| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 符号表 | 第16-18页 |
| 1 绪论 | 第18-31页 |
| 1.1 课题研究的目的与意义 | 第18-20页 |
| 1.2 自由活塞发动机简介 | 第20-22页 |
| 1.2.1 自由活塞发动机分类 | 第20-21页 |
| 1.2.2 自由活塞发动机应用发展历程 | 第21-22页 |
| 1.3 自由活塞发动机研究现状 | 第22-27页 |
| 1.3.1 自由活塞发动机原理样机试验研究现状 | 第22-25页 |
| 1.3.2 自由活塞发动机数值模拟研究现状 | 第25-27页 |
| 1.4 天然气发动机应用现状及发展趋势 | 第27-29页 |
| 1.4.1 天然气作为发动机替代能源的优势 | 第27-28页 |
| 1.4.2 单燃料天然气发动机应用现状及发展趋势 | 第28-29页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第29-31页 |
| 2 四冲程自由活塞发动机热力学模型 | 第31-48页 |
| 2.1 四冲程自由活塞发动机构成及工作原理 | 第31-32页 |
| 2.1.1 四冲程自由活塞发动机构成 | 第31页 |
| 2.1.2 四冲程自由活塞发动机工作原理 | 第31-32页 |
| 2.1.3 四冲程自由活塞发动机特点及实现难点 | 第32页 |
| 2.2 四冲程自由活塞发动机理论循环热力学分析 | 第32-42页 |
| 2.2.1 理论循环 | 第32-33页 |
| 2.2.2 理论循环热力学模型 | 第33页 |
| 2.2.3 理论循环热力学分析 | 第33-42页 |
| 2.3 四冲程自由活塞发动机理论循环(?)分析 | 第42-47页 |
| 2.3.1 自由活塞发动机理想热力循环过程(?)分析计算模型 | 第42页 |
| 2.3.2 自由活塞发动机理想热力循环过程(?)分析 | 第42-44页 |
| 2.3.3 结果分析 | 第44-47页 |
| 2.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 3 四冲程自由活塞天然气发动机原理样机系统设计与试验 | 第48-57页 |
| 3.1 原理样机系统设计 | 第48-51页 |
| 3.1.1 CNG喷射系统 | 第49-50页 |
| 3.1.2 点火系统 | 第50-51页 |
| 3.1.3 CNG供气系统 | 第51页 |
| 3.2 试验测试装置 | 第51-52页 |
| 3.3 四冲程自由活塞天然气发动机原理样机及试验台架 | 第52页 |
| 3.4 CNG燃料理论空燃比计算 | 第52-53页 |
| 3.5 样机运行试验 | 第53-54页 |
| 3.6 试验结果分析 | 第54-56页 |
| 3.6.1 进气冲程长度对系统性能的影响 | 第54页 |
| 3.6.2 压缩比对系统性能的影响 | 第54-55页 |
| 3.6.3 膨胀比对系统性能的影响 | 第55页 |
| 3.6.4 点火时刻对系统性能的影响 | 第55-56页 |
| 3.7 本章小结 | 第56-57页 |
| 4 四冲程自由活塞发动机三维数值模拟及验证 | 第57-79页 |
| 4.1 四冲程自由活塞发动机三维数值模拟计算过程 | 第57-58页 |
| 4.2 数学模型的建立 | 第58-61页 |
| 4.2.1 基本控制方程 | 第58页 |
| 4.2.2 湍流流动模型 | 第58-59页 |
| 4.2.3 传热模型 | 第59页 |
| 4.2.4 燃烧模型 | 第59-61页 |
| 4.3 三维几何模型的建立 | 第61页 |
| 4.4 计算网格的划分 | 第61-63页 |
| 4.5 电磁驱动配气机构运动规律的实现 | 第63页 |
| 4.6 自由活塞运动规律的实现 | 第63-68页 |
| 4.6.1 传统发动机活塞运动规律的实现 | 第63-64页 |
| 4.6.2 自由活塞运动特点 | 第64页 |
| 4.6.3 自由活塞动力学模型 | 第64-65页 |
| 4.6.4 自由活塞运动规律的确定 | 第65-67页 |
| 4.6.5 自由活塞动网格实现 | 第67-68页 |
| 4.7 初始条件与边界条件的确定 | 第68-69页 |
| 4.8 计算方法 | 第69-70页 |
| 4.9 模型验证 | 第70页 |
| 4.10 计算结果分析 | 第70-78页 |
| 4.10.1 缸内进气过程流场分析 | 第71-73页 |
| 4.10.2 缸内压缩过程流场分析 | 第73-75页 |
| 4.10.3 燃烧过程分析 | 第75-78页 |
| 4.11 本章小结 | 第78-79页 |
| 5 四冲程自由活塞天然气发动机性能的影响因素 | 第79-112页 |
| 5.1 进气门运动对四冲程自由活塞天然气发动机性能的影响 | 第79-88页 |
| 5.1.1 可变进气门正时对自由活塞发动机进气冲程的影响 | 第79-82页 |
| 5.1.2 可变气门升程对自由活塞发动机进气冲程的影响 | 第82-88页 |
| 5.2 压缩比对四冲程自由活塞天然气发动机性能的影响 | 第88-104页 |
| 5.2.1 增大进气冲程长度改变压缩比对自由活塞发动机性能影响 | 第88-92页 |
| 5.2.2 活塞顶部形状对缸内流动和燃烧的影响 | 第92-101页 |
| 5.2.3 自由活塞天然气发动机对爆震的抑制 | 第101-104页 |
| 5.3 点火时刻对四冲程自由活塞天然气发动机缸内流场的影响 | 第104-107页 |
| 5.4 过量空气系数的影响 | 第107-108页 |
| 5.5 缸外独立压缩对四冲程自由活塞天然气发动机性能的影响 | 第108-110页 |
| 5.6 可变膨胀冲程对四冲程自由活塞天然气发动机性能的影响 | 第110页 |
| 5.7 本章小结 | 第110-112页 |
| 6 总结与展望 | 第112-115页 |
| 6.1 全文总结 | 第112-113页 |
| 6.2 本文创新点 | 第113页 |
| 6.3 工作展望 | 第113-115页 |
| 致谢 | 第115-116页 |
| 参考文献 | 第116-124页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研情况 | 第124页 |
| 1. 已发表论文 | 第124页 |
| 2. 参与科研情况 | 第124页 |
