题

4.2.2温度场问题

4.2.3热应力计算

4.2.4有限元法的基本步骤

4.3有限元法分析实例

4.3.1某型船用主机气缸台肩镶台肩套变形分析

4.3.2柴油机曲轴断裂预报技术

4.3.3基于有限元法和FESAFE的柴油机排烟管振动下的疲劳寿命

4.3.4不可压缩橡胶体的静态性能分析

4.3.5液氧罐冲击响应的安全性评估研究

4.3.6CFD在柴油机连杆轴承穴蚀分析和修理中的运用

参考文献

第5章柴油机的电子控制技术

5.1概论

5.1.1内燃机发展面，临的挑战

5.1.2柴油机有害排放物的形成及治理

5.2柴油机的电控燃油喷射系统

5.2.1现代柴油机燃油喷射系统的基本要求

5.2.2燃油喷射系统工作特性参数

5.2.3电控燃油喷射系统的发展过程和现状

5.2.4电控燃油喷射系统的工作原理及基本构成

5.2.5电控喷油系统的典型结构

5.3电控高压共轨式燃油喷射系统

5.3.1共轨系统与传统的泵一管一嘴系统的比较

5.3.2高压共轨系统对柴油机性能的影响

5.3.3高压共轨系统主要构成部件的结构、工作原理和设计

5.3.4高压共轨燃油喷射系统的仿真研究

5.3.5高压共轨燃油喷射系统的控制与调节

5.3.6柴油机工况管理模块及控制器设计原理

5.3.7电控柴油机的标定技术

5.3.8高压共轨系统的发展

5.4电子控制柴油机气门系统

5.4.1电控可变气门驱动机构的基本结构

5.4.2电控可变气门系统启、闭参数可控性研究

5.4.3电控可变气门系统的控制策略及其实现

5.5大功率电控柴油机的特点及发展

5.5.1特点

5.5.2大功率电控柴油机实例

参考文献

第6章人工智能技术及其在内燃机工程中的应用

6.1概论

6.1.1人工智能的计算机模拟

6.1.2人工智能的研究领域

6.1.3人工智能语言

6.2知识及其表示

6.2.1知识及其分类

6.2.2知识的表示方法

6.2.3知识获取(机器学习)

6.3专家系统

6.3.1专家系统的特点及优点

6.3.2产生式系统

6.3.3推理技术

6.3.4专家系统的结构

6.3.5专家系统的建造步骤

6.3.6柴油机故障诊断专家系统

参考文献

第7章软计算方法及其在内燃机工程中的应用

7.1概论

7.2模糊理论

7.2.1模糊集合论

7.2.2模糊集合的运算

7.2.3模糊关系和关系矩阵

7.2.4模糊变换

7.2.5模糊决策

7.2.6模糊推理

7.2.7模糊理论在内燃机工程中的应用

7.3人工神经网络

7.3.1神经元模型

7.3.2人工神经网络

7.3.3计算机与大脑

7.3.4神经网络的学习

7.3.5组织神经网络的方法

7.3.6前向传播多层神经网络

7.3.7径向基函数神经网络

7.3.8Hopfield网络

7.3.9神经网络在内燃机性能研究中的应用

7.4遗传算法

7.4.1遗传算法的基本步骤

7.4.2遗传算法的特点

7.4.3应用遗传算法时几个需要研究的问题

7.4.4遗传算法在内燃机工程中的应用

7.5智能计算方法的融合

7.5.1模糊系统与神经网络

7.5.2遗传算法用于神经网络

7.5.3应用实例

参考文献

第8章控制理论及在内燃机工程中的应用

8.1概述

8.2控制系统的组成和分类

8.3控制系统的性能指标

8.4经典控制的基本理论和方法

8.5现代控制理论和方法

8.6智能控制系统的基本理论和方法

8.7智能控制在内燃机工程中的应用

8.8柴油机共轨式燃油喷射系统智能控制器的设计研究

参考文献

　　本书书就是为了全面反映上述内燃机科技划时代的进步而编著的。全书有3个重点，一是以计算流体力学为中心，介绍了内燃机进排气管道内的一维不定常流动计算和气缸内的三维流动计算，介绍了内燃机工作过程的数值模拟和燃烧、排放的模拟计算，这是当前广泛应用的各种内燃机工作过程模拟计算程序编制的基础；二是以电控高压共轨燃油喷射系统为核心，介绍了现代柴油机的电子控制系统的研发，其中重点讨论了大功率电控柴油机的特点，介绍了智能化柴油机的概念，这显然是当代大功率柴油机的主要发展方向；三是由于内燃机中的控制问题，大多是具有系统组成结构复杂、非线性、强耦合特点的多参数、多约束、多目标的优化问题。将智能控制和其他先进控制理论和相应的软计算方法应用于内燃机的控制上。　　本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，分为基础理论、计算机仿真及电子控制管理系统、人工智能及智能控制技术的应用等三部分，共8章。内容包括热力学及化学反应动力学、计算流体动力学、计算机数值模拟技术在内燃机性能研究中的应用、有限元方法在内燃机结构分析中的应用、电子管理系统、人工智能技术、软计算方法、控制理论等现代新技术在内燃机工程中的应用。　　本书是在内燃机基本结构和原理的基础上，结合当前科学技术及相关学科发展，对内燃机性能及结构的改进研究提供新的思路和方法。　　本书可作为相关专业研究生教材，也可作为科研人员、专业工程技术人员的参考书。