| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-47页 |
| 1.1 引言 | 第13-16页 |
| 1.1.1 自由活塞内燃机简介 | 第13页 |
| 1.1.2 自由活塞内燃机车辆应用概况 | 第13-16页 |
| 1.2 自由活塞发动机的发展历程 | 第16-25页 |
| 1.2.1 自由活塞发动机的产生与发展 | 第16-20页 |
| 1.2.2 自由活塞发动机的类型和特点 | 第20-25页 |
| 1.3 HFPE的研究现状和关键问题 | 第25-44页 |
| 1.3.1 HFPE的研究现状 | 第25-40页 |
| 1.3.2 HFPE的关键问题 | 第40-44页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第44-47页 |
| 第2章 系统总体方案设计及动态仿真分析 | 第47-79页 |
| 2.1 引言 | 第47页 |
| 2.2 系统总体方案设计 | 第47-61页 |
| 2.2.1 系统主体结构选择 | 第47-48页 |
| 2.2.2 动力模块结构比较与分析 | 第48-51页 |
| 2.2.3 液压模块结构比较与分析 | 第51-59页 |
| 2.2.4 系统基本结构及工作原理 | 第59-61页 |
| 2.3 系统动态特性仿真分析 | 第61-74页 |
| 2.3.1 活塞组件运动的动力学模型 | 第61-63页 |
| 2.3.2 燃烧室、扫气室、气口流动及扫气模型 | 第63-66页 |
| 2.3.3 燃油雾化、燃烧放热及壁面传热模型 | 第66-67页 |
| 2.3.4 液压部分的压力和流量模型 | 第67-69页 |
| 2.3.5 系统工作特性仿真分析 | 第69-74页 |
| 2.4 参数变化对系统工作性能的影响 | 第74-77页 |
| 2.4.1 压缩压力的影响 | 第74-75页 |
| 2.4.2 负荷压力的影响 | 第75-76页 |
| 2.4.3 循环喷油量的影响 | 第76页 |
| 2.4.4 喷油正时的影响 | 第76-77页 |
| 2.5 本章小结 | 第77-79页 |
| 第3章 回流扫气式SHFPE换气结构研究 | 第79-107页 |
| 3.1 引言 | 第79页 |
| 3.2 换气系统结构设计的原则和方法 | 第79-86页 |
| 3.2.1 换气系统结构设计的基本原则 | 第79-80页 |
| 3.2.2 换气系统结构参数确定的基本方法 | 第80-86页 |
| 3.3 气口结构参数设计研究 | 第86-98页 |
| 3.3.1 回流扫气方式气口的基本结构参数 | 第86-87页 |
| 3.3.2 气口结构设计基本参数预估 | 第87-89页 |
| 3.3.3 精确计算比时面值和配气相位角参数 | 第89-90页 |
| 3.3.4 气口设计参数仿真分析 | 第90-95页 |
| 3.3.5 回流扫气效果影响因素分析 | 第95-98页 |
| 3.4 排气动力效应研究 | 第98-104页 |
| 3.4.1 排气动力效应理论分析 | 第98-100页 |
| 3.4.2 排气动力效应数值模拟 | 第100-103页 |
| 3.4.3 Kadenacy效应综合利用 | 第103-104页 |
| 3.5 本章小结 | 第104-107页 |
| 第4章 SHFPE换气过程及气口结构对换气品质影响规律 | 第107-139页 |
| 4.1 引言 | 第107页 |
| 4.2 换气过程计算模型建立 | 第107-116页 |
| 4.2.1 CFD软件及数值模拟基础 | 第107-110页 |
| 4.2.2 数值模拟计算过程 | 第110-116页 |
| 4.3 SHFPE换气过程分析 | 第116-128页 |
| 4.3.1 浓度场分布规律 | 第117-119页 |
| 4.3.2 速度场分布规律 | 第119-124页 |
| 4.3.3 湍流动能分布规律 | 第124-126页 |
| 4.3.4 扫气口气体流动规律 | 第126-128页 |
| 4.4 气口结构对换气品质的影响规律 | 第128-136页 |
| 4.4.1 气口直射角 | 第129-130页 |
| 4.4.2 气口平射角 | 第130-134页 |
| 4.4.3 气口半径 | 第134-136页 |
| 4.5 本章小结 | 第136-139页 |
| 第5章 SHFPE燃烧过程的数值模拟分析 | 第139-163页 |
| 5.1 引言 | 第139页 |
| 5.2 燃烧放热及点火延迟模型 | 第139-147页 |
| 5.2.1 燃烧放热模型 | 第140-143页 |
| 5.2.2 点火延迟模型 | 第143-145页 |
| 5.2.3 燃烧模型分析与验证 | 第145-147页 |
| 5.3 燃烧过程计算模型建立 | 第147-149页 |
| 5.3.1 燃烧室类型、特点及选择 | 第147页 |
| 5.3.2 网格模型建立 | 第147-148页 |
| 5.3.3 仿真条件设置 | 第148-149页 |
| 5.3.4 选择计算模型 | 第149页 |
| 5.4 燃烧室内气体流动分析 | 第149-155页 |
| 5.4.1 挤流与逆挤流特性分析 | 第149-153页 |
| 5.4.2 湍流特性分析 | 第153-155页 |
| 5.5 燃烧放热过程与排放物生成分析 | 第155-161页 |
| 5.5.1 燃烧室内工质状态变化过程 | 第155-158页 |
| 5.5.2 燃烧放热过程对比分析 | 第158-159页 |
| 5.5.3 排放物生成特性 | 第159-161页 |
| 5.6 本章小结 | 第161-163页 |
| 第6章 SHFPE样机构造与试验 | 第163-177页 |
| 6.1 引言 | 第163页 |
| 6.2 样机内燃机部分 | 第163-165页 |
| 6.3 样机液压部分 | 第165-168页 |
| 6.4 样机支撑部分 | 第168页 |
| 6.5 样机控制部分 | 第168-172页 |
| 6.6 样机点火运行试验 | 第172-174页 |
| 6.7 本章小结 | 第174-177页 |
| 第7章 结论 | 第177-181页 |
| 7.1 全文总结 | 第177-179页 |
| 7.2 主要创新点 | 第179页 |
| 7.3 工作展望 | 第179-181页 |
| 参考文献 | 第181-189页 |
| 作者简介及科研成果 | 第189-190页 |
| 致谢 | 第190页 |