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第1章 绪论1

1.1 内燃机爆震及其危害1

1.2 国内外发展现状2

1.3 存在的问题和展望3

参考文献4

第2章 内燃机爆震现象6

2.1 普通爆震现象6

2.1.1 普通爆震介绍6

2.1.2 普通爆震机理6

2.1.3 汽油机燃烧室介绍8

2.2 普通爆震检测方法10

2.2.1 机体振动法10

2.2.2 燃烧噪声法13

2.2.3 缸压检测法13

2.2.4 离子电流法13

2.3 超级爆震现象14

2.4 超级爆震成因28

2.5 本章总结29

参考文献30

第3章 爆燃及爆轰理论32

3.1 爆炸理论32

3.2 爆轰理论33

3.3 爆燃转爆轰40

3.3.1 火焰阵面微分加速机理43

3.3.2 加热和压缩机理44

3.3.3 火焰阵面不稳定加速机理44

3.3.4 火焰阵面湍流加速机理45

3.3.5 内燃机燃烧室中的火焰加速48

3.4 两相爆轰波的ZND模型及相关的问题50

3.4.1 两相爆轰波的ZND模型50

3.4.2 化学反应动力学54

3.5 气体-液体燃料液滴两相系统爆轰的研究60

3.5.1 两相流体力学方程61

3.5.2 化学反应模型63

3.6 本章总结64

参考文献65

第4章 振荡燃烧压力波在封闭空间的传播66

4.1 可压缩流体中的波66

4.1.1 小扰动波66

4.1.2 马赫波67

4.1.3 膨胀波68

4.1.4 激波69

4.1.5 爆轰波71

4.2 激波的反射71

4.2.1 激波的正反射71

4.2.2 斜激波的反射72

4.3 激波的聚焦74

4.4 本章总结79

参考文献80

第5章 冲击波致燃烧室内超温超压形成机理81

5.1 热点自燃引发爆轰机理81

5.2 内燃机数值模拟的理论基础83

5.2.1 内燃机燃烧模型分类83

5.2.2 数值模拟基本控制方程84

5.2.3 Fluent软件介绍85

5.3 研究方法85

5.4 基于破膜法的冲击波汇聚研究87

5.4.1 物理模型及数学模型87

5.4.2 边界条件和初始条件88

5.4.3 锥顶型燃烧室数值模拟结果与实际破坏情况比较89

5.4.4 ω型燃烧室数值模拟结果与实际破坏情况比较95

5.5 基于总包反应的冲击波汇聚研究99

5.5.1 模拟方法99

5.5.2 模型简化100

5.5.3 爆轰波在燃烧室内的传播特性102

5.5.4 过量空气系数对早燃的影响108

5.5.5 EGR对早燃的影响110

5.5.6 不同燃烧室形状对爆燃的影响112

5.6 本章总结114

参考文献115

第6章 爆震波破坏活塞材料的失效结构分析117

6.1 内燃机爆震实验装置与方法117

6.1.1 内燃机爆震台架实验活塞所用材料117

6.1.2 爆震破坏活塞显微组织结构观察119

6.2 爆震活塞绝热剪切的特征119

6.2.1 金属绝热剪切失效原理119

6.2.2 爆震波破坏活塞宏观特征120

6.2.3 爆震波破坏活塞显微组织及成分分析122

6.2.4 爆震波破坏活塞断口扫描125

6.2.5 爆震波破坏活塞微观构型128

6.2.6 爆震波破坏活塞微观推演129

6.3 爆震破坏活塞绝热剪切数值模拟分析132

6.3.1 内燃机爆震活塞破坏形式132

6.3.2 燃烧室结构聚能理论的引入133

6.3.3 爆震波对活塞剪切应力的数值计算136

6.3.4 爆震波对活塞绝热剪切温升计算140

6.4 爆震活塞的失效机理144

6.4.1 对试样结果的讨论144

6.4.2 爆震波作用于活塞的冲击方式145

6.4.3 活塞结构受剪切应力的失效方式146

6.5 本章总结148

参考文献149

第7章 内燃机爆震的控制技术151

7.1 汽油机的爆震及控制151

7.1.1 汽油机的爆震151

7.1.2 普通汽油机爆震的控制152

7.1.3 汽油机超级爆震的控制157

7.2 柴油机工作粗暴及控制161

7.3 HCCI等新型燃烧方式爆震及控制162

7.4 本章总结165

参考文献165