内燃机动力学论文选题方向

书名：内燃机学（第3版）出版社：机械工业出版社书号：31602ISBN：9787111316022出版日期：2011年04月内容简介：本书讲述内燃机工作过程的基本理论及内燃机动力学和概念设计。全书共分十一章，内容包括内燃机的工作指标、工作循环及其数值计算方法、充量更换、混合气的形成和燃烧、代用燃料、燃料供给与调节、污染物的生成与控制、使用特性与匹配以及内燃机动力学及概念设计等。本书为热力发动机专业本科生教材，也可供从事内燃机设计、制造、运行和研究开发的工程技术人员和科研部门的技术人员参考。章节目录：前言第2版前言第1版前言常用符号第一章概论1第一节内燃机简史1第二节中国内燃机工业发展简史3第三节内燃机分类5第四节各种内燃机的典型结构6参考文献16第二章内燃机的工作指标18第一节示功图与指示性能指标18第二节有效性能指标21第三节机械损失与机械效率28第四节排放指标32第五节提高内燃机动力性能与经济性能的途径33参考文献35思考题与习题35第三章内燃机的工作循环36第一节内燃机的理论循环36第二节内燃机的燃料及燃烧热化学38第三节内燃机的实际循环43第四节内燃机的热平衡45第五节内燃机工作过程的热力学模型47参考文献52思考题与习题52第四章内燃机的换气过程54第一节四冲程内燃机的换气过程54第二节四冲程内燃机的换气损失56第三节提高内燃机充量系数的措施59第四节内燃机的增压65第五节二冲程内燃机的换气82参考文献86思考题与习题86第五章内燃机混合气的形成和燃烧87第一节内燃机缸内的气体流动87第二节点燃式内燃机的燃烧91第三节点燃式内燃机的燃烧室108第四节压燃式内燃机的燃烧114第五节压燃式内燃机的燃烧室123第六节均质充量压缩着火燃烧发动机132参考文献135思考题与习题136第六章内燃机的替代燃料137第一节替代燃料概述137第二节含氧燃料137第三节合成油145第四节气体替代燃料148第五节替代燃料的生命周期分析151参考文献153思考题与习题153第七章内燃机的燃料供给与调节155第一节概述155第二节柴油机燃料供给与调节系统的结构、分类与发展155第三节柴油机喷油泵结构参数的确定162第四节柴油机喷油器的结构和参数选择174第五节柴油机的异常喷射现象178第六节柴油机的工况调节与调速器180第七节柴油机燃料供给与调节系统的电子控制186第八节点燃式内燃机燃料供给系统的功能、分类与发展197第九节电控汽油喷射系统198第十节气体燃料供给系统206参考文献209思考题与习题210第八章内燃机污染物的生成与控制211第一节概述211第二节污染物的生成机理和影响因素212第三节内燃机的排放控制220第四节内燃机的排气后处理235第五节排放法规245第六节OBD技术简介250参考文献251思考题与习题252第九章内燃机的使用特性与匹配253第一节内燃机的工况253第二节内燃机的负荷特性254第三节内燃机的速度特性256第四节内燃机的万有特性261第五节内燃机的功率标定及大气校正264第六节内燃机与工作机械的匹配266参考文献269思考题与习题270第十章内燃机动力学271第一节曲柄连杆机构运动学271第二节曲柄连杆机构受力分析272第三节内燃机质量平衡276第四节曲轴轴系的扭转振动283参考文献290思考题与习题290第十一章内燃机的概念设计291第一节内燃机的设计要求291第二节内燃机类型的选择292第三节内燃机基本参数的选择296第四节内燃机开发的程序与方法299第五节内燃机主要零件设计要点302第六节配气机构设计要点322第七节润滑系、冷却系与起动系331参考文献333思考题与习题333常 用 符 号ⅧⅨ

内燃机动力学研究各种力对内燃机动力装置的影响及其消减方法。内燃机动力学的主要内容为曲柄连杆机构运动学、曲柄连杆机构动力学和内燃机平衡分析等。 主要研究曲柄、连杆，尤其是活塞的运动规律。活塞作周期性往复运动时的位移 x、速度v和加速度a可用下述各式近似求算 式中α为曲轴转角； ω为曲轴旋转角速度；r为曲柄半径； λ为曲柄半径r与连杆长度l之比，即λ=r/l曲柄作回转运动，连杆作复杂的平面运动。连杆的运动往往被简化分解为随活塞组的往复运动和随同曲柄的旋转运动。 研究分析曲柄连杆机构（见曲柄滑块机构）在运动中力的生成、传递和输出。作用在曲柄连杆机构上的力有曲柄连杆机构运动时产生的往复惯性力和离心惯性力，以及内燃机气缸内的气体压力。往复惯性力 式中mj为曲柄连杆机构中作往复运动的部件的质量，它包括活塞组（活塞、活塞环和活塞销等）的质量mA和连杆换算在小头中心部分的质量mLA。 mL为连杆质量；lB为连杆重心至连杆大头中心的距离。往复惯性力是由若干简谐力组成的，但在工程计算中取一级往复惯性力 与 二级往复惯性力之和。离心惯性力 　用Fr表示，Fr=mrrω式中mr为曲柄连杆机构作旋转运动的不平衡质量，它包括曲柄销的质量和换算到曲柄销中心的曲柄不平衡质量、连杆换算在大头中心部分的质量mLB。 lA为连杆重心至连杆小头中心的距离。内燃机动力学气体压力 　用FG表示，可从内燃机示功图中直接得到。气体压力向下推动活塞，经活塞销、连杆、曲柄销、主轴颈传递给主轴承，它与向上推气缸盖的力恰好大小相等、方向相反，在机体内达到平衡，并不传到机外。作用在曲柄连杆机构上的力及其传递 　往复惯性力Fj和气体压力FG的合力F=Fj+FG传递给活塞销(图1),分解为垂直于气缸壁的侧压力FN=Ftgβ和沿着连杆轴线的力Ft=F/cosβ。Ft传递到曲柄销，分解为沿着曲柄方向的径向力Z=Fcos(α+β)/cosβ和垂直于曲柄的切向力T=Fsin(α+β)/cosβ。切向力相对于曲轴轴线构成内燃机的输出力矩 Ft传到主轴颈,分解为沿气缸轴线方向的力Z′=Z和垂直于气缸轴线的力F囘=-FN。F囘与FN大小相等、方向相反，它构成内燃机输出力矩的反转矩 与输出力矩Μ同时存在。反转矩Μ′通过机体传到机外。内燃机平衡分析 若内燃机在稳定工况下传给机架的力和力矩的大小、 方向不变， 则这样的内燃机称为平衡的内燃机。单缸机不平衡的力和力矩有往复惯性力=+、离心惯性力Fr和反转矩Μ′。这些力和力矩周期性地变化并作用在机架上，激起振动，影响机器附近人员的舒适，也影响结构的可靠性和机器的经济性。单缸机的平衡措施对于离心惯性力，只要在曲柄的对侧加置适当的平衡块，使离心力与机器的离心惯性力相等即可达到平衡的目的。对于往复惯性力，采用上述简单平衡块只能使不平衡的力转移到与气缸轴线相垂直的平面，达不到平衡的目的。但人耐受水平方向振动的能力优于垂直方向振动的能力，所以在实际生产中往往采用这种简单平衡块法。对于要求高的机器，常采用兰彻斯特平衡机构（图2）。它是采用一对大小相等、旋转方向相反的平衡块，若其转速与曲轴转速相等，而相位差180°,则可使其离心惯性力在气缸轴线方向的分力恰好与机器的一级往复惯性力相平衡；与气缸轴线相垂直平面上的分力自相抵销。若再加一对转速为曲轴转速两倍的平衡块，即可平衡机器的二级往复惯性力。 内燃机动力学多缸内然机的平衡分析 　多缸机平衡分析可用空间力系的方法处理，其平衡情况如下表所示。表中“O”表示已平衡；“X”表示不平衡。内燃机动力学多缸机的平衡措施 简单平衡块和兰彻斯特平衡机构对多缸机的平衡作用，与对单缸机的作用相同。若使兰彻斯特平衡机构的平衡轴两端平衡块相位差180°,即可用以平衡往复惯性力矩。

楼主的要求不太现实呵~~15000到16000之间？　　百度里回答的字数是9999个。怎么可能答的完？　　这样，我倒是找到了一点：　　内燃机车介绍及其发展史　　内燃机车（diesel locomotive）以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机车的概念习惯上指的是柴油机。　　发展　　20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。1924年，苏联制成一台电力传动内燃机车，并交付铁路便用。同年，德国用柴油机和空压缩机配接，利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽，将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车。1925年，美国将一台220 kW电传动内燃机车投入运用，从事调车作业。30年代，内燃机车进入试用阶段，直流电力传动液力变扭器等广泛采用，并开始在内燃机车上采用液力耦合器和液力变扭器等热力传动装置的元件，但内燃机车仍以调车机车为主。30年代后期，出现了一些由功率为900～1 000 kW单节机车多节连挂的干线客运内燃机车。　　第二次世界大战以后，因柴油机的性能和制造技术迅速提高，内燃机车多数配装了废气涡轮增压系统，功率比战前提高约50%，配置直流电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加快了，到了20世纪50年代，内燃机车数量急骤增长。60年代期，大功率硅整流器研制成功，并应用于机车制进，出现了交—直流电力传动的2 940 kw内燃机车。在70年代，单柴油机内燃机车功率已达到4 410kW。随着电子技术的发展，联邦德国在1971年试制出1 840 kW的交一直一交电力传动内燃机车，从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了新的途径。内燃机车随后的发展，表现为在提高机车的可靠性、耐久性和经济性，以及防止污染、降低噪声等方面不断取得新的进展。　　中国从1958年开始制造内燃机车，先后有东风型等3 种型号机车最早投入批量生产。1969年后相继批量生产了东风4等15种新机型，同第一代内燃机车相比较，在功率、结构、柴油机热效率和传动装置效率上，都有显著提高；而且还分别增设了电阻制或液力制动和液力换向、机车各系统保护和故障诊断显示、微机控制的功能；采用了承载式车体、静液压驱动等一系列新技术；机车可靠性和使用寿命方面，性能有很大提高。东风11客运机车的速度达到了160 km/h。在生产内燃机车的同时，中国还先后从罗马尼亚、法国、美国、德国等国家进口了不同数量的内燃机车，随着铁路高速化和重载化进程的加快，正在进一步研究设计、开发与之相适应的内燃机车。　　分类　　按用途可分客运、货运、调车内燃机车。接走行部形式分为车架式和转向架式内燃车。 按传动方式分为机械传动、液力传动、电力传动内燃机车。现代机车多采用电力和液力传动。电力传动又可分为直流电力传动和交—直流电力传动和交—直—交电力传动内燃机车。　　基本结构　　内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成。　　柴油机　　内燃机车的动力装置，又称压燃式内燃机。主要结构特点包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、增压与否等。现代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器，以利用柴油机废气推动涡轮压气机，把提高了压力的空气经中间冷却器冷却后送入柴油机进气管，从而大幅度提高了柴油机功率和热效率。柴油机工作有四冲程和二冲程两种方式，同等转速的四冲程机的热效率一般高于二冲程，所以大部分采用四冲程。从转速来看，分为高速机（1 500 r/min左右）、中速机（1 000 r/min）和低速机（中速机转速以下）。为满足各种功率的需要，生产有相同汽缸直径和活塞的各种缸数的产品。功率较小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率较大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最为常用。　　传动装置　　为使柴油机的功率传到动轴上能符合机车牵引要求而在两者之间设置的媒介装置。柴油机扭矩—转速特性和机车牵引力—速度特性完全不同，不能用柴油机来直接驱动机车动轮：柴油机有一个最低转速，低于这个转速就不能工作，柴油机因此无法启动机车；柴油机功率基本上与转速成正比，只有在最高转速下才能达到最大功率值，而机车运行的速度经常变化，使柴油机功率得不到充分利用；柴油机不能逆转，机车也就无法换向。所以，内燃机车必须加装传动装置来满足机车牵引要求。常用的传动方式有机械传动、液力传动和电力传动。①机械传动装置是由离合器、齿轮变速箱、轴减速箱等组成的。因其功率受到限制，在铁路内燃机车中不再采用。②液力传动装置主要由液力传动箱、车轴齿轮箱、万向轴等组成。液力变扭器（又称变矩器）是液力传动机车最重要的传动元件，由泵轮、涡轮、导向轮组成。泵轮和柴油机曲轴相连，泵轮叶片带动工作液体使其获得能量，并在涡轮叶片流道内流动中将能量传给涡轮叶片，由涡轮轴输出机械能做功，通过万向轴、车轴齿轮箱将柴油机功率传给机车动轮；工作液体从涡轮叶片流出后，经导向轮叶片的引导，又重新返回泵轮。液力传动机车（图2）操纵简单、可靠，特别适用于多风沙和多雨的地带。③电力传动分为三种：（a）直流电力传动装置。牵引发电机和电动机均为直流电机，发动机带动直流牵引发电机，将直流电直接供各牵引直流电动机驱动机车动轮。（b）交—直流电力传动装置。发动机带动三相交流同步发电机，发出的三相交流电经过大功率半导体整流装置变为直流电，供给直流牵引电动机驱动机车动轮。（c）变—直—交流电力传动装置。发动机带动三相同步交流牵引发电机，发出的直流通过整流器到达直流中间回路，中间回路中恒定的直流电压通过逆变器调节其振幅和频率，再将直流电逆变成三相变频调压交流电压，并供给三相异步牵引电动机驱动机车动轮。电力传动机车的应用最为广泛。　　车体走行部　　包括车架、车体、转向架等基础部件。①车架是机车的骨干，安装动力机、车体、弹簧装置的基础。车架为一矩形钢结构，由中梁、侧梁、枕梁、横梁等主要部分组成，上面安装有柴油机、传动装置、辅助装置和车体（包括司机室），下面由两个转向架支撑并与车架相连，车架中梁前后两端的中下部装设车钩、缓冲装置。车架承受荷载最大，并传递牵引力使列车运行，因此，车架必须有足够的强度和刚度。②车体是车架上部的外壳，起保护机车上的人员和机器设备不受风、沙、雨雪的侵袭和防寒作用。按其承受载荷情况，分为整体承载式和非整体承车体；按其外形分为罩式和棚式车体。③转向架是机车的走行装置，又称台车。由构架、旁承、轴箱、轮对、车轴齿轮箱（电力传动时包括牵引电机）、弹簧、减振器、均衡梁，以及同车架的连结装置、基础制动装置等主要部件组成。其作用是承载车架及其上面装置的重量，传递牵引力，帮助机车平衡运行和顺利通过曲线。内燃机车一般为具有两个2 轴或3 轴的转向架。　　辅助装置　　用来保证柴油机、传动装置、走行部、制动装置和控制调节设备等正常工作的装置。主要设备包括：燃油系统——保证给柴油机供应燃油的设备及管路系统；冷却系统——保证柴油机和液力传动装置能够正常工作的冷却设备和管路系统；机油管路系统——给柴油机正常润滑的设备及管路系统；空气滤清器——过滤空气中灰尘等赃物的装置；压缩空气系统——供给列车的空气制动装置、砂箱、空气笛及其他设备压缩空气的系统；辅助电气设备——蓄电池组、直流辅助发电机、柴油机起动电机等。　　制动设备　　内燃机车都装有一套空气制动机和手制动机。此外，多数电力传动机车增设电阻制动装选，液力传动机车装有液力制动装置。　　控制设备　　控制机车速度、行驶方向和停车的的设备。主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。操纵台上的监视表和警告信号装置有：空气、水、油等压力表，主要部位温度表，电流表、电压表，主要部位超温、超压或压力不足等音响和显示警告信号。为了保证安全，便于操作，内燃机车上还装设有机车信号和自动停车装置。　　工作原理　　燃料在汽缸内燃烧，所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功，燃料的热能转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速和转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的轮周牵引力传递到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。　　据报载，从1992年6月1日起，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车牵引客车的历史，改用内　　燃机车，以提高列车的速度和正点率。 人们在使用蒸汽机车的过程中发现，这种机车的一个致　　命弱点是它的锅炉既大又重，严重影响了它的发展前途。在锅炉里，用煤将水加热成蒸汽，再通入汽　　缸里，从而推动机车前进。有人设想，如果将这种笨重的锅炉去掉，使燃料直接在汽缸内燃烧，用所　　产生的气体来推动车轮旋转，就可以克服蒸汽机车的主要缺点。于是，一些科学家便开始进行研究试　　验。 1866年，德国人奥托首先制成了一种燃烧煤气的新型发动机。这种发动机和蒸汽机在汽缸　　外面的锅炉里燃烧燃料不同，它是在汽缸内点燃煤气的，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴　　旋转。因此，就给它起了个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现，为火车的进一步发展带来　　了生机。 后来到了1894年，德国就制造出世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新机车，　　既不烧煤，也不烧煤气，而是用柴油作燃料。它所用的柴油机是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。从此　　，内燃机车就成了火车家族中的一位重要成员，并得到了广泛的应用。 内燃机车虽然出世较晚　　，但它后来居上，比火车家族中的大哥哥蒸汽机车的本领高强，受到人们的重视。它的突出优点是：　　速度快。内燃机车起动迅速，加速又快。通常，蒸汽机车的最大时速为110公里，而内燃机车　　的最大时速可达180公里，使铁路通过能力提高25%以上。 马力大。蒸汽机车的功率一般为　　3000马力左右，而内燃机车可以达到4000～5000马力，因而运载量就多。 能较好地利用燃料　　的热能。蒸汽机车的热效率一般仅为7%左右，而内燃机车可达到28%左右，提高了4倍，从而节省了大　　量的燃料。 适合缺水地区使用。蒸汽机车是个用水“大王”，一列火车平均每行驶10公里，　　就得消耗水3～4吨。通过干旱的缺水地区，火车就需要自带用水。据统计，在缺水地区运行一列火车　　，如果有10节车厢，其中有3节车厢是用来装水的。而内燃机车用来冷却的水仅需要几百公斤，供循　　环使用，内燃机车上一次水，可连续行驶1000公里，因而它被人们誉为“铁骆驼”。 司机驾　　驶操作方便。内燃机的司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，而且驾驶室内明亮宽敞，司机操作时视　　野开阔，既方便又安全。 有的人可能认为内燃机车和汽车都是使用的内燃机，两者的结构原理　　应是相同的。其实，它们是不完全一样的。汽车是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动，而内燃　　机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。所以，通　　常也将内燃机车称做“电传动内燃机车”。 内燃机车出世后，以其明显的优势很快就压倒了蒸　　汽机车。特别是第二次世界大战结束后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格较低，能大量供应，　　因而有力地促进了内燃机车的发展。一些国家如美国、日本、法国、加拿大等国都用继制成了内燃机　　车，并且在10年左右的时间内实现了铁路机车内燃化，使内燃机车得到了较广泛的使用。 我国　　于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，如“东风型”　　、“东方红型”和“北京型”内燃机车等。现在，我国在许多铁路线上已有各种类型的内燃机车牵引　　着长长的列车在驰骋着，一些主要干线的直达客车基本上实现了内燃机车牵引。 内燃机车除了　　通常使用的电传动内燃机车外，还有液力传动内燃机车和适用于寒冷缺水地区的燃气轮机车。　　液力传动内燃机车是将内燃机产生的动力，通过液力变速箱、万向轴、车轴齿轮箱等设备，使车轮转　　动，从而带动车辆前进。早期的液力传动内燃机车，采用类似于蒸汽机车的连杆驱动。 燃气轮　　机车是现代化内燃机车的一种。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。它比一般内燃机车的马　　力大，振动小，结构简单，行驶安全可靠，而且容易制造。世界上第一台燃气轮机车是1941年在瑞士　　制成的。由于它特别适用于高寒、缺水地区使用，近年来发展很快。法国已研制成并投人使用第二代　　和第三代燃气轮机车，其中第二代燃气轮机车的最高时速就已达到260公里。目前，燃气轮机车已成　　为引人注目的现代化机车的一个