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自由活塞內燃發電系統模擬與試驗技術(精)

  • 作者：馮慧華//賈博儒//吳禮民|責編:鍾博
  • 出版社：北京理工大學
  • ISBN：9787576329766
  • 出版日期：2023/10/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：286
人民幣：RMB 92 元      售價：元
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內容大鋼
    本書詳細介紹了在開展FPEG系統設計與物理樣機實現過程中所涉及的模擬方法與試驗測試技術，圍繞FPEG樣機性能開發目標，詳細且系統地展示了樣機開發過程中所涉及的主要模擬優化與試驗測試工作。全書共7章，主要內容分為3個部分。第一部分（第1?3章）介紹了FPEG系統工作過程，缸內工作過程以及缸內、缸外傳熱過程的建模與模擬，結合零維、三維模擬手段預測樣機工作過程，缸內進氣、燃燒等氣體流動過程，以及關鍵受熱部件的傳熱過程等。第二部分（第4?6章）以性能為樣機開發目標，結合模擬與試驗測試手段，介紹了樣機控制系統開發、電能轉換與儲存系統開發以及相關輔助系統開發流程。本書在最後一部分（第7章）介紹了FPEG物理樣機一體化測控平台的設計與開發，包括測試物理環境集成、樣機裝配調試、技術狀態調試以及相關試驗測試方法與流程。
    本書內容融合理論與實踐應用，既可供動力工程及工程熱物理、機械工程等學科和相關專業的本科生和研究生學習，也可供內燃機、混合動力、複雜機電系統設計等領域的相關技術和管理人員參考借鑒。
作者介紹
馮慧華//賈博儒//吳禮民|責編:鍾博
    馮慧華，工學博士，北京理工大學機械與車輛學院長聘教授，博導，北京市教學名師。中國內燃機學會常務理事兼副秘書長、中國內燃機學會設計與智能製造分會主任委員，中國汽車工程學會振動雜訊分會委員，中國高等教育學會工程教育專委會理事，中國工程教育專業認證協會能源動力類專業認證委員會副秘書長。主要從事車用內燃發電動力技術、車輛與動力系統NVH技術領域研究，牽頭某局車用動力「十四五」規劃論證，承擔某委陸上先進動力重大專項、某局車用動力基礎產品創新計劃重大項目等項目20余項，獲國防科技進步二等獎、三等獎各1項，發表SCI/EI論文近100篇，出版專著、教材3部，授權發明專利40余項。主講「內燃機設計」「Mechanical Vibration」等本研課程，主持教育部新工科項目等省部級以上教改項目3項，牽頭獲國家級教學成果二等獎1項、北京市教學成果一等獎2項，所講課程獲評國家級一流課程們。
目錄
第1章  系統運行特性建模與模擬
  1.1  零維模擬模型搭建
    1.1.1  動力學模型
    1.1.2  電機力模型
    1.1.3  缸內熱力學模型
    1.1.4  氣缸內各階段熱力學過程分析
    1.1.5  Simulink模擬模型
  1.2  FPEG起動策略以及起動過程模擬分析
    1.2.1  FPEG起動策略研究
    1.2.2  對置單缸雙活塞發電機系統雙直線電機同步起動過程數值模擬
    1.2.3  對置單缸雙活塞發電機系統單直線電機同步起動過程數值模擬
    1.2.4  對置單缸雙活塞發電機系統高壓氣源起動過程數值模擬
  1.3  工況及缸內工作過程參數變化對FPEG活塞動子組件動力學特性的影響模擬分析
    1.3.1  不同工況對FPEG活塞動子組件動力學特性影響的研究
    1.3.2  不同參數對FPEG活塞動子組件動力學特性影響的研究
    1.3.3  噴油量對FPEG活塞動子組件動力學特性的影響研究
    1.3.4  點火時刻對FPEG活塞動子組件動力學特性的影響研究
  1.4  活塞動子組件質量、壓縮比等對FPEG動力學特性的影響模擬分析
    1.4.1  活塞動子組件質量
    1.4.2  泄漏面積
    1.4.3  電機力係數
  參考文獻
第2章  缸內工作過程建模與模擬
  2.1  FPEG活塞動子運動規律坐標系轉換技術研究
    2.1.1  簡化等效方法概述
    2.1.2  等效曲軸轉角法
    2.1.3  等效連桿法
    2.1.4  等效轉速法
  2.2  FPEG換氣過程建模及模擬模擬
    2.2.1  FPEG換氣過程湍流模型
    2.2.2  FPEG換氣過程模擬模型構建
    2.2.3  FPEG換氣過程模擬結果
  2.3  FPEG燃燒過程建模及模擬模擬
    2.3.1  FPEG自由活塞內燃機燃燒過程理論模型
    2.3.2  三維流場模擬條件及結果分析
  2.4  典型換氣方式對換氣及燃燒過程的影響
    2.4.1  迴流掃氣換氣方式對換氣及燃燒過程的影響
    2.4.2  直流掃氣換氣方式對換氣及燃燒過程的影響
  參考文獻
第3章  缸內、缸外傳熱過程模擬分析
  3.1  FPEG缸內-機外傳熱過程理論建模與模擬
    3.1.1  活塞的溫度場分析
    3.1.2  連桿溫度場分析
    3.1.3  動子溫度場分析
    3.1.4  直線電機的溫度場理論建模技術研究
  3.2  FPEG缸內-活塞-連桿動子傳熱過程的理論建模與模擬
    3.2.1  FPEG多學科耦合瞬態傳熱模型
    3.2.2  FPEG結構傳熱有限元數值計算模型
    3.2.3  整體結構建模及網格劃分
    3.2.4  FPEG結構傳熱特性分析

  3.3  內燃機-直線電機熱平衡關係的建模與模擬
    3.3.1  FPEG內燃機傳熱特性建模與分析
    3.3.2  FPEG直線電機傳熱特性建模與分析
  3.4  FPEG活塞動子/永磁體動子間熱傳遞隔離
  參考文獻
第4章  控制系統開發
  4.1  FPEG系統控制器開發
    4.1.1  基於系統穩定失穩判斷的上層控制策略
    4.1.2  基於穩態壓縮能量傳遞的控制策略
    4.1.3  基於直線電機的變負載控制策略的開發
  4.2  .FPEG系統雙直線電機驅動/控制器設計開發
    4.2.1  驅動器硬體設計
    4.2.2  驅動控制軟體開發
    4.2.3  驅動器技術參數以及對外介面
  4.3  FPEG控制系統功能與關鍵性能指標驗證軟/硬體平台設計技術研究與物理實現
    4.3.1  原型初步設計階段
    4.3.2  設計迭代修正階段
    4.3.3  FPEG系統ECU硬體平台搭建設計
    4.3.4  控制輸出單元設計
    4.3.5  FPEG系統ECU軟體設計
  參考文獻
第5章  電能轉換與儲存系統開發
  5.1  電氣儲能系統電能處理技術控制系統的硬體設計
  5.2  電能處理技術的上層控制策略開環執行校驗
  5.3  模擬模型的校驗
  參考文獻
第6章  輔助系統開發
  6.1  FPEG進、排氣相關結構設計
    6.1.1  掃氣口
    6.1.2  排氣口
    6.1.3  進、排氣套
    6.1.4  進氣管
    6.1.5  排氣管
    6.1.6  增壓/穩壓/調壓系統
    6.1.7  FPEG燃油供給子系統選型及詳細設計
  6.2  FPEG潤滑子系統選型及詳細設計
    6.2.1  潤滑子系統的定義
    6.2.2  潤滑子系統的目標
    6.2.3  關鍵參數對標
    6.2.4  潤滑子系統總成設計
  6.3  FPEG冷卻子系統選型及詳細設計
    6.3.1  FPEG冷卻水套流動傳熱計算
    6.3.2  FPEG冷卻子系統建模模擬
    6.3.3  FPEG冷卻子系統及相關結構的詳細設計
  參考文獻
第7章  物理樣機一體化測控平台設計開發
  7.1  FPEG樣機測試物理環境集成
    7.1.1  高功率、多類型熱力循環模式FPEG樣機
    7.1.2  FPEG樣機測試物理環境組成及技術研究
  7.2  FPEG技術驗證樣機裝配調試及集成測試環境

    7.2.1  FPEG技術驗證樣機結構
    7.2.2  FPEG技術驗證樣機整體系統
    7.2.3  FPEG技術驗證樣機整體運行測試技術方案
  7.3  FPEG技術驗證樣機的技術狀態調試
    7.3.1  FPEG技術驗證樣機起動過程狀態調試
    7.3.2  FPEG技術驗證樣機點火運行過程狀態調試
    7.3.3  針對噴油系統、點火系統的調試研究
    7.3.4  針對供氣系統的調試研究
    7.3.5  針對直線電機系統的調試研究
  7.4  關鍵性能參數對FPEG技術驗證樣機穩定運行特性及性能指標的影響規律分析
    7.4.1  基本運行特性分析
    7.4.2  系統運行穩定性分析以及維穩運行機理探討
    7.4.3  系統運行同步誤差分析
  參考文獻

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