小型转子发动机数值建模与仿真分析

图书标准信息

• 作者 刘金祥
• 出版社 北京理工大学出版社
• 出版时间 2020-06
• 版次 1
• ISBN 9787568283342
• 定价 78.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

本书针对小型转子发动机数值建模和仿真分析中的部分关键问题，介绍了作者在小型转子发动机机构运动学与动力学、结构强度、摩擦磨损、性能、缸内流动与燃烧、电喷系统、起动系数值建模与仿真等方面取得的研究成果。书中除了对小型转子发动机数值建模与仿真分析方法进行了阐述，还对其具体应用进行了介绍。

【作者简介】

刘金祥，博士，副教授，博士生导师。2009年起任教于北京理工大学机械与车辆学院，主要研究领域为小型转子发动机技术，承担国家自然科学基金2项， 国防“973”项目专题1项，国防预研项目多项；发表论文40余篇，出版教材1部，英文专著1部；获国家专利十余项。

 

【目录】

章 绪论

1.1 三角转子发动机的发展简史

1.2 转子发动机的结构特点与工作原理

1.3 小型转子发动机的应用前景

第2章 机构运动学与动力学分析

2.1 运动机构动力学模型建立

2.1.1 多刚体动力学理论

2.1.2 运动系统仿真模型

2.1.3 载荷及驱动

2.2 主要运动件的运动学特性分析

2.2.1 偏心轴的运动学分析

2.2.2 转子的运动学分析

2.3 主要运动件的动力学特性分析

2.3.1 多柔性体动力学理论

2.3.2 偏心轴的模态分析

2.3.3 偏心轴的动力学输出特性分析

2.3.4 飞轮惯量的确定

2.4 小型转子发动机的平衡

2.4.1 不平衡力与不平衡力矩

2.4.2 单缸发动机平衡的计算

2.4.3 多缸发动机平衡的计算

2.5 本章小结

参考文献

第3章 小型转子发动机结构强度仿真分析

3.1 有限元模型的建立

3.1.1 几何模型

3.1.2 网格模型

3.2 零件温度场分析

3.2.1 换热边界条件

3.2.2 温度场计算结果

3.3 应力场分析

3.3.1 计算边界条件

3.3.2 热应力分析

3.3.3 机械应力分析

3.3.4 热-机耦合应力分析

3.3.5 强度校核

3.4 变形分析

3.4.1 机械载荷下变形分析

3.4.2 热载荷下变形分析

3.4.3 热-机耦合载荷下变形分析

3.5 密封性能分析

3.5.1 气缸-端盖密封性分析

3.5.2 转子-气缸端面漏气分析

3.6 本章小结

参考文献

第4章 转子发动机摩擦磨损的计算与分析

4.1 转子端面的摩擦损失功率预测

4.1.1 转子端面摩擦损失功率模型建立

4.1.2 转子端面摩擦损失功率结果分析

4.2 径向密封片摩擦损失功率预测

4.2.1 径向密封片混合润滑模型建立

4.2.2 密封片和气缸之间的摩擦

4.2.3 径向密封片与气缸摩擦损失分析

4.3 轴承摩擦损失建模分析

4.4 转子发动机降摩仿真分析

4.4.1 织构对径向密封片摩擦损失的影响分析

4.4.2 DLC膜对摩擦损失的影响分析

4.4.3 不同转速下的DLC对摩擦损失功率的影响

4.5 转子发动机中磨损仿真分析

4.6 本章小结

参考文献

第5章 小型转子发动机性能仿真

5.1 小型转子发动机缸内热力过程数学建模

5.1.1 气缸内各阶段热力过程数学建模

5.1.2 漏气模型

5.1.3 传热模型

5.1.4 燃烧放热模型

5.1.5 机械摩擦损失模型

5.1.6 工质特性参数模型

5.2 基于MATIAB／Simulink的小型转子发动机仿真建模

5.2.1 仿真模型子模块的建立

5.2.2 整体系统仿真模型的建立

5.2.3 小型转子发动机性能分析

5.3 小型转子发动机微型化仿真分析

5.3.1 小型转子发动机微型化的问题

5.3.2 小型转子发动机微型化数学模型的建立

5.3.3 小型转子发动机微型化极限分析

5.4 本章小结

参考文献

第6章 转子发动机缸内流动及燃烧过程仿真

6.1 转子发动机湍流模型的建立

6.1.1 几何模型

6.1.2 有限元网格及动网格模型

6.1.3 湍流模型

6.1.4 边界条件及求解设置

6.2 缸内流动规律分析

6.2.1 转速对燃烧室内气流运动的影响

6.2.2 进气口形状对缸内气流运动的影响

6.2.3 进气角度对缸内气流运动的影响

6.3 缸内燃烧模型的建立

6.3.1 点火模型

6.3.2 燃烧模型及机理简化

6.3.3 NO生成模型

6.3.4 网格密度和时间步长对计算结果的影响

6.4 缸内燃烧过程分析

6.4.1 点火位置对燃烧过程的影响

6.4.2 点火提前角对燃烧过程的影响

6.5 本章小结

参考文献

第7章 小型转子发动机电喷系统仿真分析

7.1 小型转子发动机电喷系统总体方案

7.1.1 小型转子发动机电喷系统原理

7.1.2 小型转子发动机电喷系统组成

7.1.3 小型转子发动机电喷系统控制方案确定

7.2 小型转子发动机平均值模型的建立

7.2.1 小型转子发动机平均值模型结构

7.2.2 进气模块

7.2.3 油膜蒸发模块

7.2.4 动力输出模块

7.2.5 小型转子发动机平均值模型的仿真分析

7.3 喷油控制策略的设计与仿真

7.3.1 各工况喷油控制策略的设计

7.3.2 稳态工况喷油MAP图仿真计算

7.3.3 瞬态工况喷油MAP图仿真计算

7.4 本章小结

参考文献

第8章 转子发动机启动系统设计与启动过程控制策略仿真分析

8.1 转子发动机启动阻力矩仿真分析

8.1.1 压缩气体阻力矩的计算

8.1.2 摩擦力矩的计算

8.1.3 离心阻力矩的计算

8.1.4 启动过程动态阻力矩仿真结果

8.2 关键部件选型和参数设计

8.2.1 电动机选型和参数匹配

8.2.2 电池选型和参数匹配

8.3 启动系统建模及控制方法的确定

8.3.1 永磁电动机仿真模型

8.3.2 镍氢电池的仿真模型

……

内容摘要
本书重点针对国内小型和微型转子发动机的研制，以及如何提高小型转子发动机的仿真分析精度和效率展开研究，完成了大量小型转子发动机结构和性能的数值仿真与分析工作．并且研制了几款小型转子发动机的样机。