氫燃料內燃機燃燒與優化控制方法

　　《氫燃料內燃機燃燒與優化控制方法》是在總結國家自 然科學基金等課題的研究進展和研究成果基礎 上，經作者多年整理完成的。本書系統講述氫燃料內燃機與混合氫燃料內 燃機的燃燒、排放特性及優化控制方法。全書共分6章，分別講述氫能及氫 燃料內燃機的技術水平，氫燃料內燃機的理論循環，氫燃料內燃機的雙區 燃 燒模型，加氫混合燃料內燃機的燃燒與排放特性，氫燃料內燃機的混合氣 形 成與燃燒，氫燃料內燃機燃燒過程的優化控制方法。本書是國內第一本較為系統論述氫 燃料內燃機的專著，主要供從事氫 燃料內燃機、氫能動力應用、代用燃料氣體發動機研究的博士、碩士研究 生、高等學校相關專業的教師、相關科研院所和企業的有關科技人員參考。

前言
第1章 氫能及氫燃料內燃機韻技術水平
1.1 日益嚴重的大氣污染與石油資源短缺
1.1.1 汽車排污狀況日趨嚴重，環境保護意識日益增強
1.1.2 石油資源緊張加劇，清潔能源漸行漸近
1.2 氫能源正在登上能源舞台
1.2.1 氫的特性
1.2.2 氫的制取
1.2.3 氫的儲存與輸運
1.2.4 氫能利用
1.2.5 氫能源發展背景
1.3 氫能源在車輛動力應用中方興未艾
1.3.1 燃料電池技術與性能簡介
1.3.2 燃料電池汽車發展歷程及技術現狀
1.3.3 車用氫內燃機的發展歷程
1.3.4 車用氫內燃機的技術狀況
1.3.5 車用氫內燃機的優勢與前景
1.3.6 車用氫內燃機面臨的挑戰
1.3.7 車用氫內燃機的研究對策
參考文獻
第2章 氫燃料內燃機的理論循環
2.1 理論循環的基本假設
2.2 理論循環的計算分析
2.2.1 進氣過程（r-a段）
2.2.2 壓縮過程（a-c段）
2.2.3 燃燒過程（c-z段）
2.2.4 膨脹過程（z-b段）
2.2.5 熱效率僻
2.2.6 理論循環平均指示壓力
2.3 理論循環的計算結果
2.3.1 外部混合氣形成方式的氫發動機理論循環的計算結果
2.3.2 內部混合氣形成方式的氫發動機理論循環的計算結果
2.3.3 氫、甲烷和汽油理論循環參數的比較
參考文獻
第3章 氫燃料內燃機的雙區燃燒模型
3.1 燃燒模型研究綜述
3.1.1 燃燒模型分類
3.1.2 氫燃料發動機准維燃燒模型各模塊
3.2 雙區熱力學模塊
3.2.1 質量守恆方程
3.2.2 能量守恆方程
3.2.3 理想氣體狀態方程
3.2.4 未燃區的等熵壓縮方程
3.2.5 壓縮過程和膨脹過程
3.3 湍流火焰傳播速度模塊
3.3.1 氫燃料火焰的湍流燃燒速度Sr的分析計算
3.3.2 已燃氣體膨脹速度SE的計算
3.4 准維湍流捲吸燃燒模塊
3.5 氫空氣燃燒化學反應動力學模塊
3.5.1 反應系統的化學動力學方程
3.5.2 氫空氣混合氣燃燒反應機理
3.5.3 燃燒過程的計算方法
3.6 傳熱損失計算模塊
3.7 著火延遲期計算模塊
3.8 熱力學參數計算模塊
3.8.1 氣體組分熱力學參數的計算
3.8.2 自由基組分熱力學參數的計算
3.8.3 混合氣熱力參數的計算方法
3.9 幾何計算模塊
3.9.1 火焰前鋒面積及燃燒體積的計算方法
3.9.2 幾何運動參數的計算
3.10 燃燒模型的計算方法
參考文獻
第4章 加氫混合燃料內燃機的燃燒與排放特性
4.1 氫-汽油混合燃料發動機的燃燒與排放特性
4.1.1 試驗裝置
4.1.2 試驗結果及分析
4.2 氫-柴油混合燃料發動機的燃燒與排放特性
4.2.1 著火
4.2.2 輸出功率
4.2.3 熱效率
4.2.4 排放
4.2.5 氫柴油混合燃料發動機燃燒中常出現的問題
參考文獻
第5章 氫燃料內燃機的混合氣形成與燃燒
5.1 外部混合氣形成方式（進氣管噴氫）的氫發動機燃燒特性
5.2 內部混合氣形成方式的氫發動機的燃燒特性
5.2.1 進氣行程期間將氫氣噴人缸內的氫發動機的燃燒
5.2.2 壓縮行程期間將氫氣噴人缸內的氫發動機的燃燒
5.2.3 壓縮比對氫發動機性能的影響
5.2.4 噴氫器的噴孔數對氫發動機性能的影響
5.2.5 噴射壓力對氫發動機性能的影響
5.2.6 噴氫正時對氫發動機性能的影響
5.2.7 發動機轉速和混合氣濃度對氫發動機性能的影響
5.2.8 點火方式對氫發動機性能的影響
5.2.9 點火正時和噴射正時的關係對氫發動機性能的影響
參考文獻
第6章 氫燃料內燃機燃燒過程的優化控制方法
6.1 內燃機的優化控制方法與技術概述
6.2 基於燃燒過程基本微分方程的氫內燃機缸內狀態參數描述
6.2.1 雙區熱力學模塊
6.2.2 微分形式的質量守恆方程
6.2.3 微分形式的能量守恆方程
6.2.4 理想氣體狀態方程
6.2.5 未燃區的能量方程
6.3 氫內燃機燃燒控制系統的狀態空間表達式
6.3.1 氫發動機非線性燃燒系統的狀態空間表達式
6.3.2 氫發動機非線性燃燒系統的狀態空間表達式的線性化
6.3.3 氫發動機非線性燃燒系統的能控性
6.3.4 氫發動機非線性燃燒系統的穩定性
6.4 氫燃料發動機的最優控制模型
6.4.1 最優控制模型
6.4.2 模糊神經網絡求解最優控制模型
參考文獻